【正文】 《壩工課程設(shè)計(jì)》 平山水利樞紐設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)姓 名班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)老師：完成時(shí)間： 211目錄1 基本資料及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 3 基本資料 3 42 樞紐布置 6 樞紐的組成建筑物及等級(jí) 6 6 樞紐總體布置方案的確定 73 土石壩設(shè)計(jì) 8 8 9 10 壩體排水設(shè)計(jì) 11 反濾層和過(guò)渡層 11 護(hù)坡設(shè)計(jì) 12 頂部構(gòu)造 13 馬道和壩頂、壩面排水設(shè)計(jì) 13 地基處理及壩體與地基岸坡的連接 14 滲流計(jì)算 14 壩坡穩(wěn)定計(jì)算（只作下游坡一個(gè)滑弧面的計(jì)算） 164 溢洪道設(shè)計(jì) 18 溢洪道路線選擇和平面位置的確定 18 溢洪道基本數(shù)據(jù) 18 工程布置 18 19 22 235 設(shè)計(jì)成果說(shuō)明 23附圖一：樞紐布置平面圖 23附圖二：壩軸線處地質(zhì)剖面圖 231 基本資料及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 基本資料平山水庫(kù)位于Ｇ縣城西南３公里處的平山河中游，該河系睦水的主要支流，全長(zhǎng)28公里，流域面積為556平方公里，壩址以上控制流域面積431平方公里；沿河道有地勢(shì)比較平坦的小平原，地勢(shì)比較平坦的小平原，地勢(shì)自南向東由高變低．；河床比降3 ‰,河流發(fā)源于蘇塘鄉(xiāng)大源錠子，整個(gè)流域物產(chǎn)豐富，土地肥沃，下游盛產(chǎn)稻麥，上游蘊(yùn)藏著豐富的木材，竹子等土特產(chǎn)．由于平山河為山區(qū)性河流，雨后山洪常給農(nóng)作物和村鎮(zhèn)造成災(zāi)害，另外，當(dāng)雨量分布不均時(shí)，又易造成干旱現(xiàn)象，因此有關(guān)部門(mén)對(duì)本地區(qū)作了多次勘測(cè)規(guī)劃以開(kāi)發(fā)這里的水利資源。樞紐主要任務(wù)以灌溉發(fā)電為主，并結(jié)合防洪，航運(yùn)，養(yǎng)魚(yú)及供水等任務(wù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。根據(jù)初步規(guī)劃，本工程灌溉面積為20萬(wàn)畝（高程在102m以上），裝機(jī)9000千瓦．防洪方面，由于水庫(kù)調(diào)洪作用，使平山河下游不致洪水成災(zāi)，同時(shí)配合下游睦水水利樞紐，對(duì)睦水下游也能起到一定的防洪作用，在流域規(guī)劃中規(guī)定本樞紐在通過(guò)設(shè)計(jì)洪水流量時(shí)，控制最大泄流流量不超過(guò)900 m3 /s.　在航運(yùn)方面，上游庫(kù)區(qū)能增加航運(yùn)里程20公里，下游可利用發(fā)電尾水等航運(yùn)條件，使平山河下游四季都能筏運(yùn)，并擬建竹木最大過(guò)壩能力為25噸的筏道。，地質(zhì)概況地形情況：平山河流域多為丘陵山區(qū)，在平山樞紐上游均為大山區(qū)，河谷山勢(shì)陡峭，河谷邊坡一般為600 ~700 ,地勢(shì)高差都在80~120m，河谷沖溝切割很深，山脈走向大約為東西方向，巖基出露很好，河床一般為100m左右，河道彎曲相當(dāng)厲害，尤其樞紐布置處更為顯著形成Ｓ形，沿河沙灘及坡積層發(fā)育，尤以壩址下游段的平山嘴下游一帶及壩下陳家上游一帶更為發(fā)育，其他地方則很少，在壩軸下游300m處的兩岸河谷呈馬鞍形，其覆蓋物較厚，巖基產(chǎn)狀凌亂。地質(zhì)情況：靠上游有泥盆五通砂巖靠下游為二疊紀(jì)灰?guī)r，幾條壩軸線皆落在五通砂巖上面。地質(zhì)構(gòu)造特征有：在平山嘴以南，即石灰?guī)r與砂巖分界處，發(fā)現(xiàn)一大斷層，其走向近東西，傾向大致向北西，在第一壩軸線左肩的五通砂巖，特別破碎，在100多米范圍內(nèi)就有三，四出小斷層，產(chǎn)狀凌亂，壩區(qū)右岸破碎達(dá)60米的鉆孔巖芯獲得率僅為20%，可見(jiàn)巖石裂隙十分發(fā)育。巖石的滲水率都很小，~，~，~。壩區(qū)下游石灰?guī)r中，發(fā)現(xiàn)兩處溶洞，平山嘴大溶洞和大泉眼大溶洞，前者對(duì)大壩及庫(kù)區(qū)均無(wú)影響，但后者朝南東方向延伸的話，則可能通向庫(kù)壁，待將來(lái)蓄水后，庫(kù)水有可能順著溶洞漏到庫(kù)外，為此，目前正在加緊地質(zhì)勘探工作，以便得出明確的結(jié)論和提出處理意見(jiàn)。~，Ｋ＝１104 cm/s，浮容重γ′=，內(nèi)摩擦角Φ=35?。，氣象1）水文：由于流域徑流資料缺乏，設(shè)計(jì)年月徑流量及洪水流量不能直接由實(shí)測(cè)徑流分析得到，必須通過(guò)降雨徑流間接推求．根據(jù)省水文站由Ｃ城站插補(bǔ)延長(zhǎng)得三天雨量計(jì)算頻率：，，％＝1860m3/s， Q0..5%=1550m3/s， Q1%=1480m3/s。2）氣象：多年平均風(fēng)速10m/s，水庫(kù)吹程Ｄ＝９Ｋm，多年平均降雨量430mm/年，庫(kù)區(qū)氣候溫和，? C，?C，年最低氣溫－? C。1)壩頂無(wú)交通要求2)對(duì)外交通情況水路：由Ｂ城至溪口為南江段上水，自溪口至Ｃ城系睦水主流，為內(nèi)河航運(yùn)，全長(zhǎng)256公里，可通行3～6噸木船，枯水季只能通行3噸以下船只，水運(yùn)較為困難。公路：附近公路線為AF干道，B城至C城段全長(zhǎng)365KM，晴雨暢通無(wú)阻，但Ｃ城至壩址尚無(wú)公路通行。鐵路：D城為樂(lè)萬(wàn)鐵路車(chē)站，由B城至D城180KM,至工地有53公里。3)地震：本地區(qū)為5～6度，設(shè)計(jì)時(shí)可不考慮。根據(jù)規(guī)范自定。1） 正常水位（設(shè)計(jì)洪水位）：；2） 最高洪水位（校核洪水位）：；3） 死水位： m（發(fā)電極限工作深度8m）；4） 灌溉最低庫(kù)水位：；5） 總庫(kù)容：；6） 水庫(kù)有效庫(kù)容：；7） 庫(kù)容系數(shù)：；8） 發(fā)電調(diào)節(jié)流量Qp=，；9） 發(fā)電最大引用流量Qmax=28 m3/s，；10） 通過(guò)設(shè)計(jì)洪水位流量（Q1%）時(shí)，溢洪道最大泄水量Qmax=1340 m3/s。1）大壩：布置在1壩軸線上；2）溢洪道：；3）水電站：裝機(jī)容量9000KW，3臺(tái)機(jī)組，廠房尺寸為309m2；4）灌溉：主要灌區(qū)位于河流右岸，渠首底高程102m，，渠道邊坡1:1；5）水庫(kù)放空隧洞：為便于檢修大壩和其它建筑物，擬利用導(dǎo)流隧洞作放空洞。6）筏道：為干筏道，上游坡不陡于1:4，下游坡不陡于1:3，平臺(tái)尺寸為3020m2。1）土料：主要有粘土和壤土，儲(chǔ)量多，質(zhì)量尚佳，可作為筑壩材料。2）砂土：，儲(chǔ)量多，可供筑壩使用。3）石料：可在壩址下游附近開(kāi)采，石質(zhì)為石灰?guī)r及砂巖，質(zhì)地堅(jiān)硬，儲(chǔ)量豐富。 土料特性表土壤類(lèi)別干容重γd（KN/m3)最優(yōu)含水率W最優(yōu)（％）孔隙率n（％）內(nèi)摩擦角Φ粘聚力Ｃ（Ｋpa）滲透系數(shù)Ｋ（cm/s)粘土254018176。30′371106壤土23176。41′121105坡土22176。（濕）33176。（干）（濕）1103 砂土特性表土壤類(lèi)別干容重γd（KN/m3)孔隙率n（％）內(nèi)摩擦角Φ滲透系數(shù)Ｋ（cm/s)浮容重γ′（KN/m3)砂土163001102 石料特性表干容重γd（KN/m3)孔隙率n（％）內(nèi)摩擦角Φ3338?2 樞紐布置 樞紐的組成建筑物及等級(jí) 水庫(kù)樞紐建筑物組成根據(jù)水庫(kù)樞紐的任務(wù)，該樞紐組成建筑物包括：攔河大壩、溢洪道、水電站建筑物、灌溉渠道、水庫(kù)放空隧洞（擬利用導(dǎo)流洞作放空洞）、筏道。根據(jù)《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》以及該工程的一些指標(biāo)確定工程規(guī)模如下：1）各效益指標(biāo)等別：根據(jù)樞紐灌溉面積為20萬(wàn)畝,即20/15=，～，屬Ⅲ等工程；根據(jù)電站裝機(jī)容量9000千瓦,即9MW，小于10MW，屬Ⅴ等工程；，在10～，屬Ⅱ等工程。2）水庫(kù)樞紐等別：根據(jù)規(guī)范規(guī)定，對(duì)具有綜合利用效益的水電工程，各效益指標(biāo)分屬不同等別時(shí)，整個(gè)工程的等別應(yīng)按其最高的等別確定，故本水庫(kù)樞紐為Ⅱ等工程。3）水工建筑物的級(jí)別：根據(jù)水工建筑物級(jí)別的劃分標(biāo)準(zhǔn)，Ⅱ等工程的主要建筑物為2級(jí)水工建筑物，所以本樞紐中的攔河大壩、溢洪道、水電站建筑物、灌溉渠道、水庫(kù)放空隧洞為2級(jí)水工建筑物；次要建筑物筏道為3級(jí)水工建筑物。 擋水建筑物型式的選擇在巖基上有三種類(lèi)型：重力壩、拱壩、土石壩。1）重力壩方案從樞紐布置處地形地質(zhì)平面圖及1壩軸線地質(zhì)剖面圖上可以看出，壩址基巖為上部為五通砂巖，下面為石英砂巖和砂質(zhì)頁(yè)巖，～，五通砂巖厚達(dá)30～80m，若建重力壩清基開(kāi)挖量大，目前C城至壩址尚無(wú)鐵路、公路通行，修建重力壩所需水泥、鋼筋等材料運(yùn)輸不方便，且不能利用當(dāng)?shù)刂尾牧?，故修建重力壩不?jīng)濟(jì)。2）拱壩方案修建拱壩理想的地形條件是左右岸地形對(duì)稱(chēng)，岸坡平順無(wú)突變，在平面上向下游收縮的河谷段；而且壩端下游側(cè)要有足夠的巖體支撐，以保證壩體的穩(wěn)定。該河道彎曲相當(dāng)厲害，尤其樞紐布置處更為顯著形成S形，1壩址處沒(méi)有雄厚的山脊作為壩肩，左岸陡峭，右岸相對(duì)平緩，峽谷不對(duì)稱(chēng)，成不對(duì)稱(chēng)的“U”型，下游河床開(kāi)闊，無(wú)建拱壩的可能。3）土石壩方案土石壩對(duì)地形、地質(zhì)條件要求低，幾乎在所有的條件下都可以修建，且施工技術(shù)簡(jiǎn)單，可實(shí)行機(jī)械化施工，也能充分利用當(dāng)?shù)亟ㄖ牧?，覆蓋層也不必挖去，因此造價(jià)相對(duì)較低，所以采用土石壩方案。 泄水建筑物型式的選擇土石壩最適合采用岸邊溢洪道進(jìn)行泄洪，在壩軸線下游300m處的兩岸河谷呈馬鞍形，右岸有馬鞍形埡口，采用正槽式溢洪道泄洪，泄水槽與堰上水流方向一致，水流平順，泄洪能力大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行安全可靠，適用于各種水頭和流量。 其它建筑型式的選擇1）灌溉引水建筑物采用有壓式引水隧洞與灌溉渠首連接。進(jìn)口設(shè)有攔污柵、進(jìn)水喇叭口、閘門(mén)室及漸變段；洞身采用鋼筋混凝土襯砌；出口段設(shè)有一彎曲段連接渠首，并采用設(shè)置擴(kuò)散段的底流消能方式。主要灌區(qū)位于河流右岸，渠首底高程102m，，渠道邊坡1:1。2）水電站建筑物因?yàn)橥潦瘔尾灰瞬捎脡问剿娬荆瞬捎靡桨l(fā)電，所以這里用單元供水式引水發(fā)電。3）過(guò)壩建筑物主要是筏道，采用干筏道。20m2，上游坡不陡于1:4，下游坡不陡于1:3。4）施工導(dǎo)流洞及水庫(kù)放空洞施工導(dǎo)流洞及水庫(kù)放空洞，均采用有壓式。為便于檢修大壩和其它建筑物，擬利用導(dǎo)流隧洞作放空洞。 樞紐總體布置方案的確定擋水建筑物：土石壩（包括副壩在內(nèi)）按直線布置在河彎地段的1壩址線上。泄水建筑物：溢洪道布置在大壩右岸的天然埡口處。灌溉引水建筑物：引水隧洞緊靠在溢洪道的右側(cè)布置。水電站建筑物：引水隧洞、電站廠房、開(kāi)關(guān)站等布置在右岸（凸岸），在副壩和主壩之間，廠房布置在開(kāi)挖的基巖上，開(kāi)關(guān)站布置在廠房旁邊。施工導(dǎo)流洞及水庫(kù)放空洞：布置在左岸的山體內(nèi)。綜合考慮各方面因素，最后確定樞紐布置直接繪制地形地質(zhì)平面圖，見(jiàn)附圖一。 3 土石壩設(shè)計(jì) 影響土石壩壩型選擇的因素有：壩高；筑壩材料；壩址區(qū)的地形地質(zhì)條件；施工導(dǎo)流、施工進(jìn)度與分期、填筑強(qiáng)度、氣象條件、施工場(chǎng)地、運(yùn)輸條件、初期度汛等施工條件；樞紐布置、壩基處理型式、壩體與泄水引水建筑物等的連接；樞紐的開(kāi)發(fā)目標(biāo)和運(yùn)行條件；土石壩以及樞紐的總工程量、總工期和總造價(jià)。樞紐大壩采用當(dāng)?shù)夭牧现?，?jù)初步勘察，且儲(chǔ)量很多，一般質(zhì)量尚佳，可作筑壩之用。砂料可在壩軸線下游1～3公里河灘范圍內(nèi)及平山河出口處兩岸河灘開(kāi)采。石料可以用采石場(chǎng)開(kāi)采，采石場(chǎng)可用壩軸線下游左岸山溝較合適，其石質(zhì)為石灰?guī)r、砂巖，質(zhì)量良好，質(zhì)地堅(jiān)硬，巖石出露，覆蓋淺，易開(kāi)采。－。從建筑材料上說(shuō)，該樞紐壩型選擇均質(zhì)壩、多種土質(zhì)分區(qū)壩、心墻壩、斜墻壩均可。1）均質(zhì)壩。壩體材料