鄢玉英--畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(揚(yáng)溪重力壩)

1、水工建筑物畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書（重力壩方向）一、設(shè)計(jì)目的和要求水工（工管）畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的在于培養(yǎng)同學(xué)們了解并初步掌握水利工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容、方法和步 驟。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，應(yīng)用和鞏固該專業(yè)所學(xué)的理論，鍛煉應(yīng)用所學(xué)的課程知識(shí)解決實(shí)際工程的能力， 培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想，熟悉水利建設(shè)的方針、政策及有關(guān)的規(guī)范，進(jìn)一步提高同學(xué)們編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明 書、進(jìn)行各種計(jì)算和繪制水利工程圖的能力。根據(jù)以上目的，要求每一位同學(xué)對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容中的各個(gè)重要環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)均需自己動(dòng)手，做出完整 的設(shè)計(jì)成果（包括編寫設(shè)計(jì)計(jì)算書和說(shuō)明書，繪制設(shè)計(jì)圖） ，并要求各項(xiàng)設(shè)計(jì)成果概念明確，說(shuō)理簡(jiǎn) 明扼要，繪圖正確整潔，計(jì)算準(zhǔn)確并具有一定的精度。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容（一）

2、、樞紐布置1、壩址、壩軸線及壩型選擇；2、導(dǎo)流放空及泄洪建筑物的選擇與布置。（二）水工設(shè)計(jì)1、擋水建筑物的結(jié)構(gòu)布置、設(shè)計(jì)計(jì)算；2、泄水建筑物體型設(shè)計(jì)、水力計(jì)算、消能防沖設(shè)計(jì)；3、地基處理、壩體細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)。三、設(shè)計(jì)成果及要求（一）、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書、計(jì)算書一份。說(shuō)明書、計(jì)算書要求用鋼筆寫，章節(jié)分明，字體清晰工整。對(duì)于論點(diǎn)的依據(jù)、公式來(lái)源以及所 引用的符號(hào)意義均須交待清楚。使用程序時(shí)須附源程序說(shuō)明、編制原理和程序框圖、打印結(jié)果等， 必要時(shí)附源程序。（二）、圖紙1、水工部分（ 1）大壩樞紐布置圖 1 張。（2）大壩橫剖面圖、溢洪道或溢流壩結(jié)構(gòu)布置圖1 張。（3）各建筑物必要的細(xì)部構(gòu)造圖 1 張。（4

3、）下游立視圖一張圖紙需用電腦繪制，要求表達(dá)正確、尺寸齊全、整齊美觀，符合國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)。第一章基本資料楊溪水庫(kù)總庫(kù)容為 2740萬(wàn)M3,總裝機(jī)容量為2500*2KW。第一節(jié)流域的水文氣象驛前河是撫河，源區(qū)支流，源出贛閩邊界武夷山脈西麓的廣昌驛前鎮(zhèn)梨木莊，流域面積474平方公里（赤水以上），赤水以下至南城段為撫河中上游段，稱為江，南城以下為撫河中下游主流，楊溪水庫(kù)壩址位于驛前河楊溪附近，壩址以上流域面積為138平方公里，主河道長(zhǎng)27.8公里，平均比降0.0082。庫(kù)區(qū)內(nèi)地形三面環(huán)山，地勢(shì)西南高，北部低，其中以西南部河流發(fā)源地靈花仙山山峰最高達(dá)991米（黃河標(biāo)高，后同）庫(kù)區(qū)河流大致為自西南向東再轉(zhuǎn)向

4、北，流域面積范圍在東經(jīng)116015 至116022，北緯 26031至 26036 之間。庫(kù)區(qū)內(nèi)無(wú)大，中型蓄，引水或提水工程，僅在源頭龍井電站建有一座?。ㄒ唬┬退畮?kù)，控制集 雨面積6.7575平方公里，有效庫(kù)容為 141.5萬(wàn)立方米，其他稱為小坡，小川，人類活動(dòng)規(guī)模小，對(duì) 徑流量，以流年內(nèi)分配影響均很小故不考慮水量還原。水庫(kù)壩址以上流域內(nèi)，其上游及下游的山地植被均很好，水土流失量小，僅在中游有部分地區(qū)輕度 水土流失。由于該河段內(nèi)無(wú)泥沙，測(cè)驗(yàn)資料，經(jīng)采用下游干流上的沙子嶺水文站共24年實(shí)測(cè)泥沙資料分析多年平均侵蝕模數(shù)為154噸/平方公里。一、氣象氣象觀測(cè)情況楊溪水庫(kù)工區(qū)流域內(nèi)無(wú)氣象觀測(cè)資料，現(xiàn)以

5、廣昌縣氣象站作為庫(kù)區(qū)流域的代表站該站距壩址約 30公里，設(shè)立于1954年至今，觀測(cè)有氣溫，濕度，降水量，蒸發(fā)量，風(fēng)速等資料，項(xiàng)目較全。1、 降水量：每年平均降水量1720毫米，實(shí)測(cè)最大年降水量 2336毫米，（1957）,年最小降水量1140.2 毫米（1971年），降水量年分配不均勻，主要集中在3 6月，約占全年降水量的62%。2、 氣溫：每年平均氣溫為18度，實(shí)測(cè)極端最高溫度 40度（1983年8月），極端最低氣溫-9.8度（1955 年1月），月平均最高氣溫 30度（1983年7月），月平均最低氣溫 2.3度（1977年1月）。3、 蒸發(fā)：多年平均蒸發(fā)量1504.9毫米，月最大蒸發(fā)量 3

6、09.7毫米（1956年7月），月最小蒸發(fā)量 22.4毫米（1957年2月）。4、 濕度：多年平均相對(duì)濕度 80%，月最小相對(duì)濕度 8%。5、 風(fēng)速及風(fēng)向：多年平均風(fēng)速1.8米/秒，多年最大風(fēng)速 20米/秒，相應(yīng)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)。6、 日照：多年平均時(shí)數(shù)為1828.5小時(shí)，無(wú)霜期多年平均為 273天。二、徑流楊溪水庫(kù)壩址以上均無(wú)流量觀測(cè)資料，流域內(nèi)的驛前雨量站，有1957年至今的實(shí)測(cè)雨量資料，但因其成果精度低而不能采用，壩址以下4公里處的河道上設(shè)有東坑水文站，可以作為工程徑流分析的主要參考證站。1、流系列推求：根據(jù)東坑水文站補(bǔ)延后的33年系列資料，按面積比的一次方進(jìn)行楊溪水庫(kù)壩址處的年月徑流推求，計(jì)

7、算的基本公式為：Q楊溪=F楊溪？ Q東坑/F東坑 得楊溪水電壩址歷年各月的平均流量如下：楊溪水庫(kù)壩址年月平均流量（單位：M3/S）12345678|9101112平均19571.093.565.756.788.785.811.543.281.433.201.891.543.7219581.582.9213.313.4917.35.683.051.053.162.641.260.7813.8919591.006.024.445.384.8822.36.265.161 4.561.822.351.625.4819601.841.023.255.047.485.821.842.972.061.481

8、.521.562.9919610.971.785.148.417.56 :16.84.583.67:9.593.663.592.695.7019622.041.303.606.0218.124.39.003.742.542.202.381.366.3819631.261.261.801.812.095.113.050.900.700.891.531.221.8019642.692.383.146.554.1216.03.362.04r 1.032.101.110.783.7819650.640.701.745.529.21110.63.242.20M.173.162.581.863.55196

9、61.812.083.128.266.5813.27.632.092.152.221.791.864.4019671.353.022.796.407.426.623.902.261.281.241.421.243.519680.971.223.603.045.60 122.014.03.61P 1.582.221.441.505.0719691.943.624.475.067.999.063.542.341.403.541.911.403.8619701.661.615.126.4218.48.666.892.183.075.141.883.505.3819711.471.901.651.04

10、4.43 :4.506.111.87P 1.861.160.981.291.9419720.931.950.845.026.904.692.363.86M.642.422.342.372.9419733.062.312.9012.419.313.79.785.103.182.701.971.476.4919741.572.341.591.766.078.124.603.381.252.702.952.103.2019752.295.247.8310.020.015.65.404.844.375.994.543.207.4419762.073.204.3011.88.9118.212.104.0

11、0P 2.883.882.091.506.2419771.831.600.852.748.4813.305.493.602.341.831.571.503.7619781.591.483.037.179.277.482.601.670.941.190.970.673.1719791.241.355.205.256.98 :8.193.462.85r 2.901.371.280.883.4119800.981.743.6311.0013.004.203.455.022.932.481.821.464.3019811.351.885.4517.307.086.162.942.262.022.362

12、.661.434.4019821.062.723.905.519.3013.705.162.67P 2.773.063.802.354.6719839.796.2010.608.7812.1011.403.792.28(3.032.081.200.975.5219841.201.502.489.229.7418.304.683.665.252.701.991.705.2019851.554.876.004.663.425.822.753.325.002.201.801.453.5719861.372.004.677.165.34 :4.281.851.14:0.701.231.400.942.

13、6719870.760.762.352.666.373.503.112.12M.704.124.342.282.8419882.293.568.198.048.866.702.373.144.751.901.841.594.4419893.962.632.054.388.935.163.511.771.761.721.701.283.22三、洪水1、洪水成因與特性楊溪水庫(kù)流域的洪水主要由暴雨形成，4-6月洪水由峰面雨形成，7-8月的洪水由峰面雨和臺(tái)風(fēng)雨形成。根據(jù)測(cè)站實(shí)測(cè)，一般汛期為4-6月，尤以5, 6月的洪水出現(xiàn)次數(shù)最多，洪水量也較大，由于山區(qū)河道比降大，洪水易漲易落，來(lái)去迅猛，漲洪歷時(shí)短，

14、一般在一日左右，洪峰歷時(shí)在1-2小時(shí)左右，并且單峰型出現(xiàn)較多，多峰型洪水較少。2、楊溪水庫(kù)壩址處，歷年洪峰流量（實(shí)測(cè)系列） ：?jiǎn)挝唬海∕3/S年1971197219731974197519761977Q洪峰流量81.70185.00176.00128305.00274378.0年1978197919801981198219831984Q洪峰流量M91.00144.00180.00504.00273.00228.0530年19851986198719881989Q洪峰流量83.3141.0088.1111.00123.00a）歷史洪水楊溪水庫(kù)壩址處，由于無(wú)居民點(diǎn)，故難于進(jìn)行歷史洪水調(diào)查，但距壩址

15、約4公里的下游河道上，設(shè)有東坑水文站，該站調(diào)查的站址處1854年、1962年兩年的峰值為 914秒/立方米，660秒/立方米。b）楊溪水庫(kù)實(shí)測(cè)典型洪水過程線（1984年6月，單位：秒立方米）時(shí)間1984年6月15 日 8： 008： 309： 009： 3010： 0010 : 3011： 00Q典型11.518.639.884.5172:32256411:3012:0012:0612:1812:3013:3014:0015:0083889588888882458545226216:0017:0019:0021:006、160:002:008:0014:0017812882.563.045.7

16、40.2 n30.623.720:00六月17日2： 008： 0014： 006.182:004:008:0012:019.618.216.916.916.315.115.715.5第二部分 壩工部分在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)地貌，巖石特性及材料的供應(yīng)情況，確定修建重力壩。在該部分 設(shè)計(jì)主要任務(wù)為確定溢流壩、非溢流壩段的有關(guān)參數(shù)、大壩的平面布置、應(yīng)力分析及溢流壩段設(shè)計(jì)。第一章基本資料第一節(jié)工程地質(zhì)條件一、區(qū)域地質(zhì)條件廣昌縣楊溪電站在大地構(gòu)造上處武夷山地背斜的西北翼，屬于我國(guó)東部地區(qū)新華廈構(gòu)造體系， 構(gòu)造線大致呈北東方向，發(fā)育走向北北東的褶皺系和斷裂帶。根據(jù)江西一一福建等震線圖，本區(qū)的 地震烈

17、度為六度。區(qū)內(nèi)出露的巖性主要有前震旦系的變粒巖和加里東期的混合花崗巖及零星的第四紀(jì)覆蓋物。區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，地下水有兩種：一是埋藏于沖積層及破殘層中的空隙性潛水，不構(gòu)成 統(tǒng)一的含水層，水量有限；二是埋藏于基巖中的裂隙性潛水，水量有限。這二種地下水均接受大氣 降水補(bǔ)給，排泄于河道中。二、庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件庫(kù)區(qū)出露地層為前震旦系的變粒巖和加里東期的混合花崗巖，此外零星分布的厚度很小的沖擊 沙，卵，石層及坡亞粘沙土層。庫(kù)區(qū)僅見驛前大斷層通過，但遠(yuǎn)離壩區(qū)，此斷層為壓扭性斷裂，破碎帶擠壓緊密，且被第四紀(jì) 坡殘土層覆蓋，因此不成為庫(kù)區(qū)滲漏通道。此外，庫(kù)區(qū)主要有變粒巖和混花崗巖組成，巖石滲透性小，四周山體

18、雄厚，又無(wú)大的臨谷，故 庫(kù)區(qū)無(wú)滲漏之慮。庫(kù)區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)大的滑坡，坍塌，大的崩塌堆集等不良的物理地質(zhì)現(xiàn)象，山坡是穩(wěn)定的。建壩不 后不致產(chǎn)生大的邊岸再造問題。庫(kù)區(qū)植被發(fā)育，水土保持良好，固體徑流來(lái)源不豐富，因此，庫(kù)區(qū)淤積問題不致嚴(yán)重。此外，庫(kù)區(qū)除了下陌村及部分田外，尚無(wú)有價(jià)值的礦產(chǎn)資源和文物古籍被淹沒，故淹沒損失小。三、樞紐區(qū)域工程地質(zhì)一、壩址工程地質(zhì)條件（一）地層巖性1、壩址出露太古界前震旦系第三段（ AZ地層，新生界第四系全新統(tǒng)（ Q4以及加里東期的混合花 崗巖（M）。前震旦系第三段（AnZc）,出露在全區(qū)，為黑云母變粒巖；硅化，絹云母化變粒巖；混合質(zhì)變粒 巖及條痕狀混合巖。黑云母變粒巖：呈灰色

19、,細(xì)粒結(jié)構(gòu),顯片理。主要成分為石英（40%）,鉀長(zhǎng)石（ 23%）,斜長(zhǎng)石（ 15%）,黑云母（ 15%）。硅化、絹云母變粒巖： 呈灰黃色, 結(jié)構(gòu)致密, 顯片理。 主要成分為： 石英（ 70%） 、絹云母（ 22%） 、 白云母（ 15%）。以上兩種變粒巖是壩區(qū)的主要巖性,分布比較廣泛,并有混合花崗巖穿插其中。 混合質(zhì)變粒巖：呈灰色,結(jié)構(gòu)致密、均一、但黑云母呈定向分布,其主要成分石英（40%）、斜長(zhǎng)石（ 30%）、鉀長(zhǎng)石（ 15%）、黑云母（ 15%）。條痕狀混合巖：灰色,致密塊狀、黑云母定向排列并形成條痕構(gòu)造。其主要成分：石英（40%）、斜長(zhǎng)石（ 40%）、黑云母（ 13%）。以上兩種巖性,在

20、壩區(qū)分布零星,且厚度不大,延伸不遠(yuǎn)便塵滅。2、 第四系全新統(tǒng)（Q4），按其成因類型可分為坡殘積層（ d Elq4 ）和沖積層（Alq4），前者分布在 壩區(qū)山坡及沖溝之中，為灰黃色砂壤土，壤土夾碎（礫）石，層厚0.5-2.0 米；后者主要分布在河 道拐彎處及兩岸水邊，為漂石、砂卵（碎）石，層厚 0.5-2.5 米。3、加里東期的混合花崗巖 （Mrs ，壩區(qū)分布凌亂，呈灰白一淡黃綠色， 其主要成分是石英（31% ）、 微斜長(zhǎng)石 （30%）、斜長(zhǎng)石 （25%有蝕變現(xiàn)象 ）和白云母 （30%），與上部的震旦系地層呈侵入接觸關(guān)系， 二者膠合良好，層厚大于 1000 米。（二）地質(zhì)構(gòu)造 壩址處在武夷山地背

21、斜西北翼，巖層呈單斜，在壩區(qū)上，下游地層走向大致北東東向（這可能與加里東期我省北部強(qiáng)烈的褶皺回返有關(guān)），其產(chǎn)狀為3340-352。 240-36 0,局部因受混合花崗巖侵入的影響，產(chǎn)狀有所變化。壩區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單,沒有大的斷層通過,巖層中節(jié)理裂隙也不甚發(fā)育。 層間錯(cuò)動(dòng)：壩址的變粒巖中,由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)（如武夷山地背斜的形成和后期巖漿巖的侵入等原 因,同時(shí)受變粒巖本身的影響,普遍發(fā)育有層間錯(cuò)動(dòng),即：有變粒巖的地方,就有層間錯(cuò)動(dòng)存在。 通過壩址區(qū)的九個(gè)平洞及部分槽深的揭露資料發(fā)現(xiàn),壩址區(qū)發(fā)育的層間錯(cuò)動(dòng)有如下規(guī)律：1 、分布廣泛；2、接近地表處呈張開狀,且含次生泥,但隨著深度的增加,錯(cuò)動(dòng)面逐漸閉合,也不含

22、泥質(zhì)；3、由于后期花崗巖的侵入,造成了層間錯(cuò)動(dòng)的起伏,被花崗巖巖體切割,致使層間錯(cuò)動(dòng)面并不完全 連續(xù)。（三）地貌及物理地質(zhì)現(xiàn)象： 壩址區(qū)為低山求侵蝕地貌,山體雄厚,呈北北西方向展布。驛前河有南南東往北北西流向壩址區(qū)。壩段河道平直,兩岸地形不對(duì)稱。左右兩岸山頭高程分別為506.75 米和 504.54 米。兩岸坡度適中,左岸稍陡,坡角 300-50 0。河水很淺,枯水期水深為 0.5 米左右。河床高程 492 米左右,河 床兩岸基巖裸露,以變粒巖為主,巖體的風(fēng)化程度兩岸不一,右岸風(fēng)化深度小于5 米左右,而左岸風(fēng)化深度大,強(qiáng)風(fēng)化區(qū)的最大厚度達(dá) 22.05 米。兩岸有規(guī)模不等的御前裂隙發(fā)育,它與壩址

23、發(fā)育的北西走向的裂隙面形成了不利組合關(guān)系,致 使一部分表層巖石出現(xiàn)松動(dòng),右岸靠近壩線下游山坡,因此形成了一個(gè)小的滑坡體,但迄今為止,壩址區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)大滑坡、大崩塌、大量的松散堆積和泥石流等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。a）水文地質(zhì)現(xiàn)象壩區(qū)地下水按其埋藏條件可分為孔隙潛水和裂隙潛水兩種。前埋藏在第四紀(jì)的松散地層中，由于分布零星，厚度小，未能形成統(tǒng)一的含水層，含水較少，但透水性強(qiáng)。裂隙潛水埋藏于斷層和節(jié) 埋裂隙密集帶中，含水性及透水性不均一，總趨勢(shì)是：隨著深度的增加，巖體風(fēng)化程度的減弱而減 小，如河床基巖透水性弱，一般值均少于0.03升/分米、米，個(gè)別達(dá)到 0.035升/分米、米，兩岸基巖透水層厚度相對(duì)較大，且

24、左岸大于右岸。特別是全、強(qiáng)風(fēng)化帶中透水層厚度較大。弱風(fēng)化帶以下，W值一般在0.020升/分米、米以下，個(gè)別達(dá)到 0.029升/分米、米。可見，單位吸水隨著深度的增加、 巖石風(fēng)化程度的減弱而變小的趨勢(shì)十分明顯。兩岸地下水位的埋深均在風(fēng)化帶以下，最深處達(dá)20.90米，尤其是左岸地下水位比較低。壩址的地表及地下水均屬于HCO3 N型水。地下水有中等溶出型侵蝕，一般酸性弱腐蝕，無(wú)其它類型侵蝕。地表水具有中等溶春型和一般酸性弱侵蝕，還具有中等碳酸型腐蝕，無(wú)其它侵蝕性。（四）壩區(qū)主要地質(zhì)技術(shù)參數(shù)壩基由黑云母變粒巖、硅化、絹云母化變粒巖及混合花崗巖組成，它的主要物理力學(xué)指標(biāo)如下：巖性力學(xué)參 數(shù) 風(fēng)化程 度飽

25、和抗壓強(qiáng)度MPa砼/巖石動(dòng)彈模數(shù)EdGPa泊桑比so容量g/cm3摩擦系數(shù)f抗剪斷強(qiáng)度摩擦系數(shù)f凝聚力CMPa變粒巖弱風(fēng)化55-770.55-0.600.55-0.600.5-06100.252.53微-新鮮80-1000.60-0.650.60-0.55150.202.53混合花崗巖弱風(fēng)化300.60-0.650.60-0.650.6-0.7100.202.58微-新鮮400.65-0.700.65-0.700.7-0.8150.152.55說(shuō)明：1壩基各段的力學(xué)指標(biāo)可近巖石指標(biāo)的加權(quán)平均值采用；2、定層間錯(cuò)動(dòng)面是可能滑動(dòng)的軟弱面，則取f=0.35-0.40 ，c=0進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。開挖邊坡建

26、議取值:開挖坡高（米）邊坡值風(fēng)化程度0-10 米10-15 米永久臨時(shí)永久臨時(shí)全風(fēng)化層或堆層:1 : 11 : 0.751 :1.251: 1強(qiáng)風(fēng)化層1 : : 0.751 : 0.51 :11: 0.75弱風(fēng)化巖層1 : 0.51 : 0.51 :0.751: 0.5第二節(jié)天然建筑材料、砂料場(chǎng)黃石嘴砂料場(chǎng)：位于壩址下游約3公里的右岸，為一沿河淺灘，地面平坦，汛期沒于水下，巖性為石英中粗砂。粒徑一般在1-2毫米之間，含泥量極少，總儲(chǔ)量3000立方米以上。地處公路邊，運(yùn)輸方便。清潭砂粒場(chǎng)：位于母壩址下游約7公里的右岸，為一沿河淺灘，有效儲(chǔ)量6000M3左右，為石英中、粗砂，分選良好，運(yùn)輸方便。大港上砂料場(chǎng)：位于壩址下游約 7.5公里的左岸，地面平坦，為石英中粗砂，加卵礫石（約5%）。 砂的摩圓度好，分選較好。料場(chǎng)面積大于120000M2,有效厚度大于2米，總儲(chǔ)量大于240000M3。二、（礫）石料場(chǎng)湖羅石卵礫石料場(chǎng)：位于壩址下游約500米的右岸，為一沿河淺灘，地面平坦，汛期沒于水下，巖性為卵（礫）石夾少量中粗砂，粒徑一般在510厘米，最大達(dá)30厘米，磨圓較好，成分以變粒巖和花崗巖為主，分選性較差，大小混雜，料場(chǎng)面積20000M3，平均厚度3米，有效儲(chǔ)量60000M3,地處公路邊，交通方便。田卵（礫）石料場(chǎng)：位于壩址下游約1.5公里的右岸，為一沿河淺