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1、CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY毕业设计任务书毕业设计任务书论文题目： 虞江水利枢纽工程设计 学生姓名： 何爱明 学院名称： 水利与环境工程学院 专业名称： 水利水电建筑工程 班级名称： 水电 1031 学 号： 1006321125 指导教师： 冯隽 教师职称: 研究生 学 历： 硕士 2013 年 3 月 20 日长春工程学院 毕业设计任务书水环学院水利水电工程专业水环学院水利水电工程专业 20132013 届届题题 目目虞江水利枢纽工程设计斜心墙土石坝方案设计专业班级专业班级水电水电 1031学生姓名学生姓名何爱明何爱明指导老师指导老师冯隽冯隽 任务书下
2、发日期任务书下发日期20133设计截止日期设计截止日期20136难度系数难度系数较难较难 毕业设计（论文）的主要内容：毕业设计（论文）的主要内容： 通过调洪演算确定工程的特征水位，确定枢纽建筑物的组成，型式和尺寸。 挡水坝段设计，通过比选确定土石坝的防渗型式，并进行坝坡稳定、坝体应力、渗流等 计算分析，绘出坝体横剖面图。 溢流坝设计，确定溢洪道宽度、断面尺寸，并绘制剖面图。 坝体细部构造设计，包括坝体分区、护坡、排水、反滤、坝顶构造等设计。毕业设计（论文）的主要要求毕业设计（论文）的主要要求:（具体图表，文字资料见附件）（具体图表，文字资料见附件） （一）文献综述； 1设计目的及意义；2设计拟
3、解决的工程实际问题；3设计拟应用的现场资料综述； 4设计拟应用的文献综述；5设计相关技术的国内外现状。 （二）设计说明书 说明书编写应结论明确，条理分明，论证充分，并有一定的附图。每章都应有设计前提、 内容、原理、方法、依据、主要步骤及设计成果，排版端正。 （三）设计计算书 计算书是说明书的附件，应说明说明书中计算部分具体的计算方法、步骤、数据，并附 有必要的简图。说明书中的数据来源均可从计算书中查到。 （四）设计图纸内容包括枢纽平面布置图，枢纽上游或下游立视图，主要建筑物剖面图及主 要细部构造图。图面布局应全面考虑、要求饱满合理，绘图正确、整洁、清晰、线条主次分 明，主要尺寸及高程等有一定标
4、注。主要参考文献主要参考文献：1 水工建筑物2. 水工设计手册3.水力学4.碾压土石坝设计规范任务书编制教师（签章）：任务书编制教师（签章）： 年年 月月 日日教研室审核意见教研室审核意见: 教研室主任教研室主任(签章签章): 年年 月月 日日学院审核意见学院审核意见: 学院院长学院院长(签章签章): 年年 月月 日日备注备注注：任务书中的数据、图表及其他文字说注：任务书中的数据、图表及其他文字说明可作为附件附在任务书后面，并在主要明可作为附件附在任务书后面，并在主要要求中标明要求中标明“见附件见附件” 。附件：工程概况1 1 流域概况流域概况虞江位于我国西南地区，流向自东南向西北，全长约 1
5、22 公里，流域面积2558 平方公里，在坝址以上流域面积为 780 平方公里。本流域大部分为山岭地带，山脉和盆地交错于其间，地形变化剧烈，流域内支流很多，但多为小的山区流河流，地表大部分为松软的沙岩、页岩、玄武岩及石灰岩的风化层，汛期河流的含沙量较大。冲积层较厚，两岸有崩塌现象。本流域内因山脉连绵，交通不便，故居民较少，全区农田面积仅占总面积的 20，林木面积约占全区的 30，其种类有松、杉等。其余为荒山及草皮覆盖。2 2 气候特征气候特征2.1 气温 年平均气温约为 12.8 度，最高气温为 30.5 度，发生在 7 月份，最低气温为-5.3 度，发生在 1 月份。表 1 月平均气温统计表
6、（度）123456789101112年平均4.88.311.214.816.318.018.818.316.012.4 8.6 5.9 12.8表 2 平均温度日数日数 月份平均温度123456789101112061.20.3000000003.130025.0 26.8 30.7 3031303131303130 27.9300000000000002.2 湿度本区域气候特征是冬干夏湿，每年 11 月至次年和 4 月特别干燥，其相对湿度为 5173之间，夏季因降雨日数较多，相对湿度随之增大，一般变化范围为 6786。2.3 降水量 最大年降水量可达 1213 毫米，最小为 617 毫米，多
7、年平均降水量为 905 毫米。表 3 各月降雨日数统计表日数 月份平均降雨量12345678910111230mm0000000000002.4 风力及风向 一般 14 月风力较大，实测最大风速为 19.1 米秒，相当于 8 级风力，风向为西北偏西。水库吹程为 15 公里。实测多年平均风速 14m/s。3 3 水文特征水文特征虞江径流的主要来源为降水，在此山区流域内无湖泊调节径流。根据实测短期水文气象资料研究，一般是每年五月底至六月初河水开始上涨，汛期开始，至十月以后洪水下降，则枯水期开始，直至次年五月。虞江洪水形状陡涨猛落，峰高而瘦，具有山区河流的特性，实测最大流量为 700 秒立米，而最小
8、流量为 0.5 秒立米。3.1 年日常径流 坝址附近水文站有实测资料 8 年，参考临近测站水文记录延长后有 22 年水文系列，多年年平均流量为 17 秒立米。3.2 洪峰流量 经频率分析，求得不同频率的洪峰流量如下表。表 4 不同频率洪峰流量（秒立米）频率0.0512510流量23201680142011801040表 5 各月不同频率洪峰流量（秒立米）月份频率1234567891011121461912196001240155012106703902837236171115530112013601090600310233352314911420850110083048025016281019
9、117937076098072041021015233.3 固体径流 虞江为山区性河流，含沙量大小均随降水强度及降水量的大小而变化，平均含沙量达 0.5 公斤立米。枯水极少，河水清彻见底，初步估算 30 年后坝前淤积高程为 2765 米。4 4 工程地质工程地质4.1 水库地质 库区内出露的地层有石灰岩、玄武岩、火山角砾岩与凝灰岩等。经地质勘探认为库区渗漏问题不大，但水库蓄水后，两岸的坡积与残积等物质的坍岸是不可避免的，经过勘测，估计可能坍方量约为 300 万立米。在考虑水库淤积问题时可作为参考。4.2 坝址地质 坝址位于虞江中游地段的峡谷地带，河床比较平缓，坡降不太大，两岸高山耸立，构成高山
10、深谷的地貌特征。坝址区地层以玄武岩为主，间有少量火山角砾岩和凝灰岩穿过，对其岩性分述如下：(1) 玄武岩 一般为深灰色、灰色、含有多量气孔，为绿泥石、石英等充填，成为杏仁状构造，并间或有方解石脉、石英脉等贯穿其中，这些小岩脉都是后来沿裂隙充填进来的。坚硬玄武岩应为不透水层，但因节理裂缝较发育，透水性也会随之增加，其矿物成份为普通辉石、检长石，副成分为绿泥石、石英、方解石等，由于玄武岩成分不甚一致，风化程度不同，力学性质也不同，可分为坚硬玄武岩、多气孔玄武岩、破碎玄武岩、软弱玄武岩、半风化玄武岩和全风化玄武岩等，其物理力学性质见表 2-6、表 2-7。渗透性：经试验得出 k 值为 4.147.3
11、6 米/昼夜。(2) 火山角砾岩 角砾为玄武岩，棱角往往不明显，直径为 215 厘米，胶结物仍为玄武岩质，胶结紧密者抗压强度与坚硬玄武岩无异，其胶结程度较差者极限抗压强度低至 35MPa。表 6 坝基岩石物理力学性质试验表岩石名称比重容重 kN/m3建议采用抗压强度MPa半风化玄武岩3.0129.650破碎玄武岩2.9529.250-60火山角砾岩2.9028.735-120软弱玄武岩2.8527.010-20坚硬玄武岩2.9629.2100-160多气孔玄武岩2.8527.870-180表 7 全风化玄武岩物理力学性质试验表压缩系数 a浸水固结块剪天然含水率%干容重kN/m3比重液限l塑限p
12、塑性指数pI00.5m2/kN10-634m2/kN10-6内摩擦角 凝聚力kPa2.516.32.9747.332.2616.95.971.5128.3824表 8 冲积层剪力试验成果表三轴剪力（块剪）应变（拉制）（浸水固结块剪）土壤名称代号项目计算值容重（控制）kN/m3含水量（控制）内摩擦角凝聚力（kPa）内摩擦角凝聚力（kPa）次数17128822最大值24.38.66471537.0324310.5最小值22.24.27353012.017550平均值23.086.47403418.225255.3含 中量细粒的砾石小值平均值373214.8备注三轴剪力土样备系筛去大于 4mm 颗粒
13、后制备的。试验时土样的容重为控制容重。应变控制土样容重系筛去大于 0.1mm 颗粒后制备的。以上两种试验的土样系扰动的。(3) 凝灰岩 成土状或页片状，岩性软弱，与近似，风化后成为碎屑的混合物，遇水崩解，透水性很小。(4) 河床冲积层 主要为卵砾石类土，砂质粘土与砂层均甚少，且多呈透镜体状，并有大漂石掺杂其中。卵砾石成分以玄武岩为主，石灰岩与砂岩占极少数。沿河谷内分布：坝基部分冲积层厚度最大为 32 米，一般为 20 米左右；靠岸边最少为几米。颗粒组成以卵砾石为主，砂粒和细小颗粒为数很少。卵石最小直径一般为 10100 毫米；砾石直径一般为 210 毫米；砂粒直径0.050.2 毫米；细小颗粒
14、小于 0.1 毫米。见表 2-8。冲积层的渗透性能：经抽水试验后得，渗透系数 k 值为 310-2厘米/秒1102厘米/秒。(5) 坡积层 在水库区及坝址区山麓地带均可见到，为经短距离搬运沉积后，形成粘土与碎石的混合物质。4.3 地质构造坝址附近无大的断层，但两岸露出的岩石，节理特别发育。可以分为两组，一组走向与岩层走向几乎一致，即北东方向，倾向西北；另一组的走向与岩层倾向大致相同。倾角一般都较大，近于垂直，裂隙清晰，且为钙质泥质物所充填。节理间距，密者 0.5 米即有一条，疏者 35 米即有一条，所以沿岸常见有岩块崩落的现象。上述节理主要在砂岩、泥灰岩与玄武岩之类的岩石内产生。4.4 水文地质条件本区地形高差大，表流占去大半，缺乏强烈透水层，故地下水不甚丰富，对工程比较有利。根据压水试验资料，玄武岩的透水性不同，裂隙少、坚硬完整的玄武岩为不透水层，其压水试验的单位吸水量小于 0.01 l/(minm)。夹于玄武岩中的凝灰岩，以及裂隙甚少的火山角砾岩都为不透水性良好的岩层。至于节理很发育的破碎玄武岩、半风化与全风化玄武岩都是透水性良好的岩层。正因为这些隔水的与透水的玄武岩存在，遂使玄武岩区产生许多互不连贯的地下水。一般砂岩也是细粒至微粒结构，除因构造节理裂隙较发育，上部裂隙水较多外，深处岩层因隔水层的层数多，难
