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1、水利水电工程毕业论文题学专自均质土坝枢纽建筑物设计院工学院血水划水电工程目录摘要.1 关键词.1 ABSTRACT.1 KEYWORDS.1 绪论.2 l基本资料.2 1.1地形地质.2 1.1 l地形.2 川2库区工程地质条件.2 1.1 3坝、址区工程地质条件.3 1.1.4坝址区其他建筑物.3 1.2水文与水利规划.3 1.2.1气象.3 1.1 2水文分析.4 1.2.3水利计算.5 1.3建筑材料及筑坝材料技术指示的选定.7 1.3 1土料.7 1.3.2砂砾料.8 1.3 3石料.8 1.3.4筑坝材料技术指标的选定.8 1.4工程效益.9 1.5施工条件.9 1.5.1施工地区气
2、象与水文条件.9 1.5.3当地建筑材料：土料.10 1.5.4施工地区对外条件.1 0 1.5 5工作日分析.10 2枢纽布置.10 2.1工程等级确定.10 2.2坝轴线的选择.1 0 2.3坝型选择.10 2.3.1地质条件.1 0 2.3.2水文条件.11 2.3.3筑坝材料.11 2.3.4坝、型比较.11 2.4枢纽布置.12 3坝工设计.13 3.1坝体剖面设计.13 3.1.1坝顶高程的确定.13 3.1.2坝顶高程计算.13 3.3坝顶宽度确定.17 3.4坝坡选定.17 3.5马道.18 3.6坝体排水.18 4渗流分析.四4.1渗流分析的目的.18 4.2分析内容.19
3、4.3渗流分析方法.四4.4渗流计算.20 4.4.1正常蓄水位时的渗流分析.20 4.4.2设计洪水位时的渗流分析.21 4.4.3校核洪水位时的渗流分析.21 4.5渗流分析.22 5稳定分析.22 5.1计算工况与安全系数.22 5.2稳定分析基本原理及方法.23 5.2.1最危险滑弧圆心范围的确定.2 3 5.3稳定分析计算.24 5.3.1上游为正常蓄水位的下游坝坡稳定计算.24 5.3.2上游为校核洪水位时下游坝坡稳定分析.30 5.3.3上游为设计洪水位时上游坝坡稳定计算.35 5.4稳定综合分析.39 6坝体细部构造.40 6 1坝顶.40 6.2护坡.40 6.3排水结构.4
4、0 6.4反滤层.41 6.5坝坡排水.43 7漏洪道设计.43 7 1概述.43 7.2前洪道的线路和选型.43 7.3溢洪道引水渠.44 7.4滋流堪控制段.44 7.4.1漏流堪的形式.44 7.4.2初步拟定撤流堪孔口净宽.44 7.5泄槽设计.47 7.5.1 7.5.2 泄槽的平面布置及纵、横剖面.47 收缩段、扩散段和弯曲段设计.51 7.5.3掺气减蚀.们7.5.4边墙高度确定.52 7.5.5泄槽的衬砌.52 7.6溢洪道消能设计.53 8坝基处理.54 8.1地基处理的主要要求.54 8.2地基的处理.54 8.3岸坡的处理.54 参考文献.55 致谢.56 均质土石坝枢纽
5、建筑物设计123456（甘肃农业大学工学院水利水电工程专业摘要：适当修建大坝可以实现一个流城地区发电、防洪、灌溉的综合效益。通过对青龙河地形地质、水文资料、气候特征的分析，结合当地的建筑材料，设计适合的枢纽工程来帮助流域地区实现很好的经济效益。根据防洪要求，对水库i生行洪水调节计算，确定坝r.w高程及泄洪建筑物尺寸；通过分析，对可能的方案i北行比较，确定枢纽组成建筑物的形式、轮廓尺寸及水利枢纽布1L方案；详细作出大坝设计，通过比较，确定坝的基本剖面与轮廓尺寸，拟定地基处法方案与坝身构造，i垃行水力、古争力计算；对泄水建筑物i是行设计，选择建筑物的形式、轮廓尺寸，确定布立方案。水L革配合下游河边
6、整治等措施，可以很大程度的减轻洪水对下游城镇、厂矿、农村、公路、铁路以及旅游景点的威胁；可为发展养殖创造有利条件。关键词：坝工设计；渗派分析；稳定分析：溢洪道设计；基础处理。Homogeneous earth dam pivot building design 123456(Institute of 1 vater conservancy and Hydropo1ver Engineering of Gansu Agricultural Universi圳Abstract:Appropriate const1uction of da1n can be achieved in a basin a
7、rea of pover generation,flood control,irrigation benefit.D river is located in our count1y soutllvest,tlu-oug.h to its geological,hydrological data,clunate analysis,co1nbi11ed,vith the local building materials,design suitable for the project to help the region to achieve good econonuc benefit.Accord
8、i11g to the requue1nent of flood control,flood re思1lationco1 nputation of reservou,to deternune the crest ele飞创ionand release flood,vaters building size;tlu-ough the analysis,on the possible options,deternune tl1e hub of the building forn1,din1ensio且sand,vater conservancy hub layout plan 1nade in de
9、tail;da1n desig且，tlu-oughthe co1npariso且，detenn皿i11gbasic profiles and dunensio且s,niake the foundation treat1nent sche1ne and the da1n body suucture,hydraulic,static calculation of outlet suuctures;design,choice of building fonn,outli11e di1n巳nsions,to detennii1e the layout sche111e,1nake detail st1
10、ucture,hydraulic,static calculation.Rese1voir,vith river regulation n1easures,can greatly reduce the flood o且thedoV11strean1 to,v11S,factories and nunes,1ural,lughvay,raihvay and the tourist attractio且sof the threat;create favorable conditions for develop1n巳ntof aquaculture.Key,vords:Dam design:Seep
11、age但ialysis;stability a11alysis;spilhvay design;foundatio且treaunent绪论毕业设计的任务是把学生在专业主要课程内容所获得的知识加以系统化、巩固、扩大、深入，培养学生独立解决本专业技术问题的能力及培养自学能力，培养学生的设计计算，编写说明书和绘图能力。基本原则是：设计应满足功能要求，并力求经济、安全、施工便利和美观，根据可能的和合理的方案进行技术经济比较来逃走建筑物的型式、材料、布置。设计时注意的事项是：以严肃的态度对德资料，不自行修改成增减，一切必要的补充或修改必须征得指导教师的同意。本此设计包括：枢纽布置，坝体剖面设计，渗流、稳
12、定分析，细部构造设计以及植面，拱道设计，地基处理等章节。根据基本资料中的地质、水文资料确定坝址、坝型，根据工程的用途以及地形条件进行枢纽总体布置。由7（文，气象资料初步拟定坝体剖面后，经过渗流分析，稳定分析后验证坝体的稳定性性指标。之后对坝体细部构造设计，满足大坝的功能要求。土石坝的坝顶是不容许过水的，因此必须设置独立的池水，本设计采用正槽式淄洪道，布置在河堪的左岸。在完成设计过程中主要参考了水工建筑物，SL274-2001碾压式土石坝设计规范，在张老师的精心指导下完成本次设计。l基本资料1.1地形地质1.1.1地形地质见12000坝址地形图。1.1.2库区工程地质条件水库位于高山区，构造录l
13、j蚀地形。青龙河侵蚀能力较强，沿河形成不对称河谷，由于构造运动影响，河流不断下叨，形成岸边阶地、陡岸。流域内地形北高南低，平均高程与500111，最高峰海拔1680111。问道蜿蜒幽折，河谷宽度400100111不等，河道比降1/4001/600。库区两岸基岩出露高程大部分在200米左右，库区左岸非可溶性岩层分布广泛，其中主要由绢云母、千枚岩、石英、砂质页岩组成。透水性较小，也没有发现沟通库内外的大断层。库区可浴性岩层分布于青龙河右岸，从隔水层分布、烙岩发育情况分析，水库蓄水后向邻近河流渗透的可能性很小。经过对库区断层的分析，水库向外流域及下游渗漏的可能性很小。库区外岩层抗风化作用较强，库岸基
14、本上是稳定的。青龙河为山区性河流，两岸居民及耕地分散，徐库水位以下有一定淹没外，漫没问题不大，库区亦米发现重要矿产。1.1.3坝址区工程地质条件本区地震基本裂度为六度，建筑物按七度设防坝址位于坝区中部背斜的西北，岩层倾向青龙河上游，两岸山体较厚。河床宽约300米，河床地面高程85111，河床f卵石覆盖层平均厚度5一7米，渗透系数K=l10-2厘米秒。水库坝址选在青龙河下游的山谷河段上，共逃出2条坝线，经过比较，确定第一坝线，出露岩性为大红峪组石英砂岩与板状粉细彤、岩互层，岩石坚硬、构造简单、渗透性小。坝址区为剥蚀一一中低山地形，河流经坝址处急转弯向北流向下说：，由于受乔麦岭背斜控制，岩层倾向上
15、游，呈单斜构造状。坝线区河谷较为开闹。右岸下游形成半岛状，因河流侧向侵蚀，使右岸形成陡壁，近于直立，己查明的小段层有6-7条，软弱夹层有13条；左岸山坡平缓，覆盖着31111厚的山麓堆积物，有断层一条。河床坝基岩石构造较为发育，开挖揭露出断层40余条，其中相对较大的有10多条。1.1.4坝址区其他建筑物挂面，洪道上坝线滋洪道位置岩性主要为坚硬的细砂岩，其中软弱层多为适镜体，游洪道各部分的抗滑稳定条件是好的，下坝线滋洪道堪顶高程750米，基础以下10米左右为砂质页岩及夹泥层，且单薄分水岭岩层风化严重，透水性大，对建辄物安全不利。1.2水文与水利规划1.2.1气象根据资料统计，青龙河流域属季风型大
16、陆性气候，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨。多年平均气温约10，年绝对最低气温为29.2，最高气温为38.7，月平均Wili度变化较大，离坝址较远的迂安站实测最高气、温 39。多年平均降雨量为7001nrn，且多集中在夏季七、八月份。全年无霜期约180天，结冰期约120天，问道一般在12月封冻，次年三月上旬解冻，冻层厚0.4-0.6111，岸边可达1.0111。多年平均最大风速23.7n白，水库吹程为3ktn。1.1.2水文分析1.1.2.1洪水青龙河拱7（由暴雨形成，据统计七八月发生最大洪峰流量的机会占88%，而且年际变化很大，实测最大烘峰流量为2200秒立米（1962年），最小洪峰流量184秒立
17、米（1965年），相差12倍，流域洪水峰高、历时短，陡i张陡、落。一次洪水持续时间一般3-5天。1.1.2.2年来水量青龙河流域年径流由年降雨产生，年径流在地区与时间上分布与年降雨量基本一致，但年际问变化悬殊，实测径流资料1929-1983年共35年资料中丰水年1961年达21.341041113，抽水年1965年仅1 6.771041113，相似枯水年连续发生，多年平均径流量9.61081113。实测径流资料如表1-1所示。考虑到流域内人类活动对产流的影响，分别对未来规划l年2000年和2020年流域内耗水量进行了预测，得到个规划年的径流系列，如表1-1所刁丐。根据径流年内和年际变化特征，分
18、别选择1986年，2000年和2020年为设计水平年。表1-1实测径流表年份天然1986年2000年2020年年份天然1986年2000年2020年1929 11.099 10.9 10.495 10.244 1957 2.932 2.733 2.357 2.16 30 21.229 21.03 20.625 70.383 58 4.398 4.199 3.805 3.603 31 4.729 4.530 4.125 3.864 59 19.860 19.85 19.240 18.995 32 6.181 5.982 5.593 5.396 60 4.664 4.465 4.066 3.869
19、 33 7.572 7.373 7.015 6.818 61 3.425 3.226 2.821 2.583 3,1 16.774 16.575 16.17 15.944 62 18.193 17.994 17.589 17.35 35 9.027 8.828 8.429 8.239 63 3.682 3.483 3.078 2.817 36 2.114 1.915 1.510 1.303 64 13.406 13.207 12.802 12.566 37 12.986 12.787 12.382 12.121 65 4.328 4.129 3.734 3.537 38 15.431 15.2
20、32 14.827 14.566 66 10.480 10.281 9.876 9.165 39 10.896 10.697 10.292 10.071 67 6.168 5.969 5.564 5.316 40 4.209 4.010 3.606 3.253 68 2.624 2.423 2.023 1.826 41 3.340 2.141 1.736 1.528 69 18.517 18.318 17.943 17.682 42 9.824 9.625 9.220 8.959 70 4.974 4.775 4.370 4.l 15 43 12.487 12.288 11.882 11.62
21、2 71 3.108 2.909 2.519 2.322 4,1 4.725 4.526 1.121 3.860 72 3.428 3.229 2.824 2.627 45 7.222 7.023 6.618 6.357 73 9.315 9.116 8.711 8.450 46 8.372 8.173 7.768 7.507 74 9.105 8.906 8.501 8.261 47 8.186 8.024 7.759 7.487 75 10.089 9.785 9.067 9.278 48 8.235 8.036 7.631 7.370 76 11.324 11.125 10.720 10
22、.459 49 37.022 36.803 36.398 36.137 77 21.34 21.141 20.726 20.475 50 7.511 7.312 6.907 6.616 78 13.057 12.858 12.453 12.192 51 5.565 5.386 4.961 4.738 79 10.119 9.920 9.519 9.251 52 6.362 6.163 5.758 5.559 80 2.233 2.034 1.615 1.43A间，tnyu川996引.ntAU忑qd7u.,-3456 pkdmkdmkdpkd 1.1.2.3年输沙量青龙河流域植被较好，泥沙来源在
23、地区分布和洪水分布上一致。主要是土门子与某之间，其间来沙量约占某以上总输沙量的95%以上，而汛期输沙量又集中在几次特大洪水上。年际间泥沙量的变化悬殊。由统计分析得知，某站多年平均淤抄量为389t，多年平均含沙量为4.0kghn3，多年平均侵蚀模数为762.8t/kln2。从泥沙的组成情况来看，泥沙颗粒较粗，中值粒径为0.075111111，淤沙浮容重0.9t/r113，内摩擦角为12度。1.1.2.3水文分析成果表表1-2水文分析成果表序号姓名单位数量备注利用水文系列年限35 2 代表性流量多年平均流量立米秒30.5 调查历史最大流露；立米秒3400 设计洪水洪山辈流量！%）立米秒3600 校
24、核洪水洪峰流量（P=O.l%)立米秒5200 保坝洪水洪峰流量（P=0.01%)立米秒7600 3 洪堡设计洪水洪堡！%）亿立米6.5 五天校核洪水洪堡（P=O.l%)亿立米8.2 五天4 多年平均年径流量亿立米9.6 5 多年平均输沙量H电431 1.2.3水利计算水文水利规划l成果如下：(I）死水位选择为尽可能增加自流灌溉面积，并使电站水头适当加高，力求达到电源自给以及为今后水库淤积留有余地。按二十年淤积高程，选定死水位1041n。(II）调节性能的选定灌溉保证率选取P=75%，水库上游来水，首先满足灌区工农业用水，电站则利用余水发电，从年调节和多年调节两方案的水电量利用系数和坝高都相差不
25、大，但是多年调节性能的水库能提供的电量和装机利用小时都较年调节性能水库提高20%。故确定该水库为多年调节性能水库。(Ill）兴利水位的确定原则和指标根据青龙河洪水特性，汛期限制水位在七、八月定为140.5米。七、八月以后可重复利用一部分防洪库容蓄水兴利以不降工程防洪标准，以防洪兴利兼顾为原则，确定九、十月限制水位，提高为136.2米汛末可以多蓄水。但蓄水位按不超超过百年设计洪水位考虑，确定汛末兴利水位为141米。(lV）防洪运用原则及设计识水的确定某水库屈一级工程。水库大坝建筑物按千年一遇拱水设计，万年一遇、识水校核。由于采用的洪水计算数值中米考虑历史特大拱水的影响，故用万年一遇洪水作非常保坝
26、标准对水工建筑物进行复核。调洪运用原则：入库洪水为百年一遇时，为提高下游河道的电站、桥梁等建筑物的防洪标准，水库控制下流量为2000秒立米。当入库识水为千年一遇时，游洪道单宽流量以70每秒立米控制泄流。当入库拱水为万年一遇时，披上述原则操作，即库水位接近校核水位时，水库水位仍继续上涨，为确保大:l:J！安全，淄拱道敞开洪，允许淄拱道局部破坏。(T）水库排沙和淤沙计算某水库回水长25公里，问道弯曲，河床比降为2.2%，河床宽300米左右，是个典型的河道型水库。水库利用异重流排沙。在蓄水过程中，只能用灌溉、发电有盈余水进行排沙，经计算，多年平均排沙量只占5.2%,94.8o/o的泥沙都要淤积在库区
27、内侵占兴利库容。淤沙高程为97.6111，堆沙库容为1.661081113。(VI）水库工程特征值A.枢纽下1世流量及相应下游水位水库上游设计识水位为142.0111，相应下游水位为92.0111，库容为8.321081113，泊，流:l:J！相应的泄量为10241113/s；上游校核洪水位为143.3111，相应下游水位为92白11，库容为8.701081113，游流坝相应的nit量为11591113/s；上游正常蓄水位为141111（与汛限水位同高，相应下游水位为86.lrn；死水位为90.0111，相应的库容为0.781081113;表1-3水库技术经济指标表序号名称单位数量备注I 水库
28、水位校核洪水位0.01%)米考虑、淤积20年设计洪水位！%）米考虑、淤积20年兴利水位米考虑、淤积20年汛限水位米考虑、淤积20年死水位米考虑、淤积20年2 水库容和、总库容亿立米5.05 校核洪水位设计洪水位库容亿立米4.63 序号名称单位数量备注防洪库容亿立米14.93 兴利库容亿立米其中共用库容亿立米死库容亿立米3 库容系数%4 调节将他多年1.3建筑材料及筑坝材料技术指示的选定当地天然建筑材料分布在坝址地区上、下游河滩及两岸阶地。其中，土料主要分布在庄窝、土谷子等七处，抄砾卵石料主要有商秋子、某等八处，各料厂的材料物理性质基本满足要求，可做大坝混凝土骨料及拱围堪。1.3.l土料坝址上、
29、下游均有土料场，储量丰富，平均运距小于1.5公盟，根据155组试验成果统计，土料平均粘粒含量为26.4%，粉粒55.9o/o，砂粉17.6%，其中25%周粉质粘土，60.7%屈重粉质壤土，14.3%届中粉质壤土，平均塑性指数11.1，比重2.75。最大干容重1.67吨立米，最优含水量20.5%，渗透系数0.4410-6厘米秒。具有中等压缩性，强度指标见下页袭。1.3.2砂砾料主要分布在河滩上，储量为205万立米，扣除漂石及围堪淹没部分，可利用的约100-151万立米，其颗粒级配不连续，缺少蹭粒径，根据野外29组自然坡度角试验，34组室内试验分析，统计成果如下：自然么重1.87吨立米，软弱颗料含
30、量2.64%。不均匀系数561颗，颗组成见表1-4:表1-4颗料组成（毫米）%200 80 40 20 5 2 I 0.5 0.25 0.5 83.7 74.2 57.7 46.2 38.6 34.6 32.8 29.7 24.7 4.9 砂的储量很少，且石英颗料少，细度模数很低，不宜作混凝土骨料，砂（D0.7时，）34。35。，鉴于本地砂砾料级配不好，故选用)=310。难石指标一般值在39。45。之间，统计国外9座砂岩地区筑坝石料平均值为39.1。，我国狮子滩堆石坝试验为36。45。，取用39。50,，故本工程取用值40。左岩黄土台地（Q2）压缩系数SS=0.025，起始孔隙比e0=0.72
31、5，平均料径D50=0.111m10如表1-6所示。p kg/c1n2。表1-6坝本土料的压缩曲线（r-2.65kg/cnl2），平均料径dSO=O.lnun.l 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0.665 0.645 0.632 0.612 0.593 0.575 0.528 0.520 0.503 0.500 0.489 0.480 1.4工程效益该水库建成后能收到灌溉、发电、防洪、解决工业用水和人蓄吃水等多方面效益，是一座综合利用的水库。一期建成，可谓秦皇岛是提供工农业、城市用水1.82亿1113，可使漆河中下游地区120万窗农田灌溉用水得到不同程度的改善和补充。二期建成，可
32、i殉节水量5.67亿1113，年均发电量9330亿kVh，可全面解决冀东钢铁基地建设用水。1.5 施工条件1.5.1施工地区气象与水文条件该水库没有建立水文气象站，根据气象站1958年至1963年、1970年至1972年共9年资料，分析最高气温29.1（6月），最低气温14.3（1月），多年平均日气温4-24，历年各月气温特征值如下表1-7:表1-7气温特征值表项目l月2月3月4月5月6月7月S月9月10月11月12月多年平均日气温4.5 l.l 4.6 11.3 18.l 21.7 23.6 21.7 16.4 10.3 18.9 2.1 多年最高日气温4.6 7.2 17.0 22.2 2
33、5.0 29.l 23.0 26.5 30.l 22.4 18.9 38.l 多年最低日气温14.3 0.0 5.8 1.0 3.1 10.5 18.9 14.4 1.9 1.9 0.7 10.0 1.5.3当地建筑材料土料根据当地建筑材料调查报告，土料场有五个。根据试井及土钻孔情况，从12000地形图，初步计算四个土场的蕴藏量2248.6万立米，为设计总量的4倍多。1.5.4施工地区对外条件水库距卢龙县35Krn，新建公路至工地，交通方便。施工用电青龙山双山子变电所架设llOkv输电线路供电，电力保障可靠。1.5.5工作日分析根据沁水县1958年一1963年和1970年一1972年九年降雨气
34、温资料，参考其它土坝水库气温，降雨停工标准，土料、彤、砾料、石方、混凝土工程施工工作日确定如表1-8:表1-8工程施工工作日表类别土料砂砾隧洞石方混凝土一般石方2枢纽布置工作日（天年）2.1工程等级确定253 307 302 250 292 根据资料可知，大坝为2级建筑物，正常应用洪水为100年一遇，非常运用洪水为1000年一遇。辅助建筑物按Ill级设计，临时建筑物按W级设计。2.2坝轴线的选择坝抽线选择时，根据地形、地质、工程规模及施工条件、经济条件和技术综合分析比较来选定。选在河谷的狭窄段，这样坝轴线短，工程量小，但要综合考虑对于两岸坝段要有足够宽度和高度。坝基和两岸山体无大的不利构造问题
35、，岩石应较完整，并应将坝基置于透水性小的坚实地层或厚度不大的透水层地基上。坝址附近有足够数量符合设计要求的土、彤、石料且便于开采运输。2.3坝型选择2.3.1地质条件库区两岸基岩出露商程大部分在200米左右，库区左岸非可溶性岩层分布广泛，其中主要由绢云母、千枚岩、石英、砂质页岩组成。选水性较小，也没有发现沟通库内外的大断层。库区可浴性岩层分布于青龙河右岸，从隔水层分布、熔岩发育情况分析，水库蓄水后向邻近河流渗透的可能性很小。经过对库区断层的分析，水库向外流域及下游渗漏的可能性很小。库区外岩层抗风化作用较强，库岸基本上是稳定的。青龙河为山区性河流，两岸居民及耕地分散，除库水位以下有一定淹没外，漫
36、没问题不大，且库区亦未发现重要矿产。2.3.2水文条件根据资料统计，青龙河流域屈季风型大陆性气候，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨。多年平均气温约10，年绝对最低气惶为29.2，最高气惶为38.7，月平均j且度变化较大，离坝址较远的迁安站实测最高气植39。多年平均降雨量为700nun，且多集中在夏季七、八月份。全年无霜期约180天，结冰期约120天，问道一般在12月封冻，次年三月上旬解冻，冻层厚0.4一0.61n，岸边可达1.0111。2.3.3筑坝材料2.3.3.1土料坝址上、下游均有土料场，储量丰富，平均运距小于1.5公盟，根据155组试验成果统计，土料平均粘粒含量为26.4%，粉粒55.9o/
37、o，砂粉17.6%，其中25%属粉质粘土，60.7%屈重粉质壤土，14.3%届中粉质壤土，平均盟性指数11.1，比重2.75。最大干容重1.67吨立米，最优含水量20.5%，渗透系数0.4410-6厘米秒。具有中等压缩性。2.3.3.2砂砾料主要分布在河滩上，储量为205万立米，扣除漂石及围堪淹没部分，可利用的约100-151万立米。砂的储量很少，且石英颗料少，细度模数很低，不宜作混凝土骨料，砂（D2毫米）的相对紧密度为0.895。2.3.3.3石料坝址区石料较多，储量可满足需要，游洪道、导流洞出碴也可利用。沙石料厂设在水库下游13kln的腔尾山，大杨庄、薛庄，总储量1176万1n3.2.3.
38、4坝型比较量力坝：结构作用明确，设计方法简便，安全可靠，对地形、地质条件适性强，枢纽泄洪问题容易解决，便于施工导流，施工方便。但其缺点是：坝体剖面尺寸大，材料用量多，坝体应力较低，材料强度不能充分发挥，坝体与地基接触面积大，相应坝底扬压力大，对稳定不利，坝体体积大，在浇筑混凝土时，需要有较严格的温度控制。拱坝：对地形的要求是左右两岸对称，岸被平JI职无突变，在平面上向下游收缩的峡谷各段。坝端下游侧要有足够的岩体支撑，以保证坝体的稳定。该坝段左右两岸不对称分布，不适宜修建拱坝。土石坝：对地质的要求：河谷两岸的岩基必须能承受由拱端传来的推力，要在任何情况下都能保证稳定，不致危害坝体的安全。理想的地
39、质条件是：基岩比较均匀、单一，坚固整齐，有足够的强度，造水性小，能抵抗水的侵蚀，耐风化，岸披稳定、没有大断裂。土石坝的优点是可以就地取材，就近取材。节省大量水泥、木材和钢材。减少工地的外线运输量，能适应不同的地形、地质和气候条件。大容量、多功能、高效率施工机械的发展，提高了土石坝建设的发展。通过以上比较，综合考虑工程施工的经济、安全、便利等因素，所以此处修建土石坝可行。影响土石坝坝型选择的因素很多，最主要的是坝址附近的筑坝材料，还有地形地质条件、气候条件、坝基处理、抗震要求等。本设计限于资料制作定性分析确定土石坝坝型选择。均质坝材料单一，施工简单，且有足够适宜的土料来做均质坝。综合考虑，选择修
40、建均质土石坝的方案。2.4枢纽布置枢纽布置做到安全可靠，经济合理，施工互不干扰，管理运用方便。高、中坝和地震区的坝，不得采用布置在非岩石地基上的坝下埋管型式，低坝采用非岩石地基上的坝下埋管时，必须对埋管周围填土的压实方法，可能达到的压实密度及其抵抗渗透破坏的能力能否满足要求进行保证。枢纽布置要考虑建筑物开挖料的应用。土石坝枢纽通常包括拦河坝、握自洪远、1世拱洞输水或引水j同及水电站等，应通过地形地质条件以及经济和技术等方面来确定。坝址选在地形地质有利的地方，使坝轴线较短，库容较大，淹没少。附近有丰富的筑坝材料，便于布置池水建筑物。在高山深谷区常将坝址选在弯曲河段，把坝布置在弯道上，利用凸岸山脊
41、抗滑稳定和渗透稳定，并采取排水灌浆等相应加固措施，尽量避免将坝址选在工程地质条件不良的地段。如rr断层含形成整体滑动的软弱夹层，以及粉细砂、软粘土和淤泥等软弱地基上。根据枢纽布置原则：枢纽中的池水建筑物应做到j安全可靠、经济合理、施工互不干扰、管理运用方便。枢纽中的池水建筑物应满足设计规范的运用条件和要求。选择泄洪建筑物形式时要优先考虑采用开敝式撤洪道为主要泄洪建筑物。泄水引水建筑物进口附近的岸坡应有可靠的防护措施。应确保nit水建筑物进口附近的岸坡的整体稳定性和局部稳定性。当池水建筑物出口消能后的水流冲刷下游:lJ！坡时，要比较调整尾水渠和采取工程措施保护坝坡脚的可靠性和经济性，可采取其中一
42、种措施，也可同时采用两种措施。对于多泥沙河流，要考虑、布置排沙建筑物，并在进水口采取放淤措施。游洪道选择在地形开阔、岸坡稳定、岩土坚实和地下水位较低的地点，直选用地质条件好良好的天然地基。壤土、中砂、粗砂、砂砾石适于作为水闸地基，尽量避免淤泥质土和粉砂、细彤、地基，必要时应采取妥善处理措施。从地质地形图可知坝体左岸地质条件好，且有天然的石料厂，上下游均有较缓的识的也，两岸岩体条件好，施工起来更快捷更经济合理。因此，漏，洪道修建于右岸山坡上。由于闸址段地形条件好，所以采用正槽式漏，洪道。3坝工设计3.1坝体剖面设计3.1.1坝顶高程的确定由基本资料可知，该流域多年平均最大风速23.711肉，水库
43、吹程为2krn。3.1.2坝顶高程计算坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，按以下四种计算条件计算，取其大值：设计织水位加正常运用条件的坝顶超过；正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；校核洪水位加非常运用条件的：IJ！顶超高；常蓄水位加非常运用条件的坝顶超高，再加地震安全加高。坝顶超高d按式。1）计算，对于特殊的重要工程，可取d大于计算值。d=R+e+A(3-1)式中：R为波浪在坝坡上的设计爬高，ill;e为风浪引起的:lJ！前水位雍高，ill;A为安全加高，111，根据坝的级别按表3-1选用，其中非常运行条件Ca）适用于山区、丘陵区，非常运行条件（b）使用于平原区、i宾海区。式。1）中R和e的
44、计算公式多很多，重要是经验半经验性的，适用于一定的条件，可按SL274-2001碾压式土石：IJ！设计规范推荐的计算公式确定。涉及的坝顶高程是针对坝沉阵以后的情况而言的，因此，竣工时的坝顶高程应预留足够的沉降量。根据以往工程经验，土石坝预留沉降量一般为坝高的1o/o。表3-1土石坝安全加高单位Ill 坝、的级另lj2 3 4、5正常运用条件l.50 1.0 0.7 0.5 非常运用条件（a)0.70 0.5 0.4 0.5 非常运用条件（b)l.00 0.7 0.5 0.5 KvDcosf3 e=2gh(3-2)式中：e一一的风雍高度D一一水面吹程g一一重力加速度h一延水库吹程方向平均水域深度
45、V一一计算风速。一一计算风向与坝轴线法线的夹角（。），取为0度K一综合摩阻系数，取3.610-6KD cosf3 正常情况：e一一一一一2gh I I I qL qL nu nu-3E nu-鸡、dfx一町、d2-句，-A 44。-QJ aw-AU一句，LlE-ro-q3-KvDcosf3 非正常情况e=e一一一一一2gh m m、Jnu nu nu nu-句dqd-06、，、J7-x nm创6-QJ-x nu-qL-ro-句3由官厅水库公式：h=.0166v 4 D 3 l=10.4h o.s(3-3)(3-4)初拟111=3,用R,.主主主芒,J hllll,.、l1+111-(3-5)式
46、中：R”一一平均波浪爬高；111单坡坡度系数；K,l 斜坡的造率渗透系数，根据护坡类型由表3-2查的；K v一经验系数，根据表3-3查的K 刷一问一而下情用时也常正v 23.7 非正常运用情况下：Jih 苟言？丁43.3=0.63 K.,=1.0 查表3-2本设计采用砌石护坡，Kil=0.80 表3-2造率及渗透性系数Ka护坡类型光滑不透1.1护丽混凝土或混凝土板草皮砌石抛填两层块石（不透1.10.5 为深水披l,.,=1.56 x 5.082=40.26111 非正常运用情况：v=23.7n11是D=3kln 代入式。3）、（3-4）得r、dnu ro p、J-EA l-AU匀，11,Inu
47、 句30凸u137 hn48 HMAU寸AAJ川。MHAU m龟dx ro p、J-EA-l 为深水波计算波浪爬高正常运用情况：h=l42.0-85=57n1h lll/句句/h-757-V,V.CJ 查表M得：凡2.23非正常运用情况：143.3-85=58.3111代，I_0.611川A1 h-/58.3-v.v,v 查叫导：几2.23R IR 表3-4不同累计频率下的爬高与平均爬高比值（pf)0.1 l 2 4 5 10 14 20 30 50 0.3 2.13 1.86 1.76 1.65 1.61 1.48 1.39 1.31 1.19 0.99.R=K 二K.J l+1172 正常
48、运用情况：h,.,=l.3 ln1 l,=4.026 111 0.81.01 I R，.一.Jl.3140.26=l.861n 非正常运用情况：仇，0.61111l”=18.78111 0.81.01 I R，.一宁.J0.6118.78=0.86 lll 故正常运用情况：R=2.231.86=4.l 5 lll 非正常运用情况：R=2.230.86=1.92 rn 综合以上可以得到：Y1正常R正常e ii：常A正常=4.15+0.022+1.0=5.172u1 Y非.It常 R+e吩A=4.l 5+0.022+l.0=2.425 111 非正常非.It,非.It常坝顶高程计算计入表3-5中表
49、3-5坝、顶高程计算表波浪j阳高风雍高度R e 安全超高A 地震波浪高度设计洪水位4.15 0.002 1.0 正常蓄水位4.15 0.002 1.0 校核洪水位1.92 0.005 0.5 正常蓄水位1.92 0.005 0.5 0.5 7位坝顶高程(1n)(1n)142.0 147.172 142.0 146.172 143.3 145.725 141.0 143.925 由以上可得坝顶高程为147.l 72u1。由平面布置因可知坝土J1:处河床高程为84.0u1,I句下开挖71n消除砂卵石覆盖层后期高程为77.01n，则坝高为147.2-77.0=70.2111，考虑到要预留1%的沉降里
50、，则坝高为70.2C1+1 o/o)=70.91比取坝高为71.0rn，坝顶高程为148.0in。3.3坝顶宽度确定坝顶宽度根据运行、施工、构造、交通和地震等方面的要求综合考虑确定。SL 274-200碾压式土石坝设计规范规定：高坝坝顶可选1015111，中、低坝坝顶可选5lOu1。该设计大坝坝高7lu1属于高坝，坝顶高度拟定为12u1.3.4坝坡选定坝坡坡率关系到坝体稳定以及工程量大小。上游坝坡长期处于饱和状态，加之水库水位有可能快速下降，是坝坡稳定处于不利地位，故其坡率比下游坡率缓。粘性土料的稳定坝坡为一曲面，上不破窦，下部披缓，所以用粘性土料做成的坝坡，常沿高度分成数段，每隔10301n