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1、 河海大学函授本科2015级毕业设计说明书 设计题目: E江水利枢纽设计 专业年级: 河海水工2015级 学 号: 3120152281 姓 名: 曾致雷 指导老师: 郭海庆 福建水利电力职业技术学院继教中心2017年3月E江水利枢纽工程毕业设计说明书 目录 目 录1、综合说明31.1工程概况31.2 水文41.3 工程地质与水利枢纽选址41.4 新建水利枢纽的必要性51.5大坝设计51.6泄水建筑物设计61.7施工组织设计72、水文92.1流域概况92.2气候特性92.3 水文特性112.4设计洪水122.3 调洪演算133、工程地质与水利枢纽工程选址183.1 工程概况183.2工程地质1
2、83.3水利枢纽工程选址224、新建水利枢纽的必要性255、大坝设计265.1 土石坝坝型的选型265.2大坝轮廓尺寸的拟定275.3 大坝防渗体325.4 土料设计335.5 渗流计算385.6 渗透稳定验算415.7 稳定计算425.8 基础处理部分435.9 坝肩处理445.10 细部构造设计456、泄水建筑物设计476.1泄水方案选择476.2 隧洞选择与布置476.3 隧洞的体型设计476.4 隧洞的水力计算496.5 隧洞的细部构造526.6放空洞设计547、施工组织设计557.1 施工导流计划557.2施工控制性进度587.2.1大坝施工控制性进度587.3施工程序安排59 附图
3、：（1）E江水利枢纽平面布置图； （2）E江大坝横断面图、E江大坝纵断面图； （3）E江大坝局部详图； （4）泄水建筑物； （5）E江水利枢纽施工总平面布置图。2E江水利枢纽工程毕业设计说明书 1综合说明 1、综合说明1.1工程概况E江位于我国西南地区，流向自东南向西北，全长约122km，流域面积2558km，在坝址以上流域面积为780km。流域内大部分为山岭地带，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。因山脉连绵，致使流域内交通不便，居民较少，全区农田面积仅占总面积的20，林木面积约
4、占全区的30，其种类有松、杉等。其余为荒山及草皮覆盖。E江水利枢纽系防洪、发电、灌溉、渔业等综合利用的水利工程，该水利枢纽工程由土石坝、泄洪隧洞、冲沙放空洞、引水隧洞、发电站等建筑物组成。该工程建成以后，可减轻洪水对下游城镇、厂矿和农村的威胁，根据下游防洪要求，设计洪水时最大下泄流量限制为860，本次经调洪计算100年一遇设计洪水时，下泄洪峰流量为672.7。原100年一遇设计洪峰流量为1680，水库消减洪峰流量1007.3；其发电站装机为38000kw，共2.4104kw；建成水库增加保灌面积10万亩，正常蓄水位时，水库面积为17.25km。本工程为发展养殖创造了有利条件。1.1.1 挡水建
5、筑物土坝挡水建筑物按直线布置，土坝布置在河弯地段上。1.1.2 泄水建筑物泄洪隧洞泄洪采用隧洞方案，为缩短长度、减小工程量，泄洪隧洞布置在凸岸（右岸），这样对流态也较为有利，考虑到引水发电隧洞也布置在凸岸，泄洪隧洞布置以远离坝脚和厂房为宜，为减少泄洪时影响发电，进出口相距80100m以上，冲沙放空洞位于泄洪隧洞与水电站引水隧洞之间。1.1.3 水电站建筑物引水隧洞、电站厂房布置于凸岸，在泄洪隧洞与大坝之间，由于风化岩层较深，厂房布置在开挖后的坚硬玄武岩上，开关站布置在厂房旁边。1.2 水文E江所在区域年平均气温约为12.8，最高气温为30.5，发生在7月份，最低气温为5.3，发生在1月份。最大
6、年降水量可达1213mm，最小为617mm，多年平均降水量为905mm。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。E江属典型山区河流，洪水暴涨暴落。根据资料统计分析得100年一遇设计洪峰流量为=1680m/s，2000年一遇校核洪峰流量为=2320m/s。1.3 工程地质与水利枢纽选址1.3.1 工程地质坝址位于E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，构成高山深谷的地貌特征。（1）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。（2）坝址附近无大的断层，但两岸露出的
7、岩石，节理特别发育。 （3）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。（4） 该场地的抗震设防烈度为7度，基岩与混凝土之间的摩擦系数取0.65。1.3.2水利枢纽选址通过各种不同的坝型进行定性的分析比较，综合考虑地形条件、地质条件、建筑材料、施工条件、综合效益等因素，最终选择土石坝的方案。根据工程功能以及满足正常运行管理要求，该枢纽由土石坝、泄洪隧洞、冲沙放空洞、水电站（包括：引水隧洞、调压井、压力管道、电站厂房、开关站）等建筑物组成。本次根据工程经济性、正常运行安全稳定性以及地形地质条件等各方面因素要求，并且将冲沙放空洞和泄洪隧洞与施工导流隧洞相结合对枢
8、纽建筑物进行了布置。1.4 新建水利枢纽的必要性E江水利枢纽系防洪、发电、灌溉、渔业等综合利用的水利工程，该水利枢纽工程由土石坝、泄洪隧洞、冲沙放空洞、引水隧洞、发电站等建筑物组成。该工程建成以后，可减轻洪水对下游城镇、厂矿和农村的威胁。水库建成增加保灌面积10万亩，为发展养殖创造了有利的条件。1.5大坝设计根据方案比较分析，斜心墙坝综合了心墙坝与斜墙坝的优缺点，斜心墙有足够的斜度，能减弱坝壳对心墙的拱效应作用；斜心墙坝对下游支承棱体的沉陷不如斜墙那样敏感，斜心墙坝的应力状态较好，本次设计大坝坝型采用粘土斜心墙坝。根据计算大坝坝顶高程由校核情况控制为2825.42m，取2825.5m。最大坝高
9、为75.5m，大于70m，属高坝，故综合各方面因素可取该土石坝坝顶宽度为10m。根据规范规定与实际结合，上游坝坡上部取2.5，下部取3.0，下游自上而下均取2.50，下游在2800m、2775m高程处各变坡一次。在坝坡改变处，尤其在下游坡，通常设置1.52宽的马道（戗道）以使汇集坝面的雨水，防止冲刷坝坡，并同时兼作交通、观测、检修之用，综合上述等各方面因素其宽度取为2.0。本次设计，大坝坝脚排水体采用棱体排水措施，按规范棱体顶面高程高出下游最高水位1m为原则，校核洪水时下游水位可由坝址流量水位曲线查得为2755.22m，最后取棱体顶面高程为2756.3m，堆石棱体内坡取1:1.5，外坡取1:2
10、.0，顶宽2.0m，下游水位以上用贴坡排水。大坝坝体防渗采用粘土斜心墙，坝基采用混凝土防渗墙。1.6泄水建筑物设计坝址地带河谷较窄，山坡陡峻，山脊高，经过比较枢纽布置于河弯地段。由于两岸山坡陡峻，无天然垭口如采取明挖溢洪道的泄洪方案，开挖量大，造价较高，故采用了隧洞泄洪方案。隧洞布置于岸（右岸），采取“龙抬头”无压泄洪的型式与施工导流洞结合。为满足水库放空水位2770.0m的要求，还与导流洞结合设置了放空洞。根据调洪演算和计算比选确定溢流孔口尺寸7m15.5m洞身尺寸为7m11.0m，根据以往经验溢流孔口后以1:1坡度连接，反弧段以60.0m半径圆弧相连接，见图7.1隧洞纵坡面布置。1.7施工
11、组织设计本工程拟定2018年开工，从截流开始到大坝填筑完毕计4年，在现有施工能力及保证质量的前提下，尽可能缩短工期，提早发挥效益。(1)截流和拦洪日期.针对该河流的水文特性，11月开始流量明显下降，此时水深只有1.0m左右，因此，设计截流日期定为2018年11月1日15日。实际施工中，根据当时的水文、气象条件及实际水情进行调整。2019年5月洪水期开始，围堰开始拦洪，围堰上升速度应以抢修到拦洪水位以上为原则。(2)封孔及发电日期，鉴于流量资料不足。为安全起见在大坝上升至泄洪隧洞进口高程以后进行封孔。斜心墙坝填筑要求粘土与砂砾同时上升。施工进度由粘土上升速度控制。按4m/月的速度上升，至泄洪洞高
12、程(2810m)需15月，即到2021年7月。因此定在2021年8月1日进行封孔蓄水。水库蓄水过程一般按80%90%的保证率的流量过程线来预测，初始发电水位为70%工作水深，即2808.5m。根据计算从8月1日封孔蓄水，到9月底即可蓄到初始发电水位。因此第一台机组发电日期定为2021年10月1日。实际发电日期根据当时水文、气象条件及水情进行调整。(3)大坝竣工日期。按4m/月的速度上升，在2021年底实现大坝填筑完成。25E江水利枢纽工程毕业设计说明书 2水文 2、水文2.1流域概况E江位于我国西南地区，流向自东南向西北，全长约122km，流域面积2558km，在坝址以上流域面积为780km。
13、E江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气候特性2.2.1 气温年平均气温约为12.8，最高气温为30.5，发生在7月份，最低气温为5.3，发生在1月份。各月平均气温见表2-1，平均温度的天数见表2-2。月平均气温统计表表2-1 月份123456789101112年平均平均气温()4.88.311.214.816.318.018.818.316.012.48.65.912.8平均温度日数表2-2 日数 月份平均温度12345678910111261.20.3000000003.12526.830.7303130313130313027.90000000000002.2.2 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
