山东科技大学学士学位论文
第3章 坝址选择及枢纽布置
3.1 坝址及坝型选择
3.1.1坝址选择
混凝土面板堆石坝的坝轴线选择，既要考虑坝址的地形地质条件，又要考虑面板堆石坝的特点，且有利于其他建筑物的布置。重点是选择较理想的趾版线位置，使趾版地基尽量置于坚硬、非冲蚀性和可灌的岩基上，尽量避开断裂发育、强烈风华、夹泥、岩溶等不利地址因素，使趾板开挖量和趾板地基处理工作量减少。另一方面要选择有利的地形，使坝轴线采用直线形式，并尽可能与直线正交，以节省坝体工作量和方便施工。 3.1.2坝型选择
坝型选择应综合考虑下列因素，经技术经济比较确定：
1．坝址区河势地形、坝址基岩、覆盖层特征及地震烈度等地形地质条件；
2．筑坝材料的种类、性质、数量、位置和运输条件；
3．施工导流、施工进度与分期、填筑强度、气象条件、施工场地、运输条件和初期度汛等施工条件；
4．坝高：高坝多采用土质防渗体分区坝，低坝多采用均质坝，条件合适时宜采用混凝土面板堆石坝；
5．枢纽布置、坝基处理以及坝体与泄水、引水建筑物等的连接； 6．运行条件：如对渗漏量要求高低，上、下游水位变动情况，分期建设等；
7．坝及枢纽的总工程量、总工期和总造价。
所选坝轴线处河床冲积层较深，两岸风化岩透水性深，基岩强度低，且不完整。从地质条件看不宜修建拱坝。支墩坝本身应力较高，对地基的要求也很高，在这种地质条件下修建支墩坝也是不可行的。较高的混凝土重力坝也要求建在岩石地基上。通过对各种不同的坝型进行定性分析，综
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合考虑地形、地质条件、建筑材料、施工条件、综合效益等因素，最终选择土石坝方案。
3.2 枢纽总体布置
3.2.1枢纽建筑物组成
本设计根据当地的地形、地址以及水文等多方面的因素，最终选定枢纽的建筑物组成为：
1．挡水建筑物：面板堆石坝 2．泄水建筑物：河岸溢洪道
3．水电站建筑物：包括引水隧洞、调压井、压力管道、电站厂房、开关站等。 3.2.2枢纽布置
1．挡水建筑物——面板堆石坝
挡水建筑物按直线布置，坝布置在河湾地段上。 2．泄水建筑物——河岸溢洪道
泄洪采用河岸溢洪道方案，溢洪道布置在大坝右岸。 3．水电站建筑物
引水隧洞、电站厂房布置于凸岸，由于风化岩层较深，厂房布置在开挖后的坚硬玄武岩上，开关站布置在厂房旁边。
3.3土石坝坝型选择
影响土石坝坝型选择的因素很多，最主要的是坝址附近的筑坝材料，还有地形地质条件、气候条件、施工条件、坝基处理、抗震要求等。应选择几种比较优越的坝型，拟定剖面轮廓尺寸，进而比较工程量、工期、造价，最后选定技术上可靠、经济上合理的坝型。本设计限于资料只作定性分析确定土石坝坝型选择。
均质坝材料单一，施工简单，但坝身粘性较大，冬雨季施工较为不便，且无足够适宜的土料来作均质坝，故均质坝方案不可行。
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塑性斜墙坝（用砂砾料作为坝壳，以粘土料作防渗体设在坝体的上游做斜墙）的斜墙与坝壳两者施工干扰相对较小，工期较短，但对坝体、坝基的沉降比较敏感，抗震性能较差，易产生裂缝；塑性心墙坝（用砂砾料作为坝壳，以粘土料作防渗体设在坝剖面的中部做心墙）与斜墙坝相比工程量相对较小，适应不均匀变形，抗震性能较好，但要求心墙粘土料与坝壳砂砾料同时上升，施工干扰大、工期长。由于本地区粘性土料自然含水量较高，不宜大量采用粘性土料，故本设计中不考虑。
鉴于该河流本流域大部分为山岭地带，山脉、盆地相互交错于其间，地形变化剧烈，流域内支流很多，但多为小的山区河流，地表大部分为松软沙岩、页岩、玄武岩及石灰岩的风化层，汛期河流含沙量较大，冲积层较厚，两岸有崩塌现象。堆石坝坝坡较陡，工程量较小，施工干扰相对较小且对不同坝址气候条件和地形地质条件都具有较强的适应性；又为利用当地的天然建筑材料等有效资源，减少外来建筑材料的供应，故本工程采用面板堆石坝坝型的设计。
3.4大坝轮廓拟定
大坝剖面轮廓尺寸包括坝顶高程、坝顶宽度、上下游坝坡、面板和趾板设计等。 3.4.1坝体剖面设计
1.坝顶高程
根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）（以下简称“规范”）规定，坝顶高程分别按照:①正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高、②设计水位加正常运用条件下的坝顶超高、③校核水位加非常运用下的坝顶超高进行计算，因该地区地震烈度为7，故还需考虑正常蓄水位加非常运用时的坝顶超高再加上地震涌浪高度，最后取以上四种工况最大值，同时并保留一定的沉降值。涉及的坝顶高程是针对坝沉降以后的情况而言的，因此，竣工时的坝顶高程应预留足够的沉降量。根据以往工程经验，土石坝预留沉降量一般为坝高的0.4%。
坝顶高程在水库正常运用和非正常运用期间的静水位以上应当有足够的超高，以保证水库不漫顶，其超高值△h由下式而定：
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?h=R+e+A （3-1）
式中：△h——坝顶在水库静水位以上的超高，m； R——最大波浪在坝坡上的爬高，m； e——最大风浪引起坝前壅高，m； A——安全超高，m。 （1）最大波浪爬高R 由官厅水库公式：
gh13 V2?0.0076V?112?gD?0?2?0?V0? gL13.75m?0.331V?12.?10?5gD? V20?V2?0?
R1%?K?K?KVKRh1% 式中：V? ——该流域最大风速，取18m/s；
D ——该流域最大吹程，取15km；
K?——波浪入射角的折减系数取0.96；
K?——混凝土护面取0.9； KV——查表得取1.1。 KR——KR的表达式如下：
KR?1.24th(0.432M)?(N?1.029)Q 20
3-2） 3-3） 3-4）
3-5）
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