【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ........................................50 大壩地基防滲處理 ...................................................................................................................50 砂礫石壩基的防滲方案選擇 ...........................................................................................50 壩基防滲墻的型式、材料及布置 ...................................................................................51 壩肩處理 ...........................................................................................................................52 細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì) ...........................................................................................................................53 壩頂布置 ...........................................................................................................................53 防滲體和排水設(shè)施 ...........................................................................................................53 反濾層設(shè)計(jì) .......................................................................................................................53 護(hù)坡設(shè)計(jì) ...........................................................................................................................56第六章 土石壩泄水建筑物設(shè)計(jì) .......................................................................................................61 隧洞布置方案比較與選擇 .......................................................................................................61 泄洪隧洞選線與布置 ...............................................................................................................62 泄水隧洞的體型設(shè)計(jì) ...............................................................................................................62 進(jìn)口建筑物部分 ...............................................................................................................65 出口效能段部分 ...............................................................................................................67 隧洞水力計(jì)算概述 .........................................................................................................69 隧洞的細(xì)部構(gòu)造概述 .......................................................................................................73附錄 1：穩(wěn)定計(jì)算 ..............................................................................................................................79附錄 A：程序說(shuō)明 .........................................................................................................................79附錄 B：源程序代碼 ......................................................................................................................80附錄 2 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................87斜心墻土石壩及壩坡穩(wěn)定分析 4 第一章 前 言本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年最重要，最關(guān)鍵的教學(xué)內(nèi)容，它既是學(xué)以致用，知行合一的一項(xiàng)嘗試，也為我們以后的學(xué)習(xí)或工作模擬了一次“演習(xí)” 。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，大家全面地系統(tǒng)地鞏固了一下大學(xué)所有學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，提高了專(zhuān)業(yè)水平，鍛煉了專(zhuān)業(yè)技能。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們對(duì)粘土斜心墻土石壩的壩型特點(diǎn)，施工方式，設(shè)計(jì)理念等有了系統(tǒng)地全面地認(rèn)知，也有了一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)機(jī)會(huì)。我們對(duì)水利水電專(zhuān)業(yè)的更加了解，對(duì)水利水電事業(yè)更加熱衷。 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要目的和作用（1）鞏固、聯(lián)系、加深、充實(shí)、擴(kuò)大所學(xué)基本理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并進(jìn)行系統(tǒng)化；（2）培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的技能，初步掌握設(shè)計(jì)原則、方法和步驟；（3）養(yǎng)成正確的設(shè)計(jì)思想，樹(shù)立嚴(yán)肅認(rèn)真，實(shí)事求是和刻苦認(rèn)真的工作作風(fēng)，學(xué)習(xí)態(tài)度；（4）鍛煉獨(dú)立思考、獨(dú)立工作能力，加強(qiáng)計(jì)算、繪圖、編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)及使用規(guī)范、手冊(cè)等技能訓(xùn)練。 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(guó)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)。 設(shè)計(jì)過(guò)程與方法 了解任務(wù)書(shū)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(kù)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)。 主要建筑物形式選擇和水利樞紐布置（1）確定樞紐組成建筑物及其設(shè)計(jì)等級(jí)。（2）通過(guò)不同方案的初步技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選定壩型。（3）通過(guò)定性分析比較，選定水電站廠房及其他建筑物型式。水利水電工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 （4）確定水利樞紐的布置方案。 第一主要建筑物——攔河壩設(shè)計(jì)一般應(yīng)首先選定大壩結(jié)構(gòu)布置與構(gòu)造，然后進(jìn)行校核計(jì)算。（1）選定壩的結(jié)構(gòu)形式，擬定防滲體的型式以及壩的主要尺寸。（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。（3）滲流演算，計(jì)算正常、校核水位下浸潤(rùn)線位置，確定總滲流量與逸出坡降。（4）靜力穩(wěn)定計(jì)算，求出上下游坡在某一水位情況下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)，以論證選用壩坡的合理性。（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。 第二主要建筑物——壩外泄水道設(shè)計(jì)（1）確定結(jié)構(gòu)形式和主要尺寸，進(jìn)行建筑總體布置。（2）進(jìn)行水力計(jì)算，以驗(yàn)證建筑物的輪廓尺寸和各部分的結(jié)構(gòu)尺寸是否合理。（3）擬定細(xì)部構(gòu)造，包括排水、錨筋加固、灌漿、摻氣等。 決定樞紐的施工導(dǎo)流方案，安排施工的控制性進(jìn)度 預(yù)期效果繪出 3 張工程設(shè)計(jì)圖，自行編制說(shuō)明書(shū)和計(jì)算書(shū)，并編寫(xiě)中、英文的摘要。斜心墻土石壩及壩坡穩(wěn)定分析 6 第二章 土石壩工程概況 工程流域概況該江位于我國(guó)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。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(yè)巖、玄武巖及石灰?guī)r的風(fēng)化層，汛期河流的含沙量較大。沖積層較厚，兩岸有崩塌現(xiàn)象。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(lèi)有松、杉等。其余為荒山及草皮覆蓋。 當(dāng)?shù)貧夂蛱卣?氣溫情況 年平均氣溫約為 度，最高氣溫為 度，發(fā)生在 7 月份，度，發(fā)生在 1 月份。表 21 月平均氣溫統(tǒng)計(jì)表（度）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 年平 均 水利水電工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)7表 22 平均溫度日數(shù) 月份 日數(shù)平均溫度1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120?℃ 6 0 0 0 0 0 0 0 0 ~℃ 30 31 30 31 31 30 31 30 ?℃ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 濕度情況 本區(qū)域氣候特征是冬干夏濕，每年 11 月至次年和 4 月特別干燥，其相對(duì)濕度為 51~73％之間，夏季因降雨日數(shù)較多，相對(duì)濕度隨之增大，一般變化范圍為67~86％。 降水量情況 最大年降水量可達(dá) 1213 毫米，最小為 617 毫米，多年平均降水量為 905 毫米。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 125mm 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?。水?kù)吹程為 15 公里。實(shí)測(cè)多年平均風(fēng)速 14m/s。斜心墻土石壩及壩坡穩(wěn)定分析8 當(dāng)?shù)厮奶卣髟摻瓘搅鞯闹饕獊?lái)源為降水，在此山區(qū)流域內(nèi)無(wú)湖泊調(diào)節(jié)徑流。根據(jù)實(shí)測(cè)短期水文氣象資料研究，一般是每年五月底至六月初河水開(kāi)始上漲，汛期開(kāi)始，至十月以后洪水下降，則枯水期開(kāi)始，直至次年五月。該江洪水形狀陡漲猛落，峰高而瘦，具有山區(qū)河流的特性，實(shí)測(cè)最大流量為700 秒立米，而最小流量為 秒立米。 年日常徑流資料 壩址附近水文站有實(shí)測(cè)資料 8 年，參考臨近測(cè)站水文記錄延長(zhǎng)后有 22 年水文系列，多年年平均流量為 17 秒立米。 洪峰流量資料 經(jīng)過(guò)頻率的分析，可以求得不同頻率的洪峰流量如下表 24，24 所示，山區(qū)洪水的特性是暴漲暴落的。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 11 121％ 46 19 12 19 600 1240 1550 1210 670 390 28 372％ 36 17 11 15 530 1120 1360 1090 600 310 23 335％ 23 14 9 11 420 850 1100 830 480 250 16 2810％ 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。枯水極少，河水清徹見(jiàn)底，初步估算 30 年后壩前淤積高程為 2765 米。 工程地質(zhì)資料雖然土石壩對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)要求不像拱壩，重力壩以般苛刻，但是地質(zhì)構(gòu)造對(duì)土水利水電工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)9石壩的選址，建造，后期維護(hù)都有一定程度的決定性作用。 水庫(kù)地質(zhì)資料 庫(kù)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。經(jīng)地質(zhì)勘探認(rèn)為庫(kù)區(qū)滲漏問(wèn)題不大，但水庫(kù)蓄水后，兩岸的坡積與殘積等物質(zhì)的坍岸是不可避免的，經(jīng)過(guò)勘測(cè)，估計(jì)可能坍方量約為 300 萬(wàn)立米。在考慮水庫(kù)淤積問(wèn)題時(shí)可作為參考。 壩址地質(zhì)資料 壩址位于該江中游地段的峽谷地帶，河床比較平緩，坡降不太大，兩岸高山聳立，構(gòu)成高山深谷的地貌特征。壩址區(qū)地層以玄武巖為主，間有少量火山角礫巖和凝灰?guī)r穿過(guò)，對(duì)其巖性分述如下：（1）玄武巖。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(lái)沿裂隙充填進(jìn)來(lái)的。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