虞江水利枢纽工程设计——斜心墙土石坝方案设计任务书

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水工建筑物课程设计书(土石坝)

水工建筑物课程设计书(土石坝)

《水工建筑物》课程设计任务书(土石坝)题目:年月日学生姓名:学号:班级:专业(专业方向):指导教师:樊新建侯慧敏王之君一、设计目的和要求1.通过课程设计,使学生初步掌握土石坝设计的一般原则、方法和步骤,巩固、加深和扩大所学的基础理论知识,,并使之系统化。

2. 通过课程设计,培养学生正确的设计思想、严谨的工作作风,踏实肯干和求实奋进的精神;初步掌握水工建筑物的设计原则、设计方法和步骤;3.培养学生的独立思考、独立工作能力,提高学生的综合运算,绘图及编写设计报告的基本技能,为今后从事设计、施工、管理工作打下一定的基础。

二、特征水位正常蓄水位:设计洪水位:校核洪水位:三、设计任务及要求根据提供的水文、水利计算成果,在分析研究所提供的资料的基础上,进行土石坝枢纽的设计工作,设计深度为初步设计。

主要设计内容有:1.确定水利枢纽工程和水工建筑物的等级、洪水标准;2.土石坝的枢纽布置;确定溢洪道的堰顶高程和坝顶高程,拟定溢洪道溢流孔数,确定溢洪道在土石坝枢纽中的位置。

3.土石坝基本剖面的设计;确定坝顶高程;按使用要求及工程经验确定坝顶宽度,上下游坝坡坡比,心墙或斜墙的位置及基本尺寸(均质土石坝无此项),初步拟定大坝剖面尺寸。

选择最大横剖面进行渗流计算,确定单宽渗流量并绘制浸润线,同时进行渗透稳定性校核。

以渗流计算剖面和相应工况为基准,进行坝坡稳定校核。

4.溢洪道剖面及下游消能方式的设计;溢流面曲线设计,校核闸门全开时校核洪水位和设计洪水位时的泄流量,闸门类型选择,溢洪道剖面布置,溢洪道的消能防冲设计,溢洪道的结构布置(边墩和导墙的尺寸拟定)。

5.大坝的细部构造设计:坝顶、护坡、反滤层、过渡层、排水。

6.坝基处理。

四、进度安排五.课程设计的要求1. 设计一律在设计教室进行,无故不参加设计规定时间的三分之一者,或抄袭他人成果者,均以零分计(抄袭双方)。

2. 每位学生必须独立完成课程设计的内容,提交设计成果。

设计成果包括:(1)计算书一份要求详细列出所有计算过程,并附计算草图;要求列出计算成果,简要说明计算成果的合理性,或设计的不足和还可以进一步改进的地方。

斜墙土石坝工程设计计算书

斜墙土石坝工程设计计算书

目录第一章洪水调节计算2第二章挡水建筑物的计算82.1 坝顶高程的计算82.2 渗流计算142.3 土料设计182.4 稳定设计232.5 细部设计25第三章泄水建筑物的设计27第四章施工组织设计32附录1 稳定计算程序34第一章 调洪演算因该河流为山区性河流,故兴利库容与防洪库容不结合,从正常蓄水位开始调节。

将坝址来水单位过程线按同比例缩放,得到不同频率下的洪水过程线。

根据初步拟定四组堰顶高程与孔口尺寸计算下泄流量和设计和校核水位。

方案1: ∇∩=2811m, B=7m ; 方案2: ∇∩=2812m, B=7m ; 方案3: ∇∩=2813m , B=8m ; 方案4: ∇∩=2812m, B=8m 。

∇∩——堰顶高程; B ——过水净宽用下列方法计算下泄流量和设计和校核水位:(1)在估计所求B 点附近,任意选定B1、B2、B3(或B1′、B2′、 B3′)向A (或A ′)方向做三条直线,并与洪峰过程线相切,如图1.1所示。

A,A ′分别为Q 设=1680m 3/s (P=1%)和Q 校=2320 m 3/s (P=0.05%)时的起调点(在图中Q 设、Q 校分别用Qmax 和Qmax ′表示),用下式计算分别不同方案和频率下的起调点(Bi ,Bi ′)。

起调点:Q 起调=εm 2/32H g ⨯×Bm ——流量系数,与堰型有关,取0.502; H ——作用水头m ;ε——侧收缩系数取0.86(ε=1-0.2*0.7*1=0.86); B ——过水净宽。

g ——重力加速度取0.981B1、B2、B3为设计情况下过A 做切线与来水过程线的交点,其流量计算公式 Qi=1680×y Bi /120y Bi ——为Bi 的纵坐标B1′、B2′、 B3′校核情况下过A ′做切线与来水过程线的交点,其流量计算公式Qi ′=2320×y Bi ′/120y Bi ′——为Bi ′的纵坐标(2)计算相应直线AB i (或AB i )与洪峰过程线所包围的面积(即相应调节库容)和相应的隧洞最大下泄流量,并V~H 曲线上根据V 总查出高程H 。

虞江水利枢纽工程设计——斜心墙土石坝方案设计任务书

虞江水利枢纽工程设计——斜心墙土石坝方案设计任务书

C H A N G C H U N I N S T I T U T E O F T E C H N O L O G Y毕业设计任务书论文题目:虞江水利枢纽工程设计学生姓名:何爱明学院名称:水利与环境工程学院专业名称:水利水电建筑工程班级名称:水电1031学号:1006321125指导教师:冯隽教师职称: 研究生学历:硕士2013年3月20 日长春工程学院毕业设计任务书注:任务书中的数据、图表及其他文字说明可作为附件附在任务书后面,并在主要要求中标明“见附件”。

附件:工程概况1 流域概况虞江位于我国西南地区,流向自东南向西北,全长约122公里,流域面积2558平方公里,在坝址以上流域面积为780平方公里。

本流域大部分为山岭地带,山脉和盆地交错于其间,地形变化剧烈,流域内支流很多,但多为小的山区流河流,地表大部分为松软的沙岩、页岩、玄武岩及石灰岩的风化层,汛期河流的含沙量较大。

冲积层较厚,两岸有崩塌现象。

本流域内因山脉连绵,交通不便,故居民较少,全区农田面积仅占总面积的20%,林木面积约占全区的30%,其种类有松、杉等。

其余为荒山及草皮覆盖。

2 气候特征2.1 气温年平均气温约为12.8度,最高气温为30.5度,发生在7月份,最低气温为-5.3度,发生在1月份。

表1 月平均气温统计表(度)表2 平均温度日数2.2 湿度本区域气候特征是冬干夏湿,每年11月至次年和4月特别干燥,其相对湿度为51~73%之间,夏季因降雨日数较多,相对湿度随之增大,一般变化范围为67~86%。

2.3 降水量最大年降水量可达1213毫米,最小为617毫米,多年平均降水量为905毫米。

表3 各月降雨日数统计表2.4 风力及风向一般1—4月风力较大,实测最大风速为19.1米/秒,相当于8级风力,风向为西北偏西。

水库吹程为15公里。

实测多年平均风速14m/s。

3 水文特征虞江径流的主要来源为降水,在此山区流域内无湖泊调节径流。

根据实测短期水文气象资料研究,一般是每年五月底至六月初河水开始上涨,汛期开始,至十月以后洪水下降,则枯水期开始,直至次年五月。

粘土斜心墙土石坝设计-说明书

粘土斜心墙土石坝设计-说明书

目录摘要................................................................................. - 2 - ABSTRACT ............................................................................... - 3 - 第一章概述 ........................................................................... - 4 -1.1 毕业设计主要目的和作用................................................. - 4 -1.2 设计内容和基本方法......................................................... - 5 -1.3 具体成果............................................................................. - 6 - 第二章工程概况 ....................................................................... - 6 -2.1 流域概况............................................................................. - 6 -2.2 气候特性............................................................................. - 6 -2.3 水文特性............................................................................. - 7 -2.4 工程地质............................................................................. - 8 -2.5 建筑材料........................................................................... - 11 -2.6 经济资料........................................................................... - 11 - 第三章洪水调节计算............................................................ - 15 -3.1 洪水调节计算................................................................... - 15 -3.2 堰顶高程及泄洪孔口的选择........................................... - 16 -3.3 调洪演算结果与方案选择............................................... - 17 - 第四章坝型选择及枢纽布置................................................. - 18 -4.1坝址及坝型选择................................................................ - 18 -4.2枢纽组成建筑物................................................................ - 19 -4.3 枢纽总体布置................................................................... - 21 - 第五章土石坝设计................................................................ - 23 -5.1 坝型选择......................................................................... - 23 -5.2 大坝轮廓尺寸的拟定....................................................... - 24 -5.3 土料设计........................................................................... - 27 -5.4 渗流计算 (38)5.5 稳定分析计算 (41)5.6 大坝基础处理 (44)5.7 护坡设计 (47)5.8 坝顶布置 (48)第六章泄水建筑物设计 (50)6.1 泄水方案选择 (50)6.2 泄水隧洞选线与布置 (51)6.3 隧洞的体型设计 (51)6.4 隧洞水力计算 (52)6.5 隧洞的细部构造 (54)6.6 放空洞设计 (56)摘要本水利枢纽工程同时具有防洪、发电、灌溉、渔业等综合作用。

江水利枢纽坝工设计说明书

江水利枢纽坝工设计说明书

毕业设计说明书题目:江水利枢纽坝工设计专业:年级:学生:学号:指导教师:O 江水利枢纽工程设计【摘要】本设计以O江流域的水文、地形、地质为基础,通过调洪演算确定了坝型及枢纽布置、大坝设计、泄水建筑物设计和施工组织设计等方面进行简略的计算。

在设计中对经济、技术及安全等方面进行了详细分析与比较,拟定相应的斜心墙土石坝设计方案。

【关键词】:土石坝设计,洪水演算,枢纽布置,土料设计,渗流计算,稳定验算,泄水建筑物,施工组织设计。

【ABSTRACT】Base on the data of O-river hydraulic project ,I designed the dam totally,including the layout of engineering,the design of discharge construction by storage routing which fixed on the characteristic stage of the reservoir.The progresss of the construction was planned .the factors of economic ,technology and safety are considered in the design.The optimum plan was finally selected.【KEY-WORDS】:earth and rock dam, damsite selection ,choice of dam type, soil design,filtration routing,stability analysis,discharge construction,construction planning.本设计以O江流域的水文、地形、地质资料为基础,通过调洪演算确定了水库的特征水位,进行了枢纽布置;对大坝、泄水建筑物进行了比较详细的设计。

斜心墙土石坝毕业设计

斜心墙土石坝毕业设计
设计中采用的其他地质资料及参数见表1-5。
表1-5坝址岩层风化深度
位置
覆盖层(m)
弱风
化顶板埋深(m)
相对隔水层埋深(m)
河床
厚小于30m,一般为20m左右。
埋深小于30m
顶板高程高于184.0m
坝基弱风化岩体透水率普遍较大,在本阶段70~120m勘探深度范围内,未发现较连续分布的相对隔水层(q≤3Lu)
左岸
存在第四系松散堆积层,为残坡积、崩塌堆积和人工堆积,厚度不大
两岸坝头石场范围弱风化出露
右岸
2)岩土永久开挖边坡建议值见表1-6。
表1-6永久工程边坡坡比建议值表(坡高小于10m)
类别
残坡积层
全风化带
强风化带
弱风化带
微风化带
坡比
1:1.5~1:1.75
1:1.5
1:1.0~1:1.2
1:0.5~1:0.75
站名(坝址)
分期
各级频率P(%)设计值(m³/s)
5
10
20
50
某江
坝址
3个月(2月~4月)
487
371
272
165
4个月(1月~4月)
518
414
317
206
5个月(1月~5月)
1210
946
708
366
6个月(12月~翌年5月)
1490
1200
896

7个月(12月~翌年6月)
2370
1770
75%
372
348
423
359
192
307
165
100
79.3
44.4
57.7

关于土石坝的计划书

关于土石坝的计划书

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长沙理工大学_开题报告-模板

长沙理工大学_开题报告-模板

毕业设计(论文)开题报告题目:虞江土石坝水利枢纽设计(粘土斜墙方案) +导流隧洞设计课题类别:设计☑论文□学生姓名:曾唐彦学号: 200919040925班级:水电0904专业(全称):水利水电专业指导教师:陈会芳2013 年 3 月二、设计(研究)现状和发展趋势:本课题简介:1.发展现状隧洞导流在水利水电建筑中经常运用到,据统计,我国约49%的大中型水电工程采用隧洞导流,其中,土石坝约占56%,25座土石坝中仅有3座由于河床十分开阔而采用涵洞导流,其余均为隧洞导流。

2.设计研究发展趋势隧洞导流的优点是不但适用于施工初期,也适用于中后期,但同时也存在隧洞运行期的高速水流、抗冲耐磨、围岩稳定以及退出运行时的下闸截流和隧洞封堵等问题。

导流隧洞与永久工程的结合也是需要继续认真研究的问题,我国在这方面已积累了较丰富的经验。

隧洞导流的工程特点是:①由于隧洞建于岸边山体内,可简化枢纽布置;②导流流量较大时,可修建几条隧洞;③为满足不同施工阶段及不同库水位时的泄洪要求,可将几条导流洞分别设置在不同高程上;④导流隧洞可与永久性工程相结合或改建为永久性工程;⑤洞内水流条件一般较复杂,运行情况也难观测;⑥上游围堰较高,施工期上下游水位差较大。

3.文献综述摘要:导流隧洞属于水工泄水建筑物,隧洞导流在水利水电建筑中经常运用到,据统计,我国约49%的大中型水电工程采用隧洞导流,其中,土石坝约占56%,混凝土坝约占44%。

25座土石坝中仅有3座由于河床十分开阔而采用涵洞导流,其余均为隧洞导流。

这里我们例举了几个隧洞导流设计,分析了一下国内现在常用的导流隧洞方案以及技术问题,更好地了解了一下导流隧洞设计的现状。

关键词:导流方式,导流隧洞,布置原则,断面型式,水利枢纽隧洞导流设计方案1.皂市水利枢纽导流隧洞设计1.1 导流隧洞布置皂市水利枢纽工程由拦河大坝、泄洪消能建筑物、坝后式电站厂房、灌溉渠首、斜面式升船机(预留)等组成。

水利枢纽土石坝设计说明书

水利枢纽土石坝设计说明书

目录第一章工程概况 (1)第二章设计的基本资料及水库工程特性 (2)第一节设计的基本资料 (2)第二节水库工程特性 (6)第三章工程等别及枢纽布置 (7)第一节工程等别及建筑物的级别 (7)第二节枢纽布置 (8)第四章坝工设计 (9)第一节坝型的选择 (9)第二节坝的断面设计 (11)1. 坝顶高程 (11)2、坝顶宽度 (13)3、坝坡 (13)4、防渗体设计 (14)5 、排水设备 (14)第三节土石坝的渗流计算 (15)3.1 设计说明 (15)3.2 渗流计算 (16)3.3总渗流量计算 (18)3.4渗流稳定结果分析 (22)第四节土石坝坝坡稳定分析及计算 (23)4.1设计说明 (23)4.2稳定计算 (24)第五节土石坝细部构造设计 (47)5.1 坝顶 (47)5.2护坡 (47)5.3 排水体 (49)5.4坝体与坝基防渗设计 (50)5.5土石坝土料的选择 (50)第六节地基处及裂缝处理 (52)6.1 坝基清理 (52)6.2 土石坝的防渗处理 (52)6.3 土石坝与坝基的连接 (52)6.4土石坝与岸坡的连接 (52)6.5裂缝处理 (53)第一章工程概况伦潭水利枢纽工程位于铅山县天柱山乡境内,距县城约50km,坝址地处铅山河支流杨村水中游,是铅山河流域内具有防洪、灌溉、发电、供水及水产养殖等综合效益的控制性工程。

铅山河是信江中上游南岸的一条主要支流,发源于闽赣边境的武夷山脉。

流域东邻石溪水,西毗陈坊河,南靠武夷山,北抵信江,集雨面积1255km2。

流域内山高林密,植被良好,气候温和,矿产资源丰富,尤以铜矿著称。

铅山河流域理论电力蕴藏量约14×108kW·h,初步查明的可开发水电装机有18.46×104kW,可开发电量6.7×108kW·h,其水力资源之丰富为信江之冠。

铅山河流域是我省暴雨中心之一,也是我省小流域治理规划的重点流域。

土石坝课程设计任务书

土石坝课程设计任务书

土坝课程设计大纲黑龙江农垦林业职业技术学院土坝课程设计大纲一、课程地位、作用与任务土石坝课程设计是《水工建筑物》教学中的一个重要的教学环节之一,它是高职教育中培养水利水电工程专业应用型高等专门人才的一次专题实训环节,是在定岗实践的基础上通过对典型的,有代表性的已建或在建工程的实际资料分析,结合生产实际,进行水利水电工程枢纽设计,提高专业基本技能及工作能力的一次指导性实训课程。

其任务主要有:1、通过课程设计使学生学会综合运用基础知识和专业理论知识,进行水利工程设计的方法和步骤。

2、培养学生善于运用设计图册、国家标准规范、熟悉计算方法,提高计算能力,专业绘图以及编写设计文件等基本技能。

3、提高学生分析问题、解决问题、独立工作的能力。

4、通过课程设计全面考察,了解学生在校期间的学习质量,从而发现教学中存在的问题,为进一步进行教学改革提供依据。

二、内容和要求(一)确定断面尺寸及平面布置:1、根据规范要求,参照已建工程并考虑本工程的具体情况,确定坝坡、坝顶高程、坝顶宽度、防渗体及排水体尺寸,确定大坝最大坝高的断面尺寸。

2、绘出坝的剖面及平面布置图。

(二)渗流计算:用水力学法,计算正常高水位、设计洪水位、或校核洪水位时最大断面的浸润线及单宽渗流量。

并按一定比例绘出坝体内的浸润线图(三)坝坡稳定计算:绘图并计算最大坝高断面的上、下游坝坡的稳定系数,判断坝坡是否稳定或说明判断坝坡是否稳定的判断方法。

(四)细部构造设计1、包括坝顶、护坡、反滤层、坝体及坝基有防渗透、排水、坝坡排水沟等。

2、绘出各个细部构造图三、成果要求1、设计图设计图是课程设计的主要成果,用1#图纸、绘图铅笔绘制或用autocad绘图。

要求制图正确,图面饱满,没有重复,线条分明,字体工整,尺寸齐全,比例尺及材料符号等应符合《水利水电工程制图》要求。

每个同学应完成设计图1张,2、设计说明书与计算书设计说明书也是课程设计的主要成果,要求章节分明,文字简练通顺;字迹工整,内容着重分析论证,并说明计算条件、假定方法和成果。

斜心墙土石坝初步设计

斜心墙土石坝初步设计

中文摘要某江河位居于我国西南地区,在该江中上游建造以斜心墙土石坝为挡水建筑物地水利枢纽.水利枢纽以防洪为主要任务,以发电、灌溉等为该地区创造经济价值.本毕业设计侧重于拦河坝段斜心墙土石坝地挡水建筑地初步设计.首先,应用该枢纽地各项具体数据,来确定出工程等级和建筑物地等别.调洪方案初步拟定后,应用列表计算来确定出设计洪水位、校核洪水位、设计泄洪量、校核泄洪量.随后针对土石坝各种坝型方案进行定性分析比对,最终选择斜心墙土石坝.初步拟定出斜心墙土石坝地剖面尺寸后,取其三个特征剖面进行渗流计算,校核渗透逸流处地渗透坡降是否满足要求.本毕业设计采用折线法地VB编程进行斜心墙土石坝地稳定分析.最后,对坝体地细部构造进行设计.本设计以《碾压式土石坝设计规范DL/T5395-2007》为基本设计依据.此外参考了与土石坝地有关资料和书籍.由于知识有限,对于本设计中地不妥及错误之处,恳请批阅批评指正.关键词:斜心墙土石坝渗流计算稳定分析毕业设计AbstractA river in southwest China ranked, built oblique core embankment of retaining water control structures in the upper reaches of the river. Water Control flood control as its main task to generate electricity and irrigation in the region to create economic value. The graduation project focused on the preliminary design of the ramp core embankment dam section of retaining the building.First, the application of the specific data of the hub, to determine the level of engineering and buildings, etc. do not. After the flood program tentatively, the application list calculations to determine the design flood level, check flood level, the design discharge volume, checking flood discharge. Followed by a qualitative analysis of the various dam embankment dam type scheme comparison, the final choice oblique core embankment.After the initial development of the cross-sectional size of the oblique core embankment, whichever of the three characteristic profiles in seepage calculation, osmotic gradient at check permeate slip meets the requirements. The graduation project using VB programming dogleg method of stabilization analysis of oblique core embankment. Finally, the detailed structure of the dam design.The design "roller compacted embankment dam design specifications DL / T5395-2007" as the basic design basis. Further reference to relevant information and embankment dams and books. Due to limited knowledge, for this design is wrong and wrong, urge marking criticism.Keywords: Inclined Core dam seepage calculation stability analysis graduation目录绪论 (1)第一章工程简况 (2)1.1 工程流域简况 (2)1.2 当地气候特征 (2)1.3 洪峰流量资料 (2)1.4 坝址地质资料 (2)1.5 地震资料 (3)1.6 建筑材料 (3)1.7 交通状况 (3)1.8 枢纽特征 (3)1.8.1 水库情况 (3)1.8.2 发电 (3)1.8.3 防洪 (3)1.8.4 灌溉 (3)第二章坝型选择及枢纽布置概述 (6)2.1 坝型地选择 (6)2.2 枢纽地总体布置 (7)2.2.1 挡水建筑物 (7)2.2.2 泄水建筑物 (7)2.2.3 水电站建筑物 (7)第三章洪水调节计算 (8)3.1 工程等别及建筑物等级地判定 (8)3.2 洪水标准地确定 (8)3.3 泄洪方式地确定 (8)3.4 调洪演算 (9)3.4.1 初步方案地拟定 (9)3.4.2 洪水调节计算地原理 (9)3.4.3 调洪计算表 (9)3.4.4 将拟定地三组方案地计算结果汇总作比较 (12)3.4.5 方案地选择 (13)第四章大坝剖面设计 (14)4.1 土石坝坝型地选择 (14)4.1.1 堆石坝 (14)4.1.2 均质坝 (14)4.1.3 斜墙坝和心墙坝 (14)4.1.3 斜心墙坝 (15)4.2 土石坝剖面尺寸地拟定 (15)4.2.1 坝顶高程 (15)4.2.2 坝顶宽度 (22)4.2.3 坝坡 (22)4.2.4 坝体排水 (22)4.2.5 坝体防渗体 (23)4.2.6 坝基防渗 (23)4.3 土料地选择 (23)4.3.1 防渗体土料地选择 (23)4.3.2 坝壳沙砾料地选择 (24)4.4 土石坝剖面简图 (24)第五章渗流分析 (25)5.1 渗流分析地任务 (25)5.2 渗流分析 (25)5.2.4 渗流计算结果总汇 (31)5.2.5 总渗流量地计算 (31)5.3 土石坝地渗透变形形式 (32)5.3.1 渗流稳定计算 (32)5.4成果分析与结论 (34)第六章稳定分析 (35)6.1 坝坡滑裂面形式 (35)6.2 土石坝荷载情况 (35)6.3 计算工况及安全系数 (35)6.4 计算方法概述 (36)6.5 计算成果与分析 (37)6.5.1 上游坝坡 (37)6.5.2 下游坝坡 (38)6.5.3 附图 (38)6.5.4 稳定计算成果与分析 (39)第七章土石坝地细部构造 (40)7.1 坝顶布置 (40)7.2 防渗体及排水设施 (40)7.3 护坡设计 (40)7.4 细部构造详图 (42)7.5 大坝安全监测 (45)7.5.1安全监测目地及原则 (45)7.5.2监测工程 (45)7.5.3监测资料整编分析 (45)总结 (46)附录1 稳定计算源代码 (47)附录2 GeoStudio计算结果 (53)谢辞 (56)参考文献 (57)绪论本设计中,设计者是独立地完成斜心墙土石坝初步设计地.遵循着设计规范,参照以建造完成地斜心墙土石坝地经验,对斜心墙土石坝进行创造性地设计.设计者通过认真地讨论、精密地计算以及精心地绘图表述了整个斜心墙土石坝地设计过程.本设计着重于大坝剖面尺寸地制定、渗流稳定计算、边坡稳定计算以及土石坝细部构造设计等章节地叙述.分析基本资料并从其中找到有利于设计地数据及条件是一个设计者地应有地筛选能力.严谨认真地态度是设计人在设计中必须要秉承地.本设计地目地是培养培养学生使用有关设计规范、手册、参考文献以及分析计算、绘图、概算和编写设计说明书等项能力,使学生了解我国现行基本建设程序,建立工程设计地技术性和经济性地正确观点.本设计是西南地区某水利工程土石坝初步设计,经过论证设计选用斜心墙土石坝坝型.斜心墙土石坝结合了心墙土石坝和斜墙土石坝地各项有点.斜心墙土石坝具有适应地形地质能力强、抗震性能优良、施工受到气候干扰小等特点,适应能力强,适合建在温差大、降水频繁、地质条件差地设计工况坝址处.新中国成立后,我国水利事业得到迅速地发展.历年来兴建完成地水利枢纽除了控制水灾来保证人民切身安全及利益外,在发电、灌溉、交通等方面发挥了巨大地效益,推动了国民经济地增长和社会地进步.长江三峡水利枢纽地完工圆了中国人近一个世纪地梦.长江三峡水利枢纽集防洪、发电、航运、南水北调、养殖、旅游、生态保护、供水灌溉、净化环境、开发性移民等十大效益于一体,其中每项效益都甚是巨大.就其环境保护来讲,相比同等发电量地火电站,每年少排放1.2亿t二氧化碳、200万t二氧化硫、37万t氮氧化合物、1万一氧化碳以及大量地废水和废渣.可见其综合效益是无可替代地.近年来斜心墙土石坝在国内发展迅速.自1991年9月开始兴建至2001年底竣工地黄河小浪底土石坝水利枢纽就是斜心墙土石坝地典型代表.工程建成后,以防洪、防凌、减淤为主,兼顾着供水、灌溉和发电,是综合效益较强地水利枢纽.据统计,我国水资源开发量仅为总开发量地十分之一以及江河地防洪能力,同时与发达国家水平有一定距离,故在我国水利水电建设事业任重而道远.第一章工程简况1.1 工程流域简况我国西南地区地某江河,自东南向西北地流向,全部长度122千M,流域面积2558平方千M,有780平方千M地流域面积处于坝址处以上.山岭地带,山脉和盆地交织于其间,地形变化猛烈.支流不少,但多为小山区流域地河道.柔软地沙岩、页岩、玄武岩及石灰岩地风化层分布在地壳.汛期来临时河道内河水携带着大量地泥沙.同时冲积层较厚,两岸有崩塌现象.1.2 当地气候特征年平均气温约为12.8度,在7月份会有30.5度地最高气温,在1月份气温最低可达到-5.3度.本区域地气候特征是冬干夏湿,每一年11月至次年地4月格外干燥,其相对湿度为45~62%之间,夏天降雨天数不少,相对湿度很大变化范围为67~86%.多年均衡降水量为900毫M,实测出1256毫M、652毫M分别是降雨量最多年份和降雨量最少年份地降水量.风力和风向情况.一般1~4月风力较大,实测最大风速为19.1 m/s,相当于8级风力,风向为西北偏西.水库吹程为15千M.实测多年平均风速14m/s.1.3 洪峰流量资料实测分析后,不同频率地洪峰流量如下表1-1.表1-1不同频率洪峰流量(秒立M)频率流量1.4 坝址地质资料坝址位居该江中游地段地峡谷地带,高山深谷地地貌特征,河床平缓,两岸高山耸立.玄武岩是坝址地层地主要成分,地层中间有少许地火山角砾岩和凝灰岩.河床有冲积层.卵砾石类土是冲积层地主体成分,砂质粘土与砂质土地含量极少.冲积层沿河谷内分布,其中坝基部最大厚度地冲积层达到32M,一般为20M左右,靠岸边地至少有几M深地冲积层.1.5 地震资料本地区地震烈度定为7度,基岩与混凝土之间地摩擦系数取0.65.1.6 建筑材料坝址附近供建坝材料丰富,主要分石料和土料.石料场中储量较丰富地坚硬地玄武岩可作为堆石坝石料,石料场距离坝址不远,覆盖层很浅,开采条件非常好.土料分布于坝址附近地各个料场,其详细资料见表1-1、表1-2、表1-3.1.7 交通状况铁路干线距离坝址地下游有120千M,且坝址附近20千M通有高速公路,交通尚称便利.1.8 枢纽特征1.8.1 水库情况正常蓄水位为2822.5M,汛限水位为2822.5M,死水位为2796.0M,坝址处河底高程2765M,库容454500000立方M.1.8.2 发电发电站多年平均发电量是1.05亿度.本电站总装机24MW,装3台8MW机组.1.8.3 防洪洪水来临时,大坝可抵抗100年一遇和2000年一遇地洪水,大大降低了库区下游受到洪水地威胁.泄洪时最大下泄流量为900秒立M. 校核洪水位不得超过正常蓄水位地3.5M.1.8.4 灌溉增加保灌面积1.5万亩.表1-1 土料数据表1-2 砂砾料地颗粒配级颗粒直径料场300~100100~6060~2020~2.52.5~1.21.2~0.60.6~0.30.3~0.15<0.151#上 5.218.621.412.318.613.9 5.4 4.60.3 2#上 4.817.820.314.117.814.8 4.6 5.30.5 3#上 3.815.418.515.316.420.5 3.5 6.20.4 4#上 6.018.319.416.415.616.7 4.8 2.50.3 1#下 4.514.120.123.214.97.28.67.20.2 2#下 3.919.222.418.719.18.3 5.7 2.80.1 3#下 5.023.119.114.218.48.9 6.3 4.10.9 4#下 4.122.418.714.117.914.4 4.1 3.60.7表1-3 砂石料地物理数据名称1#上2#上3#上4#上1#下2#下3#下4#下容重kN/m318.617.919.119.018.618.518.418.0比重 2.75 2.74 2.76 2.75 2.75 2.73 2.73 2.72孔隙率%32.534.731.031.532.532.232.533.8软弱粒% 2.0 1.50.9 1.2 2.50.8 1.0 1.2有机物淡色淡色淡色淡色淡色淡色淡色淡色注:砂砾石料地渗透系数k值为2.0×10-2M/秒左右.最大孔隙率0.44,最小孔隙率0.27.第二章坝型选择及枢纽布置概述坝型地选择与枢纽布置密切相关.针对相同地坝址可能有不同地坝型和枢纽布置方案.结合地形、地质,水利,等条件,拟定出不同坝型地各种枢纽布置方案要符合水利枢纽地综合利用要求.经过多方面地比较,选取出最适宜地坝型和相应地枢纽合理布置.2.1 坝型地选择坝型选择是大坝设计中地首要问题,整个枢纽地工期、投资和工程量等都会因为坝型地选取不一样而产生差异.坝型选择会受到地形、地质、气候、坝高、筑坝材料、施工以及运行条件等重要因素地影响.水利枢纽中地拦河坝地型式主要有:重力坝、支墩坝、拱坝、土石坝及新型坝型如碾压混凝土坝等.上述坝型需要进行地形、地质条件和材料储备情况地比对,制定出最适宜地坝型.(1)重力坝重力坝对地形地质条件地适应性能比较好,比较简单地坝体结构使坝体抗冲刷能力变得很强.大量地材料使用降低了坝内压应力,但材料强度不能充分发挥.坝体与地基地接触面大,导致坝体受到扬压力也大,对坝体地稳定不利.重力坝需要浇筑混凝土方量很大,混凝土水化产生地热量高,散热措施难度大.较高地混凝土重力坝要求建在岩性地基上,本工程地基承载能力较低,地质条件差、已知弱风化岩与混凝土之间地摩擦系数较小,因此不宜选用建造重力坝.(2)支墩坝支墩坝是由支墩和所支承地上游挡水盖板所组成.支墩坝结构较复杂,本身应力较高,对地基要求也很高,尤其是连拱坝不能适应不均匀地地基变形,对地基要求更为严格,支墩坝地侧向稳定性差,其抗侧向倾覆能力较差.而本工程地基强度低,且不完整,易产生不均匀沉陷,且坝区有7级地震.所以本工程不选用支墩坝地型式.(3)拱坝拱坝是三面固结于基岩上地拱向上游凸出且不设永久性分缝地空间壳结构,属于高次超静定结构.它地工作特点:水压力地全部或部分作用力通过拱地力传递作用传递给河谷两岸地基岩,以便拱坝维持稳定.拱坝是不设永久性横缝地整体超静定结构,设计时必须考虑坝体应力会受到地基位移和温度变化地影响.另外,拱坝地设计施工难度大,对施工地质量、防渗要求和筑坝材料强度,以及对地质地形条件及地基地处理要求都比较高.因此本设不考虑拱坝地坝型.(4)土石坝结构简单、造价低廉地土石坝工作性能可靠,其运行地操作及管理比较方便.按照施工地进度,土石坝能适应不同地施工方法,高效率施工地同时土石坝地质量可以得到保证.土石坝地筑坝材料可以就地取材,大量钢材、水泥、木材等得到了节省,降低了工程量和成本.适应地形变形能力强是土石坝一大特点,土石坝地三立体结构具有适应地基变形地良好条件,对地基地要求比混凝土坝地低.土石坝坝型地缺点也很多.它地工程造价会因为施工导流不如其它坝型方便而增加.此外,土石坝需另开泄洪隧洞或溢洪道因为土石坝地坝顶不能溢流.综合考虑地形、地质条件、建筑材料、施工条件、综合效益等因素进行坝型地定性分析,最终选择土石坝方案.2.2 枢纽地总体布置2.2.1 挡水建筑物挡水建筑物即为土石坝,土石坝按直线布置,坝布置在河弯地段上.2.2.2 泄水建筑物泄洪采用隧洞方案.泄洪隧洞布置在凸岸以达到缩短隧洞长度、减小工程量地目地.为了对坝区流域地流态不产生大地影响,水流经隧洞流出必须直接入主河道.同时泄洪隧洞要以远离坝脚和厂房为原则进行布置,电站引水发电洞要布置在凸岸.水流地进出口相距30~40m以上,以达到减小泄洪时引起地电站尾水波动,以及防止冲刷坝脚地目地.2.2.3 水电站建筑物在泄洪隧洞与大坝之间布置引水隧洞和电站厂房,其位置位于凸岸.在开挖后地坚硬玄武岩上设置厂房,厂房附近设置开关站.总之,为了确保工程效益达到最理想值,枢纽布置地考虑因素涉及到方方面面.枢纽布置要以综合效益最大,有害影响最小为宗旨,综合防洪、航运、发电、灌溉等部门地经济效益以及库区地淹没损失和枢纽上下游地生态影响等因素进行考虑.第三章洪水调节计算3.1 工程等别及建筑物等级地判定本工程正常蓄水位对应地水库库容为454.5×106 m3,装机24MW.按照规范由水库总库容指标,定为大(2)型;由防洪效益,灌溉面积,装机容量等指标定为小(1)型.工程地规模应按照“各指标分属不同标准时,采用其中最高级别来控制”地原则来确定,因此由水库库容确定该工程规模为大(2)型.枢纽地主要建筑物级别为2级,次要建筑物为3级,临时建筑物为4级.3.2 洪水标准地确定根据建筑物级别查得永久建筑物洪水标准:正常运用时洪水重现期是100年;非常运用时洪水重现期是2000年.设计洪峰流量Q设 = 1680m3/s(P=1%),校核洪峰流量Q 校 = 2320 m3/s(P=0.05%).3.3 泄洪方式地确定本挡水建筑物为土石坝需要设泄水建筑物,以达到减小土石坝在泄洪时遭受洪水地冲击挤压地影响.对各种河岸泄水建筑物作以下讨论:(1)侧槽溢洪道建于山高坡陡且水流条件复杂地河道地河岸上地侧槽溢洪道,采用地是表孔泄流,它地泄水流量超大.溢流堰下游接开敞式溢洪道或明流隧洞.侧槽溢洪道必须经水工模型实验验证.(2)井式溢洪道超泄能力小、水流不稳定、易发生旋涡洪水地井式溢洪道地下泄洪水过程是:水流首先通过环形溢流堰进入直井,然后水流在直井内由明流转为有压流,最后经过一个隧洞泄水口泄往下游.井式溢洪道需要地水力学条件复杂,其泄流能力与溢流堰、过渡段、隧洞段三者地泄流能力相关.(3)正槽溢洪道结构简单可靠地正槽溢洪道泄流能力大,水流条件平顺.是以宽顶堰或各种实用堰来控制泄流地河岸溢洪道.综上,枢纽工程采用正槽溢洪道.3.4 调洪演算3.4.1 初步方案地拟定在施工技术可行地前提下,按照泄水隧洞以及包括拦河坝在内地总造价最小为原则来优化方案,再通过各种可行方案地经济类比来决定最终方案,从而得到孔口尺寸与堰顶高程地最佳方案.参照已建工程经验,拟定三组孔口尺寸与堰顶高程如下:方案(一):∩=2810m, B=7m .方案(二):∩=2810m, B=8m .方案(三):∩=2811m, B=8m .3.4.2 洪水调节计算地原理本设计采用列表法进行调洪演算,以计算出设计洪水位、设计泄洪量及校核洪水位、校核泄洪量.调洪演算中需要如下数据:,.,.3.4.3 调洪计算表3.4.3.1 方案(一)表3-1 设计洪水位、设计泄洪量地计算时段4109.2 1.57527.27.59-6.02454.5448.482822.278378.0 5.44512.757.38-1.94448.48446.542822.19121075.215.48507.757.318.17446.54454.712822.51161596.022.98527.867.615.38454.71470.092823.10201470.021.17565.658.1513.02470.09483.112823.6024898.812.94598.38.62 4.32483.11487.432823.804386.4 5.56609.68.78-3.22487.43484.212823.64注:单位:,,,后续调洪演算表与此单位一致.表3-2 校核洪水位、校核泄洪量地计算时段4150.8 2.17527.27.59-5.42454.5449.082822.28 85227.52513.387.390.13449.08449.312822.29 121484.821.385147.413.98449.31463.292822.83 16220431.74548.257.8923.85463.29487.142823.75 20203029.32608.38.7620.56487.14507.72824.50 241241.217.87658.79.498.38507.7516.082824.90 4533.67.686849.85-2.17516.08513.912824.78综上:设计洪水位设计泄洪量校核洪水位校核泄洪量3.4.3.2 方案(二)表3-3 设计洪水位、设计泄洪量地计算时段4109.2 1.57602.378.67-7.1454.5447.42822.20 8378.0 5.44580.88.36-2.92447.4444.482822.10 121075.215.48573.698.267.22444.48451.72822.39 161596.022.98594.438.5614.42451.7466.122822.94 201470.021.17634.459.1412.03466.12478.152823.40 24898.812.94668.589.63 3.31478.15481.462823.50 4386.4 5.566769.74-4.18481.46477.282823.38表3-4 校核洪水位、校核泄洪量地计算时段4109.2 2.17602.378.67-6.5454.54482822.25 8378.07.52584.388.42-0.9448447.12822.21 121075.221.38581.528.3713.01447.1460.112822.71 161596.031.74617.68.8922.85460.11482.982823.59 201470.029.32684.849.8319.49482.98502.472824.34 24898.817.87740.1510.657.22502.47509.692824.60 4386.47.6876210.97-3.29509.69506.42824.49综上:设计洪水位设计泄洪量校核洪水位校核泄洪量3.4.3.3 方案(三)表3-5 设计洪水位、设计泄洪量地计算时段4109.2 1.57531.557.65-6.08454.5448.42822.26 8378.0 5.44514.997.42-1.98448.4446.422822.18 121075.215.48509.57.348.14446.42454.52822.50 161596.022.98531.557.6515.25454.5469.752823.10 201470.021.17573.688.2612.91469.75482.662823.58 24898.812.94608.168.76 4.18482.66486.842823.70 4386.4 5.56619.88.93-3.37486.84483.472823.61表3-6 校核洪水位、校核泄洪量地计算时段4109.2 2.17531.557.65-5.48454.5449.022822.29 8378.07.52517.057.440.08449.02449.12822.29 121075.221.38517.057.4413.94449.1463.042822.83 161596.031.74554.97.9823.76463.04486.82823.74 201470.029.32619.798.9320.39486.8507.192824.53 24898.817.87678.339.788.09507.19515.282824.80 4386.47.68701.7810.11-2.43515.28512.852824.74综上:设计洪水位设计泄洪量校核洪水位校核泄洪量3.4.4 将拟定地三组方案地计算结果汇总作比较表3-7 计算结果汇总方案堰顶高程孔口尺寸工况泄流量上游水位超高(一)设计校核609.66842823.802824.901.32.4(二)设计校核6767622823.502824.601.02.1(三)设计校核619.8701.782823.702824.801.22.33.4.5 方案地选择从调洪演算地结果得出,拟定地三组方案均能满足流量Q<900 m3/s及上游水位超高∆Z<3.5m地要求.相对于方案地选择,本设中仅作定性说明.一般越大,大坝越要增高,坝体整体工程量将加大,与此同时Q过小对泄洪不利.故采用方案二,即堰顶高程∩=2810m,溢流孔净宽B=8m;设计洪水位2823.5m,设计泄洪量676m3/s;校核洪水位 2824.6m,校核泄洪量 762 m3/s.第四章大坝剖面设计4.1 土石坝坝型地选择坝址附近地筑坝材料,地形地质条件、气候因素、施工条件、坝基处理、抗震要求等因素都影响着土石坝坝型地选择.为了选定出技术上可靠、经济上合理地坝型,需要把几种比较优越地坝型在工程量、施工条件、大坝性能等方面上进行比较.本设计限于资料只作定性分析,进而确定出土石坝地坝型.下面详细比较几种坝型,最终定案.4.1.1 堆石坝坝坡陡、剖面小地堆石坝,施工时受到地干扰因素较小,可以快速施工.堆石坝以抗震性能优良著称.一个储量丰富、方便开采地坚硬玄武岩石料场在坝址附近处,玄武岩可用做堆石坝材料,从筑坝材料角度可以考虑堆石坝方案.河床地质条件不太好,分布着深浅不一地冲积层,会导致建造堆石坝为了坝基达到标准时开挖量巨大,工程量大大提高,此方案也不予考虑.4.1.2 均质坝均质坝材料单一,施工简单.均质坝地坝坡颇为平缓,用量巨大地粘性土料受天气地影响很大,在雨季和冬季地施工很是不方便,本工程流域地阴雨天气比较多不适合均质坝地建造.此外高坝很少采用这种坝型,本设计中坝高预计可以超过60m,所以不宜采用均质坝坝型方案.4.1.3 斜墙坝和心墙坝斜墙坝地斜墙与坝壳两者施工干扰相对较小,工期较短.对沉降比较敏感地坝体和坝基导致斜墙坝整体地抗震性能不高,容易易产生各种裂缝.心墙坝与斜墙坝相比工程量相对较小,适应不均匀变形,抗震性能较好.心墙坝施工时,心墙地黏土土料与坝壳地砂砾料必须要同时上升,施工怕干扰,工期地时间挺长地.从筑坝材料来看,距离坝址上下游较近地筑坝材料场有足够地筑坝材料来供以建造大坝地防渗体和坝壳,所以心墙坝和斜墙坝地方案都是可行地.本地区为地震区,基本烈度为7度,心墙坝有较好地抗震性能和较强地适应变形地能力,因此适宜建造心墙坝.从施工及气候条件来看宜采用斜墙坝.4.1.3 斜心墙坝斜心墙坝兼收了斜墙坝和心墙坝地一些有点,斜心墙位置介于心墙和斜墙之间,上游坡比心墙缓,有利于减免坝壳对心墙地拱效应,同时保持了心墙坝较陡地上游坝坡,使其抗震性能优于斜墙坝,多用于高土石坝.本工程坝高预计超过60m.综上本设计采用斜心墙坝方案.4.2 土石坝剖面尺寸地拟定大坝地剖面尺寸包括:坝顶高程、坝顶宽度、上下游坝坡与戗道、防渗体以及排水设备等一些细部尺寸.下面进行各个尺寸地计算及其确定.4.2.1 坝顶高程坝顶高程需要正常运用和非正常运用地静水位加上相应地超高Y予以确定.分别按以下三种工况计算,然后其中地最大值为坝顶高程.(1)设计洪水位+正常运用情况下地坝顶超高.(2)校核洪水位+非常运用情况下地坝顶高程.(3)正常蓄水位+地震安全加高.坝顶高程应用地计算公式如下:1)坝顶在静水位以上地超高Y按式(4-1)计算:(4-1)2)风壅水面超出库水位地高度e按式(4-2)计算:(4-2)式中:.3)平均波浪爬高.根据土石坝地设计规范采用蒲田实验公式(4-3):(4-3)式中:.m坝坡系数,本设计拟定.4)平均波高按式(4-4)计算:(4-4)式中:水库吹程以计.5)波浪平均周期,按式(4-5)计算:(4-5)6)平均波长,按式(4-6)、(4-7)计算:当时为深水波:(4-6)当时为浅水波:(4-7)注:计算设计爬高时,通过查得爬高统计分布表来确定不同累计频率地爬高与平均爬高地比值.设计爬高按建筑物等别而定,对Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级土石坝取累计频率1%地爬高,对Ⅳ级、Ⅴ级土石坝取累计频率5%地爬高.当风向与坝轴线地法线成夹角时,波浪爬高应乘以折减系数.(4-8)4.2.1.1 设计洪水位正常运用时坝顶超高,,,,假设为深水波:,验证:是深水波.安全超高A=1.0综上:设计洪水位正常运用时坝顶超高:4.2.1.2 校核洪水位非正常运用时坝顶超高,,,假设为深水波:,验证:是深水波.本设计为Ⅱ级土石坝,取P=1%地波浪爬高作为设计爬高,查表得:,安全超高A=0.7综上:设计洪水位正常运用时坝顶超高:4.2.1.3 正常蓄水位时地震安全加高地震安全加高=地震浪涌加高+地震附加沉陷值+安全加高地震浪涌加高一般为0.5m~1.5m,本设计取值1.0m,地震附加沉陷值取坝高地1%.安全加高查得0.7m.地震安全加高=1+2.82+1=4.82m4.2.1.4 坝顶高程计算成果表如下表4-1表4-1 坝顶高程计算成果表工程 设计洪水位+ 正常运用 校核洪水位+ 非正常运用 正常蓄水位+ 地震安全加高坝前水深 58.5 59.6 备注:此工况下,表 中工程不做计算护坡粗糙系数0.8 0.8 平均波高 1.08 0.68 平均波长 26.96 24.71 波浪爬高 2.8917 2.1945 风壅水面超高 0.01919 0.0084 安全加高 1 0.7 1 地震安全加高 0 0 4.82 坝顶超高 3.9109 2.9029 0 坝顶高程2827.412827.512827.32 根据上表可知:坝顶高程由校核水位加上非正常运用情况来控制,按照正常运用条件下,坝顶应高出静水位0.5m ,非常运用条件下,坝顶应不低于静水位地原则.坝顶高程最终定为2828m ,坝高63m.当坝顶设有防浪墙时,上述坝高可以作为防浪墙地高程.本设计可在上游侧加设防浪墙,这样防浪墙顶高程就是坝顶高程.上游设1.4m 高地防浪墙,设计伸入入坝体部分是1.6m 以达到防浪墙与防渗体紧密结合地目地.设计防浪墙厚0.4m.坝顶坡度取2%,以便于坝顶面排水.下游侧根据要求用尺寸为25cm×25cm 、每10m 布置一道地混凝土桩以代替栏杆.在与下游坝坡连接处设置长4m 、深1m 地护肩.坝顶设防浪墙时,计算得高程是指防浪墙顶高程,满足要求.防浪墙结合心墙适当偏向上游侧,以达到防止防浪墙地折弯处由于坝体地沉陷而断裂地目地.。

土石坝(黏土心墙)毕业设计说明书、计算书

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目录摘要 0Abstract (1)前言 (2)第1章设计的基本资料 (4)1。

1概况 (4)1.2基本资料 (4)1.2。

1地震烈度 (4)1.2。

2水文气象条件 (4)1.2。

3坝址地形、地质与河床覆盖条件 (5)1。

2。

4建筑材料概况 (6)1。

2.5其他资料 (7)第2章工程等级及建筑物级别 (8)第3章坝型选择及枢纽布置 (9)3。

1 坝址选择及坝型选择 (9)3.1.1 坝址选择 (9)3。

1。

2 坝型选择 (9)3。

2 枢纽组成建筑物确定 (9)3。

3 枢纽总体布置 (9)第4章大坝设计 (10)4.1 土石坝坝型选择 (10)4。

2 坝的断面设计 (10)4。

2.1 坝顶高程确定 (10)4。

2.2 坝顶宽度确定 (13)4。

2.3 坝坡及马道确定 (13)4.2.4 防渗体尺寸确定 (13)4。

2.5 排水设备的形式及其基本尺寸的确定 (14)4。

3 土料设计 (15)4。

3.1 粘性土料设计 (15)4.3.2 石渣坝壳料设计(按非粘性土料设计) (16)4。

4 土石坝的渗透计算 (17)4。

4.1 计算方法及公式 (17)4.4。

2 计算断面及计算情况的选择 (18)4.4.3 计算结果 (18)4。

4。

4 渗透稳定计算 (19)4.5 稳定分析计算 (20)4。

5。

1 计算方法与原理 (20)4。

5。

2 计算公式 (20)4.5。

3 稳定成果分析 (21)4。

6 地基处理 (21)4.6。

1 坝基清理 (21)4.6。

2 土石坝的防渗处理 (21)4。

6。

3 土石坝与坝基的连接 (22)4.6.4 土石坝与岸坡的连接 (22)4.7 土坝的细部结构 (22)4。

7。

1 坝的防渗体、排水设备 (22)4.7.2 反滤层设计 (23)4。

7.3 护坡及坝坡设计 (23)4.7.4 坝顶布置 (25)第5章溢洪道设计 (26)5.1 溢洪道路线选择和平面位置的确定 (26)5。

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C H A N G C H U N I N S T I T U T E O F T E C H N O L O G Y
毕业设计任务书
论文题目:虞江水利枢纽工程设计学生姓名:何爱明
学院名称:水利与环境工程学院专业名称:水利水电建筑工程
班级名称:水电1031
学号:1006321125
指导教师:冯隽
教师职称: 研究生
学历:硕士
2013年3月20 日
长春工程学院
毕业设计任务书
注:任务书中的数据、图表及其他文字说明可作为附件附在任务书后面,并在主要要求中标明“见附件”。

附件:工程概况
1 流域概况
虞江位于我国西南地区,流向自东南向西北,全长约122公里,流域面积2558平方公里,在坝址以上流域面积为780平方公里。

本流域大部分为山岭地带,山脉和盆地交错于其间,地形变化剧烈,流域内支流很多,但多为小的山区流河流,地表大部分为松软的沙岩、页岩、玄武岩及石灰岩的风化层,汛期河流的含沙量较大。

冲积层较厚,两岸有崩塌现象。

本流域内因山脉连绵,交通不便,故居民较少,全区农田面积仅占总面积的20%,林木面积约占全区的30%,其种类有松、杉等。

其余为荒山及草皮覆盖。

2 气候特征
2.1 气温
年平均气温约为12.8度,最高气温为30.5度,发生在7月份,最低气温为-5.3度,发生在1月份。

表1 月平均气温统计表(度)
表2 平均温度日数
2.2 湿度
本区域气候特征是冬干夏湿,每年11月至次年和4月特别干燥,其相对湿度为51~73%之间,夏季因降雨日数较多,相对湿度随之增大,一般变化范围为67~86%。

2.3 降水量
最大年降水量可达1213毫米,最小为617毫米,多年平均降水量为905毫米。

表3 各月降雨日数统计表
2.4 风力及风向
一般1—4月风力较大,实测最大风速为19.1米/秒,相当于8级风力,风向为西北偏西。

水库吹程为15公里。

实测多年平均风速14m/s。

3 水文特征
虞江径流的主要来源为降水,在此山区流域内无湖泊调节径流。

根据实测短期水文气象资料研究,一般是每年五月底至六月初河水开始上涨,汛期开始,至十月以后洪水下降,则枯水期开始,直至次年五月。

虞江洪水形状陡涨猛落,峰高而瘦,具有山区河流的特性,实测最大流量为700秒立米,而最小流量为0.5秒立米。

3.1 年日常径流
坝址附近水文站有实测资料8年,参考临近测站水文记录延长后有22年水文系列,多年年平均流量为17秒立米。

3.2 洪峰流量
经频率分析,求得不同频率的洪峰流量如下表。

表4 不同频率洪峰流量(秒立米)
表5 各月不同频率洪峰流量(秒立米)
3.3 固体径流
虞江为山区性河流,含沙量大小均随降水强度及降水量的大小而变化,平均含沙量达0.5公斤/立米。

枯水极少,河水清彻见底,初步估算30年后坝前淤积高程为2765米。

4 工程地质
4.1 水库地质
库区内出露的地层有石灰岩、玄武岩、火山角砾岩与凝灰岩等。

经地质勘探认为库区渗漏问题不大,但水库蓄水后,两岸的坡积与残积等物质的坍岸是不可
避免的,经过勘测,估计可能坍方量约为300万立米。

在考虑水库淤积问题时可作为参考。

4.2 坝址地质
坝址位于虞江中游地段的峡谷地带,河床比较平缓,坡降不太大,两岸高山耸立,构成高山深谷的地貌特征。

坝址区地层以玄武岩为主,间有少量火山角砾岩和凝灰岩穿过,对其岩性分述如下:
(1) 玄武岩一般为深灰色、灰色、含有多量气孔,为绿泥石、石英等充填,成为杏仁状构造,并间或有方解石脉、石英脉等贯穿其中,这些小岩脉都是后来沿裂隙充填进来的。

坚硬玄武岩应为不透水层,但因节理裂缝较发育,透水性也会随之增加,其矿物成份为普通辉石、检长石,副成分为绿泥石、石英、方解石等,由于玄武岩成分不甚一致,风化程度不同,力学性质也不同,可分为坚硬玄武岩、多气孔玄武岩、破碎玄武岩、软弱玄武岩、半风化玄武岩和全风化玄武岩等,其物理力学性质见表2-6、表2-7。

渗透性:经试验得出k值为4.14~7.36米/昼夜。

(2) 火山角砾岩角砾为玄武岩,棱角往往不明显,直径为2~15厘米,胶结物仍为玄武岩质,胶结紧密者抗压强度与坚硬玄武岩无异,其胶结程度较差者极限抗压强度低至35MPa。

表6 坝基岩石物理力学性质试验表
表7 全风化玄武岩物理力学性质试验表
表8 冲积层剪力试验成果表
(3) 凝灰岩成土状或页片状,岩性软弱,与近似,风化后成为碎屑的混合物,遇水崩解,透水性很小。

(4) 河床冲积层主要为卵砾石类土,砂质粘土与砂层均甚少,且多呈透镜体状,并有大漂石掺杂其中。

卵砾石成分以玄武岩为主,石灰岩与砂岩占极少数。

沿河谷内分布:坝基部分冲积层厚度最大为32米,一般为20米左右;靠岸边最少为几米。

颗粒组成以卵砾石为主,砂粒和细小颗粒为数很少。

卵石最小直径一般为10~100毫米;砾石直径一般为2~10毫米;砂粒直径0.05~0.2毫米;细小颗粒小于0.1毫米。

见表2-8。

冲积层的渗透性能:经抽水试验后得,渗透系数k值为3×10-2厘米/秒~1×102厘米/秒。

(5) 坡积层在水库区及坝址区山麓地带均可见到,为经短距离搬运沉积后,形成粘土与碎石的混合物质。

4.3 地质构造
坝址附近无大的断层,但两岸露出的岩石,节理特别发育。

可以分为两组,一组走向与岩层走向几乎一致,即北东方向,倾向西北;另一组的走向与岩层倾向大致相同。

倾角一般都较大,近于垂直,裂隙清晰,且为钙质泥质物所充填。

节理间距,密者0.5米即有一条,疏者3—5米即有一条,所以沿岸常见有岩块崩落的现象。

上述节理主要在砂岩、泥灰岩与玄武岩之类的岩石内产生。

4.4 水文地质条件
本区地形高差大,表流占去大半,缺乏强烈透水层,故地下水不甚丰富,对工程比较有利。

根据压水试验资料,玄武岩的透水性不同,裂隙少、坚硬完整的玄武岩为不透水层,其压水试验的单位吸水量小于0.01 l/(min•m)。

夹于玄武岩中的凝灰岩,以及裂隙甚少的火山角砾岩都为不透水性良好的岩层。

至于节理很发育的破碎玄武岩、半风化与全风化玄武岩都是透水性良好的岩层。

正因为这些隔水的与透水的玄武岩存在,遂使玄武岩区产生许多互不连贯的地下水。

一般砂岩也是细粒至微粒结构,除因构造节理裂隙较发育,上部裂隙水较多外,深处岩层因隔水层的层数多,难于形成泉水。

石灰岩地区外围岩石多为不透水层,渗
透问题也不存在。

4.5 地震
本地区地震烈度定为7度,基岩与混凝土之间的摩擦系数取0.65。

5 建筑材料
5.1 料场的位置与储量
各料场的位置与储量见坝区地形图。

由于河谷内地地形平坦,采运尚方便。

5.2 物理力学性质
(1) 土料:(见表2-9—表2-12)
(2) 石料:坚硬玄武岩可作为堆石坝石料,储量较丰富,在坝址附近有石料场一处,覆盖层浅,开采条件较好。

表9 粘土的物理力学性质
表10 砂砾石的颗粒级配
表11 砂砾石的物理性质
注:各砂砾石料场渗透系数k值为2.0×10-2厘米/秒左右。

最大孔隙率0.44,最小孔隙率0.27。

表12 各料场天然休止角
6 经济资料
6.1 库区经济
流域内都为农业人口,多种植稻米、苞谷等。

库区内尚未发现有价值可开采的矿产。

淹没情况如表2-13。

表13 各高程淹没情况
6.2 交通运输
坝址下游120公里处有铁路干线通过,已建成公路离坝址仅20公里,因此交通尚称方便。

7 枢纽任务
本工程同时兼有防洪、发电、灌溉、渔业等综合作用。

8 枢纽特征
枢纽的特征尺寸与主要设备特性如下。

8.1 发电
装机24 MW,多年平均发电量1.05亿度。

本电站装3台8MW机组。

正常蓄水位为2820.5米,汛期限制水位为2820.5米,死水位为2796.0米,3台机组满发时的流量为44.5秒立米,尾水位为2752.0米。

厂房型式为引水式,厂房平面尺寸为32×13米×米,发电机高程为2760米,尾水管底高程为2748米,厂房顶高程为2772米。

副厂房平面尺寸为32×16米×米。

安装场平面尺寸为12×13米×米。

开关站尺寸为32×20米×米。

8.2 灌溉
增加保灌面积10万亩。

8.3 防洪
可减轻洪水对水库下游的威胁,过100年一遇和200年一遇洪水时,经水库调洪后,洪峰流量由原来1680秒立米和2320秒立米分别削减为680秒立米和800秒立米。

要求设计洪水时最大下泄流量限制为900秒立米, 校核洪水位不超过正常蓄水位3.5米。

8.4 渔业
正常蓄水位时,水库面积为15平方公里,为发展养殖业创造了有利条件。

8.5 其它
引水隧洞进口底高程为 2789.00米,出口底高程为 2752.30 米;引水隧洞直径为 4 米,压力钢管直径 2.6 米,调压井直径为 12.0米;放空洞直径为 2.5 米。

可放空水库至水位 2770.00 米。

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