【文章內容簡介】 小，在可利用的情況下優(yōu)先選用西溝料場。其儲量 12 萬m3。 4 工程任務和規(guī)模 瑤鎮(zhèn)水庫是一座以城鎮(zhèn)供水為主，兼顧農業(yè)灌溉、生態(tài)用水等綜合利用的中型水利工程，是解決神木縣錦界工業(yè)區(qū)工業(yè)用水和城鎮(zhèn)居民生活用水的有效工程措施，同時兼顧瑤鎮(zhèn)水庫以下和采兔溝水庫以上的農田灌溉面積 3500 畝，其中稻田 1000 畝，水澆地 2500 畝以及瑤鎮(zhèn)水庫以下公草灣處 萬畝的生態(tài)林用水。 水庫大壩防洪標準為 50 年一遇設計，相應的洪峰流量為： Q=104m3/s； 500 年一遇校核，相應的洪峰流量為： Q=227m3/s。 正常高水位時，下泄流量為 36m3/s。 引水洞最大引水流量為 m3/s。 施工條件 本工程施工對外交通主要靠神木至爾林兔地方公路，該公路穿越壩址左壩肩，距榆（林）神（木）二級公路約 17km，對外交通尚屬便利，壩址處場地開闊，對內施工道路修筑容易。 跌水崖水電站的 10kv 輸電線路 從左壩肩通過，可作為該工程施工期的電源。 導流建筑物洪水采用 5年一遇作為設計標準。據(jù)水文分析計算得該標準的洪水流量為 m3/s。 畢業(yè)設計指導書 第 一 節(jié) 設計的程序、依據(jù)和標準 一、設計階段及其任務 工程設計是水利工程建設過程中的一項非常重要的工作，設計工作應遵循分階段循序漸進、逐步深入的原則進行。水電工程設計階段的劃分為：項目建議書、可行性研究、初步設計、招標設計、施工詳圖設計等階段。 (一 )各設計階段的任務 可行性研究報告階段 可行性研究應對項目進行方案比較，對在技術上是否可行和經(jīng)濟上 是否合理進行科學的分析和論證。經(jīng)過批準的可行性研究報告，是項目決策和進行初步設計的依據(jù)?？尚行匝芯繄蟾?，由項目法人 (或籌備機構 )組織編制?？尚行匝芯繄蟾妫磭椰F(xiàn)行規(guī)定的審批權限報批。申報項目可行性研究報告，必須同時提出項目法人組建方案及運行機制、資金籌措方案、資金結構及回收資金的辦法，并依照有關規(guī)定附具有管轄權的水行政主管部門或流域機構簽署的規(guī)劃同意書和許可取水預申請的書面審查意見。審批部門要委托有項目相應資格的工程咨詢機構對可行性研究報告進行評估，并綜合行業(yè)歸口主管部門、投資機構 (公司 )、項目法人 (或項 目法人籌備機構 )等方面的意見進行審批?？尚行匝芯繄蟾娼?jīng)批準后，不得隨意修改和變更，如在主要內容上有重要變動，應經(jīng)原批準機關復審同意。項目可行性報告批準后，應正式成立項目法人，并按項目法人責任制實行項目管理。 初步設計階段 初步設計是根據(jù)批準的可行性研究報告和必要而準確的設計資料，對設計對象進行通盤研究，闡明擬建工程在技術上的可行性和經(jīng)濟上的合理性，規(guī)定項目的各項基本技術參數(shù)，編制項目的總概算。初步設計任務應擇優(yōu)選擇有項目相應資格的設計單位承擔，依照有關初步設計編制規(guī)定進行編制。初步設計文件報批前，一般須 由項目法人委托有相應資格的工程咨詢機構或組織行業(yè)各方面 (包括管理、設計、施工、咨詢等方面 )的專家，對初步設計中的重大問題進行咨詢論證。設計單位根據(jù)咨詢論證意見，對初步設計文件進行補充、修改、優(yōu)化。初步設計由項目法人組織審查后，按國家現(xiàn)行規(guī)定權限向主管部門申報審批。設計單位必須嚴格保證設計質量，承擔初步設計的合同責任。初步設計文件經(jīng)批準后，主要內容不程概算，論證對環(huán)境的影響及環(huán)境保護，進行經(jīng)濟分析，闡明工程效益等。 招標設計 招標設計是在批準的可行性研究報告的基礎上，將確定的工程設計方案進一步具體化，詳細 定出總體布置和各建筑物的輪廓尺寸、材料類型、工藝要求和技術要求等。其設計深度要求做到可以根據(jù)招標設計圖較準確地計算出各種建筑材料的規(guī)格、品種和數(shù)量，混凝土澆筑、土石方填筑和各類開挖、回填的工程量，各類機械、電氣和永久設備的安裝工程量等。根據(jù)招標設計圖所確定的各類工程量和技術要求以及施工進度計劃，可以進行施工規(guī)劃并編制出工程概算，作為編制標底的依據(jù)。編標單位則可以據(jù)此編制招標文件，包括合同的一般條款、特殊條款、技術規(guī)程和各項工程的工程量表，滿足以固定單位合同形式進行招標的需 要。施工投標單位，也可據(jù)此進行投標報 價和編制施工方案及技術保證措施。 招標文件由合同文件和工程文件兩部分組成，前者包括：投標者須知、合同條款、合同格式和投標書格式等；后者包括技術規(guī)范和圖紙。要做到投標者能根據(jù)圖紙、技術規(guī)范和工程量表確定投標報價。 施工詳圖設計 施工詳圖設計是在招標設計的基礎上，對各建筑物 (含機電、金屬結構 )進行結構和細部構造設計；最后確定地基處理方案，進行處理措施設計；確定施工總體布置及施工方法，編制施工進度計劃和施工預算等；提出整個工程分項分部的施工、制造、安裝詳圖。施工詳圖是工程施工的依據(jù)，也是工程承包或工程結算的依 據(jù)。 在我國，施工圖由業(yè)主委托的設計單位提供給施工單位。按照國際慣例，施工圖應由施工單位或業(yè)主委托的咨詢公司負責。 上述各個設計階段的具體內容和深度，可以根據(jù)工程的具體情況進行適當?shù)恼{整和增減。 (二 )設計基本資料 在制訂流域規(guī)劃和編制設計文件之前，需要進行必要的勘測、試驗和社會經(jīng)濟調查。由于設計階段的不同，所需資料的廣度和深度也各異，一般需要掌握的基本資料有： (1)自然地理。包括：工程所處的地理位置、行政區(qū)域、地形、地貌、土壤植被、主要山脈、河川水系、水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及存在的問題等。 (2)地質。包括 ：區(qū)域地質、庫區(qū)和樞紐工程區(qū)的工程地質條件，如：地層、巖性、地質構造、地震烈度、不良地質現(xiàn)象，水文地質情況，巖石 (土 )的物理力學性質，天然建筑材料的品種、分布、儲量、開采條件，工程地質評價與結論。 (3)水文。包括：水文站網(wǎng)布設、資料年限、徑流、洪水、泥沙、冰情以及人類活動對水文的影響等。 (4)氣象。包括：降水、蒸發(fā)、氣溫、風向、風速、冰霜、冰凍深度等氣象要素的特點，站網(wǎng)布設和資料年限。 (5)社會經(jīng)濟。需要對社會經(jīng)濟現(xiàn)狀及中長期發(fā)展規(guī)劃進行全面了解，包括：人口、土地、種植面積、品種，工業(yè)產品、產量，工農 業(yè)總產值，主要資源情況，文物古跡，動力、交通、投資環(huán)境等。 (6)用于作為設計依據(jù)的各種規(guī)程規(guī)范。 二、設計依據(jù)和設計標準 (一 ) 設計依據(jù) 我國規(guī)定，大中型水利工程建設項目必須納入國家經(jīng)濟計劃，遵守先勘測，后設計，再施工的必要程序。工程設計需要有以下資料或設計依據(jù)： (1)工程建設單位的設計委托書及工程勘察設計合同，說明工程設計的范圍、標準和要求。 (2)經(jīng)國家或行業(yè)主管部門批準的設計任務書。 (3)規(guī)劃部門、國土部門劃準的建設用地紅線圖。 (4)地質部門提供的地質勘察資料，對工程建設地區(qū)的地質構造、巖土 介質的物理力學特性等加以描述與說明。 (5)其它自然條件資料，如工程所在地的水文、氣象和地理條件等。 (6)工程建設單位提供的有關使用要求和生產工藝等資料。 (7)國家或行業(yè)的有關設計規(guī)范和標準。 (二 ) 設計標準 為使工程的安全可靠性與其造價的經(jīng)濟合理性有機地統(tǒng)一起來，水利樞紐及其組成建筑物要分等分級，即按工程的規(guī)模、效益及其在國民經(jīng)濟中的重要性，將水利樞紐分等，而后將樞紐中的建筑物按其作用和重要性進行分級。設計水工建筑物均需根據(jù)規(guī)范規(guī)定，按建筑物的重要性、級別、結構類型、運用條件等，采用一定的洪水標準， 保證遇到設計標準以內的洪水時建筑物的安全。 我國常用的設計標準見附錄。 對于綜合利用的工程，如按規(guī)范規(guī)定的指標分屬幾個不同等別時，整個樞紐的等別應以其中的最高等別為準。確定水工建筑物級別時，如該建筑物同時具有幾種用途，應按最高級別考慮，僅有一種用途時，則按該項用途所屬級別考慮。 對于Ⅱ V等工程，在下述情況下經(jīng)過論證可考慮提高其主要建筑物級別：一是水庫大壩高度較高時提高一級；二是建筑物的工程地質條件特別復雜，或采用缺少實踐經(jīng)驗的新壩型、新結構時提高一級；三是綜合利用工程如果按庫容和不同用途的分等指標有兩項接 近同一等別的上限時，其共用的主要建筑物提高一級；對于臨時性水工建筑物，如其失事將對下游城鎮(zhèn)、工礦區(qū)或其它國民經(jīng)濟部門造成嚴重災害或嚴重影響工程施工時，視其重要性或影響程度，應提高一級或兩級。對于低水頭工程或失事?lián)p失不大的工程，其水工建筑物級別經(jīng)論證可適當降低。 第 二 節(jié) 畢業(yè)設計指導 一、混凝土重力壩樞紐設計指導 (一 ) 了解規(guī)劃、分析原始資料 首先要求了解工程規(guī)劃的概況、意圖、規(guī)劃特點和主要數(shù)據(jù)，以及設計任務和要求，熟悉并分析樞紐地區(qū)的地形、地質、水文、氣象、建筑材料等一般情況。通過對工程概況的了解以及 基本資料的分析，使同學們掌握工程要點，自然條件特征，搞清楚其與工程設計和施工的關系，為以后各階段的設計工作打下基礎。 (二 ) 壩線和壩型選擇以及樞紐布置方案比較 壩軸線的選擇 根據(jù)壩址的地質、地形條件，通過定性分析，確定壩軸線位置。 (1) 壩段比較 (2) 壩線選擇 表 壩段地形、地質等條件比較 壩 段 類 別 第一壩段 第二壩段 第三壩段 地形條件 河谷較窄，適于修建混凝土壩；溢流堰底孔等泄水建筑物可放在主河床。右岸還可采用引水式電站?？稍黾?6m 發(fā)電水頭。原副壩工程單一，不宜修建當?shù)夭牧蠅? 河谷不對稱，左岸坡緩，壩軸線較長，適于修建混凝土壩或當?shù)貕巍Ｊw麥嶺處天然的單薄分水嶺，是修建溢洪道或泄水洞的有利地形。無副壩，工程單一 河谷軟窄，適于修建混凝土壩或當?shù)夭牧蠅巍Ｓ野渡降图贡?。須修建二座副壩。工程項目? 地質條件 壩基石英砂巖與板巖互層，右岸北西向大裂隙較多，壩基軟弱，夾層為泥膜。切層的夾泥厚 3~5cm 且傾向下游。左岸 F122 斷層通過壩肩 混凝土壩基為灰?guī)r，巖性不均一，左壩頭可能漏水。蕎麥嶺較單薄。Ⅲ 69 壩基有斷層 F104 通過，破碎帶寬度大，處理工程量大。當?shù)夭牧蠅螇位鶠槟噘|灰?guī)r和頁巖。滲透性小，為天然防滲帷幕，溢洪道位于蕎麥嶺 壩基為石英砂巖，巖性堅硬。壩基有斷層 F8 通過。右壩頭有 F7 通過。壩址上游不遠處有幾個斷層交匯處。下游離建昌營 ~秦皇島大斷裂較近。對壩體穩(wěn)定不利 地 震 6 度 6 度 7 度 交通條件 壩址位于峽谷之中，對外交通不便。施工場地狹窄 同 左 壩址位于低山丘陵地帶。交通方便，施工場地寬闊 其 它 距離建筑材料場地最遠 距離建筑材料場地較遠 距離建筑材料場地最近 壩型選擇 樞紐布置方案比較 樞紐布置應遵循的一般原則是： (1)壩址、壩及其它主要建筑物的型式選擇和樞紐布置要做到施工方便，工期短，造價低； (2)樞紐布置應當滿足各個建筑物在布置上的要求，保證其在任何工作條件下都能正常工作； (3)在滿足建筑物強度和穩(wěn)定的條件下，降低樞紐總造價和年運轉費用； (4)樞紐中各建筑物布置緊湊，盡量將同一工種的建筑物布置在一起，以減少聯(lián)結建筑； (5)盡可能使樞紐中的部分建筑物早期投產，提前發(fā)揮效益 (如提前蓄水，早期發(fā)電或灌溉 )； (6)樞紐的外觀應與周圍環(huán)境相協(xié)調，在可能條件下注意美觀。 (三 ) 壩體剖面設計內容與要求 壩體剖面設計要求作溢流壩最大壩高壩段的設計和擋水壩最大壩高壩段的設計。設計的內容和步驟如下： 壩體剖面的擬定 (1)擋水壩的剖面擬定主要參考已建工程，并考慮與溢流壩的連接等具體情況，初步擬定壩頂高程、壩頂寬度、上、下游邊坡及起坡點和壩段長度等。 壩頂高程主要根據(jù)重力壩的級別、庫區(qū)風浪作用，按照混凝土重力壩設計規(guī)范確定。一般來說，壩頂應高于校核洪水位，壩頂上游防浪墻的高程應高于波浪頂高程，其與正常蓄水位或校核洪水位的高差，由公式 (3— 1)計算，應選擇兩者之中防浪墻頂高程的較大 值作為選定高程。 △ h=h1%+hz+he (3— 1) 式中△ h—— 防浪墻頂與正常蓄水位或校核洪水位的高差 (m)； h1%—— 波高 (m)； hz—— 波浪中心線與正常蓄水位或校核洪水位的高差 (m)； he—— 安全超高，按表 36 計算。 表 36 安 全 超 高 he (單位： m) 相應水位 壩的安全級別 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 正常蓄水位 校核洪水位 防浪墻的高度一般可取 。 壩頂寬度可根據(jù)設備布置、運行、檢修、施工和交通等需要確定，并應滿足抗震、特大洪水時搶護等要求。無特殊要求時可取壩高的 1/81/10，但不應小于 3m。 壩體上游面建議取為鉛直面，下游壩坡根據(jù)穩(wěn)定和應力要求確定，一般在 1:— 1:之間。 壩段長度一般為 15— 20m，主要取決于地基特性、河谷地形、溫度變化、結構布置和澆筑能力等。 (2)溢流壩剖面擬定分三個方面的內容 ①斷面尺寸的擬定：參考已建工程，初步確定堰面曲線、上下游邊坡、消能方式及尺寸等。 泄流型式 建議泄流型式采用開敞溢流式。 單寬流 量的確定 一般首先考慮下游河床的地質條件，在沖坑不危及壩體安全的前提下選擇合理的單寬流量。根據(jù)國內外工程實踐和本工程情況，建議在設計水位時單寬流量取80— 90m3/(s m)，校核水位時取 105115m3/(s m)。 堰頂高程