畢業(yè)設(shè)計（論文）-斜心墻土石壩設(shè)計.doc

水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 - 1 - 摘 要 關(guān)鍵詞: 畢業(yè)設(shè)計，斜心墻土石壩，穩(wěn)定計算 該江位于我國西南地區(qū)，本工程攔河壩為斜心墻土石壩。由于山區(qū)水位暴漲 暴落，所以設(shè)置成興利庫容和攔洪庫容完全不結(jié)合，即正常蓄水位和汛限水位均 為 2822.4 米。本設(shè)計是側(cè)重于壩工部分以擋水建筑物和泄水建筑物為主的土石壩 水利樞紐設(shè)計。 第一步，通過調(diào)洪演算得到最佳的溢流堰孔口凈寬和堰頂高程方案，比較不 同類型的土石壩在施工特點，技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面的優(yōu)劣，最終確定大壩壩型為斜心 墻土石壩，并且初定了大壩的輪廓尺寸。然后通過土料設(shè)計，對照指標(biāo)確定了砂 礫料場及粘土料場的位置。再選擇壩體的三個典型斷面對大壩進(jìn)行滲流計算，畫 出流網(wǎng)圖，校核滲流逸出處的滲透坡降確定是否滿足要求。然后通過 vb 編程進(jìn) 行壩坡穩(wěn)定分析，最終進(jìn)行壩體細(xì)部構(gòu)造設(shè)計。 第二步，進(jìn)入主要建筑物設(shè)計階段。確定出大壩的型式及壩址和壩軸線。另 外確定該樞紐的組成建筑物，包括擋水建筑物、泄水建筑物、水電站廠房等。 第三步，進(jìn)入第二主要建筑物設(shè)計階段。確定出泄水建筑物的尺寸，型式和 結(jié)構(gòu)，定為泄水隧洞。然后進(jìn)行軸線選擇和水力計算，從下泄能力、凈空余幅、 挑距和沖刷深度等方面校核設(shè)計的可行性。最后進(jìn)行細(xì)部構(gòu)造設(shè)計。 本設(shè)計以碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范 SL274-2001為基本設(shè)計依據(jù)，外加參考 了與土石壩的有關(guān)資料和書籍。由于知識有限，對于本設(shè)計中的不妥及錯誤之處， 懇請批閱批評指正。在設(shè)計過程中得到了王玲玲等老師的指導(dǎo)，再次表示由衷的 感謝。 本設(shè)計共歷時 9 周。 06021101 王越貞 Abstract The River is located in southwest China, the project includes the RCC dam with clay core wall of earth-rock style. The water level rise due to storm down the mountains, so the active Storage is not combined with the detention storage, that is, normal water level and flood control level are both 2822.4 meters. The dam was designed in part to focus on retaining buildings and discharge structure-based design of earth-rock dam water control project. 斜心墻土石壩及壩坡穩(wěn)定分析 - 2 - A first step, through the Flood Regulating and Calculating to get the best net width of the overflow weir Orifice and the altitude of weir top, then compare different types of earth-rock features in the course of construction, technical and economic advantages and disadvantages, and ultimately determine the type of clay dam earth-rock core, and the outline of an initial size of the dam. Through the soil and then design, the control indicators to determine the gravel and clay material yard field position. Once again chosen the three typical cross-section of dam for seepage calculation, draw network maps, checking the seepage infiltration gradient to determine whether to meet the requirements. Use Visual basic programming to analyze the stability, and ultimately to carry out detailed structural design of the dam. The second step, to enter the main building design stage. To determine the type and the dam site and dam axis. In addition to determine the composition of the hub structures, including retaining structures, drainage structures, such as hydropower plants. The third step is the second major phase of building design. To determine the size of Discharge structure, type and structure of the tunnel for discharge. To select the axis and then proceed hydraulic calculation, from the discharge capacity of more than pieces of headroom, and washed out from the depth of checking the feasibility of the design. Finally design the detail of the Structural . The fourth step is a preliminary design of the construction organization. Diversion to determine standards, the construction phases. Set start date, closure date, flood detention date, the date of reservoir impoundment, the initial generation date and completion date. Finally enter the topic design, calculate the tunnel lining stress, the use of geotechnical analysis software is the rationale for calculating the lining and reinforcement. The design based on the Code for Design of roller compacted earth dam SL274- 2001, along with reference to the relevant information with the earth dam and books. Due to the limited knowledge about the design of the inappropriate and wrong, ask for his approval in criticism. During the design process, very appreciate for the directions by Professor Shu Yi-Ming, Wang Ling-Ling, Su Huai-Zhi, once again express our sincere gratitude. The design period is a total of nine weeks. 水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 - 3 - 目 錄 第一章第一章 前前 言言.6 1.1 畢業(yè)設(shè)計主要目的和作用.6 1.2 設(shè)計對象和背景.6 1.3 設(shè)計過程與方法.6 1.3.1 了解任務(wù)書和熟悉、分析原始資料.6 1.3.2 洪水調(diào)節(jié)計算.6 1.3.3 主要建筑物形式選擇和水利樞紐布置.6 1.3.4 第一主要建筑物攔河壩設(shè)計.7 1.3.5 第二主要建筑物壩外泄水道設(shè)計.7 1.3.6 決定樞紐的施工導(dǎo)流方案，安排施工的控制性進(jìn)度.7 1.4 預(yù)期效果.7 第二章第二章 土石壩工程概況土石壩工程概況.8 2.1 工程流域概況.8 2.2 當(dāng)?shù)貧夂蛱卣?8 2.2.1 氣溫情況.8 2.2.2 濕度情況.9 2.2.3 降水量情況.9 2.2.4 風(fēng)力和風(fēng)向.9 2.3 當(dāng)?shù)厮奶卣?10 2.3.1 年日常徑流資料.10 2.3.2 洪峰流量資料.10 2.3.3 固體徑流資料.10 2.4 工程地質(zhì)資料.10 2.4.1 水庫地質(zhì)資料.11 2.4.2 壩址地質(zhì)資料.11 2.4.3 地質(zhì)構(gòu)造資料.13 2.4.4 水文地質(zhì)條件.13 2.4.5 地震資料.14 2.5 建筑材料.14 2.5.1 料場的位置與儲量資料.14 2.5.2 物理力學(xué)性質(zhì)概述.14 2.6 經(jīng)濟(jì)資料.17 2.6.1 庫區(qū)經(jīng)濟(jì).17 2.6.2 交通運輸.17 2.7 樞紐任務(wù).17 2.8 樞紐特征.17 2.8.1 發(fā)電.18 2.8.2 灌溉.18 2.8.3 防洪.18 2.8.4 漁業(yè).18 2.8.5 過木.18 2.8.6 其它.18 第三章第三章 洪水調(diào)節(jié)計算部分洪水調(diào)節(jié)計算部分.19 3.1 工程等別及建筑物級別的判定.19 斜心墻土石壩及壩坡穩(wěn)定分析 - 4 - 3.2 洪水調(diào)節(jié)計算原理.19 3.2.1 確定洪水標(biāo)準(zhǔn).19 3.2.2 泄洪方式與水庫運用方案的確定.19 3.2.3 調(diào)洪演算的原理.20 3.3 堰頂高程及泄洪孔口的選擇.20 3.3.1 堰頂高程及孔口尺寸選擇原則.20 3.3.2 初步方案擬定.20 3.4 調(diào)洪演算結(jié)果與方案確定.21 3.4.1 調(diào)洪演算的結(jié)果.21 3.4.2 方案的選擇.21 第四章第四章 壩型選擇及樞紐布置概述壩型選擇及樞紐布置概述.22 4.1 壩址及壩型選擇.22 4.1.1 壩址的選擇.22 4.1.2 壩型的選擇.23 4.2 樞紐組成建筑物概述.25 4.2.1 擋水建筑物部分.25 4.2.2 泄水建筑物部分.25 4.2.3 水電站建筑物部分.25 4.3 樞紐的總體布置.25 4.3.1 擋水建筑物土石壩.25 4.3.2 泄水建筑物泄洪隧洞.25 4.3.3 水電站建筑物.25 第五章第五章 大壩設(shè)計概述大壩設(shè)計概述.27 5.1 土石壩壩型選擇.27 5.1.1 均質(zhì)壩.27 5.1.2 堆石壩.27 5.1.3 面板壩.27 5.1.4 斜墻壩和心墻壩.27 5.1.5 斜心墻壩.28 5.2 土石壩剖面尺寸的擬定.28 5.2.1 壩頂寬度.28 5.2.2 壩頂高程.28 5.2.3 壩坡與戧道.30 5.2.4 壩體排水.30 5.2.5 壩內(nèi)防滲體.31 5.2.6 壩基防滲.31 5.2.7 土石壩護(hù)坡.32 5.3 土料設(shè)計.33 5.3.1 粘性土料設(shè)計.34 5.3.2 壩殼砂礫料設(shè)計.37 5.4 滲流計算.39 5.4.1 滲流計算方法.40 5.4.2 典型計算斷面與計算情況.41 5.4.3 計算結(jié)果.42 5.4.4 滲透穩(wěn)定計算.42 5.4.5 成果分析與結(jié)論.43 5.5 穩(wěn)定分析計算.44 水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 - 5 - 5.5.1 計算方法概述.45 5.5.2 計算程序流程圖.46 5.5.3 計算結(jié)果概述與分析.48 5.5.4 穩(wěn)定成果概述與分析.50 5.6 大壩地基防滲處理.50 5.6.1 砂礫石壩基的防滲方案選擇.50 5.6.2 壩基防滲墻的型式、材料及布置.51 5.6.3 壩肩處理.52 5.7 細(xì)部構(gòu)造設(shè)計.53 5.7.1 壩頂布置.53 5.7.2 防滲體和排水設(shè)施.53 5.7.3 反濾層設(shè)計.53 5.8.4 護(hù)坡設(shè)計.56 第六章第六章 土石壩泄水建筑物設(shè)計土石壩泄水建筑物設(shè)計.61 6.1 隧洞布置方案比較與選擇.61 6.2 泄洪隧洞選線與布置.62 6.3 泄水隧洞的體型設(shè)計.62 6.3.1 進(jìn)口建筑物部分.65 6.3.2 出口效能段部分.67 6.3.3 隧洞水力計算概述.69 6.3.4 隧洞的細(xì)部構(gòu)造概述.73 附錄附錄 1：穩(wěn)定計算：穩(wěn)定計算.79 附錄 A：程序說明 .79 附錄 B：源程序代碼.80 附錄附錄 2 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).87 斜心墻土石壩及壩坡穩(wěn)定分析 - 6 - 第一章 前 言 本科畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)四年最重要，最關(guān)鍵的教學(xué)內(nèi)容，它既是學(xué)以致用，知 行合一的一項嘗試，也為我們以后的學(xué)習(xí)或工作模擬了一次“演習(xí)” 。通過畢業(yè) 設(shè)計，大家全面地系統(tǒng)地鞏固了一下大學(xué)所有學(xué)過的專業(yè)知識，提高了專業(yè)水平， 鍛煉了專業(yè)技能。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我們對粘土斜心墻土石壩的壩型特點，施工方式，設(shè)計 理念等有了系統(tǒng)地全面地認(rèn)知，也有了一次系統(tǒng)設(shè)計能力的培養(yǎng)機會。我們對水 利水電專業(yè)的更加了解，對水利水電事業(yè)更加熱衷。 1.1 畢業(yè)設(shè)計主要目的和作用 （1）鞏固、聯(lián)系、加深、充實、擴(kuò)大所學(xué)基本理論和專業(yè)知識，并進(jìn)行系 統(tǒng)化； （2）培養(yǎng)綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的技能，初步掌握設(shè)計原則、方 法和步驟； （3）養(yǎng)成正確的設(shè)計思想，樹立嚴(yán)肅認(rèn)真，實事求是和刻苦認(rèn)真的工作作 風(fēng)，學(xué)習(xí)態(tài)度； （4）鍛煉獨立思考、獨立工作能力，加強計算、繪圖、編寫說明書及使用 規(guī)范、手冊等技能訓(xùn)練。 1.2 設(shè)計對象和背景 本設(shè)計的對象和背景是位于我國西南地區(qū)的某江，進(jìn)行以壩工為設(shè)計重點的 工程設(shè)計。 1.3 設(shè)計過程與方法 1.3.1 了解任務(wù)書和熟悉、分析原始資料 1.3.2 洪水調(diào)節(jié)計算 用圖解法確定防洪庫容、設(shè)計（校核）洪水位及相應(yīng)的下泄流量，為確定大 壩高度和下游消能防沖設(shè)施提供了設(shè)計依據(jù)。 1.3.3 主要建筑物形式選擇和水利樞紐布置 （1）確定樞紐組成建筑物及其設(shè)計等級。 （2）通過不同