《瑶镇水库重力坝设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《瑶镇水库重力坝设计（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第 1 页 （共 38 页）学 生 毕 业 论 文 (设 计 )论文题目： 瑶镇水库重力坝设计 教学系(部)： 建筑工程系 专业.年级： 水利水电建筑专业 2008 级 学 号： 0804020130 学生姓名： 胡 勇 成 绩： 指导教师： 向泽蓉 2011 年 6 月 15 日 第 2 页 （共 38 页）目录第一章 基本资料.第一节 工程概况及工程目的第二节 基本资料第二章 枢纽布置第一节 坝轴线选择第二节 坝型确定第三节 枢纽布置 第三章 坝体剖面设计 第一节 坝顶高程确定第二节 非溢流坝剖面设计第三节 溢流坝剖面设计第四节 水力计算第四章 挡水坝结构计算第一节 作用及其组合第二节
2、承载力极限状态验算 第三节 正常使用极限状态验算第五章 溢流坝结构计算（选做）第一节 荷载计算及组合第二节 承载力极限状态验算第三节 正常使用极限状态验算第六章 细部结构设计第一节 混凝土分区及标号选择第二节 坝体分缝第三节 坝体廊道系统第四节 止水和排水第五节 坝体布置第六节 地基处理第一章 基本资料： 第 3 页 （共 38 页）第一节 工程概况及工程目的：瑶镇水库位于榆林市神木县瑶镇乡境内秃尾河干流上游瑶镇村附近，枢纽距榆神二级公路约 17 km，距神木县城约 50 km，神木至尔林兔公路从坝肩通过，交通比较方便。瑶镇水库枢纽是提高秃尾河水资源利用率梯级开发规划中的第一级控制工程，建设瑶
3、镇水库枢纽工程，对解决区域经济开发、城镇居民生活以及生态环境用水的需要具有重要作用。瑶镇水库是一座以城镇供水为主，兼顾农业灌溉、生态用水等综合利用的中型水利工程，是解决神木县锦界工业区工业用水和城镇居民生活用水的有效工程措施，同时兼顾瑶镇水库以下和采兔沟水库以上的农田灌溉面积 3500 亩，其中稻田 1000 亩，水浇地 2500 亩以及瑶镇水库以下公草湾处 0.9 万亩的生态林用水。第二节 基本资料秃尾河属黄河一级支流，流域长度 100km，流域宽度 40km，为羽状水系，河流长度 133 .9km（包括宫泊沟长度 23km） ，河流高差 512.3m，比降 3.83%，总流域面积3373k
4、m2。100 km 2 以上支流右岸 6 条，左岸 3 条。秃尾河发源于神木县西部风沙滩地中的湖泊海子，瑶镇水库坝址位于神木县瑶镇乡境内秃尾河干流上游瑶镇乡附近。干流在沟岔村以上分为两支，左支称宫泊沟，源自北部的宫泊海子，长 23.4km，流域面积 323 km2；右支称圪丑沟，源自大海子，长 19.5 km，流域面积 410 km2。沟岔村至瑶镇水库区间流域面积 37 km2，水库控制流域面积为770 km2。流域平均气温 7.8oC，最高月（七月）平均气温 23.9 oC，最低月（元月）平均气温-9.8 oC，年平均日照 2871 小时，年平均水面蒸发量 1431.8mm，年平均降水 38
5、0mm，年平均无霜期 175 天，年平均冰封期 84 天，最大积雪深度 120mm，水温15 oC 以上 150天，最大风速 19m/s，年最大冻土深 146cm。第二章 枢纽布置第一节 坝轴线选择坝轴线为原地质勘探线，即西安市周至县马召镇黑河干流秦岭峪口处，坝轴线方向NE785634。坝轴线大致是将坝轴线右端上移了150m，左端保持不变。坝址两岸地形不完全对称，为左陡右缓，左岸单宽山梁东岭，与金盆古河道毗邻， 第 4 页 （共 38 页）地形坡度50-55，右岸地形坡度40-50，直至黄石沟分水岭，河床高程487m，宽64m，坝顶高程处河谷宽368m。该坝址中的F5、F20、F23、F37、
6、F75 断层通过分水岭，其中断层F75、F37 规模较大，破碎带宽10m-20m，F5、F23 次之，破碎带宽3m-5m。断层走向与岩层产状致，但其渗透性很小，断层破碎带单位吸根据室内外岩石饱和抗压强度Rw 指标以及声波试验，从承载力条件的角度看，金盆坝址建基面的选择是可行的。强风化层波速1500m/s-2500m/s，弹性10 万t/m2-16t/m2,允许承载力10kg/cm2-15kg/cm2。弱风化层波速3000m/s，弹模40 万t/m2，允许承载力20kg/cm2。坝基35m 下为新鲜岩石，左岸地下水埋深70m 左右，右岸地下水位埋深近80m。坝址基岩主要由片岩类组成，透水性较小且
7、呈层状分布。两坝轴线各类岩石渗透性能统计结果见下表5-1：5-1 坝轴线各类岩石渗透性能统计表左岸 坝基 右岸分区岩石名称指标ScSeQu断层uSc断层ScSe断层平均值0.1300.020.5220.0290.06450.0960.1630.0940.152小值平均值值0.040.0070.0180.0170.0430.0310.0540.0160.034单位吸水量() L/minm 大值平均值值0.470.0721.530.0540.1450.2270.2720.1500.325分类 平均值较严重透水微透水严重透水中等透水中等透水中等透水较严重透水中等透水较严重透水以上看出，两坝轴线在水能
8、利用、施工条件、地形条件及地质条件上几乎没有区别，故坝轴线比较重点研究两坝轴线在水工布置上、水流流态上及经济实用方面。坝轴线，天然河谷较窄，坝顶长度最短。混凝土工程量最省，但为了确保有足够的前沿宽度，需要向两岸开挖，致使开挖量增加，左岸岸顶地形较高，上坝困难；坝轴线与水流流向有一定的角度，对建筑物的作用力不利，且建筑物泄流流态也不利。坝轴线河岸较平直有利于下泄水流衔接，坝长适中。左岸较缓，有利于布置上坝公路。通过以上可以看出，坝轴线选择金盘河谷坝址处坝轴线。第二节 坝型确定比较重力坝、拱坝、土石坝三种坝型所要求的地形地质条件和各自的优缺点如下： 第 5 页 （共 38 页）重力坝对地形、地质条
9、件适应性强，对地质条件的要求也较拱坝低。重力坝枢纽泄洪问题容易解决，重力坝可以做成坝身溢流，也可以在坝内不同高程设置泄水孔，不需另设溢洪道或泄水隧洞，枢纽布置紧凑。重力坝还具有施工导流方便、坝体应力较低、安全可靠等优点。拱坝对地形地质条件要求比较高，从本次设计的地质地形条件来看，修建拱坝的难度是很大的，因此不予考虑。 土石坝主要优点是可以就地就近取材，节省大量水泥、木材和钢材，减少工地的外线运输量，能适应各种不同的地形、地质和气候条件。缺点是土石坝为布置泄洪和施工导流所需的工程量大、造价较高，且对于防渗材料的选择，造价也较高。通过上述比较，我认为选择重力坝比较适合，因此我选择的是混凝土重力坝。
10、第三节 枢纽布置浆砌石 重力坝方案由浆砌石重力坝段（主坝段）和右岸砂坝段（副坝段）以及冲砂洞、引水洞等组成。主坝与副坝之间，采用扶臂式钢筋混凝土挡土墙分隔。根据坝址处地形地质条件，河床段布置 32m 宽的浆砌石溢流坝段，左岸接 74m 长非溢流浆砌石重力坝坝段，右岸接 18m 长非溢流浆砌石重力坝坝段及 190.5m 长砂坝段。砂坝与重力坝之间用扶臂式钢筋砼挡土墙分隔。坝顶高程 1163.4m，坝基最低高程为 1135.50m，最大坝高 27.9m。排砂砂洞布置在左岸非溢流坝段中，轴线桩号为：0+071.50，进口底板高程为 1145m。引水洞位于左岸非溢流坝段，轴线桩号为：坝 0+065.5
11、，进口底板高程为 1150.黑河水利枢纽主要由挡水建筑物大坝、泄水建筑物溢流坝及底孔组成。本次设计的枢纽布置方案为：溢流坝段位于原河槽部位，两侧为非溢流坝段。大坝为混凝土重力坝，上游面上半部铅直，1/3 处起坡，坡率 1：0.2，下游面坡率 1：0.8，最大坝高140.33m，大坝轴线总长 404m，泄流段总长 116.74m，堰顶高程 594m，分五孔，每孔净宽 15m，底孔进口高程 511.5m，孔口尺寸 33.5m。排沙底孔位于大坝左岸，引水管道位于大坝右岸。大坝为常态混凝土重力坝，溢流段采用鼻坎挑流消能。溢流坝段每隔16m 设一条横缝，非溢流坝段每隔 20m 设置一条横缝。第三章 坝体
12、剖面设计 第一节 坝顶高程确定根据浆砌石坝设计规范SL25-91 第 8.1.1 条规定，非溢流坝顶不得低于水库最高静水位，防浪墙顶不得低于正常运用和非常运用的水库静水位加相应的超高h，h 按下式计算： h =2h1+h0+hz式中：2h1-波浪高（m）h0-波浪中心线超出水库静水位的风壅高度（m）hz-安全超高（m）,基本荷载组合情况下为 0.4m特殊荷载组合为 0.3m经计算基本荷载组合情况下h 为 2.088m，特殊荷载组合情况下h 为 1.294m，则防浪墙顶高程为：设计情况：116.20+2.088=1163.288（m） 第 6 页 （共 38 页）校核情况：1161.82+1.2
13、94=1163.114（m）设计情况控制防浪墙顶高程，考虑度，同时考虑坝顶交通要求及溢流坝段交通桥底洪水位顶超高的要求，本工程非溢流坝顶不设防浪墙，及非溢流坝顶高程取 1163.4m第二节 非溢流坝剖面设计6.1.1. 坝体断面设计（1） 基本资料设计洪水位（P =0.2 %） 上游：602.8m下游：491.73m校核洪水位（P = 0.02 %）上游：605.39 m下游：492.66 m正常蓄水位 上游：594 m下游：486.44 m死水位：520 m混凝土容重：24 KN/m 3坝前淤沙高程：500 m泥沙浮容重：8.0 KN/m 3 泥沙内摩擦角：25 O混凝土与基岩间抗剪断参数值
14、： f = 1.0c = 0.9 Mpa坝体混凝土：C 10 多年平均最大风速为：v 0 = 20 m/s吹程 D = 3000 m地震基本烈度：7 度扬压力系数：0.25（2） 坝顶高程的确定水库净水位的超高按公式 计算，计算分设计洪水与校核洪水两种情况lzch进行。a) 计算波浪爬高。已知 D = 3 km，设计洪水时采用 1.5 倍多年平均最大风速，校核情况采用多年平均最大风速 ，将 D、V 值代入201.53/vms 20/vms， ， 计算。146lhV0.84lLh2lzHcthL设计洪水状况： 第 7 页 （共 38 页）51340.16.68lhm0.87L2.45.61571zhcth校核洪水状况： 51340.62.0l m0.81L2.47.590.3151zhcthb) 安全超高 ：ch设计：0.5m 校核：0.4mc) 坝顶超高 ：设计状况： 1.24680.53.14hm相应坝顶高程为 60.839m校核状况： .96相应坝顶高程为 5.73可见校核状况下的高程为控制高程，我选择的坝顶高程为 607.33m。坝基高程为 467m
