1、西安理工大学毕业设计（论文）题 目 南沟门常态混凝土重力坝及溢流坝段设计设计 专 业 水利水电工程 班 级 工 115 班 学 生 张先帅 指导教师 李守义 2015- 1 -南沟门常态混凝土重力坝及溢流坝段设计摘 要南沟门水利枢纽工程位于陕西省延安市黄陵县境内，水库坝址位于葫芦河河口上游 3 公里处的南沟门附近，距黄陵城约 25 公里，距洛川县城约 17公里，距延安市约 120 公里，距西安市约 180 公里。该水利枢纽工程主要任务是向延安石油化学工业基地及当地城乡生活供水，改善其灌溉条件，并利用供水进行发电。本次毕业设计分析了坝址的地形和地质条件，对比几种坝型最终选取常态混凝土重力坝和坝轴
2、线并进行了枢纽布置。枢纽建筑物包括泄水建筑物、挡水大坝、底孔、供水管道和电站等。然后对该工程的溢流坝及底孔的形式和消能及防冲进行了设计。坝体剖面的稳定和应力计算，荷载组合取了基本组合和特殊组合两种不同的情况，以正常蓄水位时的荷载组合作为基本组合；以校核荷载和地震荷载作为特殊组合。设计中选取了坝基面和廊道底部截面作为计算截面，对坝体的两种稳定和强度都进行了计算，结果都满足要求。本次设计的主要成果有：设计说明书 1 份，设计图纸 6 张以及其他相关附图附表等。关键词： 常态混凝土重力坝；溢流坝；底孔；设计 。- 2 -Copper cash dam water conservancy hub pr
3、oject layout andWater discharge building designABSTRACTCopper cash dam located in hanjiang river dam site tributary jade belt linked to the downstream, the reservoir for a factory in industrial water is given priority to, and compensation of farmland irrigation water downstream, and flood control, p
4、ower generation, fish, and other comprehensive use of water conservancy hub project. The graduation design analysis of the dam site topographical and geological conditions, compared several dam type selection ultimately normal concrete gravity dam and dam axis and the general layout.Hub buildings in
5、cluding outlet structure,Block water dam,underport,Water supply pipe and power stations.Then the spillway and bottom outlet in the form of engineering and the energy dissipationand scour protection design. The stability of the dam profile and stress calculation, the load combination to take thebasic
6、 combinations and special combination of two different situation, normal water level of theload combination as the basic combination; checking loads and seismic loads as special combinations.In the design of the dam foundation and corridor on the surface as the section at the bottom section on the d
7、am two stability and strength are calculated, the result is meet the requirements. The design of the main achievements are: a design specifications, design drawings and other relevant drawings six pictures schedule, etc.Keywords: normal concrete gravity dam; Overflow dam; underport; Design.- 3 -前 言毕
8、业设计是学生综合应用在校所学的知识、结合工程实际，进行一次系统的、有机的解决工程实际问题的实践性环节，其目的是巩固课本的专业知识，并使之系统化，培养学生综合应用所学知识解决实际问题的能力，并初步掌握设计水利枢纽工程的内容、原则、方法和步骤，进一步提高学生设计、计算、绘图和编写说明书的能力等。本次毕业设计是在指导老师的悉心指导下，根据国家水利部及电力部颁发的关于水利水电工程的最新规范，同时参考了相关的教材、资料、设计手册等的基础上完成的。本次设计的主要内容有：南沟门水库洪水分析及调洪计算；坝轴线、坝型的比选及枢纽布置；坝高及非溢流坝段的剖面拟定；溢流坝段剖面拟定及消能设计；排沙底孔的剖面拟定；构
9、造设计；地基处理设计。南沟门水库的建成能保证某工厂工业用水年平均流量，兼补偿下游农田灌溉用水，以及防洪、发电、养鱼的要求。本次毕业设计从开题报告的撰写到最终成果答辩历时近四个月，经过学习基本上达到了预期的目的。- 4 -目录第 1 章 南沟门水利枢纽工程概述 .11.1 工程概况 11.2 工程特征表 2第 2 章 水 文气象 .32.1 流域水文概况 32.2 洪水分析计算 3第 3 章 兴利调 节和调洪计算 .73.1 底孔规模及死库容确定 73.2 兴利库容确定 73.3 调洪计算 8第 4 章 工程 地质 144.1 区域地质概况 .144.2 库区工程地质条件 .144.3 坝址工程
10、地质条件 .164.4 各坝轴线工程地质条件 .18第 5 章 枢 纽布置 195.1 坝址选择 .195.2 坝轴线选择 .205.3 坝型选择 .205.4 枢纽布置 .21第 6 章 建筑 物设计 236.1 非溢流坝坝体设计 .236.1.1 坝顶高程确定 .236.1.2 初拟坝体剖面 .256.1.3 荷载计算 .256.1.4 坝基面稳定计算 .316.1.5 坝体应力分析 .386.2 溢流坝设计 .416.2.1 溢流坝堰面体型设计 .42- 0 -6.2.2 挑流消能水利要素计算 .456.2.3 溢流坝面水面线计算 .466.3 排沙底孔设计 .516.3.1 体型设计
11、.516.3.2 挑流消能计算 .536.4 工业取水管设计 .55第 7 章 构造设计 567.1 坝顶构造 .567.2 廊道系统 .567.2.1 基础灌浆及排水合用廊道 .567.2.2 坝体检查及排水廊道 .577.3 防渗系统 .577.4 横缝构造 .58第 8 章 地基处理 598.1 地基开挖与清理 .598.2 帷幕灌浆与固结灌浆 .598.2.1 固结灌浆 .598.2.2 帷幕灌浆 .598.3 断层、软基夹层处理 .60致谢 61参考文献 62- 1 -第 1章 南沟门工程概述1.1 工程概况南沟门水库工程位于陕西省延安市黄陵县境内，由葫芦河南沟门水库、洛河引洛入葫马
12、家河引水枢纽和输水隧洞三部分组成。南沟门水库位于洛河支流葫芦河下游，距黄陵县城约 20 公里。水库坝址距河口 3km，控制流域面积 5443km2，占全流域面积的 99.9%。工程由拦河坝、溢流坝、泄洪排沙底孔、发电引水洞等组成。马家河引水枢纽位于洛河中游洛川县西北约 12km 的马家河村，距下游交口河水文站约 38 km，坝址以上流域面积 11548 km2，占洛河流域总面积的42.9%。引洛入葫输水隧洞洞长 6.115km。南沟门水库工程主要任务为：向延安石油化学工业基地及当地城乡生活供水，改善灌溉条件，并利用供水进行发电。1.2 工程特征表表 1-1 工程特征表工程名称 南沟门水利枢纽工
13、程建设地点 陕西省延安市黄陵县所在河流 葫芦河水文特征 坝轴线全长 m 二.泄洪建筑物设计洪峰流量(P=1) 1130m3/s形式 溢流坝结合底孔校核洪峰流量 (P=0.02) 2910m3/s 1.溢流坝水库特征 堰顶高程 848.8m 正常蓄水位 848 单宽流量 m3/s.m设计洪水位(P=1) 849.2m 消能方式 鼻坎挑流- 2 -校核洪水位(P=0.1) 851.4m 每孔净宽 13m 兴利库容 5273 万 m3 孔数 3 个防洪库容 (605-613.3m) 2830 万 m3 2.底孔死库容 (588m 以下) 1075 万 m3 孔口尺寸 3.5m3m.主要建筑物 进口中
14、心线高程 803m 一.大坝 孔数 1 个坝型 常态混凝土重力坝 设计洪水最大流 速 21.60m/s地震基本烈度 度 3.闸门及启闭型式坝顶高程 613.3m 底孔工作门 弧形、液压启闭机最大坝高 48.3m 事故检修门 平板门、直升式启闭机第 2章 水文气象2.1 流域水文概况玉带河发源于宁强县巴山箭竹岭，流贯宁强县境内，由南向北，于勉县铜钱坝处流入汉江，河道曲折，高山植被良好，海拔 1000m 以下垦荒坡地少，河道总长 110 km，河床平均比降 3，下游河床比降为 1/600-1/800。坝址以上集水面积 798 km2。集水区呈狭长形，流域平均高程为 1100m，多年平均降雨量 10
15、00mm-1100mm，由“陕西省年降雨量等值线图”上可见，降水量分布由上游向下游递减，且宁强、铁锁关一带为暴雨中心。铜钱坝水库坝址位于武侯镇站与铁索关站之间，以武侯镇为控制站，进行汉江上游年平均径流平衡计算，推求出铁索关至铜钱坝的区间年径流，得铜钱坝处的径流。洪水- 3 -分析与计算见调洪计算。2.2洪水分析计算根据铜钱坝水库设计洪水标准，频率为 1，0.1所涉及洪峰、洪量及洪水过程线的有关资料如下：（1）设计洪峰铜钱坝位于铁索关与武侯镇站之间，经分析武侯镇站与铁索关之间产生洪峰基本相对应，两站洪峰间具有一定关系。用武侯镇站实测资料展延铁索关洪水资料为 1936-1941 年、1950-19
16、74 年系列，并分别对武侯镇站和铁索关站最大流量进行频率分析，将获得的不同频率武侯镇、铁索关最大流量进行频率分析，将获得的不同频率武侯镇、铁索关洪峰值与积水面积关系绘于双对数坐标纸上，用积水面积内插法推求铜钱坝 P=0.1，1的洪峰及洪峰均值。通过与洪水调查法、合理化公式法及汉中地区经验公式估算洪峰法所得值分析比较，最后选定铜钱坝水库采用值为： 0.1%P3450/Qms洪 峰： 1洪 峰（2）设计洪量的推求通过铁锁关站洪水资料分析，洪水过程线多呈单峰，洪水历时为 3 天，铜钱坝洪水历时定为 3 天。分别统计铁锁关站和武侯镇站实测历年最大一、三日洪量，见表 2-1 所示。进行频率计算，求得不同
17、频率各时段的洪量，绘制最大洪量与流域面积关系图，内插得铜钱坝频率为 1%时段的洪量。表 2-1 实测历年最大一、三日洪量时段 一 二 三洪水总量（亿 m 3） 1.32 1.79 2.08（3）洪水过程线典型放大已知铜钱坝水库坝址设计洪水的一日洪量及洪峰量。选用铁锁关站 1964年 9 月 2-4 日一次洪水过程线为典型：典型洪峰 Q=1640m3/s；24 小时洪量- 4 -W24=0.52 亿 m3，作为一日洪量（3 日 4 时-4 日 4 时） ；用同倍比放大法推求设计需要的洪水过程线见表 2-2，其曲线如图 2-1（其中比例因子 C 设=3100/1640=1.890；C 校 =455
18、0/1640=2.774）,大坝库水位-库容关系曲线如图2-2，水坝下游河道水位-流量的关系曲线见图 2-3：表 2-2 铜钱坝典型洪水过程线与设计、校核洪水过程线日-时 2-0 2-8 2-16 3-0 3-4 3-8Q（m 3/s） 45 70 100 120 140 460设计(P=1) 85.05 132.3 189 226.8 264.6 869.4校核(P=0.1) 124.83 194.18 277.4 332.88 388.36 1276.04日-时 3-10 3-11 3-12 3-13 3-14 3-15Q（m 3/s） 500 1180 1590 1640 1600 12
19、70设计(P=1) 945 2230.2 3005.1 3099.6 3024 2400.3校核(P=0.1) 1387 3273.32 4410.664549.364438.4 3522.98日-时 3-16 3-18 4-0 4-4 4-10 4-24Q（m 3/s） 890 480 250 138 105 50设计(P=1) 1682.1 907.2 472.5 260.82 198.45 94.5校核(P=0.1) 2468.86 1331.52 693.5 382.81 291.27 138.705001000150020002500300035004000450050001964-
20、9-112:00 1964-9-20:00 1964-9-212:00 1964-9-30:00 1964-9-312:00 1964-9-40:00 1964-9-412:00 1964-9-50:00 1964-9-512:00时 间流量（m3/s）典 型 洪 水 设 计 洪 水 校 核 洪 水图 2-1 铜钱坝水库同倍比放大法推求设计洪水过程线表 2-3 铜钱坝水库 Z-V 和 Z-A 关系曲线库水位(m) 570.9 580 590 600 610 620 630库容(万m3) 0 211.4 1404.4 4112.4 8587.4 14949 23378.5水面(m 2) 0 68
21、.5 180.5 373.5 525.5 740 952.08- 5 -图 2-2 铜钱坝水库水位-库容的关系曲线表 2-4 水库坝下游河道水位流量关系曲线水位Z(m) 570.9 573 575 577 579 580 582 584流量 Q (m3/s) 0 200 700 1600 3000 3900 5600 7600- 6 -Z-Q关 系 曲 线5705725745765785805825845860 2000 4000 6000 8000下 游 河 道 流 量 Q(m3/s)下游水位Z(m)图 2-3 铜钱坝下游水位-流量的关系曲线第 3章 兴利调节和调洪计算3.1 底孔规模及死库
22、容确定灌溉要求放水入坝下游河道，选用武侯镇、铁索关和茶店子三站 1966-1974 年实测沙量资料，通过沙量平衡计算求得铜钱坝多年平均来沙量值，参- 7 -照铁索关站 1936-1970 年水文资料统计成果可以看出玉带河河源来水、来沙的大小在月季的分配上基本相对应，而且来沙比径流出现更为集中，同时考虑意外情况下泄洪的需要，宜建底孔。根据水库淤积计算和排沙要求，为了保证设计洪水时宣泄通畅，选取底孔进口高程 580m,孔口尺寸 3.53m，兼顾水力发电最小工作水头的要求，选取死水位（即兴利下限水位）为 588m，相应死库容为 1075 万 m3。3.2 兴利库容确定（1）工业供水净用水量为 1.5
23、m3/s 考虑管道沿途损失以 10%计，工业供水保证率为 97%。（2）农业上要求水库补偿灌溉用水年 3000 万 m3。其中 5 月份 1000 万m3，6 月份 2000 万 m3。同时要求 5、6、7、8 四个月的河道天然径流不纳入水库径流调节。（3）水库渗漏蒸发损失估算,根据当地水文气象资料分析，水库多年平均水面蒸发量为 360 mm，水库库区地质条件属中等，月渗漏量以月平均库容水量的 1.5%计。（4）根据当地水文、用水变化特点，选取调节度从 9 月初开始至次年 8月底结束，确定水库运用方式为 10 月至次年 4 月为蓄水期，5-6 月为用水高峰期，7-9 月为防汛排沙期。这样可以做
24、到工、农业用水，蓄清、排浑相结合，保证水库安全渡汛，延长水库使用寿命，又可将部分兴利库容作为防汛使用。（5）用历时列表法，进行代表年 P=25%，50%，75%，97%年调节兴利库容的推求，从中选择最大者作为采用年调节兴利库容，综合考虑水库的淹没及浸没确定兴利库容 V 兴 =5275 万 m3，相应的正常高水位为 605m。3.3 调洪计算初定大坝采用底孔和溢流坝联合泄流，溢流坝段堰顶高程为 605 m,溢流坝段总长定为 69m，分成 5 孔，每孔净宽 13 米。底孔设一个,进口高程 580m,- 8 -孔口尺寸 3.53m。大坝库水位库容 ZV 关系曲线见图 3-1，大坝下游河道水位流量 Z
25、Q 关系曲线见图 3-2。图 3-1 大坝库水位库容 ZV 关系曲线图 3-2 坝下游河道水位流量 ZQ 关系曲线表 3-1 库水位总泄量计算表库水位总泄量计算表(t=3600s)- 9 -库水位Z(m)堰顶水头H(m)排沙洞水头H(m)库容 V （万 m3)堰顶以上库容V （万m3）V/t(m 3/s)溢流坝泄流q1(m3/s)排沙底孔泄流q2(m3/s)总泄量q(m3/s)q/2(m3/s)V/t+q/2(m3/s)605 0.00 26.75 6100.0 0 0.00 0.00 192.4 192 96 96 606 1.00 27.75 6500.0 400 1111.11 131.
26、20 196.0 327 164 1275 607 2.00 28.75 7000.0 900 2500.00 371.10 199.5 571 285 2785 608 3.00 29.75 7500.0 1400 3888.89 681.75 202.9 885 442 4331 609 4.00 30.75 8000.0 1900 5277.78 1049.62 206.3 1256 628 5906 610 5.00 31.75 8550.0 2450 6805.56 1466.89 209.7 1677 838 7644 611 6.00 32.75 9100.0 3000 8333
27、.33 1928.27 212.9 2141 1071 9404 612 7.00 33.75 9700.0 3600 10000.00 2429.90 216.2 2646 1323 11323 613 8.00 34.75 10050.0 3950 10972.22 2968.77 219.3 3188 1594 12566 614 9.00 35.75 10650.0 4550 12638.89 3542.47 222.5 3765 1882 14521 615 10.0 36.75 11400.0 5300 14722.22 4148.99 225.6 4375 2187 16909
28、由库水位计算表得如下图 3-3：- 10 -泄 量 q v/ t+q/2关 系 曲 线05001000150020002500300035004000450050005500600015000 19000 23000 27000 31000 35000 39000 43000v/ t+q/2（ m3/s）q(m3/s)图 3-3 表 3-2 调洪计算工作曲线计算表(P=1% 设计洪水)时间 入库流量（m 3/s） 平均入库流量 （m 3/s） V/T+q/2 (m3/s) 下泄流量（m 3/s ） 水库水位 （m）15 186 190 17037 185 60516 194 197 17042
29、 186 60517 199 201 17053 187 60518 203 206 17067 188 60519 208 211 17084 190 60520 213 216 17105 193 605.121 218 220 17127 196 605.122 222 225 17151 198 605.123 227 230 17178 201 605.124 232 235 17206 205 605.125 237 238 17236 208 605.226 238 242 17265 212 605.227 246 251 17295 215 605.228 256 261 1
30、7331 219 605.329 265 408 17373 224 605.330 550 625 17556 245 605.4- 11 -31 700 785 17936 289 605.832 870 1020 18432 356 606.133 1170 1700 19096 462 606.634 2230 2618 20334 688 607.435 3005 3053 22264 1112 608.636 3100 3062 24204 1578 609.837 3024 2713 25688 1962 610.638 2401 2042 26439 2160 611.139
31、1682 1441 26320 2129 61140 1200 1054 25632 1947 610.641 907 24739 1712 610.1从设计洪水的调节得出:设计洪水位为 611.1m，相应的下泄流量2160m3/s.同理，对于 1000 年一遇校核洪水与 100 年一遇洪水调洪演算方法相同，可推求出校核洪水位及其相应的下泄流量，见下表 3-4：表 3-3 调洪计算工作曲线计算表(P=0.1% 校核洪水)时间 入库流量（m3/s） 平均入库流量（m3/s） V/T+q/2 (m3/s) 下泄流量（m 3/s） 水库水位（m）7 185.3 190 17037 185 6058
32、194 199 17042 187 6059 204 210 17054 188 60510 215 220 17075 191 60511 225 231 17104 192 605.112 236 241 17143 196 605.113 246 251 17188 201 605.114 256 262 17238 207 605.215 267 272 17292 213 605.216 277 281 17351 220 605.317 284 288 17412 227 605.318 291 295 17472 234 605.419 298 302 17533 241 605
33、.420 305 309 17593 248 605.521 312 316 17654 255 605.522 319 323 17714 262 605.623 326 330 17775 269 605.6- 12 -24 333 340 17835 276 605.725 347 354 17899 283 605.726 361 368 17970 291 605.827 374 381 18047 300 605.928 388 432 18128 309 605.929 475 550 18250 325 60630 625 713 18475 361 606.231 800 9
34、38 18827 418 606.432 1075 1273 19346 502 606.733 1470 1775 20117 642 607.334 2080 2677 21250 872 60835 3273 3842 23054 1679 61036 4411 4481 25217 1836 610.437 4550 4495 27862 2533 611.838 4439 3981 29823 3075 612.839 3523 2996 30729 3324 613.340 2469 2120 30401 3235 613.141 1770 1551 29286 2925 612.
35、542 1332 1229 27912 2547 611.843 1125 26593 2190 611.2由计算结果可得出最高水位即校核洪水位为 613.3m,对应的最大下泄流量为3324 m3/s。调洪成果汇总为下表 3-5，表3-4 调洪成果汇总表P% 库水位Z(m) 库容（万m3）下泄q(m 3/s) 下游水位（m)0.1 613.3 10450 3324 579.351 611.1 9180 2160 577.92605 6350 185 572.9- 13 -第 4章 工程地质- 14 -4.1 区域地质概况本区位于大巴山旋扭构造西段北缘，北与秦岭纬向构造相连 ，由阳勉大断裂与之相
36、隔，区域主要构造线方向为北东东向，局部有近南北向受多期构造运动影响。主要褶曲有李家大山阳平关背斜，陈家大梁宽川铺背斜、胡家坝陈家坝背斜，主要断裂有胡家垣五月坪断层、无墩沟双河寺断层，李家大山人长沟断层和铜钱坝断层等。本区属于巴山系低山区，玉带河属山区河流，发源于巴山箭竹岭，自南向北，流经宁强勉县，于勉县铜钱坝注入汉江，全长 110km，流域面积近800km2。近期该区属缓慢上升区，河床及河谷两岸覆盖少，见有明显的三级阶地，河曲多，比降小，宜于见库。4.2 库区工程地质条件（1）水库渗漏玉带河为汉江上游南岸最大的一条河流，河底均低于邻谷数十米，上游库段河谷两岸，大部分为透水性很大的千枚岩，变质砂
37、岩、凝灰质砂岩等，该区泉水出露高程在 620m 以上，回水后一般不会产生库水向邻近河谷渗漏的可能。震旦系灯影组硅质白云岩有岩溶裂隙水，泉水流量不是很大，且高悬于640m-720m 高程以上，不致产生渗漏，据水文二队访问，在七姐妹山东端玉带河河床中偏左岸有水平溶洞，枯水季节可见从山里有一股泉水溢出，该处高程在 600m 左右，是值得注意的低点。库区中游的白岩河两条近东西向压扭性断层宽度一为 40m，一为 20m，地势向西逐渐增高，山体连绵，断层交会处已接近回水尾端，据水文二队估计，无集中渗漏可能。玉带河下游四沟一带与汉江分水岭，按回水标高计算直线距离有2500m，燕几沟一带与汉江分水岭山体单薄，
38、宽度由 2400m 左右。水文二队认为回水后又可能发生渗漏。- 15 -（2）水库的淹没及浸没按正常高水位 605m，库区集中淹没范围仅在南溪沟、白岩河以下，即沿河谷两岸高漫滩及一、二级阶地和各大溪沟出口段的相应高程内。南溪沟至曲尺沟，河道狭窄，零星分布的前缘标高在 600m 左右的一级阶地属淹没范围，未淹没的部分一级阶地大部分为浸没范围。南溪沟以下，河谷开阔，两岸分布一、二级阶地，一级阶地为库区主要淹没区，二级阶地部分淹没。白岩河瓦厂里以下将淹没部分一级阶地，未淹没的部分一级阶地为库区主要浸没范围，据统计，蓄水后将淹没 3000 亩耕地和分散居民房屋千余间。（3）水库坍岸库岸基岩裸露，系坚硬
39、岩石组成，河谷地区侵蚀剥蚀作用强烈，一般仅有厚度不大的强烈风化层，甚至地表即位弱风化岩层，不易产生塌滑体。库区两岸存在第四系土层的崩塌体、滑坡体等不良地质体，将会产生坍岸变性。滑坡体及崩塌踢大部分分布在土车坝以下河段，尤以张家油房、魏其沟、南溪沟、石马滩、黄家沟及许家流等地较多，一般长约 100m-150m，高 50m-100m，厚 20m-30m。滑坡地面坡度 25-30，水文二队通过对 60#和 65#滑坡体验算，最终她岸宽度分别为 90m 和 81m，而根据地质剖面分析 65#滑坡塌岸最终宽度可能达 100m 以上。曲尺沟口 30#滑坡有可能阻塞河道。另陈家坝和许家坝附近有基岩滑坡几处。
40、（4）固体径流来流库区左家湾以上，河床固体径流，主要漂石夹卵块石，来源于上游寒武、奥陶系地层分布段，左家湾至南溪湾沟段细碎物质亦不多南溪沟以下，仅有部分溪谷出口处有小型碎块石组成的洪积扇，输沙量亦不大。库段内，覆盖层不发育，基岩广布，植被良好，固体径流来源不多，据水文二队获得的资料，多年平均输沙量为 77.2 万 t-84.9 万 t，年固体径流模数为 1115t/km2。4.3 坝址工程地质条件- 16 -（1）地形地貌中坝址距下坝址 400 余米，玉带河环绕单薄山脊，呈 S 形弯曲，中坝址河段较平直，河谷呈 U 形谷，流向北西西，主流偏左岸，河谷宽约 80m-100m，谷底平坦，河床比降为
41、 1%-0.5%，平水及枯水期低漫滩广泛分布，水面标高 571.6m 左右，水深 1-3m。坝址区河谷两岸发育不对称零星分布的阶地，左岸地形较缓，坡度 35-45，山坡上发育有小冲沟，左岸平洞上游岸边河流侧蚀冲刷，谷坡陡峭基岩裸露。右岸呈陡坡地形，坡度为 45-60。上游略有变缓，下游有一条深冲沟切割。河床覆盖层厚为 4m-6m，河床及岩面略有起伏，但仍较平坦，未发现较大深槽。（2）地层岩性中下坝址均见有下元古界东房沟组（ ）及后期岩脉与第四纪地层，1Ptd其岩性略有差别。元古界东房沟组：含炭砂质板岩：灰深灰色，局部炭质富集呈灰黑色，矿物成分以石英、绢云母为主，其次为炭质，含少许黄铁矿小晶体，
42、板理发育，易风化，新鲜岩石较坚硬。硅化灰质砾岩夹岩质板岩：深灰、灰黑色，砾石成分复杂，以灰岩、砂岩、火成岩为主，次为板岩、千枚岩。次棱角状及棱角状，砾石大小不一，直径一般为 3cm-5cm，偶见大者达 2m，胶结物为钙质、硅质。以基底胶结为主，质坚脆、石英脉发育、地表见有轻微的溶蚀现象，本层在中坝址变化较大。炭质硅质板岩：灰黑色、黑色，风化后呈灰白色，以炭质硅质成分为主，板状构造、板理发育、单层厚 3cm-5cm，质坚脆、易风化。紫色千枚岩：底部夹灰绿色千枚岩，具千枚状构造，质软，易风化。青灰色千枚岩：具千枚状构造，片理明显，质软，易风化。黄绿色千枚岩夹竹叶状灰岩、砂岩：风化后呈灰黄黄褐色，片
43、理明显，易沿片理剥落，质软易风化。所夹砂岩、竹叶状灰岩呈夹层或透镜状。风化面呈褐色、质坚。岩脉：花岗闪长岩岩脉数条，多沿破碎带或顺层侵入，出露宽度一般1m-2m 左右，最大厚度可达 7m，与围岩接触较好，质坚，难风化。第四系全新统河床冲积砂卵石层：卵石成分主要为砂岩，次为板岩。- 17 -砂粒以石英长石岩屑为主，砂岩比为 4：6。（3）地质构造中坝址为浅薄山脊，为一倾覆倒转背斜，背斜轴向大致为 2.5-3.0东，向被东东方向倾覆，倾覆角 50-70，轴部由含炭砂质板岩地层组成，褶皱强烈，岩石层倒转，倾角陡立，翼部由硅化灰质砾岩、炭质桂质千枚岩等组成。为一紧密同斜褶曲，西翼岩层产状：北 20-3
44、0 西，倾南西，倾角65-80。坝址断层发育，按其发育方向，大致分为北西、北北东、北东东三组为主，北东东向为压性断层，北西与北东东为扭裂，南北向为压性断层。坝址区节理裂隙发育，根据坝肩平洞揭露，其中以北北东、北东东及北西西三组最为发育，次为北西西组，与坝址区构造线方向基本一致。（4）主要物理地质现象及岩石风化情况规模较大的滑坡体有：左坝肩滑坡体、导流洞出口坍塌体、右坝肩坍塌体。左坝肩滑坡体对建筑物危害较大，该滑坡体东以压性断层为界，西以凹沟左壁为界，后缘位于 CH15 号孔下方（标高 630m 左右） ，滑动方向为北25m，东西宽 80m，南北长后缘位于 CH15 号孔下方（标高 630m 左
45、右） ，滑动方向为北 25m，东西宽 80m，南北长 85m，钻孔中接露厚为 20m-24m。据水文二队初步估算其方量达 10 万 m3，为一基岩谷滑坡，目前处于稳定，但坡脚破坏，仍有复活可能。（5）水文地质坝址区水文地质条件较简单，地下水有基岩裂隙水和河床砂卵石层孔隙潜水。坝基及坝肩基岩含有微弱的裂隙水，由于岩层裂隙发育，连通性和岩石破碎程度不一，使岩石透水性变化很大，含水不均，局部有带状裂隙承压水，两岸基岩裂隙水由大气降水补给。排泄于玉带河。由于裂隙充填较多，其透水性较河床基岩透水性为小。千枚岩夹砂岩为相对隔水层，透水性很差，但裂隙发育可含微量裂隙水，其透水性不均一。河床砂粒层为极强透水层
46、，厚度 4m-8.9m。根据中坝址两个试坑抽水试验，降深为 0.315m-0.51m 时渗漏系数为 432m/d-523m/d。- 18 -（6）其他地质资料根据国家地政局兰州地震大队（76）兰州烈度字第 009 号文件认为，该城区的地震基本烈度为度。坝址上下游和汉江均有大量砂石粒料，但粗骨料级配、形状均差，软岩颗粒较多，细骨料含泥、含软岩屑均多。主要砂料及全部骨料在当地 3km 范围内解决；部分砂料由宴河及黄沙河开采，运距 28km-35km。4.4 各坝轴线工程地质条件陕西省地质局水文地质二队于 1975 年 5 月和 1976 年 6 月先后在中坝址进行初步设计阶段的工程地质工作，拟定三
47、条坝线地质条件如下：（1） -坝线：位于背斜轴部，岩石挤压破碎。左坝肩坐落在滑坡体上，处理困难；右坝肩上方 CH16 孔附近断层破碎带密集，宽 8 余米，其铅直厚度达 48m,并有岩脉穿插，强风化层深达 36.4m,岩脉透水性较强，渗透途径短，围绕坝渗漏主要通道。右坝肩下方有 F5 断层通过，硅化灰质砾岩组成，山体单薄，稳定性差。（2） -坝线：左坝肩小凹沟有 F4 断层的压碎岩，宽约 8m，坝脚坐落在滑坡体上，不利坝肩稳定，强风化层厚 9-12m；右坝肩正处硅化灰质砾岩与炭质硅质板岩软弱带上，近北东北、东东向、东向断层发育，于此交汇，构成断层交汇带，岩石强度低，稳定性差，并为绕坝肩渗漏通道。
48、（3） - 坝线：左坝肩发育有充填粘土的缓倾角裂隙，且有层间挤压破碎带；坝基有 F5 断层斜交通过，岩石透水性较强，0.01L/min.m，底板埋深50m，为坝下渗透的主要通道；右坝肩坐落于 F1、F5、F12 断层交汇处软弱带上。- 19 -第 5章 枢纽布置5.1 坝址选择经地质勘探得出以下两个比较合适的坝址相关资料：中坝址自然条件良好，河道平直，河床宽度 80m100m，岸坡较缓，河床覆盖层较薄。河床岩性左半部软，右半部硬，坝基岩石较完整，左坝肩岩石软、应清除强风化层较 8m21m，右坝肩岩石硬、应清除的强风化层10m36m，炭质层分布右岸平洞内富集厚度大，应进行处理，对于下游冲刷坑岩石
49、大部分较软。地质构造方面，顺坝轴线方向，有一倾伏倒转背斜，轴向北西 300，左坝肩有 F4 断层，顺坝轴线延伸到河床内，宽 3m8m，右坝肩有 F1、F5、F12 断层向北东及北西延伸，右平洞内出现压碎糜棱岩占全洞的30%，有 F4 断层横跨河床，左坝肩有缓倾角裂隙，有粘土岩屑填充，应做处理，右坝肩以陡倾角裂隙和宽破碎带为主，河床岩基存在缓倾角裂隙。左坝肩岩石滑坡约 10 万 ，风化严重，应处理，右坝肩局部构造破碎及风化，3m应处理。左坝肩稳定水位比较高，右坝肩比较低。下坝址河道转弯，河床宽度 90100m,岸坡较陡，河床覆盖层较厚。河床岩性左半部硬，右半部软，坝基岩石在 号孔所见岩石破碎，左坝肩岩石29CH硬脆、应清除强风化层较 13m，右坝肩岩石软、应清除的强风化层 620m，炭质层分布左岸平洞内不连续的薄层状，或板理面上分布，对于下游冲刷坑岩石破碎。地质构造方面，河床偏左，右岸一平行河倾伏倒转背斜，轴向北东10。左坝肩有的断层一般胶结较好，F7 应处理，右坝肩有小断层挤压带及小褶皱。河床偏左岸有 F5 断层顺河通过。左坝肩缓倾角裂隙
