設計說明書H江碾壓混凝土重力壩

1、水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計i摘 要設計背景：本設計的基本資料來源于我國西南部地區(qū)的已建水利工程。地點位于 h 河，h 河是 w 江水系的中上游河段，流域屬副熱帶氣候區(qū)，氣候溫和多雨。壩址多年平均氣溫為 20.1，歷年平均濕度為 80%，壩區(qū)多年平均降水量為1343.5 mm。徑流主要由降水形成，多年平均徑流量為 1610 m3/s，多年平均徑流總量為 508 億 m3，年際變化較為平穩(wěn)，年變差系數(shù)為 0.24。h 江洪水主要由于暴雨形成。壩址位于相對穩(wěn)定地塊內，屬于弱震環(huán)境，壩址地震基本烈度和水庫可能誘發(fā)地震影響烈度均為 7 度。壩址河谷為較平坦“v”形谷，寬高比為 3.5。壩址上游地層為三疊系

2、下統(tǒng)羅樓組，以薄層、中厚層硅質泥板巖、硅質泥質灰?guī)r為主，夾少量粉砂巖互層巖組。壩址及其下游出露地層為三疊系中統(tǒng)板納組，由厚層鈣質砂巖、粉砂巖、泥板巖互層組成，屬堅硬和中堅硬巖石。 設計方法：在調洪演算的基礎上確定起調流量和下泄流量從而來進行溢洪道的設計。用材料力學法和穩(wěn)定計算分別在正常蓄水位，設計洪水位，校核洪水位以及正常蓄水位地震效果下四個工況下驗證和校核設計剖面的可行性。通過材料力學的方法對壩體內的應力進行計算與分析 設計內容：本次 h 江碾壓混凝土重力壩設計的主要內容包括，壩址和壩型的選擇、溢洪道的設計、非溢流壩段及溢流壩段的截面選取和分析計算、引水管道（壓力鋼管）的計算。本次設計我們掌

3、握了碾壓混凝土重力壩的設計方法，而且了解到碾壓混凝土重力壩的一些重要的特點和設計時應該注意的地方，并且我本人也在壓力鋼管的專題設計中，掌握了壓力鋼管截面選取、厚度選擇和配筋的相關知識。完成了專業(yè)知識從理論學習到實際運用的過渡，體會到了作為一名水利工作者所肩負的責任。并對今后的工作打下了堅實的基礎。關鍵詞關鍵詞：碾壓混凝土重力壩；材料力學法；rccabstractdesign background: the design of the basic information from the southwestern region of chinas water conservancy projec

4、ts have been built. h river is located, h river is the department of w upper and middle reaches of the river sections, river basin is a sub-tropical climate zone, climate is mild and rainy. site for many years the average temperature of 20.1 , humidity of the calendar year average of 80 percent, the

5、 average precipitation for the dam over the years 1343.5 mm. formed mainly by the rainfall runoff, the average runoff for the years 1610 m3 / s, multi-year average runoff for the 50.8 billion m3, interannual variability is relatively stable coefficient of h 江碾壓混凝土重力壩iivariation was 0.24. h jiang flo

6、ods mainly due to the formation of rain. dam site is located within a relatively stable block belonging to the weak shock environment, the basic earthquake intensity of dam and reservoir-induced earthquakes may affect the intensity of 7 degrees. for the relatively flat valley dam v-shaped valley, as

7、pect ratio of 3.5. dam upstream to lower triassic strata floor ec law group to thin, medium thick fender siliceous rocks, siliceous limestone-based clay, clip a small amount of interbedded siltstone rock group. and its downstream site for the triassic strata exposed in the ec group board is satisfie

8、d by the thick layer of calcareous sandstone, siltstone, interbedded rock composed of clay tablets, which is hard and the hard rock. design method: in the flood determined on the basis of calculation from the flow and discharge flow adjusted so as to carry out the design of the spillway. mechanics o

9、f materials used and the stability of the calculation in the normal water level, the design flood level, flood checking, as well as the effect of normal water level under the four conditions seismic verification and checking the feasibility of the design section. way through the material mechanics o

10、f stress on the body to carry out calculation and analysis design content: the h jiang rcc gravity dam, including the main elements of the design, dam and dam-based selection, spillway design, the non-spillway section and the spillway section and analysis of selected cross-section, the water pipe (

11、pressure pipe) calculations. the design we have a roller compacted concrete gravity dam design method, roller compacted concrete gravity dam and that some of the important characteristics and the design of the place should be noted, and i am also the topics penstock design, master pressure pipe cros

12、s-section selected, the thickness of the selection and reinforcement of relevant knowledge. from the completion of the professional knowledge to the practical application of theoretical study of the transition, experienced workers, as a water responsibilities. future work and laid a solid foundation

13、. key words: rcc gravity dam; material mechanics method; rcc水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計- 1 -目錄摘摘 要要 .- i -第一章第一章 綜合說明綜合說明.- 1 -第一節(jié)樞紐布置 .- 1 -一、發(fā)電.- 1 -二、防洪.- 1 -三、航運.- 1 -第二節(jié)設計要求 .- 1 -第三節(jié)工程特性表 .- 2 -第二章第二章設計基本資料設計基本資料.- 4 -第一節(jié)自然地理 .- 4 -一、流域概況 .- 4 -二、氣候特征 .- 4 -三、徑流、洪水、泥沙 .- 5 -第二節(jié)工程地質 .- 8 -1、地震烈度 .- 8 -2、地形地貌

14、.- 8 -3、地層巖性 .- 9 -4、地質構造 .- 9 -5、巖體物理力學性質 .- 9 -第三節(jié)碾壓混凝土層面和大壩建基面的抗剪強度指標 .- 10 -第四節(jié)各分區(qū)砼相應齡期的抗壓強度指標 .- 11 -第五節(jié)筑壩材料 .- 15 -第六節(jié)水庫淹沒處理及移民安置 .- 15 -1、lt 水庫淹沒影響實物指標 .- 15 -2、移民安置規(guī)劃 .- 15 -第七節(jié)施工組織 .- 15 -1、施工條件 .- 15 -2、對外交通 .- 16 -3、材料供應 .- 16 -第三章第三章樞紐整體布置和壩型選擇樞紐整體布置和壩型選擇.- 16 -第一節(jié)工程等別與建筑物級別 .- 16 -第二節(jié)樞紐

15、布置 .- 17 -第三節(jié)壩型選擇 .- 17 -1、面板堆石壩.- 17 -2、土石壩.- 17 -3、拱壩.- 17 -4、重力壩.- 18 -第四節(jié)洪水調洪演算 .- 18 -1、計算原理：.- 18 -2、計算結果：.- 19 -第五節(jié)壩頂高程的確定 .- 20 -第四章第四章非溢流壩段剖面設計非溢流壩段剖面設計.- 21 -第一節(jié)剖面尺寸擬定 .- 21 -h 江碾壓混凝土重力壩- 2 -第二節(jié) 壩體強度和穩(wěn)定承載能力極限狀態(tài)驗算及應力計算 .- 22 -1、穩(wěn)定的校核驗算 .- 22 -2、壩體上游面的拉應力正常使用極限狀態(tài)計算 .- 23 -3、壩趾抗壓強度承載能力極限狀態(tài) .-

16、 24 -4、確定計算截面 .- 24 -5、荷載計算 .- 24 -6、強度、校核驗算和荷載成果表 .- 29 -第三節(jié) 應力結果 .- 52 -1、計算應力 .- 52 -2、應力成果表 .- 54 -3、應力分布圖 .- 55 -第五章第五章溢流壩段剖面設溢流壩段剖面設計計.- 70 -第一節(jié)孔口設計 .- 70 -1、泄水方式的選擇 .- 70 -2、洪水標準的確定 .- 70 -3、單寬流量的選擇 .- 70 -4、孔口凈寬擬定 .- 70 -5、溢流壩段總長度的確定 .- 70 -6、流量和堰頂高程的確定 .- 70 -7、定型水頭的確定 .- 70 -第二節(jié)消能防沖 .- 71

17、-1、消能方式 .- 71 -2、挑流鼻坎設計 .- 71 -3、反弧半徑的確定 .- 71 -4、挑距和沖坑的估算 .- 71 -第三節(jié)剖面設計 .- 72 -第四節(jié)四個不同截面在不同工況下壩體的強度和穩(wěn)定驗算 .- 73 -1、計算荷載 .- 73 -2、荷載計算成果表 .- 73 -第五節(jié)應力結果 .- 83 -1、應力計算 .- 83 -2、應力計算成果表 .- 83 -3、應力分布圖 .- 86 -第六章第六章第二建筑物（壓力鋼管）的設計第二建筑物（壓力鋼管）的設計.- 89 -第一節(jié)引水管道的布置 .- 89 -1、壓力鋼管的形式 .- 89 -2、管道軸線布置 .- 89 -3、

18、進水口體形設計 .- 90 -4、攔污柵 .- 90 -5、閘門及啟閉設備 .- 90 -6、細部構造 .- 90 -7、壓力鋼管結構計算 .- 91 -8、專題（引水管道結構計算） .- 96 -第七章第七章施工組織設計施工組織設計.- 101 -第一節(jié)施工導流方案 .- 101 -一、導流標準 .- 101 -二、導流方案 .- 101 -三、導流建筑物 .- 101 -水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計- 3 -四、導流時段 .- 102 -第二節(jié)施工總進度安排 .- 102 -第三節(jié)導流工程參數(shù) .- 103 -參參考考 文文 獻獻 .- 103 -水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計- 1 -第一章 綜合

19、說明第一節(jié)樞紐布置本工程同時兼有了防洪、發(fā)電、灌溉、漁業(yè)等綜合利用效益。一、發(fā)電裝機容量為 7600 mw，正常蓄水位為 376.6 m，死水位為 330.30 m， 臺機組滿發(fā)時的流量為 7537 m3/s，尾水位為 225.50m。廠房類型為全地下式廠房，主廠房尺寸為 338.528.574.4(m m m)，機組間距為 32.5m，安裝間（主/副）長度為 60/30m。主變室為地下式，尺寸為405.519.532.334.2(m m m)。開關站為地面戶內式，平面尺寸為 33517.5 (m m)。二、防洪lt 水庫是 w 江防洪的戰(zhàn)略性工程，承擔 w 江中下游地區(qū)防洪任務，總防護人口達

20、 1200 萬人，保護耕地近 700 萬畝。工程的興建可將 w 江和 w、n 江三角洲防洪標準由約 20 年一遇提高到約 400 年一遇（400m 提高到約 50 年一遇） ，遇 dtx水庫聯(lián)合防洪，可使下游的防洪標準由 20 年一遇提高到 100 年一遇；無論式從防洪效益還是替代防洪工程投資來說，其防洪作用均非常顯著。在遇 500 年和 10000 年一遇的洪水時，經(jīng)水庫調洪后，洪峰流量由原來27600 m3/s 和 35500 m3/s 分別削減為 24762 m3/s 和 28382 m3/s。要求校核洪水時最大下泄流量限制為 28650 m3/s，校核洪水位不超過正常蓄水位 4.2 m

21、。三、航運h 河屬于灘多、坡陡、流急的河流，全河大小灘險約有 300 處。天然情況下，除 o 灘至 sl 鎮(zhèn)（l 江河口） 170 km 河段為常年通航河段外，其余河段基本不能通航。lt 水庫建成后，會使庫區(qū)干流以上 250 km 范圍內形成深水航道，壩址下游河道枯水流量得到了大幅度增加，為實現(xiàn) h 河全面通航，并直達珠江三角洲出海奠定了基礎，為西南有關省區(qū)物資外運提供了一條廉價的水上運輸線，從而可帶動沿河經(jīng)濟的發(fā)展，促使西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施。第二節(jié)設計要求要求：h 江碾壓混凝土重力壩- 2 -1根據(jù)防洪要求，對水庫進行洪水調節(jié)的計算，確定壩頂高程及溢洪道孔口尺寸；2通過分析，對可能的方案進行

22、比較，確定樞紐組成建筑物的型式、輪廓尺寸及水利樞紐的布置方案；3詳細做出大壩設計，通過比較，確定壩的基本剖面和輪廓尺寸，擬定地基處理方案與壩身構造，進行水力,靜力計算；4對碾壓混凝土重力壩進行設計，選擇建筑物的型式與輪廓尺寸，確定布置方案，擬定細部構造，進行水力和靜力計算；5決定樞紐的施工導流方案，安排工程施工控制進度。第三節(jié)工程特性表表 1-1 工程特性表名稱數(shù)量單位備注流域面積98500km2壩址控制面積多年平均徑流總量508108 m3設計洪水流量27600m3/s洪峰校核洪水流量35500m3/s洪峰河流特性多年平均徑流量1610m3/s正常蓄水位376.6m正常尾水位225.5m發(fā)電

23、死水位330.3m設計洪水位376.75m校核洪水位379.85m庫容160108 m3設計下泄流量24762m3/s設計下游水位257.16m校核下泄流量28382m3/s校核下游水位260.3m水庫特性發(fā)電裝機容量7600mw大壩等級一級大壩類型碾壓砼重力壩攔河大壩頂高程379.5m放浪墻頂高程 380.7m水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計- 3 -壩壩高189.5m續(xù)表 1-1壩頂寬度16m上游坡度0.2下游坡度0.70壩基面高程190m壩頂寬度上游折坡點高程290m堰頂高程353.87m溢流面前緣凈寬105m消能方式挑流消能鼻坎高程262m反弧半徑50m挑射角25泄水建筑物單寬流量270.30

24、48m3/s校核h 江碾壓混凝土重力壩- 4 -第二章設計基本資料第一節(jié)自然地理一、流域概況h 河是 w 江水系中上游的河段。h 河全長為 1573 km，流域面積為 138340 km2。流域屬副熱帶氣候區(qū)，氣候溫和雨量充沛，雨季為 410 月，降水量約占年降水量的 89.5 %，雨日約占全年的 71.2 %，流域各地多年平均降水量在 760 1860 mm，總的趨勢山東向西遞減。徑流主要由降雨形成，徑流年內分配為：5 10 月份占年總量的 82.9 %，11 月 次年 4 月占年總量的 17.1 %。lt 水電站位于 h 江上游。壩址以上流域面積為 98500 km2，占 h 河流流域面積

25、的 71 %。壩址以上流域，地形復雜，大支流多，汛期暴雨量級雖不大但卻頻繁發(fā)生，造成洪水連續(xù)、洪水總量較大。二、氣候特征1、氣溫：壩址多年平均氣溫為 20.1 ，月平均最低（1 月份）氣溫為 11.0 ，月平均最高氣溫（7 月份）為 27.1 ，實測最低值（1 月份）為-2.9 ，實測的最高值（7 月份）為 38.9 。2、濕度：歷年平均相對濕度為 80 %，其中最高的是 6、7、8 月，歷年平均值均為 85 %；最低為 2 月，歷年平均值為 74 %。3、降雨量：壩區(qū)多年平均降水量 1343.5mm，雨季（410 月份）降水量占年降水量的89.2%，其中 59 月份降水量占全年的 76.0%

26、，多年平均降雨日數(shù)為 156d，雨季雨日占全年的 69.7%。多年平均日雨量10mm（中雨及以上）日數(shù)為 38.5d，日雨量25mm（大雨及以上）日數(shù)為 15.0d，日雨量50mm（暴雨）日數(shù)為 3.9d，日雨量100mm（大暴雨）日數(shù)為 0.6d。 水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計- 5 -表 2-1 壩區(qū)歷年（1972 1992 年）各時段的最大降水量時段(min)10203060901201802403605407201440雨量(mm)25.240.258.899.9117.3125.8139.5144.6155.6158.6159.4160.94、 蒸發(fā)量：歷年水面蒸發(fā)量的平均值為 1023

27、.3 mm，歷年的最大值為 1218.7 mm，歷年最小值為 842.7 mm。5、風向風力：歷年最大風速為 24m/s，吹程為 2km。三、徑流、洪水、泥沙1、 徑流：徑流主要由降水形成，多年平均徑流量 1610 m3/s，多年平均年徑流總量為508 億 m3，年際變化較為平穩(wěn)，年變差系數(shù)是 0.24，實測的最大年平均徑流量和最小的平均徑流量分別為多年平均流量的 1.42 倍和 0.54 倍。實測的最大流量為 16900 m3/s，實測最小流量為 174 m3/s，各頻率年徑流成果見表 2 - 2。表 2-2 年徑流頻率成果表%125102050759095990(3/)2640250022

28、902120192015801340114010308492、 洪水：h 河流域洪水由暴雨形成。lt 以上流域面積大，主流源遠流長，大支流多，汛期暴雨量級雖不大，但是發(fā)生頻繁，往往造成連續(xù)性洪水，單峰洪水甚少，復峰居多。設計洪水成果見表 2-3。 h 江碾壓混凝土重力壩- 6 -表 設計洪水成果表2 3p（%）項目0.010.10.21510洪峰流量(3/)3550029500276002320018500163007d 洪量億(m3/s)1581321241138474.4表 壩址處設計洪水過程線（）2 40.2%p 月日時流量月日時流量619141310076216700201490081

29、560020215300141450081520020137001414900721290020143008121002121360014114008127002010700141190082102002011200897402221060014962081020020102001496809213700209210817000232885014202008850020226001482601022210020820082090024281401419400880902017900148310112169002086308174002528970142020088930202330014909

30、012226000209300827300水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計- 7 -續(xù)表 2-42629300142760089290202700014923013225900209380824800272950014234008967020221001495401422070020923081960028289701418500887302017500148500152167002083808158002928320141510081080020146001412600162142002013800813700302150001413200815600201290014151001721250020

31、14700812300712143001412000813900201190014136001821180020132008117002212900141160081260020115001412300192114002012000811300321190014112008127002011100141560020211000h 江碾壓混凝土重力壩- 8 -續(xù)表 2-4201800081090042195001410800820100201070014204002121060020207008105005220300141040081960020103001418800222102002017

32、8008101003、 泥沙：h 河泥沙以懸移質為主，懸沙顆粒較細。由實測資料統(tǒng)計，壩址處多年平均輸沙率為 1660kg/s，多年平均含沙量為 1.05kg/m3 ，多年平均輸沙量為 5240 萬 t 。第二節(jié)工程地質1、地震烈度壩址位于相對穩(wěn)定的地塊內，屬弱震環(huán)境，無區(qū)域性活動斷層穿過，不存在發(fā)生地震的地質背景，區(qū)域地震危險性主要受外圍地震影響，經(jīng)過審定：壩址地震基本烈度和水庫可能誘發(fā)地震影響烈度均為 7 度。水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計- 9 -2、地形地貌壩址河谷為較平坦“v”形谷，寬高比為 3.5。河流流向為 s 30 0 e，至壩址處轉為 s 80 0 e?？菟诤铀娓叱虨?219 m

33、，水面寬 90 100 m，水深 13 19.5 m 。河床沙卵石厚 0 6m ，局部達 17 m。河床兩側均有基巖礁灘裸露，左岸寬 10 m，右岸寬 40 70 m 。左岸的地形整齊，山體寬厚。右岸受沖溝切割，地形的完整程度稍遜于左岸。兩岸的山頂高程 600 m，岸坡的坡度 32 42，殘坡積物厚 0.5 2 m，局部厚 8 25 m。3、地層巖性壩址的上游地層為三疊系下統(tǒng)羅樓組，以薄層、中厚層硅質泥板巖、硅質泥質灰?guī)r為主，夾少量粉砂巖互層巖組。壩址及其下游出露地層為三疊系中統(tǒng)板納組，由厚層鈣質砂巖、粉砂巖、泥板巖互層組成，屬堅硬和中堅硬巖石。地下洞室布置區(qū)是壩區(qū)地質條件相對較好的地段之一，

34、90 % 95 %以上的洞體位于質量較好和中等、類圍巖內，圍巖地層為板納組；巖性以砂巖為主，或為砂巖和泥板巖互層巖組， 巖石強度較高。進水口的邊坡蠕變巖體自然現(xiàn)狀穩(wěn)定，只要開挖后采取一定的工程措施，邊坡整體穩(wěn)定。4、地質構造壩址巖層為單斜構造，走向 n50 200w，與河流向夾角約為 70，傾向ne（下游偏左岸） ，傾角 550 63。壩址的下游巖層傾角逐步變緩至約 40左右。斷層依其走向，主要可分為四組。第一組：產(chǎn)狀 n50200 w,ne 600，以層間錯動為主，多達 200 余條，80 % 以上的破碎帶寬度小于 10 cm。第二組：產(chǎn)狀 n 30 0 60 0 w,ne 60 0 850

35、，平均間距 30 50m/條。第一組：產(chǎn)狀 n70 0 900 w,ne 70 0 85 0第一組：產(chǎn)狀 n65 0 80 0 w,ne 80 0，破碎帶較寬。5、巖體物理力學性質h 江碾壓混凝土重力壩- 10 -表 2-5 巖體力學參數(shù)表抗剪斷強度變形模量泊桑比fc(mpa)fc(mpa)(gpa)強風化0.750.490.60.291.52.00.34中等風化1.21.480.90.7670.28砂巖微風化1.52.451.31.4815160.25斷層0.40.080.360.05弱結構面層面0.450.10.40.08表 2-6 物理力學試驗成果表單軸抗壓強度(mpa)彈性模量(gpa

36、)巖體密度(g/cm3)比重孔隙率飽和吸水率(%)干燥飽和軟化系數(shù)靜彈動彈抗拉強度(mpa)抗折強度(mpa)強風化2.672.722.110.73128780.6155.9中等風化2.682.721.380.501681190.7167.4微風化2.732.740.350.171831550.8577.881.23.639.1水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計- 11 -第三節(jié)碾壓混凝土層面和大壩建基面的抗剪強度指標表 2-7 碾壓混凝土層面抗剪斷參數(shù)建議值建議參數(shù)cvf=0.20,cvc=0.30cvf=0.20,cvc=0.35壩高(m)fc(mpa)fc(mpa)2101.072.091.071

37、.971560.971.570.971.48表 2-8 各分區(qū)砼相應齡期的抗壓強度抗壓強度（mpa）編號強度種類7d28d90dc25142634c20132229c1581923c25142633第四節(jié)各分區(qū)砼相應齡期的抗壓強度指標h 江碾壓混凝土重力壩- 12 -水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計- 13 -表 2-9 大壩各壩段建基面混凝土與巖體 f、c建議值工程巖體（bq）分級壩基財體工程地質分類地質因素法建議值混凝土與巖體混凝土與巖體混凝土與巖體混凝土與巖體壩段編號面積建基面巖體特征(bq)均值級別f、c(mpa)類別f、c(mpa)f、c(mpa)f、c(mpa)214弱風化巖體、有 f60

38、通過306iv0.70.80.40.5iv0.90.70.70.30.750.760.750.5660弱微風化巖體、有 f60通過329iv0.80.90.50.7iv0.90.70.70.30.920.890.80.51790弱微風化巖體、有 f60通過348iv0.90.7iviii0.90.70.90.920.90.73230微風化巖體453ii1.111.1iiiii11.11.11.121.21.051.11.13465微風化頂部巖體447iii1.111.1iii11.11.01.11.01.121.21.051.11.11835弱微風化巖體416iii10.91iii1.11.0

39、1.10.91.081.18112110弱微風化巖體390iii10.910.9iii1.11.01.10.91.081.170.95112435弱風化底部巖體389iii10.910.9iii1.11.01.10.91.061.140.95112720弱微風化巖體393iii10.910.9iii1.11.01.10.91.061.140.9511113000弱微風化巖體409iii10.91iii11.11.01.11.01.11.1811123275弱風化底部巖體430iii1.11.01iii11.11.01.11.01.071.151.11.011.1134800弱風化底部巖體439

40、iii1.11.01iiiii11.11.11.11.161.11.011.1143250弱風化底部巖體453ii1.11.1iiiii11.11.11.21.11.161.11.1153260弱風化底部巖體、局部有緩傾角節(jié)理密集帶458ii1.11.1iiiii11.11.11.21.081.131.11.1163330大部分為微風化上部巖體局部有緩傾角節(jié)理密集帶490ii1.11.21.11.2ii1.11.21.11.21.11.191.11.21.2h 江碾壓混凝土重力壩- 14 -續(xù)表 2-9173370大部分為微風化上部巖體519ii1.11.21.2ii1.11.21.11.21

41、.151.241.11.21.2183370大部分為微風化上部巖體508ii1.11.21.11.2iiiii11.11.21.11.21.141.231.11.21.2續(xù)表 2-9壩段編號面積建基面巖體特征工程巖體（bq）分級壩基財體工程地質分類地質因素法建議值(bq)均值級別混凝土與巖體類別混凝土與巖體混凝土與巖體混凝土與巖體f、c(mpa)f、c(mpa)f、c(mpa)f、c(mpa)193330大部分為微風化上部巖體，局部有緩傾角節(jié)理密集帶508ii1.11.21.11.2iiiii1.01.21.11.21.121.221.11.21.2204860大部分為微風化上部巖體，局部有緩

42、傾角節(jié)理密集帶，11%為 t2b18泥板巖484ii1.21.01.11.2iiiii1.01.21.01.21.091.171.11.1213400弱微風化巖體、19%為 t2b18泥板巖505ii1.11.21.11.2iiiii1.01.21.01.21.11.21.11.11.2223860弱風化底部巖體、小斷裂發(fā)育、33%為 t2b18泥板巖413iii11iii0.91.11.10.70.991.0310.91.1232230弱風化底部巖體、有 f4 斷層通過、壩趾有緩傾角節(jié)理密集帶及 15 為 t2b18泥板巖408iii0.91.00.91.0iii1.01.11.10.91.

43、071.110.91.00.91.1241870弱風化下部巖體、有 f4 斷層通過、43%為 t2b18泥板巖360iii0.90.90.7iviii0.80.90.70.80.930.950.90.80.9251600弱風化中下部巖體、46%為 t2b18泥板巖366iii0.90.90.7iviii0.80.90.70.80.981.050.90.80.9261338弱風化一部巖體、45%為 t2b18泥板巖401iii1.00.90.91.0iv1iii0.91.00.70.91.031.131.00.90.91水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計- 15 -續(xù)表 2-9271188弱微風化巖體、2

44、6%為 t2b18泥板巖462ii1.11.11.2iiiii1.10.91.10.91.11.21.11.11.2281060微風化巖體、19%為 t2b18泥板巖501ii 1.11.21.11.2iiiii1.11.01.20.91.131.221.11.11.229963微風化巖體、有 f1 斷層通過 32%為 t2b18泥板巖449iii1.01.11.01.1iiiii1.00.91.10.71.091.171.01.11.01.130963微風化巖體、49%為 t2b18泥板巖465ii 1.11.11.2iiiii1.11.01.20.91.11.21.11.01.131963

45、微風化巖體、52%為 t2b18泥板巖461ii1.11.11.2iiiii1.11.01.20.91.11.21.11.01.1321210弱微風化巖體、90%為 t2b18泥板巖356iii0.90.7iv1iii0.90.70.981.080.90.7水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計- 16 -第五節(jié)筑壩材料壩址附近河段缺乏天然砂石料，混凝土所需砂石骨料需要人工軋制。距壩址下游 4.5 5.5 km 的右岸 m 村溝內的 m 村口及 dfp 二迭系灰?guī)r料場，儲量及質量均滿足工程要求。dfp 選定為大壩及圍堰的混凝土骨料料源，儲量達 1 億 m3以上，m 村溝內有一片緩坡地，距壩址直線距離為 4.

46、4 km，布置砂石料生產(chǎn)加工系統(tǒng)，系統(tǒng)規(guī)模為設計生產(chǎn)能力 2000 t/h，設計處理能力 2500 t/h。m 村選定作為其它主體建筑物及臨建工程的混凝土骨料料源，灰?guī)r儲量約 470 萬 m3，m 村口經(jīng)開挖平整后布置砂石料加工系統(tǒng)，系統(tǒng)規(guī)模為設計生產(chǎn)能力 240 t/h，設計處理能力 300 t/h。壩區(qū)內有三處土料場的殘坡積土層較集中、開采條件較好，平均厚度 2 3 m，厚度均為一性差，均為高至中液性粘質土，平均天然含水量 24.4 %，總儲量為 153 萬 m3。第六節(jié)水庫淹沒處理及移民安置1、lt 水庫淹沒影響實物指標根據(jù) 2000 年調查和規(guī)劃成果，lt 水庫正常蓄水位 375 m

47、時淹沒 10 個縣，47 個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，232 個行政村，847 個村民小組，淹沒土地總面積為 377km2，其中耕地面積為 8.43 萬畝，陡坡地為 2.98 萬畝，林地為 21.87 萬畝，草地 7.98萬畝；2008 年底搬遷人口 7.51 萬人，其中農(nóng)業(yè)人口為 7.00 萬人；水庫淹沒房屋面積為 221.89 萬 m2，淹沒 12 個鄉(xiāng)集鎮(zhèn)及公路等專業(yè)項目一批。2、移民安置規(guī)劃移民安置規(guī)劃水平年為 2008 年，推算至 2008 年，搬遷人口為 7.51萬人， 生產(chǎn)安置人口為 8.05 萬人。lt 水庫地區(qū)山地資源豐富，熱量資源充足，氣候適宜，農(nóng)、副、土、特產(chǎn)品種類多，水庫建成后，庫周區(qū)

48、交通得到大大改善，為安置 lt 水庫的農(nóng)村移民提供了較好的自然和社會環(huán)境。本次規(guī)劃農(nóng)村移民生產(chǎn)開發(fā)重點發(fā)展糧食生產(chǎn)和亞熱帶水果及經(jīng)濟作物，適當發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)和二三產(chǎn)業(yè)。水庫淹沒處理補償靜態(tài)總投資為 46.16 億元(含稅費 5.32 億元)。第七節(jié)施工組織1、施工條件壩址處于峽谷河段，河谷寬高比為 3.5 左右，河床寬度 160.0 水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計- 17 -280.0m，主流靠左岸。兩岸地形不對稱，左岸比右岸整齊，右岸坡度3242，左岸坡度 3642，兩岸山頂高程 580.00 650.00m左右。本工程施工用電高峰負荷約 42 mw。從 nd 縣境內的車河架設 2 回110 kv 線

49、路至工地，輸電距離為 86 km，可滿足工程施工用電需求。110 kv 施工變電站 設于右岸壩線下游 800 m 處，引出 22 個回路，向整個工區(qū)供電。lt 工程建成后，上述 1 回 110 kv 線路即可作為工程的保安電源。2、對外交通本工程外來物資、材料、設備總運量為 371.86 萬 t，年高峰運量為84.82 萬。距 to 縣城最近的鐵路貨運站為 qg 線上 nd(小場)火車站，對外交通方案在初步設計中選定為：外來物資材料用火車經(jīng) qg 線運至 nd火車站，在 nd 設物資中轉站，由 nd 至壩址新建 81 km 二級公路，沿 h河左岸直抵壩址，在壩址以下 2.5 km 處設 h 河

50、 lt 大橋，和右岸進場公路連通，形成左、右岸循環(huán)道路。3、材料供應本工程需水泥總量 129.28 萬 t，年高峰需要量為 36 萬 t/a，可由廠家具備的鐵路水泥罐車運至 nd 站，再轉公路運輸至工地。本工程需粉煤灰總量 72.06 萬 t，年高峰需要量為 26.61 萬 v，可由鐵路運至 nd 站，再轉公路運輸至工地，也可采用公路直接運至工地。h 江碾壓混凝土重力壩- 18 -第三章樞紐整體布置和壩型選擇、工程等別與建筑物級別正常蓄水位 h= 375.6 m，相應庫容 v=165 億 m3，水電站的裝機容量7600 mw，所以本工程的規(guī)模為大（1）型，等別為一等， （永久建筑物）主要建筑物

51、級別為 1 級，次要建筑物級別為 3 級；臨時性水工建筑物為 4 級。、樞紐布置泄洪建筑物設置在原河床的主流部位，發(fā)電建筑物，開關站等建筑物安排在左岸。泄水建筑物的型式：開敞式溢流堰。、壩型選擇可供選擇的壩型：土石壩、拱壩、面板堆石壩，實體重力壩、寬縫重力壩、碾壓混凝土重力壩。具體比較選擇如下：1、面板堆石壩壩址附近河段缺乏天然砂石料，混凝土所需砂石骨料需人工軋制，不能滿足建壩的材料要求，投資成本較大，不適合修建面板堆石壩。壩頂溢流不便，需在壩外單獨設置泄水建筑物。2、土石壩在有條件的情況下，為了節(jié)約材料，選擇壩型的時候應首先考慮當?shù)夭牧蠅?。土石壩材料可就地取用，材料的運輸成本低；對地基的要求

52、不是很高，適應地基變形能力強；構造簡單，施工技術簡易，工序少，便于機械化施工。但壩體填筑量工程量大，而壩址附近缺乏符合筑壩條件的土料，難以滿足建壩對土料的需求量；其次，土料填筑質量受氣候條件的影響較大，h 江流域雨量豐富，降雨天數(shù)多，對土石壩施工干擾大，易延長工期；再者，土石壩壩頂不能溢流，施工導流不如混凝土壩方便，壩體的斷面大。故不適合修建土石壩。3、拱壩拱壩的工作原理：一是依靠拱的作用，將力傳給拱座；二是依靠懸臂梁的作用將力傳給了基巖。其主要的特點：1.受力條件好，河谷形狀深窄較好；2.壩體積小，主要依靠拱作用維持穩(wěn)定，自重作用影響不大；3.超載能力強，安全度高；4.抗震性能好；5.施工技

53、術要求高，地基處理要求嚴格。根據(jù)拱壩的特點，要求建造于狹窄的河谷上；對地質較理想的地質條件是水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計- 19 -巖石均勻單一，有足夠的強度，透水性小，耐久性好，兩岸的拱座基巖堅固完整，邊坡穩(wěn)定，無大的斷裂構造和軟弱夾層，能承受由拱端傳來的巨大推力而不致產(chǎn)生過大的變形，尤其要避免兩岸邊坡存在向河床傾斜的節(jié)理裂隙或構造。12壩址的河谷為較平坦的“v”形谷，寬高比為 3.5，主流靠左岸，兩岸地形不對稱，左岸比右岸整齊，右岸坡度 32 42 ，左岸坡度 36 42 。若在這種河谷中修建拱壩，拱壩作為拱的部分發(fā)揮的作用較小，且河床兩岸無足夠強度的巖體支承拱壩。節(jié)理面不能承受兩岸滲透水壓力

54、的作用，即使進行必要的加固處理（如清洗節(jié)理，固結灌漿等） ，也不能達到強度的要求。故不適合修建拱壩。4、重力壩（1）實體重力壩：實體重力壩的主要優(yōu)點是，結構相對比較簡單，設計和施工比較方便，應力分布也較明確，并且有豐富的經(jīng)驗技術，施工過程中質量容易控制。它的不足之處是壩體的體積較大，揚壓力也比較大，施工時不利于混凝土的散熱，且材料強度不能充分發(fā)揮。（2）寬縫重力壩：寬縫重力壩具有以下一些優(yōu)點：充分利用了混凝土的抗壓強度；揚壓力顯著降低；節(jié)省了混凝土方量。不過也有一些缺點，如：增加了模板用量，立模也較復雜；分期導流不便；在嚴寒地區(qū)，對寬縫需要采取保溫措施，而且寬縫重力壩的散熱比較好，并且一般情況

55、下，不易出現(xiàn)被壩體內部的混凝土由于膨脹而破壞壩體的穩(wěn)定。（3）碾壓混凝土重力壩：碾壓混凝土重力壩與常態(tài)混凝土重力壩相比，具有以下一些優(yōu)點：工藝程序簡單，可快速施工，縮短了工期，提前發(fā)揮了工程效益；單位體積膠凝材料用量少，特別是水泥用量減少，減少了工程造價，由于水泥用量減少，結合了薄層大倉面澆筑，壩體內部混凝土的水化熱溫升可大大降低，從而簡化了溫控措施；不設縱縫，節(jié)省了模板和灌漿等費用；可使用大型施工機械設備，提高混凝土運輸和填筑的工效。但也有一定的缺點，如：壩體混凝土分區(qū)，各區(qū)域內混凝土的級，還有抗凍、抗沖、抗磨和抗?jié)B等耐久性能比常態(tài)混凝土差。結合設計內容，工程中有豐富的砂石料場，地質條件不是

56、很復雜，故確定選擇碾壓混凝土重力壩方案。h 江碾壓混凝土重力壩- 20 -、洪水調洪演算1、 計算原理：本樞紐的泄洪建筑物采用 wes 式溢流堰。其溢流能力可用公式 (3-1)3/22swqcmbgh式中：m流量系數(shù)；c上游面坡度影響修正系數(shù)；s淹沒系數(shù)；b溢流堰凈寬 ；側收縮系數(shù)；hw堰上作用水頭。近似計算中可以認為：校核情況下，gbcms22.04；設計情況下，gbcms22.01。則開敞式溢流堰泄流能力計算公式就近似為：校核情況下，q=；3/ 22.04wbh設計情況下，q=。3/ 22.01wbh假定三種不同的溢流堰凈寬 b，以及堰頂高程w 進而比較三種方案的可行性，最后確定最優(yōu)方案。

57、2、 計算結果：具體計算結果見下表：表 3-1 洪水調節(jié)計算成果方案（一）方案（二）方案（三）孔口凈寬(m)15 7=10515 7=10515 7=105堰頂高程(m)354.6354.5354.4水位 z(m)376.8376.75376.73設計情況下泄流量(m3/s)244182468324762校核情況水位 z(m)378.9378.88378.83水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計- 21 -下泄流量(m3/s)281042822028382結論：為了使下泄流量要盡量接近并小于校核洪水最大下泄流量 28650 m3/s，盡可能地降低工程造價，最終在最初選取的三個堰頂高程（354.6 m，35

58、4.5 m，354.4m）中，選取 354.4 m，設計水位為 376.75 m，設計下泄流量為 28382 m3/s，校核水位為 378.85m，校核下泄流量 24762m3/s。、壩頂高程的確定由規(guī)范，防浪墻頂高程需要高于波浪頂高程。其與正常蓄水位或校核洪水位的高差： h=h1h zh c， (3-2)式中：h1%累計頻率為 1的波高；hz 波浪中心線至正常蓄水位或校核洪水位的高差；hc 安全超高。庫區(qū)的多年平均計算風速，吹程，024/26.5/vm sm s27.5dkmkm按鶴地水庫公式計算： (3-3)12%1/63022000.00625()ghgdvvv (3-4)1/22200

59、0.0386()mglgdvv (3-5)21%2zmmhhhcthll式中：lm平均波長（m）;h2%累計頻率為 2 % 的浪高（m）;計算風速（m/s） ，取 24 m/s;0vd風區(qū)長度（m） ，d2000 m；g重力加速度，9.81m/s2。結果：校核情況下頂高=380.3 m，設計情況下=381.5 m；取大值：頂頂381.5 m，所以防浪墻頂高程為 381.6 m。根據(jù)混凝土重力壩設計規(guī)范 dl5108-1999 取 1.2 米的防浪墻高度，最終確定壩頂高程 380.4 m。h 江碾壓混凝土重力壩- 22 -第四章非溢流壩段剖面設計、剖面尺寸擬定樞紐布置畫在壩軸線地質圖上。見 h

60、江重力壩設計圖紙 1/3 樞紐平面總布置圖?；救切雾旤c高程取為 376.9 m；壩頂高程由前面計算得為 380.5 m，其剖面的形式應通過技術經(jīng)濟比較，即在滿足壩體抗滑穩(wěn)定和壩踵不出現(xiàn)拉應力的條件下，使基本剖面的面積最小，利用復合形法優(yōu)化程序和 excel 法可以確定上游邊坡 n=0.2,下游邊坡 m=0.70。具體尺寸如下:1、上游邊坡 n 取為 0.2； 下游邊坡 m 取為 0.70；2、底取最低壩高為 190 m；3、折的確定。經(jīng)濟流速取為 6.84 m/s，根據(jù)公式 q=v*a，a= d2/4，得到壓力鋼管直徑 d 為 10 m，利用戈登經(jīng)驗公式： scr= （4-1）dcv經(jīng)驗系