【正文】 ............................................. 40 水利計算 ................................................................................................................ 42 洞徑的確定 ................................................................................................. 42 過流能力校核 ............................................................................................. 43 繪制庫水位 泄量關系曲線 ........................................................................ 45 III 繪制水頭線和測壓管水頭 ........................................................................ 45 消能計算 ............................................................................................................... 46 消能工的布置 ............................................................................................ 46 計算坎上水深 h0 及 v0 .............................................................................. 46 下游尾水深的確定 .................................................................................... 48 挑距計算 .................................................................................................... 49 沖坑深度計算 ............................................................................................ 49 襯砌結構計算 ....................................................................................................... 50 襯砌的作用 ................................................................................................ 50 襯砌類型選擇 ............................................................................................ 50 計算斷面的選擇 ....................................................................................... 50 襯砌的計算 ................................................................................................ 51 細部構造 ............................................................................................................... 53 分縫的布置 ................................................................................................ 53 灌漿孔的布置 ............................................................................................ 53 隧洞排水的布置 ........................................................................................ 54 參考文獻 ..................................................................................................................... 56 謝 辭 ..................................................................................................................... 55 郭莊水利樞紐 1 第一章 總述 前言 我國地域遼闊，河流眾多，水資源比較豐富，然我國人口眾多，人均水資源占有量很少，僅為世界人均水平的 1/4，且水資源問題突出：南多北少、夏多冬少、且年際降水量變化很大，水危機會嚴重制約工農(nóng)業(yè)的發(fā)展。 新中國成立以來，水利事業(yè)就在迅速發(fā)展：在國民經(jīng)濟恢復時期，就決定治理、修建長江荊江分洪工程和官廳水庫； 1950 年后又提出“統(tǒng)一規(guī)劃、蓄泄兼籌”，全流域規(guī)劃和治理淮河和黃河； 1963 年毛主席提出要根治海河。 改革開放以來，黨和政府都更加重視水利事業(yè)的發(fā)展， 提高水利不僅是農(nóng)業(yè)發(fā)展的源泉，也是經(jīng)濟發(fā)展的血液，更是中華民族的命脈，提高水利事業(yè)發(fā)展，是社會發(fā)展的必然要求。 樞紐的位置與任務 郭莊水庫位于王家河中游平陽縣內(nèi)，壩址位于郭莊村，距縣城 18km，控制流域面積 160km2，占總流域面積的 68%，流域為以安山巖為主的石山區(qū)，耕地所占比重極小還不到 10%，流域內(nèi)植被較好，植被度達 70%以上，王家河干流全長 ，平均縱坡 1/。郭莊水庫主要任務是調節(jié)水量，供平陽縣的生活用水，以灌溉為主，結合引水發(fā)電、水面養(yǎng)殖、洪水錯峰等，可得到綜合利用的效果。王平公路線 10km，通訊線路 6km。 年徑流在年際間變化懸殊，郭莊水庫實測資料 1963~1982 年 20 年資料中，豐水年 1976 年達 億 m3，枯水年 1985 僅 1238 萬 m3，相差 億 m3，約合 倍。多年平均徑流量為 5920 萬 m3。 本流域洪水多發(fā)生在七、八兩月，出現(xiàn)在七月占 42%，出現(xiàn)在八月占 58%，王家河多年平均 6~9 月洪量占年徑流量的 70%左右，一天洪量占六天洪量的 80%以上，大水年尤為集中，如 1972 年最大三天洪量占年徑流量達 68%。 流域多年平均氣溫為攝氏 14℃，年最低氣溫－ 12℃，但延續(xù)時間不長，最高氣溫可達 40℃，夏秋多 東南風，冬春多北風。多年平均最大風速 Vmax=12m/s，水庫最大吹程： 。 (1)水庫年蒸發(fā)損失深度 400mm，年滲漏損失深度 500mm。 壩址處東岸山坡高峻，巖體完整，風化作用較輕，西岸山坡相對低矮平緩，巖石風化較重河床東邊寬度 30m，中上部坡積層厚數(shù)米，下部為褐紅粘土膠結的砂卵石厚10m，不含泥，基巖表面有較多的裂隙，情況不如東邊，但仍是 良好的地基，河床中部約 90m 范圍內(nèi)的砂卵石厚 5～ 10m，內(nèi)部夾有薄層灰色淤泥，使砂卵石的力學性質有所降低，下部基巖表層節(jié)理發(fā)育，鉆探所得巖心多為碎塊，風化層厚 ～ ，但鉆進中不漏漿，說明基巖透水性不大，河床中有垂直方向的斷層，走向約為北 45176。 郭莊水利樞紐 7 該地區(qū)地震烈度為 7 度 安山巖物理力學性質指標如下： 重度 ，堅固系數(shù) 8～ 10 單位彈性抗力系數(shù) 60～ 80MPa 彈性模量 104MPa 、當?shù)亟ㄖ牧? (一 )土料 共有七個土料區(qū)，除 林場在庫區(qū)外，其余都在庫區(qū)，各土料區(qū)的土料性質和儲量詳見下表： (二 )砂卵石 砂卵石分布在大壩上下游河灘，枯水季節(jié)河水位降低，上游在壩腳 100m 以外，1500m以內(nèi)，平均取深 ，約 45 萬 m3，下游在壩腳 100m 以外， 2021m以內(nèi)取深，約 40 萬 m3，休止角經(jīng)現(xiàn)場試驗最小 32176。 表 16 各土料區(qū)的土料性質和儲量 土區(qū)名稱 自然重度 KN/m3 自然含水量％ 塑性含水量％ 流限含水量％ 土類 儲量 (萬m3) 范圍 均值 萬水山 重粉壤土 郭莊后 中粉壤土 郭莊東 重粉壤土 后山 － － － 指揮部前 － － － 山前 － － － 林場 － － － 河北工程大學畢業(yè)設計 8 (三 )石料 石料來源于溢洪道開挖的安山巖。 (四 )風化料 在左岸壩頭有可供筑壩的風化片麻巖。176。夯實后干重度平均達 (鋪厚 25cm)。 郭莊水利樞紐 9 表 17 土石料的物理力學指標 指標 單位 壩基砂卵石 壩體 土料 (均質壩 ) 土料 (心、斜墻壩 ) 砂卵石 風化料 堆石 水上 水下 水上 水下 水上 水下 飽和快剪 φ 度 30176。 32176。 32176。 38176。 、施工條件 采用低圍堰、底孔導流、分期施工的導流方法進行施工。 郭莊水利樞紐組成：擋水建筑物、泄水建筑物和發(fā)電建筑物。 郭莊水利樞紐 11 第二章 樞紐布置 水利樞紐布置原則： ①保證建筑物在任何條件下正常工作 ②在滿足建筑物跨度和穩(wěn)定條件下，使樞紐總價和運行費較低 ③應考慮 施工導流 ，方法，進度，使施工方便，工期短，造價低 ④各建筑物布置緊湊，充分發(fā)揮樞紐的效益。 ⑦樞紐外觀與周圍環(huán)境要協(xié)調，在可能條件下盡量美觀。郭莊水利樞紐是以灌溉為主的綜合利用工程，屬于蓄水樞紐。 該水庫庫容 5030 萬立方米，則按此最高等別可確定級別。本設計可供選擇的壩型有重力壩、拱壩、土石壩、 1）對于重力壩具有以下工作特點 （ 1）筑壩材料強度高，耐久性好，抵抗洪水漫頂、滲漏、沖刷、地震破壞等的能力強。 （ 2）對地質、地形條件適應性強 。 （ 3）由于重力壩可做成溢流的，也可在壩內(nèi)設置泄水孔，故一般不需要另設溢洪道或泄水隧洞，樞紐布置緊湊。由于橫縫將重力壩分成若干壩段，各壩段獨立工作，結構作用明確。材料用量多，壩內(nèi)壓應力較低，材料強度不能充分發(fā)揮。 （ 6）因壩體體積較大，施工期混凝土收縮應力也較大，為防止發(fā)生溫度裂縫，施工時對混凝土溫度控制的要求較高。因此，拱壩的選擇要由良好的地形地質條件，如V 形 U 形和梯形山谷。 （ 2） 拱是推力結構，有利于發(fā)揮工材料的抗壓性性能，可使壩體做得較薄，一般可節(jié)省同高重力壩工程量的 1/3～ 2/3，節(jié)省材料，減小造價，增加工程效益。 （ 4） 拱壩輕韌，富有彈性和整體性好 ，借助巖基對地震動能的吸收，具有較強的抗震能力。 3) 對土石壩，具有以下特點 （ 1）土石壩可就地取材，與混凝土壩相比，節(jié)省大量水泥、鋼材和木材，且減少了筑壩材料遠途運輸費用。 （ 3）施工方法靈活，技術簡單，且管理方便，利于加高擴建。 根據(jù)郭莊水庫壩址處資料，該地對外交通不便，也不具有適宜建拱壩的有利地形，河床部分基巖埋深 510m，但具有儲量豐富的土石料。 泄水建筑物的選擇 該樞紐兩岸地勢較高、岸坡陡峭，宜選用正槽式溢洪道，而該壩壩址百年一郭莊水利樞紐 13 遇洪水為 2080 立方米每秒，千年一遇洪水為 2710 立方米每秒 ，洪水峰高而歷時短，故須開挖隧洞來泄水。 擋水建筑物按直線布置，壩布置在河灣地段上。 由于壩址處 右邊 山坡高峻，巖體完整，風化作用較輕， 左 岸山坡相對低矮平緩，巖石風化較河床右邊重，巖石表面由較多的裂縫，但 地基仍然