開(kāi)題報(bào)告[共6頁(yè)]

1、信陽(yáng)學(xué)院項(xiàng)目研究（設(shè)計(jì)）開(kāi)題論證報(bào)告論文題目: 長(zhǎng)興水庫(kù)溢洪道邊坡及消能池穩(wěn)定性 分析研究院 系 信陽(yáng)學(xué)院土木工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 土木工程 班 級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 導(dǎo)師姓名 2016年 月 日工程項(xiàng)目研究（設(shè)計(jì)）開(kāi)題論證報(bào)告一、課題研究（設(shè)計(jì)）現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì): （一）國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外一些高壩、大泄量的工程趨向于采用壩肩式溢洪道。好處是：解決溢洪道布置的困難；溢洪道的開(kāi)挖料能作土石壩的筑壩材料，運(yùn)距短且有利于環(huán)境保護(hù)。巴西的伊塔壩，系混凝土面板堆石壩，主溢洪道在右壩肩，該處是筑壩材料的主要開(kāi)挖地，該壩是該國(guó)正在規(guī)劃的造價(jià)最低的大型水電站之一。我國(guó)60年代的土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范中，明確要求

2、溢洪道與大壩要有相當(dāng)?shù)木嚯x，但這往往是困難的，并要付出較大代價(jià)，限制了土石壩的發(fā)展?，F(xiàn)在我國(guó)溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范及其編制說(shuō)明，對(duì)采用壩肩式溢洪道時(shí)保證大壩安全的措施做出了明確規(guī)定。同時(shí)有認(rèn)為可以因地制宜采用，不必受過(guò)大的限制。從70年代末至今，我國(guó)碧口、石頭河、龍羊峽、魯布革、天生橋等一級(jí)水電站均采用了壩肩式溢洪道。隧洞式溢洪道，躲在兩岸陡峻的河谷中修建水利樞紐時(shí)采用，以解決布置困難，避免大開(kāi)挖或不穩(wěn)定的高邊坡，且可選擇適當(dāng)?shù)乃矶闯隹诘攸c(diǎn)，將水流消能負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)離大壩的河段。隧洞式溢洪道有的采用開(kāi)敞式控制段，后接明流隧洞，既保持了開(kāi)敞式溢洪道的優(yōu)點(diǎn)，又避免了對(duì)壩體穩(wěn)定的影響。也有未采用開(kāi)敞式控制段的

3、，如我國(guó)二灘水電站在右側(cè)山體中布置了兩條溢洪道，進(jìn)水口設(shè)胸墻，在立面上呈龍?zhí)ь^型，從水力學(xué)分類(lèi)屬無(wú)壓隧洞。為消除空蝕、沿洞每隔200M設(shè)一補(bǔ)氣廊道。其出水口能分設(shè)兩處，均遠(yuǎn)離壩址，減輕了近壩河段的消能負(fù)擔(dān)。挪威學(xué)者萊斯尼在1992年提出：在兩岸山坡陡峻的峽谷中，難以采用開(kāi)敞式溢洪道，若采用壓力泄洪隧洞則易被冰塊和樹(shù)木等堵塞，故通常采用名流的隧洞式溢洪道。由于地形限制，隧洞式溢洪道往往設(shè)有彎道，導(dǎo)致高速水流在洞內(nèi)形成惡劣流態(tài), 尤其是封頂?shù)臎_擊波, 形成壓力流, 故需對(duì)預(yù)防措施和隧洞布置進(jìn)行研究。據(jù)萊斯尼介紹, 挪威已對(duì)此制定了新的設(shè)計(jì)規(guī)范, 要求隧洞的縱坡沿程不變（出于結(jié)構(gòu)上的原因, 最大約1

4、:7）彎道在平面上的曲率也保持不變。 目前, 除了對(duì)溢洪道的布置方案經(jīng)歷了認(rèn)識(shí)和實(shí)踐的過(guò)程外, 對(duì)溢洪道的形式和細(xì)部構(gòu)造也進(jìn)行了論證和研究。并在設(shè)計(jì)理論上有所突破。溢洪道閘門(mén)向大尺寸發(fā)展。我國(guó)開(kāi)敞式閘門(mén)擋水面積, 50年代最大為144 , 而當(dāng)時(shí)世界上最大表孔弧形門(mén)尺寸為24.387.62m(寬高) 面積185.78m。隨著制造工藝水平的提高, 新技術(shù)的發(fā)展, 溢洪道閘門(mén)尺寸已增至1923.面積437 （我國(guó)湖南省五強(qiáng)溪水電站溢流壩采用9扇弧形門(mén)）, 由于大尺寸閘門(mén)的選用, 單寬泄量的日益增加, 我國(guó)溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范、混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范和混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范等已對(duì)其限制不再作出規(guī)定。采用大單寬泄

5、量的好處是:解決樞紐布置困難;節(jié)省工程量;有助于防止空蝕;增加泄槽水深, 有利于泄槽底板穩(wěn)定。 采用沿程消能和局部或全部不襯砌的溢洪道。象階級(jí)式和沿泄槽設(shè)置消力墩或加糙工的溢洪道。這種滋洪道可以使水流沿程消耗能量, 簡(jiǎn)化甚至省去下游的消能防沖設(shè)施, 有利于環(huán)境保護(hù)。階級(jí)式滋洪道在巖石好的部位可不襯砌并可利用挖出的石料筑壩。國(guó)外對(duì)一些不危及大壩安全的非常溢洪道不襯砌;對(duì)正常溢洪道認(rèn)為在巖石條件好時(shí), 可對(duì)某些部位不襯砌, 在巖石破碎區(qū)則仍要襯砌, 以防止上游發(fā)展的朔源沖刷。滋洪道采用局部或全部不襯砌的工程尚有我國(guó)的佛子嶺、東圳等工程的滋洪道。我國(guó)溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：“ 全部或局部不襯砌的泄槽,

6、應(yīng)開(kāi)挖至堅(jiān)硬、完整的新鮮或微風(fēng)化巖石” 。該規(guī)范的編制說(shuō)明提出：“ 巖石堅(jiān)硬、完整、受斷裂構(gòu)造影響小時(shí), 利用其抵抗水流沖刷是可行和經(jīng)濟(jì)的?！?以及“ 溢洪道是否進(jìn)行襯砌, 應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件和泄流特性, 對(duì)巖體的抗沖能力進(jìn)行論證分析?！?摻氣工的應(yīng)用。對(duì)摻氣工及其供氣系統(tǒng)的型式、布置位置、間距、通氣量、摻氣保護(hù)長(zhǎng)度等方面進(jìn)行了大量理論研究、模型試驗(yàn)和原型觀測(cè), 在設(shè)計(jì)理論上也有所突破。有了初步的估算方法, 并提出了摻氣工水舌軌跡等電算程序。目前, 摻氣工已發(fā)展成為多種形式。根據(jù)實(shí)際的經(jīng)驗(yàn), 采用挑坎與跌槽（坎）結(jié)合的形式, 可在較大范圍的流量條件下形成穩(wěn)定的空腔和滿意的流態(tài), 故目前普遍采用

7、組合型式。摻氣工的位置, 目前的趨勢(shì)是泄槽縱坡變化處, 以代替復(fù)雜的過(guò)渡曲線, 簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和施工, 并可適應(yīng)較大泄量。 迷宮堰的推廣應(yīng)用。迷宮堰的優(yōu)越性進(jìn)一步得到了重視, 對(duì)其水力特性的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步深化, 水利設(shè)計(jì)方法也不斷改進(jìn), 更加得到推廣應(yīng)用。我國(guó)浙江省的青溪口、山溪頭、桐柏等水庫(kù)的溢洪道, 均采用迷宮堰進(jìn)口, 并獲得顯著效益。該省還推薦了一套簡(jiǎn)便實(shí)用的迷宮堰水力設(shè)計(jì)方法。山東省曾開(kāi)展迷宮堰的專(zhuān)項(xiàng)研究, 建成5座試驗(yàn)和示范性迷宮堰, 帶動(dòng)建成了十多座。該省的實(shí)踐表明：:用迷宮堰來(lái)改造已建的無(wú)閘溢洪道, 既可提高興利庫(kù)容, 又能滿足泄洪要求, 效果與建閘相近而造價(jià)只有建閘的1/21/4 , 維

8、修管理費(fèi)用只有1/3。效益十分顯著。 齊頭型墩尾閘墩的采用。為了減少水流經(jīng)閘墩時(shí)形成的沖擊波和水冠花, 以往常將閘墩的墩尾延長(zhǎng)而逐漸縮窄成機(jī)翼型, 現(xiàn)在則趨向于采用短的齊頭型墩尾。這種造型, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 費(fèi)用最省, 又不存在空蝕現(xiàn)象, 對(duì)提高墩尾下游壩面壓力, 向水中摻氣也有好處。目前, 國(guó)內(nèi)外在寬尾墩的應(yīng)用方面均取得了成功。 2、 研究（設(shè)計(jì)）的主要目的及內(nèi)容溢洪道，用于宣泄規(guī)劃庫(kù)容所不能容納的洪水，保證壩體安全的開(kāi)敞式可帶有胸墻進(jìn)水口的溢流泄水建筑物。溢洪道一般不經(jīng)常工作，但卻是水庫(kù)樞紐中重要的建筑物。溢洪道布置可包括進(jìn)水渠、控制段、泄槽、消能防沖 設(shè)施及出水渠。溢洪道的布置應(yīng)根據(jù)地形、地

9、質(zhì)、工程特點(diǎn)、樞紐布置、壩 型、施工及運(yùn)用條件、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等綜合因素進(jìn)行全面考慮。 消能池有三種形式：挖深式消能池：降低護(hù)坦高程形成消能池，使池內(nèi)水深大于護(hù)坎，產(chǎn)生淹沒(méi)水躍；坎式消能池：在護(hù)坦末端加筑消能坎形成消能池，使坎前水深大于護(hù)坎，產(chǎn)生淹沒(méi)水躍。既較低護(hù)坦高程又修建消能坎的綜合消能池。 長(zhǎng)興水庫(kù)的溢洪道位于壩軸線樁號(hào)0+011處，長(zhǎng)323.4m，穿越地貌類(lèi)型 為剝蝕低山丘陵、一二級(jí)階地以及河漫灘，溢洪道基底以下地層為細(xì)礫及全風(fēng)化花崗巖，為強(qiáng)透水中等透水地層，所以溢洪道與壩體相接段基礎(chǔ)部位應(yīng)做防滲處理，溢流壩基礎(chǔ)坐落于細(xì)礫或全風(fēng)化花崗巖或強(qiáng)風(fēng)化花崗巖上，強(qiáng)度較高，可滿足強(qiáng)度和變形設(shè)計(jì)要求。論

10、文研究的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：（一）吉林省安圖市長(zhǎng)興水利樞紐工程的自然地質(zhì)環(huán)境條件研究主要通過(guò)資料收集處理、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和訪問(wèn)等手段，研究該地區(qū)的自然地質(zhì)環(huán)境條件，包括地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及地震情況、水文地質(zhì)、不良地質(zhì)、特殊地質(zhì)、氣象水文等方面的現(xiàn)狀及其演化特征。（二）該水利工程工程內(nèi)容分析研究通過(guò)對(duì)長(zhǎng)興水庫(kù)全方面了解，確定與其他水利建筑物相適應(yīng)的溢洪道結(jié)構(gòu)，比較不同形式的溢洪道結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)泄水過(guò)程的影響。通過(guò)模擬以及計(jì)算的方式?jīng)Q定最合適的結(jié)構(gòu)。（三）長(zhǎng)型水庫(kù)溢洪道和消能池穩(wěn)定性評(píng)價(jià)研究對(duì)該水利工程的溢洪道的設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)參數(shù)的選取與取值。進(jìn)行溢洪道水力計(jì)算，溢洪道地基處理、防滲排水

11、設(shè)計(jì)。（四）提出治理措施及建議，并進(jìn)行論證，應(yīng)結(jié)合樞紐總體布置全面考慮，避免泄洪、發(fā)電、航運(yùn)及灌溉等建筑物在布置上的相互干擾。三、研究方法及研究手段長(zhǎng)興水庫(kù)溢洪道邊坡及消能池穩(wěn)定性分析研究。研究工作從了解研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)背景和溢洪道邊坡及消能池工程設(shè)計(jì)條件與工程地質(zhì)條件入手，弄清研究溢洪邊坡及消能池段巖土結(jié)構(gòu)特征，選用相應(yīng)的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)模型，溢洪道邊坡及消能池穩(wěn)定性分析研究。1閱讀有關(guān)專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)資料，了解國(guó)內(nèi)外在溢洪道邊坡及消能池穩(wěn)定領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)；2明確研究方向與內(nèi)容，收集擬建水庫(kù)工程設(shè)計(jì)和溢洪道區(qū)工程地質(zhì)條件資料；3分析研究區(qū)工程地質(zhì)勘察資料，有條件時(shí)參于必要的室外內(nèi)試驗(yàn)測(cè)試工作；4開(kāi)展邊

12、坡及消能池抗滑、抗沖穩(wěn)定分析評(píng)價(jià)，完成研究論文編寫(xiě)工作。四、研究工作條件研究工作在吉林省東部安圖縣長(zhǎng)興鄉(xiāng)境內(nèi)展開(kāi)，該研究得到了安圖縣水利局和吉林大學(xué)建設(shè)工程學(xué)院室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室的支持，并且對(duì)工作現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行踏查, 并采用工程地質(zhì)測(cè)繪、鉆探、坑探、物探，原位測(cè)試，取樣、室內(nèi)試驗(yàn)等綜合勘察方法，對(duì)安圖縣長(zhǎng)興水利樞紐工程進(jìn)行了可行性研究的地勘工作，主要查明工程區(qū)的環(huán)境工程地質(zhì)條件，建筑物區(qū)各巖土體工程地質(zhì)特性。其次，學(xué)校圖書(shū)館藏書(shū)十分豐富，可以十分方便的借閱有關(guān)書(shū)籍和資料，為論文的編寫(xiě)工作提供了豐富的輔助資料來(lái)源。學(xué)校方面還專(zhuān)門(mén)設(shè)有論文研究經(jīng)費(fèi)，主要用于研究工作中的實(shí)地考察與調(diào)研之用。五、預(yù)期目標(biāo)及研究進(jìn)度計(jì)

13、劃預(yù)期研究工作將完成吉林省東部安圖縣長(zhǎng)興鄉(xiāng)長(zhǎng)興水庫(kù)周邊自然地質(zhì)環(huán)境條件的調(diào)查工作、長(zhǎng)興水庫(kù)的溢洪道邊坡及消能池穩(wěn)定性評(píng)價(jià)工作、提出有關(guān)該水庫(kù)溢洪道以及消能池設(shè)計(jì)的改善措施及建議，合計(jì)論文一篇。進(jìn)度安排： 2011年11月1日3月6日：在老師的指導(dǎo)下，確定論文方向，收集相關(guān)文獻(xiàn)資料，并了解相關(guān)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 2012年3月6日3月15日：進(jìn)行文獻(xiàn)閱讀、水利工程資料收集與分析，完成論文開(kāi)題報(bào)告編寫(xiě)； 2012年3月15日4月31日：進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)，參與或了解有關(guān)水利工程地質(zhì)勘察、試驗(yàn)測(cè)試、理論分析，完成論文大綱，完成論文初稿； 2012年6月1日6月5日：進(jìn)行論文修改； 2012年5月1日5月30日：編寫(xiě)論文答辯題綱，完成畢業(yè)論文打印裝訂； 2012年6月6日6月16日：進(jìn)行畢業(yè)論文答辯。六、參考文獻(xiàn)1 水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范GB50487