毕 业 设 计 说 明书－新设

（土石坝工程设计说明书）指导教师：学生：学号：云南省广播电视大学理工学院二00七年十月三十日目录偶一陪.杰积工程概章况抢市地4迈二鹅.副悄基本资削料坑宗倾4承－乐8刃三、工程等别记及建筑物级别辫革8丸四、设计及校渠核洪水位结让8-9羽五、坝型选择卷及枢纽布置疼顺9予六、大坝设计世群9-11沿七、土料设计柏统11-15睡八、渗流计算缺汇15-16更九、稳定计算段歼16透参考文献群荡17附件：涝枢纽平面布置晨图大坝横断面图前言秒抚邻为了巩固和加她深我们对所学殊各门课程的基听本理论和专业广知识，通过实悔际工程的设计果，从而达到较垦全面、系统地疤巩固、充实、韵提高所学的基抹础理论和专业贝知识，培养我遍们应用所学的晌理论知识解决翻实际问题的能宽力，并初步掌颤握进行水利枢写纽设计的原则造，方法和步骤罚。为了检验我赤们对所学各门萍课程基础理论波及应用能力，缸学校根据教学判计划安排了这鸭次毕业设计。巧此次毕业设计贫我们设计的题结目是土石坝设酿计。这是一个要较净肠系统，应用知债识面较广的题指目。我们一定怜竭尽所些能霉,热用所学的专业搏知识做好此次拒设计，为今后紫的工作打下坚摔实的基础。由具于这次设计时满间紧任务重，呢在设计中难免什有不周的地方撒，请各位老师观及专家给予提素出、指正、共照同探讨。谢谢！一工程概况校本设计对象为吗西南某山区水溉库，水库控制容径流面积野31.7km敬2梳，总库容鸡：半1237.沫9捷万缩m连3震，兴利库容笨：赏878.宫9章万翻m小3屈。主要开发目抚标为：灌溉、塑供水及防洪，日对该地区的生索产环境和经济鹰发展有很大的轮促进作用。二、基本资料筑（一）地震烈魔度口蝶工程设计烈度互为七度。乖（二）水文气菊象条置件储卫1拐、水库主要水纷文数据表裂水库特征水位晋，见表。猛水位、库容特健征值稍表抓株隙想项目勇库水厉位锈(盒m)泼相应库化容计绕(婶万骄m做3你)谢最大下泄流浸量椅(废m3/s)超校核洪哭水阿(p=痒0.1%)令2162.4象9雁1237.9元108.3撤设计洪安水评(p=踏2%)季2160.9挂0烘71.5两拦洪渡汛水齐位单(际p=5%)锦2131.2鼓5贺186.0冠37.2浊防洪限制水位灯2158.9装8宅正常水位兔2158.9粘8挥1037.6物3却死水位猾2129.6铁8知158.73冻枯期洪水情(般p=10%)页2122.0胳72.99习5.262、气象条件胞（断1陡）工程所在地拴属亚热带和温针带，为半温，典半干燥气候过潜度带，主要气蜻候特征：干湿话分明抄。摸5钩－迅1骗0疮月份降水量占闻年降水量股的岸8饿0睬％，多年平均伶降水量溉903.8m默m染，多年平均蒸葱发量稼2123.2寻mm陕，多年平均气途温梁16.阴3算℃沟，实测最高盐35.佳6业℃柄,蚀最低葱-6.南0牙℃朗。肺（甲2考）风速与吹程延多年平均最大炊风速意20m兼/饭s持（库面徒10m海高），风向垂岭直坝轴线，吹踢程肝1.5km考。耳（三）坝址地衬形、地质与河释床覆盖条件1、地形地貌欠坝址基本对称埋的孙“竹U盏”母型谷，左岸地连形坡度男为悲35邪°择左右的陡坡，杨地表残坡积层藏覆盖；河床宽柜约距146m溉，为冲洪积覆柳盖，右岸地形眼坡度抬为擦38石°蛛左右的陡岸，货地表为残坡积帝覆盖，其下伏结峨嵋山组玄武端岩。2、地质岩性疮（姜1栽）大坝工程地恐质条件辟左岸主要分布吧二叠统峨嵋山嫩玄武岩，其岩夹性为：上部为纺强风化玄武岩弃，厚度淡为螺20.4妄值～拢愤35m浓，下部为弱风锐化玄武岩。拦右岸：岩性与炉左岸相同，残垂坡积层厚川3m亦，强风化层厚哲43m秆，下部为弱风皂化，该顽岸怖19宋汁～榨36m焦为断层。鸣锹叫河床由上而下从分布有庭：我①击粉质粘土、粉死土，含少量砾船石，厚傲度浇0.翠9窄～董1.3m吩，分布河床表纱层，为高液限悦粉土砾躺；持②我由玄武岩和少墨量石英砂岩砾迁石组成的砂砾沙石层，厚播度浪11.彼7听～表15.0m壮；市③歉含砾石粉质粘勉土、粉质土砾饲，厚枣度文1.牧4飞～睛2.8m即。涝汗不存在砂土液铺化问题宗。贷④惕强风化玄武岩铺。睛（四）建筑材报料概况隔1伯、土料（防渗坛料）：在水库铸区均有土料分屿布，各指标能撑满足防渗土料竹质量要求。物乌理、力学指标湿见北表疲3蒙。茶粘土料物理、描力学性指饭标幼患扰松扰表豪3楚土料试验成果颤评价及参数建呜议气值爬扛表磨6-1晶2罗、风化石渣禁料特符石渣料场均为息玄武岩，质地阴坚硬，厚度大趴且稳定，分布桂面十分广泛，抱无用盖层薄，莲不夹无用层，贪受地下水影响痕小，易开采。弄石渣料的不均漆匀系档数舞C逮＝宏7柳0替，曲率系浅数戒C教＝凶2.9植6土，属良好级配留的砾。小骑于晋5mm驻的细粒含量舅为尖12.7红%企。符合细粒含泻量小索于齐2嚷0屠％的技术要求惠，平均最大干财密度为狸2.03g厘/cm废3掉，平均孔隙率筹为锄29.救3熟％，符合孔隙宇率小崖于怠3罚0散％的质量要求描，比重醉为矛2.8渗7榨。平均渗透系奖数吩7.58×1悦0膛-2浩cm需/s极,胶符合碾压后大么于恋1×10说-3奴cm牵/缓s凳的技术要求。举浸水饱和后进兄行直剪试验，件测得内摩擦喘角最φ戚=50°5疮7锯′诞，内聚袄力叼C=50.7锁5KP依a渴，符合坝壳妄料仍φ而大宏于厘3峰0够度的质量要求掌。耐其储量与质量泄可满足设计要茎求。字石碴料物理力闻学指标见眉表淡4雨石碴料物理力捆学指标狡表穿剃振愿表绩4氏野外编号潮碴蚊1秩碴前2宅碴者3沿三组算术平均盖比重个2.87孝2.87误2.87赌2.87篇击庄实试验穿层翠数节×绪击数殿2×70月2×70恋2×70速2×70怒总功无能寸(称kgf-cm或/cm熟2嫂)钳863kJ/爪m扬3拒最大干密与度热(瞎g/cm渣3渡)赖2.06露2.00苗2.02酒2.03宅最优含水榆量销(捧g/cm严3固)碍3.0验2.94杯2.77逐2.90定孔隙薯比悉e门0.393寺0.435绝0.421卵0.416略相对密度实验懂最小干密赛度名γ筹min(g关/cm肺3汗)权1.71壳1.69并1.70未1.70倘最大干密严度壁γ袋max(g辟/cm球3猎)沙2.19染2.21惨2.20答2.20荒最大孔隙雅比蛾ε休max矮0.678酬0.698房0.688谱0.688传最小孔隙慢比拴ε枯min答0.311撑0.311鸦0.300映0.307斗直接快剪粘φ糊51°2廊5慌′贿50°3秧3排′财50°5惩4慕′追50°5棕7绍′苍C使（蝶kP粘a言）忍40.27令56.75盘55.22尺50.75闻渗透系辈数臭K猜（冶cm/甜s头）将6.08×1援0仪-2误8.41×1艳0祸-2嫂8.26×1也0戚-2米7.58×1近0胃-2铅3状、堆石料、砂屑料时有现成采石场耍，岩性为二叠披系下统阳新组拜灰岩，岩石质芽地坚硬，质纯告，厚度稳定，梨储量满足设计准用量要求，工半程区及附近无赔天然砂料，采末用石料场石料纤轧制人工砂。5、其它资料原1柏：躺100显0下库区地形图一告张；榆1助：杀50昆0邮坝轴渗透剖面县及地质剖面图凯一张；韵三袍、丢工程等别及建虾筑物级别航根据基本资料演和替《水电枢纽工粥程等级划分及技设计安全标准译》直DL51配8结0休—坚—骄2003,煤经综合分析确编定呢该水库少工程级别鸡为惊Ⅲ孕退等，属中等工古程，其主要建迷筑物武为绢3补级，次要建筑死物榨为让4歉级。毯防洪标准榴按旅5炎0鄙年一遇洪水设往计，规1蚁0俯0对年一遇洪水校许核；筋四、绒设计及校核洪晕水位架根据基本资料桑可知：汗水位、库容特鞋征值巨表项迈驱恢项目伟库水戴位敌(玉m)所相应库件容偿挡(如万如m全3题)王最大下泄流痒量掉(范m3/s)傲校核洪鞭水瞒(p=掠0.1%)够2162.4备9响1237.9磁108.3寨设计洪化水猛漏(巨p=2%)寇2160.9姜0仇71.5种拦洪渡汛水蹲位关(嘉p=5%)场2131.2猫5期186.0南37.2破防洪限制水位烟2158.9拥8方正常水位凭2158.9味8酬1037.6杜3熟死水位仰2129.6躁8阁158.73柜枯期洪团水秆(卵p=10%)权2122.0末72.99场5.26桌五、脆坝型选择及枢伙纽布置北（一）坝址选欧择及坝型选择巷水库坝址老师管已给定，无需俱再选择期。轰根据基本资料听中的隆地形、地质条炊件及建筑材料属情况镜经综合分析确剃定该水库踢坝型选择为指：驴粘土心墙堆石钓坝，的（二）枢纽组聚成建筑物确定迟根据资料所提臂供的有关数据点，经分析计算滚后确定：脚挡水建筑物（宿大坝）为粘土龙心墙堆石坝。豪溢洪道（正槽颤式）：布置于斗大坝左坝肩，租为有闸控制开碰敞式溢洪道，泳连续式挑流消坑能。坑输水隧洞：布穗置于大坝右岸镰。测（三）枢纽总疏体布置印见《缴枢纽布置图抽》六、大坝设计图土石坝剖面尺箱寸主要包括：努坝顶高程、坝磁顶宽度、上、泽下游边坡、防笼渗体和排水设拿备等。琴（轮1村）坝顶高程的讯确定：坝顶高扛程由水库静水庸位加上风壅增偶水高度，坝面绘波浪爬高及安牢全超高决定。惹根据基本资料国经计算得坝顶朽高程为脱216硬4.14删m侮，防浪墙高汉1.2m艇。吵（晕2醒）坝顶宽度的姨确定：坝顶宽垫度的确定主要狼取决于交通、酬运行、施工、纤构造、抗震、麦防汛及其他特植殊要求。该工召程的坝高绵为辱74.51塘堪m拼，按坝高分为乔中坝，其坝顶遥宽度的取值在饭5裙～锁10变顾m酷之间，该工程甲按无交通要求废，坝顶宽取确8味.0m拣。拌（尊3吓）坝坡的确定翻：根据筑坝材趣料及坝高确定首该工程的坝坡霉为上游传坡牲1边：盈3盏0式第一坡，第二轰坡洁1罪：题3.2边5灰；下游坡为第像一甲坡汪1蜡：京2.7堵5恶，第二坡专为届1耻：钱3.赢0迁，沿高程每隔刊20m咬设宽亮2m赞的马道一个。于（馋4赏）防渗体设计耍防渗体：根据索已知资料可知缺，该工程为粘岭土心墙堆石坝蚊。心墙一般布喷置在坝体中部涨，并向上游略夸倾斜，以便于双和防浪墙相连沈接。心墙顶部稿高程应高于正仔常运用情况下串的静水据位座0.顺3省～录0圣.6暗m眠，且不低于非贷常运用情况下凯的静水位。心伞墙自上而下逐挣渐加厚，两侧和边坡烘为墓1衫：垒0.陡2恭，顶部厚度按忘构造和施工要筒求为闪2.0m洞。底部厚度根率据土料渗透坡全降来定，不小况于优3m柳。贿（摘5渣）、淹排水设备贫坝体排水设备散需综合考虑坝态型、坝基地质叹、下游水位、讯气侯和施工条店件等因素。塘根据基本资料比情况，该工程葛的排水设备采骆用堆石棱体排电水，其尺寸为博棱体顶宽塌3羽.0m忘，内坡俩为住1俱：安1珠，外坡宝为塑1盯：救1.蒜5斤，棱体高桃度卷为抬14.5驾m迁。（6）、护坡蓄为了保护土石链坝坝坡免受波跃浪淘刷、冰层显和漂浮物损害雨、降雨冲刷、昼防止坝体土料服发生冻结、彭轧胀和收缩以及傅人畜破坏等，买需设护坡结构仇。竞该工程的护坡刘采用干砌块石欠护坡，其厚度菜为牧0.5m祥，底部反滤层淘厚度为寇0.4m左，设有两层，廊一层为碎石，痕一层为粗砂。滤（厕7证）坝顶构造寻为了保护坝体宝，坝顶需设路专面，为了降低立路面高程，坝臣顶设一道高度退为绿1.2m炊的防浪墙。为答了便于排除坝咬顶雨水，路面仔常右设妻2%--3鼓%健的坡，该工程片路面坡降窝取穿2祝%诊，防浪墙涉用轿75陆#巾浆砌石支砌，香其厚度为签0.5m就。土料设计避防渗土料的选叨择眨1.1墙闸防渗土料的一验般要求衡防渗土料必须奇具备与其使用饺目的相适应的从工程性质，如眯防渗料应有足截够的防渗性和烂一定的抗剪强忙度，高土石坝玻心墙料还应具形有低压缩性。坛防渗土料还应沫具有长期稳定残性、有充足的缘抗管涌能力，袜地震时不产生骆过大的孔隙压冰力等。蜜1.品2优防渗土料质量叨要求况防渗土料质量灰要求：尘粘粒含量雾：青1素5闸％躲～擦3狐0谜％；呢招尽啊塑性指数归：拿1扭0捷％究～指2振0敲％；什渗透系数浇：艰<10盯-5破cm万/清s堵，小于坝壳和料抽10讲0晌倍；亮有机质含量响：柿<嘉2闷％；夸水溶盐含量燃：股<抽3托％（易溶盐和部中溶盐的总量稀）；跟天然含水量甲：咸谋请最好与最优含护水量或塑限相晕近；诸击实后密度好：丢遭稍大于天然密度液。状1.纳3猾选定防渗土料停时一般考虑的庭原则批土的防渗仆性级娃赏骆早款援乞炉午泉滨杆土料的渗透系厨数小娃于伤1×协10别4归cm柏/揭s米，即认为满足抚要求；土的抗剪强度骨一般坝体土料币强度均能满足策要求；如基础奥有软弱夹层，仙则坝体的危险灌滑动面多为和储软弱面联成整何体的滑面，此弹时要求土料有制较高强度。土的压缩性液一般要求坝体位底部土料要有惧低压缩性。要虽求非浸水和浸臂水饱和的压缩谱系数不要相差路很大，湿险性贼能很强。拉应农力区的土应有央较高的抗剪断疯凝聚力，同时表在变形特性上燥，防渗料与棱解体料的差值要址尽量少，以减阵少拱效应和使处坝体内应力分蚂配均匀。渗透稳定性尸在渗透水作用竞下要有较高的负抗管涌能力和呜较高的抗冲蚀鞋能力，拟做模断拟实际渗透作曲用下的试验，尺加以判别。常优先选用天然耕含水量和最优幸含水量相近的剑土料慈选用天然含水逮量的最优含水右量相近的土料阔将便于施工，员二者相差大，枕则需加水或翻岔晒。如在多雨傲潮湿地区筑坝怎，降低含水量途困难，可选用轿天然含水量稍临高于最优含水竞量，但不应超筝过位3江％，以不影响县施工为准。对捉于天然含水量另低于最优含水减量的土，不宜脱低灌于备2鹿％。洪仔细研究颗粒淡级配结粘粒叉（庄d<变0.005m体m扯）含量一般蛾在批3柏0斧％以下，最大踩不宜大翼于哪4蛾0捉％，太元大压实性能差登；则最大粒径应不诵超过铺土厚度涌的蚂2/处3苗，以免影响压喷实；烤级配曲线呈连班续，当不均匀稼系数饺（智η丙=d趣60及/d哨10称）治>5达;四曲率系数控（然C落e纲d剧30既2还/d她10懒×d兰60脊）宰＝跨1环～辫3丽，认为级配良如好；验如遇两种土料建均能满足要求畏，则应选用粒讲径范围较宽的凤土料。土土的膨胀量、男膨胀力和体缩脂遇膨胀量、膨迁胀力及体缩较尺大，应做矿化村分析，当粘土欺矿物以蒙脱石壶和伊里石为主喇时，必须充分胆论证，工程中竞要采取措施。听水溶盐、有机轮质含量桑水溶盐含量是因指易溶盐和中正溶盐的总量，时以重量计不大仍于却3党％；有机质含恢量（按重量计夺），对心墙坝姿和斜心墙坝不备大怖于盆2已％。林综合研究土料津性质和在土料选择中割，应综合研究滋土料性质，不刺可过分强调某荷一特性，因为爪各种因素的常禽常是互相矛盾浇的，如土的含逢粘粒高，防渗呜性和可塑性好石，但强度低；公压缩性大，施屿工较困难。雅筑坝石料一般题要求撒2.1佛要筑坝石料一般拴要求严土石坝坝壳主盛要的作用是保迟持坝体稳定，交因此，只要能筑满足坝体稳定乖、沉降量小、掏排水性能好、峡有一定强度的倾石料均可最为犯坝壳料，如新怒鲜岩石、石碴礼料、软岩、砾碧石、卵石、漂漠石、风化砂和励风化砾石等。滚但其使用部位烘不同，新鲜岩政石、天然砾石育、卵石、漂石稿可置于坝壳任开意部位；软岩旦置于下游坝壳辞内部，不与大画气接触，并在展下游水位以上家；风化砂、风更化砾石置于坝巴壳干燥区。钳2.2蛙帐筑坝石料的技狂术要求毫优质石料的质愁量指标肆优质石料，湿羊抗压强长度选R>40登.0Mp碰a凭、经冻要融兼R>30.0帖Mp微a堆；软化系父数是>0.8晕;精冻融损失械率邪<羞1槐％；密狮度险>2.4×物10廊6质g看/m务3蚁。跃砂砾料填筑坝惕体的质量要求正砾石含量霉5mm爹至相当陷于裕3/越4疑填筑层厚度的妙颗粒斤在竹2绪0雀％米～梢8鼠0部％范围内，紧李密密头度狂>2×医10园6截g盐/m花3蛋，含泥量（粘处粉粒图）贴<1陷0悉％，内摩擦禽角默>30°击,猛渗透系数（碾释压后）大猛于话1×遗10颈3兆cm替/湾s晕。填筑堆石要求每堆石料最大与鸭最小边长之比盈不超物过域3课～抄4凯倍的毛石；抛神填堆石采用韧芝性石料、颗粒属较均匀。为保葬证小孔隙率，班抛石时最好掺浪入一定数量的煌细粒料，当用逆水枪冲实时，唇大颗粒之间的萝孔隙会被细粒列均匀充填。碾差压堆石可用不乎同的颗粒组成兄和不同质量的娱卵砾块碎石，万在严寒气候条名件下不许洒水尘，石料仍可继险续填筑。开挖贴碴料也可上坝真，但需分区布留置。屡3倒晌填筑标准的确央定除3.1逼浪粘性土的填筑积密度议对不含砾或少缘量砾的粘土性训土料，以干密江度为设计指标雹，按击实试验炒最大干密度乘笛以压实系数确尚定。压实系数飞不低丽于铃0.9务7乡～锣0.9背9仪。简3龟.2扮叹堆石料填筑标慢准丢堆石的压实功海能和设计孔隙披率可按已有工烟程经验拟定，凝一般弹为挤2礼0德％纳～冒2汁8出％，并由碾压鄙试验确定。施雕工时以施工参隔数（包括碾压疯设备的型号、赚振动频率和质亿量、铺填厚度阔、加水量、碾龙压遍数等）及荐干锈密度同时控制研。狂在一般情况下撑，应在施工初细期进行碾压试窄验。以校核设脏计规定的填筑课标准及碾压参弯数，并在必要挂时由设计单位送进行修改。当辟土石料性质特勉殊时，应进行惨专门的碾压试衡验和相应的试本验室试验论证凑其填筑标准。八、渗流计算蛋土石坝的坝体洁剖面尺寸初拟望后，必须进行胜渗流计算，为俗选定经济合理玩的坝体横断提晒供依据。灾1研、凉根据所初拟剖港面尺寸，此渗吓流计算采用公室式计算法中的浆水力学法进行由计算。蚕根据公弯式恩q夺1胜=k竿0组＊抖(邀H签1布+T)败2运-(h+T)卖2辫)/器2徐δ榴和御岁袜q休2各=k(h份2洞2烦-H屡2珍2虑)/2(L-贯M茫2蜜h勺2旬)+k切T蛋(码h-H初2先)*1/(L页+0.44T两)*T责依叨q脆1陈=q鸦2剥=q秩.廉联立等式计算雅。计算采用北兼京理正软件设任计研究所的《乐理正岩土计汪算盏5.拜1此版》进行计算计算结果为：僻h0菌插和=弱6.611(还m)万单位宽度渗流侨量柱:=捞0.57碌3(m3/d料.m)院渗流事量筒总胶帐=宴美套132.36宽3结（剂m3/毕d到）寇并绘制浸润线抹。陵2衫、渗透变形分炎析及计算岔（衣1奋）流土与管涌轿的判别：淘采用南京水利极科学研究院的面方法进行：民攻当窑