5 工程布置及建筑物要点文档格式.docx
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（4）气象资料
极端最高气温：
35℃
极端最低气温：
-3.7℃
多年平均相对湿度：
82%
多年平均风速：
9.2m/s
吹程:
1.0km
（5）地质参数
①坝基岩体力学指标参考值
坝基岩体力学指标参考值表
表5-1
摩擦系数f
凝聚力C
Mpa
饱和抗压强度（Mpa）
饱和抗拉强度（Mpa）
泊桑比
弹性
模量
Gpa
变形
模量E0Gpa
抗剪f
抗剪断f’
C
C’
0.6
0.9
0.4
0.7
30
4.5
0.28
7.5
5.2
②结构面力学指标参考值
结构面力学指标参考值表
表5-2
项目名称
摩擦系数f’
凝聚力C’Mpa
软弱层
0.26
0.02
③坝基抗冲刷系数为1.5。
（6）地震烈度
查《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应地震基本烈度为Ⅵ度，属中硬场地区，区域构造稳定性较好。
对工程兴建无影响，可不作抗震设防。
（7）泥沙资料
多年平均输沙模数100t/km2
水库设计运行50年，淤沙高程941.6m
淤沙浮重度8kN/m3
淤沙内摩擦角15°
（8）主要建筑材料设计参数
水的重度10kN/m3
C15砼砌毛石的重度23kN/m3
C15砼砌毛石的弹性模量4.1×
103MPa
C15砼砌毛石的泊松比μ.22
C15砼砌毛石的线膨胀系数8×
10-6/℃
5.1.4主要技术规程规范
（1）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）
（2）《防洪标准》（GB50201-94）
（3）《水利水电工程初步设计报告编制规程》（DL5021-93）
（4）《水工砼结构设计规范》（SL/T191-96）
（5）《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077-1997）
（6）《混凝土拱坝设计规范》（SL282-2003）
（7）《浆砌石坝设计规范》（SL25-91）
（8）《水利水电工程水文计算规范》（SDJ214-83）
（9）《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-93）
（10）《水利工程水利计算规范》（SL/T5084-1998）
（11）《水利水电工程泥沙设计规范》（DL/T5089-1999）
（12）《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）
（13）《水利水电工程天然建筑材料勘察规范》（SL251-2000）
（14）《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL25-92）
（15）《水利水电工程钻探规程》（DL5013-92）
（16）《水利水电工程施工组织设计规范》（SDJ338-89）
（17）《小水电建设项目经济评价规程》（SL16-95）
（18）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-94）
（19）《水利水电工程制图标准》（SL73.15-95）
（20）《水电工程水库淹没处理规划设计规范》（DL/T5064-1996）
（21）《混凝土面板堆石坝设计规范》（SL282-98）
（22）《溢洪道设计规范》（DL/T5166-2002）
5.2坝型、坝线选择及工程总布置
5.2.1坝线选择
根据工程地形、地质条件，将坝轴线布置于原有老坝上游20m处，坝址区河段为不对称的“U”形河谷，左岸地形坡度为42°
～56°
，局部为陡崖。
右岸地形坡度为35°
～40°
，相对平缓。
两岸山体均无天然布置溢洪道的垭口。
库区范围不大，集雨面积较小，兴利库容12.74万m3，水库正常水位955.00m，回水长度约415m。
主要的库容集中在坝前，若将坝线上移，会使水库可利用库容减少，不利于水库功能的发挥；
坝线下游60m处为喇叭形河谷出口，地形开阔，不适合布置坝轴线。
因此相对于现选择的坝线位置而言，库区无其他更适合的坝线位置。
在距原有老坝50m处有地下泉眼出露，不宜作为拦河坝基础。
因为洪水期间地下水会对坝基进行冲刷，掏空坝体，对大坝稳定不利。
坝址位于相对较开阔的河段上，河流流向50°
，河床宽度约40m，河段为斜向不对称的“U”形河谷，出露地层为三叠系中统小米塘组（T2xm）浅灰色中厚层白云岩、泥质白云岩，层间夹灰、灰绿色页岩，岩层产状：
260°
～270°
∠12°
～19°
，倾向左岸偏上游。
两岸基岩多裸露，右岸自然坡度19°
～25°
，左岸自然坡度31°
～37°
，975m高程以上为陡崖，左岸山顶高程约1144m，右岸山顶高程约1080m，两岸山体雄厚，河床高程936m，河床底部覆盖层厚约1.5～2.5m。
坝址区无大的构造发育，地表调查及钻探分析，坝址区节理裂隙较发育，节理统计左坝肩节理裂隙密度为5条/m，陡倾角，资料分析走向283°
的节理裂隙为优势方向，右坝肩节理裂隙密度为7条/m，陡倾角，资料分析走向64°
～87°
及346°
的节理裂隙为优势方向。
坝区局部岩石较破碎、层间有夹泥现象，岩石弱风化层厚3.5～8m，岩石为中硬岩，为BⅢ2类岩体，坝址区工程地质条件较好。
5.2.2坝型选择
根据干腮水库工程坝址的地形、地质、水库淹没、泄流及天然建筑材料等条件要求选择适宜的坝型。
干腮坝址地形条件整体上为宽浅的“U”型河谷，两岸地形顺河流方向为喇叭口形，边坡约30°
，河谷底宽约30m。
正常水位955.00m时，河谷宽约95m，河谷宽高比为3.8左右。
从地形上看，坝址有布置砌石重力坝、砌石拱坝或混凝土面板堆石坝的条件。
坝线位置地形呈喇叭口状，下游地形开阔，岸边山体单薄，加上坝址区节理裂隙较发育，局部岩石较破碎、层间有夹泥现象。
经计算，该软弱夹层的存在使得坝肩稳定难以满足，即使加大坝坝肩嵌深也不能满足坝肩稳定要求，该坝址不适宜布置拱坝。
综上分析，本阶段设计重点作砌石重力坝与混凝土面板堆石坝的设计比较。
（1）浆砌重力坝方案
重力坝坝顶总长93.50m，中部布置溢流坝段，宽14m，中间设2个交通桥桥墩，桥墩厚度为1.0m。
溢流坝采用表孔溢流，共分3孔，每孔净宽4m，堰顶高程955.000m，堰面为椭圆WES曲线，后接坡度为1:
0.8的直线段，再后接半径7.5m反弧段，溢流坝底宽18.677m，坝底高程933.00m，大坝垫层厚1.00m。
大坝两端为非溢流坝段，左端坝顶长为27.80m，右端坝顶长35.90m，坝顶高程956.60m，防浪墙顶高程957.80m，坝顶宽度3.0m，坝底最大宽度18.677m，非溢流坝段最大坝高24.0m。
参见重力坝设计图（PT-G-C-SG-02、03）。
重力坝设计工程量见浆砌石坝主要工程量表（表5-3）。
浆砌重力坝主要工程量表
表5-3
项目
单位
数量
备注
坝基石方开挖
m3
5960
坝基土方开挖
660
M10浆砌C15砼预制块
915
C15砼防渗墙
1190
M7.5砂浆砌块石
7420
C15埋石砼垫座
1220
C15砼
50
防浪墙
m
115
栏杆
闸墩
C20砼
25
人行桥
265
溢流面
105
边墙
钢管（φ200/φ300）
t
2.5
δ=10mm
钢筋制安
40
（2）混凝土面板堆石坝方案
1）主体大坝设计
①坝顶高程
参照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）堆石坝防洪标准为30年一遇，校洪标准为300年一遇。
坝顶高程为957.00m，防浪墙顶高程958.20m。
②坝顶构造
a.坝顶宽度
参照《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）、《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL274-2001）及《混凝土面板堆石坝设计规范》（SL228-98）等规范的要求及统计数据，坝高小于30m时，坝顶宽度一般在3～6m，鉴于此，坝顶宽度设计取为5m。
b.坝顶防浪墙
坝顶设与防渗体联成一体的钢筋混凝土防浪墙，墙高1.2m。
③坝坡及趾板
根据地质条件，堆石坝建基面高程可在936.0m，堆石坝坝高21m，参照《混凝土面板堆石坝设计规范》（SL228-98）及国内现有工程，根据工程地形地质的实际条件设计上下游边坡，上下游边坡分别采用1:
1.4。
趾板混凝土强度标号C20，宽度按基础处理后的地基允许渗流比降确定，采用水头的20%，厚度根据工程类比及面板的厚度定为0.40m。
趾板采用单层双向配筋，配筋率为0.4%。
趾板与基岩采用锚筋连接，锚筋直径为35mm，间距3m，伸入基岩2m，全长3m。
趾板下进行帷幕灌浆和固结灌浆。
④防渗体及分缝处理
根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL274-2001）、参照《混凝土面板堆石坝设计规范》（SL228-98），采用大于30cm的C20混凝土等厚度面板，其厚度为40cm。
其厚度计算公式为：
t=0.3+xH
式中：
H—计算断面至面板顶部的垂直高度，取27m；
x—经验系数，一般为0.002～0.0035。
面板采用单层双向布筋，位置偏中或偏上。
纵向配筋率0.4%,横向配筋率0.4%。
周边缝及垂直挤压缝侧配置加强钢筋。
面板周边设周边缝，本身设垂直缝。
缝距在坝肩处6m,中央部分12m。
施工中的水平缝按施工缝处理。
面板与趾板间预留缝宽2cm，缝间置沥青杉板或柏木板，缝底设W型止水铜片，缝顶设塑性填料盖片。
张拉垂直缝施工时不留缝宽，底部在两板上嵌入W型止水铜片，铜片下铺塑料垫片。
顶部设塑性填料加盖片。
⑤堆石体
堆石体分为垫层、过渡区、中央堆石区及下游堆石区4部分。
垫层采用水平宽为3m的等宽垫层，上坝材料最大粒径控制在80mm以下。
堆石进行分层铺筑，每层厚0.5m，用10t振动碾进行碾压，碾压5遍。
过渡区，上坝堆石最大粒径控制在100～300mm间，分层铺筑，每层厚0.5m，施工要求同垫层。
中央堆石区及下游堆石区，上坝堆石最大粒径d=300～600mm，分层铺筑，每层厚1m，用10t振动碾进行碾压，碾压4遍。
⑥下游护坡
堆石坝下游采用干砌石护坡，坡度采用1:
参见堆石坝设计图（PT-G-C-SG-04、05）。
堆石坝设计工程量见堆石坝主要工程量表（表5-4）。
堆石坝主要工程量表
表5-4
单位
325
2800
C20砼面板
880
碾压堆石
30225
C20砼趾板
175
干砌石
1480
下游护坡
止水铜片
345
厚150mm、长600mm
C15钢筋砼
C10砼栏杆
110
M5浆砌块石
450
φ300钢管
15
130
2）溢洪道设计
①溢洪道布置
坝址所在位置左右岸均无适宜布置溢洪道的天然垭口，左岸地形坡度为42°
溢洪道布置于右岸能使开挖量较少。
溢洪道总长64.29m的引渠，0m到30.55m为引水渠，30.66m到35.16m为溢流堰，35.16m到64.29m为泄水陡槽。
溢洪道控制段采用实用堰，溢流堰净宽为2×
6m（2孔），堰型采用WES曲线标准剖面，曲线方程为
；
泄槽段底坡为i=
，边墙高2m。
参见溢洪道设计图（PT-G-C-SG-06）。
②挑流消能设计
a．计算水舌外缘挑距
已知：
设计洪水位=956.12m，相应下游水位=946.62m，鼻坎高程=947.20m，。
挑角θ=16º
。
计算公式：
L=
（A.25）
L—挑流水舌外缘挑距，m；
θ—挑流水舌水面出射角，近似取鼻坎挑角，（º
）；
h1—挑流鼻坎末端法向水深，m；
h2—鼻坎下游河床高程差，m；
υ1—鼻坎坎顶水面流速，可按平均流速υ的1.1倍。
各掺数计算入下：
h1=0.318（由水面线计算得）
h2=953.5-951.0=2.5m。
υ1=1.1×
11.71=12.88m/s（由水面线计算得）
代入上式得，
=14.86m。
b．计算最大冲坑深度
计算公式参照《溢洪道设计规范》（DL/T5166-2002）附录A.26公式如下计算：
t—自下游水面至坑底的最大水垫深度，m；
q—坎顶单宽流量，m3/（s·
m）；
（q=3.72）；
H—上、下游水位差，m；
（H=9.5）；
H2—下游水深,m；
（H2=1）；
K—冲刷系数，（K=1.5）。
经计算得t=3.74m。
结果分析，溢洪道挑流鼻坎所在位置地形很陡坡度较大，由冲坑中心位置及冲坑深度按照1：
3的坡度在地形图上冲坑影响范围是远离鼻坎和下游大坝坝脚，因此冲坑不会危及建筑物的安全，可以不做处理。
溢洪道设计工程量见溢洪道主要工程量表（表5-5）。
溢洪道主要工程量表
表5-5
石方开挖
5850
土方开挖
1460
M10浆砌块石
215
引渠衬砌
C20钢筋砼
370
土石回填
310
排水瓦管
160
沥青砂浆
5
M10水泥砂浆抹面
m2
800
（3）方案综合比较
从工程技术上看，两种坝型都是可行的，重力坝的枢纽布置紧凑，安全度高，溢洪道布置于河床，便于施工导流，施工方便，但是建基面较之堆石坝深；
堆石坝地质适应性强，能节省水泥，但是工程量较大，由于堆石坝坝身不能过流，需要另行修建溢洪道，溢洪道开挖的石料可以作为上坝材料。
因此，重力坝枢纽方案与堆石坝方案是有可比性的。
重力坝采用表孔溢流，每孔B=4m，一共布置三孔，溢留净宽为12m，挑流鼻坎高程942.50m，挑角25º
，下游老坝不拆除，洪水期间下游水垫较深，对重力坝的挑流消能有利；
堆石坝溢洪道布置于右岸岸坡，控制段布置两孔，每孔6m，为了保证控制段的水流顺畅，引水渠进口宽度约为控制段宽度的2～3倍，陡槽段坡度为1:
4.32，挑流鼻坎高程947.20m，挑角16º
各方案工程量及投资比较见表5-6。
各方案工程量及投资比较表
表5-6
方案一
（重力坝）
方案二
（堆石坝）
（溢洪道）
土石方开挖
6620
3125
7310
（无）
M7.5浆砌块石
M10砌砼预制块
常态砼
2895
1155
钢筋
帷幕灌浆
1778
2000
（计入拦河坝）
固结灌浆
195
金属结构投资
万元
21.66
70.40
16.25
总投资
375.35
388.7
57.62
由于坝址无适合布置溢洪道的天然垭口，单从坝体投资上看，两种坝型的坝体投资部分相差不大，但是结合溢洪道工程量，整个堆石坝方案的投资较重力坝大，因此坝型推荐选用浆砌石重力坝方案。
5.2.3工程总布置
（1）工程总体布置前提条件
①根据枢纽综合利用开发要求，主要建筑物由拦河大坝、溢洪道和取水管等组成；
②水库正常蓄水位955.000m，死水位941.60m；
③枢纽泄洪以表孔为主，按挑流消能设计。
（2）布置原则
①使开挖、处理工程量最小；
②布置好泄水建筑物，是本工程总体布置的关键，应满足下泄水流顺畅地进入下游主河道，避免对两岸岸坡的严重冲刷；
③充分考虑施工导流的需要，为缩短工程建设总工期及减少工程造价创造条件。
（3）工程总体布置方案
通过对布置条件的分析，为满足枢纽泄洪、供水等多种功能的要求，进行本坝址地形地质等自然条件的工程总体布置。
工程总布置方案为挡水大坝+溢洪道+取水管。
参见枢纽布置平面图（PT-G-C-SG-01）。
拦河大坝为浆砌石重力坝，最大坝高24.60m，泄洪建筑物，有表孔溢洪道3孔，每孔宽4m，溢流净宽12m，堰顶高程955.00m，设计水位时，可渲泄流量29.95m3／s；
采用挑流消能。
引水建筑物进口采用坝式进水口，供水钢管设置于坝段左右岸939.60m高程处，钢管直径Φ300。
5.3挡水建筑物
5.3.1挡水坝设计
挡水坝为浆砌石重力坝，坝顶总长93.50m，中部布置溢流坝段，宽14m，中间设2个交通桥桥墩，桥墩厚度为1.0m。
溢流坝分3孔，每孔净宽4m，堰顶高程955.000m，堰面为椭圆WES曲线，后接坡度为1:
5.3.2结构布置及材料
重力坝坝体M7.5砂浆砌块石为主要填筑材料，上游坝面用M10水泥砂浆砌0.35m厚C15砼预制块，其后为顶厚0.4m底厚为0.8m的C15砼防渗墙，溢流坝段为C20钢筋砼，下游面采用M10水泥砂浆砌0.35m厚C15砼预制块，基础垫层采用C15砼（埋石<
15%）。
5.3.3基础处理
（1）坝基工程地质特性
坝基由浅灰色泥质白云岩，层间夹灰、灰绿色页岩。
岩体风化程度受岩性、构造破坏程度影响，推测强风化层厚约2～3m，弱风化层厚约3.5～8m。
岩石平均饱和抗压强度30～50MPa，岩层走向与河流交角33°
，倾向281°
倾角13°
坝基主要的地质构造有右岸库尾980～1015m高程发育3条张性陡倾卸荷裂隙。
（2）大坝建基面及开挖边坡确定
本工程河床坝段，结合坝体结构对地基的要求，大坝建基面开挖深度及开挖形状，根据可利用基岩等高线拟定在弱风化岩体中上部，一般开挖深度3～4m。
根据坝基岩层产状倾向下游，岩石完整性较好，基坑边坡开挖，不受结构面控制。
建议开挖边坡：
强风化基岩1:
0.5～1:
0.75，弱风化基岩1:
0.25～1:
0.35。
（3）坝基防渗帷幕设计
根据地质调查、钻孔资料可知左右岸近河床段水文地质条件、岩体风化、裂隙发育、岩体完整性有一定的差异。
右岸ZK1（孔口高程为968.0m）钻孔地下水位为958.3m，低于地表9.7m，库首q4泉点出露高程为954.9m，q5泉点高程为960.1m，说明其间山体存在高于955m的地下水分水岭，可利用地下水位控制坝址右岸的防渗帷幕边界。
左岸ZK3（孔口高程为965.0m）钻孔地下水位为948.8m，低于水库正常高水位（955.00m）6.2m，库岸q2泉点出露高程为956.9m，q3泉点高程为975.7m，均高于水库正常高水位（955.00m），说明左库岸坡山体存在高于正常高水位的地下水分水岭，但库首存在地下水位低槽区段，防渗帷幕边界根据ZK3钻孔水位向库岸方向延伸接地下水位。
根据以上分析，结合正常高水位955.00m可确定左右岸及大坝帷幕线的方向和边界。
帷幕灌浆设计端点边界是向两岸延伸接地下水位。
因左岸坡地形较陡，设计灌浆平洞长56m。
右岸由于地下水位较高，帷幕线向右岸适当延伸接地下水位。
由于左右岸岩性对称，地层为三叠系中统小米塘组（T2xm）浅灰色泥质白云岩，层间夹灰、灰绿色页岩，为相对隔水层，在帷幕深度上以满足压水试验值小于5Lu为原则。
帷幕线方向详见大坝帷幕灌浆平面剖面布置图（PT-G-C-DZ-05、06）。
帷幕线长168m，设计为单排直线悬挂式帷幕，孔距3m，帷幕灌浆钻孔57目，机动补强孔11目；
钻孔总进尺1962m，其中有效进尺1778m，无效进尺184m。
（4）坝基固结灌浆设计
坝基由于节理裂隙较发育，风化破碎，重力坝方案需对基础进行固结灌浆处理。
重力坝基础底宽18.7m，长度20m，固结灌浆设计为5排，基本孔距3m，排距3m。
钻孔深入基岩5m。
施工高程936m。
设计固结钻孔35目，有效进尺175m，无效进尺105m；
机动补强孔4目，有效进尺20m，无效进尺8m。
总计钻孔39目，有效进尺195m，无效进尺113m。
5.3.4重力坝设计计算
（1）计算基本资料
计算基本参数表
表5-7
序号
项目名称
1
多年平均最
升级会员 