水库枢纽土石坝设计计算书[详细]
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L土石坝设计说明书学生:指导老师:三峡大学水利环境学院摘要:鲤鱼塘水库工程位于重庆市开县境内,地处长江三峡区段小江流域的二级支流桃溪河上游。
工程效益以发电为主,兼防洪、航运、养殖和工业供水等综合效益。
枢纽包括土石坝、开敞式溢洪道、厂房等。
设计过程中综合考虑了坝趾处的地形、地质及气候等条件。
本课题进行L水利枢纽的设计,其深度接近可行性和初步设计之间。
主要完成调洪演算,枢纽布置设计,大坝断面设计,泄洪设施的设计,并完成相关计算。
Abstract: LiYuTang project is located at chongqing kaixian, located in the TaoXi river which is the tributary of Yangtze river .The project built mainly for power, with secondly benefits for flood prevention and Irrigation, shipping, cultivation and industrial water supply and so on combined earnings. The key works of the project includes the earthfill dam , spillway , plant. Engineers consider the combination of the climatic and geological characteristic of the site during the design process .The subject of the hydraulic complex design of L, and its feasibility and preliminary design of the depth between the close.Main completed flood routing, layout of hydraulic complex design ,dam section design ,the design flood release structure,And complete the related calculation .关键词:调洪演算枢纽布置大坝断面泄洪设施Keywords: flood routing layout of hydraulic complex dam section flood release structure前言毕业设计目的主要是巩固、加深和扩大所学的基本理论和专业知识,并使之系统化;培养综合运用所学知识解决工程实际问题的能力和独创精神;初步掌握设计工作的步骤和方法,在计算、绘图、编写文件等方面较全面的锻炼;通过工程设计使之学习正确的设计思想,培养对未来从事事业的高度责任感和事业心。
某水利工程土石坝枢纽设计说明书(水利水电工程专业)摘要:某水利枢纽工程位于南河中游,是一座中型水利枢纽工程,其主要任务有发电,灌溉和防洪。
该工程主要由混凝土面板堆石坝、溢洪道、取水建筑物以及厂房等组成。
本文扼要介绍设计中进行的主要工作和设计成果,有水文水利计算、水利枢纽布置、混凝土面板堆石坝设计、溢洪道设计以及隧洞与厂房的设计等。
混凝土面板堆石坝坝高54米,坝长197米,采用河岸溢洪道泄洪,孔口尺寸4米,孔数3个。
水电站装机容量1.45万千瓦,采用3台机组,单机容量为4833千瓦。
施工采用全段围堰方案,右岸隧洞导流,后期改建冲沙底孔。
设计最后提交的成果有:说明书一份,计算书一份,工程设计图纸6张以及其他计算附图附表等。
关键字:某水利枢纽混凝土面板堆石坝Abstract: Summary the lily water control project lies in south river and middle reach, is a medium-sized water control project, its main task generates electricity, irrigate and prevent flood. This project is made up by concrete panel rock-fill dam, spillway, fetching water in the building and factory building, etc. This text introduces the groundwork carried on in the design and design achievement briefly, there are hydrology water conservancy calculating, assigning, design of rock-fill dam of concrete panel, spillway design and the designs of the tunnel and factory building of key water control project, etc. The concrete panel rock-fill dam is 54 meters high, the dam is 197 meters long, adopt the bank spillway to release floodwater, hole mouth measurement is 4 meters, the figure of the hole is 3. Installed capacity of power station 1, 450,000 kilowatts, adopt 3 units, the capacity of the unit is 4833 kilowatts. Construct and adopt the whole section of schemes of coffer, the tunnel water conservancy diversion of right bank, reconstruct and wash the sand under port on later stage. The achievement that is designed and submitted finally is as follows, one of manual, calculate one of book, project 6 of design drawing calculate figure attached list, etc.某水利枢纽特征参数表目录第1章某水利枢纽工程基本资料............... 错误!未定义书签。
第一章:工程概况水库控制面积4990平方千米,以灌溉发电为主,结合防洪,可引水灌溉面积50万亩,远期可发展到104万亩。
灌区由一个引水流量为35m3/s的总干渠和四条分干渠组成,在总干渠首及下游24公里处修建枢纽电站和渠道电站,总装机容量31450千瓦,年发电量1.129亿度,以解决高灌及工业用电。
水库防洪标准为50年设计,千年校核。
枢纽建筑物包括主坝、溢洪道、导流泄洪洞、灌溉发电洞及枢纽电站组成。
第二章:设计的基本资料及水库工程特性第一节设计的基本资料一、水文气象流域年平均降雨量686.1mm,70%集中在6-9月,多年平均气温8-9℃,多年最高日气温29.1℃(6月)。
多年平均气温-14.3℃(一月),多年平均最大风速12m/s,50年一遇风速16.2m/s。
设计水位及校核水位时最大吹程分别为3.1k m和3.5km。
沙河洪水由暴雨形成,实测最大洪峰流量为2200m3/s(1954年),最大洪峰流量为184m3/s(1965年),相差12倍,流域洪水峰高、历时短,陡涨陡落。
一次洪水持续时间一般3-5天。
水量的年份配,汛期七~十月约占全年水量的62%,水量年际变化很大,实测最大年来水量1968亿立米,最小来水量 3.34亿立米,相差 5.9倍。
从历年水量过程线看七年一周期。
其中连续枯水段为四年。
汛期七~十月的来沙量约占全年输沙量的94%,其中七、八两月约占83%,输沙量的年际变化很大,实测最大输沙量1240万吨,最小输沙量173万吨,相差7倍。
水文分析成果表二、工程地质1、地形:见1:4000坝址地形图。
2、库区工程地质条件库区两岸分水岭高程均在550米以上,基岩出露高程大部分在490米左右,新鲜基岩透水性不大。
库区两岸高阶地土层可能发生塌岸,但不会涉及大坝安全。
坝址区河流呈一弯度很大的“S”形,坝段位于“S”形的中、上段。
坝段左岸为侵蚀岸;右岸为侵蚀堆积岸,受河流侵蚀作用右岸形成单薄分水岭。
土石坝设计计算说明书一、基本资料1.1 工程概况S水库位于G县城西南3公里处的S河中游,该河系睦水的主要支流,全长28公里,流域面积为556平方公里,坝址以上控制流域面积431平方公里;沿河道有地势比较平坦的小平原,地势自西南向东由高变低。
河床比降3‰,河流发源于苏塘乡大源锭子,整个流域物产丰富,土地肥沃,下游盛产稻麦,上游蕴藏着丰富的木材、竹子等土特产。
由于S河为山区性河流,雨后山洪常给农作物和村镇造成灾害,另外,当雨量分布不均时,又易造成干旱现象,因此有关部门对本地区作了多次勘测规划以开发这里的水利资源。
1.2枢纽任务枢纽主要任务以灌溉发电为主,并结合防洪、航运、养鱼及供水等任务进行开发。
根据初步规划,本工程灌溉面积为20万亩,装机7200千瓦。
防洪方面,由于水库调洪作用,使S河下游不致洪水成灾,同时配合下游睦水水利枢纽,对睦水下游也能起到一定的防洪作用,在流域900m3/s。
在航运方面,上游库区能增加航运里程20公里,下游可利用发电尾水等航运条件,使S河下游四季都能筏运,并拟建竹木最大过坝能力为25吨的筏道。
1.3地形、地质概况1.3.1地形情况库区属于低山区,两岸山体雄厚,分水岭山顶高程在550m~750m 左右。
山体多呈北东向展布,山高坡陡,坡度在30°~50°,局部60°~70°,地形险峻。
库区植被茂盛。
沿河两岸冲沟发育,以北东—南西向为主。
基岩在河流两岸及冲沟处出露良好。
坝址附近河流流向总体向南,河床宽约8-15m。
两岸山体雄厚,山顶高程在370m以上。
坝址两岸上、下游均发育有冲沟,冲沟切割深度20m左右。
1.3.2地质情况库区地质构造以断层和裂隙为主,断裂构造较为发育,以小断层为主,未发现有区域性大断裂通过。
库区主要发育以下几组节理裂隙:①北东东组:产状N70 ~80°E/NW∠65~85°,裂面平直,闭合~微张,延伸长短不一,约3~4条/m。
目录摘要 0Abstract (1)前言 (2)第1章设计的基本资料 (4)1。
1概况 (4)1.2基本资料 (4)1.2。
1地震烈度 (4)1.2。
2水文气象条件 (4)1.2。
3坝址地形、地质与河床覆盖条件 (5)1。
2。
4建筑材料概况 (6)1。
2.5其他资料 (7)第2章工程等级及建筑物级别 (8)第3章坝型选择及枢纽布置 (9)3。
1 坝址选择及坝型选择 (9)3.1.1 坝址选择 (9)3。
1。
2 坝型选择 (9)3。
2 枢纽组成建筑物确定 (9)3。
3 枢纽总体布置 (9)第4章大坝设计 (10)4.1 土石坝坝型选择 (10)4。
2 坝的断面设计 (10)4。
2.1 坝顶高程确定 (10)4。
2.2 坝顶宽度确定 (13)4。
2.3 坝坡及马道确定 (13)4.2.4 防渗体尺寸确定 (13)4。
2.5 排水设备的形式及其基本尺寸的确定 (14)4。
3 土料设计 (15)4。
3.1 粘性土料设计 (15)4.3.2 石渣坝壳料设计(按非粘性土料设计) (16)4。
4 土石坝的渗透计算 (17)4。
4.1 计算方法及公式 (17)4.4。
2 计算断面及计算情况的选择 (18)4.4.3 计算结果 (18)4。
4。
4 渗透稳定计算 (19)4.5 稳定分析计算 (20)4。
5。
1 计算方法与原理 (20)4。
5。
2 计算公式 (20)4.5。
3 稳定成果分析 (21)4。
6 地基处理 (21)4.6。
1 坝基清理 (21)4.6。
2 土石坝的防渗处理 (21)4。
6。
3 土石坝与坝基的连接 (22)4.6.4 土石坝与岸坡的连接 (22)4.7 土坝的细部结构 (22)4。
7。
1 坝的防渗体、排水设备 (22)4.7.2 反滤层设计 (23)4。
7.3 护坡及坝坡设计 (23)4.7.4 坝顶布置 (25)第5章溢洪道设计 (26)5.1 溢洪道路线选择和平面位置的确定 (26)5。
土石坝设计计算说明书专业:水利水电建筑工程指导老师:李培班级:水工1303班姓名:王国烽学号:成绩评定:2015年10月目录一、基本材料 (2)1.1水文气象资料 (2)1.2地质资料 (2)1.3地形资料 (2)1.4工程等级 (2)1.5建筑材料情况 (2)二、枢纽布置 (3)三、坝型选择 (4)四、坝体剖面设计 (5)4.1坝顶高程计算 (6)4.1.1 正常蓄水位 (6)4.1.2 设计洪水位 (7)4.1.3 校核洪水位 (8)4.2坝顶宽度 (9)4.3坝坡 (9)五、坝体构造设计 (10)5.1坝顶 (10)5.2上游护坡 (10)5.3下游护坡 (10)5.4防渗体 (10)5.5排水体 (11)5.6排水沟 (11)一、基本资料1.1水文气象资料吹程1km,多年平均最大风速20m/s,流域总面积2971km2。
上游地形复杂,沟谷深邃,植被良好,森林分布面广,为湖北主要林区之一。
1.2地质资料河床砂卵砾石最大的厚度达23m。
两岸基岩裸露,支局不存在有1~8m厚的残坡积物。
在峡谷出口处的左岸山坡,存在优厚1~30m,方量约150万m3 的坍滑堆积物,目前处于稳定状态。
1.3地形资料坝址位于古洞口峡谷段,河谷狭窄,呈近似“V”型,河面宽60~90m。
1.4工程等级本工程校核洪水位以下总库容1.38亿m3,正常蓄水位325m,相应库容1.16亿m3,装机容量3.6万kw,设计洪水位328.31m,校核洪水位330.66m,河床平均高程240m。
混凝土面板堆石坝最大坝高120m。
根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003的规定,本工程为二等大(2)型工程。
1.5建筑材料情况坝址附近天然建筑材料储量丰富。
砂砾料下游勘探储量318.5万m3,石料总储量21.86万m3,各类天然建筑材料的储量和质量基本都能满足要求。
二、枢纽布置1、枢纽中的泄水建筑物应能满足工程需要的运用条件和要求。
土石坝出险加固毕业设计计算说明书范文第一章坝体稳定复核根据《碾压式土石坝设计规范》(SDJ274-2001)规定,计算方法采用摩根斯顿-普赖斯法。
计算断面选取大坝桩号0+313断面进行计算。
水位:正常高水位357.91m,坝后按无水考虑。
㈠计算工况利民山水库库区地震基本烈度为Ⅵ度,根据规范规定,坝体不需进行抗震计算,则计算工况如下:正常运用情况:⑴水位在最不利水位(1/3坝高)时,上游坝坡稳定情况;⑵在正常蓄水位下稳定渗流期,下游坝坡稳定情况;非常运用情况I:⑶库水位发生骤降时,上游坝坡稳定情况;大坝结构稳定分析的有关地质参数见表5-1。
土坝稳定分析岩土特征值设计参数表表5-1土层名称坝壳风化料坝体粘性土淤泥质壤土坝基砂砾石γ(t/m3)1.881.951.742.09γat(t/m3)2.081.981.802.19φ30,28141430,28C(t/m2)01.51.30㈡稳定分析成果大坝稳定分析计算中采用北京理正软件设计研究所2001年3月编写的“边坡稳定设计软件3.0版”进行电算,计算成果见表表5-2。
大坝坝坡抗滑稳定分析计算成果表表5-2计算条件序号12工况1/3坝高水位、上游坡正常蓄水、下游坡断面K1.4321.259K允1.251.25正常运用情况0+313非常运用情况Ⅰ3正常蓄水骤降、上游坡1.3561.15㈢结论经对典型断面进行坝坡稳定分析,各工况下坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求,坝坡为稳定状态。
桩号0+313最不利水位迎水坡稳定分析简图桩号0+313正常水位稳定渗流期背水坡稳定分析简图桩号0+313水位骤降期迎水坡稳定分析简图第二章土坝渗流分析㈠坝体及坝基渗漏量计算选取大坝桩号0+313m断面进行渗漏量计算。
⑴各土层渗透系数坝壳风化料K=0.864m/d坝体粘性土K=0.00864m/d淤泥质壤土K=0.0432m/d坝基砂砾石K=26.78m/d⑵计算结果本次采用北京理正软件设计研究所2001年4月编写的“渗流分析软件1.1版”进行计算。
土石坝课程设计--水库枢纽工程设计本科课程设计计算书题目朝阳水库枢纽工程设计学院水利水电学院专业学生姓名学号年级指导教师二Ο一三年一月八日目录1 基本资料 (1)1.1设计资料 (1)1.1.1 工程任务及规划数据 (1)1.1.2地形地质条件 (1)1.1.3水文气象 (1)1.1.4天然建筑材料 (1)1.1.5其他资料 (1)1.2 设计任务及提交成果 (2)1.2.1设计任务 (2)1.2.2提交成果 (2)1.3参考资料 (2)2 枢纽总体布置 (3)2.1工程标准 (3)2.2总体布置 (3)3 坝型选择 (3)4 土石坝结构设计 (4)4.1 坝体分区 (4)4.2 坝坡及马道 (5)4.3 坝顶高程 (5)4.4 坝顶构造 (6)4.5 坝体防渗 (7)4.6 反滤层和过渡层 (7)4.7 坝体排水 (8)4.8 上下游护坡 (8)4.9 坝面排水 (9)5 坝基处理及土坝与坝基、岸坡的连接 (9)5.1坝基处理 (9)5.2土石坝与坝基、岸坡的连接 (10)5.2.1土坝与坝基的连接 (10)5.2.2土坝与两岸的连接 (10)6 渗流计算 (10)6.1渗流计算的基本假设 (10)6.2渗流计算条件 (11)6.3渗流分析的方法 (11)6.4河槽处计算断面及公式 (11)6.5单宽流量 (12)6.6 总渗流量的计算 (12)6.7渗透变形分析 (12)7 稳定计算 (12)7.1 计算模型 (12)7.2 计算方法 (13)7.3 稳定成果分析 (13)8 溢洪道设计 (13)8.1 溢洪道平面位置选定 (13)8.2 溢洪道基本数据 (13)8.3 工程布置 (14)8.3.1 泄水方案选择 (14)8.3.2引水段设计 (14)8.3.3控制段设计 (14)8.3.4 泄槽设计 (16)8.3.5 消能防冲设施 (17)8.4构造设计 (18)9 坝下涵管设计 (18)9.1 布置和构造 (18)9.2 涵管尺寸 (19)10 成果附图 (20)1 基本资料拟建的朝阳水库工程区位于开县赵家镇朝阳村境内,属长江上游小江水系浦里河朝阳沟支流。
土石坝设计计算说明书一、基本资料1.1 工程概况S水库位XX县城西南3公里处的S河中游,该河系睦水的主要支流,全长28公里,流域面积为556平方公里,坝址以上控制流域面积431平方公里;沿河道有地势比较平坦的小平原,地势自西南向东由高变低。
河床比降3‰,河流发源于苏塘乡大源锭子,整个流域物产丰富,土地肥沃,下游盛产稻麦,上游蕴藏着丰富的木材、竹子等土特产。
由于S河为山区性河流,雨后山洪常给农作物和村镇造成灾害,另外,当雨量分布不均时,又易造成干旱现象,因此有关部门对本地区作了多次勘测规划以开发这里的水利资源。
1.2枢纽任务枢纽主要任务以灌溉发电为主,并结合防洪、航运、养鱼及供水等任务进行开发。
根据初步规划,本工程灌溉面积为20万亩,装机7200千瓦。
防洪方面,由于水库调洪作用,使S河下游不致洪水成灾,同时配合下游睦水水利枢纽,对睦水下游也能起到一定的防洪作用,在流域900m3/s。
在航运方面,上游库区能增加航运里程20公里,下游可利用发电尾水等航运条件,使S河下游四季都能筏运,并拟建竹木最大过坝能力为25吨的筏道。
1.3地形、地质概况1.3.1地形情况库区属于低山区,两岸山体雄厚,分水岭山顶高程在550m~750m 左右。
山体多呈北东向展布,山高坡陡,坡度在30°~50°,局部60°~70°,地形险峻。
库区植被茂盛。
沿河两岸冲沟发育,以北东—南西向为主。
基岩在河流两岸及冲沟处出露良好。
坝址附近河流流向总体向南,河床宽约8-15m。
两岸山体雄厚,山顶高程在370m以上。
坝址两岸上、下游均发育有冲沟,冲沟切割深度20m左右。
1.3.2地质情况库区地质构造以断层和裂隙为主,断裂构造较为发育,以小断层为主,未发现有区域性大断裂通过。
库区主要发育以下几组节理裂隙:①北东东组:产状N70 ~80°E/NW∠65~85°,裂面平直,闭合~微张,延伸长短不一,约3~4条/m。
②北西组:产状N30~40°W/SW∠50~75°、NE∠65~85°,裂面平直~稍起伏,闭合~微张,延伸一般较短,约4~5条/m。
产状N60~70°W/NE∠50~75°,裂面平直,闭合~微张,延伸一般较长,约3~4条/m。
坝址区断裂构造不发育,勘察所发现的断层构造均分布在坝址下游,有北东和北西两组。
在坝址区地震折射时距曲线,未发现明显的时间间隔变缓跳跃点,推测所测量的物探剖面中没有断裂构造带。
1.4水文、气象1.4.1水文该水流域缺乏实测洪水资料,坝址的设计洪水本次对可行性研究阶段推理公式法和综合单位线法进行复核计算。
又采用C站实测洪水进行水文比拟法计算,作为比较复核其成果与推理公式法十分相近,为使各阶段成果统一,仍采用推理公式法计算成果,见表1。
表1设计洪水洪峰流量成果表(单位:m3/s)本工程大坝防洪设计标准为30年一遇,校核标准为200年一遇,因此,设计洪水洪峰流量为961m3/s,校核洪水洪峰流量1380m3/s.1.4.2气象工程所在地属亚热带气候,冬半年受东北季风控制,气候寒冷略干燥,夏半年受西南和东南季风控制,气候炎热多雨。
多年平均气温20.2℃。
年极端最高气温39.2℃,年极端最低气温-5.1℃。
年平均降雨量在1897.8mm,最大降雨量2859mm,最小降雨量827mm。
降雨量年内分配不均, 4~9 月雨量占全年降雨量的75%,10月~3月占全年的25%。
多年平均相对湿度77%。
多年平均最大风速14.3m/s。
多年平均蒸发量1210mm。
1.5其它(1) 坝顶无交通要求(2) 对外交通情况水路:由B城至溪口为南江段上水,自溪口至C城系睦水主流,为内河航运,全长256公里,可通行3~6吨木船,枯水季只能通行3吨以下船只,水运较为困难。
公路:附近公路线为AF干道,B城至C城段全长365Km,晴雨畅通无阻,但目前C城至坝址尚无公路通行。
铁路:D城为乐万铁路车站,由B城至D城180Km,至工地有53公里。
(3) 地震:本地区为5~6度,设计时可不考虑。
二、设计数据2.1工程等级:根据规范自定2.2水库规划资料(1) 正常水位:295m;(2) 最高洪水位(校核):298.85m;(3) 死水位:285.0m;(4) 灌溉最低库水位:284.0m;(5) 总库容:444万m3;(6) 库容系数:0.0017;(7) 设计引用流量Q=9.87m3/s(8)风速风向多年平均风速 1.8m/s,多年平均最大风速14.3m/s,历年最大风速20.7m/s。
最多风向为东北风。
(9)吹程可取正常蓄水位时的河谷宽度的5倍进行计算。
(10)水位及淤砂高程上游正常蓄水位相应下游最低水位:260.00m上游设计洪水位相应下游水位:269.04m上游校核洪水位相应下游水位:270.70m死水位:285.00m相应下游水位:260.00m上游淤砂高程:280.00m2.3枢纽组成建筑物(1) 大坝:布置在1#坝轴线上;(2) 溢洪道:堰顶高程为295m;(3) 水电站:装机容量3600千瓦,2台机组,主厂房由主机间和安装间两部分组成,其中主机间尺寸为长×宽×高=27.0m×16.0m×19.3m,安装间尺寸为长×宽×高=8.98m×16.0m×19.3m;(4) 灌溉:主要灌区位于河流右岸;(5) 水库放空隧洞:为便于检修大坝和其它建筑物,拟利用导流隧洞作放空洞,洞底高程为277.0m,洞直径为1.0m。
2.4筑坝材料枢纽大坝采用当地材料筑坝,据初步勘察,土料可以采用坝轴线下游1.5~3.5公里的丘陵区与平原地带的土料,且储量很多,一般质量尚佳,可作筑坝之用。
砂料可在坝轴线下游1~3公里河滩范围内及S河出口处两岸河滩开采。
石料可以用采石场开采,采石场可用坝轴线下游左岸山沟较合适,其石质为石灰岩、砂岩,质量良好,质地坚硬,岩石出露,覆盖浅,易开采。
(1) 土料:主要有粘土和壤土,储量多,质量尚佳,可作为筑坝材料,其性能见表2;(2) 砂土:可从坝上下游0.3~3.5公里河滩上开采,储量多,可供筑坝使用,见表3;(3) 石料:石质为石灰岩及砂岩,质地坚硬,储量丰富,性能见表4。
表2 土料特性表 '2341(湿) 33(干)表3 砂土特性表表4 石料特性表三、枢纽布置3.1工程等别及建筑物级别3.1.1水库枢纽建筑物组成根据水库枢纽的任务,该枢纽组成建筑物包括:拦河大坝、溢洪道、水电站建筑物、灌溉渠道、水库放空隧洞(拟利用导流洞作放空洞)、筏道。
3.1.2工程规模根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》以及该工程的一些指标确定工程规模如下:(1)各效益指标等别:根据枢纽灌溉面积为20万亩,属Ⅲ等工程;根据电站装机容量7200千瓦,属Ⅴ等工程;根据总库容为0.0444亿m3,属Ⅳ等工程。
(2)水库枢纽等别:根据规范规定,对具有综合利用效益的水电工程,各效益指标分属不同等别时,整个工程的等别应按其最高的等别确定,故本水库枢纽为Ⅲ等工程。
(3)水工建筑物的级别:根据水工建筑物级别的划分标准,Ⅲ等工程的主要建筑物为3级水工建筑物,所以本枢纽中的拦河大坝、溢洪道、水电站建筑物、灌溉渠道,水库放空隧洞等主要建筑物为3级水工建筑物;筏道等次要建筑物为4级水工建筑物。
3.2各组成建筑物的选择3.2.1挡水建筑物型式的选择土石坝方案:土石坝对地形、地质条件要求低,几乎在所有的条件下都可以修建,且施工技术简单,可实行机械化施工,也能充分利用当地建筑材料,因此造价相对较低,所以采用土石坝方案,布置在坝址工程地形地质图的1#上。
3.2.2 枢纽其他组成建筑物型式的选择(1)溢洪道土石坝最适合采用岸边溢洪道进行泄洪,在大坝坝体右岸,采用正槽式溢洪道泄洪,泄水槽与堰上水流方向一致,水流平顺,泄洪能力大,结构简单,运行安全可靠,适用于各种水头和流量。
(2)灌溉引水建筑物采用有压式引水隧洞与灌溉渠首连接。
进口设有拦污栅、进水喇叭口、闸门室及渐变段;洞身用钢筋混凝土衬砌;出口段设有一弯曲段连接渠首,并采用设置扩散段的底流消能方式。
主要灌区位于河流右岸。
(3)水电站建筑物因为土石坝不宜采用坝式水电站,而宜采用引水式发电,所以这里用单元供水式引水发电。
(4)过坝建筑物主要是筏道,采用干筏道。
(5)施工导流洞及水库放空洞施工导流洞及水库放空洞,均采用有压式。
为便于检修大坝和其它建筑物,拟利用导流隧洞作放空洞。
3.3枢纽总体布置方案的确定挡水建筑物——土石坝,按直线布置在河弯地段的1#坝址线上;泄水建筑物——溢洪道布置在大坝右岸,堰顶高程为295 m;灌溉引水建筑物——引水隧洞紧靠在溢洪道的右侧布置;水电站建筑物——引水隧洞、电站厂房、开关站等布置在右岸(凸岸),厂房布置在开挖的基岩上,开关站布置在厂房旁边;施工导流洞及水库放空洞布置在左岸的山体内。
四、土石坝设计4.1坝型选择选择心墙坝,心墙位于坝体中间而不依靠在透水坝壳上,其自重通过本身传到基础,不受坝壳沉降影响,依靠心墙填土自重,使得沿心墙与地基接触面产生较大的接触应力,有利于心墙与地基结合,提高接触面的渗透稳定性;使其因坝主体的变形而产生裂缝的可能性小,粘土用量少,受气候影响相对小,粘土心墙冬季施工时暖棚跨度比斜墙小。
移动和升高较便利。
综合以上分析,最终选择心墙坝,心墙材料为粘土。
4.2大坝轮廓尺寸的拟定大坝轮廓尺寸包括坝顶高程、坝顶宽度、上下游坝坡。
4.2.1 坝顶高程(1)坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和,应按以下4种运用条件计算,取其最大值:①设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高;②正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高;③校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高;④正常蓄水位加非常运用条件的坝顶超高,再加地震安全加高。
当坝顶上游侧设有防浪墙时,坝顶超高是指水库静水位与防浪墙顶之间的高差,但在正常运用条件下,坝顶应高出静水位0.5m,在非常运用条件下,坝顶不得低于静水位。
(2)坝顶超高的计算①正常运用情况:河谷宽度B=84.95m,吹程D=5B=424.75m,风速取多年平均最大风速的1.5倍,W=1.5×14.3=21.45m/s,由莆田试验站公式:⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=45.07.0245.027.022][7.013.00018.07.013.0W gH th W gD th W gH th W gh m m m 其中 H m =1/2(H 正+H 设)=1/2(38.3+42.15)=40.23m可解得h m =0.19mTm =4.438h 0.5m 解得T m =1.93 s式中h m -----平均波高,m ;T m -----平均波周期,sW-----计算风速,m/s ;D-----风区长度,m ;H m ------水域平均水深,m ;g-----重力加速度,取9.81m/s2。