发布时间 : 星期五 文章水利水电毕业论文设计 2更新完毕开始阅读15ac52e99b6648d7c0c7460c
1 设计区域概况
1.1 工程任务和效益
Z水库位于QH河干流上，水库控制面积4990km2，库容5.05亿m3。水库以灌溉发电为主，结合防洪。灌溉面积104万亩，总装机容量3.145万Kw。
1.2 基本资料
1.2.1 地形、地质资料
１. 地形资料
QH河为山区性河流，库区两岸分水岭高程均在820m以上，河床底高程在700m以下。右岸山高坡陡，左岸岸坡较缓，对枢纽工程布置有利，筑坝在河段较窄处，上游开阔，蓄水量大，蓄水条件好。
２. 地质资料
坝基为砂卵石，平均厚度5m，渗透系数１×10-2cm/s。砂卵石下为砂岩、粉砂岩，新鲜基岩透水性不大。未发现大的构造断裂，地层分布详见ZF土坝坝线工程地质剖面图，如附图6。
1.2.2 水文、水利计算资料
1、设计洪水位768.1m，下游水位700.55m。 2、校核洪水位770.4m，下游水位705.60m。
3、设计下泄流量2000m3/s(其中溢洪道815m3/s)，校核下泄流量6830m3/s(其中溢洪道5600m3/s)。
4、死水位737.0m，死库容1.05×108m3。 1.2.3 气象、地理资料
1、多年平均最大风速9m/s，相应于设计洪水位的吹程为5.5Km，相应于校核洪水位的吹程为7.5Km。
2、多年平均最大冻土深度1.0m。 3、地震烈度6度。
1.2.3 建筑材料
１. 土石料分布、储藏情况
库区及坝址下游土石料丰富，满足修建当地材料坝要求。坝址上游均有土料场，平均运距小于1.5Km。砂砾料主要分布在河滩上，储量为205×104m3。
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２. 筑坝材料物理力学指标
表1.1 筑坝材料物理力学指标表 坝体 筑坝材料 土料 比重 重度 湿重度(KN/m3) 饱和重度(KN/m3) 孔隙率 内施工期 摩 擦角 稳定渗流期 水位降落 粘聚力C(KPa) 渗透系数K(cm/s) 有效应力 有效应力 有效应力 22o 23o 23o 20 1×10-6 —— 31o —— —— 1×10-2 —— 40o —— —— —— —— 31o —— —— 1×10-2 —— 20o —— —— —— 总应力 2.75 16.5 19.8 —— 10o 砂砾料 —— 18.0 20.8 0.33 —— 堆石 2.70 18.0 20.3 0.33 —— 砂砾料 —— 18.0 —— —— —— 黄土 —— 16.0 19.1 —— —— 坝基 2枢纽布置
2.1 工程标准
2.1.1 枢纽等别
查《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），根据设计基本资料可知本工程：水库总库容5.05亿立方米，灌溉面积104万亩，总装机容量3.145万KW，水库以灌溉发电为主，结合防洪，综合此四方面考虑，按《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000中表2.1.1，确定本工程等别为Ⅱ等，规模属于大（2）型。
2.1.2水工建筑物级别及防洪标准
土石坝枢纽设计的主要水工建筑物有：土坝、溢洪道，且以上已论证本工程等别为Ⅱ等，由此查SL252-2002中表2.2.1，确定土坝、溢洪道均为2级。
按SL252-2002中表3.2.1，挡水建筑物（土坝、溢洪道等）的防洪标准为500年设计，5000年校核。
2.2 坝轴线选择
坝轴线根据坝址区的地质、地形条件、坝型、坝基处理方式、枢纽中各建筑物（特别是泄洪
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建筑物）的布置、施工条件等，经多方案的技术经济比较确定。按照给定的资料，主要考虑上坝线和下坝线两个方案。该部分内容列表2.1进行对比说明。如下表所示：
表 2.1 坝轴线对比分析选择说明表 方案 上坝线 因素 坝址位于上坝址同一背斜的东南翼，河床宽坝址位于坝区中部背斜的西北，岩层倾向QH地形条件 河上游，河床宽约300m。 约4.5×104m3的塌滑体，对工程布置有一定影响。 砂卵石覆盖层平均厚度5m，左岸730m高程以上为三级阶地具有中偏弱湿陷性。岩基未发现大范围的夹层，基岩透水性不大。河床中段及地 近右岸地段，沿113-111-115-104-114各钻孔质 连线方向，在岩面下21～47m深度范围内，有条 一透水带，下限最深至基岩下约80m。基岩透件 水性从上游向下游有逐渐增大趋势，左岸台地黄土与基岩交界处的砾岩透水性强。左岸单薄分水岭岩层应考虑排水，增加岩体稳定。 筑坝材料 施工条件 导流泄洪洞 枢溢洪道 纽布灌溉发置 电洞及枢纽电站 比较结果 大，洞顶以上岩层厚度较小。电站厂房处岩石 风化厚度约5～6m，对其产生的渗漏及土体坍塌需采取必要的措施 选用 基岩以厚层粉砂岩为主，岩石完整，透水性不滑稳定条件好。 全不利。 库区及坝址下游土石料储量丰富，平均运距小于1.5km，有利于修建当地材料坝。 河道较窄，施工困难 河道较宽，便于施工 有一定岩石厚度，出口段避开塌滑体的东边界，透水性较大，岩层倾向下游，出口段节理发育，宜采取措施予以处理。出口段宜修建无压洞，保证出口段岩体稳定。 基础以下10左右为砂质岩及夹泥层，且单薄岩性主要为坚硬的细砂石，溢洪道各部分的抗分水岭岩层风化严重，透水性大，对建筑物安承压水，二、三级阶地砾石层透水性与上坝线相同，左岸坝脚靠近塌滑体，对坝体稳定不利。 具有从上游向下游逐渐变小的趋势。下游发现左右。河床地段基岩透水性与中等透水带厚度左右岸岩石中等透水带下限均可达岩面下80m左岸基岩有一条宽200～250m呈北北东方向的强透水带，右岸单薄分水岭的透水性亦很大，120m，岩层倾向QH河下游。下游左岸有体积下坝线 2.3 坝型选择
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根据所给出的基本资料，大坝坝型选用土石坝。
根据防渗结构的类型，常见土石坝的形式有心墙土石坝、斜墙土石坝、面板坝、均质坝等。 心墙坝是将土质防渗体设在坝体中央；斜心墙坝是土质防渗体向上游倾斜；斜墙坝是将防渗体设在坝体上游面或接近上游面。斜心墙坝介于心墙坝与斜墙坝之间，同时具有两种坝的优缺点，施工难度大，多用于高土石坝，故本设计不选用此种型式。
下面就针对均质坝、土质防渗心墙坝和土质防渗斜墙坝，这三种坝型列表进行比较，选定坝型，如表2.2所示。
表2.2 坝型对比分析选择说明表 方案 因素 地形条件 地质条件 工程量 多用于低坝 适用于中高坝 适用于高坝 均质坝 土质防渗心墙坝 土质防渗斜墙坝 适应变形能力较强，对地质条件要求低 坝体由均一的抗渗性能好的土料筑成，坝体整个断面起防渗作用，故防渗体工程量大。 其抗震性能和不均匀沉陷的适应性比心墙坝差 土质斜墙坝的上游坝坡较缓，防渗体的粘土用量和坝体总工程量一般要比土质心墙坝大。 坝体内设置专门防渗体，较于均质坝对材料性能要求低。 斜墙坝的斜墙支承在坝体上游面，可滞后坝体施工，两者相互干扰小。 防渗体工程量降低。 建筑材料 坝体绝大部分由大体均一的抗渗性能好的土料筑成，对土料要求高。 施工条件 结构简单，施工方便，施工碾压困难，在多雨的条件下受含水量影响，则更难压实。 心墙坝由于心墙设在坝体中部，施工时就要求心墙与坝体大体同时填筑，因而两者相互干扰大，影响施工进度。 比较结果 依据原始资料，本设计土石坝为中高坝，则不适宜修建均质坝。粘土心墙坝比粘土斜墙坝用的粘土少，适应变形能力强。冬季施工暖棚跨度小,移动和升高方便，抗震性能好，抗御炸弹能力强，与两岸的连接方便。由于该坝址上下游都有料场,粘土心墙坝的施工干扰相对会减少,综合考虑选择粘土心墙坝。 2.4 枢纽布置
根据选定的坝轴线从地形、地质、施工、运用等方面大致确定建筑物（包括大坝、溢洪道等）的相对位置和建筑物型式，确定枢纽工程的等级及建筑物等级。
1、导流泄洪洞：其布置主要考虑地质情况，避开可能的塌滑体，并保证出口和进口的稳定，此外还应考虑岩体破碎程序及其对岩体渗漏的影响。布置在左岸单薄分水岭，沿洞线周围岩石厚度大于3倍开挖洞径，出口段已避开塌滑体的东边界，沿线岩层、岩性主要为粉砂岩、细砂岩及砾岩，岩石较为坚硬，坚固系数Fk=0.4×104Mpa,透水性较大。岩层倾向下游，出口段节理发育，在导流泄洪洞出口及边坡应采取有效措施予以处理。由于导流洞沿线岩体透水性较大，为保证导流泄洪洞岩体稳定，建议该段修建无压洞。
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