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1、古洞口堆石坝设计摘 要本毕业设计题目为古洞口堆石坝设计，题目来源于古洞口水利水利枢纽工程实际。设计的目的及意义主要在于巩固、扩大和提高所学水利水电理论知识，使其得到实际运用， 并使之系统化，锻炼和培养运用所学专业基础理论知识解决工程实际，并进行设计、计算、制图的能力,提高撰写专业技术报告的水平。设计的主要内容有：坝址、坝型选择和枢纽布置，调洪计算，面板堆石坝设计，泄水建筑物设计，构造设计，地基处理等。此外还进行了混凝土面板堆石坝的断面设计以及材料分区、面板、趾板、止水构造、面板分缝等设计。设计过程中，采用的主要方法有关于调洪计算的半图解法、坝坡稳定计算的简化毕肖普法和瑞典圆弧法、渗流计算的水力
2、学法、坝顶垂直沉降的工程类比估算法，以及相关规范、手册所推荐的方法。具体设计详见设计说明书，另外除了设计说明书外 ，还有反映本次设计成果的1张图纸，以及设计过程中攥写的开题报告、文献综述、外文翻译报告各一份。关键词： 混凝土面板堆石坝 ， 调洪计算， 面板， 趾板， 枢纽布置一毕业设计题目古洞口堆石坝设计基本资料1 水文气象资料：吹程1km，多年平均最大风速20m/s流域总面积2971km2。上游地形复杂，沟谷深邃，植被良好，森林分布面广，为湖北主要林区之一。2、地质资料：河床砂卵砾石最大的厚度达23m。两岸基岩裸露，支局不存在有18m厚的残坡积物。在峡谷出口处的左岸山坡，存在优厚130m，方
3、量约150万m3 的坍滑堆积物，目前处于稳定状态。3、地形资料：坝址位于古洞口峡谷段，河谷狭窄，呈近似“V”型，河面宽6090m。4、工程等级：本工程校核洪水位以下总库容1.38亿m3，正常蓄水位325m，相应库容1.16亿m3，装机容量3.6万kw，混凝土面板堆石坝做大坝高120m。根据水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（山区、丘陵区部分）SDJ1278及其补充规定的规定，本工程为二等大（2）型工程。5、建筑材料情况：坝址附近天然建筑材料储量丰富。砂砾料下游勘探储量318.5万m3，石料总储量21.86万m3，各类天然建筑材料的储量和质量基本都能满足要求。二毕业设计内容1、进行堆石坝的整体布
4、置：2、坝高计算分别取正常水位，设计洪水位，校核洪水位计算取大值坝顶超高的确定，= R + e + A，波浪平均爬高：风壅高度e按荷兰芬利兹委员会公式计算：3、坝体稳定计算根据规范,可用瑞典圆弧法,此处用有效应力分析，（至少取上下游各两个圆弧4个滑裂面计算）4、溢洪道水面线和消能防冲计算5、溢洪道等主要建筑设计2 设计任务及意义21设计任务 (1)了解黑河工程概况，熟悉设计所需的地形、地质、水文等资料进行黑河水利枢纽整体布置，确定坝轴线位置和泄水、排沙、取水、发电等建筑物的位置、形式和尺寸； (2)进行调洪演算，确定下泄流量和水库设计洪水位、校核洪水位等特征水位，确定特征库容，初拟泄水建筑物的
5、形式与尺寸，并进行相关水力计算，确保设计与校核情况下的安全泄洪能力； (3)拟订排沙、取水等其它建筑物的形式和尺寸，并进行相关的结构计算和设计，在此基础上完成整体枢纽布置； (4)拟订可用的坝型方案，进行坝型方案的比较与选择； (5) 进行大坝、泄水等枢纽建筑物的结构设计和细部设计，并画出相应草图； (6) 进行专题深入部分，分析确定面板坝的断面尺寸、材料分区及地基处理措施等，进行坝体断面设计、细部设计等； (7) 绘制相关设计图纸。包括：枢纽平面布置图、大坝典型横剖面图、横剖面图，各主要建筑物的细部设计图，专题深入部分细部设计图等。 22 设计阶段 本毕业设计为黑河水利枢纽布置及面板堆石坝设
6、计其中黑河水利枢纽布置为初步设计阶段；面板堆石坝设计达到施工图设计阶段。23 设计目的及意义(1)巩固、扩大和提高所学理论知识， 并使之系统化； (2)锻炼和培养运用所学到的专业基础理论知识解决工程实际 问题的能力，并初步掌握设计水利枢纽工程的内容、原则、方法和步骤； (3)提高工程制图能力,掌握CAD制图的基本方法,提高撰写专业技术报告的水平； (4)掌握水利枢纽布置设计及面板坝设计的基本原理和方法； (5)使学生进一步树立正确的设计思想，进一步树立热爱社会主义祖国、热爱祖国水利水电建设事业的高尚情操，培养学生勇于攀登高峰、刻苦钻研、实事求是、谦虚谨慎、 认真负责的工作作风。三、断面确定3.
7、1坝址选择 坝址的选择要考虑：地形条件，地质条件，水能利用，枢纽布置，施工条件，交通等条件。黑河在屿口以上秦岭山区峪谷型河流，水流湍急，河谷是“V”型，悬岩峭壁，随处可见。在金盘河道便是“V”，金盆坝址位于西骆峪田峪背斜的南部，岩层走向近东西向，倾向上游（走向8501100，倾向SESW，倾角300450），坝址区地层除基岩外，第四系松散岩层覆盖面积也较广，基岩为前震旦系宽坪群大镇沟组，为中等深度变质的片岩，钙质石英岩夹云斜煌斑岩，该组岩层以云母石英片岩分布较广，片理发育、新鲜岩石虽然不均一，但比较坚硬，本坝址有被遗弃黑河道一段，即所谓“金盆古河道”。其进口位于车车沟出口处，出口位于仙游寺对岸
8、，全长约2.5公里，宽度为200300米。能容纳较大的库容，在金盆村形成胃状开阔地，宽达600米左右，能容纳较大的库容。黑河沿河有残缺不全的侵蚀堆积阶状地一至四级，多分布于近峪口的浅山地段，黑河断层破碎带分布广，基岩承压水存在断层破碎岩而且是局部存在，补给不够，主要靠两边的山体补给和第四系孔空隙潜水补给。根据水质分析，地表水和地下对混凝土均没有侵蚀性影响。水库侵没主要分布于金盘，桃李坪两个村庄附近，但面积不大， 经仅为0.045km2。坝区崩塌体一般规模不大，分布左右岸的山麓较陡斜坡的下段，厚度一般小于10米。坝址区分布有五级基座推积阶地及漫滩，其中一、二级阶地分布较完整，其它各级阶地残留不多
9、，呈零星分布于斜坡地带在钙质石英岩中沿节理裂隙有溶沟、溶洞，规模均较小，洞径一般数厘米，大者仅为2030厘米。在进行锚固和防滑措施时所进行的技术，工程量和时间上可以简便和节约，利于坝体的稳定。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，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。坝区岩性分类有第四系松散堆积物及前震旦系大镇沟组基岩，其中第四系堆积物有河床砂卵石层，厚8m-15m。一级阶地堆积物，上部为壤土，厚1m-15m，下部为砂卵石，厚2m-8m.坡积物左岸上覆于一级阶地，厚度最大14m，右岸覆盖
10、于岸坡，厚度约5m左右。便于坝基开挖。两岸裂缝发育不明显，地下水位较低，经地基处理后对深层抗滑有利。坝址位于河流直段，有利于枢纽下泄水流域下河道衔接，在枢纽布置时不需要注意弯态对枢纽的影响。出峪口高程为480米，黑河出峪口后，坡度变缓河床变宽，在长达28公里两岸大堤维护下，于石马村汇入渭河。堤内两岸地势开阔，左岸为良田，右岸有部分荒滩可用作砂石料加工、筛分、堆存和弃料等场地。峪口以下左岸武家庄村戏，男欢公路以南的条形耕地，是施工布置生产、生活区的较理想场地。，但在670m高程以上有坡地可作为施工场地和布置缆机平台。古河道出口处的金盆村施工期可布置施工生产队用地。 筑坝用的砼骨料用砂，料场有两处
11、，渭河料场，运距22公里，中值粒径d0=0.46毫米，平均粒径dcp=0.37毫米，粒度模数2.91。用作筑坝材料，渭河砂可满足要求，用作砼细骨料，则偏细，在同标号的情况下，则多消耗水泥5%以上。规范要求砼细骨料含泥量35%，平均粒径0.30.5毫米，粒度模数为2.52.3为宜，因而设计采用渭、混合计。黑河水利枢纽位于峪口以上约1.5公里，出峪口即为关中平原的周户县区域，沿周城公路距周至县城13公里，沿周户公路距户县45公里交通便利利于施工。通过以上可以看出，本地区坝址地质构造相对其他的河口来说较为不复杂，处理薄山梁的滑坡问题，处理工程量和难度小，河床地质构造利于坝基开挖，因此坝址选择在黑河干
12、流秦岭峪口处金盘古河道上。32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，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、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一致，但其渗透性很小，断层破碎带单位吸根据室内外岩
13、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，透水性较小且呈层状分布。两坝轴线各类岩石渗透性能统计结果见下表6-1：表61 坝轴线各类岩石渗透性能统计表分区 岩石名称 指标左岸坝基右岸绿泥石片岩云母石英片岩 钙质石英岩断层破碎带云母石英片岩断层破碎带绿泥石
14、片岩云母石英片岩断层破碎带单位吸水量平均值0.130.020.5220.0290.06450.0960.1630.0940.152小值平均值0.040.0070.0180.0170.0430.0310.0540.0160.034大值平均值0.470.0721.530.0540.1450.2270.2720.150.325分类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
