【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 建筑物尺寸和水利調(diào)節(jié)計(jì)算，確定防洪庫(kù)容、上游設(shè)計(jì)和校核洪水位及相應(yīng)的下泄流量；主要建筑物型式選擇和水利樞紐布置即確定組成建筑物及其設(shè)計(jì)等級(jí)，通過(guò)不同方案的初步技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選定壩型及其它建筑物型式和確定水利樞紐的布置方案；主要建筑物設(shè)計(jì)即通過(guò)分析比較，確定大壩基本剖面型式與輪廓尺寸，擬定地基處理方案與壩身構(gòu)造，進(jìn) 行水力和靜力計(jì)算和進(jìn)行細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ， 泄水建筑物設(shè)計(jì)即進(jìn)行結(jié)構(gòu)型式與輪廓尺寸，進(jìn)行總體布置，擬定細(xì)部構(gòu)造和進(jìn)行必要的水力、靜力計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；施工導(dǎo)流方案設(shè)計(jì)；最后要進(jìn)行工程量計(jì)算。 設(shè)計(jì)大壩最大壩高 ，壩軸線的長(zhǎng)度為 ，壩頂高程為 ，溢流堰的高程為 182m，為 9 孔泄流，閘門(mén)的尺寸為寬 9m 高 。 關(guān)鍵詞： 隔河巖， 重力壩，調(diào)洪演算，應(yīng)力分析，穩(wěn)定計(jì)算 張楠 ： 隔河巖 水利樞紐設(shè)計(jì) (混凝土重力壩方案 ) II A BSTRACT Geheyan Water Control Project is the development of the second cascade of Qingjiang River. The main task is power generation, flood and shipping. Hub of the main building by a retaining dam, outlet structures, power plants, and the ship lift and other ponents. The basic benefit of this project is flood control projects, power generation, shipping. The design includes the design flood and water regulation that the calculation of design flood calculation, the selected methods and development of flood discharge and water conditioning building size calculations to determine the flood control capacity, upstream design and check flood level and the corresponding discharging flow。 the main building type selection and layout of the water to determine the position of buildings and their design levels, through different programs of the preliminary technical and economic parison of selected dam and other water control structures to determine type and arrangement of the program。 major buildings design through analysis and parison, to determine the basic profile of the dam type and profile size, development of treatment programs and the dam body foundation structure for hydraulic and static calculation and for detailed structure design, discharge structure structural design of the profile type and size for the overall layout, structure and development of detail necessary hydraulic, static analysis and structural design。 construction diversion program design。 the final calculation to carry out the works. The highest dam in the dam design is , and the dam axis length is , crest elevation is , the overflow weir height is 182m, for the 9 hole discharge, gate width size of 9m and hight is . Keywords: Geheyan ， Gravity dams, Flood Routing, Stress Analysis, Stability calculation 2020屆水利水電工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 1 第 1 章 緒 論 工程 概況 隔河巖水利樞紐位于中國(guó)湖北長(zhǎng)陽(yáng)縣長(zhǎng)江支流的 清江 干流上，下距清江河口62km，距長(zhǎng)陽(yáng)縣城 9km，距葛洲壩電站約 50km，距武漢約 350km。為混凝土重力壩，最大壩高 。水庫(kù)總庫(kù)容 34 億立方米。工程主要是發(fā)電，兼有防洪、航運(yùn)等效益。 隔河巖水利樞紐為一等工程，樞紐由大壩、泄洪建筑物、引水式地面廠房、開(kāi) 敞式開(kāi)關(guān)站及斜坡式升船機(jī)等組成。大壩最大壩高 ，壩頂長(zhǎng) ；溢流壩段布置在河床中部，壩頂表孔 9 孔，孔口尺寸（寬 高） 10,采用 挑 流消能方案；廠房及開(kāi)關(guān)站布置在右岸，兩 級(jí)垂直升船機(jī)布置在左岸。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 設(shè)計(jì)洪水及水利調(diào)節(jié)計(jì)算： ① 計(jì)算設(shè)計(jì)洪水； ② 選定泄洪方式和擬定泄洪建筑物尺寸； ③ 水利調(diào)節(jié)計(jì)算，確定防洪庫(kù)容、上游設(shè)計(jì)和校核洪水位及相應(yīng)的下泄流量。 主要建筑物型式選擇和水利樞紐布置： ① 確定組成建筑物及其設(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，選定壩型及其它建筑物型式； ③ 確定水利樞紐的布置方案。 第一主要建筑物 ——大壩設(shè)計(jì)： ① 通過(guò)分析比較，確定大壩基本剖面型式與輪廓尺寸； ② 擬定地基處理方案與壩身構(gòu)造； ③ 進(jìn)行水力和靜力計(jì)算； ④ 進(jìn)行細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 第二主要建筑物 ——泄水建筑物（壩外溢洪道或溢流壩）設(shè)計(jì) ① 進(jìn)行結(jié)構(gòu)型式與輪廓尺寸，進(jìn)行總體布置； ② 擬定細(xì)部構(gòu)造； ③ 進(jìn)行必要的水力、靜力計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 施工導(dǎo)流方案設(shè)計(jì)。 工程量計(jì)算。 工程基本資料 水庫(kù)總庫(kù)容 34 億立方米，有效庫(kù)容 22 億立方米，為年調(diào)節(jié)水庫(kù)。電站最大水頭 米 ,設(shè)計(jì)水頭 99 米。保證出力 萬(wàn)千瓦，裝機(jī)容量 92 萬(wàn)千瓦，張楠 ： 隔河巖 水利樞紐設(shè)計(jì) (混凝土重力壩方案 ) 2 年平均發(fā)電量 億度，年裝機(jī)利用小時(shí) 2930 小時(shí)。 表 工程特性表 序號(hào) 名 稱(chēng) 單位 數(shù)量 1 壩址以上流域面積 平方公里 14430 2 設(shè)計(jì)洪水流量 P=% 秒 /立米 22800 3 校核洪水流量 P=% 秒 /立米 28200 4 正常高水位 米 5 死水位 米 6 總庫(kù)容 億立米 34 7 防洪庫(kù)容 億立米 14 8 興利庫(kù)容 億立米 22 9 死庫(kù)容 億立米 12 10 設(shè)計(jì)洪水位時(shí)最大下泄流量 秒立米 18059 11 校核洪水位時(shí)最大下泄流量 秒立米 22944 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 我國(guó)重力壩發(fā)展很迅速，無(wú)論從壩體體型還是壩體材 料都有較大的發(fā)展變化，壩體體型從實(shí)體重力壩到寬縫和空腹重力壩發(fā)展；壩體材料從最初的混凝土重力壩、漿砌石重力壩向碾壓混凝土重力壩發(fā)展，同時(shí)優(yōu)化了體型 ,以達(dá)到降低揚(yáng)壓力和充分利用混凝土材料的目的。 我國(guó)重力壩發(fā)展很迅速 ， 重力壩有揚(yáng)壓力大、材料強(qiáng)度不能充分利用、壩體體積大，水泥用量多，水化熱高，散熱條件差的主要缺點(diǎn)，這就決定了 壩體體型還是壩體材料都有較大的發(fā)展變化，壩體體型從實(shí)體重力壩到寬縫和空腹重力壩發(fā)展；壩體材料從最初的混凝土重力壩、漿砌石重力壩向碾壓混凝土重力壩發(fā)展，同時(shí)優(yōu)化了體型 ,以達(dá)到降低揚(yáng)壓力和充分利 用混凝土材料的目的。 國(guó)內(nèi)外學(xué)者及工程技術(shù)人員在重力壩深層抗滑穩(wěn)定分析領(lǐng)域開(kāi)展了大量的試驗(yàn)與理論研究，取得了較為豐碩的成果，但仍有很多爭(zhēng)議的問(wèn)題尚未解決。利用國(guó)內(nèi)一些典型水利工程的設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)穩(wěn)定分析方法、抗剪公式適用性、數(shù)值計(jì)算分析方法及其安全控制標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)行了分析討論。結(jié)果認(rèn)為：各種分析方法均有優(yōu)缺點(diǎn)，單靠其中一種方法，難以合理地分析和解決復(fù)雜地質(zhì)條件下壩基深層抗滑穩(wěn)定安全問(wèn)題，應(yīng)采用不同的方法互相補(bǔ)充，綜合評(píng)定壩2020屆水利水電工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 3 基的安全穩(wěn)定 目前在縱縫研究方面主要集中在縱縫結(jié)構(gòu)處理的措施方面。設(shè)法找出一種經(jīng)濟(jì)、技術(shù)合理 的措施來(lái)取代常規(guī)的灌漿方法。就國(guó)內(nèi)資料而言，對(duì)縱縫的研究重點(diǎn)有兩個(gè)大方向： (1)結(jié)構(gòu)方面。用經(jīng)濟(jì)，技術(shù)上可行的處理措施來(lái)取代縱縫灌漿甚至是取消縱縫； (2)縱縫對(duì)混凝土重力壩的溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力場(chǎng)的影響方面。 在已建或在建的實(shí)體重力壩中，我國(guó)已建的三峽水利樞紐實(shí)體重力壩是最大的工程，其最大壩高 181m,三峽大壩為混凝土重力壩，它壩長(zhǎng) 2335 米，底部寬 115 米，頂部寬 40 米，高程 185 米，正常蓄水位 175 米。大壩壩體可抵御萬(wàn)年一遇的特大洪水，最大下泄流量可達(dá)每秒鐘 10 萬(wàn)立方米。整個(gè)工程的土石方挖填量約 億立 方米，混凝土澆筑量約 2800 萬(wàn)立方米， 是世界上混凝土澆筑量最大的水利工程；耗用鋼材 萬(wàn)噸。水庫(kù)全長(zhǎng) 600 余千米，水面平均寬度 千米，總面積 1084平方千米，總庫(kù)容 393 億立方米，其中防洪庫(kù)容 億立方米，調(diào)節(jié)能力為季調(diào)節(jié)型。 上世紀(jì) 70 年代以后，世界上創(chuàng)造出碾壓混凝土壩筑壩技術(shù)。它的特點(diǎn)是采用干硬性混凝土，用自卸汽車(chē)運(yùn)料入倉(cāng)，推土機(jī)平倉(cāng)，振動(dòng)碾碾壓，通倉(cāng)薄層澆筑，不設(shè)縱縫，不進(jìn)行水管冷卻 ,橫縫用切縫機(jī)切割。它具有節(jié)省水泥 ,簡(jiǎn)化溫度控制和施工工藝 ,縮短工期 ,降低造價(jià)的優(yōu)點(diǎn)。美國(guó)威洛克里克壩（又 譯柳溪壩）、日本島地川壩、中國(guó)福建坑口壩和南盤(pán)江天生橋二級(jí)水電站首部樞紐都采用了這種施工技術(shù)?？涌趬螇胃?通倉(cāng)澆筑，不設(shè)橫縫，但在迎水面增設(shè)防滲面 ,簡(jiǎn)化了壩體構(gòu)造。也是以后重力壩的發(fā)展和進(jìn)步方向。 目前研究工作中存在的問(wèn)題 重力壩的主要有以下?lián)P壓力大；材料強(qiáng)度不能充分利用；壩體體積大，水泥用量多，水化熱高，散熱條件差等缺點(diǎn)，故目前實(shí)體重力壩的研究的問(wèn)題在于 如何有效地降低壩體的揚(yáng)壓力，如何更充分的利用壩體材料的強(qiáng)度，如何優(yōu)化筑壩材料降低溫度應(yīng)力等幾個(gè)方面。 張楠 ： 隔河巖 水利樞紐設(shè)計(jì) (混凝土重力壩方案 ) 4 第 2 章 調(diào)洪演算 確定 工程等、級(jí)別 工程等、級(jí)別確定 隔河巖水庫(kù)總庫(kù)容為 34 億立方米大于 10 億立方米， 且總裝機(jī)容量為 92 萬(wàn)千瓦，由 規(guī)范 DL51802020 可知， 參見(jiàn)表 、表 ， 工程規(guī)模為大（ 1）型， 工程等 別為 Ⅰ等 。Ⅰ 等水工建筑物的永久性水工建筑物主要建筑物為 1 級(jí)、次要建筑物為 3 級(jí)。 表 水利水電工程分等指標(biāo) 工程級(jí)別 工程規(guī)模 水庫(kù)總庫(kù)容（ 108m3) 防洪 治澇 灌溉 供水 發(fā)電 保護(hù)城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)重要性 保護(hù)農(nóng)田（ 104畝） 治澇面積（ 104畝） 灌 溉面積（ 104畝） 供水對(duì)象重要性 裝機(jī)容量（ 104kW) Ⅰ 大（ 1）型 ≥10 特別重要 ≥500 ≥200 ≥150 特別重要 ≥120 Ⅱ 大（ 2）型 10～ 重要 500～ 100 200～ 60 150～ 50 重要 120～ 30 Ⅲ 中等 ～ 中等 100～ 30 60～ 15 50～ 5 中等 30～ 5 Ⅳ ?。?1）型 ～ 一般 30～ 5 15～ 3 5～ 一般 5～ 1 Ⅴ ?。?2）型 ～ ＜ 5 ＜ 3 ＜ ＜ 1 2020屆水利水電工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 5 表 永久性水工建筑物的級(jí)別 工程級(jí)別 永久性建筑物級(jí)別 主要建筑物 次要建筑物 Ⅰ 1 3 Ⅱ 2 3 Ⅲ 3 4 Ⅳ 4 5 Ⅴ 5 5 確定洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) ： 設(shè)計(jì)洪水、校核洪水 、下游防護(hù)標(biāo) 準(zhǔn) 可通過(guò)下面計(jì)算所得。 由工程特性表可得：設(shè)計(jì)洪水頻率為 %，校核洪水的頻率為 %。 壩型選擇 通過(guò)方案比選，選定混凝土實(shí)體重力壩。 調(diào)洪演算與方案選擇 隔河巖工程壩基巖體 “石龍洞灰?guī)r ”， “石龍洞灰?guī)r ”的基本力學(xué)強(qiáng)度特性，除與巖石本身的組織結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還受巖 溶、構(gòu)造、 風(fēng)化等因素影響。 “石龍洞灰?guī)r ”為壩基主要受力巖體，巖性較均一，強(qiáng)度較高 ，濕抗壓強(qiáng)度以薄層條帶為低，其抗壓和抗剪強(qiáng)度比堅(jiān)硬巖石稍低 ，單寬流量 q 初選 150～ 200M3/S?？?