西南地区某水利工程土石坝毕业设计_斜心墙土石坝

第一章土石坝工程概况

1.1 工程流域概述

该江位于我国西南地区，该江从东南向西北流向，全长约为122公里，该流域面积2558平方公里，在坝址以上流域面积约为780平方公里。本流域大多部分为山岭地带，山脉山丘和盆地交错于其间，地形变化多端，流域支流很多，但多为小的山区流河流，汛期河流的含沙量较大，流速快。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，冲积层较厚，土多，两岸有崩塌现象。本流域因山脉连绵，纵横交错，交通不便，故居民较少。

1.2工程地质资料

1.2.1坝址地质资料

该坝址位于该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，纵横交错构成高山深谷的地貌特征，汛期河流的含沙量较大，流速快，冲积层较厚，土多，两岸有崩塌现象，适合用土石坝。

1.2.2地震资料

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。

1.3当地气候特征

1.3.1气温情况

该地年平均气温约为12.8度，最高气温为30.5度，平均发生在7-8月，最低气温为-5.3度，平均发生在1-2月份。

表1-1 月平均气温统计表（度）

表1-5 平均温度日数

1.3.2降水量情况

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

表1-2 各月降雨日数统计表

1.3.3风力和风向

通常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。水库平均吹程为15公里。实测多年平均风速14m/s。

1.4当地水文特征

该江水量的主要来源为降水，在此山区流域无湖泊，河流调节径流。根据实测水文气象资料研究研讨，通常是每年五月底六月初河水开始上涨，汛期开始后，到十月以后洪水开始逐渐下降，导致枯水期开始，直至次年五月。

该江洪水形式陡涨猛落，迅速而快，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。

1.4.1日常径流资料

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。

1.4.2洪峰流量资料

经过频率的分析，可以求得不同频率的洪峰流量如下表1-7，1-8所示，山区洪水的特性是暴涨暴落，迅速飞快的。

表1-4 各月不同频率洪峰流量（秒立米）

1.4.3固体径流资料

该江为山区性河流，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。

1.5建筑材料物理力学性质

1.5.1物理力学性质概述

（1）土料：（见表1-5，表1-6）

（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1-5

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表1-6 砂砾石的颗粒级配

表1-7 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。.. .. ..

1.6 工程说明

本工程正常蓄水位为2822.5m，对应水库库容为454.5×106m3，装机24MW。根据GB50201—94《防洪标准》及SL 252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》的有关规定，查《水利水电工程等级划分及设计标准（山脉、丘陵部分）》由总库容在1-10亿立方米初定该工程为大（2）型工程，由装机容量等指标定位小（1）型，根据“各不同标准指标分属时，采用其中最高级别来控制”的原则，最终由水库库容确定该工程规模为大（2）型。所以判别出枢纽的主要建筑物级别为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。

为了贯彻执行国家的水利技术政策，为了达到既经济又安全的目的，把该水利水电枢纽工程按其规模、收益以及在国民经济中的重要性分为不同等级，为其后面的计算与施工提供基本基础依据。

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第二章坝型的选择

2.1坝址选择

选择坝址的时候，不仅要综合考虑防洪、灌溉、航运、生产、发电各部门的经济效益，还要考虑对枢纽上下游的生态环境影响和库区的淹没损失等，要使得综合效益最大，有害影响最小，经过，研究，比较，选择资料地形图所示河弯地段作为坝址，在选定坝址之后在坝址处根据地形条件比较、建筑材料比较、地质条件比较、施工条件、施工环境及工程量比较确定坝址的具体位置。

2.2 坝型选择

一、坝型的选择

坝型选择是大坝设计中首先而且必须要解决的一个至关重要的问题，它关系到整个枢纽的工期、投资以及工程量。地形、地质、环境、气候、坝高、筑坝材料、施工和运行条件等都是影响坝型选择的重要因素。

水利枢纽中的拦河坝的型式主要有：支墩坝、重力坝、土石坝、拱坝及新型坝型如碾压混凝土坝、面板堆石坝等等。根据该地地形、地质条件和材料储备情况选出土石坝是最适合该地址的坝型。

土石坝的坝型优点：

施工方法选择灵活性大，结构简单，造价低廉，运行管理方便，工作可靠，便于维系性加高。能适应不同的施工方法，且施工速度快，工序简单、质量容易保证；筑坝材料就地取材，节省大量钢材、水泥、木材等建筑材料；适应地形变形能力强，土石坝三立体结构具有适应地基变形的良好条件，对地基的要求比混凝土坝的低，施工条件方便。

土石坝坝型缺陷：

施工导流不如其它坝型方便，工程造价因而相应也增加；由于坝体断面大，土料填筑质量会受气候影响；土石坝坝顶不能溢流，需另开泄洪隧洞或溢洪道。

本工程坝址附近河谷地地形平坦、有丰富的质量较好的堆石料，为了达到既经济又安全的目的，通过对各种不同的坝型进行定性分析，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，最终选择土石坝方案。

2.3建筑物组成

此水利枢纽中，枢纽建筑物以土石坝为主体，并包括泄洪建筑物、灌溉建筑物、发电引水建筑物、工业引水建筑物、水电厂房、开关站、排沙建筑物、放空水库的泄水建筑物、施工导流建筑物、过船建筑物、过木建筑物等。

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