斜心墙土石坝设计-王岳震(3)

第一章 前 言

本科毕业设计是大学四年最重要，最关键的教学内容，它既是学以致用，知行合一的一项尝试，也为我们以后的学习或工作模拟了一次“演习”。通过毕业设计，大家全面地系统地巩固了一下大学所有学过的专业知识，提高了专业水平，锻炼了专业技能。

通过这次毕业设计，我们对粘土斜心墙土石坝的坝型特点，施工方式，设计理念等有了系统地全面地认知，也有了一次系统设计能力的培养机会。我们对水利水电专业的更加了解，对水利水电事业更加热衷。

1.1 毕业设计主要目的和作用

（1）巩固、联系、加深、充实、扩大所学基本理论和专业知识，并进行系统化；

（2）培养综合运用所学知识解决实际问题的技能，初步掌握设计原则、方法和步骤；

（3）养成正确的设计思想，树立严肃认真，实事求是和刻苦认真的工作作风，学习态度；

（4）锻炼独立思考、独立工作能力，加强计算、绘图、编写说明书及使用规范、手册等技能训练。

1.2 设计对象和背景

本设计的对象和背景是位于我国西南地区的某江，进行以坝工为设计重点的工程设计。

1.3 设计过程与方法

1.3.1了解任务书和熟悉、分析原始资料 1.3.2 洪水调节计算

用图解法确定防洪库容、设计（校核）洪水位及相应的下泄流量，为确定大坝高度和下游消能防冲设施提供了设计依据。

1.3.3 主要建筑物形式选择和水利枢纽布置

（1）确定枢纽组成建筑物及其设计等级。

（2）通过不同方案的初步技术经济比较，选定坝型。 （3）通过定性分析比较，选定水电站厂房及其他建筑物型式。

（4）确定水利枢纽的布置方案。

1.3.4 第一主要建筑物——拦河坝设计

一般应首先选定大坝结构布置与构造，然后进行校核计算。 （1）选定坝的结构形式，拟定防渗体的型式以及坝的主要尺寸。

（2）进行土料设计，包括对坝身不同高程的透水料和不透水料的分区规划布置以及压实标准的确定。

（3）渗流演算，计算正常、校核水位下浸润线位置，确定总渗流量与逸出坡降。

（4）静力稳定计算，求出上下游坡在某一水位情况下的最小稳定安全系数，以论证选用坝坡的合理性。

（5）拟定坝身构造，包括防渗、排水、反滤层、坝顶、护坡、马道，以及坝体与坝基、岸坡及其他建筑物的连接。

1.3.5第二主要建筑物——坝外泄水道设计

（1）确定结构形式和主要尺寸，进行建筑总体布置。

（2）进行水力计算，以验证建筑物的轮廓尺寸和各部分的结构尺寸是否合理。 （3）拟定细部构造，包括排水、锚筋加固、灌浆、掺气等。

1.3.6 决定枢纽的施工导流方案，安排施工的控制性进度

1.4 预期效果

绘出3张工程设计图，自行编制说明书和计算书，并编写中、英文的摘要。

第二章 土石坝工程概况

2.1 工程流域概况

该江位于我国西南地区，流向自东南向西北，全长约122公里，流域面积2558平方公里，在坝址以上流域面积为780平方公里。

本流域大部分为山岭地带，山脉和盆地交错于其间，地形变化剧烈，流域内支流很多，但多为小的山区流河流，地表大部分为松软的沙岩、页岩、玄武岩及石灰岩的风化层，汛期河流的含沙量较大。冲积层较厚，两岸有崩塌现象。

本流域内因山脉连绵，交通不便，故居民较少，全区农田面积仅占总面积的20％，林木面积约占全区的30％，其种类有松、杉等。其余为荒山及草皮覆盖。

2.2 当地气候特征

2.2.1 气温情况

年平均气温约为12.8度，最高气温为30.5度，发生在7月份，最低气温为-5.3度，发生在1月份。

表2-1 月平均气温统计表（度）

表2-2 平均温度日数

2.2.2 湿度情况

本区域气候特征是冬干夏湿，每年11月至次年和4月特别干燥，其相对湿度为51~73％之间，夏季因降雨日数较多，相对湿度随之增大，一般变化范围为67~86％。

2.2.3 降水量情况

最大年降水量可达1213毫米，最小为617毫米，多年平均降水量为905毫米。

表2-3 各月降雨日数统计表

2.2.4 风力和风向

一般1~4月风力较大，实测最大风速为19.1 m/s，相当于8级风力，风向为西北偏西。水库吹程为15公里。实测多年平均风速14m/s。

2.3 当地水文特征

该江径流的主要来源为降水，在此山区流域内无湖泊调节径流。根据实测短期水文气象资料研究，一般是每年五月底至六月初河水开始上涨，汛期开始，至十月以后洪水下降，则枯水期开始，直至次年五月。

该江洪水形状陡涨猛落，峰高而瘦，具有山区河流的特性，实测最大流量为700秒立米，而最小流量为0.5秒立米。

2.3.1 年日常径流资料

坝址附近水文站有实测资料8年，参考临近测站水文记录延长后有22年水文系列，多年年平均流量为17秒立米。

2.3.2 洪峰流量资料

经过频率的分析，可以求得不同频率的洪峰流量如下表2-4，2-4所示，山区洪水的特性是暴涨暴落的。

表2-4 不同频率洪峰流量（秒立米）

2.3.3 固体径流资料

该江为山区性河流，含沙量大小均随降水强度及降水量的大小而变化，平均含沙量达0.5公斤／立米。枯水极少，河水清彻见底，初步估算30年后坝前淤积高程为2765米。

2.4 工程地质资料

虽然土石坝对地质结构要求不像拱坝，重力坝以般苛刻，但是地质构造对土

石坝的选址，建造，后期维护都有一定程度的决定性作用。

2.4.1 水库地质资料

库区内出露的地层有石灰岩、玄武岩、火山角砾岩与凝灰岩等。经地质勘探认为库区渗漏问题不大，但水库蓄水后，两岸的坡积与残积等物质的坍岸是不可避免的，经过勘测，估计可能坍方量约为300万立米。在考虑水库淤积问题时可作为参考。

2.4.2 坝址地质资料

坝址位于该江中游地段的峡谷地带，河床比较平缓，坡降不太大，两岸高山耸立，构成高山深谷的地貌特征。

坝址区地层以玄武岩为主，间有少量火山角砾岩和凝灰岩穿过，对其岩性分述如下：

（1）玄武岩。一般为深灰色、灰色、含有多量气孔，为绿泥石、石英等充填，成为杏仁状构造，并间或有方解石脉、石英脉等贯穿其中，这些小岩脉都是后来沿裂隙充填进来的。坚硬玄武岩应为不透水层，但因节理裂缝较发育，透水性也会随之增加，其矿物成份为普通辉石、检长石，副成分为绿泥石、石英、方解石等，由于玄武岩成分不甚一致，风化程度不同，力学性质也不同，可分为坚硬玄武岩、多气孔玄武岩、破碎玄武岩、软弱玄武岩、半风化玄武岩和全风化玄武岩等，其物理力学性质见表2-6、表2-7。

渗透性：经试验得出k值为4.14~7.36米/昼夜。

表2-6 坝基岩石物理力学性质试验表

表2-7 全风化玄武岩物理力学性质试验表

（2）火山角砾岩。角砾为玄武岩，棱角往往不明显，直径为2~15厘米，胶结物仍为玄武岩质，胶结紧密者抗压强度与坚硬玄武岩无异，其胶结程度较差者极限抗压强度低至35MPa。

（3）凝灰岩。成土状或页片状，岩性软弱，与近似，风化后成为碎屑的混合物，遇水崩解，透水性很小。

（4） 河床冲积层。主要为卵砾石类土，砂质粘土与砂层均甚少，且多呈透镜体状，并有大漂石掺杂其中。卵砾石成分以玄武岩为主，石灰岩与砂岩占极少数。沿河谷内分布：坝基部分冲积层厚度最大为32米，一般为20米左右；靠岸边最少为几米。颗粒组成以卵砾石为主，砂粒和细小颗粒为数很少。卵石 …… 此处隐藏：2689字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……