一、枢纽任务
本工程以发电为主，同时兼顾灌溉、供水、防洪及养殖等综合利用的跨流域开发的水利水电枢纽工程。
1. 发电
装机6400KW，电站设计水头为174m，多年平均发电量为1700×104kW·h，保证出力1461KW。本电站装2台3200KW机组，正常蓄水位 m，死水位 248 m，引水式发电，引水隧洞布置在右岸山体中，最大引用流量为5m3/sec。
厂房位于段莘水江湾湖山村左岸下游340m处，地面式，总面积为31.5×15.7m2，其中主厂房宽10.8m，主厂房内安装二台HL110—WJ—76，配SFW—J3000—6/1480的水轮发电机组，机组安装高程为103m，开关站位于厂房的左上侧，尺寸为11.5×27.25m2。
2. 灌溉
下游利用发电尾水灌溉，上游增加灌溉面积1.0万亩。
3. 防洪
可减轻洪水时对钟吕村及其下游江湾镇的威胁，在遇 千 年一遇和 五十 年一遇洪水时，经水库调洪后，洪峰流量由原来的 551.5 m3/s和 364.5 m3/s分别削减为
m3/s和 m3/s，要求设计洪水最大下泄量限制为 245 m3/s。
4. 渔业
水库蓄水后，正常蓄水位时水库面积1.09km2，为发展养鱼等水产养殖业创造了有利条件。
5. 供水
供钟吕村及其下游村民生活用水。
6．其它
工程计划在三年内完成。
二、设计要求
在明确设计任务及对原始资料进行综合分析的基础上，要求：
⒈ 根据防洪要求，对水库进行洪水调节计算，确定坝顶高程及溢洪道尺寸；
⒉ 通过分析，对可能的方案进行比较，确定枢纽组成建筑物的型式、轮廓尺寸及水利枢纽布置方案；
⒊ 详细做出大坝设计，通过比较，确定大坝的基本剖面和轮廓尺寸，拟定地基处理方案与坝身构造，进行水力、静力计算；进行专题一的设计；
⒋ 进行专题二的设计，专题二为发电引水隧洞的，选择建筑物的型式及轮廓尺寸，确定布置方案，拟定细部构造，进行水力、静力计算；专题二为施工组织设计的，决定枢纽的施工导流方案，安排施工的控制性进度，进行第一主要建筑物概预算，编写招标公告及投标文件。
三、B江水利枢纽设计资料说明
(一) 流域概况
本工程位于江西婺源县乐安河一级支流晓港水的钟吕村上游约160m处，坝址以上控制流域面积33km2。晓港水在钟吕村上游约300m处，由两支水系汇合而成，其中东支发源于石耳山，南支发源于清湾头尖，河流在晓港村汇入乐安河，本流域上游为中低山区，山势陡峭，中下游为低山丘陵区，山体零乱，冲沟发育。
(二) 气候特性
⒈ 气温
流域内多年平均气温16.7℃，以一月份平均气温4.6℃为最低，七月份平均气温28℃为最高，历年极端最高气温41℃，极端最低气温为-11℃。
⒉ 降雨量
流域多年平均降雨均值2047.7mm。
⒊ 风速及吹程
多年平均最大风速12.6m/sec，吹程1.6km。
(三) 水文特性
⒈ 年日常径流
据水文资料推算，坝址处多年平均流量1.28m3/sec，多年平均总径流量4040万m3。
⒉ 洪峰流量
经频率分析，p=0.1%的洪峰流量为551.5m3/sec，三日洪量为1569万m3，p=2%的洪峰流量为364.5m3/sec，三日洪量为965万m3。
⒊ 水库水位—库容关系：水库水位—库容关系见表2-1。
表2-1 水库水位~库容关系
|
水位(m)
|
227.5
|
236.08
|
237.78
|
248
|
276
|
278.11
|
|
库容(104m3)
|
0
|
11.05
|
22.1
|
172.0
|
1910.0
|
2145.2
|
⒋ 坝址水位—流量关系：坝址水位—流量关系见表2-2。
表2-2 坝址水位~流量关系
|
水位(m)
|
227.5
|
228.0
|
228.5
|
229.0
|
229.5
|
230.0
|
230.5
|
231.0
|
|
流量（m3/s）
|
0
|
6.0
|
28.9
|
66.77
|
121.97
|
196.05
|
281.78
|
365.95
|
⒌ 固体径流
流域河段多年平均输砂量为0.29万吨，泥沙容重估算为1.3t/m3，估计水库淤积年限与高程关系如表2-3。
表2-3 水库淤积特性
|
淤积年限（年）
|
泥沙淤积量（万m3）
|
淤积高程（m）
|
|
50
|
11.05
|
236.08
|
|
100
|
22.1
|
237.78
|
(四) 工程地质
⒈ 库区工程地质
库区属构造剥蚀低山地貌，山势陡峭，分水岭雄厚，地形封闭，植被良好，未见滑坡等不良物理地质现象。
组成库岸及库盆的地层岩性主要为前震旦系板溪群的千枚状绿泥绢云母板岩，千枚岩和变质砂岩。
库区岩石受多次构造运动的影响，断层和裂隙发育，岩石的褶皱和挠曲也很常见，构造行迹以北东向压扭性为主,常见有北西向张扭性断裂和近东西向平推断层，未见有较大的导水断裂连通库外。
库区地下水类型主要为第四系松散堆积物孔隙潜水和基岩裂隙水，受大气降水补给，排泄于河谷及河床，库岸山体地下水位较高，一般在300m高程以上，组成库岸及库盆的岩石表部透水性强，但深部岩石透水性微弱，属相对不透水层。
库区工程地质条件良好，水库蓄水后，不存在永久渗漏、岸边再造、浸没及水库诱发地震等问题。
⒉ 坝址工程地质
（1）地貌
坝址区属构造剥蚀低山地貌，山顶高程为280~450m，坝区河床较宽，约20~50m，为一“U”型河谷，两岸山坡不对称，左岸山体雄厚，山坡角30~40度，右岸山体较为单薄，山坡角20~30度，且在右岸有一低矮垭口，顶高程约276m，坝址区冲沟发育，且切割较深，未见滑坡等不良物理地质现象，自然边坡稳定。
（2）地层岩性
坝址区出露的地层岩性为前震旦系板溪群第四段绿泥绢云母千枚岩夹变质砂岩，第四系松散堆积物及变质辉长岩，其岩性特征为：
①绿泥绢云母千枚岩：灰绿色，主要矿物成分为绢云母、石英、长石、绿泥石等，千枚状构造，其余碎屑显微鳞片状结构，岩石挠曲和褶皱常见，片理极发育，岩层产状N40о~60оE，NW<38о~60о。
②变质砂岩：青灰色，主要矿物成分为石英、长石及岩屑等，中细砂粒结构，层状构造，有轻微的变质，岩石结构致密，岩性坚硬。
③第四系松散堆积物主要为冲击砂卵石，漂石，厚1~1.5m，分布于河床部位，残坡积壤土、碎块石土，厚1~6m，分布于两岸山坡及冲沟部位。
④变质辉长岩：暗绿、深绿色，主要矿物成分为绿泥石、绿帘石、纤闪石及少量石英，辉长结构，块状构造，微具定向构造，岩石质地坚硬，在坝址区呈岩株或岩脉产出。
（3）地质构造
坝址区地处华夏系及新华夏系构造复合部位，出露的地层古老，经历了多次构造运动，坝址区断层裂隙发育，岩石破碎，岩层褶皱和挠曲常见。在初步设计阶段坝区共发现断层20条。坝基开挖后，在坝基部位新发现小断层14条及两条风化夹层，但密度均较小 。
①主要断层
F5压扭性断层：产状N35о，NW<80о，宽0.1~0.15m，主要由片状岩、碎性岩组成，构造岩强风化，性状较差，出露于左岸趾板齿槽228m高程附近。
F12压扭性断层：产状N40оE，NW<66о，宽0.2~0.4m，主要由片状岩组成，构造岩呈强风化，性状较差，出露于左岸趾板齿槽236m高程附近。
F22层间挤压破碎带：产状N55оE，NW<55о，宽0.1~0.25m，主要由片状岩、石英脉组成，构造岩强风化，性状较差，出露于左岸趾板齿槽260m高程附近。
F29压扭性断层：产状N25оE，NW<70о，宽0.08~0.1m，主要由碎裂岩组成，见0.5~1.5cm厚的断层泥继续分布，断层间较平，构造岩呈强风化，性状差，出露于河床趾板齿槽部位。
②裂隙：坝址区岩石裂隙发育，岩石破碎，坝基开挖后，对坝基岩石裂隙作了统计，主要有两组发育方向：一是NE向层面，裂隙产状N40о~60оE，NW<38о~60о，裂面稍扭，普遍见Fe、Mn质浸染，表面张开或微张，局部见次生泥充填，延伸长，极发育；二是NW<30о~50оW，SW或NE<40о~80о，裂面光滑平整，见Fe、Mn质浸染，间距一般20~￥cm，延伸较短，发育。
③风化夹层：坝基开挖后，在河床右侧趾板齿槽部位发现了两条风化夹层WJ1，WJ2，产状N42оE，NW<38о，厚分别为2m和0.4m，风化夹层为强风化岩石和强风化至弱风化上部岩石。
（4）岩体风化
坝区岩体风化，主要受地形、岩性、构造等因素影响，一般表现为表面的均匀风化，沿断层有风化加深现象。坝址左岸240m高程以上为强风化中下部岩石，240m高程以下为弱风化岩石，235~270m高程为强风化岩石，270m高程以上为全风化岩石。局部残留有0~1.5m厚第四系残坡积壤土。
（5）水文地质条件
坝址区地下水类型主要为第四系松散堆积物孔隙潜水和基岩裂隙水，主要受大气降水补给，排泄于河床及河谷，地下水动态类型属降水—径流型。
鉴于本坝址的工程地质条件差，适用于当地材料坝。
坝址区岩石的透水性及相对不透水层埋深经先导孔压水试验，左岸山坡相对不透水层埋深10~24m，上部透水岩层
值一般为6.7~196.7Lu，大者达341.7Lu，属中等—严重透水层；河床部位相对不透水层埋深11~17m，上部透水岩层
值一般为7~29.9Lu，属中等—严重透水层；右岸山坡相对不透水层埋深19~27m，上部透水岩层
值一般为5.6~50.3Lu，大者达127.3Lu，属中等——较严重透水层，中间夹严重透水层透镜体。
（6）建基面岩体有关地质参数建议值
①混凝土与岩石接触面之间的摩擦系数：
强风化千枚岩：f=0.3~0.38
弱风化千枚岩：f=0.5~0.6
②坝基岩体结构面之间的摩擦系数：
裂隙夹泥与含断层泥的断层：f=0.3~0.35
一般裂隙、断层：f=0.35~0.45
③岩石的弹性模量：弱风化千枚岩：E=（0.8~1.0）×104MPa
④岩石泊松比：弱风化千枚岩：
=0.25~0.3
⑤试验参数
a．堆石试验参数
软化系数：微新岩石 >0.7
弱风化岩石 > 0.55
饱和抗压强度：微新岩石 >40MPa
弱风化岩石 > 25MPa
其它试验参数见表2-4。
表2-4 堆石试验参数
|
组别
|
试验干密度（g/cm3）
|
C(kPa)
|
|
K
|
n
|
|
G
|
F
|
D
|
|
A
|
2.10
|
47
|
38.58
|
680
|
0.35
|
0.82
|
0.46
|
0.20
|
1.5
|
|
B
|
2.05
|
60
|
37.72
|
600
|
0.32
|
0.81
|
0.43
|
0.18
|
1.8
|
b．复合土工膜
表2-5 复合土工膜参数
|
项 目
|
单 位
|
量 值
|
备 注
|
|
单 位 面 积 质 量
|
g/m2
|
>1100
>1300
|
350/0.4/350
350/0.6/350
|
|
膜厚
|
250m高程以上
|
mm
|
0.4
|
|
|
250m高程以下
|
mm
|
0.6
|
|
|
周边缝等处
|
mm
|
0.8
|
周边缝、水平缝、分缝处
|
|
宽条纵向拉伸
|
强度
|
kN/m
|
>15
>18
|
350/0.4/350
350/0.6/350
|
|
伸长率
|
%
|
>50
|
|
|
窄条纵向拉伸
|
强度
|
kN/m
|
>15
>18
|
350/0.4/350
350/0.6/350
|
|
伸长率
|
%
|
>50
|
|
|
摩擦
系数
|
与水泥砂浆
|
|
0.577
|
|
|
与现浇混凝土
|
|
0.6
|
|
|
粘 结 力
|
kg/cm2
|
>0.1
|
|
|
渗 透 系 数
|
cm/s
|
<1×1-1
|
|
⒊ 引水发电隧洞工程地质条件
引水发电隧洞通过地段属低山地貌区，山顶高程300~400m相对高程100~200m，隧洞区冲沟发育，山体切割较深且较零乱，地表植被发育，未见有不良物理地质现象。
隧洞围岩由绢云母千枚岩、变质粉砂岩、凝灰质千枚岩与粉砂质板岩￥层。绢云母千枚岩偶夹粉砂质板岩及粉砂质板岩等组成。岩石层面裂隙极发育、褶皱、挠曲严重，断层发育且规模大，性状差，其中绢云母千枚岩、凝灰质千枚岩水理性质较差，且遇水易软化，软化系数低，凝灰质千枚岩成分复杂，还易于风化。绢云母千枚岩与凝灰质千枚岩在洞线出露的长度占洞线总长的19%，说明洞线围岩大部分由绢云母千枚岩与凝灰质千枚岩构成。
根据工程类比可知：千枚岩的单轴饱和抗压强度为16~40 MPa，软化系数0.63~0.93，属半坚硬——较软质，抗水性较差的片状（薄层状）岩体。根据《中小型水利水电工程地质勘察规范》SL55—93可以确定隧洞围岩大部分属Ⅲ类岩体，少部分为Ⅳ或Ⅴ类岩体。其有关力学参数如表2-6：
表2-6 围岩主要特征及f、K0值一览表
|
桩 号
|
围 岩 主 要 特 征
|
f
|
K0
(Kg/cm2)
|
|
0+000—0+013
|
强风化绢云母千枚岩
|
<2
|
50
|
|
0+013—0+095
|
弱风化绢云母千枚岩
|
3~4
|
150~200
|
|
0+095—0+740
|
微新千枚岩夹变质粉砂岩
|
5~6
|
300~450
|
|
0+740—0+800
|
微新千枚岩夹变质粉砂岩，滴水较严重，覆盖层厚度接近0.7倍水头
|
4~5
|
200~250
|
|
0+800—0+845
|
F8 、F9断层破碎带
|
<2
|
<50
|
|
0+845—0+895
|
微新千枚岩，偶见滴水，裂隙密集带
|
4~5
|
200~250
|
|
0+895—1+030
|
微新千枚岩夹变质粉砂岩，覆盖层厚度接近0.7倍水头
|
5~6
|
300~450
|
|
1+030—1+090
|
F5断层破碎带
|
<2
|
<50
|
|
1+090—1+885
|
微新千枚岩夹粉砂质板岩，变质粉砂岩，局部洞段滴水较严重，裂隙密集成带，覆盖层厚度小于0.7倍水头
|
5~6
|
300~450
|
|
1+885—1+940
|
弱风化变质粉砂岩夹千枚岩，F5断层破碎带偶见滴水，覆盖层厚度小于0.7倍水头
|
3~4
|
150~250
|
|
1+940—1+960
|
弱风化凝灰质千枚岩，覆盖层厚度小于0.7倍水头
|
2
|
80~100
|
|
1+960—2+021
|
强风化凝灰质千枚岩，F4、F5、F6断层破碎带，覆盖层厚度小于0.7倍水头
|
<2
|
<50
|
|
2+021—2+461
|
弱风化凝灰质千枚岩、变质粉砂岩夹板岩、绢云母千枚岩、泥质、粉砂质板岩、凝灰质千枚岩与粉砂质板岩互层，常见滴水，较分散，F24、F25、F26、F27断层破碎带，裂隙密集带较多，围岩稳定性差，覆盖层厚度小于0.7倍水头
|
2~3
|
100~200
|
|
2+461—2+493
|
强风化变质石英砂岩，有滴水，裂隙密集带，覆盖层厚度小于0.7倍水头
|
3~4
|
150~200
|
|
2+493—2+501
|
弱风化凝灰质千枚岩，覆盖层厚度小于0.7倍水头，有滴水
|
2
|
80~100
|
|
2+501—2+511
|
F36断层破碎带，覆盖层厚度小于0.7倍水头
|
<2
|
<50
|
|
2+511—2+516
|
弱风化凝灰质千枚岩，覆盖层厚度小于0.7倍水头，偶见滴水
|
2
|
80~100
|
|
2+516—2+554
|
弱风化变质岩屑砂岩、变质辉长岩偶夹板岩，常见滴水，F37断层破碎带，裂隙密集带较多，覆盖层厚度小于0.7倍水头
|
2~3
|
100~150
|
|
2+554—2+565
|
明挖、冲沟
|
|
|
|
2+565—2+580
|
强风化绢云母千枚岩，覆盖层厚度小于0.7倍水头
|
<2
|
<50
|
|
2+580—2+670
|
弱风化绢云母千枚岩，覆盖层厚度小于0.7倍水头，F38断层破碎带，有滴水
|
2~3
|
100~150
|
表2-6（续）
|
桩 号
|
围 岩 主 要 特 征
|
f
|
K0
(Kg/cm2)
|
|
2+670—2+840
|
微风化绢云母千枚岩，偶夹粉砂质板岩，覆盖层厚度小于0.7倍水头，有滴水
|
4~5
|
200~300
|
|
2+840—3+185
|
微新绢云母千枚岩，偶见滴水
|
5~6
|
300~450
|
|
3+185—3+290
|
微新绢云母千枚岩，覆盖层厚度小于0.7倍水头
|
4~5
|
200~300
|
|
3+290—3+323
|
弱风化绢云母千枚岩，覆盖层厚度小于0.7倍水头
|
2~3
|
100~150
|
|
3+323—3+365
（出口）
|
强风化绢云母千枚岩，F54断层破碎带，塌方严重，覆盖层厚度小于0.7倍水头
|
<2
|
<50
|
⒋ 地震烈度
坝址及库区地震烈度属Ⅵ度以下区，设计时可以不考虑地震荷载。
(五) 建筑材料
⒈ 砂砾石料
坝址流域砂砾石料贫乏，但在江湾水和段莘水流域有梨苗场和古玩料场，距大坝约10~15Km，有公路相通，运输方便。
梨苗场、古玩料场均为砂卵（砾）石混合料，砂卵（砾）石储量丰富，质量良好，满足工程要求。
⒉ 堆石料
坝址附近广泛分布绿泥绢云母千枚岩，弱至微风化岩石，岩性较坚硬，力学强度较高，质量较好，储量丰富，可作为大坝堆石料。
坝址附近粘土很少，坝址上下游有一定的粘土分布，均为当地农民耕地。
(六) 经济资料
1．库区经济：淹没耕地455亩，迁移人口384人。
2．对外交通
3．附属工厂及生活区
4．负荷位置
附录：
⒈ 坝址地形图
⒉ 坝轴线地质剖面图
⒊ 压力管道轴线剖面图
