《畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書-鐘呂水利樞紐復(fù)合土工膜堆石壩設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書-鐘呂水利樞紐復(fù)合土工膜堆石壩設(shè)計(jì)（98頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要全套圖紙加扣 3012250582 設(shè)計(jì)背景：本工程位于江西婺源縣樂安河一級(jí)支流小港水的上游約 160m 處，壩址以上控制流域面積 33。本流域上游為中低山區(qū)，山勢(shì)陡峭，中下游為低2km山丘陵區(qū)，山體零亂，沖溝發(fā)育。流域內(nèi)多年平均氣溫,多年平均降雨均值16.7 C2047.7。徑流主要由降水形成，多年平均流量，多年平均總徑流量mms/m28. 134040 萬(wàn)。壩址及庫(kù)區(qū)位于相對(duì)穩(wěn)定地塊內(nèi)，地震烈度屬七度以下。壩址區(qū)出3m露的地層古老，經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，斷層裂隙發(fā)育，巖石破碎，巖層褶皺和撓曲常見。地層巖性為前震旦系板溪群第四段綠泥絹云母千枚巖夾雜變質(zhì)砂巖，第四系

2、松散堆積物及變質(zhì)輝長(zhǎng)巖，巖性堅(jiān)硬。設(shè)計(jì)方法：用三角形法擬定洪水過程線，根據(jù)防洪要求，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計(jì)算，以確定壩頂高程。對(duì)可能的方案進(jìn)行分析比較，確定主要組成建筑物的形式，輪廓尺寸及布置。詳細(xì)做出大壩設(shè)計(jì)，擬定細(xì)部構(gòu)造，進(jìn)行水力靜力計(jì)算，護(hù)坡、趾板和施工組織的專題設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)以一般混凝土面板堆石壩和一些已建復(fù)合土工膜堆石壩為參考，在注重各細(xì)部獨(dú)立分項(xiàng)設(shè)計(jì)的同時(shí)，綜合考慮整體工程的統(tǒng)一性。設(shè)計(jì)內(nèi)容：本次面板堆石壩設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括調(diào)洪演算，L 型擋墻、復(fù)合土工膜設(shè)計(jì)，邊坡穩(wěn)定分析，副壩，趾板空間布置，工程量計(jì)算，導(dǎo)流施工設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)我們掌握了堆石壩的設(shè)計(jì)方法，而且了解到堆石壩的一些重要的特

3、點(diǎn)和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的地方，并且我本人也在趾板和溢洪道的專題設(shè)計(jì)中，掌握鐘呂水利樞紐復(fù)合土工膜堆石壩設(shè)計(jì)- 2 -了相關(guān)知識(shí)。完成了專業(yè)知識(shí)從理論學(xué)習(xí)到實(shí)際運(yùn)用的過渡，體會(huì)到了作為一名水利工作者所肩負(fù)的責(zé)任。并對(duì)今后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：堆石壩、復(fù)合土工膜、護(hù)坡設(shè)計(jì)、趾板、施工組織設(shè)計(jì)AbstractDesign Background: The project is located in Wuyuan, Jiangxi Lean Hsiaokang River water level upstream tributary about 160, more than control sit

4、e drainage area 33. The upper reaches of the watershed for the low mountains, steep mountains, the middle and lower reaches for the hilly areas, mountain messy, gully development. Basin for many years the average temperature, average rainfall for many years an average of 2047.7. Formed mainly by the

5、 runoff of precipitation, over the average traffic flow for many years an average of 40.4 million total. Dam and reservoir area is located in a relatively stable block, the seismic intensity is 7 degrees Celsius. Dam site the oldest strata exposed, through a number of tectonic movement, fault fractu

6、re, rock crusher, rock and flexural folds common. Lithology former Sinian the fourth paragraph of Banxi Group 1000 Green clay sericite metamorphic rock inclusions of sandstone, loose Quaternary deposits and metamorphic gabbro, lithologic hard. Design Method: Using a triangle to develop flood hydrogr

7、aph method, in accordance with the requirements of flood control, flood regulation on the calculation of the reservoir to determine the crest elevation. The program may be analyzed to determine the form of the main components of buildings, the outline of the size and layout. Dam made a detailed desi

8、gn, preparation of detailed construction, calculated for static hydraulic, spillway and the themes and designs for the plinth. The design of general concrete faced rockfill dam and a number of composite geomembrane has been rock-fill dam built as a reference, pay attention to detail in the breakdown

9、 of the design of an independent at the same time, considering the unity of the overall project. Design 水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)elements: The concrete face rockfill dam, including the main elements of design flood calculation, L-type retaining wall, composite geomembrane design, slope stability analysis, auxili

10、ary dam, spillway design, spatial arrangement of the plinth, engineering calculation, lead Construction of the design flow. The design we have a design method of rock-fill dam, rockfill dam and that some of the important characteristics and the design should be noted that the local, and plinth I am

11、also the topics and spillway design, acquire the relevant knowledge . From the completion of the professional knowledge to the practical application of theoretical study of the transition, experienced workers, as a water responsibilities. Future work and laid a solid foundation. Key Words: rockfill

12、dam, composite geomembrane,slope protection design, toe board, construction of organizational design.水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄第一章 綜合說明.11.1 工程特性表.11.2 建設(shè)目的和依據(jù).21.3 建設(shè)的條件.31.4 建設(shè)的規(guī)模及綜合利用效益.31.4.1 建設(shè)規(guī)模.31.4.2 綜合利用效益 .3第二章 自然地理?xiàng)l件.42.1 地形條件.42.2 水文特性.42.3 工程地質(zhì)條件.42.3.1 庫(kù)區(qū)工程地質(zhì).42.3.2 壩址工程地質(zhì).52.3.3 引水發(fā)電隧洞工程地質(zhì)條件.82.4

13、 氣象、地震及其他.82.4.1 氣象、地震.82.4.2 天然建筑材料 .8第三章 設(shè)計(jì)條件和設(shè)計(jì)依據(jù).103.1 設(shè)計(jì)任務(wù).103.2 設(shè)計(jì)依據(jù).10第四章 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算.124.1 洪水調(diào)洪演算.124.1.1 洪水調(diào)洪演算原理.12鐘呂水利樞紐復(fù)合土工膜堆石壩設(shè)計(jì)- 2 -4.1.2 洪水調(diào)洪演算方法.134.2 洪水標(biāo)準(zhǔn)分析.134.3 洪水建筑物的型式選擇.144.4 調(diào)洪演算及泄水建筑物尺寸（孔口尺寸/堰頂高程）的確定.154.4.1 調(diào)洪演算過程.154.4.2 洪水過程線的模擬.154.4.3 計(jì)算公式 .164.4.4 計(jì)算結(jié)果 .164.4.5 方案選擇 .174.4.6

14、 壩頂高程的確定.174.4.7 閘門設(shè)計(jì) .194.4.8 泄水建筑物的設(shè)計(jì).19第五章 主要建筑物型式選擇及樞紐布置.205.1 壩軸線確定.205.2 樞紐等別及組成建筑物級(jí)別.215.3 壩型選擇.225.3.1 定性分析 .225.3.2 定量分析 .265.4 泄水建筑物型式選擇.275.5 水電站建筑物.285.6 樞紐方案的綜合比較.295.6.1 擋水建筑物復(fù)合土工膜防滲堆石壩.295.6.2 泄水建筑物正槽溢洪道 .295.6.3 水電站建筑物.29第六章 第一主要建筑物設(shè)計(jì).30水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)6.1 大壩輪廓尺寸及防浪墻設(shè)計(jì).306.1.1 L 型擋墻頂高程及壩

15、頂高程、寬度.306.1.2 壩體分區(qū) .306.1.3 L 型擋墻設(shè)計(jì).316.2 堆石料設(shè)計(jì).416.2.1 堆石料基本特性參數(shù).416.2.2 主、次堆石料設(shè)計(jì).416.2.3 墊層、過渡層設(shè)計(jì).416.2.4 堆石體設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)表 .426.2.5 堆石體填筑技術(shù)參數(shù)表 .426.3 復(fù)合土工膜設(shè)計(jì) .426.3.1 復(fù)合土工膜的選型和分區(qū).426.3.2 土工膜強(qiáng)度及厚度校核 .446.4 大壩穩(wěn)定分析.456.4.1 計(jì)算原理及方法.456.4.2 壩坡穩(wěn)定分析.476.4.3 壩坡面復(fù)合土工膜的穩(wěn)定分析.476.5 副壩設(shè)計(jì).486.5.1 副壩及主壩的連接及副壩型式選擇.486

16、.5.2 副壩的地基處理防滲設(shè)計(jì).526.6 主副壩連接段設(shè)計(jì).526.7 細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)及地基處理.536.7.1 壩頂構(gòu)造 .536.7.2 護(hù)坡設(shè)計(jì) .536.7.3 分縫及止水.536.7.4 壩基處理 .54鐘呂水利樞紐復(fù)合土工膜堆石壩設(shè)計(jì)- 4 -6.8 趾板設(shè)計(jì) （專題）.556.8.1 趾板的作用.556.8.2 趾板剖面設(shè)計(jì).566.8.3 趾板配筋 .606.8.4 趾板地基處理.606.9 溢洪道設(shè)計(jì).616.9.1 溢洪道的總體布置.616.9.2 進(jìn)水渠設(shè)計(jì).616.9.3 控制段設(shè)計(jì).616.9.4 泄槽設(shè)計(jì) .636.9.5 出口消能段設(shè)計(jì).636.10 壩體沉降估

17、算.63第七章 施工組織設(shè)計(jì).647.1 基本資料分析.647.1.1 工程概況 .647.1.2 施工條件 .647.1.3 有效工日分析.647.2 施工導(dǎo)流.657.2.1 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn) .657.2.2 施工導(dǎo)流方案及大壩施工分期.657.2.3 導(dǎo)流建筑物規(guī)劃布置.667.3 主體工程施工.697.3.1 堆石體施工.697.3.2 混凝土施工.747.3.3 導(dǎo)流隧洞施工.76水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)7.4 施工交通運(yùn)輸?shù)缆凡贾?797.5 施工總進(jìn)度.80參考文獻(xiàn).81水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)- 1 -第一章 綜合說明1.1 工程特性表表 1-1 工程特性表序號(hào)及名稱單 位數(shù) 量備

18、注一、水庫(kù)流域面積km233正常高水位m276.5設(shè)計(jì)洪水位m277.7校核洪水位m279.2設(shè)計(jì)泄洪流量m3/s217.5校核泄洪流量m3/s316總庫(kù)容萬(wàn) m32261.8興利庫(kù)容萬(wàn) m31799二、大壩壩型復(fù)合土工膜防滲堆石壩壩頂高程m280防浪墻頂高程m281.2壩頂寬度m8.0最大壩高m52.5上游壩坡11.55下游壩坡11.53 主壩壩軸線長(zhǎng)m211副壩型式重力式擋墻副壩壩軸線長(zhǎng)m90.30導(dǎo)流洞型式圓形導(dǎo)流洞進(jìn)口底高程m227.5導(dǎo)流洞出口底高程m226.5導(dǎo)流洞半徑 Rm2.4導(dǎo)流洞長(zhǎng)度m330三、溢洪道溢流前緣凈寬m10鐘呂水利樞紐復(fù)合土工膜堆石壩設(shè)計(jì)- 2 -堰頂高程m27

19、3設(shè)計(jì)流量m3/s217.5校核流量m3/s316閘門型式平板閘門尺寸（寬高）m2106四、廠房系統(tǒng)1動(dòng)能指標(biāo)最大凈水頭m174.0額定水頭m174.0最小水頭m143.0引用流量m3/s5.0額定出力kW6400保證出力kW14612廠房廠房型式地面式廠房面積m231.515.7主廠房寬度m10.8機(jī)組臺(tái)數(shù)2機(jī)組安裝高程m103.0水輪機(jī)型號(hào)HL110-WJ-76發(fā)電機(jī)型號(hào)SFW-J3000-6/1480開關(guān)站面積m211.527.25五、工程量主壩堆石料填筑量m3583849混凝土方量(L 型擋墻)m3844混凝土方量（趾板）m3997.8混凝土方量（現(xiàn)澆混凝土保護(hù)層）m31539.2混凝

20、土方量(副壩)m37639.41.2 建設(shè)目的和依據(jù)水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)- 3 -B 江水利樞紐工程是以發(fā)電為主，同時(shí)兼顧了灌溉、供水、防洪及養(yǎng)殖等綜合利用效益的跨流域開發(fā)的水利樞紐工程。1.3 建設(shè)的條件建設(shè)資金已到位，施工準(zhǔn)備工作已經(jīng)就緒。1.4 建設(shè)的規(guī)模及綜合利用效益1.4.1 建設(shè)規(guī)模本電站裝機(jī) 6400 kW，保證出力 1461kW。廠房總面積為 31.515.7。開關(guān)站尺寸為 11.527.25。水庫(kù)總庫(kù)容（校核洪水位以下的全部庫(kù)容）為 2261.8 萬(wàn) m3。1.4.2 綜合利用效益1.4.2.1 發(fā)電裝機(jī) 6400kW，電站設(shè)計(jì)水頭為 174m，多年平均發(fā)電量為17001

21、04kWh，保證出力為 1461kW。本電站裝 2 臺(tái) 3200kW 機(jī)組，正常蓄水位為 276m，引水式發(fā)電，引水隧洞布置在右岸山體中，最大引用流量為 5m3/s。廠房位于段莘水江灣湖山村左岸下游 340m 處，地面式，總面積為31.515.7，其中主廠房寬 10.8m，主廠房?jī)?nèi)安裝二臺(tái) HL110-WJ-76，配 SFW-J3000-6/1480 的水輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組安裝高程為 103m，開關(guān)站位于廠房的左上側(cè)，尺寸為 11.527.25。1.4.2.2 灌溉下游利用發(fā)電尾水灌溉，上游增加灌溉面積 1.0 萬(wàn)畝。1.4.2.3 供水供鐘呂村及其下游村民生活用水。1.4.2.4 防洪可減輕洪

22、水對(duì)鐘呂村及下游江灣鎮(zhèn)的威脅，要求設(shè)計(jì)洪水最大下泄量限制為250m3/s。1.4.2.5 漁業(yè)鐘呂水利樞紐復(fù)合土工膜堆石壩設(shè)計(jì)- 4 -水庫(kù)蓄水后，正常蓄水位時(shí)水庫(kù)面積 1.09km2，為發(fā)展養(yǎng)魚等水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)創(chuàng)造了有利條件。水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)- 5 -第二章 自然地理?xiàng)l件2.1 地形條件鐘呂水庫(kù)位于江西婺源縣樂安河一級(jí)支流曉港水的鐘呂村上游約 160m 處，壩址以上控制流域面積 33km。曉港水在鐘呂村上游約 300m 處，由兩支水系匯合而成，其中東支發(fā)源于石耳山，南支發(fā)源于清灣頭尖，河流在曉港村匯入樂安河，本流域上游為中低山區(qū)，山勢(shì)陡峭，中下游為低山丘陵區(qū)，山體凌亂，沖溝發(fā)育。2.2

23、水文特性據(jù)水文資料推算，壩址處多年平均流量 1.28m/s，多年平均總徑流量 4040萬(wàn) m，p=0.1%的洪峰流量為 551.5m/s,三日洪量為 1569 萬(wàn) m，p=2%的洪峰流量為 364.5m/sec,三日洪量為 965 萬(wàn) m。流域多年平均降雨值 2047.7mm。正常蓄水位 276m，對(duì)應(yīng)庫(kù)容 V 正=1910.0 萬(wàn) m。流域河段多年平均輸砂量為 0.29 萬(wàn)噸，泥沙容重估算為 1.3t/m。估計(jì)水庫(kù)淤積年限與高程關(guān)系（見表 2-1）：表 2-1 淤積年限與高程關(guān)系表淤積年限（年）泥沙淤積量（萬(wàn)m）淤積高程（m）5011.05236.0810022.1237.78水庫(kù)水位庫(kù)容關(guān)

24、系曲線（見表 2-2）： 表 2-2 水庫(kù)水位庫(kù)容關(guān)系曲線表水位（m）227.5236.08237.78248276278.11庫(kù)容（104m）011.0522.1172.01910.02145.2壩址水位-流量關(guān)系曲線（見表 2-3）：表 2-3 壩址水位-流量關(guān)系曲線表水位(m)227.5228.0228.5229.0229.5230.0230.5流量 06.028.966.77121.97196.05281.78鐘呂水利樞紐復(fù)合土工膜堆石壩設(shè)計(jì)- 6 -2.3 工程地質(zhì)條件2.3.1 庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)庫(kù)區(qū)屬構(gòu)造剝蝕低山地貌，山勢(shì)陡峭，分水嶺雄厚，地形封閉，植被良好， 未見滑坡等不良物理地質(zhì)現(xiàn)

25、象。組成庫(kù)岸及庫(kù)盆的地層巖性主要為前震旦系板溪群的千枚狀綠泥絹云母板巖，千枚巖和變質(zhì)砂巖。庫(kù)區(qū)巖石受多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，斷層和裂隙發(fā)育，巖石的褶皺和撓曲也很常見，構(gòu)造行跡以北東向壓扭性為主，常見有北西向張扭性斷裂和近東西向平推斷層，未見有較大的導(dǎo)水?dāng)嗔堰B通庫(kù)外。庫(kù)區(qū)地下水類型主要為第四系松散堆積物孔隙潛水和基巖裂隙水，受大氣降水補(bǔ)給，排泄于河谷與河床，庫(kù)岸山體地下水位較高，一般在 300m 高程以上，組成庫(kù)岸及庫(kù)盆的巖石表部透水性強(qiáng)，但深部巖石透水性微弱，屬相對(duì)不透水層。庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)良好，水庫(kù)蓄水后，不存在永久滲漏、岸邊再造、浸沒及水庫(kù)誘發(fā)地震等問題。2.3.2 壩址工程地質(zhì)2.3.2.1 地

26、貌 壩址區(qū)屬構(gòu)造剝蝕低山地貌，山頂高程為 280450m，壩區(qū)河床較寬，約2050m，為一“U”型河谷，兩岸山坡不對(duì)稱，左岸山體雄厚，山坡角 3040度，右岸山體較為單薄，山坡角 2030 度，且在右岸有一低矮埡口，頂高程約276m，壩址區(qū)沖溝發(fā)育，且切割較深，未見滑坡等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象，自然邊坡穩(wěn)定。2.3.2.2 地層巖性壩址區(qū)出露的地層巖性為前震旦系板溪群第四段綠泥絹云母千枚巖夾變質(zhì)砂巖，第四系松散堆積物及變質(zhì)輝常巖，其巖性特征為：（1）綠泥絹云母千枚巖：灰綠色，主要礦物成分為絹云母、石英、長(zhǎng)石、綠泥石等，千枚狀構(gòu)造，其余碎屑顯微鱗片狀構(gòu)造，巖石撓曲和褶皺常見，片理極發(fā)育，巖層產(chǎn)狀 N4

27、060E，NW3860。（m/s）水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)- 7 -（2）變質(zhì)砂巖：青灰色，主要礦物成分未石英、長(zhǎng)石及巖屑等，中細(xì)砂粒結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，有輕微的變質(zhì)，巖石結(jié)構(gòu)致密，巖性堅(jiān)硬。（3）第四系松散堆積物主要為沖擊砂卵石，漂石，厚 11.5m，分布于河床部位，殘坡積壤土、碎塊石土，厚 16m，分布于兩岸山坡及沖溝部位。（4）變質(zhì)輝長(zhǎng)巖：暗綠、深綠色，主要礦物成分為綠泥石、綠簾石、纖閃石及少量石英，輝長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，微具定向構(gòu)造，巖石質(zhì)地堅(jiān)硬，在壩址區(qū)呈巖株或巖脈產(chǎn)出。2.3.2.3 地質(zhì)構(gòu)造壩址區(qū)地處華夏系及新華夏系構(gòu)造復(fù)合部位，出露的地層古老，經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，壩址區(qū)斷層裂隙發(fā)育，

28、巖石破碎，巖層褶皺和撓曲常見。在初步設(shè)計(jì)階段共發(fā)現(xiàn)斷層 20 條。壩基開挖后，在壩基部位新發(fā)現(xiàn)小斷層 14 條及兩條風(fēng)化夾層，但密度均較小。（1）主要斷層：F5 壓扭性斷層：產(chǎn)狀 N35，NW80，寬 0.1 0.15m，主要由片狀巖、碎性巖組成，構(gòu)造巖強(qiáng)風(fēng)化，性狀較差，出露于左岸趾板齒槽228m 高程附近。F12 壓扭性斷層：產(chǎn)狀 N40E，NW66，寬 0.20.4m，主要由片狀巖組成，構(gòu)造巖呈強(qiáng)風(fēng)化，性狀較差，出露于左岸趾板齒槽 236m 高程附近。F22 層間擠壓破碎帶：產(chǎn)狀 N55E，NW55，寬 0.10.25m，主要由片狀巖、石英脈組成，構(gòu)造巖強(qiáng)風(fēng)化，性狀較差，出露于左岸趾板齒槽

29、 260m 高程附近。F29 壓扭性斷層：產(chǎn)狀 N25E，NW70，寬 0.080.1m，主要由碎裂巖組成，見 0.51.5cm 厚的斷層泥繼續(xù)分布，斷層間較平，構(gòu)造巖呈強(qiáng)風(fēng)化，性狀差，出露于河床趾板齒槽部位。（2）裂隙：壩址區(qū)巖石裂隙發(fā)育，巖石破碎，壩基開挖后，對(duì)壩基巖石裂隙作了統(tǒng)計(jì)，主要有兩組發(fā)育方向：一是 NE 向?qū)用?，裂隙產(chǎn)狀 N4060E，NW3860，裂面稍扭，普遍見 Fe、Mn 質(zhì)浸染，表面張開或微張，局部見次生泥充填，延伸長(zhǎng)，極發(fā)育；二是 NW3050W，SW 或 NE4080，裂面光滑平整，見 Fe、Mn 質(zhì)浸染，間距一般 20cm，延伸較短，發(fā)育。（3）風(fēng)化夾層：壩基開挖后

30、，在河床右側(cè)趾板齒槽部位發(fā)現(xiàn)了兩條風(fēng)化夾層 WJ1，WJ2，產(chǎn)狀 N42E，NW0.7弱風(fēng)化巖石0.55飽和抗壓強(qiáng)度：微新巖石40MPa弱風(fēng)化巖石25MPa表 2-4 堆石試驗(yàn)參數(shù)表組別試驗(yàn)干密度（g/cm）C(KPa)。KnRfGFDA2.104738.58800.350.820.460.201.5B2.056037.72600.320.810.430.181.8水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)- 9 - 復(fù)合土工膜試驗(yàn)參數(shù)（見表 2-5）表 2-5 復(fù)合土工膜試驗(yàn)參數(shù)表項(xiàng) 目單 位量 值備 注單位面積質(zhì)量g/m211001300350/0.4/350350/0.6/350250m 高程以上mm0.

31、4250m 高程以下mm0.6膜 厚周邊縫等處mm0.8周邊縫、水平縫、分縫處強(qiáng)度kN/m1518350/0.4/350350/0.6/350寬條縱向拉伸伸長(zhǎng)率%50強(qiáng)度kN/m1518350/0.4/350350/0.6/350窄條縱向拉伸伸長(zhǎng)率%50與水泥砂漿0.577摩 擦 系 數(shù)與現(xiàn)澆砼0.6粘 結(jié) 力kg/cm20.1滲 透 系 數(shù)cm/s110-112.3.3 引水發(fā)電隧洞工程地質(zhì)條件引水發(fā)電隧洞通過地段屬低山地貌區(qū)，山頂高程 300400m 相對(duì)高程100200m，隧洞區(qū)沖溝發(fā)育，山體切割較深且較零亂，地表植被發(fā)育，未見有不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。隧洞圍巖由絹云母千枚巖、變質(zhì)粉砂巖、凝灰

32、質(zhì)千枚巖與粉砂質(zhì)板巖 層。絹云母千枚巖偶夾粉砂質(zhì)板巖及粉砂質(zhì)板巖等組成。巖石層面裂隙極發(fā)育、褶皺、撓曲嚴(yán)重，斷層發(fā)育切規(guī)模大，性狀差，其中絹云母千枚巖、凝灰質(zhì)千枚巖水理性質(zhì)較差，且遇水易軟化，軟化系數(shù)低，凝灰質(zhì)千枚巖成分復(fù)雜，還易于風(fēng)化。絹云母千枚巖與凝灰質(zhì)千枚巖在洞線出露的長(zhǎng)度占洞線總長(zhǎng)的 19%，說明洞線圍巖大部分由絹云母千枚巖與凝灰質(zhì)千枚巖構(gòu)成。鐘呂水利樞紐復(fù)合土工膜堆石壩設(shè)計(jì)- 10 -根據(jù)工程類比可知：千枚巖的單軸飽和抗壓強(qiáng)度為 1640Mpa，軟化系數(shù)0.630.93，屬半堅(jiān)硬較軟化，抗水性較差的片狀（薄層狀）巖體。2.4 氣象、地震及其他2.4.1 氣象、地震流域內(nèi)氣候：流域內(nèi)多

33、年平均氣溫 16.7，以一月份平均氣溫 4.6為最低，七月份平均氣溫 28為最高，歷年極端最高氣溫 41，極端最低氣溫-11。風(fēng)速及吹程：多年平均最大風(fēng)速 12.6m/s，吹程 1.6km。地震烈度：壩址及庫(kù)區(qū)地震烈度屬度以下，設(shè)計(jì)時(shí)可不考慮地震荷載。降 雨 量：流域多年平均降雨均值 2047.7mm。2.4.2 天然建筑材料2.4.2.1 砂礫石料壩址流域砂礫石料貧乏，但在江灣水和段莘水流域有梨苗場(chǎng)和古玩料場(chǎng)，距大壩約 1015km,有公路相通，運(yùn)輸方便。梨苗場(chǎng) 、古玩料場(chǎng)均為砂卵（礫）石混合料，砂卵（礫）石儲(chǔ)量豐富，質(zhì)量良好，滿足工程要求。2.4.2.2 堆石料壩址附近廣泛分布綠泥絹云母千

34、枚巖，弱至微風(fēng)化巖石，巖性較堅(jiān)硬，力學(xué)強(qiáng)度較高，質(zhì)量較好，儲(chǔ)量豐富，可作為大壩堆石料。壩址附近粘土很少，壩址上下游有一定的粘土分布，均為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民耕地。水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)- 11 -第三章 設(shè)計(jì)條件和設(shè)計(jì)依據(jù)3.1 設(shè)計(jì)任務(wù)在對(duì)原始材料進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，并結(jié)合本次設(shè)計(jì)的專題研究，要求：（1）根據(jù)防洪要求，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計(jì)算，確定壩高程及岸坡溢洪道尺寸；（2）通過分析，對(duì)可能的方案進(jìn)行比較，確定樞紐組成建筑物型式，輪廓尺寸及水利樞紐布置方案；（3）詳細(xì)做出大壩設(shè)計(jì)，通過比較，確定壩的基本剖面與輪廓尺寸，擬定地基處理方案和壩身結(jié)構(gòu)，進(jìn)行水力、靜力計(jì)算；（4）進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)：決定樞紐的

35、施工導(dǎo)流方案，安排施工的控制性進(jìn)度，大壩主體工程量的計(jì)算，編制招標(biāo)文件及施工投標(biāo)文件。3.2 設(shè)計(jì)依據(jù)1、左東啟，王世夏，林益才主編，水工建筑物（上冊(cè)） 。南京：河海大學(xué)出版社。1995。2、沈長(zhǎng)松、王世夏、林益才、劉曉青編著，水工建筑物。北京：中國(guó)水利水電出版社。2008。3、傅志安，鳳家驥，混凝土面板堆石壩。武漢：華中理工大學(xué)出版社。1993。 4、蔣國(guó)澄，傅志安，鳳家驥，混凝土面板壩工程。武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社。1997。 5、袁光裕主編，水利工程施工。北京：中國(guó)水利水電出版社。2006。 6、趙振興主編，水力學(xué)。北京：清華大學(xué)出版社。2005。 7、河海大學(xué)、大連理工大學(xué)、西安理工大

36、學(xué)、清華大學(xué)，水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)。北京：中國(guó)水利水電出版社。2007。 8、沈長(zhǎng)松等，鐘呂水電站-復(fù)合土工膜防滲堆石壩。土石壩工程，第 3 期。2003。 9、中華人民共和國(guó)水利部，混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范。北京；中國(guó)水利水電出版社。1998。 10、中華人民共和國(guó)水利部，水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范（SL/T225-98） 。北京：中國(guó)水利水電出版社。1998。 11、中華人民共和國(guó)水利部，水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范。北京：中國(guó)水利水電出版社。1998。 鐘呂水利樞紐復(fù)合土工膜堆石壩設(shè)計(jì)- 12 -12、中華人民共和國(guó)水利部，水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范（SL_379-2007） 。北京：中國(guó)水

37、利水電出版社。2007。 13、中華人民共和國(guó)水利部，混凝土面板堆石壩施工規(guī)范（SL49-94） 。北京：中國(guó)水利水電出版社。1994。 14、中華人民共和國(guó)水利部，面板堆石壩接縫止水技術(shù)規(guī)范（DLT5155-2000） 。北京：中國(guó)水利水電出版社。2000。 15、中華人民共和國(guó)水利部,水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范（SL303-2004）.北京:中國(guó)水利水電出版社. 2004。 16、中華人民共和國(guó)水利部，第 2 版（2000 版） 。水利水電土建工程施工合同條件（GF-2000-0208） 。北京：中國(guó)水利水電出版社。 17、中華人民共和國(guó)水利部，水利工程工程量清單計(jì)價(jià)規(guī)范（GB50501

38、-2007） 。北京：中國(guó)水利水電出版社。 18、中華人民共和國(guó)水利部，水利水電工程設(shè)計(jì)工程量計(jì)算規(guī)定（SL3282005） 。北京：中國(guó)水利水電出版社。 19、中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)施工招標(biāo)資格預(yù)審文件（2007 年版） 20、中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)施工招標(biāo)文件（2007 年版） 21、中華人民共和國(guó)水利部，水利建筑工程概算定額（上、下冊(cè)） ，黃河水利出版社 22、方國(guó)華、朱成立等編著，新編水利水電工程概預(yù)算。黃河水利出版社，2003。 23、中華人民共和國(guó)水利部，混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范。北京；中國(guó)水利水電出版社。1998。 24、中華人民共和國(guó)水利部，水利水電工程土工合成材料應(yīng)用。水利水電工程專

39、業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)- 13 -第四章 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算4.1 洪水調(diào)洪演算4.1.1 洪水調(diào)洪演算原理洪水在水庫(kù)中運(yùn)行時(shí)，水庫(kù)沿程的水位、流量、過水?dāng)嗝妗⒘魉俚染S時(shí)間而變化，其流態(tài)屬于明渠非恒定流。根據(jù)水力學(xué)，明渠非恒定流的基本方程，即圣維南方程組為：連續(xù)性方程： （4-1）0sQt運(yùn)動(dòng)方程： （4-2）221Ksvgvsvgsz式中： 過水?dāng)嗝婷娣e(m2) t 時(shí)間（s） Q 流量（m3/s） s 沿水流方向距離（m） Z 水位（m） g 重力加速度(m/s2) v 斷面平均流速(m/s) K 流量系數(shù)(m3/s)一般采用簡(jiǎn)化的近似解法，長(zhǎng)期以來(lái)，普遍采用瞬時(shí)法，即用有限差值來(lái)代替微分值，并加以簡(jiǎn)化，

40、以近似地求解一系列瞬時(shí)流態(tài)。瞬時(shí)流態(tài)法將式(41)進(jìn)行簡(jiǎn)化而得出基本公式，再結(jié)合水庫(kù)的特有條件對(duì)基本公式進(jìn)行簡(jiǎn)化，得出用于水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算的實(shí)用公式： (4-3)式tVtVVqqQQqQ122121)(21)(21中：, 分別為計(jì)算時(shí)段初、末的入庫(kù)流量(m3/s)1Q2Q 計(jì)算時(shí)段中的平均入庫(kù)流量(m3/s)，=(+)/2 QQ1Q2Q式中：q1,q2 分別為計(jì)算時(shí)段初、末的下泄流量(m3/s) 計(jì)算時(shí)段中的平均下泄流量(m3/s) q2/21qqq式中： V1,V2 分別為計(jì)算時(shí)段初、末水庫(kù)的蓄水量(m3) V1與 V2之差V 計(jì)算時(shí)段t鐘呂水利樞紐復(fù)合土工膜堆石壩設(shè)計(jì)- 14 -公式(4-3)

41、表示為一個(gè)水量平衡方程式，表明：在一個(gè)計(jì)算時(shí)段內(nèi)，水庫(kù)水量與下泄水量之差即為該時(shí)段中水庫(kù)蓄水量的變化。顯然，公式中并未計(jì)入洪水入庫(kù)處至泄洪建筑物間的行進(jìn)時(shí)間，也未計(jì)入沿程流速變化和動(dòng)庫(kù)容等影響，這些因素均是其近似性的一個(gè)方面。當(dāng)已知水庫(kù)入庫(kù)洪水過程線時(shí)，Q1，Q2，均為已知，V1，q1,則是計(jì)算時(shí)Q段開始時(shí)的初始條件。于是，式(4-3)中的未知數(shù)僅剩下 V2，q2,當(dāng)前一時(shí)段的tV2,q2求出后，其值即成為后一時(shí)段的 V1，q1 值，使計(jì)算能逐步地連續(xù)進(jìn)行下去。僅一個(gè)方程來(lái)求解 V2，q2是不可能的，必須再有一個(gè)方程式 q2=f(V2),與式(4-3)聯(lián)立，才能同時(shí)解出 V2，q2的確定值，假

42、定暫不計(jì)及自水庫(kù)取水的興利部門瀉向下游的流量，則下瀉量 q 是泄水建筑物瀉流水頭 H 的函數(shù)，而當(dāng)泄洪建筑物的型式、尺寸等已確定時(shí) (44) AHBHfq式中：A 系數(shù)，與泄洪建筑物的型式、尺寸、閘孔開度及淹沒系數(shù)有關(guān)。 B 指數(shù)，對(duì)于堰流 B 一般等于 3/2，對(duì)于閘孔出流一般 B=1/2根據(jù)水力學(xué)公式，H 與 q 的關(guān)系曲線可求。若是堰流 H 即為庫(kù)水位 Z 與堰頂高程之差；若是閘孔出流 H 即為庫(kù)水位 Z 與閘孔中心線高程之差。因此可以根據(jù)H 與 q 的關(guān)系曲線求出 Z 與 q 的關(guān)系曲線 q=f(Z),并且，由庫(kù)水位 Z，又可借助于水庫(kù)容積特性曲線 V=f(Z), 求出相應(yīng)的水庫(kù)蓄水容

43、積 V，則式(4-4)可用下泄流量q 與庫(kù)容 V 的關(guān)系曲線代替，即 q=f(V),與式(43)聯(lián)立方程組，求解 V2，q2。當(dāng)水庫(kù)承擔(dān)下游防洪任務(wù)時(shí)，要求保持 q 不大于下游允許的最大下泄流量qmax時(shí)，就要利用閘門控制流量 q，但計(jì)算的基本公式和方法與上面介紹的是一致的。本設(shè)計(jì)泄水建筑物是正槽溢洪道。采用閘門全開式泄洪，故下泄流量是q=AH3/2,H 即為庫(kù)水位 Z 與堰頂高程之差，由于資料有限僅有 0.1%和 2%的流量及其對(duì)應(yīng)的三日洪峰流量，無(wú)法描繪出洪水過程線，故采用三角形法擬畫出洪水過程線（具體做法見本章 4.4 節(jié)） 。本設(shè)計(jì)中調(diào)洪演算是為了定出設(shè)計(jì)、校核水位和相應(yīng)的下泄流量，已

44、知下泄量與水頭的關(guān)系曲線（式 44） ，通過假定下泄流量 q，可利用洪水過程線計(jì)算出水庫(kù)蓄水量 V，通過 V=f(Z)可查出對(duì)應(yīng)的水位，得到 q=f(Z)曲線，通過兩條 q-Z 曲線即得到設(shè)計(jì)、校核水位及相應(yīng)流量。4.1.2 洪水調(diào)洪演算方法進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計(jì)算的方法很多，目前常用的是：列表試算法，半圖解法。本設(shè)計(jì)采用的是簡(jiǎn)化三角形法，也叫高切林法。水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)- 15 -4.2 洪水標(biāo)準(zhǔn)分析設(shè)計(jì)情況，采用 50 年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)。P=2%的洪峰流量為 364.5 m3/s,三日洪量為 965 萬(wàn) m3。校核情況，采用千年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)。p=0.1%洪峰流量為 551.5 m3/s,三

45、日洪量為 1569 萬(wàn) m3。4.3 洪水建筑物的型式選擇水利樞紐中的泄水建筑物一般包括設(shè)于河床的溢流壩、泄水閘、泄水孔，設(shè)于河岸的溢洪道、泄水隧洞等。本設(shè)計(jì)采用壩型為復(fù)合土工膜防滲堆石壩（具體見 5.2 節(jié)） ，因此泄水建筑物一般不布置在河床。下面根據(jù)本工程的地形、地質(zhì)條件，對(duì)正槽溢洪道、側(cè)槽溢洪道及泄水隧洞這三種泄水建筑物進(jìn)行比較選擇。泄水隧洞布置得一般原則是：地質(zhì)條件好，路線短，水流順暢，與樞紐其他建筑無(wú)相互不良的影響。洞線宜選擇在沿線地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、巖體完整穩(wěn)定、巖性堅(jiān)硬，上覆巖體厚度大，水文地質(zhì)條件有利和施工方便的地段。避開圍巖破碎、地下水位高或滲水量很大的巖層和可能坍塌的不穩(wěn)定地帶，

46、同時(shí)防止洞身離地表太淺。本工程壩址區(qū)地處華夏系及新華夏系構(gòu)造復(fù)合部位，壩址區(qū)斷層裂隙發(fā)育，巖石破碎，巖層坍塌和撓曲常見。壩址區(qū)巖石的透水性及相對(duì)不透水層經(jīng)先導(dǎo)孔壓水試驗(yàn)，左岸相對(duì)不透水層埋深 1024 米，上部透水層 q 值為 6.7196.7Lu，大者達(dá)到 341.7Lu，屬中等-嚴(yán)重透水層。本工程最大壩高 54.7 米，正常蓄水位 276 米，因此要避開透水層而布置泄水隧洞，工程量顯然很大，而且本工程地質(zhì)條件不好，故不采用隧洞泄洪。河岸溢洪道是布置在攔河壩壩肩或攔河壩上游水庫(kù)庫(kù)岸的泄洪通道，水庫(kù)的多余的來(lái)洪經(jīng)此泄往下游河床，常以堰流方式泄水，有較大的超泄能力。正槽溢洪道過堰水流方向與堰下泄

47、槽縱軸線方向一致。側(cè)槽溢洪道水流過堰后急轉(zhuǎn)近 90，再經(jīng)泄槽下泄。從地質(zhì)條件上來(lái)說，溢洪道應(yīng)力爭(zhēng)位于較堅(jiān)硬的巖基上，但較泄洪隧洞要求較低，但在地基條件差的基巖上，要注意襯砌和防沖的設(shè)計(jì)。同時(shí)對(duì)于堆石壩而言，河岸溢洪道可與壩體相接，從而既可減少溢洪道的開挖量，也可以減少壩體的填筑量。鐘呂水利樞紐復(fù)合土工膜堆石壩設(shè)計(jì)- 16 -因此，本工程泄水建筑物采用河岸溢洪道。正槽溢洪道在水力學(xué)上的特點(diǎn)是，泄流能力完全由堰的型式、尺寸以及堰頂水頭決定，過堰流量穩(wěn)定于某一值后，泄槽各斷面的流量也隨之都達(dá)到同一值，故水流平順穩(wěn)定，運(yùn)用安全可靠，另外，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便。側(cè)槽溢洪道在當(dāng)水利樞紐的攔河壩難以本身溢流，

48、且河岸陡峭，布置正槽溢洪道將導(dǎo)致巨大的開挖量時(shí)，可能成為比較經(jīng)濟(jì)的泄水建筑物。與正槽溢洪道相比，側(cè)槽溢洪道前緣可少受地形限制，而向上游庫(kù)岸延伸，由增加溢流前緣寬度而引起開挖量增加較少，從而可以以較長(zhǎng)的溢流前緣寬度換取較低的調(diào)洪水位，或換取較高的堰頂高程。本工程的溢洪道布置在左岸（說明見 5.5 節(jié)） ，岸坡較陡優(yōu)選側(cè)槽溢洪道，但是，溢洪道的興建需要注意和解決的問題是，高水頭、大流量及不利地形地質(zhì)條件下，高速水流引起的一系列水力學(xué)和結(jié)構(gòu)問題，而側(cè)槽溢洪道的水流現(xiàn)象復(fù)雜，進(jìn)槽水流須立即轉(zhuǎn)彎近 90，再順槽軸線下泄，對(duì)每一個(gè)不同的側(cè)槽斷面，其所通過的流量是不相同的，然而，側(cè)槽內(nèi)的水流現(xiàn)象的復(fù)雜性，并

49、不僅僅表現(xiàn)在流量的沿程的變化上，水流自堰跌入側(cè)槽后，在慣性的作用下，沖向側(cè)槽對(duì)岸壁，并向上翻騰，然后再重力作用下轉(zhuǎn)向下游流去，在槽中形成一個(gè)橫軸螺旋流?？紤]到側(cè)槽溢洪道水流現(xiàn)象的復(fù)雜，而且，本工程地質(zhì)條件較差，建側(cè)槽溢洪道對(duì)結(jié)構(gòu)方面的要求會(huì)很高，危險(xiǎn)性大，同時(shí)由于本樞紐的壩體不是很高，正槽溢洪道的開挖量不會(huì)增加很大。綜上所述，結(jié)合本工程的地形、地質(zhì)條件，泄水建筑物采用正槽溢洪道，布置于左岸與壩體相接。4.4 調(diào)洪演算及泄水建筑物尺寸（孔口尺寸/堰頂高程）的確定4.4.1 調(diào)洪演算過程通過洪水資料，作出設(shè)計(jì)情況和校核情況下的洪水過程線；假定堰高、堰寬，確定各情況下的起調(diào)流量；假定不同的下泄流量

50、q,由洪水過程線求出庫(kù)容 V，由庫(kù)容 V，查水位-庫(kù)容曲線，找出相應(yīng)的水位 H，從而，對(duì)于每一組情況下可作出一條 QH 曲線；根據(jù)公式,又可作出一條 QH 曲線；對(duì)應(yīng)于232 HgmBQ每一種情況，可從 QH 圖中確定相應(yīng)交點(diǎn)的 Q 和 H 值。4.4.2 洪水過程線的模擬由于本設(shè)計(jì)中資料有限，僅有 p=2%、p=0.1%的流量及相應(yīng)的三日洪水總量，無(wú)法準(zhǔn)確畫出洪水過程線。按照規(guī)范，洪水過程線應(yīng)用 PIII 型曲線擬合，但實(shí)際水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)- 17 -操作過程中較難，故本設(shè)計(jì)中采用三角形法模擬洪水過程線，并在曲線形狀上盡量擬合為 PIII 型。根據(jù)洪峰流量和三日洪水總量，可作出一個(gè)三

51、角形（如圖中虛線） ，根據(jù)水量相等原則，對(duì)三角形進(jìn)行修正，得到一條模擬的洪水過程線（如圖中的實(shí)線） 。 4.4.3 計(jì)算公式計(jì)算采用公式： （4-5）232 HgmBQ式中：側(cè)收縮系數(shù)， 計(jì)算由公式：；001 0.21kHnnb 堰上水頭0Hn堰流的孔數(shù)b溢流寬度閘墩系數(shù)0邊墩系數(shù)（本設(shè)計(jì)采用圓弧形邊墩，系數(shù)取 0.7）km流量系數(shù)，m=0.502 B溢流孔口凈寬 H堰上水頭4.4.4 計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果見表 4-1： 表 4-1 調(diào)洪方案匯總表圖 4-1 三角形法圖 4-2 洪水過程線圖 4-3 調(diào)洪演算鐘呂水利樞紐復(fù)合土工膜堆石壩設(shè)計(jì)- 18 -4.4.5 方案選擇以上 16 個(gè)方案設(shè)計(jì)下泄

52、流量均不大于允許最大下泄流量 250m3/s 且均滿足允許下泄流量。方案 3、4 的設(shè)計(jì)洪水位小于本設(shè)計(jì)的正常蓄水位，故舍棄。方案5、9、10、13、14、15 的設(shè)計(jì)下泄流量均小于 200 m3/s，太小，故不采用。因此在剩余的 1、2、6、7、8、11、12、16 方案中需通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較：本設(shè)計(jì)對(duì)此只做定性分析，同時(shí)也考慮與導(dǎo)流洞結(jié)合的問題。一般情況下壩高是由校核情況控制的，超高越大壩就越高，大壩工程量加大；B 大則增加隧洞的開挖及其它工程量，而 Q/B 即單寬流量越大消能越困難，襯砌要求也高。方案 1、2、6 的 Q/B偏大；方案 11、16 的 Q/B 雖然最小但是泄流量偏??；方案

53、8、7、12 的下泄量都接近允許設(shè)計(jì)洪水最大下泄量但方案 12 比方案 7、8 的 Q/B 更小，所以經(jīng)過綜合比較最后采用 12 方案：即堰頂高程 273m，溢流孔口凈寬 10m；該方案設(shè)計(jì)洪水位 277.7m，設(shè)計(jì)下泄流量 217.5m3/s，校核洪水位 279.2m，校核泄洪量 316m3/s。方案堰頂高程(m)堰頂寬度 B(m)設(shè)計(jì)洪水位 H設(shè)(m)設(shè)計(jì)下泄流量 Q設(shè)(m3/s)校核洪水位 H校(m)校核下泄流量Q校(m3/s)設(shè)計(jì)情況單寬流量Q/B（m/s）17276.9 200.0 278.7 284.2 28.6 28276.6 216.3 278.2 306.2 27.0 392

54、76.3 229.7 277.8 323.3 25.5 427110276.1 243.8 277.5 338.3 24.4 57277.6 187.8 279.5 273.3 26.8 68277.3 204.3 279.0 295.0 25.5 79277.1 218.3 278.6 310.8 24.3 827210276.8 230.0 278.3 327.2 23.0 97278.3 177.5 280.2 263.6 25.4 108278.1 191.7 279.8 283.6 24.0 119277.9 204.5 279.5 300.0 22.7 12122731010277

55、.7277.7 217.5217.5 279.2279.2 316.0316.0 21.821.8 137279.1 165.4 281.0 251.6 23.6 148278.9 178.5 280.6 271.8 22.3 159278.7 191.4 280.3 288.5 21.3 1627410278.5 200.0 280.0 303.1 20.0 水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)- 19 -4.4.6 壩頂高程的確定4.4.6.1 工程等別及建筑物級(jí)別和洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定校核水位 279.2m 對(duì)應(yīng)的庫(kù)容為 2261.8 萬(wàn) m3,所以本工程等別為 III 等，工程規(guī)模為中型。相應(yīng)其主要建筑

56、物級(jí)別為 3 級(jí)，次要建筑物為 4 級(jí)。水工建筑物為3 級(jí)的洪水標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)下洪水重現(xiàn)期為 10050 年，校核下洪水重現(xiàn)期為20001000 年。4.4.6.2 波浪要素計(jì)算 由于大壩所在地區(qū)為丘陵地區(qū)，波浪要素宜采用鶴地水庫(kù)公式計(jì)算（適用于庫(kù)水較深，V026.5m/s 及 D7.5km） 。 （4-6）312081020%200625. 0VgDVVgh （4-7）2120200386. 0VgDVgLm式中累積頻率為 2%的波高(m)%2h Lm平均波長(zhǎng)(m) V0為水面以上 10m 處的風(fēng)速，正常運(yùn)用條件下 III 級(jí)壩，采用多年平均最大風(fēng)速的 1.5 倍；非常運(yùn)用條件下的各級(jí)土石壩，采

57、用多年平均最大風(fēng)速。設(shè)計(jì)波浪爬高值根據(jù)工程等級(jí)確定，3 級(jí)壩采用累積頻率為 1%的爬高值。%1h按上述公式算出的為，再根據(jù)頻率法按下表可得出。%2h%1h表 4-2 不同累積頻率下的波高與平均波高比值(hp/hm)%phm/Hm0.010.1124510142050900.13.422.972.422.232.021.951.711.61.430.940.370.10.23.252.822.32.131.931.871.641.541.380.950.43 波浪中心線高出計(jì)算靜水位 hz按下式計(jì)算： （4-8）mmzLHcthLhh22%1式中：H 為水深；h1%為累積頻率 1%的波高。 計(jì)算

58、結(jié)果為：鐘呂水利樞紐復(fù)合土工膜堆石壩設(shè)計(jì)- 20 -表 4-3 計(jì)算結(jié)果 4.4.6.3 擋墻頂高程的確定根據(jù)碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范,堰頂上游 L 型擋墻在水庫(kù)靜水位以上高度按下式確定：y=R+e+A （4-9）式中：y-壩頂超高R-最大波浪在壩坡上的爬高，按 h1%算e-最大風(fēng)雍水面高度，按 hz算A-安全超高 表 4-4 土壩壩頂安全超高值(m)壩 的 級(jí) 別運(yùn)用情況IIIIIIIV、V正常1.51.00.70.5非常0.70.50.40.3L 型防浪墻高程=max （4-10）正常校核設(shè)計(jì)正常蓄水位校核洪水位設(shè)計(jì)洪水位yyy通過計(jì)算：97. 131. 331. 3校核正常設(shè)計(jì)；yyy則 設(shè)

59、計(jì)洪水位+=277.7+3.31=281.01m設(shè)計(jì)y 校核洪水位+=279.2+1.97=281.17m校核y正常蓄水位+=276.5+3.31=279.91m正常y防浪墻頂高程=281.17m，取為 281.2m。墻頂預(yù)留沉陷（281.2227.5）（0.20.4）0.10740.2148，取 0.2m，在施工過程中應(yīng)考慮到預(yù)留沉陷量。h2%hmh1%Lmhz正常水位下1.310.591.429.320.682設(shè)計(jì)水位下1.310.591.429.320.682校核水位下0.710.320.776.210.303水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)- 21 - 根據(jù)混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范 SL228

60、-98要求，防浪墻頂要高出壩頂11.2m，本設(shè)計(jì)取 1.2m,則壩頂高程為 280m。4.4.7 閘門設(shè)計(jì)因?yàn)?B=10m，不是很寬，采用單扇閘門擋水，選用平板閘門。閘門的高度由擋正常蓄水位（或設(shè)計(jì)洪水位）+0.30.5m 超高確定，即 H=276.5（或 277.7）+0.30.5-273=3.85.2。再根據(jù)水利水電鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范 SL74-95中推薦的露頂式閘門的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，最終確定閘門寬 10m，高 6m。另外布置時(shí)將閘門放在堰頂偏下游一些，以壓低水舌使其貼著堰面下泄。4.4.8 泄水建筑物的設(shè)計(jì)泄水建筑物溢流堰采用實(shí)用堰的形式；消能方式為挑流消能。堰頂高程由調(diào)洪演算得為 273.0m，

61、挑坎高程 231.0m。鐘呂水利樞紐復(fù)合土工膜堆石壩設(shè)計(jì)- 22 -第五章 主要建筑物型式選擇及樞紐布置5.1 壩軸線確定針對(duì)該地形、地質(zhì)條件，壩軸線的布置原則是：1）壩軸線最短；2）盡量與岸坡地形等高線垂直；3）避開不利的地質(zhì)情況；4）有利于輸、泄水建筑物的布置。對(duì)一般土石壩而言，選擇壩軸線主要是選擇理想的趾板線位置，是趾板地基盡量置于堅(jiān)硬、非沖蝕性可灌的巖基上，保證其良好的防滲性能，盡量避開斷裂發(fā)育、強(qiáng)烈風(fēng)化、夾泥、巖溶等不利地質(zhì)因素，使趾板開挖量和趾板地基處理工作量減少。另一方面要選擇有利的地形，使趾板線盡量可能平直，趾板下游岸坡不過陡，使岸坡附近可壓縮堆石厚度逐漸增加，以減少縱向的變形

62、梯度，減小周邊縫的位移量。在選定趾板線位置時(shí)，也可適當(dāng)調(diào)整壩軸線位置，以取得最佳組合。本工程因上游右岸地形有突變，造成趾板有凹點(diǎn)，并且太往上游，左岸山體高度不夠，所以初選壩軸線是應(yīng)該使其靠近下游，但是，如果往下游太多，如圖5-1 所示壩軸線，會(huì)造成壩體與右岸地形線的交線在較低高程處就截止，這就意味著副壩要從較低高程處修建，增大了副壩的高度與長(zhǎng)度，使工程投資加大，顯然不合理，而且，溢洪道也將難以布置，需要轉(zhuǎn)彎，并且增加了開挖量。所以將壩軸線向上游移動(dòng)。水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)- 23 -圖圖 5-1圖圖 5-2如圖 5-2 所示壩軸線，此時(shí)，問題任然存在，所以不能夠保持壩軸線與主流方向垂直，可以

63、將壩軸線以左端為原點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，綜合考慮溢洪道的布置，副壩的高度，主流方向等因素，最終壩軸線如圖 5-3 所示。圖 5-35.2 樞紐等別及組成建筑物級(jí)別鐘呂水利樞紐復(fù)合土工膜堆石壩設(shè)計(jì)- 24 -由上一章經(jīng)過調(diào)洪演算得，校核洪水位為 279.2m，水電站裝機(jī)容量為6400kW,水庫(kù)總庫(kù)容為 2261.8 萬(wàn) m3,本工程等別為三等。B 江水利樞紐工程：工程等別為三等； 主要建筑物級(jí)別：3 級(jí)； 次要建筑物級(jí)別：4 級(jí)； 臨時(shí)建筑物級(jí)別：5 級(jí)。5.3 壩型選擇 壩型選擇是壩工設(shè)計(jì)中首先要解決的一個(gè)重要問題，因?yàn)樗P(guān)系到整個(gè)樞紐的工程量、投資和工期。壩高、筑壩材料、地形、地質(zhì)、氣候、施工和運(yùn)行

64、條件等都是影響壩型選擇的主要因素。5.3.1 定性分析5.3.1.1 各種常見壩型比較水利樞紐中的擋水建筑物攔河壩常見的主要型式有：重力壩、拱壩、支墩壩、土石壩及新型壩型如碾壓混凝土壩、面板堆石壩等。下面根據(jù)本工程的地形、地質(zhì)條件和材料儲(chǔ)備情況對(duì)以上壩型進(jìn)行比較，選擇適合的壩型。（1）拱壩）拱壩拱壩是在平面上呈凸向上游的擋水建筑物，借助拱的作用將上游水壓力的全部或部分傳給河谷兩岸的基巖。拱壩的工作原理：一是依靠拱的作用，將荷載傳給拱座；二是依靠懸臂梁的作用將荷載傳給基巖。其主要特點(diǎn)：1) 受力條件好，河谷形狀深窄較好；2) 壩體積小，主要依靠拱作用維持穩(wěn)定，自重作用影響不大；3) 超載能力強(qiáng)，

65、安全度高；4) 抗震性能好；5) 施工技術(shù)要求高，地基處理要求嚴(yán)格。根據(jù)拱壩的特點(diǎn)，要求建造于狹窄河谷上；對(duì)地質(zhì)較理想的條件是巖石盡量密致，質(zhì)地均勻，有足夠的強(qiáng)度、不透水性和耐久性；兩岸拱座基巖堅(jiān)固而完整，邊坡穩(wěn)定，沒有大的斷裂構(gòu)造和軟弱夾層。水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)- 25 -而本工程地形河谷較寬，特別是地質(zhì)條件較差：斷層裂隙發(fā)育，巖石破碎，強(qiáng)度低，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，相對(duì)不透水層埋藏較深，透水層屬中等嚴(yán)重透水層，若建造拱壩，則開挖量必然巨大，且大壩的安全性不高，故不宜建拱壩。（2）支墩壩）支墩壩支墩壩是由一系列支墩和其支承的上游擋水蓋板所組成，庫(kù)水壓力泥沙壓力等由蓋板傳給支墩，再由支墩傳給地基。支墩

66、壩結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且對(duì)地質(zhì)條件和拱壩一樣高，故對(duì)本工程，不宜采用支墩壩的型式。（3）重力壩）重力壩重力壩工作原理：一是依靠自重在壩基面上產(chǎn)生摩阻力來(lái)抵抗水平水壓力以達(dá)到穩(wěn)定要求；二是利用壩體自重在水平面上產(chǎn)生壓應(yīng)力來(lái)抵消由于水壓所引起的拉應(yīng)力以滿足強(qiáng)度要求。重力壩的主要特點(diǎn)：1) 抗沖刷能力強(qiáng)；2) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；3) 對(duì)地形地質(zhì)條件適應(yīng)性能好；4) 壩體與地基的接觸面積大，受揚(yáng)壓力影響大；5) 重力壩的剖面尺寸較大；6) 壩體體積大，水泥用量多，混凝土水化熱高，散熱條件差。對(duì)于本工程，地質(zhì)條件差，地基承載能力較低，且弱風(fēng)化巖與混凝土之間的摩擦系數(shù) f=0.50.6,為達(dá)到穩(wěn)定要求必然增加斷面面積，增加工程量，而且，用來(lái)拌和混凝土的砂礫石料只有在離壩址 1015km 處才有料場(chǎng)，這樣會(huì)大大增加工程造價(jià)，不合理，故不宜選用重力壩。（4）土石壩）土石壩通過以上幾種壩型分析，并結(jié)合本工程壩址附近具有儲(chǔ)量豐富且質(zhì)量較好的堆石料的情況，建議采用土石壩（又稱為當(dāng)?shù)夭牧蠅危┑男褪?。土石壩的?yōu)點(diǎn)：1) 筑壩材料就地取材，節(jié)省大量鋼材、水泥、木材等建筑材料。2) 適應(yīng)地形變形能力強(qiáng)。土石壩的結(jié)構(gòu)具有適應(yīng)地基變形