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1、水工建筑物课程设计书姓名：罗庆抒班级：水利水电工程（）班学号：2008101522指导老师：牛景太老师完成时间：2011 年 6 月 15 日目 录设计说明书1 基本资料及设计数据31.1 基本资料31.1.1 概况31.1.2 枢纽任务31.1.3 地形，地质概况31.1.4 水文，气象概况31.2 设计数据42 重力坝设计42.1 剖面设计42.1.1 坝顶宽度，坝底宽度42.1.2 坝顶高程42.1.3 坝底高程52.1.4 坝坡系数的确定52.2 稳定设计52.2.1 沿坝基面的抗滑稳定分析52.2.2 深层抗滑稳定分析62.2.3 岸坡坝段的抗滑稳定分析62.3 应力分析62.4 构
2、造设计62.4.1 横缝62.4.2 纵缝72.4.3 坝体排水72.4.4 廊道系统72.4.4.1 坝基灌浆廊道72.4.4.2 检查和坝体排水廊道72.4.5 坝顶72.5 地基处理72.5.1 坝基的开挖与清理72.5.2 坝基的固结灌浆72.5.3 帷幕灌浆82.5.4 坝基排水82.6 溢流重力坝和泄水孔的孔口设计82.6.1 泄水方式82.6.2 孔口设计82.6.2.1 洪水标准82.6.2.2 孔口型式82.6.2.3 孔口尺寸82.6.2.4 闸门和启闭机92.6.2.5 闸墩和工作桥92.6.3 溢流面体形设计92.6.3.1 顶部曲线段92.6.3.2 反弧段92.6.
3、3.3 中间直线段92.6.3.4 剖面设计102.6.4 消能防冲设计10设计说明书1 基本资料及设计数据1.1 基本资料1.1.1 概况驿前河是抚河，源区支流，源出赣闽边界武夷山脉西麓的广昌驿前镇梨木庄，流域面积474 平方公里（赤水以上） ，赤水以下至南城段为抚河中上游段，称为旴江，南城以下为抚河中下游主流，杨溪水库坝址位于驿前河杨溪附近，坝址以上流域面积为 138 平方公里，主河道长27.8 公里，平均比降 0.0082。1.1.2 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。1.1.3 地形，地质概况1）地形情况：库区内地形三面环山，地势西南高，北
4、部低，其中以西南部河流发源地灵花仙山山峰最高达 991 米（黄河标高，后同）库区河流大致为自西南向东再转向北，流域面积范围在东经 11615至 11622，北纬 2631至 2636之间。2）区域地质情况：广昌县杨溪电站在大地构造上处武夷山地背斜的西北翼，属于我国东部地区新华厦构造体系，构造线大致呈北东方向，发育走向北北东的褶皱系和断裂带。根据江西福建等震线图，本区的地震烈度为六度。区内出露的岩性主要有前震旦系的变粒岩和加里东期的混合花岗岩及零星的第四纪覆盖物。3）库区工程地质条件：库区出露地层为前震旦系的变粒岩和加里东期的混合花岗岩，此外零星分布的厚度很小的冲击沙，卵，石层及坡亚粘沙土层。库
5、区仅见驿前大断层通过，但远离坝区，此断层为压扭性断裂，破碎带挤压紧密，且被第四纪坡残土层覆盖，因此不成为库区渗漏通道。此外，库区主要有变粒岩和混花岗岩组成，岩石渗透性小，四周山体雄厚，又无大的临谷，故库区无渗漏之虑。库区尚未发现大的滑坡，坍塌，大的崩塌堆集等不良的物理地质现象，山坡是稳定的。建坝不后不致产生大的边岸再造问题。库区植被发育，水土保持良好，固体径流来源不丰富，因此，库区淤积问题不致严重。此外，库区除了下陌村及部分田外，尚无有价值的矿产资源和文物古籍被淹没，故淹没损失小。1.1.4 水文，气象概况1）降水量：每年平均降水量 1720 毫米，实测最大年降水量 2336 毫米（1957
6、年） ，年最小降水量 1140.2 毫米（1971 年） ，降水量年分配不均匀，主要集中在 36 月，约占全年降水量的 62%。2）气温：每年平均气温为 18 度,实测极端最高温度 40 度（1983 年 8 月） ，极端最低气温-9.8 度（1955 年 1 月） ，月平均最高气温 30 度（1983 年 7 月） ，月平均最低气温 2.3 度（1977 年 1 月） 。3）蒸发：多年平均蒸发量 1504.9 毫米，月最大蒸发量 309.7 毫米（1956 年 7 月） ，月最小蒸发量 22.4 毫米（1957 年 2 月） 。4）湿度：多年平均相对湿度 80%，月最小相对湿度 8%。 5）
7、风速及风向：多年平均风速 1.8 米/秒，多年最大风速 20 米/秒，相应风向为南风。6）日照：多年平均时数为 1828.5 小时，无霜期多年平均为 273 天。1.2 设计数据1）杨溪水库的设计洪水位为 236.26 米，校核洪水位为 237.17 米，下游水位高分别为189.69、190.6 米。2）风速及吹程：由基本资料可知，多年平均最大风速为 1.8 米/秒，洪水期的多年平均最大风速为 20 米/秒，吹程为 1.2KM。3）坝顶高程的确定：设计水位和校核水位均进行计算，取其较大者，作为最后的坝顶高程。4）基础开挖：根据基本资料中河谷的地质情况确定开挖高程为 182.4 米。5）混凝土的
8、弹性模量 E c=1.0106T/m26）基岩的弹性模量 E F=1.0106T/m27）淤沙浮容重 Rs=0.8T/m 38）淤沙内摩擦角 14 度9）该种重力坝的洪峰流量比较大，校核洪水最大下泄流量 1100m/s，设计洪水下泄流量690m/s10）校核洪水位（0.2%）黄海 237.17 米11）设计洪水位（2%） 236.26 米12）正常蓄水位 236.0 米13）死水位 220.00 米14）总库容 2840 万米15）电站总装机容量 Ng 2500*2 千瓦16）水电站最大引用流量 11.02 秒/立方米17）淤沙高程 203 米18）坝址下游校核水位 190.6 米19）坝址下
9、游设计水位 189.69 米2 重力坝设计2.1 剖面设计2.1.1 坝顶宽度&坝底宽度坝顶宽度一般取坝高的 8%10%，且不小于 2m。当在坝顶布置移动式启闭机时，坝顶宽度要满足安装门机轨道的要求。坝底宽度约为坝高的 0.70.9 倍。2.1.2 坝顶高程（分别按照设计情况和校核情况计算）坝顶高程应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶的高程，应高于波浪顶高程。防浪墙顶至设计洪水位或校核洪水位的高差 ，按下式计算：hczlh式中： 为波浪高度，m； 为波浪中心线高于静水位的高度，m； 为安全加高，按下表选lhzh ch用。，在正常蓄水位和设计洪水位时，库LHcthhLDVh lzll 24.100
10、16. 8.3/145 ，其 中 ：面风速 宜采用相应洪水期多年平均最大风速的 1.5-2.0 倍；在校核洪水位时， 宜采用相应V洪水期多年平均最大风速。坝顶高程 H（选用其中的较大值）：设计情况：H 设 =设计洪水位+ h校核情况：H 校 =校核洪水位+防浪墙高度设置为 1.2 米。2.1.3 坝底高程坝底高程=开挖高程坝高=坝顶高程-坝底高程2.1.4 坝坡系数的确定根据工程经验，上游坝坡系数常采用 n=00.2；下游坝坡系数常采用 m=0.60.8；在此坝的设计中，采用上游坝坡系数 n=1:0.2；经过 m 取各值的比较计算，采用下游坝坡系数m=1:0.71。2.2 稳定设计2.2.1
11、沿坝基面的抗滑稳定分析（1）抗剪强度公式，计算公式如下： PUWfKs)(式中： 为接触面以上的总铅直力； 为接触面以上的总水平力； 为作用在接触面上的扬W压力； 为接触面间的摩擦系数。f坝基面抗滑稳定安全系数 SK坝的级别荷载组合1 2 3基本组合 1.10 1.05 1.05特殊组合 （1） 1.05 1.00 1.00坝 的 级 别运 用 情 况1 2 3设计情况（基本情况） 0.7 0.5 0.4校核情况（特殊情况） 0.5 0.4 0.3（2） 1.00 1.00 1.00（2）抗剪断公式，计算公式如下： PAcUWfKs )(式中： 为接触面面积， 为抗剪断摩擦系数， 为抗剪断凝聚力。Af 坝基岩体力学参数2.2.2 深层抗滑稳定分析因本设计坝基岩性良好，故不进行深层抗滑稳定分析。2.2.3 岸坡坝段的抗滑稳定分析计算公式如下： SUNfK)(32PT式中
