【正文】 計）工作條例（暫行規(guī)定）》對：“ 成績 為優(yōu)秀 畢業(yè)論文 （設(shè)計） ，網(wǎng)絡(luò)教育學院將 有權(quán)選取部分論文（設(shè)計） 全文 匯編成集或者在網(wǎng)上公開發(fā)布 。 中國農(nóng)業(yè)大學現(xiàn)代遠程教育 畢業(yè)論文（設(shè)計） 論文題目 水庫土石壩水利工程規(guī)劃與設(shè)計 學 生 指導(dǎo)教師 專 業(yè) 水利水電工程 層 次 專升本 批 次 051 學 號 W110405131520209 學習中心 北京農(nóng)林科學院 工作單位 北京住總第四開發(fā)建設(shè)有限公司 2020 年 7 月 中國農(nóng)業(yè)大學網(wǎng)絡(luò)教育學院制 I 獨 創(chuàng) 性 聲 明 本人聲明所呈交的 畢業(yè) 論文（設(shè)計）是我個人進行的研究工作及取得的研究成果。如因著作權(quán)發(fā)生糾紛，由學生本人負責 ”完全認可，并同意中國農(nóng)業(yè)大學網(wǎng)絡(luò)教育學院可以以不同方式在不同媒體上發(fā)表、傳播畢業(yè)論文（設(shè)計）的全部或部分內(nèi)容。 關(guān)鍵詞 ：土石壩 溢洪道 水利工程 1 目 錄 摘 要 .................................................. Ⅱ 1 設(shè)計區(qū)域概況 ........................................... 2 工程任務(wù)和效益 ..................................................... 2 基本資料 ........................................................... 2 2 樞紐布置 ............................................... 3 工程標準 ........................................................... 3 壩軸線選擇 ......................................................... 3 壩型選擇 ........................................................... 4 樞紐布置 ........................................................... 5 3 壩工設(shè)計 ............................................... 6 擋水壩體斷面設(shè)計 ................................................... 6 細部構(gòu)造設(shè)計 ....................................................... 9 土壩 與壩基、岸坡的連接 ............................................ 12 滲流計算 .......................................................... 12 穩(wěn)定計算 ........................................................... 16 4 泄水建筑物布置 ......................................... 20 溢洪道的布置 ....................................................... 20 溢洪道的設(shè)計 ....................................................... 20 溢洪道的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ................................................... 23 參考文獻 ................................................ 25 致 謝 ................................................. 25 2 1 設(shè)計區(qū)域概況 工程任務(wù)和效益 Z 水庫位于 QH 河干流上，水庫控制面積 4990km2，庫容 億 m3。右岸山高坡陡，左岸岸坡較緩，對樞紐工程布置有利，筑壩在河段較窄處，上游開闊，蓄水量大，蓄水條件好。 水文、水利計算資料 設(shè)計洪水位 ，下游水位 。 氣象、地理資料 多年平均最大風速 9m/s，相應(yīng)于設(shè)計洪水位的吹程為 ，相應(yīng)于校核洪水位的吹程為 。壩址上游均有土料場，平均運距小于 。 —— —— —— —— 穩(wěn)定滲流期 有效應(yīng)力 23186。 20186。 按 SL2522020 中表 ，擋水建筑物（土壩、溢洪道等）的防洪標準為 500 年設(shè)計， 5000年校核。如下表所示： 表 壩軸線對比分析選擇說明表 方案 因素 上壩線 下壩線 地形條件 壩址位于壩區(qū)中部背斜的西北，巖層傾向 QH河上游，河床寬約 300m。巖基未發(fā)現(xiàn)大范圍的夾層，基巖透水性不大。 左岸基巖有一條寬 200～ 250m 呈北北東方向的強透水帶，右岸單薄分水嶺的透水性亦很大，左右岸巖石中等透 水帶下限均可達巖面下 80m左右。 施工條件 河道較寬，便于施工 河道較窄，施工困難 樞紐布置 導(dǎo)流泄洪洞 有一定巖石厚度，出口段避開塌滑體的東邊界，透水性較大，巖層傾向下游，出口段節(jié)理發(fā)育，宜采取措施予以處理。 灌溉發(fā)電洞及樞紐電站 基巖以厚層粉砂巖為主，巖石完整，透水性不大，洞頂以上巖層厚度較小。斜心墻壩介于心墻壩與斜墻壩之間，同時具有兩種壩的優(yōu)缺點，施工難度大，多用于高土石壩，故本設(shè)計不選用此種型式。 土質(zhì)斜墻壩的上游壩坡較緩，防滲體的粘土用量和壩體總工程量一般要比土質(zhì)心墻壩大。 心墻壩由于心墻設(shè)在壩體中部，施工時就要求心墻與壩體大體同時填筑，因而兩者相互干擾大，影響施工進度 。冬季施工暖棚跨度小 ,移動和升高方便，抗震性能好，抗御炸彈能力強，與兩岸的連接方便。布置在左岸單薄分水嶺，沿洞線周圍巖石厚度大于 3 倍開挖洞徑，出口段已避開塌滑體的東邊界，沿線巖層、巖性主要為粉砂巖、細砂巖及礫巖，巖石較為堅硬，堅固系數(shù) Fk= 104Mpa,透水性較大。布置在左岸單薄分水嶺，沿建筑物軸線巖層傾向下游。沿線基巖以厚層粉砂巖為主，巖石完整，透水性不大，洞頂以上巖層厚度較小。如無特殊要求，高壩的頂部寬度可選用 10～ 15m，中低壩可選用 5～ 10m。 1. 計算 正常運用情況下的壩頂超高 Y 壩頂高程由水庫靜水位加上風壅增水高度、壩面波浪爬高、壩體沉降量、防浪墻高及安全超高決定。本次設(shè)計正常情況風速采用多年平均最大風速的 倍， 9= m/s，校核情況采用多年平均最大風速 9m/s。 3）經(jīng)驗系數(shù) KW 依據(jù) W/（ gH） 1/2= ( )1/2=,查得 KW=。 3. 壩頂高程 計算成果列于表 ，如下所示： 表 壩頂高程計算表 計算工況 水庫靜水位 （ m） 計算風速 W （ m/s） 吹程 D （ m） 波浪爬高R （ m） 風壅高度 e （ m） 安全加高A （ m） 壩頂超高Y （ m） 計算壩頂高程（ m） 設(shè)計洪水 5500 校核洪水 9 7500 以上壩頂高程指的是壩體沉降穩(wěn)定后的數(shù)值，因此竣工時的壩頂高程應(yīng)有足夠的預(yù)留沉降值。 防浪墻高度取 ，上述高程為防浪墻頂部高程，則壩頂高程為 772－ ＝ ，壩高為 － ＝ 。 9 壩坡及平臺 碾壓式土質(zhì)防滲體心墻壩，上游壩殼采用堆石時，常用坡度為 1:～ 1:，采用土料時，常用坡度為 1： ～ 1： 。 壩底寬 L=（ ） +（ ） +（ 723699） +3+10+（ ） +（ ） +（ ） +（ ） +（ ） +8 L= (m) 擋水壩體斷面圖 擋水壩體斷面圖如圖 所示 細部構(gòu)造設(shè)計 壩頂構(gòu)造 壩頂無交通要求，采用單層砌石厚 ，為便于排除壩頂雨水，壩頂路面設(shè)直線橫坡，坡度采用 3%，并在壩頂下游側(cè)沿壩軸線布置集水溝，集水溝斷面尺寸 ；在壩頂上游側(cè)設(shè)置防浪墻高 ，用漿砌石筑成，墻頂寬 ，防浪墻基礎(chǔ)伸入防滲體 ；壩頂下游側(cè)設(shè)漿砌石路緣石，斷面尺寸 ，超出壩頂面 。 土質(zhì)心墻一般布置在壩體中部，有時稍偏向上游，以便于和防浪墻相連接，通常采用透水性很小的黏性土筑成。過渡層或反濾導(dǎo)層，從心墻底部一直延伸到頂部。 反濾層構(gòu)造如圖 所示。垂直防滲設(shè)施能可靠而有效地截斷壩基滲透水流，解決壩基防滲問題，在技術(shù)條件可能而又經(jīng)濟合理時，應(yīng)優(yōu)先采用。為加強截水槽與巖石的連接，在截水槽底部澆筑砼蓋板，并設(shè)置砼齒墻。 壩體及壩基防滲構(gòu)造，詳見圖 。排水設(shè)備應(yīng)具有足夠的排水能力，同時應(yīng)按反濾原則設(shè)計，保證壩體和地基土不發(fā)生滲透破壞，設(shè)備自身不被淤堵，且便于觀測和檢修。 用料較少，便于檢修，能夠防止?jié)B流逸出處的滲透變形，并可保護下游壩坡不受沖刷。 依據(jù) SL2742020 中有關(guān)棱體排水設(shè)計規(guī)定及參考教材書中有關(guān)規(guī)定，棱體排水頂部高程應(yīng)保證壩體浸潤線距壩坡面的距離大于該地區(qū)的冰凍深度，并保證超出下游最高水位，超出的高度，對 2 級壩不小于 ，故棱體排水頂部高程為： +=；棱體排水體頂部寬 ，內(nèi)坡 1:1，外坡 1:。上游壩面的工作條件較差，承受風浪的淘刷和冰層、漂浮物的損害，我國建造的土石壩的上游面多采用干砌石護坡。 為了防止雨水的沖刷，在下游壩坡上設(shè)置縱橫向連通的排水溝，沿土石壩與岸坡的接合處，也設(shè)置排水溝以攔截山坡上的雨水。 初擬壩體剖面圖 壩體剖面圖如圖 所示。對于保證填土質(zhì)量、便于施工碾壓，防止接觸沖刷，特別是便于帷幕灌漿等，都是必要的有效措施。如兩岸山坡有強風化層時，可采用截水槽方式將心墻深入到弱風化層內(nèi)。近年來，隨著計算機的快速發(fā)展，數(shù)值解法在滲流分析中得到了廣泛的應(yīng)用，對于復(fù)雜和重要的工程，多采用數(shù)值計算方法來分析。 本次設(shè)計選取第（ 2）種水位組合情況進行滲流計算，即上游設(shè)計洪水位 ，相應(yīng)下游的水位 。 （ 1）