鲤鱼塘水库水工设计

第0页共49页鲤鱼塘水库水工设计目录第一部分说明书01第一章鲤鱼塘水库水工设计基本资料08第二章主要建筑物形式选择和枢纽不置14第一节确定枢纽的组成建筑物、确定工程的等别、建筑物的级别第二节坝址的选择14第三节坝轴线的选择16第四节选择坝型及其它主要建筑物形式16第五节研究和拟定枢纽布置的可能方案18第三章非溢流坝剖面设计19第四章溢流坝剖面设计22第一节溢流坝空口尺寸设计26第二节溢流坝剖面图26第三节消能方式的选择27第四节闸门型式、尺寸及启闭机设备的选择28第五章坝基处理设计29第六章坝体构造设计32第七章取水建筑物的设计37第1页共49页第八章底孔坝段设计38第二部分计算书第一章非溢流坝剖面设计40第一节确定坝体的主要尺寸1、基本资料402、坝体剖面尺寸拟定403、坝体稳定分析42第二节坝体荷载组合、稳定分析1、设计洪水位未计入扬压力的情况422、设计洪水位计入扬压力的情况423、校核洪水位未计入扬压力的情况424、坝基面边缘应力计算44第二章溢流坝剖面设计第一节溢流坝堰顶高程的确定1、下泄流量452、单宽流量的选择453、溢流坝总长度的确定454、堰顶高程的确定45第二节溢流坝剖面形式的选择1、确定堰面曲线46参考文献47第2页共49页水工毕业设计指导书一、毕业设计的性质和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、毕业设计的任务1、内容（1）弄清枢纽任务，分析原始资料；（2）主要建筑物形式选择（重点是大坝）和枢纽布置；（3）主要建筑物设计及细部构造。2、要求（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）坝型选择应从实际出发提出方案，进行定性分析，充分论证后选择较优方案；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、涵管、灌溉进水闸、电站厂房、船闸）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。3、设计成果（1）设计大图图是设计者的语言，是毕业设计的主要成果之一，规定用铅笔绘制，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。第3页共49页（2）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）充实、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。计算书也是设计的重要成果，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。三、毕业设计的时段划分及时间安排按教学计划的规定毕业设计为期8周。每个学生应在规定的时间内完成规定的内容，在开始时明确毕业设计这一教学环节的性质、目的、任务外，还应作好准备工作，加强计划性，力争高质量完成设计。安排计划时可参考下表。阶段序号设计内容时间分配（周）1了解设计任务、熟悉、分析资料052主要建筑物型式和选择枢纽布局103非溢流坝段设计204溢流坝段设计105细部构造设计、基础处理设计106绘图、整理说明书107写答辩稿、准备答辩及毕业答辩10合计75说明1、每周按五个工作日计算2、各阶段的说明书和说明书附图、附表、设计图的底图应在所属阶段完成。四、设计程序和各阶段的主要内容及要求毕业设计可分为四个阶段，各阶段的内容和要求如下1、阶段了解任务书和熟悉、分析原始资料本阶段的目的在于全面了解设计指导书、认识设计题目的现实意义，熟悉河流的一般自然地理条件，枢纽坝址的水文气象特性，枢纽及水库（有的工程未给出）的地形和地质条件，以及了解当地的建筑材料、对外交通、规划数据、动力供应等有关的基本资料，只有认真熟悉、透彻分析、熟练掌握资料，才能从实际出发，正确选择建筑物形式，进行枢纽布置和建筑设计，所以编写说明书基本资料一章不是简单地抄写或摘录资料。应该把必需用的资料整理到说明书中去，了解每一项资料在设计中的用处和用法，考查资料的精度和合理性。通过熟悉和分析资料，达到对所设计的工程有一个全面的概念。初步掌握自然条件和规划资料中对水工和施工设计有较大影响的主要因素和关键问题。为以后的深入设计和应用资料打下扎实基础，如发现资料不足可由指导教师或征得指导教师同意后予以补充。2、阶段主要建筑物形式选择和枢纽布置本阶段的主要任务是决定主要建筑物形式和枢纽布置方案，是河川枢纽工程设计工第4页共49页作中的一项重要工作。这项设计工作决定了整个工程的经济特性和合理性，影响工程经济效益、运行安全可靠性；同时，此项设计又是一项比较复杂的工作，涉及很多因素和问题，需要广泛的理论知识和时间经验。因此，在设计中应贯彻正确的设计思想和善于综合各方面的知识，用技术经济比较的方法较好的解决这些实际问题，设计的主要内容包括（1）确定枢纽的组成建筑物，确定工程的等别、建筑物的级别；（2）坝轴线选择（原则明确、分析具体）；（3）选择坝型及其它主要建筑物可能型式（有原则、有分析、有结论）；（4）研究和拟定枢纽布置的可能方案，以定性的方式通过分析论证将明确不合适的建筑物型式和枢纽布置方案予以淘汰，从而选用经深入比较的建筑物型式和总体布置方案，根据原则结合实际，具体分析得出明确的选定方案；3、阶段主要建筑物设计主要建筑物包括挡水、泄水、专门建筑物等，它们是设计的重点内容，每个学生必须进行一种主要建筑物的全面设计。要求深广度举例如下【1】挡水建筑物毕业设计代做平台580毕业设计网是专业代做团队也有大量毕业设计成品提供参考WWWBYSJ580COMQQ3449649974重力坝（含支墩坝）A、通过定性分析论证，进一步选择坝体的结构型式（如选用实体重力坝，宽缝重力坝，梯形重力坝，大头坝等）B、确定大坝的主要尺寸以最大坝高断面为代表，计算坝顶高程，拟定坝顶宽度和上下游起坡点与坡度；同时拟定坝身排水，坝基灌浆帷幕和排水孔幕，基面排水等；C、作用于坝体上的荷载与组合（各种组合均算）D、坝体稳定分析确定正常与非常情况下的荷载组合，进行坝体稳定计算；E、坝体边缘应力计算对最大坝高断面进行上游变坡点截面，建基面进行各种情况的边缘应力计算；F、坝内应力计算进行坝基面、上下游折坡点三个断面的坝内应力计算，画出应力图；G、对稳定、应力进行判别，若不满足要求，则应提出改进措施（不另进行计算）；H、设计溢流坝坝剖面选择HD、选择堰面曲线，选择消能方式，拟定消能工尺寸，并进行必需的水力学计算，布置闸口启闭机，拟定通气孔和充水阀尺寸等。I、取水建筑物设计泄水口型式、尺寸拟定、管道布置、闸门启闭机，通气孔与充水阀等。J、坝体构造设计包括坝体分缝（横、纵缝型式，横、纵缝构造）廊道系统与坝身止水；坝体对材料的要求与混凝土标号分区；坝顶构造；连接段设计；K、地基处理包括基础开挖和形状要求，基础灌浆和排水，两岸连接段和其它特殊地基处理等。L、底孔坝段设计包括底板高程，孔口尺寸，溢流面曲线，闸门型式，起闭方式第5页共49页等。上述设计内容能用图（大图、附图）表示的必须用图表示。、拱坝A、通过分析论证进一步选择拱坝的结构型式，但毕业设计以选取等厚对称拱坝为宜。B、拱坝布置大中型工程采用优化设计，毕业设计限于时间采用参照类似工程拟定。拱坝布置主要拟定拱冠梁断面尺寸，拱圈参数。进行平面布置，得出一个满足稳定应力等安全要求，连续光滑，经济合理，便于施工的平面布置图。拱冠梁断面尺寸包括坝顶高程、坝顶宽度、坝底宽度和上下游坝面曲线；拱圈参数主要拟定15个（按高程均分）水平拱圈的厚度、中心角和半径；根据拱冠梁断面和拱圈尺寸进行平面布置，要求坝南曲线连续光滑、坝与地基接触面连续光滑，倒悬度满足要求（也可采用施工措施解决）。要注意拱坝结构应有利于坝身其它结构布置。C、作用于坝体的荷载与其组合应注意考虑温升、温降问题，要注意扬压力与止排水的关系。D、荷载分配用径向变位协调原理分配荷载。可电算也可手算，计算时应分别考虑温降、温升两种情况，在计算前必须把荷载分配和变位调整搞清楚。E、悬臂梁和拱圈应力计算计算设计情况下拱坝应力。对拱冠梁计算各共轭点处（即拱冠梁与水平拱交点处）应力；对水平拱圈应计算拱冠、拱座处应力；对应力成果应进行判别（是拱、梁分别应力还是总应力呢）；若应力不满足允许应力要求，应提出改善措施。F、根据拱、梁应力计算情况，计算设计情况下的岸坡稳定（注意温升或温降）；先作局部稳定校核，若不满足要求，则进行整体稳定分析。G、拱坝的泄水建筑物设计，水电站建筑物设计，细部构造设计，地基处理设计等内容参考重力坝设计提纲。在设计时必须注意异同点。、土石坝A、通过定性分析论证，进一步选择坝的结构型式（如塑性心墙坝、斜墙坝、斜心墙坝、混合坝和刚性防渗体坝等）。B、拟定最大坝断面（作为代表性典型剖面），包括坝顶高程和坝顶宽度，坝体上下游变坡高程，马路宽度和坝面坡度；防渗体高程顶宽、坡度和地基接触长度与结构；排水设备的型式与尺寸等。C、作出正常运用情况下渗透计算，包括浸润线、渗透流量、渗透变形和渗透力等；校核只计算浸润线，是否计算上游水位骤降的浸润线，指导教师视不同学生酌情确定。D、稳定分析对均质坝只计算最大坝高断面稳定渗流期整个下游坡的稳定分析，且必须算出最小稳定安全系数。第6页共49页心墙坝视材料算出上游或下游最大坝高边坡的最小稳定安全系数。斜墙坝必须算出上游水位处于危险水位最大坝高断面整个坝坡的稳定最小安全系数。其它情况是否计算由指导教师决定。E、坝体构造设计包括坝顶（含防渗墙）、过度层和反滤层、坝身和边坡排水、上下游护坡等。F、地基处理包括开挖高程、形状要求、防渗处理、软弱夹层或破碎带处理、两岸连接或与其建筑物的连接等。、泄水建筑物、泄水隧洞A、进一步选择泄洪隧洞型式（有压或无压）；B、确定进口高程、考虑隧洞用途、各有关水位、冰冻、泥沙、闸门和启闭机的重量，隧洞长短等因素决定进口高程。C、首部建筑物型式，考虑河岸岩石特征、地形、施工条件及建筑物结构特性等因素，以论证方式选择首部建筑物的型式；选择检修门的位置、型式及相应的启闭机械；拟定进口段型式等，并进行隧洞平面和剖面布置。D、拟定细部构造，如灌浆孔布置、分缝、排水等。E、荷载及荷载组合要求能正确进行荷载分析与组合，特别注意F、K、地下水位等的影响。F、结构计算与配筋本应计算各种荷载组合情况下各代表性隧洞断面和各种构造影响的断面，由于时间关系，仅计算各种荷载情况下一个洞身断面的内力与配筋，并画出配筋图。G、稳定分析本应计算出出口洞脸岩体的稳定性，这次不作计算，但需定性分析。H、选择消能方式，拟定尺寸。若不作结构计算则必须详细设计消能工。I、构造与处理设计主要是防渗、排水和通过软弱夹层等构造破碎的结构设计。对于次要建筑物主要在选定型式，拟定尺寸。、溢洪道A、定性分析进一步选择溢洪道型式（正槽式、侧槽式、井式、虹吸式等）。B、溢洪道布置包括平面和剖面C、进行水力学计算D、结构计算与配筋E、细部构造设计F、地基处理设计、水闸第7页共49页A、定性分析选择闸型B、作好水闸布置（包括纵剖后）C、进行水里学计算，包括水量、消能防冲等D、结构设计与配筋E、细部构造F、地基处理4、阶段编写设计说明书、计算书，绘制设计图五、注意事项1、毕业设计式在指导教师的指导下，由学生独立进行的设计工作。因此，要注意培养学生独立工作能力，启发创造精神。2、为了保证按时完成任务，学生应根据自己的设计题目了解各阶段的设计内容和各部分的比重，结合自己的实际情况，参考建议的时间分配表，制定出整个设计计划和分阶段计划。如延误时间自己设法弥补，不允许推迟送交成果。3、在各阶段设计开始时，学生应了解本阶段的设计任务和要求详细考虑进行的步骤和方法，再拟出设计提纲，然后开始设计工作。4、学生设计一律在设计室进行，并按规定时间工作。5、教师的指导工作按规定时间在设计室进行，并事先应有充分的准备，指导教师的指导工作包括布置任务、审定补充资料、辅导答疑、审查成果、评定成绩等。辅导时一般由学生汇报设计情况、计划完成情况、存在问题以及下一步工作设想，再由指导教师进行指导，介绍参考资料启发学生思考，指出解决问题的道径，回答技术疑难问题，提出建议等。学生不能请教师代作决定、代为计算，依靠教师进行数字校核等。学生对教师指出的问题必须经过自己的消化思考变成自己的成果，设计者对自己的成果负责。6、在设计中，不但要正确选用计算方法和计算公式，而且还应注意计算情况、参数选用成果判别和改善措施，不但要注意计算方法的有关问题，而且还注意选型、布置、构造、处理等方面的设计，后者往往更重要，在一定程度讲，计算只起校核作用。7、不允许请人代作或互相抄袭，如发现上述情况，取消双方毕业设计资格，设计成绩以零分计。8、教师每周或每单元对学生时间成果抽查12次，每阶段全面审查一次。9、所发给的原始资料、图纸、指示书，学生要负责保存，不能遗失，设计结束时，必须全部随成果交回。【2】10、设计、绘图中规定毕业设计论文代做平台580毕业设计网是专业代做团队也有大量毕业设计成品提供参考WWWBYSJ580COMQQ3449649974单位长度公里（KM）；米（M）；厘米（CM）；毫米（MM）重量吨（T）；公斤（KG）时间秒（S）第8页共49页组合单位应力（KPA，MPA）图幅采用1号图幅，高宽526744（MM），左边框25MM，右、上、下边框10MM，根据需要也可采用其它标准图幅。图例采用工程制图教材上图例图题如下图（长度单位厘米）三峡电力职业学院水力枢纽水工专业评阅教师指导教师枢纽布置总图答疑教师设计制图比例尺寸单位答疑教师班级日期图号鲤鱼塘水库水工设计基本资料第一部分自然条件鲤鱼塘水库水工设计基本资料1、流域概况和工程任务桃溪河位于重庆市开县境内，地处大巴山南鹿的长江三峡区段内，在东经1080810823，北纬31083130之间，属小江水系南河的支流，发源于开县梓潼乡北关村峭壁梁，河流呈南北向，东临小江正源东河，西北面与渠河水系前河相接。上游支流发育，主源麻柳河自北向南流经鹿垌、麻柳，于三溪口纳入紫水河、马场河后始称桃溪河，再经正坝、桃溪、双柏、镇安镇注入南河，河流全长65KM，流域面积5923KM2，平均坡降116。桃溪河流域地势北高南底，属中底山侵蚀剥蚀地貌，山岭大致呈西南东北向，河流横切山脉穿行而出，山峰一般海拔高程800M1200M，个别高达1400M。正坝上游属山区，两岸山峰林立，河谷深切，基岩裸露，滩多流急，多跌坎，沿河岸耕地相对较少，植被覆盖尚良好；正坝以下为桃溪河的中下游地带，属中低山地貌，以烈马山为代表，其海拔高程约500M800M；在下游河谷逐渐开阔系丘陵地貌，两岸一级阶地发育，间有灌木丛林和低矮林木分布，此地段也是农作物种植区，植被常遭破坏，水土流失较为严重。鲤鱼塘工程坝址位于三溪口下游约15KM处的小黑滩，下距正坝镇约5KM，控制集水面积2358KM2，坝址以上河长318KM，河道平均坡降123。1994年10月为鲤鱼塘工程设立正坝专用站，观测水位；1995年2月开始测流，控制集水面积238KM2。2、气象资料桃溪河流域属亚热带湿润季风气候区。具有冬暖夏热干燥，秋绵雨夏秋短的特点，多年平均气温186，极端最高气温42，极端最低气温45。流域内降雨量充沛，流域多年平均降雨量1400MM左右，坝址以上流域平均年降雨量14049MM，降雨强第9页共49页度由南西向北东递增，暴雨中心常出现在上游梓潼乡一带，是雨量的最高值区，多年平均降雨量高达1600MM1800MM。正坝以上19681998年月、年平均降雨量见表。正坝以上流域月、年平均降雨量表各月平均降雨量表（MM）一二三四五六七八九十十一十二年平均降雨量（MM）231243611109317001789241617431903117858626314049流域降雨量大部分集中在410月份，约占全年降雨量的841，尤以7月份最为集中，且降雨强度大，是流域大暴雨的多发季节。鲤鱼塘水库水工设计基本资料1、地形地貌工程位于大巴山东段，地形相对高差2001000M，多属强烈切割之中低山区，桃溪河从北向南流经本地区，河道弯曲，河谷多狭窄。受岩性、构造控制，区内地貌内型可分为侵蚀堆积地貌，构造剥蚀地貌和岩溶地貌三种。2、地层岩性工程区出露地层主要有第四系、侏罗系、三迭系和二迭系。仅北东禺分布有志留系、奥陶系、寒武系及震旦系。3、地质构造及区域构造稳定性工程区所处大地构造单元为四川沉降带之川东褶皱带北东端或称扬子准地台中部，四川台坳东段，区内构造以褶皱为主，其轴线多呈向北西突出的弧形，总体走向为北东向或北东东向。主要褶皱有平楼山向斜、温泉井背斜、长店坊向斜、马槽坝背斜、开县向斜，回龙阁背斜、假角山向斜、假角山背斜及渠马河向斜等。正坝断裂为区内主要断裂构造，发育于温泉井背斜近核部，延伸长约40KM，产状7080/NW4080，最大断面距400余米，影响范围宽达5080余米。其北侧有2条与之平行的断裂，倾角6070，倾向NW，破碎带宽27M，总体产状特征与岩层一致，为压扭性。本区北东禺发育数条北西向逆断层，距拟建工程甚远。本地区地震基本烈度小于度。鲤鱼塘水库水工设计基本资料鲤鱼塘水库在三溪口以上有麻柳河、紫水河和马场河三条支流，正常蓄水位450M时，三条支库回水长分别为95KM、46KM和43KM；三溪口以下为桃溪河，该库段长约16KM。库区河谷深切，河道弯曲，河床宽1030M，两岸坡角300500，局部形成陡崖，沿河谷凸岸分布有级阶地，除紫水河支库库尾的上坝、下坝及近坝库段的里坝有80250M宽的级阶地外，其余的阶地规模均较小。库区在构造上处于温泉井背斜北西翼，平楼山向斜南东翼，岩层为单斜，走向近东西，倾向北，倾角50410。无大的断裂构造通过，裂隙多闭合，连通性较差，构造较为简单。水库封闭条件好，蓄水后不会产生永久性渗漏问题。第10页共49页库岸多为岩质边坡，稳定性较好。鲤鱼塘水库水工设计基本资料1、坝址地形地貌坝址处河道顺直，河流流向为SE1600，平水期水面高程3550036200M，水面宽1020M，河床覆盖层03M，河谷宽3550M，正常蓄水位45000M时，谷宽222285M。河谷形态为不对称“V”型横向谷，左岸坡角600700，基岩裸露，右岸坡角350500，有第四系堆积物分布，厚15M。两岸山体雄厚，左岸完整，无次级冲沟，右岸发育4条冲沟。2、坝址地质构造1）褶皱坝址区位于温泉井背斜北西翼，单斜岩层，倾向上游，除受构造和蠕变影响，岩层在局部有所弯曲外，总体产状稳定，为700800/NW220320。2）断层坝址区断裂构造发育程度较低，已查明的6条断层中，F3和F4稍大，F1、F2、F5及F6规模均较小。3）层间错动破碎带坝址区岩性具有软硬相间的特征，在构造影响下形成了一系列层间错动剪碎带，按其发育特征，可分为两种类型其一发育在灰黑色坦质页岩中，表现为岩层顺走向产生揉皱和剪断，岩块面上可见磨光镜面和擦痕，沿其上、下界面断续夹泥，一般厚15MM，局部厚达1CM，坝址区共发育4条；其二沿砂岩与泥岩接触面发育，一般呈灰色，由岩屑夹泥或泥夹岩屑组成，见擦痕，部分为方解石细脉充填。近地表多已风化呈黄褐色泥状，亦称泥化夹层，厚02CM10CM,最大厚度逾1M。根据平硐勘探资料，坝址区发育频率平均越1条/64M，其中JC4、JC5、JC7规模较大，通过对PD25发育的JC7取样分析，他们多属于岩屑夹泥型或泥夹岩屑型。4）节理裂隙坝址区节理裂隙较为发育，按其产状特征可以划分为三组走向278，倾向NE，倾角4578，按其与岩层产状的关系特征，亦称反倾向节理，多平直、闭合，少数近地表部位稍有张开，并充填次生泥。在砂岩中，其发育间隔一般为075M157M，最少038M，在泥质岩中，其发育间隔一般为003M140M，最小001M。走向340350，倾向SW，倾角6080，多平直、闭合，近地表部分有所张开，并有次生泥充填。其发育间距一般为07M130M，平均08M。走向7085，倾向SE，倾角3050，主要发育于坝址区下段，亦为反倾向节理。鲤鱼塘水库水工设计基本资料1、土料产地位于小黑滩坝址上游1014KM的里坝级阶地上，地面高程在37000M38400M之间，高出平水期河水面411M，体积046万M3，土料仅用于围第11页共49页堰防渗料及趾板上游防渗铺盖，所需量较少，料场施工场地宽阔，运距短，开采条件好。2、堆石料观音滩料场位于坝址下游左岸3438KM，地貌上呈一走向NE60NE80之条形山脊。储量60766万M3，料场施工场地开阔，并有简易公路直通坝址，开采及运输条件较好。牛背脊料场位于坝址区，地形上呈一走向近东西的条形山脊，脊部高程4440045800M，储量为2966万M3，距坝轴线仅300M，与主体工程又互不干扰。3、人工骨料料场位于坝址下游左岸48之烈马山，地面高程3230052450M，储量70764万M3,料场地形宽缓，施工场地开阔，适于布置加工系统及堆料物，而且已有简易公路通往坝址，运输条件较好。4、天然沙砾料料场位于开县城关，即汉丰镇，南河与东河交汇处，地面高程1592016782M，储量16900万M3，地形平坦，交通便利，现有公路均可直通各渠系建筑物场地，采运条件良好。第二部分工程任务与设计依据鲤鱼塘水库工程的开发任务是以农业灌溉、开县新城供水为主，兼有发电等综合利用，为安置三峡水库移民创造有利条件。水库正常蓄水位450M，水库相应库容9826万M3，校核洪水位45179M，总库容为10420万M3。水库灌溉面积2428万亩，城镇年毛供水量5314万M3，坝后跌水电站总装机容量15万KW。工程属等大（2）型水利工程。主要建筑物级别大坝和泄水建筑物为2级建筑物，引水隧洞、电站厂房为3级建筑物，灌溉、供水建筑物中的总干渠、东河、南河分干渠及临江支渠为4级建筑物，其它渠系为5级建筑物，临时建筑物为4级建筑物。洪水标准挡水和泄水建筑物设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准1000年一遇。一、坝址水文、气象特征值多年平均气温186极端最高气温42极端最低气温45坝址多年平均降雨量1424MM多年平均风速08M/S最大风速24M/S多年平均最大风速135M/S坝址多年平均最大流量528M3/S坝址多年平均径流量166亿M3第12页共49页多年平均输沙量4502万T多年平均含沙量226KG/M3二、各频率设计洪水的洪峰流量表频率P0050113351020洪峰流量QMM3/S258024001759141712991088870一日洪量W1万M37607701350834167369230802449三日洪量W2万M38883828362265118474140633361三、水利动能主要指标正常蓄水位45000M死水位40500M装机容量（坝后电站/跌水电站）6000/9000KW机组台数（坝后电站/跌水电站）3/3台单机容量（坝后电站/跌水电站）2000/3000KW最大发电量（坝后电站/跌水电站）134/124M3/S多年平均发电量（坝后电站/跌水电站）1991/2935万KWH年利用小时数（坝后电站/跌水电站）3330/3262H四、水位、库容及流量1、坝址水位流量关系曲线表水位H（M）35433543355356357358359流量Q（M3/S）00176095205898204368水位H（M）360361362363364365流量Q（M3/S）58583210951392172521002、排沙放空泄量与库水位关系表上游水位（M）45182450324500043900420004000039525394203930039203910流量（M3/S）175241732217278157111255079676414453727391491527备注校核洪水位设计洪水位正常洪水位溢洪道堰顶电站上取水口电站下取水口3、特征水位、相应库容及泄量正常蓄水位450M正常蓄水位以下库容9826万M3设计洪水位45028M第13页共49页设计洪水位时泄量1320M3/S相应下游水位36276M校核洪水位45179M总库容10420万M3校核洪水位时泄量1570M3/S相应下游水位36353M死水位40500M死库容1540万M3水库坝前淤沙高程（50年/100年）38994/40190M水库最大吹程09KM五、地基特性及设计参数1、地震烈度坝区地震基本烈度6度地震设防烈度6度2、材料容重水10G/CM3混凝土24G/CM3钢筋混凝土25G/CM3碾压混凝土235G/CM3淤沙浮容重12G/CM33、岩石物理力学特性汇总表抗剪强度抗剪断强度岩石/岩石混凝土/岩石岩性风化程度FCMPAFCMPAFCMPA变形模量GPA泊松比容许承载力MPA微新071010120810081006081002340砂岩弱风化066070251520微新0600081006080709040740281015粉砂弱风化1803008泥质微新04055003060250503505502050720030430608第14页共49页弱风化0506层间错动带0304005010微新065010025灰岩弱风化060070274、抗滑稳定安全系数建基面基本组合K105，K30特殊组合K10，K25坝基深层基本组合K30特殊组合K30六、水电站1、坝后电站采用一条长518686M，直径22M的主引水压力钢管自坝前取水，在主厂房前分岔成三根直径12M的支管，3台2000KW的卧轴水轮发电机,主厂房地面高程3759M。2、跌水电站采用一条长1795M，直径30M的主引水钢管前池取水，在主厂房前分岔成三根直径12M的岔管，3台3000KW的卧轴水轮发电机,主厂房地面高程27796M。第二章主要建筑物形式选择和枢纽布置第一节确定枢纽的组成建筑物、确定工程的等别、建筑物的级别枢纽组成；本工程以农业灌溉，开县供水为主，兼有发电等综合利用，因此可确定其组成建筑物包括；坝顶高程4525M的重力坝，用以拦河挡水，形成9823M3的库容；河床坝段溢洪道，担负宣泄水库多余洪水的任务；左岸排沙防空洞，在枢纽运行期间用以排除内部分泥沙，延长水库寿命；引水隧洞，输水管道用以发电，灌溉。工程级别及建筑物级别；根据我国原水利电力部颁发的规范水利水电枢纽工程等级划分及设计标准规定，本工程为级大型水利工程。其中大坝和泄水建筑物为2级建筑物，引水隧洞，电站厂房为3级建筑物灌溉，供水建筑物和临时建筑物为4级建筑物第二节坝址的选择一、坝址地形，地址条件第15页共49页鲤鱼塘水库坝段选择在桃溪河的三溪口下游约15KM的小黑滩，下距正坝镇约5KM，控制集水面积2358KM2，坝址以上河长318KM，河道平均坡降123。鲤鱼塘坝段从上到下初选九道拐、小黑滩、大黑滩三处坝址进行比较，从地形地质条件、水库水质以及工程技术经济等条件看，大黑滩坝址存在库水污染及工程量增加等缺陷予放弃，故本阶段的主要勘探工作和技术经济分析工作重点放在九道拐坝址和小黑滩坝址，其各自的地形地质情况，建筑材料，施工条件简述如下；1、地形地址情况1）九道拐坝址位位于三溪口下游11KM，桃溪河在该坝址处的河道顺直，河流流向为SE160，平水期水面高程3550036200M，水面宽1020M，河床覆盖层03M，河谷宽3550M，正常蓄水位4500M时，谷宽222285M。河谷形态为不对称“V”型横向谷，左岸坡角6070，基岩裸露，右岸坡脚3550，有第四系堆积物分布，厚15M。两岸山体雄厚，无次级冲沟，右岸发育4条冲沟。河床覆盖层厚03M，左岸岸坡覆盖层厚06M，地表覆盖有滑坡堆积物，方量约为15万M3，右岸基岩裸露良好。本坝址出露地层主要为粉沙质泥岩夹长石英砂岩，岩性较软弱，强度低。左岸强风化层厚度为715M，弱风化层厚1520M，河床部位强风化厚36M，弱风化层厚05M，右岸强风化层厚610M，弱风化层厚1216M。坝址处为单斜岩层，构造简单，断层不发育，仅沿较硬岩层接触面发育一些层间错带。坝址上游左岸约500M处有一方量约为1035万M3的滑坡。岸体透水性地址构造和风化程度有关两岸地下水位分水岭均高于正常蓄水位，岩石透水率Q。2）、小黑滩坝址位于九道拐下游500M处，桃溪河出九道拐后河流流向NW340SE160该坝址河道岸貌然顺直，岸坡左陡右缓，河谷形态为不对称“V”型横向谷。两岸山体完整，雄厚，左岸呈一陡崖状，坡脚6070，山顶高程563804M，最大坡高约208M，右岸地形稍缓，坡脚为3050，部分地段分布有残积物及崩积物。河谷宽约50M，正常水位355362M，水面宽1020M,当正常蓄水位4500M，河谷宽222285M。河床为第四系冲洪积漂卵砾石夹砂，结构较松散，覆盖层厚03M。左岸基岩裸露，右岸除局部地段覆盖层有15M的碎石块夹粘性土外，大部分岸坡基岩裸露。该坝址地基岩石为砂岩，粉砂储存器及泥质岩、夹页岩。河床部位强风化层厚05M，弱风化层厚213M，左岸强风化层厚0174M，弱风化层厚263M，右岸强风化层厚013M，弱风化层厚234M。坝址区断层发育程度较低，以查明的6条断层中，F3和F4规模大，F1、F2、F5及F6规模均较小。F3断层位于坝址的下段牛脊背石板河一带，F4断层位于坝轴线下游约30M，距河床趾板线约170M，该断层走向近东西，倾向北西，倾角2040，破碎带宽度215M，在河谷左岸坡脚处露宽度最大，向两延伸，渐趋渐灭。破碎带由岩页粉砂岩及岩碎块组成。坝基岩软硬相间，沿页岩发育有一系列层间错动破碎带（JC），其中JC1最大，贯穿左右岸，在河床坝基处与F4汇合后，总出露宽度约为15M，趾板范围内坝基岩石中砂岩占3184，粉砂岩占3685,泥质岩占3131。第16页共49页地下水位在高程450M以上，埋深较深，在高程450M以下埋深较浅，两岸虽存在较单薄的河间地块，但地下水位分水岭均高于正常蓄水位450M。岩石透水率Q30100是级配良好的土料，其压实性能好，可以得到较大的干容重、叫大的抗剪强度；50抗渗标号S4S6S8S10S123）、抗冻性混凝土的抗冻性系指在饱和状态下能经受多次冻融循环作用而不破坏，不严重降低强度的性能。通常以抗冻标号表示，根据混凝土试件在28天龄期所能承受的最大冻融循环次数分为六种标号，其选择标准参见下表水位涨落区的外部混凝土冻融循环次数工作条件气候条件50水位涨落区以上的外部混凝土寒冷气候D50D150D50严寒气候D150D200D1004）、抗磨性系指混凝土抵抗高速水流或挟砂水流的冲刷和磨损性能。对于由抗磨要求的混凝土，采用高标号硅酸盐水泥或硅酸盐大坝水泥所拌制的高标号混凝土，其抗压强度不应低于C20号，且要求骨料质地坚硬，施工振捣密实以提高混凝土的耐磨性能。、5）、抗侵蚀性大坝混凝土可能遭受环境水中某些物质的化学作用，引起寝室破坏。首先应对环境水质分析，其结果如提出抗侵蚀性要求时，应选择恰当的水泥品种，并尽量提高混凝土的密实性。此外，水泥硬化过程所产生的水化热时引起温度裂缝一个重要原因，所以大坝混凝土应具有低热性，一般可采用发热量较低的水泥，并尽量减少水泥用量。为了使混凝土具有小干缩性，避免收缩应力引起的裂缝，除尽量减少水量外，应加强混凝土的养护。为了节约水泥用量，改善混凝土性能，加快施工速度，降低工程造价，在混凝土中可掺入粉煤灰或外加剂。3、坝体混凝土的选择鲤鱼塘水库多年平均气温186，极端最低气温为45，不用考虑混凝土的防冻要求，上游水位和下游水位以下混凝土要求有较高的防渗能力，抗压水渗透能力。为方便施工以及满足坝体英里控制要求，本工程采用的混凝土如下区采用15，、区采用C20,区采用C10，区采用C35第七章取水建筑物的设计一、进水口位置及高程的确定取水建筑物进水位置据地形、地质条件、水位变幅等综合考虑因素确定。尽量使进第37页共49页水口水流平顺、对称、无回流和漩涡、不出现淤积、不聚集污物，正常进水。其高程布置在尽可能出现的最低水位以下，淹没深度不产生漏斗状吸气漩涡。二、进水口的轮廓尺寸1有压进水口的构造进水口断面为矩形，进水段的上唇曲线采用椭圆，以使进水顺畅。进口段底板为水平，进水口两侧边墙以圆弧连接。闸门段体形主要由闸门，门槽型式及受力条件而定，一般为矩形断面。闸门段进水断面为引水断面为引水道德11倍左右，其宽度等于或略小于引水道直径，高度等于或略大于引水道直径。渐变段式矩形闸门段到圆形隧洞的过度段。通常采用圆角过度，圆角半径R可按直线规律变化。渐变段长度可取隧洞直径1520倍。2、有压进水口轮廓尺寸的拟定闸门段高度略高于隧洞直径，宽度略小于引水隧洞直径，净水面积一般为隧洞的11倍左右。闸门段长度由闸门需要确定。本工程闸门段高度选22米，宽度选22米。三、管道布置本工程属水头较高，管道较长的引水式水电，为节省管材、降低造价，对厂房内机组供水，正向引近正向进水方式。压力管道向厂方内机组供水方式，一般有单独供水、联合供水、斜向引近分组供水，引近方式常有正向引近，侧面引近，斜面引近。进水方式有正向进水，斜向进水。四、闸门及启闭机设备为了控制水头，进水口设置闸门，闸门有工作闸门和检修闸门。工作闸门的作用是当引水道或机组发生事故时进行紧急关闭，防止事故扩大，引水道检修时也常用工作闸门堵水。检修闸门的作用时检修工作闸门及其门槽时堵水。本工程工作闸门采用平板门，应在动水中快速关闭，静水中开启。其后设旁通管及平压阀，启闭设备采用固定式启闭机，检修闸门静水启闭，采用移动式启闭机。进水口工作闸门之后需设通气孔，用来在关闭闸门时向引水管输入空气，以填补流走水量形成的空间，从而防止引水管道发生真空时失稳；而当引水道冲水时，它又起排气作用。冲水时排气，闸门为前止水时，可以利用启闭闸门的竖井补气或排气，勿需设置专门的通气孔。充水阀的作用是在工作闸门开启前向引水管道充水，使闸门上、下游水压力基本平衡，闸门在静水中开启，坝式进水口常设旁通管，旁通管的进、出口布置在工作闸门的上、下游侧，用充水阀控制。对于布置旁道管有困难的进水口，可以考虑在工作闸门上设置充水闸门，利用吊杆启闭，开启时先将吊杆提升一段距离，打开充水阀，此时闸门本体不动，待充水完毕，再继续提升吊杆开启闸门本体。关闭闸门时，吊杆在自重及充水阀的作用下下压，充水阀关闭。六、拦污设备进水口拦污栅成倾斜布置，倾斜72，每块栅片宽为24M，高为3M，拦污栅顶部高出死水位405M。第38页共49页第八章底孔坝段设计一、底边高程的确定本工程淤沙高程为4019M，因此本工程可能进水口底板高程为4020M。底孔坝段进水口置于大坝上游左岸坡，为岸塔式进水口，内设拦污栅。事故检修闸门，底板高程为4020M。孔水断面进水口采用椭圆曲线。工作闸门采用半径为65M的弧形闸门，检修闸门采用平板门。计算书第一章非溢流坝剖面设计第一节坝体主要尺寸一、基本资料上游下游正常蓄水位450M设计洪水位45018M36276M校核洪水位45179M36353M死水位40500M水库坝前淤积高程（50100）389944019多年平均最大风速135MS河床覆盖层03M二、坝体剖面尺寸拟定重力坝的基本断面一般是指在水压力（水位与坝顶平齐）、自重和扬压力等主要荷载作用下，满足稳定、强度要求的最小三角形断面。满足强度要求的适用剖面不是简单的三角形。因此，还要考虑其他荷载和运行条件从而对基本剖面进行修改，使其成为符合实际的使用剖面。1、坝顶高程的确定1）正常蓄水位VF135M/SD09KM波浪高度H12HL0016624125091/3086M波浪长度LL104（HL）08922M波浪中心线到静水面的高度HZ314（HL）2/L025M查表HC05M第39页共49页坝顶高程45024745247M2校核洪水位波浪高度H2HL00166（135）125091/3041M波浪长度LL104（HL）0851M波浪中心线到静水面的高度HZ314（HL）2/L01M查表HC04MH0820104132M坝顶高程4517901324531M对于H1、HZ的计算，正常和校核时应采用不同的计算风速值。坝顶高程选取两者中的较大值4531M2、坝顶宽度为满足设备布置、运行、交通、施工工作的需要。费溢流坝段坝顶宽度一般可取坝高的810,并不小于2M,工程考虑交通要求坝顶宽度9901109M3、剖面形状上游坝坡采用折坡，起点选在1/3坝高处，高程为3541333871M以下采用102的坡度下游坡在4378M高程以上为铅直面。以下为108的斜坡，根据地质情况设置帷幕和排水孔。如下图确定坝体的剖面为坝基面荷载分布图第40页共49页三、坝体稳定分析抗剪强度公式KFWU/P抗剪断公式KSFWUCA/P沿坝基面的抗滑稳定性分析1、基本组合正常蓄水位H1959H2866KFWU/P065（765304）103/4892103101KSFWUCA/097613103071006/48921032842、特殊组合校核洪水位H19769H2943KFWU/P065（766704）103/5059103098KSFWUCA/097627103071006/5059103275通过坝基面抗滑稳定性分析，从中可以分析了解大坝抗滑稳定的一个安全储备重力坝设计规范规定一般重力坝设计抗滑稳定系数应在允许值范围内同时可以进行坝基抗滑稳定性工程措施注计算数据见附表第二节坝体边缘应力计算坝基面边缘应力计算分析（一）（1）设计洪水位未计入扬压力的情况第41页共49页1、水平截面上的边缘正应力YU和YDYUW/B6M/B2930985/76648617115/762720KPAYDW/B6M/B2930985/76648617115/7621730KPAW为计算截面上全部荷载铅直分力总和，M为计算截面上荷载对垂直水流流向形心轴的力矩总和，B为计算截面的长度。2、上、下游边缘剪应力U和DU（PUYU）N8030172002166KPAPU为上游面水压力的强度，N为上游坝坡坡率。DYDPDM17309260711462KPAPD为下游面水压力的强度，M为下游坝坡坡率。3、水平正应力XU和XDXUPUUN80301166027997KPAXDPDDM92611462078949KPA4、主应力1U和1D1U1N2YUPUN2100472080310047167KPA1D1M2YDPDM210491730926049（2）设计洪水位计入扬压力的情况1、水平截面上的边缘正应力YUW/B6M/B2697839/7667561608/7621325KPAYDW/B6M/B2697839/7667561608/7621703KPAW为计算截面上全部荷载铅直分力总和，M为计算截面上荷载对垂直水流流向形心轴的力矩总和，B为计算截面的长度。2剪应力UYUN132502265KPAPU为上游面水压力的强度，N为上游坝坡坡率。DYDPAPD为下游面水压力的强度，M为下游坝坡坡率。3、水平正应力XUN2YU004132553KPAXDM2YD04917038345KPA第42页共49页4、主应力1U1N2YU10413251375KPA1D1M2YD149170325375KPA二1校核洪水位未计入扬压力的情况1、水平截面上的边缘正应力YU和YDYUW/B6M/B2932568/766534403/762672KPAYDW/B6M/B2932568/766534403/7621782KPAW为计算截面上全部荷载铅直分力总和，M为计算截面上荷载对垂直水流流向形心轴的力矩总和，B为计算截面的长度。2、上、下游边缘剪应力U和DU（PUYU）N81746720229KPAPU为上游面水压力的强度，N为上游坝坡坡率。DYDPDM178210030711772KPAPD为下游面水压力的强度，M为下游坝坡坡率。3、水平正应力XU和XDXUPUUN817429028116KPAXDPDDM1003117720792434KPA4、主应力1U和1D1U1N2YUPUN2100467281740046662KPA1D1M2YDPDM21049178210030492606KPA（2）校核洪水位计入扬压力的情况1、水平截面上的边缘正应力YUW/B6M/B269041/766806674/76270KPAYDW/B6M/B269041/766806674/7621746KPAW为计算截面上全部荷载铅直分力总和，M为计算截面上荷载对垂直水流流向形心轴的力矩总和，B为计算截面的长度。2剪应力UYUN700214KPA第43页共49页PU为上游面水压力的强度，N为上游坝坡坡率。DYDM1746071222KPAPD为下游面水压力的强度，M为下游坝坡坡率。3、水平正应力XUN2YU0047028KPAXDM2YD04917468555KP4、主应力1U1N2YU10470728KPA1D1M2YD1491703260154KPA第二章溢流坝的剖面设计第一节溢流坝堰顶高程的确定一、下泄流量设计洪水位时流量Q1320M3/S，校核洪水位时流量Q1570M3/S。二、单宽流量的选择一般来说，当河谷狭窄、基岩坚硬，且下游水深较大时，可选用较大的单宽流量，以减少溢流前缘的宽度，便于枢纽布置，当河床基岩软弱或存在地质构造等缺陷时，宜选用较小Q值。对软弱坚硬、完整的基岩取Q100150M3/（SM）。本工程取Q