14年：重力坝毕业设计任务书(1)杨飞15.doc

XXX水库枢纽毕业设计任务书(供水利水电工程专业用)兰州交通大学水利水电工程系二一四年三月一、毕业设计目的与毕业设计要求（一）毕业设计目的毕业设计是学生应用在校所学知识、结合工程实际，进行一次系统的、有机的解决工程实际问题的训练，也是完成工程师基本训练的最后一个教学环节。目的是：1、巩固、扩大和提高所学理论知识，并使之系统化。2、培养学生综合应用所学知识，解决实际工程技术问题的能力，并初步掌握设计水利枢纽工程的内容、原则、方法和步骤。3、通过毕业设计实践，提高学生独立思考；钻研问题；分析问题的能力。4、通过毕业设计实践，进一步提高学生设计、计算、绘图和编写说明书的技能。5、通过毕业设计的锻炼，使学生进一步树立正确的设计思想和政策观点；进一步树立热爱社会主义祖国、热爱祖国水利水电建设事业的高尚情操；培养学生勇于攀登高峰、刻苦钻研、实事求是、谦虚谨慎、认真负责的工作作风。（二）毕业设计要求本设计的题目是我国刚竣工的水利枢纽工程。（1）明确毕业设计的性质、目的、任务和要求。（2）熟悉原始资料，弄清枢纽设计任务；按设计要求分析资料；注意资料的可靠性和合理性，了解资料的用处和用法；（3）从工程的具体条件出发，应用最新科学技术成就进行设计，如期全面完成设计任务并争取做到重点深入；（4）设计方案应根据已知资料中的地形、地址、水文气象等提出方案，进行定性分析，充分论证后选择较优方案；根据坝型定性分析选择其他建筑物形式作必须的计算；根据各建筑物形式组成几个枢纽布置方案，定性分析选择一个合理方案；（5）对主要建筑物应作得较详细，对其中个别部分可达到施工阶段的要求；对其他建筑物（如河岸洪道、隧洞、电站厂房、泄水底孔）等的设计，视其情况，由指导教师酌情增减；（6）学生在完成所规定的阶段设计内容后，应随即提出自己的设计成果。A 设计图4-6张图是设计者的语言，是毕业设计的主要成果之一，要求表达内容和绘制图正确，图面(饱满没有多余的空幅、没有重复的构造、图幅布局合理、主次分明、大图应有标题)、比例适当、尺寸齐全、绘制清晰、图面整洁和有必要的注释和说明）。B 设计说明书和计算书设计说明书也是毕业设计的主要成果。要求：内容（按设计规定）齐全、论点正确、论据可靠、结论明确；章节分明、条理清楚。语言精练、字迹工整；既要有计算参数、公式、结果，又要有对计算结果的分析论证和结论；此外还需注意适当地使用插图和附表。说明书标题应分明、标点正确、首部应有目录、页数应有统一编号。可列表表示成果。计算书也是设计重要成果，应和说明书分开编写，也应章节分明、条理清楚，每项计算应有草图、计算公式、数据、计算过程和成果、供计算的曲线、不便列入说明书的布图等可列入计算书。二、枢纽概况及工程目的XX水库位于河北省青龙县与卢龙县交界处（见位置图）。控制流域面积5060平方公里，占全流域的80。青龙河是滦河较大支流之一，水量充沛，但年内及年际的水量分配极不均匀，必须兴建大型的控制工程进行调节。丰富的水资源方可得到充分地利用。水库主要任务是调节水量。供秦皇岛市和港口码头、钢铁基地及滦河下游地区农业用水，结合引水发电、水面养殖、洪水错峰等。可得到综合利用的效果。供水原则是：在满足城市生活、工业用水的同时，对农业也给以一定的重视。特别是移民迁建灌区用水应优先保证，其次是在现有灌区用水及潘家口、大黑丁两座水库的配套灌区，新增灌区要安排在缺乏地下水的滨海地区。枢纽工程在三个坝段选择了二条坝线，二种坝型。I83坝线采用混凝土重力坝。红层坝线采用当地材料坝。枢纽建筑物包括主坝、泄水建筑物及电站等。根据本工程的规模及其在国民经济中的作用，按水电部制定的SDJ1278设计标准。水库枢纽工程属大（一）型。主要建筑物按一级设计，辅助建筑物按三级，临时建筑物按四级设计。三、设计基本资料 参见附录一四、设计任务和基本要求 （一）设计任务：1.本次设计针对枢纽工程的三个坝址段选择合理的坝址段。2.根据地质、地形条件和枢纽建筑物的作用进行坝线、坝型的选择。枢纽布置方案比较通过初步分析和计算，选定枢纽布置方案。并绘制枢纽平面布置及上游立视图。3.坝工设计。内容包括：拟定挡水坝剖面，稳定应力分析等（非溢流坝稳定分析必做，溢流坝分析选作），并绘制设计图纸。4. 进行细部构造设计和地基处理设计。包括：标号分区、分缝、止水、廊道、排水及坝基开挖、清理、灌浆、断层破碎带处理等，并绘制有关设计图。（二）设计基本要求：1.设计者必须发挥独立思考能力，创造性的完成设计任务。在设计中应遵循技术规范，尽量采用国内外的先进技术与经验。2.设计者对待设计、计算、绘图等工作，应具有严肃认真一丝不苟的工作作风，以使设计成果达到较高水平，并从中得到锻练。3.设计者必须充分重视和熟悉原始资料，明确设计任务，在规定的时间内圆满完成要求的设计内容。4.成果包括:设计说明书、计算书一份（可合为一本），图纸5张。附录一XX水库I83坝线重力坝方案设计基本资料一、水文分析1.年径流：青龙河流域水量丰沛，是滦河流域水源蕴藏量较大的一条支流。年径流由年降雨产生。年径流在地区与时间上的分布与年降水基本一致。年径流在年际间变化悬殊。XX实测资料19561982年27年资料中，丰水年1977年达21.34亿立米。枯水年1981年仅1.667亿立米，相差19.37亿立米，约合12.8倍。且丰、枯水年连续发生。多年平均年径流量为9.6亿立米。2.洪水：青龙河洪水由于暴雨形成。本地区暴雨历时短、强度大、地面坡度陡，洪峰陡涨陡落。一次洪水历时一般为35天。流域南部位于燕山山脉东侧的暴雨中心地带，因此洪水具有峰高量大的特点。本流域洪水多发生在七、八两月，出现在七月的占34%，出现在八月的占66%。XX多年平均69月洪量占年径流量的70%左右，三天洪量占六天洪量的70%以上,大水年尤为集中。如1962年最大六天洪量占年径流量达70%。流域内洪水地区分布主要在土门子以下。以土门与XX19711977年同期系列统计。土门子XX区间洪量占XX以上洪量60%以上，而其面积占XX以上总面积的42%。由频率分析法求得：洪水计算成果表项 目洪峰流量（秒立米）洪 量（亿立米）24小时三天六天三十天特征值均 值20001.42.22.85.37CV1.351.351.351.251.0CS/CV2.52.52.52.52.5频率(%)0.013204022.4335.2439.9655.400.022960020.7532.6536.9051.500.12248015.7424.7328.3440.500.21968013.7821.6524.9236.200.51600011.2317.6020.4130.401132809.3014.5017.1426.102106807.4811.7513.9221.70573605.158.109.8016.201050003.505.506.8312.102029202.043.214.178.18XX水库坝址以上不同频率设计洪水过程线 时 间 不同频率(%)流量(秒立米)月日时 0.020.12510724229468034823782962419741721800550500252230019001050800630426872035120090074064466337915001100891876225773275018901220101086782303920270018001213131994647403260217014143481086751703560237016141281070051003510234018131629984475032702180201132385764080281018702297517386352024201610248923675832202210147026283996362303020001390477405862279019201280 时 间不同频率(%)流量(秒立米)月日时0.020.12510766895522224801710114086845518424701700113010684551842470170011301226800195809518591037901428400218001050070004700162940022400106507320494018296002248001068073605000202930022200106507330495022290002160010450725048802428500200009850688045802722052017600895060004100421540152007700520037006180601280062004450300031458010400485036002460101110080003400254017701250003800190014501030时 间不同频率(%)流量(秒立米)月日时0.020.1251071434202885140010007001631632470115085061018291123401050800590202890221010007505602227582189950730550242604208092072654028225521960910722535424511933900718530623091820900714528822141722890710526102145167688570652412203016358807025221420161550875698520161926152787069451718182714638656905152018181433860686513 续 表时 间不同频率(%)流量(秒立米)月日时0.020.125107221723140485568251024168913778506785082921655137184667450541622132684367050361616128184066650081567123583666249710151612298336584951214551170830654493141379114482665049016134811438236464881812901095820642486201260106981663848322122910438136344802411981017810631478302116899180662847541138965803625473时 间不同频率(%)流量(秒立米)月日时0.020.1251061107939800622470810959307966184681010839307936154661210729107906124641410619007856094621610538947806064601811079397756034582010619007706004553、泥沙：青龙河流域植被较好，泥沙来源在地区上分布和洪水在地区上的分布是一致的。主要是土门子到XX区间，其间来沙量约占XX以上总输沙量的60%70%。本地区泥沙在年内分配比径流更集中。汛期输沙量占年输量的95%以下，而汛期沙量又都集中在几次大洪水。年际之间沙量变化悬殊。由统计分析得知，XX站多年平均输沙量为386万吨，多平平均侵蚀模数为762吨平方公里，多年平均含沙量为4.0公斤立方米。从泥沙的组成情况来看，泥沙颗粒较粗，中值粒径为0.075毫米，淤沙浮容重0.9吨立米，内摩擦角为12度。二、气象条件：全流域属于季风大陆性气候，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，年平均降水量约700毫米，且多集中在夏季七、八两月。流域多年平均气温为摄氏10oC左右，日温度变化较大。离坝址较近的迁安站实测最高气温39 oC（青龙站）。全年无霜期约180天，结冰期约120天，河道一般12月封冻，次年3月上旬解冻，冰厚为040.6米，岸边可达1米。多年平均最大风速为23.7米秒，水库吹程为3公里。三、工程地质1.区域地质XX水库库区属中高山区，构造剥蚀地形。青龙河在本区内河曲发育，侧蚀能力较强，沿河形成不对称河谷，由于构造运动影响，河流不断下切，于堆积岸形成阶地，侵蚀岸形成陡崖，组成本区地层的有：太古界、下元古界、震旦系、朱罗系及火成岩侵入体和第四纪等。其中分布最广的为震旦系地层。其中以太古界、震旦系、朱罗系三者与工程关系密切，为库区的主要岩层。2.地质构造与地震XX水库处于燕山沉降带的中部。地质构造复杂。全区地震频繁，特别是坝址区南段尤为突出。库区及其周边控制性的断层有秦皇岛建昌营和滦南卢龙断裂。秦皇岛建昌营大断裂层深大断裂，在坝址下游小暖泉村穿过青龙河，沿线有泉群出现。从控制泉群、控制地貌及岩相作用分析，列为活动性断裂较合适。滦南卢龙断裂（又称桃园断裂）。该断层向北东方向延伸，在距XX库区67公里处尖灭。属第四纪以来活动性较强的断裂。唐山地震以后，沿该断层时有余震发生。上述二条活动性断裂在三坝段以西5公里处汇而不交。按断层交汇部分易发震的原则，这种汇而不交是值得注意的。近期坝址地区未发生大于4级以上地震，邻区地震活动有一定影响。1983年8月河北省地震局在XX水库工程地震基本烈度鉴定书中确定，一、二坝段位于北区，属相对稳定区，基本烈度为6度，三坝段位于区，基本烈度为7度。邻区强震的影响，烈度量高可达67度。3.库区工程地质条件库区左岸非可溶性岩层广泛分布，其中主要由娟云母千枚岩。石英沙岩，砂质页岩等组成。透水性较小，也没有发现勾通库内外的大断层。因此，在非可溶性岩层分布区，没能向库外渗漏的可能性。库区可溶性岩层分布于青龙间右岸。从隔水层的分布、岩溶的发育情况以及地貌水文地质条件的分析，水库蓄水以后，向邻谷沙河渗漏的可能性也是不大的。青龙河与邻谷沙河之间分布有大面积的石英斑岩，斑状花岗岩及火成岩的侵入体，组成了相对隔水层，不利于地下水的活动。经过对库内断层，灰岩地区的勘探分析，水库向外流域及下游漏水的可能性很小。库区内岩层抗压强度较高，抗风化能力较强，未发现可能发生塌滑的岩体，库岸基本上是稳定的。库区内未发现有开采价值的矿藏，不存在对库周边产生的浸没问题。4.坝址坝线工程地质条件坝段内出露的断裂构造如F103、F105、F108、F112、F114、F117、F122等大小断层共十余条，断层走向以北西为主，北东者少，多为高角度正断或平移正断层有：(1) F103断层，产状走向近BW，倾向N，倾角4050逆断层。大红峪组第三段砾岩被切割。下盘有牵引褶曲，破碎带宽约1020米。出露于83坝线右岸上游约150200米，宽约1020米。(2) F105断层，产状走向NW310o、倾角80 o90 o为平移断层。水平断距400米，两侧岩石破碎严重、无胶结现象，出露于I83坝线石岸坝头附近。(3) F105断层，产状走向NW345o、倾向NE、倾角56o逆断层。由大红峪组第一段薄层板岩、石英砂岩逆于大红峪第二段中厚石英砂岩之上。破碎带宽约6.0米、未见胶结现象。其中夹有30厘米厚的断层泥。断层两盘岩石影响带宽10.4米。在上盘薄层板岩夹石英沙岩中有牵引褶曲。岩层有直立或倒转现象，具有强烈挤压特征。(4)根据坝址两岸构造，地层岩性出露分析，推测河床中可能有顺河断层通过。原因一是两岸出露的断裂构造均未过河，如F103断层走向近东西，规模较大，左岸无迹象。二是地层出露两岸高程有明显差异。I83坝线主要工程地质条件如下：地形地貌构造剥蚀中低山地形，不对称“U”型峡谷，右岸较陡，左岸坡缓，阶地不发育。坝线长480米覆盖层河床57米砂石层，左岸山麓堆积31.0米。地层岩性震旦系大红峪组第一、二段，为中厚层石英砂岩与板号互层。岩层产状层面倾向上游。软弱夹层据平洞、竖井资料，右岸有软弱夹层13条，系顺层夹泥。左岸顺层夹泥6条，切层泥3条。建议磨擦系数f0.20.24。风化情况弱风化下限、河床1028米深(高程左边75米，右边55米)。左岸弱风下限为115105米高程，右岸为12090。地质构造右岸小断层67条：左岸F122断层一条。构造简单，基本地震裂度为6度。岩层透水层坝基下部80100米深的范围内W值均大于0.02升分米，均需灌浆处理。岩 溶I83坝线上游2公里处，马圈子电站附近见溶洞。稳定性右坝肩上、下游存在I、II号不稳定岩体。岩石力学指标石英砂岩单块岩石室内指标：抗压强度134338mpa.弹性模量E50010000mpa.泊桑比0.110.13。各岩层层面磨擦系数的估计建议值：(1)石英砂岩层面磨擦系数为0.600.65(2)板岩层面磨擦系数为0.40.45(3)层面夹泥膜磨擦系数为0.30.35(4)切层泥层磨擦系数为0.20.24四、当地建筑材料天然建筑材料分布于坝址区上、下游河滩及两岸阶地。其中土料场主要有庄窝、土台子等七处。地下水位以上储量为1183.44万立米。砂砾卵石料场主要有南杖子、XX等八处。地下水位以上储量为1088.95万立米，全部储量有待进一步探查。各料场材料的物理性质，试验指标等基本满足技术要求，可作大坝混凝土骨料及供围堰方量。如采用当地材料方案，其粘性土料的储量足以满足施工要求。五、交通条件对外交通计划从京秦路大横河站接轨至工地。改建和新建滦县经迁安、滦县经卢龙到达工地的公路。坝顶无交通要求。六、施工条件采用低围堰、底孔导流、分期施工的导流方法进行施工。各项施工辅助企业、仓库及生活等临建设布置在坝址下游两岸。混凝土骨料取自下游料场。施工用电由刘田庄引接。七、效益（以1984年价格水平及费用标准计算）水库建成以后，除了满足秦皇岛市、冀东钢铁基地及农业用水外，还可获得发电、防洪、养鱼等效益，总效益是显著的。(1)灌溉效益灌溉效益分析成果表项 目旱地灌溉旱改水稻垦荒水稻灌区不灌产值差(元/亩)162.0354.2412.0分摊系