開題報告：某水利樞紐心墻土石壩方案設(shè)計

開題報告設(shè)計題目：某水利樞紐設(shè)計（心墻土石壩方案)學(xué)生姓名：學(xué)院名稱：專業(yè)名稱：班級名稱：學(xué)號：指導(dǎo)教師：教師職稱:學(xué)歷：年月日開題報告一、選題依據(jù)1.設(shè)計目的及意義本次設(shè)計針對西林縣的用電情況進(jìn)行。為了大力發(fā)展地方工業(yè)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，盡早脫貧致富。只有大力開發(fā)水力資源，最大限度地發(fā)揮西林縣水能優(yōu)勢，才是解決電力不足的根本出路。大洪山水電站開發(fā)條件較好，對外交通方便。電站建成后，將緩解該地區(qū)枯水期電力、電量不足的矛盾，加快促進(jìn)西林縣脫貧致富奔小康的步伐。通過畢業(yè)設(shè)計，增進(jìn)我們對大學(xué)階段知識的掌握，為我們走進(jìn)工作崗位，走向社會打下基礎(chǔ)。2.設(shè)計擬解決的工程實際問題土石壩設(shè)計中，穩(wěn)定分析的可靠程度對壩的經(jīng)濟(jì)性和安全性具有重要影響。。目前，人們對土坡失穩(wěn)破壞的機(jī)理研究還不夠充分，所以，穩(wěn)定分析的方法和控制標(biāo)準(zhǔn)，在相當(dāng)大的程度上還要依據(jù)工程經(jīng)驗和判斷。穩(wěn)定分析的方法包括瑞典圓弧法﹑畢肖普法﹑滑楔法等。無黏性土的壩坡，如心墻壩的上下游壩坡斜墻壩的下游壩坡斜墻的上游保護(hù)層等常形成折線形的滑動面。由于我設(shè)計的是心墻土石壩，所以在穩(wěn)定分析的過程中采用更加合理的滑楔法來進(jìn)行分析計算，以符合實際情況。3.設(shè)計擬應(yīng)用的現(xiàn)場資料綜述1.氣象特征本流域地處低緯度，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，受西南季風(fēng)影響，在海洋暖濕氣團(tuán)和內(nèi)陸氣團(tuán)的控制下，錯綜復(fù)雜的地形造成了各地氣候差異明顯，其特點是：夏無酷暑冬無寒，半年雨水半年干，西部多雨易洪澇，東部少雨常干旱。根據(jù)西林縣氣象站氣象資料統(tǒng)計，多年平均降水量為1086.9mm，降水年內(nèi)分配不均，全年降水主要集中在5~9月，5~9月份降雨量為820.1mm，占全年降水量75.5%。2.地形地貌工作區(qū)屬南嶺山系的西南部，山脈走向近東西，中山、中低山與馱娘江及支流大小山谷、從后，周邦河、尤莫溝、花貢溝、西平和、可林河等構(gòu)成本區(qū)流域的地形地貌形態(tài)景觀。沿馱娘江河谷兩岸斷續(xù)分布有一、二級侵蝕堆積階地。本區(qū)最高峰為西北斗大烘坡山，高程為1950m，最低點高程為390m，流域內(nèi)河谷深切、狹窄，山脈與河流的相對高差為500～1000m。山體自然坡腳較陡一般在15°～35°，部分為大于40°，河谷沖溝自然坡度15°～60°，山坡上植被良好，喬灌木混生，未見有大的滑坡、山崩、泥石流等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。3.工程等別大洪山水電站工程是馱娘江流域中的新增梯級電站，工程位于西林縣普合苗族自治鄉(xiāng)大洪山屯，距西林縣城38.8km。其上游為威后水電站，下游為者甲水電站，是馱娘江梯級電站中的第二級。設(shè)計洪水位為585.00m，校核洪水位為586.56m，總庫容為195.34×104m3。根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252—2000）的規(guī)定，大洪山水電站水庫最大庫容為195.34×104m3，工程等別為Ⅳ等。4.建筑物級別及洪水標(biāo)準(zhǔn)攔河壩土石壩，建筑物級別為4級，防洪標(biāo)準(zhǔn)按30年一遇洪水設(shè)計，200年一遇洪水校核。5.計算風(fēng)速及相應(yīng)吹程表情況計算風(fēng)速（m/s）吹程（m）正常正常蓄水位8.55630設(shè)計洪水位7.1630非常校核洪水位5.76706.地震本工程所在地區(qū)的地震基本烈度為Ⅵ度，本工程區(qū)地震動峰值加速度為0.05g，根據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》（DL5073—1997）規(guī)定，本工程不進(jìn)行抗震計算。地質(zhì)參數(shù)土堤所用砂礫料滲透系數(shù)為2.592m/d,干容重為20kN/m3,飽和容重為22.402kN/m3，水上內(nèi)摩擦角為32°，水下為30°。心墻土的滲透系數(shù)為0.0017m/d，干容重為16.5kN/m3，飽和容重為20.6kN/m3，浮容重為10.6kN/m3。8.水文資料大洪山水電站上游的龍頭電站為威后水電站，大洪山水電站徑流資料采用威后水電站的出流，加上威后~大洪山區(qū)間徑流作為大洪山水電站的入庫徑流資料，采用相同年份同頻率組合。典型年采用P=10%、15%、50%、85%、90%五個頻率典型年逐日平均流量。大洪山水電站面積、庫容曲線是采用1：10000地形圖量算而得出。水庫水位～面積、容積關(guān)系見表。大洪山水電站水位~面積、容積關(guān)系表水位面積容積(m)(104m2)(104m3)573.9005808.316.8858534.47116.3559068.78369.59本次可研設(shè)計階段，設(shè)計參證站的洪水實測系列分別為44年和45年，系列較長。此系列包括了1968、1978、2001年大洪水年份，所以系列具有一定的代表性。9.地質(zhì)條件左壩段（樁號0+000~0+085）位于低山斜坡上，斜坡及坡腳分布著混合土塊石（3-2）層，松散層厚度為5.0～10.8m，下伏強(qiáng)風(fēng)化砂巖夾泥巖(5-4)，松散層和強(qiáng)風(fēng)化巖強(qiáng)度低，完整性差，變形大，不宜做壩基，壩基可座于弱風(fēng)化巖內(nèi)（＞1.0m）。弱風(fēng)化巖透水率q=6.6~33.14Lu，大于3Lu，應(yīng)進(jìn)行帷幕灌漿處理措施，防止繞壩滲漏。標(biāo)準(zhǔn)按q＜3Lu或1倍水頭考慮。左壩肩巖層傾向庫內(nèi)，真傾角為35°,視傾角為30°，壩基穩(wěn)定條件較好，未見不利組合體，壩肩穩(wěn)定。中間壩段（樁號0+085~0+175）位于低山坡腳、一級階地和河床上，覆蓋層最大厚度為7.1m，該段強(qiáng)風(fēng)化厚1.5~3.0m。由于松散層和強(qiáng)風(fēng)化層強(qiáng)度低，完整性很差，不宜做壩基，需全部挖除，壩基座于弱風(fēng)化巖體上。弱風(fēng)化巖體為砂巖夾泥巖（5-4）和泥巖夾砂巖（5-5）層，該段巖層傾向庫內(nèi)，真傾角為35°,視傾角為30°，地基穩(wěn)定條件較好。建議將基礎(chǔ)座于弱風(fēng)化深入1.0m處，考慮淺固結(jié)灌漿處理措施，深度為3～5m為宜；建基面均在地下水位以下，存在基坑排水問題，同時對施工用水要加以控制，以防入滲，惡化地基地質(zhì)條件。弱風(fēng)化巖體透水率q=4.0Lu~20.0Lu，應(yīng)進(jìn)行帷幕灌漿，防止壩基滲漏，標(biāo)準(zhǔn)按q＜3Lu或1倍水頭考慮。右壩段（樁號0+175~0+208）位于低山斜坡上，表部殘坡積層厚0～6.0m，下伏強(qiáng)風(fēng)化砂巖夾泥巖（5-4）層。砂巖夾泥巖（5-4）層泥巖所占比例為36%。由于松散層和強(qiáng)風(fēng)化巖強(qiáng)度低，完整性很差，變形大，不宜做壩基，需全部挖除，此段壩不高,壩基可座于弱風(fēng)化巖內(nèi)（＞1.0m）。弱風(fēng)化巖透水率q=2.67~8.0Lu，大于3Lu，應(yīng)進(jìn)行帷幕灌漿處理措施，防止繞壩和壩基滲漏。標(biāo)準(zhǔn)按q＜3Lu或1倍水頭考慮。該段巖層傾向庫內(nèi)，真傾角為35°,視傾角為30°，壩基穩(wěn)定條件較好，未見不利組合體，壩肩穩(wěn)定。設(shè)計擬應(yīng)用的文獻(xiàn)綜述本設(shè)計擬用的文獻(xiàn)資料及作用如下：《水工建筑物》第五版教材，參考教材對各種壩型優(yōu)缺點的總結(jié)，幫助選擇防滲體形式，壩體穩(wěn)定計算?！端姽こ坍厴I(yè)設(shè)計指南》，參考設(shè)計步驟，選取心墻坡比?！赌雺菏酵潦瘔卧O(shè)計規(guī)范》，參考壩高設(shè)計公式。《水力計算手冊》，參考滲流計算公式。另參考其他書籍參考步驟。5.設(shè)計相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀土石壩工程施工簡便、地質(zhì)條件要求低、造價便宜并可就地取材且料源豐富，因此是水利水電工程中極為重要的一種壩型。土石壩工程的建設(shè)歷史久遠(yuǎn)，并經(jīng)久不衰，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，今天的土石壩工程涵蓋了土料防滲、混凝土面板防滲、瀝青混凝土防滲、土工膜防滲等類型。我國各地氣候、地質(zhì)和經(jīng)濟(jì)等條件存在巨大差異，因而土石壩工程在不同地區(qū)的建設(shè)中所遇到的技術(shù)問題也大不相同。對這些問題在逐步改進(jìn)施工工藝采取有針對性措施的同時，還應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r研究使用新材料、新結(jié)構(gòu)，很好地吸收國內(nèi)外多方面實踐經(jīng)驗和教訓(xùn)，在理論上深入開展有益的科研工作和探索。目前土石壩工程建設(shè)水平和技術(shù)不斷提高和發(fā)展，特別是20世紀(jì)90年代以來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水利水電工程建設(shè)突飛猛進(jìn)，土石壩壩高開始向300米級高度研發(fā)和建設(shè)。筑壩技術(shù)難題的攻克，使我國積累了大量的工程建設(shè)經(jīng)驗，并在理論上有所突破。二、設(shè)計方案及技術(shù)路線 1﹑選定壩型和壩址；2﹑進(jìn)行壩體剖面設(shè)計，包括壩頂高程的計算﹑上下游坡比的確定和心墻的設(shè)計；3﹑細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計和壩基處理；4﹑壩體滲流及穩(wěn)定分析；5﹑溢洪道控制堰剖面擬定；6﹑溢洪道水利計算；7﹑水工隧洞的設(shè)計和計算。 三、可能存在的問題及解決措施溢洪道進(jìn)口布置有引洪平流段的情況下，由于水力計算忽略了平流段時進(jìn)口水位雍高，而實際雍高有時較大，不可忽略。設(shè)計時可能會發(fā)生溢洪道的消能工設(shè)計考慮不夠充分，或者形式選擇不當(dāng)，導(dǎo)致消力池長度和不能滿足需要，消能不充分，使下游河段發(fā)生嚴(yán)重沖刷。因此在該段采用直線布置，并盡量避免彎道和設(shè)置扭坡；縱斷面設(shè)計應(yīng)因地制宜選用緩坡﹑陡坡或多級水躍等形式；因泄水段流速高，應(yīng)選在巖基上。四、設(shè)計成果 設(shè)計說明書與計算書說明書是設(shè)計的一項主要成果，編寫說明書也是學(xué)生一項重要的基本訓(xùn)練。學(xué)生應(yīng)按設(shè)計任務(wù)書所給的原始資料、基本數(shù)據(jù)，闡述自己的設(shè)計方案、考慮因素、計算原則和方法、設(shè)計成果等。計算書是說明書的附件，它應(yīng)反映計算過程和成果。但在整理要求上可以較說明書稍低。文字排版包括以下要求：（1）按章節(jié)敘述。要先擬好提綱，然后編寫。（2）包括基本資料和基本數(shù)據(jù)。（3）說明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計情況及依據(jù)。（4）闡述設(shè)計思想、原則及方法。（5）對具體設(shè)計要說明設(shè)計的前提，設(shè)計原理、方法、主要過程及階段成果，最后成果。（6）對成果的分析及結(jié)論。（7）要求簡明扼要、敘述清楚，字跡工整。具體排版要求，請參照《設(shè)計細(xì)則》。圖紙（1）樞紐平面布置圖1張。（2）壩體斷面圖2張。（3）細(xì)部構(gòu)造圖1～2張。（4）手繪圖紙1張。要求圖面合理、設(shè)計正確、整潔、清晰，繪圖認(rèn)真仔細(xì)。不亂改亂寫，圖幅尺寸、規(guī)格、圖的比例、線條、標(biāo)注高程、尺寸符號和說明等均按工程制圖標(biāo)準(zhǔn)。具體要求，請參照《設(shè)計細(xì)則》五、進(jìn)度計劃1-1.5周：參加由學(xué)校組織的設(shè)計動員大會，熟悉基本資料，查閱相關(guān)文獻(xiàn)；1.5-3周：書寫開題報告和外文翻譯；3-4周：分析并選擇壩型，進(jìn)行樞紐布置；5-7.5周：擋水壩壩體設(shè)計，包括剖面擬定﹑滲流分析﹑穩(wěn)定分析；7.5-9.5周：溢洪道設(shè)計；9.5-11周：西部構(gòu)造與地基處理；11-13周：畫圖及整理說明書。六、參考資料（1）水