斜墙土石坝工程设计说明书Word格式.docx
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ABSTRACT
Isitpassphysicalgeographyinbasintodesignoriginally,hydrologyclimatecharacteristic,projectaddressandatthefoundationthathydrogeologyanalyse,throughadjustbigtoisitgetweirhighChengveryandisitflowweiremptymouthfulsofclearwidthtooverflowtomakemathematicalcalculations,receiveanddesignwaterlevelandflow,checkwaterlevelandflow.Comparisonofthetechnologicaleconomythroughthedamsiteanddamtypeandqualitativeanalysis,makethepositionoftheaxisofthedam,itsdamtypedeterminesasthesoilstonedam,thencarryontheoveralldesigntothedam.Firstofall,throughstonecarryontechnologicaleconomycomparisonoftoseveraldifferentkindsofsoilstonedamamongthedaminsoil,confirmdamastheearth-rockingdamofsloppingcore-wall.Thendraftthebasicsectionandsizeofoutlineofthedam,checkingcomputations.Drainoffwatertodambodyanddamslope,claypreventionofseepagewalldesignthepreventionofseepage.Haveclaymaterialfieldandgritmaterialfieldnearthedamsite,analysethroughsoilmaterial,isitconfirmclaymaterialfieldandgritexertion,materialoffieldtocalculate.Carryoninfluentcalculatetodambody,isitselectforusedambodysectionanddambodyaboutallfirstsectiondesignrespectivelytodesignoriginally,calculateandpermeatetheflowandeaseandsurfacedeeply.Drawcore-wallofficeflowwotoo,calculateinfluentinfiltrationslopeorderedtooverflowlower,confirmwhethertomeetthedemandsornot.Carryonstabilitycalculate,confirminvariouskindsofwaterlevelvisitingminimumsafetycoefficient,damofslopingfromheadtofootundertheoperatingmode,andiscalculatedandgottheeconomicsectionofdamrepeatedly.Earth-rockingdamfoundationisitanalyseriverbedpartanddamshoulder,choosethesuitableinfluenttocontroltheschemetodealwith.Andthendesignthedetailstructureofthedam.Designthebodyofpreventionofseepageofthedamanddrainageseparately,andstrainthedesignoffloorinsteadtobodyandpositionofdrainingoffwaterofpreventionofseepage,confirmthedamcarriesassigning.Earth-rockingdamcanoverflowandflowtocarry,soadopttunnelstoreleasefloodwater.Tunnelisitisitimportsometodesigntowant,holebodysizeisitcandisappeartoexport.Carryonessentialwaterconservancycalculatewithquietstrengthcalculating,proveoutlineofbuildingsizeandeveryphysicaldimensionofpartreasonable.Calculatethroughthelineabovewateroftunnelthatconfirmsholebodymeasurementfinally.Thenandputthecavitytodesigntothetunneldetail.Isitisitisitdesigntoorganizetoconstructtogoonfinally,constructwaterconservancydiversionplanandconstructprogressofcontrollingetc..
Becauseknowledgeislimited,lackexperience,theimproperandwrongplaceinthisdesign,hopeeveryteachermakesacomment.Thanks!
第一章前言
毕业设计是我们大学在校期间最后一个全面性、总结性、实践性的教学环节,它既是运用所学知识和技能,解决某一工程具体问题的一项尝试,也是我们走向工作岗位的前的一次“实战演习”。
1.1毕业设计主要目的和作用
毕业设计是学生在校期间最后的、总结性的重要教学环节,其目的是:
1.巩固、加深、扩大学生所学的基本理论和专业知识,并使之系统化;
2.培养学生运用所学的理论知识解决实际技术问题功能力,初步掌握设计原则、方法和步骤;
3.培养学生具有正确的设计思想,树立严肃认真、实事求是和刻苦钻研的工作作风;
4.锻炼学生独立思考、独立工作的能力,并加强计算、绘图、编写说明书及使用规范、手册等技能训练。
1.2设计的对象和背景
本设计的对象和背景是为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设计过程和方法:
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)洪水位与相应下泄流量,为确定坝高和下游消能防冲设施提供设计依据。
1.3.3主要建筑物形式选择和水利枢纽布置
对选定的坝型和枢纽布置方式,做技术可能性和经济合理性的论证。
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;
拟定坝基防渗处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、校核水位浸润线位置,确定总渗流量与逸出坡降。
4.静力稳定计算,用折线法求上下游坡在某危险水位情况最小稳定安全系数,以论证选用坝坡合理性。
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.进行必要的水力计算和静力计算,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。
1.4预期效果
绘出3张工程设计图,并自行编制说明书与计算书,并编写中、英文的摘要。
2.1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气候特性
2.2.1气温年平均气温约为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1月平均气温统计表(度)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年平均
4.8
8.3
11.2
14.8
16.3
18.0
18.8
18.3
16.0
12.4
8.6
5.9
12.8
表2平均温度日数
日数月份
平均温度
℃
1.2
0.3
3.1
25.0
26.8
30.7
30
31
27.9
2.2.2湿度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3各月降雨日数统计表
平均降雨量
<
5mm
2.6
2.2
4.3
4.2
7.0
11.5
8.5
9.6
9.5
5-10mm
0.2
1.4
2.0
2.4
2.7
0.8
0.1
10-30mm
0.7
0.5
2.3
4.6
4.9
3.8
1.3
0.6
>
30mm
2.2.4风力及风向一般1~4月风力较大,实测最大风速为19.1米/秒,相当于8级风力,风向为西北偏西。
水库吹程为15公里。
洪水期实测最大多年平均风速14米/秒。
2.3水文特性
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,具有山区河流特性,实测最大流量700秒立米,而最小流量0.5秒立米。
2.3.1年日常径流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洪峰流量经频率分析,求得不同频率的洪峰流量如下表。
表4不同频率洪峰流量(秒立米)
频率
0.05
流量
2320
1680
1420
1180
1040
表5各月不同频率洪峰流量(秒立米)
月
1%
46
19
600
1240
1550
1210
670
390
28
37
2%
36
17
15
530
1120
1360
1090
310
23
33
5%
14
420
850
1100
830
480
250
16
10%
370
760
980
720
410
210
2.3.3固体径流。
该江为山区性河流,含沙量大小均随降水强度及降水量大小变化,平均含沙量达0.5公斤/立米。
枯水极少,河水清澈见底,初步估算30年后坝前淤积高程为2765米。
2.4工程地质
2.4.1水库地质
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
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:
2.4.2.1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6、表7。
渗透性:
经试验得出k值为4.14~7.36米/昼夜。
表6坝基岩石物理力学性质试验表
岩石名称
比重
Δ
容重γ
kN/m3
建议采用抗压强度
MPa
半风化玄武岩
3.01
29.6
50
破碎玄武岩
2.95
29.2
50-60
火山角砾岩
2.90
28.7
35-120
软弱玄武岩
2.85
27.0
10-20
坚硬玄武岩
2.96
100-160
多气孔玄武岩
27.8
70-180
表7全风化玄武岩物理力学性质试验表
天然含水率
%
干容重
液限
塑限
塑性指数
压缩系数a
浸水固结块剪
0~0.5
m2/kN
×
10-6
3~4
内摩擦角Φ
凝聚力
kPa
2.5
2.97
47.3
32.26
16.9
5.97
1.51
28.38
24
2.4.2.2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。
2.4.2.3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。
2.4.2.4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。
卵石最小直径一般为10~100毫米;
砾石直径一般为2~10毫米;
砂粒直径0.05~0.2毫米;
细小颗粒小于0.1毫米。
见表8。
冲积层的渗透性能经抽水试验后得,渗透系数k值为3×
10-2厘米/秒~1×
102厘米/秒。
表8冲积层剪力试验成果表
土壤
名称
代
号
项目
计
算值
容重
(控制)
含水量
三轴剪力
(块剪)
应变(拉制)
(浸水固结快剪)
内摩擦角
(kPa)
含中
量
细
粒
的
砾
石
次数
最大值
24.3
8.66
47°
15′
37.0
32°
43′
10.5
最小值
22.2
4.27
35°
30′
12.0
17°
55′
平均值
23.08
6.47
40°
34′
18.2
25°
25′
5.3
小值
37°
32′
备
注
三轴剪力土样备系筛去大于4mm颗粒后制备的。
试验时土样的容重为控制容重。
应变控制土样容重系筛去大于0.1mm颗粒后制备的。
以上两种试验的土样系扰动的。
2.4.2.5坡积层在水库区及坝址区山麓地带均可见到,为经短距离搬运沉积后,形成粘土与碎石的混合物质。
2.4.3地质构造
坝址附近无大的断层,但两岸露出的岩石,节理特别发育。
可以分为两组,一组走向与岩层走向几乎一致,即北东方向,倾向西北;
另一组的走向与岩层倾向大致相同。
倾角一般都较大,近于垂直,裂隙清晰,且为钙质泥质物所充填。
节理间距,密者0.5米即有一条,疏者3—5米即有一条,所以沿岸常见有岩块崩落的现象。
上述节理主要在砂岩、泥灰岩与玄武岩之类的岩石内产生。
2.4.4水文地质条件
本区地形高差大,表流占去大半,缺乏强烈透水层,故地下水不甚丰富,对工程比较有利。
根据压水试验资料,玄武岩的透水性不同,裂隙少、坚硬完整的玄武岩为不透水层,其压水试验的单位吸水量小于0.01l/(min•m)。
夹于玄武岩中的凝灰岩,以及裂隙甚少的火山角砾岩都为不透水性良好的岩层。
至于节理很发育的破碎玄武岩、半风化与全风化玄武岩都是透水性良好的岩层。
正因为这些隔水的与透水的玄武岩存在,遂使玄武岩区产生许多互不连贯的地下水。
一般砂岩也是细粒至微粒结构,除因构造节理裂隙较发育,上部裂隙水较多外,深处岩层因隔水层的层数多,难于形成泉水。
石灰岩地区外围岩石多为不透水层,渗透问题也不存在。
2.4.5本地区地震烈度定为7度,基岩与混凝土之间的摩擦系数取0.65。
2.5建筑材料
2.5.1料场的位置与储量
各料场的位置与储量见坝区地形图。
由于河谷内地地形平坦,采运尚方便。
2.5.2物理力学性质
2.5.2.1土料:
见表9—表12。
2.5.2.2石料:
坚硬玄武岩可作为堆石坝石料,储量较丰富,在坝址附近有石料场一处,覆盖层浅,开采条件较好。
2.6经济资料
2.6.1库区经济
流域内都为农业人口,多种植稻米、苞谷等。
库区内尚未发现有价值可开采的矿产。
淹没情况如下表。
表13各高程淹没情况
高程(米)
2807
2812
2817
2822
2827
2832
淹没人口(人)
3500
3640
3890
4060
5320
7140
淹没土地(亩)
3000
3220
3410
3600
4600
6100
2.6.2交通运输
坝址下游120公里处有铁路干线通过,已建成公路离坝址仅20公里,因此交通尚称方便。
2.7枢纽任务
本枢纽工程同时兼有防洪、发电、灌溉、渔业等综合作用
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