重力坝设计结业毕业论文.doc

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1、#*目录1 基本资料1 1.1.流域概况1 1.2 水文气象特征1 1.3 地质条件2 1.4 工程枢纽任务3 2 枢纽布置4 2.1 工程等级及建筑物级别确定4 2.2 坝址、坝型选择5 2.2.1 坝址地形地质条件5 2.2.2 选址、选型原则5 2.2.3 亭子口坝址概况6 2.2.4 李家嘴坝址概况7 2.2.5 坝址比较8 2.3 枢纽布置9 2.3.1 布置原则：9 2.3.2 枢纽的总体布置9 3 洪水调节11 3.1 基本资料11 3.1.1 洪水过程线的确定11 3.1.2 相关曲线图13 3.1.3 确定天然设计洪峰流量和天然校核洪峰流量13 3.1.4 确定下泄设计洪峰流

2、量标准（p=0.2%）和下泄校核洪峰流量标（p=0.1%）14 3.2 洪水调节基本原则14 3.2.1 确定工程等别和级别14 3.2.2 水库防洪要求14 3.2.3 水库的运用方式14 3.3 调洪演算15 3.3.1 堰顶高程153.3.2 设计水头15dH3.3.3 流量系数的确定15m 3.3.4 方案拟订16 3.3.5 计算下泄流量16 3.3.6 半图解法调洪演算17 4 非溢流坝剖面设计22 4.1 设计原则22 4.2 剖面拟订要素22 4.2.1 坝顶高程的拟订22 4.2.2 坝顶宽度的拟订25#*4.2.3 坝坡的拟订26 4.2.4 上、下游起坡点位置的确定26

3、4.2.5 剖面设计26 4.3 抗滑稳定分析与计算28 4.3.1 分析的目的28 4.3.2 滑动面的选择28 4.3.3 对坝基面进行抗滑稳定计算29 4.4 应力计算30 4.4.1 分析的目的30 4.4.2 分析方法30 4.4.3 材料力学法的基本假设30 4.4.4 荷载组合30 4.4.5 应力计算30 5 溢流坝段设计32 5.1 泄水建筑物方案比较32 5.1.1 布置原则32 5.1.2 泄洪方案选择32 5.2 溢流表孔布置32 5.3 溢流坝剖面设计33 5.3.1 顶部曲线33 5.3.2 中间直线段的确定34 5.3.3 反弧段35 5.4 消能设计与计算35

4、5.4.1 闸墩的设计36 5.4.2 消能形式选择37 5.4.3 消力池的水力计算38 5.4.4 辅助消能工设计41 5.4.5 消力池护坦的设计42 6 细部构造设计42 6.1 坝顶构造42 6.2 廊道系统43 6.2.1 基础灌浆廊道43 6.2.2 检查排水廊道44 6.2.3 排水管44 6.3 坝体分缝45 6.3.1 横缝45 6.3.2 纵缝45 6.3.3 水平施工缝45 6.4 坝体止水与排水45 6.4.1 止水45 6.4.2 坝体排水46#*6.5 基础处理46 6.5.1 坝基开挖46 6.5.2 固结灌浆47 6.5.3 帷幕灌浆47 6.5.4 坝基断层

5、及破碎带处理48 6.6 混凝土重力坝的分区48 参 考 文 献50#*1 基本资料基本资料1.1.1.1.流域概况流域概况嘉陵江是长江上游左岸的主要支流，发源于陕西凤县东北的秦岭山脉，流经陕西、甘肃、四川、重庆四省（直辖市） ，干流全长 1120km，落差有 2300m，平均比降 2.05，全流域面积为 15.98 万平方千米，占长江流域面积的 9%。嘉陵江水系发育，自上而下主要支流有西汉水、白龙江、东江、西河、渠江、涪江等。嘉陵江流域大部分属亚热带湿润季风气候。在中下段的盆地区，冬季温暖多雾，霜雪少见，上游段山区则冬季寒冷，霜雪较多，又多风暴，往往一雨成灾。春夏时节，流域内降雨自东向西移动

6、，若遇季风弱而迟，则西部常形成春旱和初夏干旱天气。流域内年降水量在 1000 毫米以上，其中 50%集中在 79 月。而且降雨在区域上分布上很不均匀，一般聚集在盆地边缘的降水大于盆地中部。中游南充至合川的年径流量为 300400mm；下游合川至重庆为 400500mm；而南充至苍溪为川中径流量深低值区，仅 300mm；中游苍溪以上至广元的大滩场，由 300mm 递增到 600mm。流域多年平均径流量为 698.8 亿立方米，主要集中在汛期 510 月，汛期干流水量占全年径流量的 75%83%，非汛期在 11 月到次年的 4 月，占 17%25%。1.21.2 水文气象特征水文气象特征坝址地区雨

7、量丰沛，资料显示其多年平均降水量为 995.8，多年平均流量 598mm，相应多年平均径流量 189 亿，径流深 309。多年平均气温 16.6，多年平sm33mmmC均风速 1.9，多年平均最大风速为 13.2，多年平均地面温度 19.2，多年平sm3sm3C均水温 15.5。C坝址区河段平直开阔河谷呈浅 U 形，谷底宽 200350，在正常蓄水位 458高程mm处谷宽 778856，左侧为主河槽,枯水位 370371，水面宽 170200水深mmmm1.54.5河床覆盖层最厚处约 13.5，基岩顶板高程 352.93646。mmm#*水库规划指标：水库正常蓄水位 458，设计洪水位 461

8、.3，相应洪峰流量 34500mm，校核洪水位 463，相应洪峰流量 37610，总库容 40.67 亿，防洪库容sm3msm33m19.56 亿，坝前淤沙高程 373。3mm表表 1-11-1 坝址各频率洪峰流量坝址各频率洪峰流量频率（P）%10.50.20.10.02洪峰流量（m3/s）28000308003250034700396001.31.3 地质条件地质条件（1）地形地貌嘉陵江由北北西向南南东流经坝址区，流向 170，河段平直开阔，呈浅“U”型河谷，谷底宽 170350m，高程 458m 处谷宽 778856m。河床左侧为主河槽，枯水位370371m、相应水面宽 170200m、水

9、深 1.14.5m。河床覆盖层厚度一般 610m，最厚处约 13.5m，基岩顶板高程 352.86364m。左岸山体宽厚，临江峰顶高程 657.8m，岸坡中部高程 480400m 间为缓坡平台，平台宽 150360m，长 2500m，台面高程自上游至下游降低，斜坡段地形坡度 2025。右岸山体临江峰顶高程 550m，岸坡中分布两级缓坡平台，下级高程 390410m，台地宽 120150m，长大于 500m，上级缓坡平台高程445460m，台地宽 100120m，长约 500m，斜坡段地形坡度 1520。（2）地层岩性坝区出露地层为白垩系下统苍溪组（K1c）砂岩、粉砂岩、粘土岩，总厚度 480m

10、，为软硬相间不等厚的层状岩层。主要层位有 K1c6-1、K1c4-2、K1c3-2、K1c2-3、K1c2-1等 5 层，除 K1c4-2层为长石石英砂岩结构较疏松，为软岩外，其余 4 层均为较坚硬的岩屑砂岩，其中河床坝基下 K1c2-1层砂岩厚 2328m。坝区第四系分布较广，主要为河流冲积与崩滑堆积。河床冲积砂砾石厚 613.50m；左岸古滑体厚度一般 2040m，最大厚度 63m。（3）地质构造坝址处于九龙山背斜东南翼，岩层走向 3060，微倾下游偏左岸，倾角 15，未见#*断层。砂岩中两组陡倾角裂隙较发育，一组走向 350360，倾向东或西，倾角7090；一组走向 7590，倾向南或北

11、，倾角 7090。（4）水文地质坝址地下水按赋存介质可分为孔隙水、裂隙水和孔隙裂隙水。地下水主要以井、泉形式排泄于地表，流量较小，季节性变化大，砂岩层间裂隙水局部微具承压性，地下水水力联系差。地表水、地下水水质对砼均无侵蚀性。岩体透水性具有较明显的层状特征与不均一性，两岸砂岩中等透水；K1c4-2 长石石英砂岩中强透水，粘土岩、粉砂岩和河床分布的砂岩为弱透水或微透水。（5）岩体风化与卸荷岩体风化受岩性和环境制约，不同部位表现不同的风化特点。河床及漫滩基本上是微风化带，厚度小于 3m；谷坡地带全强风化带厚度多小于 2.0m，弱风化带厚度 328m；左岸崩滑体平台下伏基岩全强风化带 厚度小于 1.

12、0m，弱风化带约 4m 左右。岩体卸荷与岩性、微地貌相关。江边岩体卸荷水平宽度较小，卸荷水平宽度一般小于20m，最大可达 37m（平硐 PD5） ；两岸岸坡中部（460m 平台以下）卸荷带水平宽度2566m，460m 平台以上岸坡卸荷带水平宽度左岸较大，卸荷水平宽度 6985m，右岸卸荷水平宽度 4352m；砂岩的卸荷宽度大于粉砂岩或粘土岩的卸荷宽度。1. 1.4 4 工程枢纽任务工程枢纽任务本枢纽经过技术经济调查阶段，以及水利、水能计算，提出了如下参数，作为进行建筑物设计的依据。正常蓄水位： 458.0m设计洪水位461.3m校核洪水位463.0m死水位（淤积结果）438m最有利工作深度20m水库防洪限制水位 442m#*2 枢纽布置枢纽布置2.12.1 工程等级及建筑物级别确定工程等级及建筑物级别确定根据规范水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000，亭子口水利枢纽工程等别确定为一等，工程规模为大（1）型，主要建筑物级别为 1 级，电站厂房级别为 2 级，次要建筑物为 3 级。表表 2-12-1 水利水电枢纽工程的分等指标水利水电枢纽工程的分等指标分等指标防洪 工程等别工程规模水库总库容（亿米 ）3保护城镇及工矿区保护农田面积（万亩）