心墙土石坝设计.doc
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心墙土石坝设计.doc
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山东科技大学毕业设计(论文)
摘要
适当修建大坝可以实现一个流域地区发电、防洪、灌溉的综合效益。
通过对扬州地形地质、水文资料、气候特征的分析,结合当地的建筑材料,设计适合的枢纽工程来帮助流域地区实现很好的经济效益。
根据防洪要求,对水库进行洪水调节计算,确定坝顶高程及泄洪建筑物尺寸;通过分析,对可能的方案进行比较,确定枢纽组成建筑物的形式、轮廓尺寸及水利枢纽布置方案;详细作出大坝设计,通过比较,确定坝的基本剖面与轮廓尺寸,拟定地基处理方案与坝身构造,进行水力、静力计算;对泄水建筑物进行设计,选择建筑物的形式、轮廓尺寸,确定布置方案。
水库配合下游河道整治等措施,可以很大程度的减轻洪水对下游城镇、厂矿、农村、公路、铁路以及旅游景点的威胁;可为发展养殖创造有利条件。
【关键词】:
坝工设计;渗流分析;稳定分析;溢洪道设计;基础处理。
Abstract
Appropriateconstructionofdamcanbeachievedinabasinareaofpowergeneration,floodcontrol,irrigationbenefit.Driverislocatedinourcountrysouthwest,throughtoitsgeological,hydrologicaldata,climateanalysis,combinedwiththelocalbuildingmaterials,designsuitablefortheprojecttohelptheregiontoachievegoodeconomicbenefit.Accordingtotherequirementoffloodcontrol,floodregulationcomputationofreservoir,todeterminethecrestelevationandreleasefloodwatersbuildingsize;throughtheanalysis,onthepossibleoptions,determinethehubofthebuildingform,dimensionsandwaterconservancyhublayoutplanmadeindetail;damdesign,throughthecomparison,determiningbasicprofilesanddimensions,makethefoundationtreatmentschemeandthedambodystructure,hydraulic,staticcalculationofoutletstructures;design,choiceofbuildingform,outlinedimensions,todeterminethelayoutscheme,makedetailstructure,hydraulic,staticcalculation.Reservoirwithriverregulationmeasures,cangreatlyreducethefloodonthedownstreamtowns,factoriesandmines,rural,highway,railwayandthetouristattractionsofthethreat;createfavorableconditionsfordevelopmentofaquaculture.
Keywords:
Damdesign;Seepageanalysis;stabilityanalysis;spillwaydesign;foundationtreatment
目录
第1章基本资料 1
1.1水文资料情况 1
1.2径流 1
1.3设计洪水 2
1.4地质 6
1.5工程参数 13
第2章坝型选择及枢纽布置 16
2.1坝型的选择 16
2.2枢纽总体布置 17
第3章调洪演算 19
3.1调洪演算与原理方法 19
3.2调洪演算过程 20
第4章坝工设计 42
4.1土石坝断面设计 42
4.2防渗体设计 45
第5章坝体渗流计算 49
5.1设计说明 49
5.2渗流计算 50
第6章土石坝坝坡稳定分析及计算 57
6.1荷载 57
6.2稳定分析方法 57
6.3计算工况 58
6.4稳定计算 58
6.5综合分析 63
第7章沉降量计算 64
7.1基本假定 64
7.2方法与步骤 64
7.3坝基沉降量计算 65
第8章泄水建筑物设计 70
8.1泄水方案与选线布置 70
8.2溢洪道设计 70
8.3溢洪道水力计算 75
外文文献翻译 85
垂直防渗加固措施(专题) 90
1.1混凝土防渗墙 90
1.2薄壁混凝土防渗墙 90
1.3高压喷射灌浆防渗墙 92
1.4垂直铺塑防渗 92
1.5冲抓套井防渗 92
参考文献 94
致谢 95
第1章基本资料
1.1水文资料情况
滨河现有水文测站资料精度较高的仅滨河和清水溪两站,其中滨河站位于杨舟原坝址下游约9公里,与杨舟一级下坝址区间面积397.3km2,与杨舟二级坝址区间面积160.3km2,分别占滨河站控制面积的21.5%和8.8%,该站为本次水文分析计算的设计依据站。
在滨河流域规划及杨舟等梯级开发设计中,对该站都进行过全面、深入的检查和复核,本次直接采用该站基本资料及设计成果。
1.2径流
滨河流域径流主要来源于降水。
降水在流域内地区分布上的差异,使滨河上游径流模数略大于中下游。
滨河站径流模数为0.042m3/s/km2。
据滨河站1957年5月~1998年4月41年平均流量资料统计计算,滨河站多年平均流量77.1m3/s,多年平均年径流深1328mm,折合年径流量24.3亿m3。
径流年内分配较不均匀,丰水期(5月~10月)多年平均流量为112m3/s,占年径流量的72%,枯水期(11月~4月)多年平均流量为41.0m3/s,占年径流量的28%。
最枯段(12月~2月)多年平均流量为28.9m3/s,仅占年径流量的9.2%。
径流年际间变化不大,最大年平均流量为最小年的1.97倍。
滨河站径流长系列包含完整的丰、平、枯水段,有足够的代表性。
该站以上仅有日调节性能的波罗电站,且无大型耗水工矿企业,可以认为该站径流系列具有一致性。
选用PⅢ型理论曲线适线确定统计参数,见表1-1。
滨河站与杨舟电站坝址相距10余公里,且坝址以上多年平均面雨量较滨河站以上面雨量大3%,可不做雨量修正,坝址设计成果以滨河站设计值按面积比移用。
坝址径流统计参数见表1-1。
表1-1滨河站及坝址多年平均流量频率计算成果表
项目
统计参数
设计流量(m3/s)
均值
(m3/s)
Cv
Cs/Cv
10%
50%
90%
滨河站
77.1
0.15
2
92.2
76.5
62.7
杨舟一级
60.5
0.15
2
72.4
60.1
49.2
杨舟二级
70.4
0.15
2
84.1
69.8
57.2
1.3设计洪水
根据初拟的杨舟两级开发方案,一级控制集雨面积1437.2km2,二级控制集雨面积1670.7km2。
杨舟一级695m方案库容超过1.36亿m3,工程等级为二等,主要建筑物等级二级,次要建筑物等级三级,设计洪水重现期分别为100年一遇和50年一遇,校核洪水重现期分别为2000年一遇和1000年一遇(士石坝);杨舟一级670m方案和二级580m方案库容分别为7356万m3和1179万m3,工程等级为三等,主要建筑物等级三级,次要建筑物等级四级,设计洪水重现期分别为50年一遇和30年一遇,校核洪水重现期分别为1000年一遇和300年一遇(士石坝),500年一遇和200年一遇(砼坝)。
根据历史洪水及45年实测系列洪峰流量,以PⅢ型理论曲线适线确定滨河站洪峰统计参数;用年最大值法独立选取年最大24小时洪量和72小时洪量,并插补历史洪水洪量,组成不连续各时段洪量系列,用频率计算方法确定洪量统计参数,成果见表1-2。
设计洪水过程线选取1983年典型过程,用分段同频率放大法放大典型过程。
分别计算了频率为0.05%,0.1%,0.5%,1%和2%和洪水过程线,成果见表1-3。
表1-2滨河站洪峰及洪量设计成果
项目
均值
Cv
Cs/Cv
各频率设计值
0.05%
0.1%
0.5%
1%
2%
5%
10%
20%
50%
洪峰
(m3/s)
1370
0.49
4
5760
5300
4230
3780
3320
2710
2250
1780
1170
W2
(亿m3)
0.644
0.46
4
2.52
2.33
1.88
1.69
1.49
1.22
1.03
0.83
0.56
W72
(亿m3)
1.16
0.45
4
4.44
4.10
3.32
2.99
2.65
2.18
1.85
1.50
1.01
表1-3杨舟坝址设计洪水过程线(单位:
m3/s)
杨舟一级
杨舟二级
p=0.05%
p=0.1%
p=0.5%
p=1%
p=2%
p=0.05%
p=0.1%
p=0.5%
p=1%
p=2%
6-245:
00
512
464
381
344
303
587
550
445
400
357
6-246:
00
536
486
398
360
317
614
576
466
419
374
6-248:
00
589
535
438
396
349
676
634
512
460
411
6-2410:
00
708
643
527
476
419
812
762
616
553
494
6-2412:
00
1131
1026
841
760
670
1297
1216
983
884
789
6-2413:
00
1309
1188
974
880
776
1502
1408
1139
1023
913
6-2414:
00
1767
1604
1314
1188
1047
2027
1901
1537
1381
1233
6-2414:
30
2779
2522
2066
1868
1646
3187
2989
2417
2172
1938
6-2416:
00
2553
2317
1898
1716
1512
2928
2746
2220
1995
1780
6-2418:
00
2154
1955
1602
1448
1276
2471
2317
1873
1683
1502
6-2420:
00
1975
1793
1469
1328
1170
2266
2125
1718
1544
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