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1、 土坝枢纽毕业设计任务书一、枢纽概况及工程目的 张峰水库位于山西省沁水县张峰村西北1.5公里处的沁河干流上、水库控制流域面积4990平方公里，库容5.05亿立方米。 水库以灌溉发电为主，结合防洪，可引水灌溉高平、晋城、阳城、沁水四个县的土地，面积71.2万亩，远期可发展到104万亩。灌区由一种引水流量为45秒立米的总干渠和四条分干渠构成，在总干渠渠首及下游24公里处修建枢纽电站和槐庄电站，总装机容量31450千瓦，年发电量1.129亿度，以解决高灌及工业用电。水库防洪原则为百年设计，万年校核。枢纽建筑物涉及主坝、溢洪道、导流泄洪洞、灌溉发电洞及枢纽电站构成。根据工程规模及其在国民经济中的作用，
2、按SDJ1278规范中设计原则，水库枢纽属于大（二）型。重要建筑物按二级设计，辅助建筑物按三级设计，临时建筑物按四级设计。二、设计基本资料（参见附录一）三、设计任务及基本规定 （一）设计任务 1、根据地形、地质、筑坝材料、水文气象、施工条件和枢纽建筑物的构成等因素进行坝轴线选择。 2、根据已知基本资料选择坝型。 3、根据枢纽建筑物的构成，进行枢纽布置方案的比较，拟定枢纽布置方案。绘制枢纽平面布置图及上、下游立视图。4、坝工设计，涉及：断面设计、渗入计算、稳定计算、沉陷量计算、裂缝校核、细部构造设计、基本解决、坝与两岸的连接。（稳定计算部分，规定自己编程上机优化剖面尺寸）5、外文翻译（二）设计规
3、定1、设计者必须发挥独立思考能力，5、设计成果：设计阐明书、计算书各一份；设计图45张。 四、时间安排 本设计共13周，学生应在规定期间内充足发挥独立工作能力，发明性地完毕所有设计任务。附录一 张峰水库土坝枢纽设计原始资料 (一)地形、地质： (1)地形：见1:坝址地形图。 (2)库区工程地质条件。 库区两岸分水岭高程均在820米以上，基岩出露高程大部分在800米左右，重要为紫红色砂岩，间夹砾岩、粉砂岩和砂质页岩。新鲜基岩透水性不大。且未发现大的构造断裂。水库蓄水条件是好的。 库区两岸高阶地土层也许发生塌岸。但塌滑范畴不大，不会波及大坝安全。 沁河为山区性河流，两岸居民及耕地分散，除库水位如下
4、有一定沉没外，浸没问题不大，库区亦未发现重要矿产。 (3)坝址区工程地质条件 张峰水库坝址区沁河呈一弯度很大的“S”形，坝段位于“S”形的中、上段。坝段右岸为侵蚀岸，岸坡较陡，基岩出露。上下坝线有300余米长低平山梁沁河与张峰沟之间的单薄分水岭，左岸为侵蚀堆积岸，岸坡较缓，有大片土层覆盖；右岸单薄分水岭是沁河环绕坝段左岸山体相对侧向侵蚀的成果。 坝址区基岩以紫红色、紫灰色细砂岩为主，间夹砾岩、粉砂岩和少数砂质页岩。地层岩相对变化剧烈，第四系除厚度不大的砂层、卵石层外，重要是黄土类土，在大地构造上处在相对稳定区，未发既有大的断裂构造迹象。 坝址区左岸有一大塌滑体，体积约45万立米，对工程布置有一
5、定影响。 本区地震基本裂度为六度，建筑物按七度设防。 ()坝址 位于坝区中部背斜的西北，岩层倾向沁河上游。河床宽约300米，河床砂卵石覆盖层平均厚度5米，渗入系数K=110-2厘米/秒。一级阶地(Q4)表层具中偏强湿陷性。左岸730高程以上为三级阶地(Q2)具中偏弱湿陷性。土层物理力学性质见“工程地质剖面图”。 基岩末发现大范畴分布的夹层。两岩基岩透水性不大，河床中段及近右岸地段。沿113111115104114各钻孔连线方向，在岩面下2147米深度范畴有一强透水带W=5.4630公升/分米2，中强透水W=0.150。74公升/分米2。下限最深至岩面下约80米。基岩透水性有从上游向下游逐渐增大
6、的趋势，左岸台地黄土与基岩的交界处的底砾岩(最大厚度6米)。透水性强，渗入系数K=10米/天。左岸单薄分水岭岩层仍属于中强透水性平均W=0.48公升/分米2，应考虑排水，增长岩体稳定。 ()下坝址 位于上坝址同一背斜的东南翼，岩层倾向下游，河床宽约120米，左岩为二、三级阶地，右岸731米高程如下为基岩，以上为三级阶地。土层物理力学性质见“工程地质剖面图”。 左岸基岩有一条宽200250米呈北东方向的强透水带，右岸上游张峰沟单薄分水岭透水性亦很大，左右岸岩石中档透水带下限均达岩面下80米左右。河床地段基岩透水性与中档透水带厚度具有从上游向下游逐渐变小的趋势，下游发现承压水，二、三级阶地底砾层透
7、水性与上坝线相似左岸坝脚接近塌滑体。 (4)坝址区其她建筑物地段的工程地质条件 坝址区其她建筑物涉及导流泄洪洞、灌溉发电洞及枢纽电站。按上坝线方案，导流泄洪洞、溢洪道均布置在左岸单薄分水岭，灌溉发电洞则布置在左岸东凹沟附近三级阶地上，下坝线溢洪道可布置在右岸张峰沟，灌溉发电洞移至上坝线溢洪道轴线西侧40米左右，导流泄洪洞位置不变。 ()导流泄洪洞 沿洞线周边岩石厚度不小于三倍开挖洞径出口段已避开塌滑体的东边界，沿线岩层、岩性重要为粉砂岩、细砂岩及砾岩，岩石较为坚硬。结实系数FK=4,单位弹性抗力系数KO=200kg/cm3，弹模E=0.4105kg/cm2。透水性较大。岩层倾向下游出口段节理发
8、育，应采用有效措施予以解决，为进一步保证出口段岩体稳定，免除由内水压力引起的后果，建议该段修建无压洞。 ()溢洪道 上坝线方案溢洪道堰顶高程757米，沿建筑物轴线岩层倾向下游。岩性重要为坚硬的细砂岩，其中软弱层多为透镜体，溢洪道各部分的抗滑稳定条件是好的，下坝线溢洪道堰顶高程750米，基本如下10米左右为砂质页岩及夹泥层，且单薄分水岭岩层风化严重，透水性大，对建筑物安全不利。 ()灌溉发电洞及枢纽电站 上坝线方案沿线基岩以厚层粉砂岩为主，岩石完整，透水性小，洞顶以上岩层厚度较小。本建筑物位于南坪沟东凹沟古河道内岩面上有05米厚的底砾岩及厚度不等的亚粘土层，电站厂房处岩石风化层厚度约56米。对其
9、产生的渗漏及土体坍塌应采用必要的工程措施。下坝线方案，沿线全为基岩，工程比较简易可靠。 (二)水文与水利规划 (1)气象 流域年平均降雨量686.1毫米，70%集中在69月，近年年平均气温89，近年最高日气温29.1(6月)。近年平均最低日气温-14.3(1月)，近年平均最大风速9米/秒，50年一遇风速16.2米/秒。水位768.1米时水库吹程3.5公里。 (2)水文分析 ()洪水 沁河洪水由暴雨形成，据记录七八月发生最大洪峰流量的机会占88%，并且年际变化很大，实测最大洪峰流量为2200秒立米(1954年)，最大洪峰流量184秒立米(1965年)，相差12倍，流域洪水峰高、历时短，陡涨陡落。
10、 一次洪水持续时间一般35天。 ()年来水量 水量的年内分派，汛期七十月约占全年水量的62%，水量年际变化很大，实测最大年来水量1968亿立米(1963年7月1964年6月)。最小年来水量3.34亿立米(1965年7月1966年6月)，相差5.9倍。从历年水量过程线看约七年一周期。其中持续枯水段为四年。 ()年输沙量 汛期七十月的来沙量约占全年输沙量的94%，其中七、八两月约占83%，输沙量的年际变化很大，实测最大年输沙量1240万吨(1969年7月1959年6月)，最小年输沙量173万吨，相差7倍。 ()水文分析成果表序号姓 名单 位数 量备 注1运用水文系列年限 22 2代表性流量 近年平
11、均流量立米/秒21.9 更新：-3-27 阅读： 栏目：毕业设计 土坝枢纽毕业设计任务书调查历史最大流量立米/秒3980 设计洪水洪峰流量(P=1%)立米/秒4000 校核洪水洪峰流量(P=0.1%)立米/秒6550 保坝洪水洪峰流量(P=0.01%)立米/秒9100 3洪量 设计洪水洪量(P=1%)亿立米5五 天校核洪水洪量(P=0.1%)亿立米7.95五 天4近年平均年径流量亿立米6.94 5近年平均输沙量吨431 (3)水利计算 ()死水位选择 为减少灌溉日程，尽量增长自流灌溉面积，并使电站水头合适加高，力求达到电给以及为此后水库淤积留有余地。按二十年淤积部位，则根据此后运用状况加以计算
12、调节。 ()调节性能的选定 灌溉保证率选用P=75%，水库上游来水，一方面满足灌区工农业用水，电站则运用余水发电，按上述原则，并按近期灌溉面积71.2万亩进行水库调节计算，从年调节和近年调节两方案的水电量运用系数和坝高都相差不大，但是近年调节性能的水库能提供的电量和装机运用小时都较年调节性能水库提高20%。故拟定张峰水库为近年调节性能水库。运用1949年7月1971年6月共22年插补水文系列，采用“时历法”进行近年调节计算。 ()兴利水位的拟定原则和指标 根据沁河洪水特性，汛期限制水位在七、八月定为760.7米。七、八月后来可反复运用一部分防洪库容蓄水兴利以不降工程防洪原则，以防洪兴利兼顾为原
13、则，拟定九、十月限制水位，提高为766.1米汛末可以多蓄水。但蓄水位按不超超过百年设计洪水位考虑，拟定汛末兴利水位为767.2米。 电站的重要任务是满足本灌区提灌用电的规定，因此在保证灌区工农业用水的基本上，拟定电站的运用原则是灌溉季节多引水发电，非灌溉季节少引水发电，遇丰水年则充足运用弃水多发电，提高年水量的运用系数。 ()防洪运用原则及设计洪水的拟定 张峰水库属二级工程。水库建筑物按百年一遇洪水设计。千年一遇洪水校核，由于采用的洪水计算数值中未考虑历史特大洪水的影响，故用万年一遇洪水作非常保坝原则对水工建筑物进行复核。 工程泄洪建筑物有溢洪道和导流泄洪洞。溢洪道净宽60米，分设五孔闸门。每
14、孔净宽12米，堰顶高程757米，泄洪洞洞径通过施工导游、拦洪、泄洪渡汛非常时期放空水库以及在也许状况下有助于排沙等方面通过综合分析比较拟定为8米，进口底高程703.35米。 调洪运用原则： 当入库洪水为二十年一遇时，为满足下游河道保滩淤地的规定，水库控制下泄流量为600秒立米。 当入库洪水为百年一遇时，为提高下游河道的电站、桥梁等建筑物的防洪原则，水库控制下流量为秒立米。 当入库洪水为千年一遇时，溢洪道单宽流量以70每秒立米控制泄流。(5(a)8.8m)。 当入库洪水为万年一遇时，按上述原则操作，即库水位接近校核水位时，水库水位仍继续上涨，为保证大坝安全，溢洪道敞开洪，容许溢洪道局部破坏。 ()水库排沙和淤沙计算 张峰水库回水长25公里，河道弯曲，河床比降为2.2%，河床宽300米左右，是个典型的河道型水库。 沁河泥沙年内约83%集中在七、八两个月，平均含沙量13.8公斤/立米，泥沙近年平均D50粒径为0.0155毫米。颗粒较细，由于张峰水库库区河道天然坡降较陡，回水短，泄洪洞泄量较大，且靠河床和国内官厅、三门峡、汾河天水库相比，张峰水库运用异重流排沙是完全也许的。但由于流域的水文特性及下游工农业对水源的规定，决定了本水库只能蓄水运用。并且是高水头蓄水运用，在蓄水过程中，只能用灌溉、发电有盈余水进行排沙，经计算，近年平均排沙量只
