【正文】 小于 毫米。 宜采用 1： 1000~1： 2021 的地形圖作底圖進(jìn)行料場(chǎng)地質(zhì)測(cè)繪及勘探布置。 34′ 25176。傾角一般都較大，近于垂直，裂隙清晰，且為鈣質(zhì)泥質(zhì)物所充填。一般砂巖也是細(xì)粒至微粒結(jié)構(gòu)，除因構(gòu)造節(jié)理裂隙較發(fā)育，上部裂隙水較多外，深處巖層因隔水層的層數(shù)多，難于形成泉水。 水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 表 212 各料場(chǎng)天然休止角 料場(chǎng)名稱 最小值 最大值 平均值 1上 34176。 40′ 35176。 20′ 38176。 10′ 經(jīng)濟(jì)資料 庫區(qū)經(jīng)濟(jì) 流域內(nèi)都為農(nóng)業(yè)人口，多種植稻米、苞谷等 。正常蓄水位為 米，汛限水位為 米，死水位為 米， 3 臺(tái)機(jī)組滿發(fā)時(shí)的流量為 秒立米，尾水位為 米。 漁業(yè) 正常蓄水位時(shí)，水庫面積為 15 平方公里，為發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)創(chuàng)造了有利條件。 泄洪方 式與水庫運(yùn)用方案的確定 本擋水建筑物初定為土石壩，需另設(shè)泄水建筑物，使土石壩在泄洪時(shí)遭受洪水流動(dòng)的影響較小。其泄流能力與溢流堰、過渡段、隧洞段三者泄流能力相關(guān)，水力學(xué)條件復(fù)雜。堰頂自由泄流公式 Q= m?B（ 2g） 1/2H3/2可確定設(shè)計(jì)洪水和校核洪水情況下的起調(diào)流量 Q調(diào)，自 Q調(diào)開始，假定三條泄洪過程線（直線），在洪水過程線上查出 Q泄，并算出相應(yīng)的蓄積庫容V。 表 31 調(diào)洪演算成果 方 案 孔口尺寸 （ m） 工 況 Q (m3/s) 上游水位 Z (m) 超高 ?Z (m) 1 ?∩=2812m B=7m 設(shè)計(jì) 校核 571 647 2 ?∩=2811m B=7m 設(shè)計(jì) 校核 630 706 2824 3 ?∩=2811m B=8m 設(shè)計(jì) 校核 700 4 ?∩=2810m B=8m 設(shè)計(jì) 校核 770 860 注 ： 1．發(fā)電引水量 Q= m3/s，與總泄量相比較小，調(diào)洪演算未作考慮，僅做安全儲(chǔ)備，?Z 為正常蓄水位以上超高。針對(duì)同一壩址可能有不同的壩型和樞紐布置方案，不同壩軸線也適用于不同的壩型和樞紐布置。但Ⅰ Ⅰ剖面，河床中部最大 34m，河床覆蓋層厚平均 20m。 建筑材料比較 水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 分 析地質(zhì)地形圖，Ⅰ Ⅰ壩軸線和Ⅱ Ⅱ壩軸線附近覆蓋層淺，建筑材料都比較豐富，開采條件較好，而且河谷地地形平坦，附近通有公路，所以開采和運(yùn)輸都相對(duì)比較方便。 地形條件比較 Ⅰ Ⅰ壩軸線方案和Ⅱ Ⅱ壩軸線方案都地處中游地段的峽谷地帶，主要地形坡降不大，河床平緩。當(dāng)采用折線時(shí) ， 在轉(zhuǎn)折處應(yīng)布置曲線段。一般 ?Z越大，大壩就要增高，大壩整體工程量也將加大，與此同時(shí) Q 過小對(duì)泄洪不利也不經(jīng)濟(jì)。已知本工程允 許下泄流量為 900 m3/s，過大的下泄流量為下游抗沖所不能允許。 洪水來臨時(shí)控制閘門，使下泄流量與來流量相等，這時(shí)水庫保持汛前限制水位 不變，當(dāng)來流量持續(xù)加大，閘門要完全開放，此時(shí)下泄流量隨上游水位的增高而增高，呈自由泄流的流態(tài)。 （ 2） 側(cè)槽溢洪道 用于山高坡陡的河岸。 根據(jù) SDJ12— 78《水利水電工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（山區(qū)、丘陵部分）》，由水庫總庫容指標(biāo)（估計(jì)校核情況下庫容不會(huì)超過 10 億 m3）定為大（ 2）型；由防洪效益，灌溉面積，裝機(jī)容 量等指標(biāo)定為?。?1）型；根據(jù)“各指標(biāo)分屬不同標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，采用其中最高級(jí)別來控制”的原則，最終由水庫庫容確定該工程規(guī)模為大（ 2）型。開關(guān)站尺寸為 30 20 米米。 樞紐任務(wù) 本工程同時(shí)兼有防洪、發(fā)電、灌溉、漁業(yè)等綜合作用。 10′ 35176。 30′ 1下 34176。 00′ 37176。由于河谷內(nèi)地地形平坦，采運(yùn)尚方便。根據(jù)壓水試驗(yàn)資料，玄武巖的透水性不同，裂隙 少、堅(jiān)硬完整的玄武巖為不透水層，其壓水試驗(yàn)的單位吸水量小于 (min?m)。應(yīng)變控制土樣容重系篩去大于 。 15′ 32176。 在水庫區(qū)及壩址區(qū)山麓地帶均可見 到，為經(jīng)短距離搬運(yùn)沉積后，形成粘土與碎石的混合物質(zhì)。 主要為卵礫 石類土，砂質(zhì)粘土與砂層均甚少，且多呈透鏡體狀，并有大漂石摻雜其中。 一般為深灰色、灰色、含有多量氣孔，為綠泥石、石英等充填，成為杏仁狀構(gòu)造，并間或有方解石脈、石英脈等貫穿其中，這些小巖脈都是后來沿裂隙充填進(jìn)來的。 表 24 不同頻率洪峰流量（秒立米） 頻率 1 2 5 10 流量 2320 1680 1420 1180 1040 表 25 各月不同頻率洪峰流量（秒立米） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1％ 46 19 12 19 600 1240 1550 1210 670 390 28 37 2％ 36 17 11 15 530 1120 1360 1090 600 310 23 33 5％ 23 14 9 11 420 850 1100 830 480 250 16 28 10％ 19 11 7 9 370 760 980 720 410 210 15 23 固體徑流資料 該江為山區(qū)性河流，含沙量大小均隨降水強(qiáng)度及降水量的大小而變化，平均含沙量達(dá) 公斤／立米。 表 23 各月降雨日數(shù)統(tǒng)計(jì)表 日數(shù) 月份 平均降雨量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5mm 5~10mm 10~30mm 30mm 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 風(fēng)力和風(fēng)向 一般 1~4 月風(fēng)力較大，實(shí)測(cè)最大風(fēng)速為 m/s，相當(dāng)于 8 級(jí)風(fēng)力，風(fēng)向?yàn)槲鞅逼鳌? 斜心墻土石壩及壩坡穩(wěn)定分析 8 第二章 土石壩工程概況 工程流域概況 該江位于我國西南地區(qū)，流向自東南向西北，全長(zhǎng)約 122 公里，流域面積 2558平方公里，在壩址以上流域面積為 780 平方公里。 （ 2） 進(jìn)行土料設(shè)計(jì)，包括對(duì)壩身不同高程的透水料和不透水料的分區(qū)規(guī)劃布置以及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的確定。 設(shè)計(jì)對(duì)象和背景 本設(shè)計(jì)的對(duì)象和背景是位于我國西南地區(qū)的某江，進(jìn)行以壩工為設(shè)計(jì)重點(diǎn)的工程設(shè)計(jì)。由于知識(shí)有限，對(duì)于本設(shè)計(jì)中的不妥及錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)批閱批評(píng)指正。 第二步，進(jìn)入主要建筑物設(shè)計(jì)階段。水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 摘 要 關(guān)鍵詞 : 畢業(yè)設(shè)計(jì)，斜心墻土石壩，穩(wěn)定計(jì)算 該 江位于我國西南地區(qū)， 本工程攔河壩為 斜 心墻土石壩。確定出大壩的型式及壩址和壩軸線。在設(shè)計(jì)過程中得到了王玲玲等老師的 指導(dǎo) ，再次表示由衷的感謝。 設(shè)計(jì)過程與方法 了解任務(wù)書和熟悉、分析原始資料 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算 用圖解法確定防洪庫容、設(shè)計(jì)（校核）洪水位及相應(yīng)的下泄流量，為確定大壩高度和下游消能防沖設(shè)施提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。 （ 3） 滲流演算，計(jì)算正常、校核水位下浸潤線位置，確定總滲流量與逸出坡降。 本流域大部分為山嶺地帶，山脈和盆地交錯(cuò)于其間，地形變化劇烈，流域內(nèi)支流很多，但多為小的山區(qū)流河流，地表大部分為松軟的沙巖、頁巖、玄武巖及石灰?guī)r的風(fēng)化層，汛期河流的含沙量較大。水庫吹程為 15 公里?？菟畼O少，河水清徹見底，初步估算 30 年后壩前淤積高程為 2765 米。堅(jiān)硬玄武巖應(yīng)為不透水層，但因節(jié)理裂縫較發(fā)育，透水性也會(huì)隨之增加，其礦物成份為普通 輝石、檢長(zhǎng)石，副成分為綠泥石、石英、方解石等，由于玄武巖成分不甚一致，風(fēng)化程度不同，力學(xué)性質(zhì)也不同，可分為堅(jiān)硬玄武巖、多氣孔玄武巖、破碎玄武巖、軟弱玄武巖、半風(fēng)化玄武巖和全風(fēng)化玄武巖等，其物理力學(xué)性質(zhì)見表 2表 27。卵礫石成分以玄武巖為主，石灰?guī)r與砂巖占極少數(shù)。 據(jù)《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程 SL2512021》，初步設(shè)計(jì)階段的天然建筑材料勘察應(yīng)在初查基礎(chǔ)上進(jìn)行詳查。 43′ 最小值 35176。以上兩種試驗(yàn)的土樣系擾動(dòng)的。夾于玄武巖中的凝灰?guī)r，以及裂隙甚少的火山角礫巖都為不透水性良好的巖層。 物理力學(xué)性質(zhì)概述 （ 1）土料：（見表 29，表 212） （ 2）石料：堅(jiān)硬玄武巖可作為堆石壩石料，儲(chǔ)量較豐富，在壩址附近有石料場(chǎng)一處，覆蓋層淺，開采條件較好。 10′ 36176。 10′ 36176。 50′ 4下 36176。 特征 斜心墻土石壩及壩坡穩(wěn)定分析 18 樞紐的特征尺寸與主要設(shè)備特性如下。 灌溉 增加保灌面積 萬畝。所以判別出樞紐的主要建筑物級(jí)別為 2 級(jí)，次要建筑物為 3 級(jí)，臨時(shí)建筑物為 4 級(jí)。該種溢洪道水流條件復(fù)雜，必須經(jīng)水工模型試驗(yàn)驗(yàn)證。 防洪限制水位取與正常蓄水位相 等，即防洪庫容與興利庫容完全不結(jié)合，由于山區(qū)河流的特點(diǎn)是暴漲暴落，汛期時(shí)間內(nèi)洪水隨時(shí)可能爆發(fā)，所以預(yù)留一定的防洪庫容是必需的。 如果堰頂高程 ?∩ 取的過高，孔口凈寬 B取的過小，結(jié)果則與上述相反。故而采用第 四 種方案，即堰頂高程 ?∩=2810m，每個(gè)溢流孔凈寬 b=8m。設(shè)計(jì)地震烈度為 8 度 ， 9 度的地區(qū)不宜采用折線。由于樞紐具有過木要求，所以在樞紐布置中必須考是否適宜于過木。所以，從地形條件來比較Ⅰ Ⅰ壩軸線方案優(yōu)于Ⅱ Ⅱ壩軸線方案 。 地質(zhì)條件比較 Ⅰ Ⅰ壩軸線和Ⅱ Ⅱ壩軸線均處在以玄武巖為主，間有少量凝灰?guī)r和火山角礫巖穿過的地層中，地質(zhì)條件較相似。 斜心墻土石壩及壩坡穩(wěn)定分析 22 第 四 章 壩型選擇及樞紐布置 概述 土石壩壩址及壩型選擇都與樞紐布置密切相關(guān)。 參照已建工程經(jīng)驗(yàn)，擬定六組孔口尺寸與堰頂高程如下（采用單孔泄洪）： 水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 方案一： ?∩=2812m， B=7m；方案二： ?∩=2811m， B=7m； 方案三： ?∩=2811m， B=8m； 方案四 ： ?∩=2810m， B=8m； 調(diào)洪演算結(jié)果與方案確定 調(diào)洪演算的結(jié)果 計(jì)算過程詳見計(jì)算書第一節(jié)，本設(shè)計(jì)中擬定六組方案進(jìn)行比較，成果見表 31。 擬定幾組不同溢流孔口寬度 B 及堰頂高程 ?∩ 的方案。 （ 3） 井式溢洪道 洪水經(jīng)環(huán)形溢流堰進(jìn)入直井，水流在直井內(nèi)有明流轉(zhuǎn)為有壓流，再經(jīng)隧洞泄往下 游。設(shè)計(jì)洪峰流量 Q 設(shè) = 1680m3/s（ P=1%），校核洪峰流量 Q 校 = 2320 m3/s（ P=%）。要求設(shè)計(jì)洪水時(shí)最大下泄流量限制為 900 秒立米 ， 校核洪水位不超過正常蓄水位 米。 本電站裝 3 臺(tái) 8MW 機(jī)組。 20′ 37176。 20′ 2下 35176。 40′ 36176。最大孔隙率 ，最小孔隙率 。正因?yàn)檫@些隔水的與透水的玄武巖存在，遂使玄武巖區(qū)產(chǎn)生許多互不連貫的地下水?？梢苑譃閮山M，一組走向與巖層走向幾乎一致，即北東方向，傾向西北；另一組的走向與巖層傾向大致相同。 55′ 0 平均值 40176。 當(dāng)需要時(shí)應(yīng)進(jìn)行混凝土天然摻合料的調(diào)查，在可行性研究階段做過詳查的料場(chǎng)可視需要進(jìn)行復(fù)查。顆粒組成以卵礫石為主，砂粒和細(xì)小顆粒為數(shù)很少。 表 26 壩基巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)表 巖石名稱 比重 Gs 容重 γ kN/m3 建議抗壓強(qiáng)度 MPa 半風(fēng)化玄武巖 50 破碎玄武巖 5060 火山角礫巖 35120 軟弱玄武巖 1020 堅(jiān)硬玄武巖 100160 多氣孔玄武巖 70180 斜心墻土石壩及壩坡穩(wěn)定分析 12 表 27 全風(fēng)化玄武巖物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)表 天然含水率 ? % 干容重 ? kN/m3 比重 Δ 液限 l? 塑限 p? 塑性指數(shù)pI 壓縮系數(shù) a 浸水固結(jié)塊 剪 0~ m2/kN 106 3~4 m2/kN 106 內(nèi)摩擦角Φ 凝聚力 kPa 24 （ 2）火山角礫巖 。 水庫地質(zhì)資料 庫區(qū)內(nèi)出露的地層有石灰?guī)r、玄武巖、火山角礫巖與凝灰?guī)r等。 斜心墻土石壩及壩坡穩(wěn)定分析 10 當(dāng)?shù)厮奶卣? 該江徑流的主要來源為降水，在此山區(qū)流域內(nèi)無湖泊調(diào)節(jié)徑流。 本流域內(nèi)因山脈連綿，交通不便，故居民較少，全區(qū)農(nóng)田面積僅占總面積的20％，林木面積約占全區(qū)的 30％，其種類有松、杉 等。 （ 5） 擬定壩身構(gòu)造，包括防滲、排水、反濾層、壩頂、護(hù)坡、馬道，以及壩體與壩基、岸坡及其他建筑物的連接。 （ 2） 通過不同方案的初步技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選定壩型。 06021101 王越貞 Abstract The River is located in southwest China, the project includes the RCC dam with clay core wall of eart