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1、目 录摘要1前言2第一部分 设计说明书1 工程概况31.1 工程地理位置31.2 流域概况31.3 工程任务与规模32 基本资料42.1 水文气象42.2 坝址与地形情况112.3 工程枢纽任务与效益123 枢纽布置133.1 枢纽组成建筑物及其等级133.2 坝线、坝型选择143.3 枢纽布置174 洪水调节194.1 基本资料194.2 洪水调节基本原则224.3 调洪演算234.4 调洪计算结果275 非溢流坝剖面设计285.1 设计原则285.2 剖面拟订要素285.3 抗滑稳定分析与计算315.4 应力计算336 溢流坝段设计366.1 泄水建筑物方案比较366.2 工程布置376.
2、3 溢流坝剖面设计386.4 消能设计与计算417 细部构造设计427.1 坝顶构造427.2 廊道系统437.3 坝体分缝447.4 坝体止水与排水457.5 基础处理467.6 混凝土重力坝的分区47第二部分 计算说明书1 洪水调节491.1 调洪演算491.2 调洪计算结果及分析632 非溢流坝段计算642.1 非溢流坝段经济剖面尺寸拟定642.2 重力坝非溢流坝段主要荷载682.3 抗滑稳定分析752.4 抗剪断强度计算782.5 应力分析计算803 溢流坝段设计843.1 顶部曲线843.2 反弧段864 消能防冲设计874.1 洪水标准和相关参数的选定884.2 水舌抛距计算894
3、.3 最大冲坑水垫厚度及最大冲坑厚度90致 谢92参 考 文 献93BJ重力坝毕业设计 摘要：BJ一级水电站位于鹤峰县北佳镇柳月坪，流域面积共303.4km2。该工程开发任务以发电为主，兼顾防洪。设计中，基于给定的地质及水文气象等资料，首先进行了重力坝坝型的选择，选取了混凝土实体重力坝坝型；然后进行了水库水位调洪演算，调得设计洪水位647.8m，校核洪水位649.8m；还对挡泄水建筑物的剖面进行设计，确定坝高为117m，采用312m表孔溢流，并对挡水坝段进行抗滑稳定分析及坝体应力分析，结果均满足要求；最后还对大坝进行细部构造设计，并阐述了关于消能防冲的方案。Abstract: BJriver
4、hydropower islocatedofHefengmonth County town of NorthJiaLiuPing, the basin area of 303.4km2.This project development, giving priority to the task to power of flood control.The design of this project is based on the data of geological and hydrological and meteorological which is given, first select
5、the solid concrete gravity dam to be the type of gravity, and then make the calculus of floodind the reservoir water level ,the result is the design flood level 647.8m and Check flood level 649.8m; also design the water discharge structure with surface hole which size 312m overflow and water retaini
6、ng structure to determine the dam height is 117m and water retaining dam stability analysis for the dam and stress analysis, the results are satisfied Requirements; Finally, detailed structural design of the dam, and elaborated on the energy dissipation of the program.关键词：枢纽布置 混凝土重力坝 剖面设计 荷载计算 稳定分析
7、应力分析Keywords：Ground-handling project layout concrete gravity dam Profile design the load calculation stability analysis stress analysis前言本次毕业设计是根据根据教学要求，对水利水电专业本科毕业生进行的最后一项教学环节。本毕业设计内容为BJ水利枢纽工程，它基本包括了一般水利枢纽所需进行的坝工初步设计的全过程。BJ位于鄂西南的恩施自治州鹤峰县西部，属洞庭水系，为澧水二级支流、溇水上游右岸支流。流域总面积373.4km2，干流全长41.4km，天然落差728m，平均
8、坡降9.3。流域地处亚热带湿润季风气候区，雨量充沛，多年平均降雨量1986.4mm，森林覆盖率在50%以上。BJ一级电站坝址位于鹤峰县北佳镇柳月坪，控制流域面积303.4km2，占全流域面积的81.3%，坝址多年平均流量12.6m3/s，年径流量3.97亿m3。水库为流域龙头水库，具有年调节性能，正常蓄水位647.5m，总库容0.96亿m3；混凝土重力坝最大坝高117m，岸边地面式厂房装机2台，总装机容量30MW，多年平均发电量0.88亿kWh，增加下游梯级多年发电量903万kWh。BJ一级水电站地处BJ中下游河段，位于湖北省恩施自治州鹤峰县境内。电站下距鹤峰县城公路里程10.08km（经BJ
9、二级水电站），离州城恩施183km，至省城武汉625km。电站主要建筑物由大坝（非溢流坝段、溢流坝段）、电站厂房组成。本工程建成投产后，具有可观的经济效益。在经营管理效益方面，电站装机容量为30MW，一方面为工、农业和人民生活用电提供了保障，另一方面可以利用电费收入，使自身得以发展。另一方面，BJ一级水库建成后，可形成18603830亩的人工养殖水域，利用BJ流域气候温和湿润、雨量丰沛、光照充足、天然饵料丰富的自然条件，采用水库渔业精养及网箱养殖进行渔业规模生产，可改变鹤峰县渔业生产落后的面貌，满足人民群众膳食多样化的生活需要，还可以利用绿化、美化工程环境，发展旅游事业等等。BJ一级水库坝址距
10、鹤峰县城约10km，水库建成后与先期建设的BJ二级水库梯级衔接，形成以鹤峰县城为中心，北有幽谷深涧的溇水咕噜溪、南靠深山明珠八峰山、西依BJ人工湖泊，集自然景观、园林景观、湖光山色于一体的旅游景观新格局，将极大地丰富城乡居民的休闲生活，对鹤峰旅游业的发展也将起到积极的促进作用。因此工程建成后不仅可以保护广大的农田和城镇，免受洪水和渍涝灾害，而且具有很好的社会经济效益。大坝为混凝土实体重力坝，轴线全长277m，坝顶高程为650m，最大坝高117m。泄洪坝段位于河床中部，两侧为挡水坝段。电站采用右岸引水式，电站厂房布置在右岸，安装2台水轮机。水库的防洪库容，可满足本工程2000年防洪标准。设计的基
11、本内容包括调洪演算，枢纽布置设计，混凝土重力坝剖面设计，溢洪道设计，消能计算及细部构造设计等。根据设计总要求，设计内容偏重于坝型选择与主要建筑物的设计，而由于时间关系对建筑物中电站厂房坝段的设计及施工导流设计两部分设计这里不进行叙述。本书在阐述过程中，尽可能的配置了许多的插图、附表和附录，以供参阅。本次设计期间要特别感谢指导老师蒋定国老师的悉心指导。由于时间仓促，限于本人的水平以及以前从未进行过工程实践缺乏经验，特别是对本设计的工程所在地也未进行过实地考察，因此，书中如有不当和错误之处，恳望各位老师和读者谅解予以指正。第一部分 设计说明书1 工程概况1.1 工程地理位置BJ一级水电站地处BJ中
12、下游河段，位于湖北省恩施自治州鹤峰县境内。电站下距鹤峰县城公路里程10.08km（经BJ二级水电站），离州城恩施183km，至省城武汉625km。1.2 流域概况 BJ位于鄂西南的恩施自治州鹤峰县西部，属洞庭水系，为澧水二级支流、溇水上游右岸支流。流域总面积373.4km2，干流全长41.4km，天然落差728m，平均坡降9.3。流域地处亚热带湿润季风气候区，雨量充沛，多年平均降雨量1986.4mm，森林覆盖率在50%以上。1.3 工程任务与规模BJ一级水电站以发电为主，兼有航运、养殖和旅游等综合效益。电站坝址位于鹤峰县北佳镇柳月坪，控制流域面积303.4km2，占全流域面积的81.3%，坝址
13、多年平均流量12.6m3/s，年径流量3.97亿m3。水库为流域龙头水库，具有年调节性能，正常蓄水位647.5m，总库容0.96亿m3；混凝土面板堆石坝最大坝高115.3m，岸边地面式厂房装机2台，总装机容量30MW，多年平均发电量0.88亿kWh，增加下游梯级多年发电量903万kWh。2 基本资料2.1 水文气象2.1.1 流域概况BJ位于恩施自治州鹤峰县境内，在东经1094511001、北纬29483002之间。属溇水上游右岸的一级支流，发源于太平乡文家河。河流呈东西向，自西向东北流经太平乡，在左岸八家河纳入支流许老河后，河流南折经北佳镇、蓉美镇于鹤峰县城鹤峰水文站下游2km处汇入溇水。其
14、主要支流有小干溪、大溪、许老河、田家河、五马溪，河流全长41.4km，控制流域面积373.4km2，平均坡降9.3。BJ地势西北高，东南低，西临酉水上游的白水河。西面分水岭一天门最高海拔高程为1920m，一般均在1700m左右，河流总落差1134m。两岸小支密布，河谷深切，基岩裸露，岩溶地貌发育，约占流域总面积的1/5。上游高山峻岭人烟稀少，中、下游山间台地稍有农田种植，故人类垦殖对自然环境影响不大。森林覆盖率约为60%，植被良好，泥沙来源不多。BJ一级水电站工程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8.7km，距BJ口12.3km，控制集水面积303.4km2。坝址以上河长
15、29.1km，河流平均坡降13.1，总落差658m。溇水流域属亚热带湿润气候，支流BJ雨量充沛，气候温和。因流域内无气象台站，故依据附近的鹤峰气象站观测资料统计，多年平均气温15.4，极端最高气温40.7（1959年8月23日），极端最低气温-10.1（1977年1月30日）。其气象特征值见表2-1-1。表2-1-1 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mm1684.5历年最大1d降水量mm277.8多年平均蒸发量mm1000.5多年平均气温15.4历年极端最高气温40历年极端最低气温-10.1多年平均相对湿度%81多年平均风速m/s0.6历年最大风速/风向m/s14.0
16、/ENE流域降水受山区地形及山地影响，有随地势增高而递增的特征。经统计（1962年1985年）流域多年平均年降雨量1986.4mm，鹤峰站以上流域多年平均年降雨量1770.6mm（1961年1985年）。年月降雨量见表2-1-2。表2-1-2 鹤峰、BJ一级坝址流域年、月平均降雨量表站 址各 月 平 均（mm）年平均（mm）一二三四五六七八九十十一十二鹤 峰30.740.379.1158.1225.2277.6323.4211.5180.4134.174.435.91770.6一级坝址34.841.486.4179.6250.9297.5357.4235.3228.8154.680.339.4
17、1986.4由上表可见流域内降雨量主要集中在410月，约占全年降雨量的85.6%，尤以7月份为多，是流域暴雨多发季节。设计流域内无雨量站，但流域周边有鹤峰、太平镇、中营、雪落寨等雨量站；鹤峰站以上流域内有鹤峰、中营、坪山、燕子坪、大坪等雨量站，基本能控制流域降雨。2.1.2 径流BJ属山溪性河流，径流主要由降雨所至。BJ流域无实测径流资料，径流系列是依据BJ口附近的干流溇水鹤峰站19601998年实测径流资料，以流域面积和雨量比（19621985年资料）为参数推算。其中，19621985年各年借用两流域各月实测雨量比值推算，19601961年、19861998年因受资料条件所限，均借用1962
18、1985年多年平均月雨量比推算。由此统计得BJ一级坝址多年平均流量为12.6m3/s，平均年径流量3.97亿m3。鹤峰站及BJ一级坝址年、月平均流量见表2-1-3表2-1-3 坝址、鹤峰站年、月平均流量表地址各 月 平 均 流 量（m3/s）年平均(m3/s)一二三四五六七八九十十一十二坝址2.503.887.7713.118.922.030.515.815.611.16.993.0212.6鹤峰4.717.9414.625.137.545.756.127.527.620.213.05.7323.9由上表可见，由鹤峰站推算的多年平均流量系列中，径流年内分配主要集中在汛期（410月），约占全年径
19、流量的84.6%，113月为枯水期，其径流年内分配基本与流域降雨量年内分配相吻合。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。2.1.3 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，也是由邻近溇水干流鹤峰站设计洪水移置法和设计流域暴雨洪水法多种方法推算。(1)暴雨洪水法流域内及周边有鹤峰、太平镇、雪落寨、沙坪、中营等雨量站，收集至1998年，分别有3734年资料。统计年最大1h、6h、24h设计暴雨量，采用“湖北省暴雨洪水查算图表”法中的瞬时单位线法推算坝址设计洪水。成果见表2-1-4。表2-1-4 鹤峰站、坝址暴雨洪水成果表站名各频率（P%）设计洪峰流量（
20、m3/s）备 注0.050.10.212-鹤峰-4092-2790.5-采用BJ二级水电站可行性研究阶段成果一级坝址27702570-本次成果(2)鹤峰站设计洪水移置法鹤峰站实测流量资料为本坝址推算洪水的依据。鹤峰站有19601998年已刊布的39年实测洪水及调查到的历史洪水组成的不连序系列（历史洪水按大小顺序排位为1788年、1909年、1911年、1912年、1935年、1949年、1955年、1930年），其中1962年洪水提为历史洪水处理。本次经对该站实测系列的各年最大、次大洪水的洪峰及最大W24h、W72h洪量统计及相应的QW24hW72h关系分析，以峰型为参数所作的峰、量相关关系较
21、好。历史洪水各年相应各时段洪量由峰、量关系线平均型插补。以独立取样法分别组成最大洪峰流量及各时段洪量的不连序系列。峰、量频率统计：实测系列按式计算经验频率，历史洪水经验频率按计算，由三点法计算统计参数，PIII型适线外延推算得设计洪水成果见表2-1-5。见图2-1-42-1-6。表2-1-5 鹤峰站设计洪水成果表项 目各频率（P%）设计值0.050.10.20.512510Qm(m3/s)72106480577048304140344025601910W24h(亿m3)2.532.312.081.771.541.321.020.802W72h(亿m3)4.313.983.603.082.712
22、.321.821.45（3）洪水成果合理性分析：鹤峰站历史洪水采用“湖南省洪水调查资料”刊布成果和实测流量刊布资料，精度可靠且具有39年系列已满足规范要求。从本站设计峰、量成果比较，关系线变化趋势合理，均值随着历时的增加而逐渐增大，CV值随历时的增长而减小。设计成果经与溇水下游红花岭、江垭坝址、长潭河站设计洪水成果对照，其参数变化较合理，模数由上游向下游递减，设计值变化规律符合流域暴雨特性，故此认为鹤峰站设计洪水成果较为合理。见表2-1-6表2-1-6 溇水上下游各站设计洪水参数比较表河 名站 址集水面积（km2）均 值CvCs/CvQ（m3/s）M(m3/s)溇 水鹤峰647.39111.4
23、10.903.0红花岭239327801.160.483.0江垭坝址371135600.960.493.5长潭河501841100.820.473.5综上所述，从鹤峰站不同方法计算的设计洪水成果比较，频率为P%=1，P%=0.1，洪峰相差32.6%及36.9%，显然暴雨洪水法成果经实测流量系列验证精度较差，不予采用。坝址设计洪水采用鹤峰站设计洪水峰量值，洪峰以流域面积比的2/3次方推算，各时段洪量以流域面积比的一次方及流域平均降雨量比为参数推算得BJ一级坝址、二级坝址设计洪水。成果见表2-1-7。表2-1-7 BJ一级坝址、二级坝址设计洪水成果表站 址项 目各频率（P%）设计值0.050.10
24、.20.5125鹤 峰Q(m3/s)7210648057704830414034402560W24h(亿m3)2.532.312.081.771.541.321.02W72h(亿m3)4.313.983.603.082.712.321.82一 级坝 址Q(m3/s)4350391034802910250020801540W24h(亿m3)1.321.201.080.9220.8020.6870.531W72h(亿m3)2.242.071.871.601.411.210.948二 级坝 址Q(m3/s)4640417037103110266022101650W24h(亿m3)1.451.321.
25、191.020.8830.7570.585W72h(亿m3)2.472.282.061.771.551.331.04设计洪水过程线：由鹤峰站19601998年实测洪水过程中选用1962年7月7日、1969年7月11日、1998年8月3日三次不同峰型、峰高、量大较为恶劣的洪水过程为典型，按峰、量同频率控制放大。经水库调洪演算后采用1962年7月洪水过程，设计洪水过程线见表2-1-8和图2-1-1。表2.1-8 BJ一级坝址设计洪水过程线表时 序时 间各频率（%）流量（m3/s）过程t(h)日时0.05120781070671581191710117010102102430153013203113
26、090194016804124350250020805133830203017606142890165014307152230131011308161810111096491714909638341018131081370411191140727630122010406425561321953556482142285552345315237814894241680728456395171718455394182718454393193720453392204722454393215723455394226725456395237786483418248839516447图2-1-1 BJ一级坝
27、址设计洪水过程线2.1.4 泥沙一级坝址泥沙目前拟采用下游二级坝址可研设计成果。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%估算。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，年总输沙量25.7万t。泥沙容重为1.3t/m3，折算水库年淤积总量为19.8万m3。2.2 坝址与地形情况2.2.1 地形地貌BJ一级水电站建坝河段位于鹤峰县北佳镇柳月坪自然村下游0.31.6km。BJ自西向东流入柳月坪坝址后逐渐折转为自北向南，在柳月坪坝址下游经过一较大的河湾进入落山坝坝址后河流流向折转为南东向。柳月坪坝址河水位547.00541.50m，水深
28、一般小于1m，局部23m，前200m河段为急滩跌水，河床覆盖层厚24m。整个坝址区属中高山峡谷地貌，河流两岸山高坡陡，基岩出露良好。柳月坪坝址近河山岭高程均在800.00m以上，山体连续完整；两岸自然边坡坡度一般为4060，但受结构面控制的悬崖陡壁随处可见；左岸发育6条规模大小不一的冲沟，上游峡谷入口处还有一条常年流水的溪沟（唐家湾）；右岸因陡崖发育，边坡成台阶状。柳月坪坝址地层主要由龙马溪组的S1ln2、S1ln3岩组和罗惹坪组的S1lr1岩组组成，岩性以条带状砂岩、石英砂岩为主，岩石坚硬。2.2.2 地质构造该工程位于北东向的八字山背斜南东翼，为单斜构造地区，岩层产状3550/SE3550
29、。对柳月坪坝址，岩层走向斜交河流，倾向下游偏左岸，为斜向谷；区内断裂构造较简单。已查明的断层主要有2条：F1和F2，F1位于落山坝坝址上游左岸，产状274280/NE7984，破碎带宽0.40m；F2位于柳月坪坝址左岸，产状7085/NW6065、280290/NE80，破碎带宽0.050.15m。坝址区节理裂隙以区域性构造节理为主，较发育的有以下几组： 产状3040/NW4560，为反倾向结构面； 产状300320/SW4060； 产状340360/NE、SW7085； 产状70275/NWSW6580。各组节理均有延伸长、贯通性较好、结构面较平直的特征，常沿某组节理形成十几米至近百米长、数
30、米至数十米高的悬崖陡壁。2.2.3 天然建筑材料 混凝土骨料：坝址及附近地区天然砂砾料缺乏。根据初步调查，工程所需混凝土骨料可采用坝址上游约1km芭蕉坡附近的奥陶系红花园组（O1h）的结晶灰岩或芭蕉湾下游二叠系微晶灰岩轧制。堆石料：产地初步拟定在坝址下游左岸落山坝村后山，料源层为志留系中统纱帽组S2s3岩组厚100多米的厚层、中厚层石英细砂岩、砂岩。土料：坝址周围碎石类土料分布较广，如柳月坪村、落山坝村一带，但土层的厚度一般较薄。围堰防渗和堆石坝面板铺盖所需的粘性土在坝区缺乏，须在周边地区寻找合适的产地。各类天然建筑材料还需进行进一步的勘测、试验工作以查明储量和质量。2.3 工程枢纽任务与效益
31、 根据恩施自治州鹤峰县BJ流域水电规划报告，BJ流域开发任务是以发电为主，兼顾航运、养殖、旅游等综合利用效益。2.3.1 航运 BJ为溇水上游一级支流，发源于鹤峰县与宣恩县交界的太平乡文家河，在鹤峰县城下游2km处注入溇水，干流全长41.4km，蜿蜒穿行于鹤峰县西部的崇山峻岭之中，水急滩多，基本不具备通航条件，航运方面仅有少量木材流放。由于BJ两岸山高坡陡，不通公路，严重制约库区经济的发展，给库区群众的生活造成极大的不便，BJ一级水库建成后，可使库区官庄河以下11km河道渠化，届时库区群众可通过18.7km的渠化水路直达鹤峰县城，极大地改善了库区的交通状况，有利于促进库区经济的繁荣和发展。2.
32、3.2 养殖 鹤峰县是湖北省西南部的高山县之一，辖区内河流比降大，自然状况下渔业养殖条件极差，1999年全县水产品产量仅58t，渔业产值32万元。BJ一级水库建成后，可形成18603830亩的人工养殖水域，利用BJ流域气候温和湿润、雨量丰沛、光照充足、天然饵料丰富的自然条件，采用水库渔业精养及网箱养殖进行渔业规模生产，可改变鹤峰县渔业生产落后的面貌，满足人民群众膳食多样化的生活需要。2.3.3 旅游 BJ一级水库坝址距鹤峰县城约10km，水库建成后与先期建设的BJ二级水库梯级衔接，形成以鹤峰县城为中心，北有幽谷深涧的溇水咕噜溪、南靠深山明珠八峰山、西依BJ人工湖泊，集自然景观、园林景观、湖光山
33、色于一体的旅游景观新格局，将极大地丰富城乡居民的休闲生活，对鹤峰旅游业的发展也将起到积极的促进作用。3 枢纽布置3.1 枢纽组成建筑物及其等级3.1.1 根据枢纽的任务确定枢纽组成建筑物根据BJ一级水电站的主要任务，水电站的效益主要是发挥梯级电站效益和防洪，故需的永久建筑物包括挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、开关站。为便于施工，还需要导流建筑物、施工围堰等临时建筑物。3.1.2 确定建筑物等级根据已知条件：正常蓄水位647.5m,对应库容0.96亿m3，装机2台，总装机容量30MW，按表3-1知水库属三等中型工程，主要建筑物拦河坝、溢流堰、拉沙底孔为3级建筑物，引水道、消能防冲、导墙、挡墙
34、为4级，厂房按装机属3级，导流围堰、明渠等临时建筑物为4级。表3-1-1 水利水电枢纽工程的分等指标工程等别工程规模分等指标水库总库容（亿米）防洪灌溉面积（万亩）水电站装机容量（万千瓦）保护城镇及工矿区保护农田面积（万亩）一大（1）型10特别重要城市、工矿区500150120二大（2）型101重要城市、工矿区5001001505012030三中 型10.1中等城市、工矿区10030505305四小（1）型0.10.01一般城镇、工矿区30550.551五小（2）型0.010.00150.513.2 坝线、坝型选择坝型、坝址选择是水利枢纽设计的重要内容，二者相互联系，不同的坝址可以选用不同的坝型
35、，同一个坝址也应考虑几种不同的枢纽布置方案并进行比较。在选择坝型、坝址时，应研究枢纽附近的地形地质条件、水流条件和建筑材料、施工条件、枢纽布置等：(1)地质条件。地质是坝址、坝型选择的主要依据之一。拱坝、重力坝需建在岩基上；土石坝则岩基、土基均可修建。坝址选择应该注意一下几个方面的问题：对断层破碎带，软弱夹层要查明其产状、宽度（厚度）、充填物和胶结情况，对垂直水流方向的陡倾角断层应尽量避开，对具有规模较大的垂直水流方向的断层或是存在活断层的河岸，均不应选择坝址。在顺向河谷（指岩层走向与河流方向一致）中，总有一岸指与岩层倾向一致的顺向坡，当岩层倾角小于地形坡角，岩层又有软弱结构面时，在地形上存在
36、临空面，这种岸坡极易发生滑坡，应当注意。对于岩溶地区，要掌握岩溶发育规律，特别要注意潜伏溶洞、暗河、溶沟和溶槽，必须查明岩溶对水库蓄水和对建筑物的影响。对土石坝，应尽量避开细砂、软粘土、淤泥、分散性土、湿陷性黄土和膨胀土等土基。(2)地形条件。河谷狭窄，地质条件良好，适宜修建拱坝；河谷宽阔，地质条件较好，可选用重力坝或支墩坝；河谷宽阔、河床覆盖层深厚或是地质条件较差，且土石、沙砾等当地材料储量丰富，适宜修建土石坝。在高山峡谷区布置水利枢纽，应尽量减少高边坡开挖。坝址选在峡谷地段，坝轴线短，坝体工程量小，但不利于泄水建筑物等的布置，因此需综合考虑。(3)筑坝材料。坝址附近应有足够的符合要求的天然
37、建筑材料。(4)施工条件。便于施工导流，坝址附近特别是其下游应有开阔地形，便于布置施工场地；距离交通干线近，便于交通运输；可与永久电网连接，解决施工用电问题。(5)综台效益。选择坝址应综合考虑防洪、灌溉、发电、航运、旅游、环境等各部门的经济效益。坝址选择与地形、地质条件、坝型、枢纽布置和施工导流等因素有关，在满足枢纽布置和施工导流要求的前提下，坝轴线应尽可能短，以节省工程量。从地质条件看，坝址应选在地质构造简单，无大的地质构造的地方。3.2.1 坝址的比较与选择 1) 地形地质条件：两坝址河谷形状基本相同，但下坝址由于受溪沟切割，左岸坝肩山体略显单薄，且河谷较上坝址稍宽；上坝址出露地层岩性坚硬
38、，岩体风化稍浅，地质构造简单；下坝址出露地层岩性较软弱，且具崩解性，加之左岸有断层切割库盆，因此基础处理工程量较大。从地形、地质条件看，以上坝址为优。 2) 工程布置：下坝址溢洪道与引水发电系统分别布置在左、右岸，建筑物布置分散，施工和运行干扰较小，但面板堆石坝比上坝址高3m，引水发电系统也较上坝址长72m。上坝址因受地形地质条件的制约，溢洪道和引水发电系统均布置在左岸，厂房只能布置在大坝与溢洪道之间，建筑物布置稍紧，施工干扰较大。且溢洪道泄洪时可能对厂房造成一定的影响，需采取相应的工程措施。 3) 与BJ二级电站的衔接：正在建设的BJ二级电站正常蓄水位543.5m，下坝址河床高程537.00
39、m，与二级电站正常蓄水位重叠6.5m，上坝址河床高程542.00m，与二级电站正常蓄水位重叠1.5m。显然，上坝址与二级电站的水位衔接更为合理一些。 4) 开挖料利用：上坝址开挖料以龙马溪组砂岩、石英砂岩为主，岩性坚硬，可作为坝体下游堆石区填料；下坝址开挖料主要为罗惹坪组的粉砂岩、泥质粉砂岩，岩性软弱且易崩解，不适合作坝体填筑料。相比之下，上坝址开挖料利用程度较高。 5） 施工条件：下坝址距下游辅助施工工厂和落山坝堆石料场较近，施工交通比上坝址近0.71.0km。因此施工条件以下坝址为优。 6） 工程量及投资：上、下坝址枢纽布置方案的工程量及投资列于表5.2-1，上坝址方案比下坝址方案可节约投
40、资1941万元。综合以上分析，上、下坝址各有优缺点，但上坝址具有工程量省，能充分利用开挖石渣，减少弃渣对环境的影响，降低水土保持投资，且与二级电站水位衔接合理等显著优点，故本阶段推荐采用上坝址。3.2.2 坝型比较与选择由基本资料知坝址千年校核洪水洪峰流量4350m/s，百年设计流量2500 m/s，洪水来量大，要求泄水建筑物有较大的过水能力，由于本水库除满足千年一遇的防洪标准外，尚需要承担下游防洪任务，所以单宽流量不宜过大，必须有足够的溢流前缘宽度。坝区水文气象和工程地质条件具备了修建5060m,坝高及成库条件，特别是坝址处河床狭窄，其宽度仅为160m（普通洪水流量时）死河滩，坝址附近河床坡
41、度甚陡，水流湍急，有小瀑布，右岸地势较高，左岸地势较低，有起伏之山头。坝址处为震旦纪砂岩。左岸风化较严重，深达3 4m，且夹有页岩。水层岩岩层为向斜层之一翼微倾向上游。坝址处水流急，故无砂卵石等淤积物，无侵蚀地下水。首先考虑重力坝、土石坝、拱坝三种基本坝型。（1） 从地质来看，重力坝是用混凝土或石料等材料修筑、主要依靠坝身自重保持稳定的坝，对地形、地质适应性强。任何形状的河谷都可以修建重力坝。在土基上也可修建高度不高的重力坝。拱坝坝体的稳定主要依靠两岸拱段的反力作用，不像重力坝那样依靠自重维持稳定。因此拱坝对坝址的地形、地质条件要求较高，对地基处理要求也较严格。再者由于左右岸岩性不均一，不适于
42、建拱坝。土石坝能适应不同的地形、地质和气候条件。除极少数例外，几乎任何不良地基，经处理后均可修建土石坝。但因洪水泄量及导流和渡汛流量大的特点，不适合修建土石坝。故考虑地质条件以修建混凝土坝较为适宜。（2） 地形条件。河谷狭窄，地质条件良好，适宜修建拱坝；河谷宽阔，地质条件较好，可选用重力坝或支墩坝；河谷宽阔、河床覆盖层深厚或是地质条件较差，且土石、沙砾等当地材料储量丰富，适宜修建土石坝。由于坝址处河床狭窄但地质条件较差，且左右岸岩性不均一，不适于建拱坝，若是修建拱坝，开挖量较大，不符合经济效益。同时在高山峡谷区布置水利枢纽，应尽量减少高边坡开挖。因洪水泄量及导流和渡汛流量大的特点，坝址处不适宜
43、修建土石坝。故此处修建重力坝最为适宜。（3） 筑坝材料。土石坝可用任何土石料筑坝，坝址附近有足够的符合要求的天然建筑材料，可以就地、就近取材，节省大量水泥、木材和钢材，以减少工地的外线运输量。重力坝和拱坝因建坝材料的不同可分为多种类型，但都不及土石坝，能就地取材。经综合考虑，选定重力坝。再考虑以下几种重力坝坝型：常态混凝土重力坝、碾压混凝土重力坝、混凝土宽缝重力坝、混凝土空腹重力坝。（1）空腹重力坝和宽缝重力坝节省投资有限，且这两种坝型结构复杂，钢筋和模板用量较多，施工难度大，渡汛过水较困难，故放弃这两种坝型。（2）除去基础部位和坝体外部的常态混凝土以外，碾压混凝土的方量较少，如采用此坝型，还需要增设碾压施工设备，拌和楼的容量也要扩大，就近又没有粉煤灰，经比较，放弃此坝型。（3）常态混凝土重力坝相对以上坝型，坝身泄洪安全可靠，坝体结构简单，施工期便于过水渡汛，施工速度快。综上，根据BJ一级水电站坝址的地形、地质及洪水特点，选则常态混凝土重力坝比较合适。3.3 枢纽布置3.3.1 布置原则：根据坝址的建坝条件，枢纽布置主要考虑以下原则：（1）坝址洪水洪峰流量大，且河谷狭窄，所以要求尽可能加宽溢流前缘，减少单宽流量，以便泄洪安全可靠，上下游流态好，不影响个建筑物的正常运行。（2）应积极稳妥地采用先进技术，尽量减少工程量，节省工程
