【正文】 to help the region to achieve good economic benefit. According to the requirement of flood control, flood regulation putation of reservoir, to determine the crest elevation and release flood waters building size。通過(guò)對(duì) 某 河地形地質(zhì)、水文資料、氣候特征的分析，結(jié)合當(dāng)?shù)?的建筑材料，設(shè)計(jì)適合的樞紐工程來(lái)幫助流域地區(qū)實(shí)現(xiàn)很好的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)防洪要求，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計(jì)算，確定壩頂高程及泄洪建筑物尺寸；通過(guò)分析，對(duì)可能的方案進(jìn)行比較，確定樞紐組成建筑物的形式、輪廓尺寸及水利樞紐布置方案；詳細(xì)作出大壩設(shè)計(jì)，通過(guò)比較，確定壩的基本剖面與輪廓尺寸，擬定地基處理方案與壩身構(gòu)造，進(jìn)行水力、靜力計(jì)算；對(duì)泄水建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇建筑物的形式、輪廓尺寸，確定布置方案。 through the analysis, on the possible options, determine the hub of the building form, dimensions and water conservancy hub layout plan made in detail。既是所學(xué)理論知識(shí)鞏固深化過(guò)程，也是理論與實(shí)踐相結(jié)合的過(guò)程。 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是 木戛利 水利樞紐工程，此工程是以灌溉為主，兼顧供水和防洪的綜合利用的水利樞紐。 全文包括設(shè)計(jì)擋水建筑物即擋水 的 壩，泄水建筑物即溢洪道的設(shè)計(jì)以及土壩細(xì)部構(gòu)造與壩基處理等部分，詳細(xì)的介紹了該水利樞紐工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容。 水文氣象條件 （ 1） 水庫(kù)主要水文數(shù)據(jù)表 水庫(kù)特征水位，見(jiàn)表 。 壩址地形、地質(zhì)與河床覆蓋條件 （ 1）地形地貌 壩址基本對(duì)稱(chēng)的“ U”型谷，左岸地形坡度為 35176。 右岸：巖性與左岸相同，殘坡積層厚 3m，強(qiáng)風(fēng)化層厚 43m，下部為弱風(fēng)化，該岸19 ～ 36m為斷層。 ② 溢洪道工程地質(zhì)條件 溢洪道位于樞紐區(qū)右岸，地表主要為殘坡積層及全風(fēng)化玄武巖覆蓋。物理、力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表 。 41 ′14. 7~ 47. 6粘粒含量 ( %) 15 ~ 40 基本合格塑性指數(shù) 10~ 20 合格滲透系數(shù) K(c m / s ）碾壓后＜ 1 105c m / s合格最大干容重 γd m a x(g / c m3)飽和容重 γ(g / c m3）最優(yōu)含水量 （ % ） 內(nèi)摩擦角 φ （176。小于 5mm 的細(xì)粒含量為 %。 57′，內(nèi)聚力 C=，符合壩殼料φ大于 30 度的質(zhì)量要求。 33′ 50176。 第 9 頁(yè) 第 3 章壩型選擇及樞紐布置 壩址選擇及壩型選擇 壩址選 擇 壩址基本對(duì)稱(chēng)的“ U”型谷，左岸地形坡度為 35176。 樞紐組成建筑物確定 ：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，由于壩址附近有大量天然的防滲土料、石渣料、筑壩料和開(kāi)挖料，因此造價(jià)相對(duì)較低，所以采用 土石壩方案。 第 10 頁(yè) 第 4 章大壩設(shè)計(jì) 土石壩壩型選擇 斜墻壩 :斜墻壩土質(zhì)防滲體設(shè)在上游或接近上游面，該壩型斜墻與壩體施工干擾小，但其抗震性和適應(yīng)不均勻沉降的性能不如心墻壩。 壩的斷面設(shè)計(jì) 大壩剖面輪廓尺寸包括壩頂高程、壩頂寬度、上下游壩坡、防滲體及排水設(shè)施等 。 由《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL2742020 知，設(shè)計(jì)波浪爬高值應(yīng)根據(jù)工程等別確定， 3 級(jí)壩采用累積頻率為 1％ 的爬高值 R1％ 。 設(shè)計(jì)的壩頂高程是指大壩沉降穩(wěn)定后的壩頂高程，因此竣工時(shí)的壩頂高程應(yīng)預(yù)留足夠的沉降量，一般施工良好的土石壩，壩體沉降量約為壩高的 %~%，為防止壩頂?shù)陀谠O(shè)計(jì)高程應(yīng)預(yù)留適當(dāng)?shù)某两盗?，按壩高?%預(yù)留 ,則壩頂高程為 ，防浪墻高 ，則碾壓壩頂高程為 ，壩高 。初步擬定壩頂寬度為 8m。 第 13 頁(yè) 根據(jù)規(guī)范規(guī)定與實(shí)際結(jié)合，上游坡率取 ，下游自上而下分別取 ,，下游自下而上每 20m變坡一次 。壩的防滲體為粘土心墻，其最小厚度（底部）由粘土的允許滲透坡降確定。 壩基防滲體。帷幕灌漿灌至相對(duì)不透水層以下 5m，即滲透剖面圖上 q= 向下 5m，即灌漿底部高程為 。由外向內(nèi)分別鋪設(shè)粗砂 ，卵石 ，最后面用砌石。 粘性土料設(shè)計(jì) （ 1）計(jì)算公式： 選用室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)實(shí)驗(yàn) ，進(jìn)行土料的擊實(shí)試驗(yàn)，根據(jù)擊實(shí)次數(shù)， 得出該組平均最大干容重和平均最 優(yōu) 含水量： 設(shè)計(jì)干容重為： max?? ?? md 式中： d? —— 設(shè)計(jì)干容重（ g/cm3）； 第 15 頁(yè) max?? —— 在相應(yīng)擊實(shí)功能下的平均最大干容重； m—— 施工條件系數(shù)（壓實(shí)系數(shù)），對(duì)于 2 級(jí)高壩， m值采用 ~ 之間， 4級(jí)壩可采用 ~，本設(shè)計(jì)取 m=。 計(jì)算方法及公式 選用水力學(xué)解土石壩滲流問(wèn)題 根據(jù)心墻土壩在有限透水地基上，心墻筑至不透水層，無(wú)排水設(shè)備情況計(jì)算滲流量。 計(jì)算成果見(jiàn)下表： 列表匯總結(jié)果 填筑土料的安全坡降，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)一般為 5~10，故而認(rèn)為滲透坡降滿足要求，加上粘土斜心墻有反濾層，故而認(rèn)為不會(huì)發(fā)生滲透破壞。一系列圓心位置作出許多可能滑裂面將得出許多相應(yīng)的 K 值。（ 由于時(shí)間關(guān)系，只算了 7個(gè)滑弧。壩基清理后，應(yīng)平整密實(shí)，無(wú)陡坎和臺(tái)階，坡度一般不陡于 1:，為避免土壩于岸坡的接觸面產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象，壩體岸坡不應(yīng)成臺(tái)階狀，反坡或突然變坡。 土石壩與岸坡的連接 土石壩的岸坡應(yīng)清理成緩慢的坡度，不應(yīng)為階梯狀或反坡。 （ 2）壩基防滲 壩基防滲采用粘土截水槽，上部厚與心墻底等厚，下部厚度取 4m，截水槽開(kāi)挖坡度為 1:1， 兩側(cè)有 。由外向內(nèi)分別鋪設(shè)粗砂 ，卵石 ， 最后用石料堆砌。 第二、三層反濾料的選擇也按上述辦法進(jìn)行。 下游坡面上設(shè)有排水溝，以匯集坡面流水，避雨水漫流壩面造成壩坡沖刷。 為了保護(hù)大壩壩坡坡面不受波浪，雨水，冰雹及穴居動(dòng)物的破壞，防止波浪的淘刷，冰層和飄浮物的損害，順壩水流的沖刷等對(duì)壩的危害，上、下游壩坡面應(yīng)設(shè)置護(hù)坡。 第 23 頁(yè) 第 5 章溢洪道設(shè)計(jì) 溢洪道路線選擇和平面位置的確定 根據(jù)本工程地形地質(zhì)條件，利用樞紐右岸的天然埡口，采用正槽式溢洪道，進(jìn)水渠末端設(shè)置圓形漸變段，泄槽不設(shè)收縮、彎曲段和擴(kuò)散段，布置在地形圖上的溢洪道軸線處。從地形圖可知進(jìn)水渠水深 。 經(jīng)試算，堰頂高程取 。 堰底高程： =。 泄槽 正槽式溢洪道在溢流堰后多用泄水陡槽與出口消能段相連接，以便將過(guò)堰洪水安全得泄向下游河 道。泄槽縱坡必須保證泄流時(shí)，溢流堰下為自由流和槽中不發(fā)生水躍，使水流始終處于急流狀態(tài)。 將已知數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算 得 ik=。 試算法求 h1的值： mHw ? ， mP ? ， ?? ， mPHH a x0 ??? ， )/( 3 msmq ?? 取幾組 h1值代入公式右邊得到的結(jié)果與 h1比較，若不相等，則繼續(xù)取 h1值代入公式進(jìn)行計(jì)算，直到等式兩邊的值相等。 邊墻的超高一般為 ~ ，取 1m 。對(duì)泄槽襯砌的要求是：襯砌材 料能抵抗水流沖刷；在各種荷載作用下能夠保持穩(wěn)定；表面光滑平整，不致引起不利的負(fù)壓和空蝕；做好底板下排水，以減小作用在底板上的揚(yáng)壓力；做好接縫止水，隔絕高速水流侵入底板 底面，避免因脈動(dòng)壓力引起的破壞等。 出口消能段 （ 1）消能工的設(shè)計(jì)原則及形式 第 31 頁(yè) 溢洪道宣泄洪水 ,一般是單寬流量大、流速高、能量集中。實(shí)現(xiàn)這種能量轉(zhuǎn)換的途徑有 ： 水流內(nèi)部的紊動(dòng)、摻混、剪切和漩滾 ， 水股的擴(kuò)散及水股之間的碰撞 ； 水流和固體邊界的劇烈摩擦和撞擊 ； 水流與周?chē)鷼怏w的摩擦與摻混。消能主要靠水躍產(chǎn)生的表面漩滾與底部主流間的強(qiáng)烈紊動(dòng)、剪切和摻混作用。根據(jù)資料，由于下泄流量都較小，故按最大下泄流量設(shè)計(jì)，即按千年一遇的洪水設(shè)計(jì)。為防止產(chǎn)生溫度裂縫，設(shè)置橫縫。在壩線、壩型的比選時(shí)，雖沒(méi)有進(jìn)行詳細(xì)的工程造價(jià)比較，但也有從技術(shù)、施工、部分經(jīng)濟(jì)比較，屬于技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理的工程設(shè)計(jì)。計(jì)算結(jié)果溢出點(diǎn)高程均在排水棱體之內(nèi)，設(shè)計(jì)符合要求。 計(jì)算過(guò) 程中，試算部分運(yùn)用 EXCEL 計(jì)算，結(jié)果相對(duì)精確。經(jīng)過(guò) 十 幾周的奮戰(zhàn) ， 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。最后終于做完了有種如 釋重負(fù)的感覺(jué)。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。在設(shè)計(jì)期間，朱老師在百忙之中抽出時(shí)間來(lái)指導(dǎo)我們的設(shè)計(jì)，并且解答相關(guān)的疑難問(wèn)題，可以說(shuō)這次設(shè)計(jì)不僅是我個(gè)人的成果，同時(shí)還凝結(jié)著老師的心血。由于本人對(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)果做的不是太完善，在設(shè)計(jì)中不可避免的會(huì)存在問(wèn)題，還希望老師和同學(xué)給予批評(píng)指正。 6非常運(yùn)行取 A=) 計(jì)算超高 Y Y=R+e+A 計(jì)算波浪爬高 R 波浪爬高按 下式計(jì)算： LhKKR mmwm m 21?? ? 式中： Rm— 平均波浪在壩坡上的爬高； m— 單坡的坡度系數(shù)，初步擬定為 ； K — 斜坡的糙率滲透性系數(shù) ,根據(jù)樞紐的基本情況 ,確定水庫(kù)采用砌石護(hù)面 ,查《碾壓土石壩規(guī)范》表 K =~,采用 ； 第 38 頁(yè) Kw— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查規(guī)范《碾壓土石壩規(guī)范》表 kw=； hm,Lm— 分別為 平均 波高和波長(zhǎng)（ 。 3 4有問(wèn)題自己解決不了的提出來(lái) 大家一起解決，這無(wú)疑增強(qiáng)了我們自己動(dòng)手翻閱書(shū)籍、刻苦鉆研、獨(dú)立思考問(wèn)題的能力，也是對(duì)我們大學(xué)期間以來(lái)所學(xué)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課的一次綜合測(cè)試，是將理論系統(tǒng)化、綜合化應(yīng)用于實(shí)踐的評(píng)估，也為我們將來(lái)走向工作崗位奠定基礎(chǔ)。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。 在此要感謝我的指導(dǎo)老師 朱老師 對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。 本設(shè)計(jì)依照規(guī)范要求，基本完成了一般設(shè)計(jì)的內(nèi)容，但沒(méi)考慮地震的情況，也沒(méi)對(duì)溢洪道的控制段和陡槽段部分進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算，尚有不足之處。溢洪道設(shè)計(jì)方面，計(jì)算了控制堰的堰面曲線，泄槽水面線，消力池相關(guān)水力計(jì)算，以保證設(shè)計(jì)合理。另外還有護(hù)坡，防浪墻等一些細(xì)部設(shè)計(jì)。 地基處理及防滲 溢流堰堰頂處來(lái)自水重和底板的重量 較大，泄槽段高速水流的沖擊作用也較大，再加上溢流堰所處的地質(zhì)條件在巖石破碎帶，故需進(jìn)行地基處理，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，初步擬定采用局部水泥灌漿，泄槽至挑流鼻坎底部均采用鋼筋進(jìn)行錨固。 坎高 mhthc j * ????? ? 第 32 頁(yè) 襯砌及構(gòu)造設(shè)計(jì) 包括襯砌、排水、止水和分縫。但護(hù)坦較長(zhǎng)，土石方開(kāi)挖量和混凝土方量較大，工程造價(jià)較高，一般適用于地質(zhì)條件較差的壩基。 本出口消能段采用底流消能。所以 ,消能措施的合理選擇和設(shè)計(jì) ,對(duì)工程具有重大的意義。為防止產(chǎn)生溫度裂縫，設(shè)置縱橫縫。 泄槽一段邊墻高 h(m) 平均 v(m/s) h 平均 ha 邊墻 第 30 頁(yè) 泄槽二段邊墻高 h(m) 平均 v(m/s) h 平均 ha 邊墻 由于泄槽段各分段邊墻相差大， 為節(jié)省材料， 泄槽 采用梯形的形式 。 反弧最低點(diǎn)處的水深 h分別為 、 ，因此相應(yīng)的 R分別為 、 。 （ 2）泄槽的水力計(jì)算 泄槽水面線應(yīng)根據(jù)能量方程，用分段求和法計(jì)算，計(jì)算公式如下： Ji ggvhvhl???????)2c o s()2c o s( 2111222221?? ?? 3/422RvnJ? 式中： l21?? 分段長(zhǎng)度， m； h1 、 h2 分段始末斷面水深， m； v1 、 v2 分段始末斷面平均流速， sm ； ?1 、 ?2 流速分布不均勻系數(shù)，取 ； Θ泄槽底坡角度； i 泄槽底坡， ?tan?i ； J 分段內(nèi)平均摩阻坡降； n 泄槽槽身糙率系數(shù)， ； v 分段平均流速， 2/)( 21 vvv ?? ， sm ； R 分段平均水力半徑， 2/)( 21 RRR ?? ， m。因泄槽縱坡 i須大于臨界坡度 ik ，須對(duì)泄槽的初定縱坡進(jìn)行驗(yàn)算。 （ 1）泄槽的平面布置及縱、橫剖面