X水利枢纽混凝土面板堆石坝设计
1工程概况
1.1 地形地貌
工程区所处大地构造单元为扬子准地台中部，四川台坳东段，区内构造以褶皱为主，其轴线多呈西北向西突出的弧线，总体走向为北东向或北东东向。本区新构造运动的特点是以缓慢的间歇性抬升为特征。据历史地震资料，未发生过中强地震。
从组成库盆的岩性特征分析，其透水性较弱，结合库区无大的断裂构造通过，裂隙多闭合，且连通性较差等构造特征，表明水库不存在连续的渗透途径；库周山体雄厚，无单薄分水岭和低于正常蓄水位的垭口；据库周泉，井点的调查资料，其出露点高程一般均高于正常蓄水位，上述表明，水库蓄水后不会产生永久性渗漏问题。
1.2工程地质概况
坝址位于九道拐下游500米，坝址处河道顺直，河流流向SE1600。常水位355.00-362.00米，水面宽10-20米。河谷宽约50米，河床覆盖层厚度0-3米，正常蓄水位450.00米时，河谷宽222-285米，为不对称“V”型横向谷。两岸山体完整,雄厚，左岸坡角600-700，基岩裸露，右岸坡角300-500，部分地段有残，坡积物及崩积物，厚度1-5米。坝址处出露地层岩性为侏罗系中统千佛岩组（J
2
q）中上部砂岩，粉砂岩及泥质岩，夹页岩，为单斜岩层，岩层产状为700-850/NW
∠220-320,断层发育程度较弱，仅F
3，F
4
规模稍大，其余构造行迹主要为层间错动剪碎带。
除此之外，无明显缺陷，但其优点相对突出：a）河谷狭窄；b）地形完整，防渗条件较好；c）河道顺直，河谷为横向谷，岸坡稳定。
1.3水文气象特征
X工程坝址位于三溪口下游约1.5km处的小黑滩，下距正坝镇约5km，控制集水面积235.8km2，坝址以上河长31.8km，河道平均坡降12.3‰。多年平均年降雨量1400mm 左右，坝址以上流域平均年降雨量1404.9mm。多年平均流量 5.28m3/s，多年平均径流量1.66亿m3；水库正常蓄水位450米，死水位405米，总库容1.042亿m3，调节容0.8286亿m3，库容系数0.499，属多年调节水库。
1.4当地建筑材料
土料产地位于小黑滩坝址上游1.0-1.4km的里坝，储量4.19万m3；观音滩堆石料场位于坝址下游左岸3.4-3.8km，有用层储量607.66万m3，无用层体积118.90万m3，是良好的堆石料；牛背脊料场位于坝址区，开挖高程370.00m时，有用层储量296.90万m3，无用层75.10万m3，可用于次堆石区；天然砂砾石料场位于开县城关，储量169.00万m3，主要为混凝土骨料。
1.5对外交通与生态要求
现有公路均可直通各渠系建筑物场地，采运条件良好。
工程建设过程中尽量减少对当地生态的破坏和做好物种保护，工程完工后积极恢复当地的原始生态。
1.6工程效益
工程建成后灌溉面积为24.28万亩；为城镇年供水5314万t；弥补三峡水库淹没损失，减少移民安置难度；缓解电力供需矛盾，促进国民经济发展。
2本工程设计的目的和意义
本设计主要对挡水建筑物、泄水建筑物进行设计，培养综合运用已学过的理论知识和技能，分析和解决本专业范围内的实际工程问题，帮助树立正确的设计思想好，掌握现代设计方法。而且该工程设计能全面系统地总结所学专业知识，提高学生独立思考、解决问题的能力，并在计算、制图、写作、使用规范手册、计算机应用等基本技能等方面受
到良好的训练，全面提升学生的综合能力，使其在我国以后的水利工程事业中发挥更大的
作用。
3设计的具体内容，步骤和成果
本课题进行X水利枢纽混凝土面板堆石坝的设计，主要完成调洪演算，枢纽布置设计，大坝断面设计，泄洪设施的设计，并完成相关计算。
3.1枢纽布置及坝及坝型的选择。
X水库工程项目建议书阶段，在该坝址区比较勘察了三个坝址，其中：
a) 九道拐坝址存在河谷宽阔；左岸为顺向坡，坡脚为地滑堆积物，厚达18m；两岸地下水位及相对隔水层顶板埋深较大，防渗工程量相对较大和上距陈家大院滑坡较近等不利因素。
b) 大黑滩坝址则存在左岸高程较低，尤其是高程435m以上坡角变缓，将引起坝轴线迅速增长和工程量大幅增加；左岸坝肩下游因桃溪河切割形成顺向坡，坡面有大量残、坡积物，对左坝肩稳定不利；坝址上游约500m处之二杨湾有数处地方煤窑，部分井口高程低于正常蓄水位，将影响未来水库水质等缺陷。
c) 而小黑滩坝址具有河谷较窄，河道顺直；河谷为横向谷，岸坡稳定；两岸地形较完整，地下水位及相对隔水层顶板埋深较小，防渗条件较好等方面的优点。
综上所述，小黑滩坝址地质条件最优，选其进行了进一步的工程地质勘察工作。
坝型选取混凝土面板堆石坝。
3.2建筑物分级
根据水利枢纽的规模，效益及其在国民经济中的重要性进行分等，再根据枢纽中各水工建筑物的作用大小及重要性，对建筑物进行分级。
3.3泄水建筑确定
初步拟定泄水建筑物溢洪道的尺寸和形式，
并根据来水过程进行调洪演算，可以确定出设计洪水位和校核洪水位。
3.4坝体剖面尺寸的拟定
如：坝顶高程，坝顶宽度，上下游坝坡，垫层区，过渡区，堆石区，盖重区，混凝土面板区。
3.5渗流计算
渗流计算主要是看面板的渗透梯度是否满足要求，如果不满足应该调整
设计参数中面板厚度直到满足面板渗透梯度
3.6确定泄洪隧洞的尺寸、形式及路线布置。
3.7地基相关问题的处理
建坝前的地基处理，基础灌浆，防渗帷幕等。
3.8编写说明书，并绘制图纸。
4阅读的主要文献，资料名称
1、水工设计手册:第6卷:土石坝，中国水利水电出版社，2014
2、水工建筑物，林继镛著，中国水利水电出版社，2009
3、混凝土面板堆石坝设计规范(SL228-2013), 水利水电出版社,2013
4、混凝土面板堆石坝设计规范(DL/T 5016—2011)，中国电力出版社,2011
5、溢洪道设计规范(SL253-2000)，中国水利水电出版社,2000
6、水工隧洞设计规范(SL279-2002)，中国水利水电出版社,2002
7、水工建筑物荷载设计规范(DL5077-1997)，中国电力出版社,1997
8、混凝土面板堆石坝安全监测技术实践与进展，中国水力发电工程学会混凝土面板堆石坝专业委员会编著，北京：中国水利水电出版社，2010
9、水布垭面板堆石坝筑坝技术，杨启贵著，北京：中国水利水电出版社，2010
10、混凝土面板堆石坝，曹克明、汪易森、徐建军、刘斯宏著．北京：中国水利水电出版社，2008
11、水利水电工程钢闸门设计规范(SL 74-2013)，水利水电出版社,2013
12、水利水电工程制图标准水工建筑图(SL73-2013)，中国水利水电出版社,2013
