毕业设计说明书2-堆石坝设计.doc

水利水电工程专业毕业设计 - 1 - 目 录 全套图纸加扣 3012250582 摘摘 要要 .- 1 - ABSTRACT.- 2 - 第一章第一章 综合说明综合说明 .- 3 - 1.1 建设目的和依据建设目的和依据 .- 3 - 1.2 建设的条件建设的条件 .- 3 - 1.3 建设的规模及综合利用效益建设的规模及综合利用效益 .- 3 - 1.3.1 建设规模 .- 3 - 1.3.2 综合利用效益 .- 3 - 1.4 工程特性表工程特性表 .- 4 - 第二章第二章 自然地理条件自然地理条件 .- 6 - 2.1 地形条件地形条件 .- 6 - 2.2 水文特性水文特性 .- 6 - 2.3 工程地质条件工程地质条件 .- 7 - 2.3.1 库区工程地质 .- 7 - 2.3.2 坝址工程地质 .- 7 - 2.3.3 引水发电隧洞工程地质条件 .- 10 - 2.4 气象、地震及其他气象、地震及其他 .- 10 - 2.4.1 气象、地震 .- 10 - 2.4.2 天然建筑材料 .- 10 - 第三章第三章 设计条件和设计依据设计条件和设计依据 .- 11 - 3.1 设计任务设计任务 .- 11 - 3.2 设计依据设计依据 .- 11 - 第四章第四章 洪水调节计算洪水调节计算 .- 12 - 堆石坝设计 - 2 - 4.1 洪水调洪演算洪水调洪演算 .- 12 - 4.1.1 洪水调洪演算原理 .- 13 - 4.1.2 洪水调洪演算方法 .- 14 - 4.2 洪水标准分析洪水标准分析 .- 14 - 4.3 洪水建筑物的型式选择洪水建筑物的型式选择 .- 14 - 4.4 调洪演算及泄水建筑物尺寸（孔口尺寸调洪演算及泄水建筑物尺寸（孔口尺寸/堰顶高程）的确定堰顶高程）的确定.- 16 - 4.4.1 调洪演算过程 .- 16 - 4.4.2 洪水过程线的模拟 .- 16 - 4.4.3 计算公式 .- 17 - 4.4.4 计算结果 .- 17 - 4.4.5 方案选择 .- 18 - 4.4.6 坝顶高程的确定 .- 18 - 第五章第五章 主要建筑物型式选择及枢纽布置主要建筑物型式选择及枢纽布置 .- 20 - 5.1 坝轴线确定坝轴线确定 .- 20 - 5.2 枢纽等别及组成建筑物级别枢纽等别及组成建筑物级别 .- 22 - 5.3 坝型选择坝型选择 .- 22 - 5.3.1 定性分析 .- 22 - 5.3.2 定量分析 .- 27 - 5.4 泄水建筑物型式选择泄水建筑物型式选择 .- 28 - 5.5 水电站建筑物水电站建筑物 .- 29 - 5.6 枢纽方案的综合比较枢纽方案的综合比较 .- 29 - 5.6.1 挡水建筑物复合土工膜防渗堆石坝 .- 29 - 5.6.2 泄水建筑物正槽溢洪道 .- 29 - 5.6.3 水电站建筑物 .- 30 - 第六章第六章 第一主要建筑物设计第一主要建筑物设计 .- 30 - 6.1 大坝轮廓尺寸及防浪墙设计大坝轮廓尺寸及防浪墙设计.- 30 - 6.1.1 L 型挡墙顶高程及坝顶高程、宽度.- 30 - 6.1.2 坝体分区 .- 30 - 6.1.3 L 型挡墙设计.- 31 - 6.1.4 坝坡与马道 .- 41 - 6.2 堆石料设计堆石料设计 .- 41 - 6.2.1 堆石料基本特性参数 .- 41 - 6.2.2 主、次堆石料设计 .- 41 - 6.2.3 垫层、过渡层设计 .- 42 - 6.2.4 堆石体设计技术参数表 .- 42 - 6.2.5 堆石体填筑技术参数表 .- 42 - 水利水电工程专业毕业设计 - 3 - 6.3 复合土工膜设计复合土工膜设计 .- 42 - 6.3.1 复合土工膜的选型和分区 .- 43 - 6.3.2 土工膜强度及厚度校核 .- 44 - 6.4 大坝稳定分析大坝稳定分析 .- 46 - 6.4.1 计算原理及方法 .- 46 - 6.4.2 坝坡稳定分析 .- 47 - 6.4.3 坝坡面复合土工膜的稳定分析 .- 48 - 6.5 副坝设计副坝设计 .- 49 - 6.5.1 副坝及主坝的连接及副坝型式选择 .- 49 - 6.5.2 副坝的地基处理防渗设计 .- 53 - 6.6 主副坝连接段设计主副坝连接段设计 .- 54 - 6.7 细部构造设计及地基处理细部构造设计及地基处理 .- 54 - 6.7.1 坝顶构造 .- 54 - 6.7.2 护坡设计 .- 54 - 6.7.3 分缝及止水 .- 55 - 6.7.4 坝基处理 .- 55 - 6.8 趾板设计 .- 57 - 6.8.1 趾板的作用 .- 57 - 6.8.2 趾板剖面设计 .- 57 - 6.8.3 趾板配筋 .- 60 - 6.8.4 趾板地基处理 .- 61 - 6.9 溢洪道溢洪道 .- 62 - 6.9.1 堰型选择 .- 62 - 6.9.2 引水渠段设计 .- 63 - 6.9.3 控制段的设计 .- 63 - 6.9.4 泄槽段设计 .- 65 - 6.9.4.1 泄槽水力计算 .- 65 - 6.9.4.2 边墙设计及稳定分析 .- 66 - 6.9.4.3 基底应力分析 .- 68 - 6.9.4 防渗及排水措施 .- 69 - 6.9.5 消能设计 .- 70 - 6.10 工程量计算工程量计算 .- 70 - 6.10.1 工程量计算的依据及项目划分 .- 71 - 6.10.2 主坝工程量计算 .- 71 - 6.10.3 副坝工程量计算 .- 72 - 6.10.4 溢洪道工程量计算 .- 73 - 堆石坝设计 - 4 - 6.10.4 工程量清单 .- 73 - 第七章第七章 施工组织设计施工组织设计 .- 74 - 7.1 基本资料分析基本资料分析 .- 74 - 7.1.1 工程概况 .- 74 - 7.1.2 施工条件 .- 74 - 7.1.3 有效工日分析 .- 75 - 7.2 施工导流施工导流 .- 75 - 7.2.1 导流标准 .- 75 - 7.2.2 施工导流方案及大坝施工分期 .- 76 - 7.2.3 导流建筑物规划布置 .- 77 - 7.3 主体工程施工主体工程施工 .- 79 - 7.3.1 堆石体施工 .- 80 - 7.3.2 混凝土施工 .- 85 - 7.3.3 导流隧洞施工 .- 87 - 7.4 施工交通运输道路布置施工交通运输道路布置 .- 90 - 7.5 施工总进度施工总进度 .- 90 - 参考文献：参考文献： .- 91 - 水利水电工程专业毕业设计 - 1 - 摘 要 设计背景：本工程位于江西婺源县乐安河一级支流小港水的上游约 160处，m 坝址以上控制流域面积 33。本流域上游为中低山区，山势陡峭，中下游为低 2 km 山丘陵区，山体零乱，冲沟发育。流域内多年平均气温,多年平均降雨均值16.7 C 2047.7。径流主要由降水形成，多年平均流量，多年平均总径流量mm 3 1.28/ms 4040 万。坝址及库区位于相对稳定地块内，地震烈度属七度以下。坝址区出 3 m 露的地层古老，经历了多次构造运动，断层裂隙发育，岩石破碎，岩层褶皱和挠 曲常见。地层岩性为前震旦系板溪群第四段绿泥绢云母千枚岩夹杂变质砂岩，第 四系松散堆积物及变质辉长岩，岩性坚硬。 设计方法：用三角形法拟定洪水过程线，根据防洪要求，对水库进行洪水调 节计算，以确定坝顶高程。对可能的方案进行分析比较，确定主要组成建筑物的 形式，轮廓尺寸及布置。详细做出大坝设计，拟定细部构造，进行水力静力计算， 溢洪道和趾板的专题设计。本设计以一般混凝土面板堆石坝和一些已建复合土工 膜堆石坝为参考，在注重各细部独立分项设计的同时，综合考虑整体工程的统一 性。 设计内容：本次面板堆石坝设计的主要内容包括调洪演算，L 型挡墙、复合 土工膜设计，边坡稳定分析，副坝、溢洪道设计，趾板空间布置，工程量计算， 导流施工设计。 本次设计我们掌握了堆石坝的设计方法，而且了解到堆石坝的一些重要的 特点和设计时应该注意的地方，并且我本人也在趾板和溢洪道的专题设计中， 掌握了相关知识。完成了专业知识从理论学习到实际运用的过渡，体会到了作 为一名水利工作者所肩负的责任。并对今后的工作打下了坚实的基础。 关键词：堆石坝、复合土工膜、趾板、溢洪道 堆石坝设计 - 2 - AbstractAbstract Design Background: The project is located in Wuyuan, Jiangxi Lean Hsiaokang River water level upstream tributary about 160, more than control site drainage area 33. The upper reaches of the watershed for the low mountains, steep mountains, the middle and lower reaches for the hilly areas, mountain messy, gully development. Basin for many years the average temperature, average rainfall for many years an average of 2047.7. Formed mainly by the runoff of precipitation, over the average traffic flow for many years an average of 40.4 million total. Dam and reservoir area is located in a relatively stable block, the seismic intensity is 7 degrees Celsius. Dam site the oldest strata exposed, through a number of tectonic movement, fault fracture, rock crusher, rock and flexural folds common. Lithology former Sinian the fourth paragraph of Banxi Group 1000 Green clay sericite metamorphic rock inclusions of sandstone, loose Quaternary deposits and metamorphic gabbro, lithologic hard. Design Method: Using a triangle to develop flood hydrograph method, in accordance with the requirements of flood control, flood regulation on the calculation of the reservoir to determine the crest elevation. The program may be analyzed to determine the form of the main components of buildings, the outline of the size and layout. Dam made a detailed design, preparation of detailed construction, calculated for static hydraulic, spillway and the themes and designs for the plinth. The design of general concrete faced rockfill dam and a number of composite geomembrane has been rock-fill dam built as a reference, pay attention to detail in the breakdown of the design of an independent at the same time, considering the unity of the overall project. Design elements: The concrete face rockfill dam, including the main elements of design flood calculation, L-type retaining wall, composite geomembrane design, slope stability analysis, auxiliary dam, spillway design, spatial arrangement of the plinth, engineering calculation, lead Construction of the design flow. The design we have a design method of rock-fill dam, rockfill dam and that some of the important characteristics and the design should be noted that the local, and plinth I am also the topics and spillway design, acquire the relevant knowledge . From the completion of the professional knowledge to the practical application of theoretical study of the transition, experienced workers, as a water responsibilities. Future work and laid a solid foundation. Key words: rockfill dam, composite geomembrane, toe board, spillway 水利水电工程专业毕业设计 - 3 - 第一章 综合说明 1.1 建设目的和依据 B 江水利枢纽工程是以发电为主，同时兼顾了灌溉、供水、防洪及养殖等综 合利用效益的跨流域开发的水利枢纽工程。 1.2 建设的条件 建设资金已到位，施工准备工作已经就绪。 1.3 建设的规模及综合利用效益 1.3.1 建设规模 本电站装机 6400 kW，保证出力 1461kW。厂房总面积为 31.515.7。开关 站尺寸为 11.527.25。 水库总库容（校核洪水位以下的全部库容）为 2242.18 万 m3。 1.3.2 综合利用效益 1.3.2.1 发电 装机 6400kW，电站设计水头为 174m，多年平均发电量为 1700104kWh，保证出力为 1461kW。本电站装 2 台 3200kW 机组，正常蓄水 位为 276m，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/s。 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 31.515.7，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 11.527.25。 1.3.2.2 灌溉 下游利用发电尾水灌溉，上游增加灌溉面积 1.0 万亩。 1.3.2.3 供水 供钟吕村及其下游村民生活用水。 堆石坝设计 - 4 - 1.3.2.4 防洪 可减轻洪水对钟吕村及下游江湾镇的威胁，要求设计洪水最大下泄量限制为 250m3/s。 1.3.2.5 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。 1.4 工程特性表 表 1-1 工程特性表 序号及名称单 位数 量备 注 一、水库 流域面积km233 正常高水位m276 设计洪水位m277.53 校核洪水位m278.98 设计泄洪流量m3/s207.5 校核泄洪流量m3/s297.5 总库容万 m32242.18 兴利库容万 m31910 二、大坝 坝型复合土工膜防渗堆石坝 坝顶高程m279.2 防浪墙顶高程m280.4 坝顶宽度m5.0 最大坝高m54.7 上游坝坡 11.5 下游坝坡 11.52 1.55 主坝坝轴线长m214.5 副坝型式重力式挡墙 副坝坝轴线长m94.07 导流洞型式圆形 水利水电工程专业毕业设计 - 5 - 导流洞进口底高程m227.5 导流洞出口底高程m226.5 导流洞半径 Rm2.4 导流洞长度m330 三、溢洪道 溢流前缘净宽m10 堰顶高程m273 设计流量m3/s207.5 校核流量m3/s297.5 闸门型式平板 闸门尺寸（宽高）m2 106 四、厂房系统 1动能指标 最大净水头m174.0 额定水头m174.0 最小水头m143.0 引用流量m3/s5.0 额定出力kW6400 保证出力kW1461 2厂房 厂房型式地面式 厂房面积m2 31.515.7 主厂房宽度m10.8 机组台数2 机组安装高程m103.0 水轮机型号HL110-WJ-76 发电机型号SFW-J3000-6/1480 开关站面积m2 11.527.25 五、工程量 1主坝 基础开挖量m368507 堆石料填筑量m3465547 混凝土方量(L 型挡墙)m3835 堆石坝设计 - 6 - 混凝土方量（趾板）m3553 混凝土方量（现浇混凝 土保护层） m31406 2副坝 基础开挖量m31282 混凝土方量m32964 3导流隧洞 导流隧洞开挖量m32332.63未计入明渠 混凝土衬砌方量m3839.75 第二章 自然地理条件 2.1 地形条件 钟吕水库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 33km。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，山体凌乱，冲沟 发育。 2.2 水文特性 据水文资料推算，坝址处多年平均流量 1.28m/s，多年平均总径流量 4040 万 m，p=0.1%的洪峰流量为 551.5m/s,三日洪量为 1569 万 m，p=2%的洪峰流量 为 364.5m/sec,三日洪量为 965 万 m。流域多年平均降雨值 2047.7mm。 正常蓄水位 276m，对应库容 V 正=1910.0 万 m。 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/m。估计水库淤 积年限与高程关系（见表 2-1）： 表 2-1 淤积年限与高程关系表 淤积年限（年） 泥沙淤积量（万 m） 淤积高程（m） 5011.05236.08 10022.1237.78 表 2-2 水库水位库容关系曲线表 水利水电工程专业毕业设计 - 7 - 水位（m）227.5236.08237.78248276278.11 库容 （104m） 011.0522.1172.01910.02145.2 表 2-3 坝址水位-流量关系曲线表 2.3 工程地质条件 2.3.1 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，排泄于河谷与河床，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。 2.3.2 坝址工程地质 2.3.2.1 地貌 坝址区属构造剥蚀低山地貌，山顶高程为 280450m，坝区河床较宽，约 2050m，为一“U”型河谷，两岸山坡不对称，左岸山体雄厚，山坡角 3040 度，右岸山体较为单薄，山坡角 2030 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 水位(m)227.5228.0228.5229.0229.5230.0230.5 流量 （m2/