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施工课程设计说明书
姓名：祝晨雨
班级：12级水利水电工程3班
学号: 2012102214
指导教师: 罗红卫
日期: 2015年12月29日
混凝土面板堆石坝设计
设计说明书目录
河面板芭蕉堆石坝施工组织设计
一、基本资料：
1.1 、工程概况：
芭蕉河一级水电站位于湖北省恩施自治洲鹤峰县境内，地处芭蕉河中下游河段。坝址下距
鹤峰县城11.1km。距在建的芭蕉河二级水电站7.6km。为芭蕉河干流开发的“龙头”电站。
本工程以发电为主，兼顾航运，养殖，旅游等综合利用。坝址位于柳月坪，控制流域面积
303.4km2,多年平均流量12.6m./s，多年平均年经流量3.97亿m3，水库正常蓄水位647.5m 死水位616.0m,总库容0.96亿m3库容系数14.91%，为年调节水库；本工程属山等中型工程，工程枢纽由混凝土面板堆石坝，左俺岸边开敞式益洪道。左岸放空洞右岸引水洞遂洞。
地面厂房及升压站等组成，电站装机2台，总装机容量30MW多年平均发电量0.901已KWH, 保证出力5.1MV Y增加下游梯级电量0.085亿KM H枢纽主要工程量：土石方开挖79.3万m3 土石方填筑230.4万m3混凝土10.12万m3帷幕灌浆1.33万m。施工导流采用左岸遂洞导流，总工程期40 个月。工程静态总投资27404万元，总投资29126万元。
1.2 、水文：
（1 ）、流域概况：
芭蕉河地处鄂西南的武陵山区恩施自治洲鹤峰县境内，位于东经109。45'~110。01'，北
纬29。48'~30。02'之间，束娄水上游右岸的一级支流，发源于恩施自治洲鹤峰县与富恩县交界的太平乡文家河。流域面积373.4km2,河流全长41.4km，总落差728n，两岸支流密集，基岩裸露，陡坡流急，平均坡降9.3%。
芭蕉河流域地势西北高，东南低，分水岭海拔高程一般在1700m左右，上游高山竣岭人烟稀少，中，下游山间台地稍有农田种植，人类垦植对自然环境影响不大，森林覆盖60%，植被良好，河流泥沙量不大。
芭蕉河一级水电站，坝址位于下游北佳镇柳月坪村，下距在建工程二级水电站坝址约
7.6km,距芭蕉河河口12.3km，坝址控制流域面积3034km2占流域总面积的81.3%。坝址以上河段长29.4km,平均坡降13.1%,总落差658m
芭蕉河所在的搂水流域属亚热带湿润气候，支流域雨量充沛，气候温和。多年平均气温
15.4。C,极端最高气温40.7。C( 1959年8月23日)，极端最低气温-10.1。( 1977年1月30 日)。
受山地形影响,流域水有随地势增高而递增的特征。全流域多年平均年降雨量
1986.4mm ,
鹤峰站以上流域多年平均降雨量1770.6mm (1961~1985年)。其气象特征值见表1-1。年、月降雨量见表1-2。
表1-1 鹤峰县气象站气象要素统计表
项目单位鹤峰
多年平均降水量mm 1684.5
历年最大1d 降水量mm 277.8
多年平均蒸发量mm 1000.5
多年平均气温.c 15.4 历年极端最高气温.c 40.7 历年极端最低气温. c -10.1 多年平均相对湿
度% 81 多年平均相对湿度m/s 0.6 历年最大风速/ 风向m/s 140.ENE
表1-2 鹤峰,芭蕉河一级坝址流域年,月平均浆雨量表地址各月平均 ( mm) 年平均
一二三四五六七八九十十一十二
鹤峰30.7 40.3 79.1 158.1 225.2 277.6 232.4 211.5 180.4 134.1 74.4 35.9 1770.6
一级坝址34.8 41.4 86.4 179.6 250.9 279.5 357.4 235.3 228.8 154.6 80.3 39.4 1986.4
流域内降雨量主要集中在4~10YUE,占全年降雨量的85.6%。尤以7月为多，是流域多发季节
芭蕉河流域无实测水文资料。但流域周遍有鹤峰，太平针，中营，雪落塞等雨量站，鹤峰站以上流域内有中营，坪山，燕山坪，大坪等雨量站基本能控制流域雨。邻近娄水干流鹤峰水文站为本工程水文设计的依据站
（2）、径流：芭蕉河属山溪性河流，径流主要由降雨所致芭蕉河流域无实测径流资料，其径流系列是依据邻近流域搂水干鹤峰站（依据站）1960~1998年实测资料，以流域面积比和雨量比
（1962~1985 年资料）为参数推算得到。芭蕉河一级坝止址多年平均流量为12.6m/s ，多年平均年径流为3.97 亿m。
由鹤峰站推算的多年平均流量系列中，径流内分配主要集中在汛期（4~10 月），约占全年径留流量的84.6%，11~3 月为枯水期，其径流年分配基本与流域降雨量年内分配相吻合；且该流量系列经历了一个完整的丰~平~枯水过程，连续最枯段又发生在1992~1994年，流量的年际变化反映该站径流系列具有一定的代表性，因而推算的坝址径流系列具有一定的代表性，基本能反映本流域的降雨量特征。
（3）、洪水：
本流域无实测流量资料，坝址设计洪水推算方法与径流一致，也是以领近娄水干流鹤峰站为依据站采用设计洪水移置法和设计流域暴雨洪水法等多种方法推算。再经设计洪水合理性分析，发现暴雨洪水计算的成果精度较差，坝址设计洪水推荐采用鹤峰站设计洪水移置法成果。进而推算得出芭蕉河一级坝址设计洪水。成果见表1-3
表1-3 芭蕉河一级坝址设计洪水成果表
项目各频率（P%设计值
0.05 0.1 0.2 0.5 1 2 5
Q （m3/s）4350 3910 3480 2910 2500 2080 1540
W亿 m3） 1.32 1.20 1.08 0.922 0.802 0.687 0.531
W亿 m3） 2.24 2.07 1.87 1.60 1.41 1.21 0.948
（4 ）、泥沙：
芭蕉河流域内无泥沙实测资料。一级坝址泥沙沿用下游二级坝址可研设计成果。即借用清江恩施站年均悬移质含沙量0.539kg/m3 ,推移质为悬沙的20%^算。一级坝址多年平均悬移质输沙量21.4万t，多年平均推移质输沙量4.28万t，总输沙量25.7万t。泥沙容重1.3t/m3，折算水库年淤积总量为19.8万m3
1.3 、工程质量：
（1）、区域地质：芭蕉河流域总体地势西北高。东南底。芭蕉河为树枝状水系，河谷深切，山岚叠嶂。穷峰险峻，属典型的构造剥蚀岩熔和构造侵蚀中山地貌。
本区出露的地层为古生界寒武纪至中生界三迭系沉积岩，其中泥盆系，石炭系发育不全，除寒武系下统金顶三组，志留纪，泥盆纪以及三迭中统巴东组为滨浅海相碎屑岩外，其余地层均为滨浅海相碳酸盐岩，岩溶发育。
本去构造部位处于新华夏系湘边镜隆褶带的北端，挽近期构造运动以间歇性欣斜试隆起为特征。
芭蕉河流域无活动性断裂，矩坝址100km范围内历史上未发生过MS＞5.0级或6度以上的地震,属于区域构造稳定的弱震区,根据1:400 万＜中国地震烈度区划图（1990）＞, 芭蕉河流域位于＜6度区,本工程地震基本烈度定为＜6度.
（2）、库区地质：
芭蕉河一级水库位于芭蕉河中下游河段, 属于山峡谷型水库. 干流回水至鹤峰县矛坪乡洞
溪坪，库段长13.34km;支流许老河回水至犀牛洞电站，距河口长度为4.4km .
库区芭蕉河干流平面呈“ר”行展布, 河流在许老河口以上流向大致由南西至被北东, 许老河口以下, 河流突转向南东直至坝址。库区出露地层均为下古生结寒武系~志留系下统沉积岩. 碳酸盐地层占80%以上, 其岩溶发育受岩性控制, 岩溶管道, 洞穴的发育方向主要受结构面的控制。库区地质构造简单, 属于新化夏系北东向构造行迹的八字山背斜控制了本区构造格局,干流库段均位于八字山背斜近轴部南东翼, 支流许老河段横越了八字山背斜轴到达其北西翼.区内断裂构造以北东向压（扭）性为主, 八字山断裂是其代表。
水库四周为崇山峻岭所环绕, 地形分水岭宽厚, 虽然库区奥陶系, 寒武系碳酸盐岩地层岩溶发育, 但分水岭地下水位均高于水库正常蓄水位, 且水库周边有志留系和泥盆系沙岩地层组成的相对不透水层封闭良好,不存在水库岩溶渗透问题; 调查表明,沿八字山断裂带月不存在向邻谷渗透之虑。
库区不存在矿产, 文物等淹没问题, 芭蕉河流域水土保持良好, 固体径流来源少, 水库淤积对工程影响甚微
库区共发现2 处规模较大的变形岩体或滑坡，其中阴坡变形岩体位于柳月坪坝址右岸上游约0.6km 的谢家溪下游侧，分布高程从548.00m（河床）至900.00m（陡崖下），面积13.5万m3 体积
270~300万m3王家村滑坡位于柳月坪坝址上游约6km的（沿河里程）干流左岸王家村，分布高程自900.00m至河边（高程595.00m）。顺河方宽400m左右,垂直河流方向长约700m面积约25.3万m3体积900万m3左右。王家村滑坡体和阴坡变形岩体虽表面物质松散，但自然状态下为稳定边坡。水库蓄水对稳定性影响很小，可能造成表面松散堆积物产生局部变形和小规模塌滑，但对其整体稳定性及工程安全影响很小。工程运行期应进行有效的边坡变形监测，以策安全。
综合而言, 水库工程地质条件简单, 具备成库条件。
（3）、坝址工程地质条件：
本工程建坝河段位于芭蕉河下游柳月坪至芭蕉河湾之间，长约1.5 公里，平面上大致呈弓形，以中部河湾为界，河湾以上属柳月坪坝址（上坝址）河湾以下为落山坝坝址（下坝址）。坝段内河谷深切，呈“ V”形，上坝址为斜向谷，两岸地形连续完整，但冲沟发育，按坡陡峻，一般为40~~60 度，右岸发育3#堆积体，下坝址为横向谷，岸坡相对较平缓，岸坡在35~~50度，河谷宽度较上坝址宽50~~80米，右岸地形连续完整，发育⑤、⑥两条冲沟，左岸因背后的溪沟（老沟）深切，临河山体相对单薄。上坝址基岩主要为龙马溪组（S11N上部和罗惹坪
组（S11R下部，以中硬的条带状砂岩和石英砂岩为主，饱和抗压强度72.4 —154.0 MPa下坝址基岩为罗惹坪组（S11R中上部，以沙质粉沙岩为主，饱和抗压强度为20.1 —30.5 MPa ；岩石较软弱，且普遍具有崩解特性。综合而言，上、下坝址的工程地质条件各有优缺点，以上坝址工程地质条件略优。
选定的上坝址（柳月坪坝址）位于八字背斜南东翼, 地址构造较简单, 为单斜构造区.. 岩层产状N35º~50ºE,SE^ 30º~50º.区内已探明的断层有6条,规模均较小, 最大断层破碎带宽0.40m.本区节理主要有4组,具有延伸长、连续性好、节理面较平直的特征，尤其是④组, 为区内各种陡崖、跌坎的控制性结构面. 坝址岩体风化较浅、卸荷作用相对较弱, 建坝对风化岩带、卸荷带开挖处理的工作量都不大. 坝址工程地质条件满足重力坝、面板堆石坝的建坝要求, 基本满足拱坝的建坝要求, 但面板堆石坝方案更适应坝址的地形地质条件.
3＃堆积体位于上坝的下游河湾附近右岸山坡, 分布高程自河床止700.00m 顺河向宽约100m,面积约2.7万m2体积43.2万m2.3#堆积体所处岸坡为顺向边坡,高程645.00m以下坡角39º,高程645.00~655.00m为缓坡平台,高程655.00m以上,坡角34º左右。堆积体
铅直厚度8.80~25.70m, 中部厚、四周薄，为一典型的古滑坡残留堆积体，是第四纪晚更新世河流下切至
接近现代河床时，堆积体所顺向坡被切角而导致边坡岩体失稳、顺层下滑，随后在漫长的地质年代中遭受剥蚀、改造而成，现处于稳定状态。面板坝次堆石区压覆在3#堆积
体中下部做压脚处理，对本身已是稳定的3#堆积体只会提高其稳定性。堆积体范围内地下水
位低，水力坡降平缓，为0.2 到0.24 ，而坝体堆石的排泄条件良好，因此，预测蓄水后在堆积体下的地下水位不会有明显变化，不致造成3#堆积体产生渗透稳定问题。挖除表层5到8.4m 左右相对较松散的坡积物后，期于堆积物密实度为中密到极密，工程特征与面板坝次堆石区接近，可以作为坝体次堆石区基础。
建筑物地基或地下洞室围岩主要为条带状砂岩和石英砂岩，岩体较完整完整；微风化新鲜的条带状砂岩基本质量指标（QB）390~465，属III~II 类围岩；石英砂岩基本质量指标（QB）492~542，以II 类围岩为主。
坝址水文地质条件简单，地下水类型一裂隙潜水为主，有较明显的季节性动态变化，弱风化带以下岩体中等透水~弱透水。面板堆石坝坝基相对隔水层（q w 3Lu）埋深10~65m,防渗帷幕应与两岸相应于水库正常蓄水位的地下水位相接。
坝址水文地质条件简单，地下水类型以裂隙潜水为主，有较明显的季节性动态变化，弱风化带以下岩体中等透水或弱透水。面板堆石坝坝基相对隔水层（q三3Lu）埋深10到65m防渗帷幕应与两岸相应于水库正常蓄水位的地下水位相接。
水质分析结果表明，芭蕉河河水对混凝土无任何腐蚀性，左岸岩湾（唐家湾）溪水和右岸谢家（阴坡）溪沟水对混凝土具有中等溶出型腐蚀性，但溪沟水流量很小，对工程的影响甚微。
综上所述，本坝址无制约工程的重大地质问题，具备建坝条件。
1.4 、建筑材料:
（1 ）、堆石坝填筑材料：
芭蕉湾石料场位于上坝址下游1.8Km邹岸的落山坝村后山，分布高程550.00 —820.00m。出露基岩有志留系中统纱帽组（S2s）、泥盆系中统云台观组（D2Y和二迭系下统（P1）地层，其中纱帽组（S2s）的S2s3、S2s4岩组和云台观组（D2Y为可利用层，总厚度为388.0m储量780.0 万立方米。砂岩石料的储存量、质量满足面板堆石坝体填筑料的要求，运距近、开采运输条件也较为方便。
（2）、工骨料：