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1、江水利枢纽工程设计【摘要】本设计以O江流域的水文、地形、地质为基础，通过调洪演算确定了坝型及枢纽布置、大坝设计、泄水建筑物设计和施工组织设计等方面进行简略的计算。在设计中对经济、技术及安全等方面进行了详细分析与比较，拟定相应的斜心墙土石坝设计方案。【关键词土石坝设计，洪水演算，枢纽布置，土料设计，渗流计算，稳定验算，泄水建筑物，施工组织设计。ABSTRACTBaseonthedataofO-riverhydraulicproject,1designedthedamtotally,includingthelayoutofengineering,thedesignofdischargeconstr
2、uctionbystorageroutingwhichfixedonthecharacteristicstageofthereservoir.Theprogresssoftheconstructionwasplanned.thefactorsofeconomic,technologyandsafetyareconsideredinthedesign.Theoptimumplanwasfinallyselected.KEY-WORDS：earthandrockdam,damsiteselection,choiceofdamtype,soildesign,filtrationrouting,sta
3、bilityanalysis,dischargeconstruction,constructionplanning.本设计以0江流域的水文、地形、地质资料为基础，通过调洪演算确定了水库的特征水位，进行了枢纽布置；对大坝、泄水建筑物进行了比较详细的设计。通过编制施工组织计划，确定了枢纽工程各主体部分的进度。设计中考虑了经济、技术及安全等方面的因素，并对各部分可行的方案进行了比较，确定了最优方案。前言02第一章设计基本资料03第二章工程等级及建筑级别11第三章洪水调节计算12第四章坝型选择及枢纽布置14第五章大坝设计16第六章泄洪建筑物设计31第七章施工组织设计38参考书目43总结44前根据教学大
4、纲要求，学生在毕业前必须完成毕业设计。毕业设计是大学学习的重要环节，对培养工程技术人员独立承担专业工程技术任务重要。通过毕业设计可以进一步培养和训练我们分析和解工程实际问题及科学研究的能力。通过毕业设计，我们能够系统巩固并综合运用基本理论和专业知识，熟悉和掌握有关的资料、规范、手册及图表，培养我们综合运用上述知识独立分析和解决工程设计问题的能力,培养我们对土石坝设计计算的基本技能，同时了解国内外该行业的发展水平。这次我的设计任务是。江土石坝，本设计采用斜心墙坝。该土石坝斜心墙坝设计大致分为：洪水调节计算、坝型选择与枢纽布置、大坝设计、泄水建筑物的选择与设计等部分。在本次设计中，涂老师、同学给了
5、我悉心的指导、热心的帮助，在此，我真诚地感谢你们的帮助与关怀。第一章设计基本资料一、枢纽任务本工程同时兼有防洪、发电、灌溉、渔业等综合作用。1. 发电本电站装机3台0.8万千瓦机组，共装机2.4万千瓦。正常蓄水位2818.9米，死水位2796.0米。3台机满载时的流量为44.1m3s,尾水位2752.2米。厂房型式为引水式，厂房平面尺寸为32X13米，发电机层高程2760米，尾水管底高程2748米，厂房顶高程2772米。付厂房平面尺寸为32X6米。安装场尺寸为米,开关站尺寸为30X20米。2. 灌溉增加保灌面积1.5万亩。3. 防洪可减轻洪水对下游两岸的威胁，在遇1()()年一遇洪水时，经水库
6、调洪后，洪峰流量由原来1680s消减为548s,要求设计洪水时最大下泄流量限制为900,s。4. 渔业正常蓄水位时，水库面积为15.6平方公里，为发展养殖创造了有利条件。5. 过木要求布置过木筏道。6. 其它引水涵洞进口高程2789.0m,出口底高程2752.3m,直径4.0m,压力钢管直径2.3m,调压井直径12.0m,放空洞洞径2.5m,能放空至水位2770.0m。二、设计要求在明确设计任务及对原始资料进行综合分析的基础上，要求：1 .根据防洪要求，对可能的方案进行洪水调节计算，确定坝顶高程及溢洪尺寸。2 .通过分析，对可能的方案进行比较，确定枢纽组成建筑物的形式、轮廓尺寸及水利枢纽布置方
7、案。3 .详细做出大坝设计，通过比较，确定坝的基本剖面与轮廓尺寸，拟定地基处理方案与坝身构造，进行水力、静力计算。4 .进行大坝设计，选择建筑物的型式与轮廓尺寸，确定布置方案，拟定细部构造,进行水力、静力计算。5 .决定枢纽的施工导流方案，安排施工的控制性进度。关于水利枢纽的布置：进行水利枢纽布置设计，设计应至少有23个方案比较，方案中应包括施工方案的考虑，并整理成设计计算书和说明书，绘制枢纽总体布置图1:1000。关于建筑物设计：建筑物设计可选择水电站建筑物或水工建筑物。水电站建筑物以厂房和引水系统等为主。水工建筑物以挡水建筑物和泄水建筑物为主。对于水工建筑物设计内容主要有：确定建筑物的剖面
8、形状及尺寸；坝体的应力分析或渗流计算；坝体稳定设计和地基处理；泄水建筑物的过水能力分析；泄水建筑物的消能防冲设计；建筑物的主要构件的结构设计；建筑物的构造设计；设计、计算时，必须以规范为依据，所有计算分析要整理成设计计算书和说明书，并绘制结构平面图、剖面图、上下游立面图（1：200）和细部详图（1：50）关于施工组织设计：初步拟定施工导流方案、截流渡汛方案、工程分期、主要水工建筑物的施工程序、施工方法和控制性进度，并将计算分析整理成设计计算书和说明书及绘制施工总体平面布置图。三、0江水利枢纽设计资料说明流域概况O江位于我国西南地区，流向自东向西北，全长约122公里，流域面积2558平方公里，在
9、坝址以上流域面积为780平方公里。本流域大部分为山岭地带，山脉、盆地相互交错于其间，地形变化剧烈，流域内支流很多，但多为小的山区河流，地表大部分为松软沙岩、页岩、玄武岩及石灰岩的风化层，汛期河流含沙量较大，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。气候特性（1）气温：年平均气温约为12.8C,最高气温为30.5C,发生在7月份，最低气温5.3,发生在1月份。月平均气温统计表（C）表1月份123456789101112平均气温4.88.311.214.816.318.01
10、8.818.316.012.48.65.912.8平均温度日数表2Jnn12345678910111230000000000000(2)湿度：本区域气候特征是冬干夏湿，每年11月至次年四月特别干燥，其相对湿度在51%73%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67%86%o(3)降水量：最大年降水量可达1213毫米，最小为617毫米，多年平均降水量为905毫米。各月降雨日数统计表表3日月1234567891011125mm2.62.24.34.27.08.611.58.59.69.54.84.35-IOmm0.30.20.21.42.02.42.72.72.62.40.80
11、.11030mm().10.10.70.52.34.64.93.S2.21.30.60.1(4)风力及风向：一般14月风力较大，实测最大风速为15米/秒，风向为西北偏西，水库吹程为12公里。(三)水文特性O江径流的主要来源为降水，在此山区流域内无湖泊调节径流。根据短期水文气象资料研究，一般是每年五月底至六月初河水开始上涨，汛期开始，至十月以后洪水下降,则枯水期开始，直至次年五月。江洪水形状陡涨猛落，峰高而瘦，具有山区河流的特性，实测最大流量为700秒m/S,而最小流量为0.5m3/$。多年平均流量17s经频率分析，求得不同频率的洪峰流量见下表。频率0.0512510流量（mys）2320168
12、0142011801040各月不同频率洪峰流量：（7s）表41234567891011121%4619121960012401550121067039028372%3617111553011201360109060031023335%2314911420850HOO830480250162810%1911793707609807204102101523固体径流：O江为山区性河流，含沙量大小均随降水强度及降水量的大小而变化，平均含沙量达0.5公斤/立米。枯水期极小，河水清澈见底，初步估算30年后坝前淤积高程为2765米。（四）工程地质（1）水库地质：库区内出露的地层有石灰岩、玄武岩、火山角砾岩与
13、凝灰岩等。经地质勘探认为库区渗漏问题不大，但水库蓄水后，两岸的坡积与残积等物质的坍岸是不可避免的，经过勘测，估计可能塌方量约为300万立米，在考虑水库淤积问题时可作为参考。（2）坝址地质：坝址位于。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。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构，对其岩性分述如下:玄武岩：一般为深灰色、灰色、有含泥量气孔，为绿泥石、石英等充填，成为杏仁状构造，并间或有方解石石脉，石英脉等穿其中，这些小脉都是后来沿裂隙充填进来的。坚硬玄武岩应为不透水层，但因节理裂缝较发育，透水性也会随之增加，其矿物成份为普通辉石、检长石、副成分为绿泥石、石英、方解石等。由于玄武岩成分不甚一致，风化程度不同，力学性质亦异，可分为坚硬玄武岩、多孔玄武岩，破碎玄武岩、软弱玄武岩、半风化玄武岩和全风化玄武岩。其物理力学性质见下表。坝基岩石物理力学性质试验表表5岩石名称比重A容重丫(KNm3)采用抗压强度（MPa）半风化玄武岩3.0129.650破碎玄武岩2.9529.250-60火山角砾岩2.9028.735-120软弱玄武岩2.8527.010-20坚硬玄武岩2.9629.2100-160多气孔玄武岩2.8527.870-180全风化玄武岩物理力学性质试验表表6天然含水率W%干容重YKN/比重液限Wl塑限Wf塑性指数Wn压缩系
