摘要本设计是侧重于坝工部分以大坝挡水建筑物和泄水建筑物为主的心墙土石坝水利枢纽设计。
挡水建筑物部分:首先,通过调洪演算得到堰顶高程及溢流堰孔口净宽,及相应水位和下泄流量。
其次在对坝址处地质地形、库区经济、料场以及几种不同类型的土石坝进行技术经济等方面的分析比较的基础上,最终确定大坝为心墙土石坝,并对大坝的轮廓尺寸进行了拟定。
通过土料设计,选定了粘土及砂砾料场的位置。
选择坝体的三个典型断面对大坝进行渗流计算,画出断面流网图验算渗流逸出点的渗透坡降确定是否满足要求。
然后通过编程进行大坝稳定分析计算,最后进行坝体细部构造设计。
泄水建筑物部分:设计采用隧洞泄洪,通过隧洞的体型设计和水力计算确定了洞身尺寸及出口消能中的挑距和冲坑深度。
最后对隧洞细部及放空洞进行设计。
枢纽其余部分直接引用设计资料给定的型式和尺寸确定其在枢纽中的相对位置。
本设计完全以《碾压式土石坝设计规范》为设计依据,兼以参考了设计施工方面的有关资料和书籍。
由于知识有限,对于本设计中的不妥及错误之处,恳请批评指正。
关键词:粘土心墙土坝AbstractThe target of the design project for graduation is the design project of earth-filled dam focusing on the construction. In the design project, the main content is to define the style of the main buildings and the set of the key water control project. Here the main buildings include the dams and the sluicing buildings. The safety and the economy should be considered in the consequence for the design.It is clear that the design can be divided into three big steps: The first step is routing of flood regulation. From the results, we can know the design flood level is 2830.275m and the check flood level is 2831.425m.The second step is to design the dam.The dam which is a earth-rock one has a height of 86m at last.The mass of dam consists of gravity soil and sand. The impervious elements at the base of dam are key trench and impervious concrete wall. The key trench is at the right side of the dam, while the concrete one is at the left side, when seeing from the upstream of the dam.The third step is the last step,it is to design the spillway tunnel. Which is located with diversion tunnel and air raid shelter? All through the axis line, it all used reinforced concrete lined tunnel. At the intake it has a gate opening of size 7m×14m , with a gate of 7×13 square meters. When design we should take more attention to water-hammer, and should design the aerated slots.The achievements for the design consist of the manual drawings and the computer drawings as well as working out the corresponding direction for the design. From this graduation design, I conclude that if one wants to design the key water control project, he needs considering not only element in all aspects but also the special conceptions and ideas.Key words: clunch the aerated slots Earth-filled dam目录第一章前言 (4)第二章工程概况 (5)第三章设计条件和设计依据 (15)第四章洪水调节计算 (16)第五章坝型选择及枢纽布置 (18)第六章大坝设计 (20)第七章泄水建筑物设计 (43)第八章施工组织设计 (50)第一章前言毕业设计是我们大学在校期间最后一个全面性、总结性、实践性的教学环节,它既是运用所学知识和技能,解决某一工程具体问题的一项尝试,也是我们走向工作岗位前的一次“实战演习”。
1.1 毕业设计主要目的和作用(1)巩固、联系、充实、加深、扩大所学基本理论和专业知识,并使之系统化;(2)培养综合运用所学知识解决实际问题的能力,初步掌握设计原则、方法和步骤;(3)形成正确的设计思想,树立严肃认真、实事求是和刻苦认真的工作作风;(4)锻炼独立思考、独立工作的能力,并加强计算、绘图、编写说明书及使用规范、手册等技能训练;1.2 设计的对象和背景本设计的对象和背景是为位于我国西南地区的江,进行以坝工为设计重点的工程设计。
1.3 设计过程和方法1.3.1了解任务书和熟悉、分析原始资料;1.3.2洪水调节计算用图解法确定防洪库容、设计(校核)洪水位与相应的下泄流量,为确定大坝高度和下游消能防冲设施提供设计依据。
1.3.3主要建筑物形式选择和水利枢纽布置对选定的坝型和枢纽布置方式,做技术可能性和经济合理性的论证。
1.3.4第一主要建筑物——拦河坝设计一般应首先选定大坝结构布置与构造,然后进行校核计算。
1.选定坝的结构形式;拟定坝基防渗处的型式以及坝的主要尺寸。
2.进行土料设计,包括对坝身不同高程的透水料和不透水料的分区规划布置以及压实标准的确定。
3.渗流演算,计算正常、校核水位浸润线位置,确定总渗流量与逸出坡降。
4.静力稳定计算,用折线法求出上下游坡在某一危险水位情况下的最小稳定安全系数,以论证选用坝坡的合理性。
5.拟定坝身构造,包括防渗、排水反滤层、坝顶、护坡、马道以及坝体与坝基、岸坡及其他建筑物的连接。
1.3.5第二主要建筑物——坝外泄水道设计1.确定结构形式和主要尺寸,进行建筑总体布置。
2.进行必要的水力计算和静力计算,以验证建筑物的轮廓尺寸和各部分的结构尺寸是否合理。
3.拟定细部构造,包括排水、锚筋加固、灌浆。
1.4 预期效果绘出3张工程设计图,并自行编制说明书与计算书,并编写中、英文的摘要。
第二章工程概况2.1 流域概况该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。
2.2 气候特征2.2.1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2-1 月平均气温统计表(度)表2-2 平均温度日数2.2.2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%。
2.2.3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2-3 各月降雨日数统计表2.2.4 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。
2.3 水文特征该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。
该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。
2.3.1 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。
2.3.2 洪峰流量经频率分析,求得不同频率的洪峰流量如下表。
表2-4 不同频率洪峰流量(秒立米)表2-5 各月不同频率洪峰流量(秒立米)2.3.3 固体径流该江为山区性河流,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。
2.4 工程地质2.4.1 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。
2.4.2 坝址地质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,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。