面板堆石坝毕业设计说明书

四川大学毕业设计本科毕业设计手册铁木顺昌滩水利枢纽工程设计(堆石坝方案)水电学院专业贸易学生姓名学业成绩教师2013年6月7日顺昌滩水利枢纽设计(堆石坝方案)摘要：顺昌潭枢纽位于顺河中游。它是一座以灌溉为主要功能、以发电为主要功能的综合利用水库。水库正常蓄水位469.50米，灌溉面积8万多亩，电站装机容量4000千瓦。设计内容分为四个部分：水文水力计算、坝型论证与选择、深化细部设计和初步施工设计。通过水文和水力计算，确定工程等级为三级。主体建筑等级为三级，二级建筑等级为四级，泄洪方式为明溢洪道(5孔)。通过坝型比较，从顺昌滩水利枢纽的地形条件和工程地质角度，选择了堆石坝和重力坝两种方案。通过调洪计算得到特征水位，进而确定坝顶高程。根据设计规范和已建工程经验，完成枢纽布置、坝体结构设计和排水结构设计。通过对两种方案工程量的比较和综合分析，最终选择了堆石坝方案。参照现有工程，对堆石坝的周边缝、垂直缝和止水结构进行了详细设计。施工初步设计确定导流标准和设计流程，选择导流方案，确定导流建筑物的类型和位置。设计成果包括手册、计算书和6张图纸。关键词：混凝土面板堆石坝、顺昌滩水利工程、水文水力计算、枢纽布置、深化详细设计、施工初步设计；主要工程特性参数表一个工程等级三级中等二水文学的1使用水文系列的年数(年)222最大峰值流量(m3/s)16003设计洪水标准/流量(m3/s)p=1%/23414检查洪水标准/流量(m3/s)p=0.05%/3234三蓄水池1检查洪水水位(米)471.712设计洪水位(米)469.753正常水位(米)469.504洪水前水位(米)461.505死水水位(米)442.006总存储容量(10，000 m3)4240四建筑物1最大坝高(米)52.72坝顶长度(m)3463上游坡度比/下游坡度比1:1.4/1:1.54坝顶宽度(m)65面板厚度(m)0.36前束宽度/前束厚度(m)5/0.47周边缝止水型止水铜片，国标填料内容1以前为11.1面板堆石坝1的开发1.2面板堆石坝1的主要特征1.2.1面板堆石坝具有良好的抗滑稳定性11.2.2堆石坝具有良好的渗流稳定性21.2.3面板堆石坝具有良好的抗震性能21.3本次设计的主要研究内容、思路和方法21.3.1主要研究内容21.3.2主要研究思路和方法32项目概述42.1枢纽位置和任务42.2地形条件42.3工程地质和水文地质42.4水文气象学52.4.1水文特征5气象特征2.4.3沉积物状况62.5施工条件62.5.1建材62.5.2交通和施工现场63水文和水力计算73.1工程等级和建筑等级73.1.1项目规模和类别73.1.2水工建筑物8级3.1.3洪水标准93.2水文计算93.2.1洪水过程线推导方法93.2.1洪水过程线推导过程103.3水利计算113.3.1泄洪方式的选择113.3.2泄洪建筑物11的孔口尺寸3.3.3洪水路线114枢纽布置和坝型论证164.1枢轴按钮164.1.1中心16分配的任务4.1.2枢纽布局原则164.1.3枢纽建筑的组成164.2坝型17的选择5面板堆石坝18的设计5.1坝顶高程设计185.2顶部结构185.3上游和下游坝坡195.4大坝建筑材料和大坝隔墙195.5混凝土面板设计215.5.1面板厚度215.5.2面板分割215.5.3面板混凝土设计和钢筋225.6趾板设计225.6.1趾板23的布局5.6.2趾板结构设计235.6.3趾板23的分割和加固5.7溢洪道设计245.7.1导流渠245.7.2控制段245.7.3排水槽设计255.7.4消能防冲设计第27节5.8施工初步设计275.8.1分流标准275.8.2分流模式296重力坝设计316.1第31节设计6.1.1截面设计原则316.1.2重力坝基本剖面图316.1.3重力坝的实际剖面316.1.4波峰标高316.1.3波峰宽度336.1.4非溢流坝最大坝高33段6.2非溢流坝段33的稳定性分析6.2.1重力坝稳定性分析的目的336.2.2负载组合346.2.3抗沿坝基面滑动的稳定性分析346.3溢流坝段36的设计6.3.1溢流坝36的工作特点及设计要点6.3.2溢流坝剖面设计376.3.3溢流坝41段稳定性分析7方案比较428面板堆石坝深度设计438.1趾板基础438.2止水设计44参考文献45结论46三四川大学毕业设计1以前的声明1.1面板堆石坝的发展从公元前200多年的四川都江堰水利枢纽到现代水利枢纽，堆石坝以“充分利用当地自然资源，适应不同地质条件，施工方法相对简单”而闻名。长期以来，堆石体主要采用堆石或高处抛掷的方式施工，辅以压水压实，如四川狮子滩水电站大坝。自20世纪60年代以来，坝体填石已被薄层填筑和碾压所取代。混凝土面板堆石坝发展最快，其中著名的有墨西哥的187米的阿瓜尔帕大坝和中国的178米的天生桥一级大坝。中国的混凝土面板堆石坝起步较晚。1982年，第一座混凝土面板堆石坝高亚坝(Kokoya Dam)建成，面板为方形，高41.5米，但应用良好。在中国的156座面板堆石坝中，233米的水布垭大坝已建成最高的大坝。在我国混凝土面板堆石坝的发展过程中，形成了以下特点：严格的渗流控制；混凝土面板堆石坝渗透流量小，减少混凝土面板堆石坝裂缝；施工设备的持续改进；止水材料的发展；建立具有中国特色的导流设计；碾压砂浆护坡；堆石坝的预沉降时间。“八五”期间，我国解决了高堆石坝的几个关键技术问题。如高堆石坝技术优化设计软件系统；宽级配砾石土作为高堆石坝防渗体成套技术：混凝土面板防火措施及接缝密封结构的合理形式；土工离心模型试验技术：堆石坝坝体填石供应规划模拟软件系统和填筑压实质量无损检测技术；在堆石坝材料方面，我国在采用宽级配土作为防渗材料方面也取得了显著进展。例如，在四川省大渡河上坡沟水电站中，来自附近堆场的宽级配砾石土被用作防渗材料。此外，我国在混凝土面板施工技术和高层复合坝离心模型试验研究方面也取得了一定的成果。在国外研究方面，巴西的伊塔大坝引进了一种改进的混凝土路缘石碾压机，这种碾压机可以降低成本并加快混凝土板浇筑的堆石表面铺设速度。各国相互学习，共同推动堆石坝向前发展。1.2混凝土面板堆石坝的主要特点1.2.1面板堆石坝具有良好的抗滑稳定性从面板坝的结构分析来看，坝体堆石均位于面板下游，水荷载作用在面板上。整个堆石体的重量和面板上部的水重都在抵抗水荷载引起的水平推力。水荷载的水平推力约为堆石体和部分水重量的七分之一，水荷载的合力沿坝轴线上传至基础，有利于坝体的稳定。另一方面，分层压实堆石体具有较高的密实度，从而提高堆石体的抗剪强度。此外，堆石体具有良好的透水性，大坝堆石体几乎不受渗透力的影响。大多数已建的面板坝堆石填筑一般采用“占用法”，即在铺筑层上卸料，然后用推土机向卸料方向推平。此时，大石块落在每层的底部，而小石块和细料留在每层的上部，填充填石的表面坑洼和空隙。每层石头被分开形成分层堆石。分层堆石不仅表面平整，有利于施工，而且透水性更好，因为水平方向比垂直方向更容易渗透过堆石体，使堆石体不被水饱和，施工时浇筑前面板不被坝体堵塞，可以增强坝体的稳定性。分层堆石体振动压实后，由于石块之间的相互挤压，石块紧密接触，形成框架，承受堆石体的重量。构成框架的堆石材料之间的接触面积很小，导致高接触应力，这导致对时间的巨大摩擦阻力，并防止框架中的任何岩石相对于其周围岩石进行相对运动。保持岩块稳定的摩擦阻力远大于渗流作用下孔隙中水流动的阻力。即使存在于堆石体孔隙中但不参与骨架形成的小石块、细颗粒和类土碎屑也可能被渗流带走，但不会造成额外沉降。这种细小的碎屑被水流带走，泥水暂时从下游坝趾渗出，但很快就会清理干净。这表明大坝堆石体在渗流作用下能够保持良好的稳定性。1.2.3面板堆石坝具有良好的抗震性能面板坝在抗震方面具有很高的安全性。这是因为：面板堆石坝具有良好的排水性能。整个堆石体一般处于无水状态。地震不可能形成孔隙水压力。因此，堆石体强度没有降低的趋势，不会导致堆石体水化和坝坡失稳。由于堆石体已被压实至密实状态，地震只能引起坝体的轻微变形。(2)几次地震后，混凝土面板坝也会产生裂缝，导致漏水量增加。但是，这种漏水不会威胁到坝体的整体稳定性，因为通过面板裂缝的漏水由于垫层的反滤作用很容易控制，因此可以安全地穿过堆石体。1.3本次设计的主要研究内容、思路和方法1.3.1主要研究内容(1)了解和熟悉tan水利工程的基础资料，并借阅相关文件；(2)水文水力计算：确定枢纽的等级、建筑等级和洪水标准，计算并绘制洪水过程线、水库特征水位和特征高程。(3)枢纽布置：进行枢纽布置和坝型论证，确定坝体和排水结构的位置，并在地形图上绘制枢纽布置方案草图；(4)深度细部设计：精心设计堆石坝趾板、周边缝、垂直缝和止水结构；(5)施工设计：导流截流方法及导流截流结构的初步施工。1.3.2主要研究思路和方法首先，根据给定的数据和国家标准，确定枢纽等级、建筑等级和防洪标准。通过水文和水力计算，推导出设计和校核两种工况下的洪水过程线。该程序用于洪水调节计算，以确定水库的各种特征水位、泄洪方案和泄洪建筑物的尺寸。然后，通过仔细研究基础工程数据，包括地形条件、工程地质和水文地质、水文气象、大坝施工材料和坝址施工条件，对本项目选择的堆石坝进行论证。然后，根据规范和已建工程，确定主体建筑的截面形式和具体位置。其次，通过阅读教材和咨询指导老师，对坝体和溢洪道进行了细致深入的设计，并对大坝进行了稳定渗流分析。最后，参考国内外同类工程，进行了大坝的初步施工设计。它是m顺谈畅水利枢纽位于顺河中游，距谭佳场0.5公里。距白龙县20公里，距全明镇10公里。所有的道路都是相连的。顺谈畅枢纽是一座以灌溉为主要功能、以发电为主要功能的综合水库。该项目建成后，可向下游灌溉8万多亩土地。电站装机容量为4000千瓦，电能主要为附近城镇的工农业和农村产品加工业提供能源。2.2地形条件顺河发源于南岭山脉的南侧。这条河的上游有陡峭的山和陡峭的河床。中游就像谭家场上方的区域。尽管这座山雄伟壮观，但它相对开放，与上游相比，河床坡度明显减小。有小的河湾，这是水库的主要储存区。谭家场以下河段地形明显开阔，左岸较陡，右岸较平缓，是农田的主要分布区。枢纽坝址处的河谷呈U形。谷底宽约30m，海拔470米处宽约300米，两侧不对称。在右岸海拔431米处，有一个宽约10米、长约40米的第一级阶地。河床左岸平均坡度为30，右岸平均坡度为23。主河道向左岸倾斜，但流经谭家场后向右岸倾斜，导致右岸出现陡坡，左岸出现冲积平台。在坝址上游的左右岸，有一个小的丘陵弯曲地形，在下游，在谭家场附近有一个大的冲积地形。详见地形图。由于坝址段地形条件的限制，坝轴线只能在小范围内变化。2.3工程地质和水文地质经区域地质构造调查分析，库区出露地层主要为下白垩统地层和中生界上侏罗统砂泥岩互层。砂岩中节理裂隙较发育，但无大的断裂构造切割，库岸稳定，地下水主要供应给水库，邻近河谷及下游无渗漏问题。根据省地震局的有关资料和中国地震烈度区划图的综合分析，该地区的地震活动相对较弱且相对稳