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1、.摘 要 本毕业设计题目为黑河钢筋混凝土面板堆石坝枢纽设计，题目来源于黑河水利水利枢纽工程实际。设计的目的及意义主要在于巩固、扩大和提高所学水利水电理论知识，使其得到实际运用，并使之系统化，锻炼和培养运用所学专业基础理论知识解决工程实际，并进行设计、计算、制图的能力,提高撰写专业技术报告的水平。设计的主要内容有：坝址、坝型选择和枢纽布置，调洪计算，面板堆石坝设计，泄水建筑物设计，构造设计，地基处理等。此外还进行了混凝土面板堆石坝的断面设计以及材料分区、面板、趾板、止水构造、面板分缝等设计。设计过程中，采用的主要方法有关于调洪计算的半图解法、渗流计算的水力学法以及相关规范、手册所推荐的方法。具体
2、设计详见设计说明书，另外除了设计说明书外，还有反映本次设计成果的 9 张图纸，以及设计过程中攥写的开题报告、文献综述、外文翻译报告各一份。关键词：混凝土面板堆石坝，调洪计算，面板，趾板，枢纽布置 .ABSTRACT This graduation project topic is Heihe Reinforced concrete Kneading board Rock-fill dam Key position Design,the topic originates from Heihe water conservation hydro-junction project reality.Th
3、e design goal and the significance mainly lie in consolidated,the expansion and the enhancement study the water conservation water and electricity theory knowledge,enable it to obtain the actual utilization,and causes it systematization,the exercise and the raise utilization studies the specialized
4、basic theory knowledge solution project reality,and carries on the design,the computation,charting ability,enhances the composition specialized fitness report the level.The design primary coverage includes:The dam site,the dam choice and the key position arrangement,adjust Hong to calculate,kneading
5、 board rock-fill dam design,drainage building design,structure design,ground processing and so on.In addition has also carried on the concrete kneading board rock-fill dam cross section design as well as the material district,the kneading board,the toe board,stops water structure,designs and so on k
6、neading board minute seam.In the design process,uses the method which the main method has about adjusts which Hong to calculate the semigraphical method,the transfusion computation water power research method as well as the correlation standard,the handbook recommends.The concrete design for details
7、 sees the design instruction booklet,moreover besides design instruction booklet,but also has reflected this design achievement 9 blueprints,as well as in the design process grip write open the topic to report,the literature summarizes,the foreign language translation reports each one.Key word:The c
8、oncrete kneading board rock-fill dam,adjusts Hong to calculate,kneading board,toe board,key position arrangement.目录 摘 要.1 ABSTRACT.2 1 工程概述.3 1 1 工程概况.3 1 2 工程特性表.3 2 水文气象.5 2 1 流域水文概况.5 2 2 洪水分析计算.5 2 3 气象.8 2 4 泥沙.9 2 5 坝址下游水位流量关系及库容曲线.9 3 兴利调节和调洪计算.11 3 1 死库容确定.11 3 2 起调水位的分析与选择.11 3 3 调洪计算.11 4
9、工程地质.17 4 1 区域地质概况.17 4 2 库区工程地质条件.17 4 3 坝址工程地质条件18 4 4 大坝基础工程地质条件19 5 枢纽布置.21 5 1 坝址选择.21 5 2 坝轴线选择.22 5 3 坝型选择.24 5 4 枢纽布置.25 6 建筑物设计.26 6 1 坝体设计.21 6 2 溢洪洞设计.28 6 3 泄洪洞设计.34 7 构造设计.40 7 1 坝顶结构及坝坡.40 7 2 坝面排水.40 7 3 混凝土面板设计.41 7 4 趾板.42 7 5 分缝和止水设计.42 7 6 渗流计算.43 8 地基处理.46.8 1 趾板区基础开挖及处理.46 8 2 堆
10、石体坝基处理.46 8 3 地质缺陷处理.46 8 4 基础固结灌浆与帷幕灌浆.46 9 总结与讨论.48 9.1 未设底孔问题.48 9 2 未设置坝体排水.48 9 3 环境评价.49 10 致谢.50 参考文献.51 .1 工程概述 1 1 工程概况 黑河水利枢纽工程位于西安市周至县马召镇黑河干流秦岭峪口处，北距周至县城约 12km，黑河金盆水利枢纽是西安市黑河引水工程的重要水源工程，是一项以西安城市供水为主，兼顾灌溉，结合发电、防洪等综合利用的大型水源工程。1 2 工程特性表 黑河水利枢纽的工程特性列与表1-1 表 11 黑河水利枢纽工程特性表 名称 单位 数量或特性 水文泥沙 坝址控
11、制流域面积 km2 1481 多年平均流量 亿 m3 6.67 设计洪峰流量 m3 5100 校核洪峰流量 m3 8000 最大洪峰流量 m3 9100 工程等别 等大(2)主要建筑物级别 1 级 水库 正常蓄水位 m 594 设计洪水位 m 593.7 校核洪水位 m 598.1 死水位 m 520 总库容 亿 m3 2.1 调节库容 亿 m3 0.39 大坝 坝形 混凝土面板堆石坝 地震基本烈度 度 坝顶高程 m 598.34 坝顶轴线长 m 441 最大坝高 m 128.34 坝顶宽度 m 12.续表 1-1 溢洪洞 堰顶高程 m 580 孔口尺寸 14m16m 设计洪水位下泄流量 m3
12、/s 1414 校核洪水位下泄流量 m3/s 2148 消能方式 挑流消能 进水口形式 表孔溢流堰进水口 洞长 m 606.48 泄洪洞 进口底板高程 540 孔口尺寸 10m10m 设计洪水位下泄流量 m3/s 2691 校核洪水位下泄流量 m3/s 2805 消能方式 挑流消能 进水口形式 塔式 洞长 m 673.482 .2.水文气象 2 1 流域水文概况 黑河为渭河南岸较大支流，位于东经 107 73108 24，北纬 33 4234 13之间，属于黄河二级支流，发源于秦岭太白山北麓，由西南流向东北，至周至县马召镇附近出峪，向东北汇入渭河，流域面积 2258 km2，干流总长 125.
13、8km，河道平均比降 8.77。流域最高为太白山主峰，海拔 3767m，流域分水岭平均高程海拔为2400m。黑河流域为扇状，东西最大宽度约 60km,主要支流有陈家河、大蟒河、清水河、太平河、板房子河、虎豹河、王家河等（支流多汇集于右岸，右岸支流集水面积约为左岸的3 倍），陈家河以下黑河干流较为顺直，无较大支流汇入，流域平均宽度约 6km。峪口以上干流长 91.2km，控制流域面积 1481km2，约占全流域面积的 65，干流经高山深谷，河床比降大，约为 147峪口以上为秦岭林区，流域内植被良好，森林覆盖率为 46.5，含沙量小，水质无污染，符合国家饮用标准。黑峪口水文站实测径流资料较长，但解
14、放前有 4 年 21 个月资料缺失。由于黑河径流主要是由降雨形成，降雨径流对应较好，因此采用降雨资料相关插补。黑河径流主要由降雨形成，据 43 年的实测资料统计，实测年最大径流量 12.2亿m3，最小年径流量量 3.04亿 m3，多年平均径流量 6.67亿 m3，径流年内分配不均匀,79 月的径流量占全年径流量的 50.2，实测最大流量 3040 m3/s，最小流量1.0 m3/s，多年平均流量 21.0 m3/s。2 2 洪水分析计算(1)洪峰流量 黑河流域洪水主要由暴雨形成，洪水最早出现在4 5 月，但一般洪峰较小。年最大洪水出现在 7 8 月。10 月亦有洪水发生。黑屿口水文站 43 年
15、实测资料中，最大洪峰流量为 Q=3040 m3/s(发生于 1980年 7 月 2 日),相当于 50 年一遇洪水，再加上历史调查洪水，经过频率分析得到洪水特征参数及各种频率得计算值见表21。.表 2 1 洪峰流量统计参数及频率值 单位：m3/s 统计参数 频率 P%Q0 CV CS/CV 0.01 0.02 0.1 0.2 0.5 1 2 5 820 0.85 3.5 8000 7400 5800 5100 4300 3600 3000 2200 (2)洪水总量 洪量设计采用 24 小时及 72 小时作为设计阶段。另外采用 19401953年 1 日及 3 日洪量插补出相应年份的 24 小时
16、，72 小时洪量，使洪量资料延长至 42 年。统计参数及频率计算见表 2 2。表 2 2 洪水统计参数及频率值 单位：亿 m3 项目 统计参数 频率 P%W0 CV CS/CV 0.01 0.1 0.2 0.5 1 2 W 24 0.46 0.65 3.0 2.881 2.206 2.003 1.734 1.53 1.326 W 72 0.802 0.55 2.5 3.807 3.034 2.808 2.481 2.238 1.991(3)分期设计洪水 分期设计洪水按不跨期原则选取年最大值法。根据洪水季节变化规律及施工期防洪需要分别计算枯水期 113月，春汛及夏枯 4 6月以及 10 月三个时
17、段的洪水量值。详见表 2-3。(4)可能最大洪水估算 设计暴雨采用典型暴雨水汽与效率放大求得。典型暴雨选取 1980年 7 月 2 日与 1981年 8 月 21 日两场（相应为实测最大洪水及次大洪水的暴雨）。可能最大暴雨及频率计算值见表 2 4。由可能最大暴雨，经产汇流计算求得最大可能洪水及洪水总量：PMF Q=9100m3/s 72 小时洪水总量 W72=4.37亿 m3 .24 小时洪水总量 W24=3.62亿 m3。表 2 3 分期洪水计算成果表 单位：m3/s 分期 时段 统计参数 频率 P%Q0 CV CS/CV 0.5 1 2 3.3 5 10 4 6 月 235 0.96 Cs
18、/Cv 0.5 1 2 3.3 5 10 10 月 160 1.20 2.5 1270 1090 917 840 690 520 11 月次年 3 月 40 1.15 2.5 1110 940 765 690 540 390 表 2-4 可能最大暴雨及频率计算值 雨量单位：mm 项目 可能最大 频率计算法 “80.7典型 均值 CV CS/CV 0.01 0.1 H24 295 57 0.47 3.5 256 202 H12 235 43 0.49 3.5 203 159(5)洪水过程线 选择 1980 年 7 月 2 日洪水过程线作为放大典型，采用分时段同频率控制放大法，绘 制 处K t关
19、系 曲 线，放 大 过 程 及 结 果 见 图2-1。.图 2 1 洪水过程线 2 3 气象 黑河流域于 1938年 10 月在黑峪口设立水文站，基本断面位于峪口黑惠渠首上游 800m处，即黑峪口（二）站，1939年内下移 500m，又恢复至（二）断面，1966年下移 100m，即黑峪口（三）断面，观测至今。黑河水库水文站基本断面位于黑惠渠首上游 700m处。累计观测资料 47 年。黑河流域先后设有 13 个雨量站，系列长短不一，早在 1940年黑峪口水文站就有雨量观测资料，1953年设立板房子雨量站，1954年设立王涧雨量站，1955年设立金井、老水磨、庙哑子等雨量站，另外 1960年设立双
20、庙气象站，观测降雨、气温、湿度等项目。黑河流域属于暖温带半干旱、半湿润大陆性气候，山川气温相差较大，山区气温较低，据双庙气象站资料统计，多年平均气温 6.4，最低气温 19最高气温 29.7。出山口后平川地区气温较高，据周至县气象站资料统计，年平均气温13.2。最低气温-18.1，最高气温 42.4。多年平均最大风速 20m/s，主风向为 WNW，最大冻土深度 24cm。流域内降雨南多北少，山区年降雨 900mm以上，黑峪口水文站多年平均降雨量 841.3mm，周至县年平均降雨为 670mm，为黑峪口降雨的 80.2。多年平均径流深 472.8mm。降水年内分布很不均匀，据统计多年平均 7 1
21、0 月四个月内降水为全年降雨量的 60。实测月最大降雨为 342.9mm（1981年 8月）。由黑峪口水文站水文资料，多年平均水温 11.3，最高水温 36,最低水温为。由 32 年蒸发资料统计，蒸发皿多年蒸发量 1100.5mm，折算水面蒸发强度825.4mm。黑河流域属于暖温带半干旱、半湿润大陆性气候，山川气温相差较大，山区气温较低，据双庙气象站资料统计，多年平均气温 6.4，最低气温19最高气温 29.7。出山口后平川地区气温较高，据周至县气象站资料统计，年平均气温13.2。最低气温-18.1，最高气温 42.4。多年平均最大风速 20m/s，主风向为 WNW，最大冻土深度 24cm。流
22、域内降雨南多北少，山区年降雨 900mm以上，黑峪口水文站多年平均降雨量 841.3mm，周至县年平均降雨为 670mm，为黑峪口降雨的 80.2。多年平均径流深 472.8mm。降水年内分布很不均匀，据统计多年平均 7 10 月四个月内降水为全年降雨量的 60。实测月最大降雨为 342.9mm（1981年 8月）。由黑峪口水文站水文资料，多年平均水温 11.3，最高水温 36,最低水.温为。由 32 年蒸发资料统计，蒸发皿多年蒸发量 1100.5mm，折算水面蒸发强度825.4mm。2 4 泥沙 黑河流域植被良好，河水清澈，河流悬移质的含量较小，泥沙主要为推移质。据黑屿口水文站 195619
23、83年实测悬移质泥沙资料统计，多年平均输沙量 30.62万 t，每年平均含沙量 0.387kg/m2，实测年最大输沙量 151万 t，年最小输沙量0.75万 t，泥沙的年际变化较大，年内分布不均，主要集中在汛期的大洪水中。悬移质泥沙的测验符合水文测验规范。黑河多年平均输沙量 39.78万 t，其中推移质 9.81万 t。推移质及悬移质年输沙量 28.8万 m3。2 5 坝址下游水位流量关系及库容曲线（1）坝址下游水位流量关系曲线 水位流量关系采用黑峪口水文（三）断面 19661983年共十八年实测的水位流量资料及 1980年洪水（3040 m3/s）、1981年洪水（2530 m3/s）及 1
24、983年洪水（1510 m3/s）时的过水断面面积、最大水深、水面比降及糙率等资料。断面糙率 n=0.035 水面比降 J=39.50 断面水深 h=6.2m 断面流速 V=7.4m/s 黑河水文（三）断面水位流量关系曲线见图 2-2。黑河泄洪建筑物出口距水文（三）断面距离分别为 180300m，而此段河流平顺，过水断面变化不大，因此水文（三）断面的水深按 39.50的水面比降上抬 1m即代表泄洪建筑物处的水位流量关系。.流量（/）水位()坝址下游河道水位流量关系曲线黑峪口水文站测流断（三）水位流量关系曲线水位（米）流量（/）486.44487.08489.33490.54491.49492.
25、24492.90493.52494.12487.98水位流量曲线（测流断面（三）25080007000600050004000300020001000500800070006000500040003000200010000485495494493492491490489486487488 图 2 2 下游河道水位流量关系曲线(2)库容曲线 黑河水库水位库容曲线见图 2-3。水位库容（亿）363061059057055053051049021345 图 2-3黑河水库库容曲线.3 兴利调节和调洪计算 31 死库容确定 死库容的确定考虑城市暗渠引水高程要求为510.0m，又考虑水库淤积的要求，取死
26、水位为 520.0m。32 起调水位的分析与选择 在不影响水库正常正常供水，不增加坝高的前提下，使用部分有效库容滞洪并给泄水建筑物争取一段开闸准备时间，需设汛限水位，并作为调洪验算的起调水位。此水位的选择应兼顾水库防洪与兴利的结合问题。确定防洪限制水位591m，水库正常蓄水位为594m,死库容 520m，兴利库容1.73亿 m3，重叠库容 0.13亿 m3。33 调洪计算 331 调洪计算的目的：无论在水库的规划阶段还是在已建水库的管理运用阶段,水库的调洪计算总是必须的。不过,由于不同阶或同一阶段所遇到的具体情况不同,其计算目的是不同的.水库在规划阶段,往往是根据水库的设计洪水,拟订若个泄洪措
27、施方案,通过调洪计算,分别求出下泄洪水过程、防洪特征库容、特征水位、坝顶高程以及投资、效益等,然后在通过综比较,选择技术上可行且经济合理的水库、泄洪建筑物及下游防洪工程的规模和有关参数；而在水库的运用管理阶段,库容和泄洪建筑物的尺寸是定值,这时的调洪计算是根据某种频率的入库洪水或预报的入库洪水,在不同防洪限制水位时,求出水库的洪水位与最大下泄流量 Qmax,为编制防洪调度规程、制订防洪措施提供科学依据,既要尽可能满足下游防洪要求,又要保证水工建筑物的安全。332 调洪计算的原理 根据水库的水量平衡原理和水库的蓄池关系组成方程组 tV1V2q2q121Q2Q121 （3.1）.)(zfq （3.
28、2）用已知（设计或预报）的入库洪水过程线 Q t,由起调水位开始，逐时段连续求解方程组，从而求得水库出流过程 q t,这就是调洪演算的基本原理。这里采用双辅助曲线半图解法，t2121VVqqQQ122121 （3.3）将改写成式(3-3)改写成)2q2tV2()2q1tV1(_Q （3.4）式中、2V、2q、（2tqV）和（2qtV）均可与水库水位 Z 建立函数关系，因此，可根据选定的计算时段t值、已知的水库水位容积关系曲线，以及根据水力学公式算出的水位下泄流量关系曲线，事先计算并绘出曲线组：)(21zfqtV、)(22zfqtV、)(3zfq,其中)(3zfq 即是水位下泄流量关系曲线，其余
29、两条是半图解法所必需的两根辅助线，黑河水位库容曲线见图 3-1。水位库容（亿）363061059057055053051049021345 图 3-1黑河水库库容曲线.333 调洪计算的方案 根据坝址地址条件，为减少开挖量，泄洪建筑物选用水工隧洞的形式。考虑城市供水建筑物需要布置于右岸且城市暗渠引水高程要求为510m，故右岸不宜设进口高程较低的泄洪洞。为此在右岸设一进口高的溢洪洞，在左岸设进口较低的泄洪洞。考虑施工技术、运行等条件，隧洞尺寸不宜过大，具体设计如下。左岸单薄分水岭上布设泄洪洞，进口高程 540m，孔口尺寸 1010m。右岸布设溢洪洞，堰顶高程 580m，孔口尺寸 1416m。其中
30、，右岸溢洪洞进口为 WES 型实用堰，计算堰流流量系数 m=0.4670.476，设计选用 0.45；左岸泄洪洞，计算进口压力短管孔流流量系数=0.8850.89，设计选用 0.85。泄流公式如下：溢洪洞：232 HgmBQ 泄洪洞：hHgWQ2 式中：B 溢流堰顶宽度（m）；W工作门孔口面积（m2）；H溢 H孔口底以上水头；h孔口高度。调洪过程：起调水位选为防洪限制水位 591m，来洪量=下泄量之前，由闸门控制，先打开泄洪洞闸门，再打开溢洪洞闸门，使来多少泄多少水位保持在 591m。在来洪量下泄量后，闸门全开，作为无闸门情况对待，水库水位逐渐上升到最高水位,随之水库水位回落，当水位降至 59
31、1m 时，由闸门控制,使水位保持在 591m。对设计洪水情况，当下泄洪水流量 5100m3/s 时，利用调洪库容滞洪，保护下游安全；对校核洪水情况，则重点在保坝，保持闸门全开，不考虑下游安全泄量。调洪计算表见表 3-1、3-2、3-3、和 3-5，计算图见图 3-2。表 3-1 流量单位：m3/s.水库水位（m）590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600 库容 17000 17660 18320 18980 19640 20300 20960 21560 22160 22820 23500 H溢（m）10 11 12 13 14 15 16 17 1
32、8 19 20 H泄（m）50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 q溢 882 1018 1159 1307 1461 1620 1785 1955 2130 2310 2495 q泄 2592 2619 2646 2673 2699 2725 2751 2777 2802 2827 2852 Q总 3474 3637 3805 3980 4160 4345 4536 4732 4932 5137 5347 表 3-2 曲线（V/t-q/2)=f1(Z)和（V/t+q/2）=f2(Z)的计算 库水位Z(m)库容 V(万 m3)下泄流量(m3/s)q/2 (m3/s)V
33、/t (m3/s)V/t-q/2(m3/s)V/t+q/2(m3/s)590 17000 3474 1737 47222 45485 48959 591 17660 3637 1818 49056 47238 50875 592 18320 3805 1902 50888 48986 52791 593 18980 3980 1990 52722 50732 54537 594 19640 4160 2080 54556 52476 56456 595 20300 4345 2172 56388 54216 58376 596 20960 4536 2268 58222 55954 60490
34、 597 21560 4732 2366 59888 57522 62254 598 22160 4932 2466 61556 59090 64022 599 22820 5137 2568 63388 60820 65957 600 23500 5347 2673 65278 62605 67952 表 3-3 校核洪水调洪计算表 校核洪水调洪计算表.时期 入库流量Q(m3/s)平均入库流量（m3/s)水库水位Z1(m)V1/t-q1/2 V2/t+q2/2 下泄流量q(m3/s)水库水位 Z(m)月日时分 722110 3474 4837 590 45485 3474 590.1 722
35、210 6200 6850 590.1 45760 50322 3475 592.0 722312 7500 7650 592.0 49000 52610 3788 594.2 73012 7800 7500 594.2 52720 56650 4175 595.8 731 7200 6750 595.8 55600 60220 4475 597.1 732 6300 6150 597.1 57520 62350 4725 597.8 733 6000 5250 597.8 58720 63670 4875 598.1 734 4500 4150 598.1 59080 63970 4950
36、597.5 735 3800 3360 597.5 58240 63230 4812 596.7 736 2920 596.7 56920 61600 4650 表 3-4 设计洪水调洪计算表 设计洪水调洪计算表 时期 入库流量Q(m3/s)平均入库流量（m3/s)水库水位 Z1(m)V1/t-q1/2 V2/t+q2/2 下泄流量q(m3/s)水库水位 Z(m)月日时分 722110 3474 3787 590 45485 3474 590.2 722210 4100 4600 590.2 45880 49272 3500 590.8 722312 5100 5100 590.8 47440
37、 50480 3600 591.9 73012 5100 4800 591.9 48880 52540 3775 592.6 731 4500 4350 592.6 49960 53680 3900 593.0 732 4200 3900 593.0 50700 54310 3975 593.3 733 3600 3400 593.3 52480 54600 4165 593.7 734 3200 2850 593.7 51880 55880 4100 593.2 735 2500 593.2 51040 54730 4000 .水位590592594596598600602440004800
38、052000560006000064000680003下泄流量(m/s)6000400020000 图 3-2 334 调洪计算的结果及分析 将上述泄水建筑物布置方案的调洪计算结果列于表 3-5:表 3-5 调洪计算的结果 工况 最大泄 m3/s 最高位 设计洪水 溢洪洞堰顶高程 580m 1414 593.7m 泄洪洞底板高程 540m 2691 校核洪水 溢洪洞堰顶高程 580m 2148 598.1m 泄洪洞底板高程 540m 2805 335 设计洪水位和校核洪水位的确定 由上表可知，一方面水库调洪库容较大，有较大的调洪能力，另一方面，隧洞最大泄流量比较小，可减小水流对隧洞的冲刷影响，
39、对隧洞运行有利，故此方案合适。即左岸单薄分水岭上布设泄洪洞，进口高程 540m，空口尺寸 1010m。右岸布设溢洪洞，堰顶高程 580m，孔口尺寸 1416m。所以设计洪水位与校核洪水位分别是 593.7 和 598.1m。.4工程地质 4 1 区域地质概况（1）地形地貌：该区位于秦岭北麓，地势南高北低，相对高差 500m1000m，属侵蚀中高山区。区内河溪深断而众多，河谷狭窄，案坡陡峻，河流发育有残缺不全的 15 级侵蚀堆积基座阶地。在斜坡地带分布有3000 多个崩塌和滑坡后重力堆积地形；在桃李坪和金盆村附近由于河流蛇曲作用而形成的古河道地形。(2)地层岩性：库区的地层岩性主体为前震旦系宽坪
40、群教场组（AnZKj），甘峪湾组（AnZKg）及坝址区大镇沟组（AnZKd）变质片岩层，在库尾有二迭、三迭和侏罗系的沉积碎屑岩层。坝址区大镇沟组的主要岩性为：云母石英片岩（Se）,绿泥石片岩，钙质石英岩（Qu）。水库区地层岩性除第四系覆盖层外，基岩主要为前震旦系宽坪群教场组、口屿湾组及大镇沟组，浅变质的片岩夹少量钙质石英岩；在库尾有前震旦系秦岭群东流水组、双磨组变质较深片岩和混合岩。（3）地质构造：该区只位于秦岭纬向构造体系中段北部，主要受南北向压力作用。故近东西向的构造形际组成主体骨架，复式皱褶，断层及岩浆的出露，大多呈东西向延伸。（4）水文地质：河谷两岸地下水以基岩裂隙水为主，地下水一般补
41、给河水，以下降泉形式出露。该处水质无污染源。据水质分析，河水和地下水均属于低矿化水，水质良好，适合工业，农业和生活用水。(5)区域稳定性评价：库坝区地震基本烈度为度。据分析认为水库不大可能发生诱发地震，即使发生，其地震基本烈度不可能达到度，其理由是：a.库区无近期构造和活动性断层；b.无深大断层和温泉；c.无明显地貌反差；d.无深层渗漏问题；e.库区可溶岩不发育；f.库容小，仅 2 亿 m3。4 2 库区工程地质条件 库区基岩大多裸露，且植被良好，水库上游是森林区，水量下充沛，含沙量低，基本无污染，水质优良，适合工农业和生活用水，为良好的天然供水源地。水库淹没损失小，基本无渗漏问题。（1）东岭
42、，位于古河道与黑河左岸之间，分水岭最大宽450m500m，正常蓄水位处宽 240m，主要地质岩性为云母石英片岩（Se）,绿泥石片岩（Sc）和钙质石英片岩（Qu），呈互层状分布，岩层走向 85110,与东岭走向基本正交，易沿.层面产生渗漏邻谷渗漏。另外钙质石英岩中多有溶蚀洞及溶蚀裂隙，建库后形成漏水通道，危及大坝及泄洪洞安全。主要断层破碎带有 F5、F20、F37、F75等，一般宽 3 5m，其中、F37、F75宽 1020m,最大单位吸水量=2030L/min m m，沿断层破碎带可能发生集中渗漏。（2）北岭，位于金盆古河道北端，地形上有一凹槽，宽 130m150m,槽内地面最低高程 593.
43、0m，基岩顶板最低高程 568.3m。凹槽中心钻孔 ZK23及 ZK77间有一条南北向发育的断层，宽度约 6070m，北岭天然豁口的形成与该断层破碎带的发育有关。覆盖层为壤土及砂卵石，基岩强风化层很厚，且有发育宽大的断层破碎带，岩层渗透性较强，=0.0370.157L/minm m，局部=2030L/minm m槽内地下水位高程 539549m,低于水库正常蓄水位，故必须构筑副坝挡。坝基下砂卵石层、断层破碎带及基岩表层和互状溶洞区，均为渗漏通道。4 3 坝址工程地质条件（1）地质概况：A.地质岩性：基岩为变质岩，岩性主要有云母片岩（Se）绿泥石片岩（Sc）、和钙质石英岩（Qu）三种。第四系覆盖
44、分布较广，其中河床卵石层厚 8 m13 m，一级阶地卵石厚 2 m5 m,上部壤土层厚 2 m10 m；二级阶地卵石厚 2 m10 m，上部壤土层较厚；其他还有坡积和重力堆积土。B.地质构造：坝址区位于西骆岭田峪北斜南翼，岩层走向近东西，倾向上游，倾角 3040；据统计坝区有81 条。大多属层间错动挤压形成的逆断层，断层破碎带宽度一般0.2 m5 m，大者可达到 10 m20 m，主要为泥质角砾及碎岩组成。节理裂隙主要有 NE、NW、近 SN 走向和一组缓倾角裂隙共四组。C.水文地质：地下水类型可分三种 a.孔隙水。含水层为河床砂卵石，含水量大，透水性强，厚度 8 17m左右。渗透系数 K=8
45、8.591.7m/d。b.基岩裂隙水。受大气降水补给，该水层水量不大且不均一，分布高程不等，沿裂隙断层带渗水呈下降泉出露。c.基岩承压水。该含水层多以断层破碎岩为主，是局部存在，补给来源仍是两岸山体，水头高出河床0.34 m25 m，但流量甚微，由于埋深（44 m100 m）较大，故对建筑物不会产生影响。地下水、地表水对混凝土均无侵蚀性。D.物理地质现象：根据野外观察、平硐资料及声波测试等手段分析金盆坝址.岩体风化特征如下：滑坡，坝区滑坡体共16 处，其中以 1、2 滑坡规模较大。岩石中以云母石英片岩抗风化能力最低，绿泥石片岩次之，钙质石英岩最强。一般而言坝区右岸强风化深达1620m，河床部位
46、 3 5m，左岸 7 20m。弱风化层厚度 27 m90 m，卸荷裂隙发育带的卸荷带。另外由于平行岸边的高倾角构造裂隙及同时发育的两组缓倾角裂隙、组，形成了不利于岸坡稳定的结构面。（2）大坝基础岩石物理力学性质 据试验资料，弱风化基岩干密度：d 2.77g/cm32.39g/cm3,其中片岩（Se,Sc）湿抗压强度Rw35 MPa，钙质石英岩（Qu）Rw100 MPa。坝基岩体渗透性：据钻孔压水试验成果，坝基岩体渗透性很不均一，其中绿泥片石岩单位吸水率=0.130.163L/L/minm m，云母石英片岩=0.020.94L/minm m，钙质石英岩=0.522L/minm m，断层破碎带=0
47、.0290.152L/minm m。4 4 大坝基础工程地质条件（1）建基高程 坝肩两岸地形不完全对称，为左陡右缓，左岸单宽山梁东岭，与金盆古河道毗邻,地形坡度 5055,右岸地形坡度4045，直至黄石沟分水岭，河床高程 487.0m，宽 64m，坝顶高程处河谷宽 368m。坝区岩性分类有第四系松散堆积物及前震旦系大镇沟组基岩。其中第四系堆积物有河床砂卵石层，厚 8 15m。一级阶地堆积物，上部为壤土，厚 1 15m,下部为砂卵石厚 2 8m。以及坡积堆积物，左岸上覆于一级阶地，厚度最大 14m，右岸覆盖于岸坡，厚度约 5m 左右。河床及坝肩基岩以云母石英片岩为主，视厚度达 100122m，占
48、基岩 62.573.9%，其余为绿泥石片岩，钙质石英岩，岩脉及构造岩等。其中坝基下十余米的云母石英片岩，云母含量高，片理极为发育，较为软弱。根据室内外岩石饱和抗压强度 Rw 指标以及声波（纵坡速度）试验，从承载力条件的角度看，金盆坝址建基面的选择是可行的。强风化层波速 15002500m/s,弹模 10 万16 万 t/m2，允许承载力 1015kg/cm2。弱风化层波速 3000m/s，弹模40 万 t/m2，允许承载力可以 20kg/cm2。坝基强风化岩体分布厚度见表 3-6。.表 3-6 强风化岩体分布厚度表 部位 左岸 河床 右岸 550以上 550以下 一级阶地 一级阶地 岸坡 强风
49、化厚度（m）1015 3 5 5 6 5 3 5 1218（2）防渗体与基岩结合部地质构造及处理建议 结合部遇到的断层有 F4、F53、F61、F5、F15、F62等，走向基本与坝轴线平行，其中规模较大者为 F4 断层，走向 90102，倾向 SW，倾角 3158，为顺层挤压断层，破碎带宽 5m，其出露平面位置恰好与面板坝底座轴线河床部位相重合。防渗体与基岩结合部的断层处，均应按规范开挖回填砼塞，以延长渗透途径。断层破碎带的管涌比降，根据现场试验结果，其临界比降为 2.86，破坏比降为 4.12。（3）坝轴线的渗透特性、渗漏量及帷幕设置建议 坝址基岩主要由片岩类组成，透水性较小且呈层状分布。坝
50、轴线各类岩石渗透性能统计结果见表3-7。表 3-7 坝轴线各类岩石渗透性能统计表 分区 岩石名称 指标 左岸 坝基 右岸 Sc Se Qu 断层 u Sc 断层 Sc Se 断层 单位吸水量()L/minm 平均值 0.130 0.02 0.522 0.029 0.0645 0.096 0.163 0.094 0.152 小值 平均值 0.04 0.007 0.018 0.017 0.043 0.031 0.054 0.016 0.034 大值平均值 0.47 0.072 1.53 0.054 0.145 0.227 0.272 0.150 0.325 分类 平均值 较严重透水 微透水 严重