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1、华北水利水电学院继续教育学院North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power 毕 业 论 文题目 河北潘家口水库 混凝土重力坝枢纽设计 专 业 水 工 层 次 专升本 姓 名 学 号 前 言关键词：重力坝 剖面 稳定 应力 细部构造 地基处理本次设计内容为河南南潘家口水利枢纽，坝型选择为混凝土重力坝，坝轴线选择和枢纽布置见1号图SG-01潘家口水库平面图所示。整座重力坝共分53个坝段，主要有非溢流挡水坝段、溢流表孔坝段、溢流底孔坝段和电站厂房坝段。其中非溢流挡水坝段每坝段宽15米，分布于大坝两端；厂房坝段每段宽
2、16米，布置在靠近右岸的主河床上，装机3台机组；底孔坝段每段宽22米，布置在厂房坝段左侧的主河床上；溢流坝段每段宽18米，布置在滦河主河床上。详见1号图SG-02下游立视图。挡水坝段最大断面的底面高程为128米，坝顶高程为228米，防浪墙高1.2米，最大坝高为101.2m，属高坝类型。坝顶宽12米，最优断面的上游坝坡坡率为1:0.2，上游折坡点高程为181米，下游坝坡坡率为1:0.7，下游折坡点高程688.98英尺，详细情况参见1号图SG-03挡水坝剖面图。溢流坝段最大断面的底面高程为126米，堰顶高程210米，溢流堰采用WES曲线设计，直线段坡率为1：0.7，反弧段半径取25.0米，鼻坎高程
3、取159米，上游坝坡坡率取1：0.2，折坡点高程为181米，上游坝面与WES曲面用1/4椭圆相连，详细情况见1号图SG-02溢流堰标准横断面图所示。本枢纽溢流堰采用挑流方式消能，挑角取250。止水采用两道紫铜中间加沥青井的形式。坝基防渗处理（主要依据上堵下排的原则），上游帷幕灌浆（两道），下游侧设置排水管。以非溢流挡水坝段为计算选择断面，进行了抗滑稳定分析和应力分析，分别采用抗剪断计算法和材料力学法计算法进行计算，最终验算满足抗滑稳定，上游坝踵没有出现拉应力，设计剖面合理可行。本次设计只是部分结构物设计，考虑问题较单一，采用基础资料一般以书本为主，跟实际情况难免有出入，敬请读者批评指正。编者2
4、008.9目 录第一部分设计说明书第一章 潘家口混凝土重力坝枢纽基本资料2 一、枢纽概况及工程目的2 二、设计基本资料（参见附录一）2 附录一3 附录二 水市库规划及建筑特性指标12第二章 坝轴线、坝型选择和枢纽布置方案比较14 第一节、坝轴线选择14 第二节、坝型选择17 第三节、枢纽布置方案20第三章 坝工设计26 第一节、挡水坝剖面设计26 第二节、挡水坝剖面设计28 第三节、溢流坝剖面拟定33 第四节、挡水坝稳定计算43第四章 细部构造设计56 第一节、坝顶构造56 第二节、分缝止水56 第三节、混凝土标号分区58 第四节、排水60 第五节、廊道系统61第五章 地基处理63 第一节、清
5、基开挖63 第二节、防渗措施64 第三节、断层破碎带的处理66 第四节、软弱夹层处理67第二部分计算书 表1 设计水位作用情况设计值计算表 69 表2 荷载计算表（设计水位情况）70 表3校核水位作用情况设计值计算表 71 表4 荷载计算表（校核洪水位情况）72第一部分设计说明书第一章 潘家口混凝土重力坝枢纽基本资料 一、枢纽概况及工程目的： 潘家口水库位于河北省唐山市和承德市两地区交界处，坝址位于迁西县洒河桥上游十公里扬查子村的栾河干流上。控制流域面积3.37万km2，总库容为25.5亿m3。 水库枢纽由主坝、电站及泄水底孔等组成，水库主要任务是调节水量，供天津市和唐山地区工农业用水和城市人
6、民生活用水，结合引水发电。并兼顾防洪，要求：尽可能使其工程提前受益，尽早建成。 根据水库的工程规模及其在国民经济中的作用，枢纽定为一等工程，主坝为级建筑物，其它均按级建筑物考虑。 二、设计基本资料(参见附录一)： 设计任务和基本要求： (一)设计任务： 1、根据地质、地形条件和枢纽建筑物的作用进行坝线、坝型的选择，枢纽布置方案比较通过初步分析确定。绘制枢纽平面布置及下游立视图。 2、进行溢流坝的剖面设计，内容包括：拟定断面，水力计算稳定应力分析等，并绘制设计图纸。(采用可靠度理论法、编程序计算) 3、进行非溢流坝的剖面设计，内容包括：拟定挡水坝剖面，稳定应力分析等，并绘制设计图。(采用可靠度理
7、论法、编程序计算) 4、进行细部构造设计和地基处理设计，包括：混凝土标号分区、分缝、止水、廓道、排水以及开挖、清理、灌浆、断层处理等，并绘制有关设计图。 5、设计绘图要求结构合理、工艺性好、表达完整清晰，符合GB规定，体现CAD绘图能力。 (二)选作内容：根据设计者完成设计任务的具体情况，可选作导墙、廓道、闸墩、工作桥等结构设计内容，包括：结构计算、配筋计算和绘制设计图纸。 根据设计基本资料，确定导流设计标准及导流时段，并进行导流方案比较。通过论证和计算，选定施工导流方案。编制控制性的施工总进度计划，并绘制施工导流程序图。 (三)基本要求： 1、设计者必须发挥独立思考能力，创造性的完成设计任务
8、，在设计中应遵循技术规范，尽量采用国内外的先进技术与经验。 2、设计者对待设计计算绘图等工作，应具有严肃认真一丝不苟的工作作风，以使设计成果达到较高水平。 3、设计者必须充分重视和熟悉原始资料，明确设计任务，在规定的时间内圆满完成要求的设计内容，成果包括：设计说明、计算书各一份、设计图纸4张。附录一潘家口水库混凝土重力坝毕业设计基本资料 一、水文分析： 1、年径流：栾河水量较充沛，潘家口水文站多年平均年径流量为24.5亿m3，占全流域的53%。年内分配很不均匀，主要集中汛期七、八月份。丰水年时占全年5060%，枯水年占3040%，而且年际变化也很大。 2、洪水：多发生在七月下旬至八月上旬，有峰
9、高量大涨落迅速的特点，据调查，近一百年来有六次大洪水。其中1883年最大，由洪痕估算洪峰流量约为2440027400 m3/s，实测的45年资料中最大洪峰流量发生在1962年为18800 m3/s。洪峰历时三天左右，由频率分析法求得：几个重现期所对应的洪峰流量值（见下表 表一、表二所示）。 表一项目千年一遇洪水流 量万年一遇洪水流 量千年一遇三天洪 量万年一遇三天洪 量指标40400m3/s59200m3/s26.1亿m345.4亿m3表二重 现 期(年)102050100洪峰流量(m3/s)7520117001780022800三日洪量(亿m3)8.0611.416.019.7枯水期洪水过程
10、线表三 时段：9月1日至次年6月30日 频率：5% 日 期月、日、时流 量m3/s日 期月、日、时流 量m3/s日 期月、日、时流 量m3/s6549044047248804430672610106420879877284001079107301039012861269012380141231466014360161231661016350181301856018330201372052020310221882249022300242312445024280表四 设计洪水过程线表 流量：米3/秒重现期(年)日期1020501008712019522151101803003408254378576663116041170129014601415041830190022901718602630375045102037905370765092002352107350104501260060008150116001400056800883012000152008723011400162001960011722011700178002280014734010400148001780017543077001100013200表四续表 设计洪水过程线表 流量：米3/秒重现期第日期1020501903780
