蓄水樞紐工程重力壩施工設計畢業論文(已修改)

　

【正文】 蓄水樞紐工程重力壩施工設計畢業論文目 錄目 錄 I前言 1 1 1 1 1 4 42壩址，壩型的確定及樞紐布置 5 5 6 7 7 7 7 8 9 非溢流壩的布置 9 溢流壩的布置 9 10 10 11 壩頂高程的確定 11 壩頂寬度 12 壩面坡度 12 壩底寬度 12 13 荷載組合及其計算（以下各組合情況均取單位壩長計算） 13 14 19 抗滑穩定驗算與強度驗算 22 設計洪水位情況 24 24 25 25 孔口設計 26 泄水方式的選擇 26 洪水標準的確定 26 流量的確定 26 26 27 27 28 28 28 28 29 頂部曲線段 29 中間直線段 29 30 30 30 32 32 設計情況 32 33 33 34 34 34 34 34 35. 367. 泄水孔設計 36 孔徑D的擬定 37 進水口體形設計 37 閘門與門槽 37 漸變段 37 水力計算 38 38 壩頂構造 38 非溢流壩 38 溢流壩 39 壩體分縫與止水 40 橫縫 40 止水 40 水平縫 40 廊道系統 40 基礎廊道 41： 41 42 壩體混凝土分區 43 43 基礎開挖與清理 44 壩基的防滲處理 45 壩基排水 46 46 斷層破碎帶、軟弱夾層的處理 4斷層破碎帶的危害及處理措施 47 47 48 施工條件分析 48. 地形條件 48 48 49. 工作日分析 49 施工組織設計的內容 49 施工導流設計 49 施工導流標準 49 50 50 50 51 51參考文獻 53致 謝 54青龍河流域水量充沛，控制流域面積6340km2，，是灤河流域較大的一條支流。但由于降雨、徑流的年際年內分配極不均勻，必須修建大型控制工程調節水量，豐富的水資源才能得以充分開發利用。該工程是以供水、灌溉、養殖等綜合利用為主的大型控制樞紐工程。 該水庫建成后能收到灌溉、防洪、解決工業用水和人蓄吃水等多方面效益，是一座綜合利用的水庫。根據《水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準》SDJ1278的規定，一期工程為二等工程，大壩為2級建筑物，輔助建筑物按Ⅲ級設計，臨時建筑物按Ⅳ級設計。正常應用洪水為100年一遇，非常運用洪水為1000年一遇。水庫位于高山區，構造剝蝕地形。青龍河侵蝕能力較強，沿河形成不對稱河谷，由于構造運動影響，河流不斷下切，形成岸邊階地、陡岸，壩線區河谷呈不對稱“U”字形，較開闊。右岸下游形成半島狀，因河流側向侵蝕，使右岸形成陡壁，近于直立。青龍河為山區性河流，兩岸居民及耕地分散，除庫水位以下有一定淹沒外，浸沒問題不大，庫區亦未發現重要礦產。庫區兩岸基巖出露高程大部分在200米左右，庫區左岸非可溶性巖層分布廣泛，其中主要由絹云母、千枚巖、石英、砂質頁巖組成。透水性較小，也沒有發現溝通庫內外的大斷層。庫區可溶性巖層分布于青龍河右岸，從隔水層分布、熔巖發育情況分析，水庫蓄水后向鄰近河流滲透的可能性很小。經過對庫區斷層的分析，水庫向外流域及下游滲漏的可能性很小。庫區外巖層抗風化作用較強，庫岸基本上是穩定的。青龍河流域屬季風型大陸性氣候，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多。多年平均氣溫約10℃，℃，℃，月平均溫度變化較大，離壩址較遠的遷安站實測最高氣溫39℃。多年平均降雨量為700mm，且多集中在夏季七、八月份。全年無霜期約180天，結冰期約120天，河道一般在12月封凍，次年三月上旬解凍，—。，水庫吹程為3km。青龍河流域水量充沛,是灤河流域水資源蘊藏較大的一條支流,年徑流由年降雨產生，年徑流在地區與時間上分布與年降雨量基本一致，但年際間變化懸殊，實測徑流資料1929—104m3，104m3，相似枯水年連續發生，108m3。青龍河洪水由暴雨形成，據統計七～八月發生最大洪峰流量的機會占88%，而且年際變化很大，實測最大洪峰流量為2200秒立米(1962年)，最小洪峰流量184秒立米(1965年)，相差12倍，流域洪水峰高、歷時短，陡漲陡落，一次洪水持續時間一般3—5天。青龍河流域植被較好，泥沙來源在地區分布和洪水分布上一致。主要是土門子與某之間，其間來沙量約占某以上總輸沙量的95%以上，而汛期輸沙量又集中在幾次特大洪水上。年際間泥沙量的變化懸殊。由統計分析得知，某站多年平均淤沙量為389t,。從泥沙的組成情況來看，泥沙顆粒較粗，，內摩擦角為12度。表11桃林口站徑流系列表年份天然1986年2000年2020年192919301931193261933193419351936 1937193819391940 1941 1942 19431944194519461948194919501951195219531954195519561957 19581959 19601961196219631964196519661967196819691970 197119721973 19741976197719781979 1980198119821983 由表11的數據可計算出各自對應的流量等數據如表12所示：表12水文分析成果序號姓 名單 位數 量備 注1利用水文系列年限352代表性流量多年平均流量立米/秒調查歷史最大流量立米/秒3400設計洪水洪峰流量(P=1%)立米/秒3600校核洪水洪峰流量(P=%)立米/秒5200保壩洪水洪峰流量(P=%)立米/秒76003洪量設計洪水洪量(P=1%)億立米五 天校核洪水洪量(P=%)億立米五 天4多年平均年徑流量億立米5多年平均輸沙量噸431當地天然建筑材料分布在壩址地區上、下游河灘及兩岸階地。其中，土料主要分布在莊窩、土谷子等七處，沙礫卵石料主要有南杖子、某等八處，各料廠的材料物理性質基本滿足要求，可做大壩混凝土骨料及拱圍堰。沙粒料主要分布在河灘上，儲量為205萬立米，扣除漂石及圍堰淹沒部分，可利用的約100—151萬立米，其顆粒級配不連續，缺少蹭粒徑，根據野外29組自然坡度角試驗，34組室內試驗分析，統計成果如下：，%，不均勻系數561顆。表13顆粒組成（毫米）%200804020521砂的儲量很少，且石英顆料少，細度模數很低，不宜作混凝土骨料，砂(D2毫米)。壩址區石料較多，儲量可滿足需要，溢洪道、導流洞出碴也可利用。沙石料廠設在水庫下游13km的鹿尾山，大楊莊、薛莊，總儲量1176萬m3。水庫距盧龍縣35Km,新建公路至工地，交通方便，壩址所在地區，有足夠的農業勞動力在滿足了農業生產的要求下，可以抽調一部分農業勞動力參加樞紐之修建工作，施工用電青龍山雙山子變電所架設110kv輸電線路供電，電力保障可靠。根據沁水縣1958年—1963年和1970年—1972年九年降雨氣溫資料，參考其它土壩水庫氣溫，降雨停工標準，土料、砂礫料、石方、混凝土工程施工工作日確定如下表14：表14工作日確定表類 別土料砂礫隧洞石方混凝土一般石方工作日(天/年)2533073022502922壩址，壩型的確定及樞紐布置 水利水電樞紐工程的分等指標工程等別工程規模分等指標水庫總庫容（億米）防洪灌溉面積（萬畝）水電站裝機容量（萬千瓦）保護城鎮及工礦區保護農田面積（萬畝）Ⅰ大（1）型10特別重要城市、工礦區500150120Ⅱ大（2）型10～1重要城市、工礦區500~100150~50120～30Ⅲ中 型1～中等城市、工礦區100~3050~530～5Ⅳ?。?）型～一般城鎮、工礦區30~55~5~1Ⅴ?。?）型～51由材料可知（1），+=10億米，達到了大（1）型工程規模，等別為一等；（2）電站裝機容量為20兆瓦=2千瓦，大于1千瓦小于五千瓦，達到小一型工程規模，等別為四等。表22 永久性水工建筑物的級別工程等級 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綜合考慮以上因素，按表21知水庫屬Ⅱ等大（2）型工程，主要建筑物攔河壩、溢流堰、拉沙底孔為2級建筑物，查22知主要建筑物等級為Ⅱ級時，相應的次要建筑物等級為3級，則引水道、消能防沖、導墻、擋墻為3級，廠房按裝機也屬3級，導流圍堰、明渠等臨時建筑物為4級。圖21壩址選擇地形圖壩址選擇與樞紐布置密切相關，不同壩型軸線易采取不同的壩型和樞紐布置，同一壩址也可以有不同的壩型和樞紐布置方案，通過經濟比較擇優選出壩軸線位置及相應的合理壩型和樞紐布置。 壩址選擇與地質條件密切相關，理想壩址地質條件是強度高，透水性好，不易風化，沒有構造缺陷的巖基，但一般來說，壩址在地質上總是存在缺陷，因此，在選用壩址時應從實際出發。不僅要慎重考慮壩基地質條件，還要求庫區及壩址兩岸的邊坡有足夠的穩定性。壩址地形條件與壩型選擇和樞紐布置有著密切關系。 除此之外，地形條件在很大程度上會影響壩址。一般來說，壩址宜選在河谷狹窄地段，壩軸線較短，可以減少壩體工程量，還要考慮便于施工導流等等，因此需要全面分析。結合考慮，選擇最有利的壩址，對于此工程：水庫壩址選在青龍河下游的山谷河段上，共選出2條壩線，經過比較，確定第一壩線，即為圖21中的較粗的線，出露巖性為大紅峪組石英砂巖與板狀粉細砂巖互層，巖石堅硬、構造簡單、滲透性小。壩址區為剝蝕——中低山地形，河流經壩址處急轉彎向北流向下游，由于受喬麥嶺背斜控制，巖層傾向上游，呈單斜構造狀。由地形圖可看出，壩址兩岸的基巖較不對稱，可以修建混凝土重力壩和土石壩、面板堆石壩。（1） 混凝土重力壩 優點：安全可靠，設計及施工簡單，對地形和地質條件的適應性較好，對地基要求不太高，適于各種氣候條件下的修建，受凍害影響較小經驗豐富，維護修理費用低，施工導流和永久性泄洪問題容易解決。缺點：體積大，消耗水泥、石料較多，材料強度不能充分發揮，壩底揚壓力較大，混凝土水化熱較大，溫控措施較高。（2）土石壩 優點：就地取材，節約材料，能很好的適應較差的地質條件，抗震性較好，結構簡單，工作可靠，使用壽命長。缺點：壩坡較小，工程量較大，壩頂不能過水，需要另加泄水建筑物，施工導流不方便對壩的防滲要求較高沉降問題存在。（3）面板堆石壩 優點：對自然條件有廣泛的適應性，對地基要求比混凝土壩低，可適應不均勻沉降，抗震性能好，施工不受氣候限制，就地取材，可節約水泥、木材和鋼材等重要建筑材料，機械化施工，可加速建壩，減小投資，可策劃能夠