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1、 WORD格式整理版 水利水电工程专业TL水库混凝土重力坝枢纽设计毕 业 设 计 说 明 书学生姓名： 刘 超 指导老师： 刘 勇 日 期：二一二年六月 学习参考好帮手 目录前 言11基 本 资 料21.1 工程概况21.2 气 象21.3 水文分析21.3.1 年径流21.3.2 洪水31.4 泥沙51.5工程地质61.5.1 区域地质61.5.2 地质构造与地震61.5.3 库区工程地质条件61.5.4 坝址坝线工程地质条件71.6 当地建筑材料81.7 交通条件81.8 施工条件81.9效益91.9.1 灌溉效益91.9.2 市及钢铁基地供水效益91.9.3 防洪效益91.9.4 发电效
2、益91.10 地形图和地质剖面图102 枢纽布置112.1 坝轴线选择122.1.1 坝址比较122.1.2 坝线选择132.2 坝型的确定142.3 枢纽布置143 坝体剖面设计163.1 坝顶高程的确定163.2 非溢流坝剖面设计173.2.1 坝顶设计173.2.2 坝顶宽度的设计183.2.3 坝坡的设计183.2.4 下游起坡点位置的确定183.2.5 坝段长度183.2.6 防浪墙183.2.7 坝顶道路183.3 溢流坝剖面设计193.3.1 泄水方式的选择193.3.2 断面尺寸的设计193.3.3 堰顶高程203.3.4 闸门尺寸的设计203.3.5 溢流面设计213.3.5
3、.1 溢流面顶部曲线可采用WES曲线213.3.5.2 下游反弧段曲线233.3.5.3 中间直线段设计233.4 水力计算233.4.1 堰顶过流233.4.2 消能工的形式选择243.4.2.2 最大冲坑深度244 坝体结构设计与计算274.1 挡水坝荷载作用及其组合274.1.1 作用在挡水坝上的荷载有：274.1.2 作用在溢流坝上的荷载及其组合324.2 挡水坝承载力极限状态验算和正常使用极限状态验算394.2.1 坝体抗滑稳定性校核394.2.2 坝体强度和稳定承载力极限状态验算424.2.3 正常使用极限状态验算454.3 溢流坝承载力极限状态验算和正常使用极限状态验算454.3
4、.1承载力极限状态验算454.3.2 正常使用极限状态验算505 细部构造设计645.1 混凝土分区及标号选择645.1.1 混凝土标号分区设计645.1.2 标号选择645.1.3 非溢流坝细部结构655.1.4 溢流坝细部结构。坝顶路面应有适当的横向坡度，并设置相655.2 坝体分缝665.2.1 横缝675.2.2 纵缝675.3 坝体廊道系统685.3.1 基础灌浆廊道685.3.2 检查和坝体排水廊道685.4 止水和排水685.5 坝体布置695.6 地基处理695.6.1 地基的开挖与清理695.6.2 坝基的固结灌浆695.6.3 帷幕灌浆705.6.4 坝基排水705.6.5
5、 断层、破碎带处理706 泄水底孔设计726.1 泄水孔的断面设计726.1.1 坝身泄水孔的组成及形式726.1.2 坝身泄水孔的作用和工作条件726.2 泄水孔的消能设计737 施工导流设计747.1 施工导流设计标准及导流时段划分747.1.1 导流设计标准747.1.2 时段划分757.2 导流方式选择及导流设计767.2.1 导流方式的选择768 结论77TL水库混凝土重力坝枢纽设计【摘 要】：人类筑坝的历史有近5000年，重力坝是出现最早的一种坝型。它具有结构简单、工作可靠、易于机械化施工、使用年限长、养护费用低等优点，所以至今仍被广泛使用。TL水库主要任务是调节水量，为工业、农业
6、和生活提供水量，结合引水发电、水面养殖、洪水错峰等，可以综合利用。TL水库混凝土沿岸地质条件适中，所以修筑实体重力坝较为理想。【关键词】：重力坝设计 非溢流坝段 溢流坝段前 言流域概况及枢纽任务TL水库位于QL河上，控制流域面积506Okm2，占全流域的80%。水库主要任务是调节水量，为工业、农业和生活提供水量，结合引水发电、水面养殖、洪水错峰等，可以综合利用。枢纽建筑物包括主坝、泄水设施及电站等。经水文、水利调洪演算确定：死水位110.00m；设计洪水位153.70m，相应下游水位97.00m，通过溢洪道下泄流量18276.00m3/s；校核洪水位156.30m，相应下游水位99.00m，通
7、过溢洪道下泄流量24527.00 m3/s；泥沙淤积高程97.60m，淤沙平均含沙量4.0Kg/m3（浮容重=9.0 KN/m3），内摩擦角为=1.2。其他有关资料根据国家建筑委员会所颁布的地震烈度图，本地区应属6-7度地震区，坝区设防烈度建议为7度。坝顶行车宽度为8m。 1基 本 资 料1.1 工程概况TL水库位于QL河上，控制流域面积506Okm2，占全流域的80%。QL河水量充沛，但年内及年际的水量分配极不均匀，必须兴建大型的控制工程进行调节，丰富的水资源方可得到充分的利用。水库主要任务是调节水量，为工业、农业和生活提供水量，结合引水发电、水面养殖、洪水错峰等，可以综合利用。供水原则是:
8、在满足城市生活、工业用水的同时，对农业也给予一定的重视，特别是移民迁建灌区用水应优先保证。枢纽工程在3个坝址选择了2条坝线，两种坝型。83坝线采用混凝土重力坝。“红层”坝线采用当地材料坝。枢纽建筑物包括主坝、泄水设施及电站等。枢纽工程的推荐方案为83坝线混凝土坝方案(见坝址位置图1-1)。根据本工程的规模及其在国民经济中的作用，按设计规范规定，水库枢纽工程属大1型。主要建筑物按一级设计，辅助建筑物按三级设计，临时建筑物按四级设计。1.2 气 象全流域属于季风大陆性气候，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，年平均降水量约70Omm,且多集中在夏季7，8两月。流域多年平均气温为10左右，日温度变化较大。离
9、坝址较近的气象站实测最高气温39。全年无霜期约180d，结冰期约120d，河道一般12月封冻，次年3月上旬解冻，冰厚为0.40.6m，岸边可达1m。多年平均最大风速为23.7m/s，水库吹程为3km。1.3 水文分析1.3.1 年径流QL河流域水量丰沛，年径流主要由年降雨产生。年径流在地区与时间上的分布与年降水基本一致。径流在年际间变化悬殊。根据实测资料，19561982年的27年中，丰水年1977年来水量达21.341O8m，枯水牛L1081年仅1.6671O8m3，相差19.371O8m3,约合12.8倍，且丰、枯水年常连续发生。坝址处多年平均年径流量为9.61O8m3。1.3.2 洪水洪
10、水一般由暴雨形成。本地区暴雨历时短，强度大，地面坡度陡，洪峰陡涨陡落。一次洪水历时一般为35d。洪水具有峰高量大的特点。本流域洪水多发生在7，8两月，出现在7月的占34%，出现在8月的占66%。多年平均69月洪量占年径流量的70%左右，3天洪量占6天洪量的70%以上，大水年尤为集中。如1962年最大6天洪量占年径流量的比例达70%。由频率分析法求得不同频率的洪水结果，见表2-1。 图1-1坝址位置图表2-1洪水计算成果表项 目洪峰流量/(m3.s-1)洪量/m3(1O8)1d2d6d30d特征值 均值20001.402.202.805.37CV1.351.351.351.251.00CS/CV
11、2.502.502.502.502.50频率/%0.013204022.4335.2439.9655.400.022960020.7532.6536.9051.500.12248015.7424.7328.3440.500.21968013.7821.6524.9236.200.51600011.2317.6020.4130.401132809.3014.5017.1426.102106807.4811.7513.9221.70573605.158.109.8016.201050003.505.506.8312.102029202.043.214.178.181.4 泥沙流域植被较好，泥沙来源
12、和洪水在地区上的分布是一致的。泥沙在年内分配比径流更集中。汛期输沙量约占年输沙量的95%，而汛期沙量又都集中在几次大洪水中。年际之间沙量变化悬殊。由统计分析得知，坝址处多年平均输沙量为3861O4t，多年平均侵蚀模数为762t/km2，多年平均含沙量为4.0kg/m3。从泥沙的组成情况来看，泥沙颗粒较粗，中值粒径为0.075mm，淤沙浮重度为9kN/m3，内摩擦角为1.20。(资料中提供的内摩擦角太小应该为 120) 1.5工程地质1.5.1 区域地质该水库库区属中高山区，构造剥蚀地形。QL河在本区内河曲发育，侧蚀能力较强，沿河形成不对称河谷，由于构造运动影响，河流不断下切，于堆积岸形成阶地，
13、侵蚀岸形成陡岸。组成本区地层计有太古界、下元古界、震旦系、株罗系及火成岩侵人体和第四纪等，其中分布最广的为震旦系地层。以太古界、震旦系、株罗系三者与工程关系密切，为库区的主要岩层。1.5.2 地质构造与地震本地区地质构造复杂，全区地震频繁，特别是坝址区南段尤为突出。库区及其周边控制性的断层有两条大断裂。第一条在坝址下游小暖泉村穿过QL河，沿线有泉群出现。从控制泉群、控制地貌及岩相作用分析，列为活动性断裂较合适。第二条向北东方向延伸，在距TL水库库区67km处尖灭，属第四纪以来活动性较强的断裂，沿该断层时有地震发生。这两条活动性断裂在三坝址以西5km处汇而不交。按断层交汇部分易发震的原则，这种汇而不交是值得注意的。近期坝址地区末发生大于4级以上地震，邻区地震活动有一定影响。1983年8月经省级地震局鉴定确定，一、二坝址位于北区，属相对稳定区，基本烈度为6度，三坝址位于区，基本烈度为7度。邻E强震的影响，烈度可高达6
