大学毕业设计(论文)题目混凝土重力坝设计专业水利水电工程班级学号学生指导教师2012-10-11摘要本次设计内容为P水利枢纽，坝型选择为混凝土重力坝,本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。
，其中非溢流坝剖面设计和溢流坝剖面设计和细部构造都附有CAD图，非溢流坝段，验算坝体强度和稳定承载能力极限状态等。
溢流坝段，进行水力计算，坝体强度和稳定承载能力极限状态验算等，对细部构造进行了简略的描述。
关键词：重力坝剖面稳定应力细部构造地基处理ABSTRACTThis design content for the P project, dam type selection for the concrete gravity dam, the design of the purpose and significance mainly lies in to consolidate, expand and improve the water conservancy and hydroelectric power theory, its practical application, and make it systematic, fitness training and learn to use basic professional theoretical knowledge to solve practical engineering, and design, calculation, drawing ability, improve the professional and technical report writing level. Non overflow section, wherein the design and spillway section design and construction details are accompanied by CAD, non overflow section of check dam, strength and stability of bearing capacity limit state. Overflow dam, hydraulic calculation, the strength and stability ultimate bearing capacity checking, in details are also described briefly.Key words: profile of gravity dam stability stress detail structure foundation treatment目录第1章基本资料 (1)一、枢纽工程概况 (1)二、气象 (1)三、水文分析 (2)四、工程地质条件 (3)五、当地建筑材料 (4)六、交通条件 (4)七、施工条件 (4)八、水库规划及建筑特性指标 (5)第2章坝轴线、坝型选择和枢纽布置方案比较 (6)一、坝轴线选择 (6)二、坝型选择 (9)三、枢纽布置方案 (12)第3章坝体剖面设计 (18)一、坝顶高程确定 (18)二、挡水坝结构计算 (24)第4章溢流坝剖面设计 (28)一、溢流坝剖面设计 (28)二、溢流坝结构设计..........................................................................................-36 第5章细部结构设计 (40)第1章基本资料一、枢纽工程概况：P水库位于TS和CD两地区交界处，坝址位于X河桥上游十公里干流上。
控制流域面积3.37万km2，总库容为14.39亿m3。
P水库枢纽由主坝、电站及泄水底孔等组成，水库主要任务是调节水量，供TJ和TS地区工农业用水和城市人民生活用水，结合引水发电。
并兼顾防洪，要求：尽可能使其工程提前受益，尽早建成。
根据水库的工程规模及其在国民经济中的作用，枢纽定为一等工程，主坝为Ⅰ级建筑物，其它均按Ⅱ级建筑物考虑。
二、气象：P库区年平均气温为10℃左右，一月份最低月平均气温为零下6.8℃，绝对最低气温达零下21.7℃(1969年)；7月份最高月平均气温25℃，绝对最气温高达39℃(1955年)，多年平均气温见下表（表五）。
表一多年平均气温、水温表单位：℃本流域无霜期较短(90—180天)，冰冻期较长(120—200天)，P站附近河道一般12月封冻，次年3月上旬解冻，封冻期约70—100天，冰厚0.4—0.6米，岸边可达1米。
流域内冬季盛行偏北风，风速可达七、八级，有时更大些，春秋两季风向变化较大，夏季常为东南风，多年平均最大风速为21.5m/s，水库吹程D=3km。
流域内多年平均降雨量约为400—700mm，多年平均降水天数及降水量见表六：表二多年月平均降水天数及降水量表单位：mm三、水文分析：1、年径流：栾河水量较充沛，多年平均年径流量为24.5亿m3，占全流域的53%。
年内分配很不均匀，主要集中汛期七、八月份。
丰水年时占全年50—60%，枯水年占30—40%，而且年际变化也很大。
2、洪水：多发生在七月下旬至八月上旬，有峰高量大涨落迅速的特点，据调查，近一百年来有六次大洪水。
其中1883年最大，由洪痕估算洪峰流量约为24400—27400 m3/s，实测的45年资料中最大洪峰流量发生在1962年为18800 m3/s。
洪峰历时三天左右，由频率分析法求得：几个重现期所对应的洪峰流量值（见下表表三、表四所示）。
表三表四枯水期洪水过程线表五时段：9月1日至次年6月30日频率：5%3、泥沙：本流域泥沙颗粒较粗，中值粒径0.0375mm，全年泥沙大部分来自汛期七、八月份，主要产于一次或几次洪峰内且年际变化很大，由计算得，多年平均悬移质输沙量为1825万t多年平均含沙量7.45kg/m3。
推移质缺乏观测资料。
可计入前者的10%，这样总入库沙量为2010万吨。
淤砂浮容重为0.9t/m3，内摩擦角为12°。
四、工程地质：1、库区地质：P水库、库区属于中高山区，河谷大都为峡谷地形，只有西城峪至北台子一带较为宽阔，沿河两岸阶地狭窄，断续出现且不对称，区域内无严重的坍岸及渗漏问题。
2、坝址地质：主要工程地质条件五、当地建筑材料：坝址附近主要砂石料场有七处，储量足以建坝，各料场的物理性质、试验指标，基本满足技术要求，可作大坝混凝土骨料使用。
且无大量的粘性土及砂壤土料，可供围堰防渗材料之用。
六、交通条件：对外交通在右岸，公路、铁路均距坝址较近，略加修改或扩建即可直通坝址，坝顶无重要交通要求。
七、效益：水库建成与下游大黑汀、邱庄、陡河等水库联合运用，承担多年调节作用，在保证率P=75%时，可调节水量20.05亿立米，计划年补给工业及城市生活用水7亿立米，并可灌溉农田一百余万亩，达到遇旱有水、电站装机3台，总容量18万千瓦，平均年发电量3.45亿度。
八、水库规划及建筑特性指标※如遇千年一遇洪水，水库最大泄量与区间同频率洪水相遇将超过大黑汀水库的千年一遇设计洪水。
为此需要控制下泄流量而不超过27500立米/秒以符合大黑汀水库设计标准。
第2章坝轴线、坝型选择和枢纽布置方案比较对枢纽布置首先当然是选择坝址，确定坝轴线。
坝址和坝轴线的选择是否适当，将在很大的程度上影响工程设计是否经济合理，甚至决定工程的成败。
所以选择时必须审慎进行。
决定坝址所考虑的条件，首先应该是地质、地形和枢纽布置上的问题，其次则为施工条件和施工后的运行条件。
一、坝轴线的选择坝址的选择要考虑：地形条件，地质条件，水能利用，枢纽布置，施工条件，交通等条件。
就地形而言，坝址一般以选在狭窄河谷处，节省工程量；但对于一个具体的枢纽来说，必须从各个方面综合考虑：是否便于布置泄洪、发电建筑物，是否便于施工导流，技术可行，经济合理等综合衡量。
坝址地质条件是水利枢纽设计的重要依据之一，对坝型的选择和枢纽的布置起着决定性作用。
坝址最好的地质条件是强度高、透水性小、不易风化、没有构造缺陷的岩基。
但理想的天然地基很少，因而在选择坝址时应从实际出发，针对不同的情况采取不同的地基处理方式，来满足工程需要。
亦可通过选择不同的坝型或将坝轴线转折以适应地质条件，同时应考虑两岸的地质因素，使库区及两岸边坡有足够的稳定性，以防止因蓄水而引起的滑坡现象。
就河势来说，坝址要选在河流顺直段，靠近坝址上、下游河流如有急湾最不利，应予避免；枢纽两岸坝肩的山体要较雄厚，并尽可能离上下游两岸的冲沟远一些；水库周缘应没有难处理的缺口。
通过对P水库坝址区域基本地质、地形等资料的研究和分析，确定要选择合理的坝轴线，必须具备以下四个原则：1、坝基全部坐落在第四大岩层上根据P水库地质基本资料知：坝区主要岩性为太古界拉马沟片麻岩，其次为第四纪松散堆积物，以及不同时期的侵入岩脉，坝区范围内片麻岩依其岩性变化情况可分为六大层，其中第一、四、六层岩性较好，但第一、六层因受地形限制建坝工程很大，而第四大岩层(ARL4)为角闪斜长片麻岩，具有粗粒至中间细粒纤状花岗岩变晶结构，主要矿物为斜长石、石英及角闪石，本层岩体呈厚层块状，质地均匀，岩性坚硬，抗风化力强，解理裂隙较少，透水性小工程地址条件好，总厚度185m左右，其特性均满足建坝要求，故坝基建在第四大岩层之上，有利于坝体稳定。
2、左岸与第三大岩层保持一定距离从“坝址河谷段构造分析图”中，可知：第四大岩层，自右岸至左岸逐步向北偏移，且宽度略变窄，若坝轴线垂直水流方向直接伸向左岸，则坝轴线将与第三大岩层相接。
由地质资料可知：第三大岩层较软弱，不宜建坝，故坝轴线需偏移，使之与第三大岩层保持一定距离。
根据地质剖面资料分析，坝轴线在左岸时向上游推移，避开软弱的第三大岩层，为以后坝体的稳定运行作好基础。
3、避开大的断层F2由坝址河谷段构造分析图可知：坝址处虽然断层裂隙较多，但大部分规模较小，对工程影响不大。
其中F2断层最大，它走向为北东85°---西北275°，倾向南，倾角70-80°，宽度2.5-12.5m，属压扭断层。
长约200m，一段靠近上游坝踵，对基础岩石力学强度及坝基完整均一性有影响，故坝轴线应该避开F2断层，并保持一定距离。
4、避开右岸不稳定岩体由坝址河谷段构造分析图可知：在右岸F2断层的上方有一块由ALI5和Qpl组成的不稳定的岩体，而库区附近历史地震活动较为频繁，近年来微繁，弱震仍不断发生。