【正文】 河北工程大學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)標(biāo)題：S土石壩樞紐畢業(yè)設(shè)計(jì)年 級(jí)： 　 2011級(jí) 專 業(yè)： 水利水電工程 學(xué) 號(hào)： 110290215 姓 名： 李煒強(qiáng) 指導(dǎo)老師： 李飛 日　　期： 2015年05月20日 S土石壩樞紐畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明及計(jì)算書11級(jí)水利水電工程專業(yè) 李煒強(qiáng)2015年05月20日目　錄S土石壩樞紐的設(shè)計(jì)說明及計(jì)算書前 言 ………………………………………………………………………… 1一、工程的概況及作用 ………………………………………………………… 2 整體工程概況 …………………………………………………………… 2 水庫建成后作用 ……………………………………………………… 2二、設(shè)計(jì)基本資料和數(shù)據(jù) …………………………………………………… 3 工程的地質(zhì) ………………………………………………………………… 3 水文氣象的資料 …………………………………………………………… 4 筑壩材料及其物理力學(xué)的性質(zhì) …………………………………………… 6 工程其它設(shè)計(jì)參數(shù)確立 ……………………………………………… 7三、樞紐布置和壩型選擇 …………………………………………………… 11 樞紐的布置 ………………………………………………………………… 11 壩型的選擇 ………………………………………………………………… 11四、大壩基本尺寸擬定 …………………………………………………… 13 壩頂?shù)母叱? ………………………………………………………………… 13 壩頂?shù)膶挾? ………………………………………………………………… 15 上下游壩坡和平臺(tái)（馬道) ……………………………………………… 16 大壩防滲體 …………………………………………………………………16 排水設(shè)備 ………………………………………………………………… 17 地基的處理 ………………………………………………………………… 17五、大壩的滲流計(jì)算 …………………………………………………………… 18 土石壩的滲流分析 ………………………………………………………… 18 進(jìn)行滲流計(jì)算 …………………………………………………………… 19六、大壩的穩(wěn)定分析 …………………………………………………………… 24 穩(wěn)定分析目的 ………………………………………………………… 24 荷載種類 ……………………………………………………………………24 穩(wěn)定分析方法 …………………………………………………………… 24 對(duì)不利工況分析 ……………………………………………………… 25 大壩穩(wěn)定計(jì)算 …………………………………………………………附表七、壩體的基本構(gòu)造與土石料結(jié)構(gòu)布置 …………………………………… 38 壩頂 ……………………………………………………………………… 38 防滲 ……………………………………………………………………… 38 護(hù)坡 ……………………………………………………………………… 38 排水體 …………………………………………………………………… 39 壩體與壩基、岸坡的連接 ……………………………………………… 39 土石料結(jié)構(gòu)布置 ……………………………………………………… 39結(jié) 束 語 ……………………………………………………………………… 40參考書籍及文獻(xiàn) ……………………………………………………………… 41附 圖前 言本設(shè)計(jì)的題目為S水庫土石壩樞紐工程，其主要設(shè)計(jì)任務(wù)包括兩大部分：第一部分：大壩設(shè)計(jì)根據(jù)所給資料進(jìn)行充分分析，然后根據(jù)相關(guān)規(guī)范，確定洪水標(biāo)準(zhǔn)和工程級(jí)別，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行壩型的選擇和論證，確定壩型、樞紐布置方案和建筑物形式；壩型、樞紐布置及建筑物基本尺寸擬定后，進(jìn)行壩工設(shè)計(jì)、滲流計(jì)算、穩(wěn)定計(jì)算、沉降量計(jì)算，做好地基處理、大壩與岸和地基的連接工作。第二部分：遂洞設(shè)計(jì)根據(jù)相關(guān)資料、設(shè)計(jì)要求，查閱相關(guān)書籍規(guī)范，先進(jìn)行隧洞的總體布置，對(duì)其進(jìn)口建筑物型式與布置、出口消能型式與布置、洞身型式與布置做詳細(xì)的規(guī)劃布置；接下來進(jìn)行水力計(jì)算，對(duì)過水能力、消能及壓坡線進(jìn)行計(jì)算；然后進(jìn)行洞身結(jié)構(gòu)計(jì)算，對(duì)荷載內(nèi)應(yīng)力、配筋進(jìn)行計(jì)算，最后在此計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)將隧洞布置于左岸。一、工程概況及作用 工程概況 S水庫樞紐工程位于青海省共和縣恰卜恰鎮(zhèn)溝后村附近的黃河一級(jí)支流—溝后河上。，總庫容330萬立方米。溝后河發(fā)源于共和縣南北山麓。溝后水庫位于溝后河的上游，壩址以上為高山峽谷，以下為廣闊的共和盆地，該河在壩址下游35公里處注入黃河。共和盆地是共和縣的主要農(nóng)業(yè)區(qū)，壩址下游13公里的恰卜恰鎮(zhèn)是海南芷族自治州和共和縣兩級(jí)政府所在地，是海南政治、經(jīng)濟(jì)、文化的中心和少數(shù)民族的聚居地，有近三萬各族同胞居住在這里。共和縣所有的工業(yè)均集中在恰卜恰鎮(zhèn)。 水庫建成后的作用本水庫為安置龍羊峽水庫庫區(qū)移民的配套工程。水庫以灌溉為主，可灌溉共和縣農(nóng)田二萬畝，林地五千畝，同時(shí)解決恰恰鎮(zhèn)三萬多居民的生活及城鎮(zhèn)工業(yè)用水。二、設(shè)計(jì)基本資料與數(shù)據(jù) 工程地質(zhì) 水庫庫區(qū)工程地質(zhì)條件S河發(fā)源于共和縣南北山麓，S水庫位于S河的上游，壩址以上為高山峽谷區(qū)，以下為廣闊的共和盆地，該河在壩址下游35公里處注入黃河。水庫庫區(qū)兩岸分水岑，山頂高程3781米，山體寬厚不存在深切的鄰谷和洼地，庫內(nèi)兩岸斜坡面較平直，沒有大型沖溝發(fā)育。壩址處河床高程為3211米，與兩岸山頂相對(duì)高差達(dá)560米。水庫庫區(qū)基巖全部為印支期致密、堅(jiān)硬的閃長(zhǎng)巖及花崗閃長(zhǎng)巖，其微風(fēng)化—新鮮巖石的單位吸水量ω﹤米，為相對(duì)不透水層，兩岸分水嶺相對(duì)不透水層的最低高程都在3360米以上，庫區(qū)未發(fā)現(xiàn)大的斷裂、破碎帶和節(jié)理裂隙密集帶，即在地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造上不存在集中滲漏的通道，從上述地形、地質(zhì)條件判斷，庫區(qū)蓄水條件較好。庫區(qū)兩岸基巖坡度一般在55度左右，岸邊未發(fā)現(xiàn)規(guī)模較大的緩傾角結(jié)構(gòu)面，水庫蓄水后一般是穩(wěn)定的。由于該地區(qū)屬大陸性高原氣候區(qū)，日夜溫差很大，物理風(fēng)化嚴(yán)重，兩岸坍塌現(xiàn)象較發(fā)育，故兩岸斜坡基巖面上廣泛分布著坍塌物質(zhì)，其中崩積、坡積的塊石、碎石一般是穩(wěn)定的，而壤土極為疏松，屬高壓縮性、強(qiáng)失陷性土，對(duì)穩(wěn)定不利，壩段部分須挖除，水庫蓄水后估算總塌岸量約為15萬立方米，將影響水庫壽命。水庫盆地基底及庫岸基巖屬相對(duì)不透水層，故水庫沒有浸沒問題。 壩址區(qū)工程地質(zhì)條件壩軸線位于溝后河峽谷口上游500米處，河谷狹窄，所在河段南北走向，平均河寬60米，兩岸岸坡左陡右緩，左岸坡度450左右，右岸坡度350左右。基巖上分布著第四系全新統(tǒng)堆積物，其覆蓋面積約占?jí)螀^(qū)的70%80%。河床砂卵石層厚1214米，透水性強(qiáng)，且整層結(jié)構(gòu)疏松，分選性差，存在滲透穩(wěn)定問題，應(yīng)做壩基防滲處理，河谷兩岸基巖上分布著崩積、坡積塊、碎石，層厚1020米，邊坡穩(wěn)定性差，建壩前須做處理。壩址區(qū)基巖為花崗閃長(zhǎng)巖。屬堅(jiān)硬巖石類，基巖表層弱風(fēng)化帶裂隙發(fā)育，具有程度不同的透水性。左岸嚴(yán)重透水層（ω=110升/分米）厚3040米，相對(duì)不透水層埋深5060米。右岸較嚴(yán)重透水層（ω=米）厚1040米，相對(duì)不透水層埋深50米左右。壩基E斷層在下游臨溝出露，影響帶寬46米，（單位吸水量ω=米）屬中等透水帶。當(dāng)水庫蓄水后，將形成沿壩基和壩肩的滲透，必須做防滲處理。經(jīng)國(guó)家地震局蘭州地震研究所鑒定，S水庫的基本地震烈度為六度。 泄洪隧洞的工程地質(zhì)條件泄洪洞布置在壩區(qū)河谷左岸，地形地質(zhì)條件均優(yōu)于右岸。沿地面高程32403290米，隧洞建基高程32353211米。穿越地層巖性為花崗閃長(zhǎng)巖，圍巖致密堅(jiān)硬，牢固系數(shù)fk=79，巖石彈性抗力系數(shù)K=600800kg/cm2。但圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體成塊狀砌體結(jié)構(gòu)，隧洞沿線依次通過F3F3F1F9四個(gè)斷層。隧洞開挖時(shí)，可能產(chǎn)生坍塌或掉塊，應(yīng)采取支護(hù)措施。 水文氣象資料 氣象流域內(nèi)大部分地區(qū)人煙稀少，沒有氣象臺(tái)站，僅在恰卜恰鎮(zhèn)有氣象站，也無實(shí)測(cè)系列水文資料，徑流、洪水、泥沙計(jì)算系根據(jù)《青海省水文手冊(cè)》及“設(shè)計(jì)暴雨洪水圖集”等有關(guān)參考資料進(jìn)行。流域所在地區(qū)地勢(shì)高，氣溫多變，年平均氣溫低，℃，晝夜及地勢(shì)溫差大，無霜期短，年日照時(shí)間長(zhǎng)，大部分地區(qū)寒冷而干燥，常冬無夏，純屬大陸性高原氣候區(qū)。本區(qū)雖地處內(nèi)陸，但因青海湖調(diào)節(jié)作用，降水相對(duì)豐富。降水集中在69月，%。暴雨歷時(shí)短，據(jù)統(tǒng)計(jì)年最大6小時(shí)降雨量占24小時(shí)降雨量的70%左右，大部分地區(qū)年蒸發(fā)量是降水量的310倍。表2－1 主要?dú)庀笠蛩靥卣髦当眄?xiàng)目單位數(shù)值備注年平均氣溫℃無霜期天99年平均降水量毫米極端最低溫度℃