【正文】 指導教師 專 業(yè) 水利水電工程 層 次 專升本 批 次 051 學 號 W110405131520209 學習中心 北京農(nóng)林科學院 工作單位 北京住總第四開發(fā)建設有限公司 2020 年 7 月 中國農(nóng)業(yè)大學網(wǎng)絡教育學院制 I 獨 創(chuàng) 性 聲 明 本人聲明所呈交的 畢業(yè) 論文（設計）是我個人進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文（設計）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得中國農(nóng)業(yè)大學或其它教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。 學生簽名： 時間： 2020 年 7 月 28 日 關(guān)于論文（設計）使用授權(quán)的說明 本人完全了解《 中國農(nóng)業(yè)大學 網(wǎng)絡教育學院本、?？?畢業(yè)論文 （設計）工作條例（暫行規(guī)定）》對：“ 成績 為優(yōu)秀 畢業(yè)論文 （設計） ，網(wǎng)絡教育學院將 有權(quán)選取部分論文（設計） 全文 匯編成集或者在網(wǎng)上公開發(fā)布 。 中國農(nóng)業(yè)大學網(wǎng)絡 教育學院有權(quán)保留送交論文（設計）的復印件和磁盤，允許論文（設計）被查閱和借閱，可以采用影印、縮印 或掃描等復制手段保存、匯編論文（設計）。本次設計中重點闡述了滲流計算的任務、方法和原理，并列出了詳細的計算過程。水庫以灌溉發(fā)電為主，結(jié)合防洪。 基本資料 地形、地質(zhì)資料 １ . 地形資料 QH 河為山區(qū)性河流，庫區(qū)兩岸分水嶺高程均在 820m 以上，河床底高程在 700m 以下。 ２ . 地質(zhì)資料 壩基為砂卵石，平均厚度 5m，滲透系數(shù)１ 102cm/s。未發(fā)現(xiàn)大的構(gòu)造斷裂，地層分布詳見 ZF 土壩壩線工程地質(zhì)剖面圖，如附圖 6。 校核洪水位 ，下游水位 。 死水位 ，死庫容 108m3。 多年平均最大凍土深度 。 建筑材料 １ . 土石料分布、儲藏情況 庫區(qū)及壩址下游土石料豐富，滿足修建當?shù)夭?料壩要求。砂礫料主要分布在河灘上，儲量為 205 104m3。 —— —— —— —— 有效應力 22186。 31186。 31186。 水位降落 有效應力 23186。 水工建筑物級別及防洪標準 土石壩樞紐設計的主要水工建筑物有：土壩、溢洪道，且以上已論證本工程等別為Ⅱ等，由此查 SL2522020 中表 ，確定土壩、溢洪道均為 2 級。 壩軸線選擇 壩軸線根據(jù)壩址區(qū)的地質(zhì)、地形條件、壩型、壩基處理方式、樞紐中各建筑物（特別是泄洪 4 建筑物）的布置、施工條件等，經(jīng)多方案的技術(shù)經(jīng)濟比較確定。該部分內(nèi)容列表 進行對比說明。 壩址位于上壩址同一背斜的東南翼，河床寬120m，巖層傾向 QH 河下游。 地 質(zhì) 條 件 砂卵石覆蓋層平均厚度 5m，左岸 730m 高程以上為三級階地具有中偏弱濕陷性。河床中段及近右岸地段，沿 113111115104114 各鉆孔連線方向，在巖面下 21～ 47m 深度范圍內(nèi)，有一透水帶，下限最深至基巖下約 80m。左岸單薄分水嶺巖層應考慮排水，增加巖體穩(wěn)定。河床地段基巖透水性與中等透水帶厚度具有從上游向下游逐漸變小的趨勢。 筑壩材料 庫區(qū)及壩址下游土石料儲量豐富，平均運距小于 ，有利于修建當?shù)夭牧蠅巍３隹诙我诵藿o壓洞，保證出口段巖體穩(wěn)定。 基礎以下 10左右為砂質(zhì)巖及夾泥層，且單薄分水嶺巖層風化嚴重，透水性大，對建筑物安全不利。電站廠房處巖石風化厚度約 5～ 6m，對其產(chǎn)生的滲漏及土體坍塌需采取必要的措施 比較結(jié)果 選用 壩型選擇 5 根據(jù)所給出的基本資料，大壩壩型選用土石壩。 心墻壩是將土質(zhì)防滲體設在壩 體中央；斜心墻壩是土質(zhì)防滲體向上游傾斜；斜墻壩是將防滲體設在壩體上游面或接近上游面。 下面就針對均質(zhì)壩、土質(zhì)防滲心墻壩和土質(zhì)防滲斜墻壩，這三種壩型列表進行比較，選定壩型，如表 所示。 防滲體工程量降低。 建筑材料 壩體絕大部分由大體均一的抗?jié)B性能好的土料筑成，對土料要求高。 施工條件 結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，施工碾壓困難，在多雨的條件下受含水量影響，則更難壓實。 斜墻壩的斜墻支承在壩體上游面，可滯后壩體施工，兩者相互干擾小。粘土心墻壩比粘土斜墻壩用的粘土少，適應變形能力強。由于該壩址上下游都有料場 ,粘土心墻壩的施工干擾相對會減少 ,綜合考慮選擇粘土心墻壩。 導流泄洪洞：其布置主要考慮地質(zhì)情況，避開可能的塌滑體，并保證出口和進口的穩(wěn)定，此外還應考慮巖體破碎程序及其對巖體滲漏的影響。巖層傾向下游，出口段節(jié)理發(fā)育，在導流泄洪洞出口及邊坡應采取有效措施予以處理。 6 溢洪道：其布置主要考慮地質(zhì)情況和水流 情況，不僅要保證建筑物的安全，還應盡量減小開挖工程量。巖性主要為堅硬細砂巖，其中軟弱層多為透鏡體，溢洪道擋水部分的抗滑穩(wěn)定條件較好。 灌溉發(fā)電洞布置在左岸東凹溝附近三級階地上。電站廠房處巖石風化層厚度約 5～ 6m，對其產(chǎn)生的滲漏及土體坍塌應采取必要的工程措施。 壩頂寬度 依據(jù)《碾壓式土石壩設計規(guī)范》 SL2742020 規(guī)定：壩頂寬度應根據(jù)構(gòu)造、施工、運行和抗震等因素確定。根據(jù)原始資料，該壩為中壩，壩頂無交通要求，故該壩壩頂寬度擬定為 10m。本次設計不考慮地震情況。 Y＝ R＋ e＋ A 式中： Y— 壩頂超高， m； R— 最大波浪在壩坡上的爬高， m； e— 最大風雍水面高度， m； A— 安全加高， m； （ 1）最大波浪在壩坡上的爬高 R 平均爬高值 Rm 按下式計算： 7 （ 31） 式中： Rm— 平均波浪爬高， m； KΔ — 斜坡的糙率滲性系數(shù)，根據(jù)護面類型查得； KW— 經(jīng)驗系數(shù)； hm、 Lm— 波浪的平均波高和平均波長， m，按莆田試驗公式確定； m— 坡度系數(shù)。正常情況采用 50 年一遇風速或多年最大風速的 — 倍，校核情況采用多年平均最 大風速。 D－吹程，相應于設計洪水位的吹程為 5500m，相應于校核洪水位的吹程為 7500m。 Lm =2LL=(1/) (gD/V2)1/ V2/g = (1/) ( 5500/)1/ =（ m） 已知設計洪水位 ，由附圖 6Ⅰ Ⅰ壩線工程地質(zhì)剖面圖查得，壩底高程取在 處，則壩前水深 H==，水域平均水深 Hm=； h/Hm= 查得： hp/hm= hm= hp /=（ m） 2）斜坡的糙率透性系數(shù) KΔ 根據(jù)護面類型采用砌石時的 KΔ =～ ，取 KΔ =。 4）平均波浪爬高 Rm 將 hm=； Lm=； KΔ =； KW=； m=，代入公式 31： 8 2 ????mR =（ m） （ 2）最大風壅水面高度 e 計算公式： (32) 式中： K— 綜合摩阻系數(shù)，取 106； β — 計算風向與壩軸線法線的夾角，取 0176。 （ 4）壩頂超高 Y 將所求得 Rm=， e=， A=，代入公式 32： Y 設 =++=（ m） 2. 校核洪水位加非常運用條件的壩頂超高 計算過程同正常運用情況。對施工質(zhì)量良好的土石壩，壩體沉降值約占壩高的 %～ %。則施工高程為 ＋（ ） %＝ ，取為 772m。 正常情況下壩頂應高出靜水位 ，在非常運用情況下，壩頂不低于靜水位。 所以，設防浪墻頂高程為 ，防浪墻高 ，壩體沉降值 m ，壩頂高程為，壩基高程為 ，最大壩高為 。壩坡可以分段設置，每段 10～ 30m，從上而下逐段放緩，相鄰坡率差值取 或 ，碾壓式土壩的上游邊坡一般有較好的護坡，最多設置 1～ 2 條馬道，馬道寬～ ，故本設計初擬上游壩坡由上而下為： 1:、 1:、 1:；分別在高程 和 處設置 2 級馬道，寬 。故本設計下游壩坡由上而下為： 1:、1:、 1:、 1:、 1:；分別在高程為 、 、 、 處設置馬道，寬 。 壩頂構(gòu)造如圖 所示。土石壩的防滲體包括土質(zhì)防滲體和人工材料防滲體，已建 工程中以土質(zhì)防滲體居多，故本設計選取土質(zhì)心墻 10 防滲體。 SL2742020 中 規(guī)定：土質(zhì)防滲體斷面應滿足滲透比降、下游浸潤線和滲透流量的要求，應自上而下逐漸加厚，兩側(cè)邊坡一般在 1:～ 1: 之間，頂部的水平寬度不宜小于 ，心墻底部厚度不宜小于水頭的 1/4； 規(guī)定：土質(zhì)防滲體頂部設有防浪墻時，防滲體頂部高程不得低于正常運用的靜水位； 規(guī)定：土質(zhì)防滲體頂部應設保護層，保護 層厚度（包括上游護坡墊層）應不小于該地區(qū)的凍結(jié)和干燥深度，還應滿足施工機械的需要。 心墻與上、下游壩體之間，應設置足夠厚度的過渡層或反濾層，以防滲流將心墻粘土顆粒帶走，并利于與壩殼緊密結(jié)合。反濾層一般由 1～3 層級配均勻、耐風化的砂、礫、卵石或碎石構(gòu)成，每層粒徑隨滲流方向而增大。本設計采取 3 層反濾層形式： d1=— 1mm 厚 ， d2=1— 5mm 厚 ， d3=5— 20mm 厚 。 壩基防滲 土石壩修建在砂卵石地基上時，地基的承載力通常是足夠的，而且地基因壓縮產(chǎn)生的沉降量一般也不大。土石壩滲流控制的基本方式有垂直防滲、水平防滲和排水減壓。 垂直防滲可采取黏性土截水槽、混凝土截水墻、混凝土防滲墻、水泥黏土灌漿帷幕等基本形式 。 由壩線地質(zhì)地形剖面圖分析可知，砂礫石厚度 左右，未 超過 20m，所以采用黏性土截水槽，開挖邊坡 1:，底部高程 ，槽頂與心墻同寬。在截水槽兩側(cè)邊坡鋪設反濾層，以免槽內(nèi)回填土顆粒被滲透水流帶走，構(gòu)造同防滲墻反濾層。左岸單薄分水嶺采用井點排水。 壩體排水 排水 設備是土石壩的一個重要組成部分。 設計壩體排水設備需綜合考慮壩型、壩基地質(zhì)、下游水位、氣候和施工條件等因素，通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。 常見的排水形式有：棱體排水、貼坡排水、褥墊排水和 組合式排水，另外還有網(wǎng)狀排水帶、排水管和豎式排水體等形式。 表 內(nèi)容 形式 棱體排水 貼坡排水 優(yōu)點 能夠降低浸潤線，防止壩坡凍脹，保護壩坡不被沖刷，增加壩坡的穩(wěn)定性。 優(yōu)點 用石料較多，造價較高，與壩體施工有些干擾。 綜合以上排水體特點，故采用棱體排水形式。在排水棱體與壩體及壩基之間設反濾層二層，一層厚 ，二層厚 。 護坡及壩坡排水 為保護土石壩壩坡免受波浪淘刷、冰層和漂浮物的損害及降雨沖刷，防止壩體土料發(fā)生凍結(jié)、膨脹和收縮，以及人畜破壞等，需設置護坡結(jié)構(gòu)。本設計上游壩坡選取雙層干砌石護坡厚 ，干砌石下設碎石墊層厚 ，護坡范圍：上至壩頂，下至死水位以下 ，