毕业设计--水库工程设计

1、毕业设计一水库工程设计黑龙江大学水利电力学院毕业设计任务书丁山水库工程设计名:学 号:指导教师：杨革2012年12月30日1 毕业设计目的、任务11设计目的毕业设计是完成水利水电工程专业人才培养目标最后一项实践性教学环节。是 在完成其它实践教学环节的基础上，通过对有代表性的已建或在建工程的资料分析, 结合生产实际，进行水利水电工程设计，提高专业基本技能及工作能力的一项指导 性实践环节。毕业设计的基本任务是培养学生综合运用基础理论知识和专业知识解决工程设 计问题的能力，掌握工程设计原则、设计方法和设计步骤；培养学生善于运用设计 图册、国家标准规范和规程，提高设计计算、专业绘图及编写设计文件等基本

2、技能; 提高学生分析问题、解决问题、独立工作的能力。1.2设计任务主要使该设计者掌握土石坝及溢洪道的相关设计内容。2.基本资料2.1设计资料2.1.1工程概况丁山水库位于QH河干流上，水库控制流域面积4990 km2,总库容5. 05X108mSo 水库以灌溉发电为主，结合防洪，可引水灌溉农田71.2X105亩，远期可发展到10. 4 X105Wo灌区由一个引水流量为45ni$/s的总干渠和4条分干渠组成，在总干渠渠首 及下游24km处分别修建枢纽电站和HZ电站，总装机容量31. 45MW,年发电量1. 129 X108kW.ho水库防洪标准为百年设计，万年校核。枢纽工程由挡水坝、溢洪道、导

3、流泄洪洞、灌溉发电洞及枢纽电站组成。2.2设计基本资料2.2.1水文资料表水文资料1.号名称单位数量备注1利用水文系列年限年22 2代表性流量1 多年平均流量m5/s21.9调查历史最大流量m5/s3980设计洪水洪峰流量（P=1%）nr/s4000校核洪水洪峰流量（P=0.1%）nr/s6550保坝洪水洪峰流量（Pm5/s9100=0.01%)3洪量设计洪水洪量（P=m/s5. 00 X5d1%)10 s校核洪水洪量（P=m3/s7. 95 X5d0.1%)10s4多年平均径流量m-/s6. 94 X10s5多年平均输沙量t431Xl(h表1-2水库工程特征值序号名称单位数量备注1设计洪水时

4、最大泄流量m3/s2000.00其中溢洪道815相应下游水位in700.55校核洪水时最大泄流量in3/s6830.00其中溢洪道56002相应下游水位in705.60水库水位校核洪水位（P=0.01%）in770.403设计洪水位（P=l%）in768.10兴利水位in767.20汛限水位in760.703死水位m737.00水库容积总库容n?5.05 X108校核水位设计洪水位库容in34.63 X108I防洪库容in31.36 X108兴利库容in33.51 X108其中共用库容in31.10X108死库容in31.05 X1085库容系数50.50%6调节特性多年导流泄洪洞形式明流遂洞

5、工作闸门前为有压7遂洞直径in8城门洞型压力遂洞8m消能方式挑流序名称单位数量备注号最大泄 *(P=0.01%)m3/s1230.00最大流流速in/s23.10闸门尺寸mxm7x6.5弧形门7启闭机t300.00油压启闭机检修门mxm8x9.00斜拉门进口底部高程in703.358灌溉发电隧洞内径m5.40灌溉支洞内径in3.00最大流量in3/s45.00进口底高程in731.64形式压力钢管2.2.2气象流域年平均降雨量686.1mm, 70%集中在69月，多年年平均气温89 C,多 年平均最高气温29.1 C （6月），多年平均最低气温-14.3 C （1月），多年平均最 大风速9m/

6、s,水位76& lm时水库吹程5. 5km。2.2.3地质（1）坝址区工程地质条件QH河在丁山水库坝址区呈一弯度很大的S形。坝段位于S形的中、上段。坝段 右岸为侵蚀型河岸，岸坡较陡，基岩出露。上下坝线有约300m长的低平山梁（单薄 分水岭），左岸为侵蚀堆积岸，岸坡较缓，有大片土层覆盖。右岸单薄分水岭是QH 河环绕坝段左岸山体相对侧向侵蚀的结果。坝址区基岩以紫红色、紫灰色细砂岩为主，间夹砾岩、粉砂岩和少数砂质页岩。 地层岩相变化剧烈，第四系除厚度不大的砂层、卵石层外，主要是黄土类土，在大 地构造上处于相对稳定区，未发现有大的断裂构造迹象。坝址区左岸有一大塌滑体，体积约45X10W,对工程布置有一

7、定影响。本区地震基本烈度为6度，建筑物按7度设防。上坝址：上坝址位于坝区中部背斜的西北，岩层倾向QH河上游。河床宽约300m,河 库砂卵石覆盖平均厚度5m,渗透系数lXlOtm/s。一级阶地（QJ表层具中偏强湿 陷性。左岸730m髙程以上为三级阶地（Q2）,具中偏弱湿陷性。岩基未发现大范围的夹层，基岩的透水性不大。河床中段及近右岸地段，沿113-111-115-104-114各钻孔连线方向，在岩面下2147m深度范围内，有一强透水 带，w=5. 4630L/ (s. m.m)，下限最深至基岩下约80m。基岩透水性从上游向下游 有逐渐增大的趋势，左岸台地黄土与基岩交界处的砾岩(最大厚度6m)透水

8、性强， 渗透系数K=10m/do左岸单薄分水岭岩仍属于中强透水性，平均w=0. 48L/(s. m. m), 应考虑排水，增加岩体稳定。下坝址：位于上坝址同一背斜的东南翼，岩层倾向下游；河床宽约120m,左岸为二、 三级阶地，右岸731m高程以下为基岩，以上为三级阶地。左岸基岩有一条宽200250m呈北东方向的强透水带，右岸Z沟单薄分水岭的 透水性亦很大，左右岸岩石中等透水带下限均可达岩面下80m左右。河床地段基岩 透水性与中等透水带厚度具有从上游向下游逐渐变小的趋势。下游发现承压水，二、 三级阶地砾石层透水性与上坝线相同，左岸坝脚靠近塌滑体。(2)溢洪道工程地质条件上坝线方案溢洪道堰顶高程7

9、57m,沿建筑物轴线岩层倾向下游。岩性主要为坚 硬的细砂岩，其中软弱层多为透镜体，溢洪道各部分的抗滑稳定条件是好的。下坝 线溢洪道堰顶高程750m。基础以下10m左右为砂质页岩及夹泥层，且单薄分水岭岩 层风化严重，透水性大，对建筑物安全不利。2.2.4天然建筑材料土料场坝址上、下游均有土料场，储量丰富，平均运距小于1.5KM。根据155组试验成 果统计，土料平均黏粒含量为26.4%,粉粒55. 9%,粉砂17. 6%,其中25%属粉质黏 土，60. 7%属重粉质壤土，14.3%属中粉质壤土。平均塑性指数11.1,最大干重度16. 7KN/M5,最优含水量20. 5%,渗透系数0. 44X105

10、cm/so具有中等压缩性，强度特 性见表1-2 o表-3土料的强度特性试验方法统计方法抗剪强度指标 / (0) c/kPa饱和固结快剪（25组）快剪（82组）快剪（18组）快剪（8组）算术平均算术小值平均算术平均算术小值平均算术平均算术小值平均算术平均算术小值平均算术平均算术小值平均算术平均算术小值平均算术平均算术小值平均23. 2720. 9621.5421.3021.3021.0022. 6820. 035& 323.82& 825. 752928.72&019.329.329.329.319.458.335.622.535.645. 129.345. 129.3三轴不排算术平均水剪（10

11、算术小值组）三轴不排水剪（6组）平均算术平均算术小值平均三轴饱和算术平均固结不排水剪（6组）算术小值平均试验方法统计方法野外自然坡度角（29组）算术平均算术小值平均算术平均算术小值室内剪切平均试验算术平均算术小值平均20. 0028.825.23.013. 302&025. 20&018. 2042.022. 3035.0抗剪强度指标 / (0)c/kPa35. 7031.2031. 1029. 1031.0029. 00砂砾料主要分布在河滩上，储量为800X10“m,扣除漂石及围堰淹没部分，可利用的 砂砾料约650X104m其颗粒级配良好，根据野外29组自然坡度试验，34组室内试 验分析，统

12、计成果分析如下：天然重度18. 7kN/m8,软弱颗粒含量2.64%。颗粒组成 见表1-3 o表1-4砂砾料颗粒组成粒径284252100.10101 0广01特别重要的城市、工矿区重要城市、工矿区中等城5001507511500100100150505057525252型市、工矿 区305小一般城0. 1 0.、2. 5 0(1市、工矿3055 0.50105）型区小0.01 0五(250. 50. 05001）型表1-7水工建筑物级别划分临时性建筑物的级别工程等别永久性建筑物的级、123二234三345四455主要建次要建筑物 筑物五555表-8永久性挡水和泄水建筑物正常运用洪水期标准建筑物级 别12345洪水重现 期（年）51523000 00 0 03 设计任务1）土坝工程坝顶高程复核计算土坝设计包括土坝加高拟按加设防浪墙方案与填土加高培厚方案比较选择设计方案，坝 顶路面设计，土坝渗流计算，