水利水電工程畢業(yè)設(shè)計【精選文檔】

1、水利水電工程畢業(yè)設(shè)計【精選文檔】盧灣重力壩設(shè)計不要，刪除摘 要居中:盧灣水利樞紐是以防洪為主， 結(jié)合灌溉、工業(yè)用水、發(fā)電、發(fā)展旅游綜合利用的水利樞紐工程。本設(shè)計從盧灣實際情況出發(fā),按照混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范，分別對擋水壩段、溢流壩段以及深孔壩段進行設(shè)計。擋水壩段采用工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、施工導(dǎo)流容易的實體重力壩，并分多種荷載組合情況進行穩(wěn)定計算和應(yīng)力分析；溢流壩段為WES曲線型實用堰;深孔壩段采用無壓泄水孔。大壩高115.5m, 該壩的修建對促進當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展具有重要的意義。三段式Abstract：居中 luwan Hydrojunction is based on comprehensive u

2、tilization,such us flood control，irrigation，industrial water ,power generation , tourism development and so on。 It has designed the water retaining dam section，the overflowing dam section and the deep hole dam section in accordance with ”the Norm of Concrete Gravity Dam Designing" and the actua

3、l conditions of Ningxi. The overflowing forbidden dam section is a solid gravity dam which works reliablly, has simple structure and can divert the flow easily in construction time。 And it makes stability calculation and stress analyze in several load combination conditions。 The overflowing dam sect

4、ion adopts WES practical curved weir。 The deep hole section adopts the non-pressure weep hole.The Dam is 115.5 meters high， the construction of the dam to the promotion of local economic development is of great significance。放在下一頁關(guān)鍵詞：重力壩 溢流壩段 樞紐布置 方案選擇 地基處理Keywords:gravity dam overflow section projec

5、t layout scheme option groundhandling前 言把前言改為總結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計是根據(jù)教學(xué)要求，對水利水電專業(yè)本科畢業(yè)生進行的最后一項教學(xué)環(huán)節(jié).本次畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容為百色水利樞紐工程,流域為我國某一大河的支流。本樞紐主要任務(wù)為發(fā)電，兼做防洪之用。本工程建成投產(chǎn)后,具有可觀的經(jīng)濟效益。本次設(shè)計包括了一般水利樞紐所需進行的水工初步設(shè)計的全過程。設(shè)計的主要部分為壩型選擇，樞紐布置以及細(xì)部構(gòu)造。計算的主要部分為非溢流擋水壩段和溢流壩段的穩(wěn)定及應(yīng)力分析。其中很多內(nèi)容采用了各種圖表，力求做到設(shè)計清晰明了。其主要建筑物由擋水建筑物、泄水建筑物、發(fā)電建筑物、放空建筑物組成.主要建筑物為二

6、級,次要建筑物為三級.壩型選用混凝土實體重力壩。擋水壩段最大斷面的底面高程為115米，壩頂高程為235米，防浪墻高1。2米，最大壩高為110m。壩頂寬10米,最優(yōu)斷面的上游壩坡坡率為1:0。2，上游折坡點高程為186.5米，下游壩坡坡率為1:0。7,下游折坡點高程219。7米。溢流壩段最大斷面的底面高程為300米，堰頂高程217。3米，溢流堰采用WES曲線設(shè)計,直線段坡率為1:0。7，反弧段半徑取25米，上游壩坡坡率取1：0。2，折坡點高程為186。5米，上游壩面與WES曲面用1/4橢圓相連。本樞紐溢流堰采用挑流方式消能,挑角取250.止水采用兩道紫銅中間加瀝青井的形式.壩基防滲處理（主要依據(jù)

7、上堵下排的原則），上游帷幕灌漿（兩道），下游側(cè)設(shè)置排水管。以非溢流擋水壩段為計算選擇斷面，進行了抗滑穩(wěn)定分析和應(yīng)力分析,分別采用抗剪斷計算法和材料力學(xué)法計算法進行計算，最終驗算滿足抗滑穩(wěn)定，上游壩踵沒有出現(xiàn)拉應(yīng)力，設(shè)計剖面合理可行.在畢業(yè)設(shè)計前期，我溫習(xí)了水工建筑物、水力資源規(guī)劃及利用、水力學(xué)等知識，并查閱了水工設(shè)計手冊、混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范、水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)等規(guī)范。在畢業(yè)設(shè)計中期,我通過所學(xué)的基本理論、專業(yè)知識和基本技能進行重力壩樞紐設(shè)計。在畢業(yè)設(shè)計后期,主要進行設(shè)計手稿的電子排版整理.在畢業(yè)設(shè)計的兩個多月里,經(jīng)過資料查閱、設(shè)計計算以及外文翻譯，使我了解并初步掌握了水利工程的設(shè)

8、計內(nèi)容、方法和步驟，加深了對新規(guī)范、規(guī)程、手冊等相關(guān)內(nèi)容的理解，鞏固了專業(yè)知識，提高了綜合分析、運用所學(xué)的課程知識解決實際工程問題的能力。在繪圖時熟練掌握了各種制圖軟件，以及多種結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件。以上所有這些從不同方面達到了畢業(yè)設(shè)計的目的與要求。在設(shè)計過程中得到了老師的審批和指正,使我圓滿地完成了設(shè)計任務(wù),在此我表示衷心的感謝。雖然在本次設(shè)計中我作出了許多努力，但是，由于只是部分結(jié)構(gòu)物設(shè)計,考慮問題較單一,采用基礎(chǔ)資料一般以書本為主，加之，對實踐操作缺乏經(jīng)驗，因此,本次設(shè)計一定會有各種不足與缺點，跟實際情況難免有出入，敬請讀者批評指正。2目錄1 緒論11。1 本課題的目的及研究意義11.1。1 水

9、利樞紐的作用11。1。2 水利樞紐分類12基本資料22。1流域概況22。2設(shè)計要求22.3工程樞紐任務(wù)及效益22。4工程樞紐任務(wù)及效益32.5水文氣象資料32。6筑壩資料及施工動力、機械、勞動力情況:52。6.1筑壩資料52。6。2施工動力、機械、勞動力情況：63壩型選擇樞紐布置73。1 工程等級和主要建筑物級別73。1.1工程等級的確定73。2。2永久性水工建筑物級別的確定83。2。3防洪標(biāo)準(zhǔn)的確定83.2 壩型選擇83.2。1 壩型初步選擇93.2。2 壩型的進一步確定113。3 壩軸線的布置原則123。4 水利樞紐布置123。4.1泄洪建筑物133。4.2水電站建筑物133.4.3放空建

10、筑物133。4。4 通航建筑物144洪水調(diào)節(jié)設(shè)計154.1調(diào)洪演算154.1。1調(diào)洪演算的目的154。1.2調(diào)洪演算的原理164。2泄水建筑物型式選擇174。3調(diào)洪演算的方法184。3.1基本資料184.3.2 泄洪方案的選擇：184.3。3下游水位的設(shè)計205非溢流壩段的剖面設(shè)計215.1剖面設(shè)計的基本原則215。2擬定基本剖面215.3壩頂高程的確定215.3.1設(shè)計蓄水位壩頂高程的確定225.3.2校核水位壩頂高程的確定235。4非溢流壩段的剖面設(shè)計245.4。1壩頂寬度245.4。2上下游坡率及折坡點245。4。3壩底寬度245。5荷載計算255。5。1重力壩承受的荷載和作用主要有:2

11、55.5。2荷載計算255。5。3計算所需數(shù)據(jù)265。5。4基本荷載計算265。6抗滑穩(wěn)定分析315。6.1 設(shè)計情況（基本組合）325。6。2 校核情況（特殊組合)32參 考 文 獻35第四章，刪除11 緒論1.1 本課題的目的及研究意義 通過本課題的研究設(shè)計達到對大學(xué)四年專業(yè)知識的總結(jié)和僅有一步學(xué)習(xí)的目的，無論在水庫的規(guī)劃階段還是在已建水庫的管理運用階段,水利樞紐工程設(shè)計總是必須的。不過，由于不同階或同一階段所遇到的具體情況不同，其設(shè)計結(jié)論也是不同的。這次的設(shè)計正式我們學(xué)習(xí)總結(jié)這些方面知識的的時機,抓住這次設(shè)計機會來鞏固和學(xué)習(xí)水利水電知識為以后走向社會打下堅實的基礎(chǔ)。本文通過對盧灣水利樞紐

12、工程設(shè)計的探討鞏固了水利水電工程專業(yè)的相關(guān)知識體系,加深了對水文氣象、筑壩施工、壩型選擇、 調(diào)洪演算、壩段設(shè)計、地基處理等方面的認(rèn)識.也深刻認(rèn)識到設(shè)計既要盡可能滿足下游防洪要求,又要保證水工建筑物的安全的必要性。1.1。1 水利樞紐的作用 為滿足各項水利工程興利除害的目標(biāo)，在河流或渠道的適宜地段修建的水利樞紐，流域面積共3200km2,計有人口65萬人，中、上游地處山脈丘陵地帶，大部分以農(nóng)業(yè)為主，在流域內(nèi)無主要的礦產(chǎn)及工業(yè)城市。僅在河口有一中等城市，有輕工業(yè)及加工業(yè)，高壩址90km處,是我國一大工業(yè)城市，所發(fā)電力與珞城、河口及附近小的電站組成電力系統(tǒng)。所以，本樞紐主要任務(wù)為發(fā)電，兼做防洪之用。

13、1.1.2 水利樞紐分類水利樞紐按其承擔(dān)的任務(wù)可分為防洪樞紐、水電站樞紐、灌溉樞紐、取水樞紐等.一個樞紐同時承擔(dān)多項任務(wù)的，稱為綜合利用水利樞紐。水利樞紐還可按其所在地的地貌形態(tài)分為平原地區(qū)水利樞紐和山區(qū)(包括丘陵區(qū)）水利樞紐。樞紐中一般包括：擋水、泄水、取水以及某些專門性水工建筑物。12基本資料2。1流域概況盧灣水利樞紐工程位于盧灣市上游22公里的右江比較平直開闊的“V"形斜向谷河段上，河水自北向南流.平水年河寬 4 5110米，水深012米。百色水庫壩址以上集雨面積1.96萬平方公里,多年平均流量263秒立米;年徑流量829億立米。水庫正常蓄水位228米,相應(yīng)庫容48億立方米；最

14、高洪水位23345米，相應(yīng)總庫容56億立米;防洪限制水位214米，防洪庫容164億立米，死水位203米,死庫容21.8億立方米；水庫調(diào)節(jié)庫容26。2億立方米,屬不完全多年調(diào)節(jié)水庫.樞紐主要建筑物包括混凝土主壩一座，地下廠房一座、副壩兩座、通航建筑物一座。2.2設(shè)計要求在明確設(shè)計任務(wù)及對原始資料進行綜合分析的基礎(chǔ)上，要求：(1）根據(jù)防洪要求，對水庫進行洪水調(diào)節(jié)計算,確定壩頂?shù)母叱毯托顾ㄖ锟卓诔叽?(2）以水電站的擋泄水建筑物的選型和布置方案的選擇為重點，通過分析法進行方案的選定,通過理論計算核定其穩(wěn)定性。（3)繪制擋、泄水建筑物的總體布置方案圖和典型剖面圖、細(xì)部構(gòu)造圖;對部分附屬建筑物進行初

15、步規(guī)劃；（4）對引水流量及其他參數(shù)進行選擇分析和計算,對已給定水電站裝機高程的，重點作建筑物的穩(wěn)定校核計算；2。3工程樞紐任務(wù)及效益本樞紐主要任務(wù)為發(fā)電，兼做防洪之用。本工程建成投產(chǎn)后，具有可觀的經(jīng)濟效益。在經(jīng)營管理效益方面,電站裝機容量為2。7萬kW，一方面為工、農(nóng)業(yè)和人民生活用電提供了保障，另一方面可以利用電費收入，使自身得以發(fā)展,另外經(jīng)營管理單位還可以利用水庫水體發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖事業(yè)，還可以利用綠化、美化工程環(huán)境,發(fā)展旅游事業(yè)等等.在社會效益方面，由于下游至河口河長20km左右為河口平原,當(dāng)洪水超過3500m3/s時，即要泛濫成災(zāi)，因此工程建成后可以保護廣大的農(nóng)田和城鎮(zhèn),免受洪水和漬澇災(zāi)害，

16、從而減免國民經(jīng)濟的損失,具有很好的社會經(jīng)濟效益。2。4工程樞紐任務(wù)及效益本樞紐經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟調(diào)查階段，以及水利、水能計算，提出了如下參數(shù)，作為進行建筑物設(shè)計的依據(jù)。 表11 水庫特性表表頭形式統(tǒng)一正常蓄水位設(shè)計洪水位校核洪水位總庫容設(shè)計水頭228.00m229.7m231.3m11.3億m376.5m2。5水文氣象資料河流特征：本河流域一般在五月間即開始漲水。最大洪水量多發(fā)生在七月，每年5、6、7三月降水占全年的48%,比較集中,洪水期為510月，13月為最枯水期，P=50%洪水量僅為120立方米/秒，p=10洪水流量為85立方米/秒；114月P=5%的洪水流量為420立方米/秒，p=10的洪水

17、流量為360立方米/秒.洪峰流量：根據(jù)水文分析，各頻率下的洪水流量列于下表 表1 各頻率下的洪水流量表頻率p%210.20。10。05流量m3/s31504050610070007900表格形式要統(tǒng)一依據(jù)觀測資料，推測五天歷時的洪峰單位過程線列于下表表2 五天歷時的洪峰單位過程線表時段(天）011。062345流量（）10891005732。51912多年平均降雨天數(shù)、中水年月流量表3 多年平均降雨天數(shù)、中水年月流量表項目123456789101112中水年月流量207060180470790810800320530200160多年平均降雨天數(shù)1.231.335565443.23.2頁邊距設(shè)置

18、不合格 5庫水位與庫容積曲線表5 庫水位與庫容關(guān)系表水位（m)120125130135140145150161171184193201庫容（億m3）000.10。30。60.81。22.55101520水位（m)207213214217222226228229233236239241庫容（億m3）253032354045485055606567氣溫情況本流域氣候?qū)儆跍睾偷貐^(qū)，植物全年均可生長，甚少降雪，冬季平均溫度為8.5,河水無冰凍現(xiàn)象，夏季平均氣溫為27。4，7、8月最高平均為28.6，各月溫度見下表:表6 氣溫情況表月份123456789101112多年平均溫度7。99。913.418.

19、623.225.329。739.825.419。314。70。1最高溫度19。525。030.038.03839.742。244。042.038.830。119。0最低溫度0.3-2.50.54。512.915.51615.013。57。50.80.0其它資料：a.河流較清、淤沙較少,含沙量僅為流量的0.9%。b。水庫最大吹程:10公里.多年平均風(fēng)速：16米/秒。其它資料見藍圖。2壩址及地形情況：壩址處河床較窄，其寬度僅為160米（普通洪水流量時）死水灘,壩址附近河床坡度甚陡，水流湍急，有小瀑布，右岸地勢較高，有起伏之山頭。壩址處為震旦紀(jì)砂巖,右岸風(fēng)化嚴(yán)重，深達34米，且夾有頁巖。水層巖巖層為

20、向斜之一翼為傾向上游。壩址處水流急,故無砂卵石等淤積物。無侵蝕地下水.基巖的機械、物理性質(zhì)：砂巖：rc=2150噸/立方米；比重:G=2。7；極限抗壓強度：（干燥時)1300公斤/平方厘米;f=0。62；滲透系數(shù)k=1。0×105厘米/秒砂質(zhì)頁巖：rc=255噸/立方米；比重G=2.75；滲透系數(shù)k=1.2×10-5厘米/秒；極限抗壓強度（干）=700公斤/平方厘米，(濕）=350公斤/平方厘米壩基巖經(jīng)過水實驗，吸水率均低于0.05公斤/分砂巖與頁巖間磨擦系數(shù)f=0。452。6筑壩資料及施工動力、機械、勞動力情況：2。6.1筑壩資料當(dāng)?shù)夭牧峡睖y結(jié)果:砂：河砂A，在壩址下游3

21、5公里處，顆粒較粗，其主要顆粒在10。5毫米間，d50=0。65mm，不均勻系數(shù)=d60/d30=21。砂均在正常河水位附近，含泥量均3。5%，沿河有公路可通。河砂B：在壩址下游20公里處，粒徑較小，d50=0.32mm,不均勻系數(shù)=20。石料：有泥盆石英砂巖，位置見附圖，蘊藏量480萬方，平均覆蓋層2。5米厚。巖石機械物理性質(zhì)為:比重 2。65干抗壓極限強度 1400kg/cm2飽和抗壓極限強度 1050 kg/cm2經(jīng)過25次凍融后抗壓極限強度 1050 kg/cm2土料：有粘土、沙壤土及山皮土風(fēng)化料,其分布及儲量見藍圖，其性質(zhì)見下表:表7 建筑材料性能表表頭形式要統(tǒng)一土壤名稱土壤特性河砂

22、A河砂B粘土砂壤土山皮土土壤干容重(噸/立方米） c1。601。601.701.661。60空隙率 gn0。450.420.350.380。398內(nèi)摩擦系數(shù)（自然含水量）f0。600.550。350.300.60內(nèi)摩擦系數(shù)(飽和含水量）f0。600.550。240。280.50粘著力（公斤/平方厘米） C001。001。000滲透系數(shù) （厘米/秒) K2×10-36×10-34×1071×1051×10-3天然含水量 %2017最優(yōu)含水量 %191822。5壓縮模量（公斤/平方厘米)E120100卵石：在本支流入干流河口處有卵石80萬方，粒徑在

23、120厘米，質(zhì)地良好，可做混凝土骨料.外來材料：水泥：水庫下游珞城有一大水泥廠，可供給本工程以足量的水泥。鋼筋：可取自珞城，其它鋼材則由千里之外之城市運來。木材：具工地70公里之專區(qū)，可大量供應(yīng)。交通情況：本支流由于險灘阻隔,無法通行較大船，但有公路可達干流河口，而干流可通過大船直達珞城,與鐵路相聯(lián)系，很方便。2。6.2施工動力、機械、勞動力情況:壩址下游20公里,有火電站，可供應(yīng)足夠的動力。施工可考慮半機械化：土料上壩、碾壓可使用機械，砂料開采，混凝土的制作、運輸、搗固、石料的加工可以使用機械化，土料的運輸、石料開采、土料開挖、用人工或簡單機械。3壩型選擇樞紐布置在選擇壩址,壩型和樞紐布置時

24、,不僅要研究樞紐附近的自然條件,而且需要考慮樞紐的施工條件，運行條件，綜合效益，投資指標(biāo)以及遠景規(guī)劃等，這都是水利樞紐設(shè)計中貫穿在各個階段的一個十分重要的問題。不同的壩址適用于不同的壩型和樞紐布置，所以在選擇壩型，壩址時需要同時作出樞紐布置。針對不同壩址做出不同壩型的各種樞紐方案，進行經(jīng)濟技術(shù)比較，最后選定較為理想的壩軸線位置及相應(yīng)的壩型和樞紐布置。3.1 工程等級和主要建筑物級別3。1.1工程等級的確定為了貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)和經(jīng)濟政策，達到既安全又經(jīng)濟的目的,應(yīng)該對水利樞紐按其規(guī)模和效益的大小進行分等，對樞紐中的建筑物再按其作用和重要性的大小進行分級，并對不同級別的建筑物規(guī)定有不同的要求,根

25、據(jù)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL252-2000 水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn) 表31 水利水電工程分等指標(biāo)工程等別工程 規(guī) 模水 庫 總庫容(108m3)防洪治澇灌溉供水發(fā)電保護城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)的重要性保護 農(nóng) 田 （104畝）治 澇 面 積 (104畝)灌 溉 面 積 （104畝）供 水 對 象 重要性裝 機 容 量 104kwI大 (1)型10特別重要500200150特別重要120大(2）型101。0重要5001002006015050重要12030中 型1。00。10中等100306015505中等305小（1）型0.10。01一般30515350。5一般51 注： 1 、水庫總庫容指水

26、庫最高水位以下的靜庫容； 頁眉邊距設(shè)置不合格 2 、治澇面積和灌溉面積均指設(shè)計面積. 結(jié)合樞紐任務(wù)(發(fā)電、防洪、庫容)，考慮發(fā)電裝機容量，樞紐為等;考慮防洪要求(保護中等城市），樞紐為等；考慮庫容樞紐定為I等，綜合考慮三者，樞紐定為I等。根據(jù)水工建筑物(第5版)第17頁表22永久性水工建筑物的級別，本樞紐屬于大（1）型,主壩為級建筑物,其他建筑物為級建筑物.3。2。2永久性水工建筑物級別的確定表3-2：永久性水工建筑物的級別工程等別永久性建筑物的級別主要建筑物次要建筑物1323344555表超出了頁邊根據(jù)表3-2性水工建筑物級別，本樞紐為等，其主要建筑物(大壩、溢洪道)屬于1級，次要建筑物（導(dǎo)

27、流墻、工作橋、護岸等）屬于三級,臨時性建筑物（圍堰、導(dǎo)流隧洞等)屬于4級。3。2.3防洪標(biāo)準(zhǔn)的確定表33 山區(qū)、丘陵區(qū)水利水電工程永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期(年）項目水工建筑物級別12345設(shè)計10005005001001005050303020校核土石壩可能最大洪水PMF>或10000500050002000200010001000300300200混凝土壩、漿砌石壩50002000200010001000500500200200100表格超出了頁邊距根據(jù)樞紐等別和建筑物級別，對照山區(qū)、丘陵區(qū)水利水電工程永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)如表3-3所示確定設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇，校核洪水

28、標(biāo)準(zhǔn)為2000年一遇。3。2 壩型選擇3.2。1 壩型初步選擇 壩型選擇應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、地形條件，施工條件,建筑材料，綜合效益,渲泄洪水能力，以及抗震性等特點,通過定性分析,初步選擇兩種壩型進行較詳細(xì)的技術(shù)比較，選取既滿足工程要求，又比較經(jīng)濟的壩型，經(jīng)濟比較只要求對壩體的砼方量及三材用量作粗略的計算和比較。壩型選擇應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、地形條件，施工條件，建筑材料，綜合效益，渲泄洪水能力，以及抗震性等特點,通過定性分析，初步選擇兩種壩型進行較詳細(xì)的技術(shù)比較,選取既滿足工程要求，又比較經(jīng)濟的壩型，經(jīng)濟比較只要求對壩體的砼方量及三材用量作粗略的計算和比較。土石壩土石壩又稱當(dāng)?shù)夭牧蠅?，是歷史最為悠久的一種

29、壩型。土石壩主要分為:均質(zhì)壩、心（斜）墻壩、土石混合（堆石壩)壩等。土石壩優(yōu)點：可以就地、就近取材,節(jié)省大量水泥、木材和鋼材,減少工地的外線運輸量,幾乎任何土石料均可筑壩。能適應(yīng)各種不同的地形、地質(zhì)和氣候條件。任何不良的壩址地基,經(jīng)處理后均可筑壩。大容量、多功能、高效率施工機械的發(fā)展，提高了土石壩的施工質(zhì)量，加快了進度，降低了造價，促進了高土石壩的發(fā)展。由于巖土力學(xué)理論、試驗手段和計算技術(shù)的發(fā)展,提高了大壩分析計算的水平,加快了設(shè)計進度，進一步保障了大壩設(shè)計的安全可靠性。土石壩適應(yīng)地基變形，施工方便，而且我國擁有豐富的建壩經(jīng)驗。土石壩與砼壩相比,其造價為砼壩的1/10，工程量為砼壩的4倍,由此

30、可見土石壩經(jīng)濟性優(yōu)于砼壩。土石壩缺點：由于壩址附近無大量的粘性土及砂壤土料，只可供應(yīng)圍堰防滲材料之用。不能滿足土石壩所需的大量粘性土和砂壤土料，因此，從這方面考慮，此處建設(shè)土石壩條件不足。綜合上述優(yōu)缺點，故本次設(shè)計不采用土石壩，而采用混凝土壩.混凝土壩如果選擇砼壩應(yīng)考慮采用拱壩、支墩壩還是重力壩拱壩優(yōu)缺點優(yōu)點：拱壩是高次超凈定空間整體結(jié)構(gòu)，壩體的穩(wěn)定性主要依靠兩岸拱端山體反力作用來維持，并不全靠壩體自重來維持。由于拱是一種主要承受軸向壓力的推力結(jié)構(gòu)，拱內(nèi)彎矩較小，應(yīng)力分布較均勻，有利于發(fā)揮材料的強度，從而壩體厚度可以減薄，節(jié)省工程量。拱壩的體積比同一高度的重力壩大約可節(jié)省1/32/3,從經(jīng)濟意

31、義上講，拱壩是一種很優(yōu)越的壩型。且較好的超載能力可達設(shè)計荷載的511倍，具有很強的抗震能力。缺點：根據(jù)壩址地形圖3，假設(shè)壩頂高程為250m,那么壩高約為250-180=70m，（考慮基礎(chǔ)開挖),而此時河谷寬度為650m，即此時寬高比為L/H=650/70=9.29,遠遠大于4.5，為寬淺形河道，拱的作用已經(jīng)很小，故不能修建拱壩；而且拱壩對壩肩的巖體要求堅固完整,河谷左岸有大的斷層，也不宜選擇拱壩；理想的拱壩地形應(yīng)是左右岸對稱，岸坡平順無突變，在平面上向下游收縮的峽谷段。而此壩址處河段順直，兩岸由于受斷層、軟弱地帶的影響，壩軸線為折線形，不適宜建拱壩。綜合上述，本壩址處不適宜建混凝土拱壩。支墩壩

32、優(yōu)缺點優(yōu)點：支墩壩，自重較輕，壩體工程量小,其中連拱壩與平板壩可節(jié)省1060工程量；支墩可隨受力情況調(diào)整厚度,能充分利用圬工材料的抗壓強度；節(jié)省壩基開挖量和固結(jié)灌漿工作量，可加快施工速度;由于壩體較薄，施工散熱條件較好。缺點：支墩本身單薄，側(cè)向剛度比縱向剛度低，在遭遇垂直水利流向的地震作用時，抗震能力明顯低于重力壩;支墩的應(yīng)力較大，對地基要求比重力壩高；施工期壩體對溫度變化較敏感，容易產(chǎn)生裂縫；模板較復(fù)雜且用量較大，混凝土標(biāo)號要求高，單方混凝土鋼筋用量多，施工存在難度;而且支墩壩有一個致命的缺點，抗壓性差，據(jù)資料顯示庫區(qū)附近歷史上地震活動較為頻繁，曾發(fā)生6級地震，考慮到樞紐的重要性和水庫激發(fā)的

33、地震的可能性,攔河壩設(shè)防烈度采用7度,基于此種情況，當(dāng)?shù)厥遣荒苓x用支墩壩的。綜合上述，本壩址處不適宜建支墩壩，適宜選擇重力壩壩型。重力壩混凝土重力壩雖有壩體體積大，材料強度不能充分利用的缺點，但是優(yōu)點也很明顯：壩身可以開孔泄流，不需另建泄洪建筑物，導(dǎo)流方便，斷面形狀簡單，混凝土澆筑簡易，便于機械化施工，模板數(shù)量少，地基要求低，同時設(shè)計制造的經(jīng)驗比較豐富，工作可靠,使用年限長，養(yǎng)護費用低。 故本樞紐選擇重力壩壩型.3。2.2 壩型的進一步確定重力壩又分為寬縫重力壩、空腹重力壩、實體重力壩。需對三種壩型進行比較做出結(jié)論:(1）寬縫重力壩優(yōu)缺點:其優(yōu)點是：由于寬縫的存在，壩底面積小,揚壓力顯著降低，

34、加之上游坡較緩，可利用上游水重來增加穩(wěn)定，因此使壩體混凝土量可較實體重力壩節(jié)省約1020；寬縫增加了散熱面，有利于施工期混凝土溫度控制;壩內(nèi)留設(shè)寬縫后，可以方便壩體觀察和檢查，必要時還可以在寬縫內(nèi)進行維護修補和地基處理工作.缺點是：模板工作量大，提高了混凝土的單價;施工導(dǎo)流稍感不便；在嚴(yán)寒地區(qū)，必須采取保溫措施.綜合評定:寬縫重力壩施工復(fù)雜，本地技術(shù)人員不足，同時模板用量較大，且寬縫設(shè)置不好容易產(chǎn)生裂縫.（2）空腹重力壩優(yōu)缺點：壩體內(nèi)沿壩軸線方向設(shè)有較大空腔的重力壩,稱為空腹重力壩.與實體重力壩相比，具有以下一些優(yōu)點：由于空腔下部不設(shè)底板，減小了壩底面上的揚壓力，可節(jié)省壩體混凝土方量20左右；

35、減少了壩基開挖量；壩體前后腿嵌固于巖體內(nèi)，有利于壩體的抗滑穩(wěn)定;前后腿應(yīng)力分布均勻，壩踵壓應(yīng)力較大;便于混凝土散熱；壩體施工可不設(shè)縱縫；便于監(jiān)測和維修；空腔內(nèi)可以布置水電站廠房.缺點是:施工復(fù)雜；鋼筋用量大；如在空腔內(nèi)布置水電站廠房，施工干擾大.綜合評定：空腹重力壩用筋量過大，施工復(fù)雜。對于本工程而言，鋼筋可取自珞城，其它鋼材則要由千里以外之城市運來.（3）結(jié)論實體重力壩由于結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，對地形、地質(zhì)條件適應(yīng)性強，樞紐泄洪問題容易解決，便于施工導(dǎo)流，可以大型機械化施工,施工方便且速度快，結(jié)構(gòu)作用明確，適合建高壩.基于以上各種壩型的比較分析，本水庫采用砼重力壩較為合理。3.3 壩軸線的布置

36、原則壩址和軸線的選擇是根據(jù)地形，地址,河流走勢等條件綜合考慮決定的。就地形而言，壩址一般以選在狹窄河谷處，節(jié)省工程量。壩址地質(zhì)條件是水利樞紐設(shè)計的重要依據(jù)之一，對壩型的選擇和和樞紐的布置起著決定性作用。壩址最好的地質(zhì)條件是強度高，透水性小，不易風(fēng)化，沒有構(gòu)造缺陷的巖基。就河勢來說，壩址要選在河流順直段，靠近壩址上，下游河流如有急彎最不利，應(yīng)予避免；樞紐兩岸壩肩的山體要雄厚，并盡可能離上下游兩岸的沖溝遠一些,水庫周圍應(yīng)沒有難處理的缺口。通過對水庫壩址區(qū)域基本地質(zhì),地形等資料的研究和分析,壩軸線應(yīng)避開不穩(wěn)定巖體和大的斷層，為了適應(yīng)地形，地質(zhì)條件，或為了樞紐布置上的要求，也可將壩軸線布置成折線或曲率

37、不大的拱向上游的拱形.3。4 水利樞紐布置首先根據(jù)樞紐的任務(wù)及要求確定樞紐建筑物的組成，然后根據(jù)地質(zhì)、地形等條件,通過定性分析確定較合理的樞紐方案。水利樞紐布置的任務(wù)是合理地確定樞紐中各組成建筑物之間的相互位置。水利樞紐布置的布置原則:壩址、壩段及其他主要建筑物的形式選擇和樞紐布置要做到施工方便，工期短，造價低。樞紐布置應(yīng)當(dāng)滿足各個建筑物在布置上的要求，各建筑物之間能協(xié)調(diào)、無干擾地工作，保證其他任何工作條件下都能正常工作，滿足樞紐運用管理的要求.在滿足建筑物強度和穩(wěn)定的條件下，降低樞紐總造價和年運轉(zhuǎn)費用.樞紐中各建筑物緊湊，盡量將同一工種的建筑物布置在一起，以減少聯(lián)結(jié)建筑。盡可能使樞紐中的部分

38、建筑早期投產(chǎn)，提前發(fā)揮效益（如提前蓄水，早期發(fā)電或灌溉）。樞紐的外觀應(yīng)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，在可能條件下注意美觀。3.4。1泄洪建筑物刪除，不要首先，泄水隧洞是在山體中開鑿的一種水流通道,可用于引水、排水、排砂、預(yù)泄洪水、施工導(dǎo)流，雖然隧洞比較節(jié)約地方，有時也可以“一洞多用”，即導(dǎo)流、泄洪、放空、發(fā)電等綜合利用一條隧洞,比較經(jīng)濟，但是它也有不少工作特點受力方面：山體開洞,圍巖變形，需要支護水流方面：不僅有外水壓力,而且有內(nèi)水壓力，還存在高速水?dāng)_施工方面,場地狹窄，工序多，干擾大，事故可能性大，加固檢修困難，該地區(qū)壩址處為震旦紀(jì)砂巖，左岸風(fēng)化較嚴(yán)重,地質(zhì)條件并非很好,不太適宜修泄水隧洞。其次,河岸泄

39、水道適用于兩種情況壩型為土石壩，因為土石壩一般不允許壩身過水,多數(shù)情況是在地形較好的地方如埡口處修河岸泄水道來泄水。壩型為重力壩，但河谷狹窄，布置壩身泄水道有困難時。本工程壩型已選為重力壩，并且設(shè)大量泄洪要求，河谷也較寬闊,不需要采用河岸泄水道的形式。3.4.2水電站建筑物刪除，不要因壩址河段坡降并不大，不適宜用引水式廠房，從經(jīng)濟角度考慮，引水式電站需另設(shè)隧洞，引水管線，工程成本高；水電站水頭較大，流量不大,也不宜采用河床式廠房;綜合考慮，用壩擋水，將廠房置于壩后，采用壩后式廠房,壩后式電站可采用壩內(nèi)埋管引水，更為經(jīng)濟,廠房應(yīng)盡可能靠近壩體，以減小引水管路的工程量和水頭損失，廠房多占據(jù)主河槽，

40、可減小開挖量，獲得高水頭并靠近岸邊。3.4。3放空建筑物放空建筑物是為了防洪和檢修等目的要放空水庫而布置的建筑物,有深孔、隧洞和涵管等。隧洞因其施工量大,施工難度大，速度慢，施工場地狹窄,容易出現(xiàn)事故，且施工和材料的費用巨大，一般情況下盡量不采用隧洞的放空建筑物的形式,而且隧洞對地質(zhì)條件要求較高,需要堅硬的地質(zhì)條件下才能施工。涵管一般用于土石壩中，它是將涵管埋在土石壩的河床底部，以避免高速水流沖刷,且涵管費用較高，安裝困難。本工程河床比較寬闊，經(jīng)過初步估計能夠布置下深孔放空建筑物,而且我們已經(jīng)擬訂了實體重力壩的壩型方案，重力壩中預(yù)留空洞，前期可作導(dǎo)流洞，后期作放空洞，這樣是比較經(jīng)濟的。3.4。

41、4 通航建筑物刪除，不要通航建筑物是用于克服集中水位落差或地形障礙而升降或通過船舶的水工設(shè)施，又稱過船建筑物。通航建筑物按功能可分為升降船舶的建筑物和通過船舶的建筑物兩類。升降船舶的建筑物又可分為船閘與升船機兩種基本型式。此兩種型式的通航建筑物在水利樞紐中用以克服集中于攔河壩的水位差，使船舶從一個水位提升或下降至另一水位，實現(xiàn)船舶航行過壩的目的.通過船舶的建筑物包括航運隧洞與航運渡槽，是在人工運河上常需采用的通航建筑物。當(dāng)人工運河穿越高山時，為減少大量開挖而開鑿隧洞過船.當(dāng)人工運河跨越山谷或需架空時，則需建設(shè)航運渡槽，以使船舶在架空的渡槽中通過。船閘與升船機相比具有容納船隊的較大閘室，在中低水

42、頭下有較大的通過能力，可適應(yīng)各種尺度的船隊過閘,采用廣泛.升船機在高水頭情況下適應(yīng)性較強,但機電設(shè)備量大，制造與安裝精度要求較高.通航建筑物應(yīng)靠近岸邊布置，與電站之間有足夠長的導(dǎo)水墻,以便船隊?？亢瓦M出引航道。船閘應(yīng)布置在順直河段，閘室一般布置在壩軸線下游。4洪水調(diào)節(jié)設(shè)計4.1調(diào)洪演算4。1。1調(diào)洪演算的目的刪除，不要由正常蓄水位等基本資料，通過調(diào)洪演算來確定設(shè)計洪水位和校核洪水位，為后期的壩頂高程等其他部分做準(zhǔn)備。水庫調(diào)洪方式基本有三種：自由泄流（敞開泄流）。指水庫不承擔(dān)下游防洪任務(wù),水庫調(diào)洪只需解決水庫遭遇設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及校核標(biāo)準(zhǔn)洪水，在水庫水位超過防洪限制水位時為確保大壩安全時的泄洪。當(dāng)水庫承

43、擔(dān)下游防洪任務(wù)而入庫洪水超過下游防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計洪水時的泄流,也是自由泄流。固定泄流。即采用閘門控制措施，使水庫下泄流量按固定值泄放（一級或多級固定),各級控制下泄流量值視入庫洪水和控制點的防洪能力而定。對于調(diào)洪能力較小的水庫，可按入庫流量來判別屬于何級下泄值,對調(diào)洪能力大的水庫洪量起主要作用，宜采用庫水位漲率與入庫流量相結(jié)合方法判定宜選泄量數(shù)值。泄洪方式為補償調(diào)節(jié)方式。理想的補償調(diào)節(jié)方式是根據(jù)區(qū)間洪水預(yù)報逐時段確定水庫相應(yīng)下泄流量，使其與區(qū)間洪水流量組合結(jié)果不超過下游控制點的安全允許泄流量。考慮錯峰要求的水庫泄流即屬于此種方式。但這種方式只適合于水庫泄流至下游防洪控制點的傳播時間小于區(qū)間洪水的預(yù)

44、見期和預(yù)報精度較高的情況。如果某些水庫泄流傳播到下游防洪控制點的時間較長，而區(qū)間洪水集流卻很快，預(yù)見期短，水庫接到區(qū)間水情預(yù)報時已來不及關(guān)閘錯峰，那么,需采用經(jīng)驗性或統(tǒng)計性的補償調(diào)節(jié)洪水方式。如把區(qū)間地區(qū)的某些暴雨因素和防洪控制點漲率等作為關(guān)閘錯峰的指標(biāo)。當(dāng)上游水庫群共同承擔(dān)下游防洪任務(wù)時，一般需要考慮補償問題,當(dāng)水庫群洪水具有同步性時，選調(diào)洪能力大的，控制洪水比重大的水庫作為防洪補償調(diào)節(jié)水庫，其余為被補償水庫.反之,洪水同步性差的水庫群,采用補償方式時，應(yīng)將各庫泄流最大值與區(qū)間洪峰錯開,避免出現(xiàn)組合更不利情況。無論在水庫的規(guī)劃階段還是在已建水庫的管理運用階段,水庫的調(diào)洪計算總是必須的。不過，

45、由于不同階或同一階段所遇到的具體情況不同,其計算目的是不同的.水庫在規(guī)劃階段,往往是根據(jù)水庫的設(shè)計洪水,擬訂若個泄洪措施方案，通過調(diào)洪計算，分別求出下泄洪水過程、防洪特征庫容、特征水位、壩頂高程以及投資、效益等,然后在通過綜比較,選擇技術(shù)上可行且經(jīng)濟合理的水庫、泄洪建筑物及下游防洪工程的規(guī)模和有關(guān)參數(shù);而在水庫的運用管理階段，庫容和泄洪建筑物的尺寸是定值,這時的調(diào)洪計算是根據(jù)某種頻率的入庫洪水或預(yù)報的入庫洪水，在不同防洪限制水位時,求出水庫的洪水位與最大下泄流量Qmax,為編制防洪調(diào)度規(guī)程、制訂防洪措施提供科學(xué)依據(jù),既要盡可能滿足下游防洪要求,又要保證水工建筑物的安全.在規(guī)劃設(shè)計階段，水庫調(diào)洪

46、計算的目的是為了找出當(dāng)一定防洪標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計洪水，入庫后能滿足防洪要求的防洪庫容、泄洪建筑物型式和尺寸。在水庫建成后，調(diào)洪計算的目的是尋求合理的、較優(yōu)的水庫汛期控制運用方式。4。1。2調(diào)洪演算的原理（a） 庫容曲線Z-V，以及用水力學(xué)公式計算Q-Z關(guān)系；（b） 分析確定調(diào)洪開始時的起始條件，起調(diào)水位228m；(c） 本次調(diào)洪計算采用水能規(guī)劃書中介紹的列表試算法計算，依據(jù)書中所給的水庫洪水調(diào)節(jié)原理，采用水量平衡方程式式中 ,時段始末的入庫流量， ,時段始末的出庫流量，,時段始末的水庫蓄水量，計算時段.求出V后，從而求出了時段末的庫容，再根據(jù)庫容曲線ZV可以求出計算水位，從而與假定水位對照如果其與假定

47、水位相等則試算完畢，否則重新假定水位重復(fù)上面的過程直到兩者相等。用已知（設(shè)計或預(yù)報）的入庫洪水過程線Qt,由起調(diào)水位開始，逐時段連續(xù)求解方程組，從而求得水庫出流過程qt,這就是調(diào)洪演算的基本原理。(d)水庫蓄泄方程 水庫下泄流量在溢洪道尺寸一定的情況不僅與堰頂水頭有關(guān)即，同時泄流水頭是庫中蓄水量的函數(shù)即，所以下泄流量是蓄水量的函數(shù)，由此二方程可建立來流量,出流量和庫容的關(guān)系及其曲線，從而可推求最高洪水位和最大出流量. 調(diào)洪演算的方法：定幾組溢洪道尺寸，建立出流量和水位的關(guān)系,水位和來流量的關(guān)系,水位和庫容的關(guān)系,以及他們和時段的關(guān)系，從而找到預(yù)期目標(biāo).常用方法有列表試算法和半圖解法。 此處采用

48、半圖解法。4.2泄水建筑物型式選擇刪除，不設(shè)計本工程已選定實體重力壩方案，故泄水建筑物型式選擇需考慮重力壩結(jié)構(gòu)的特點,其泄洪方式有:壩頂溢流和壩身泄水孔泄水. 壩頂溢流其優(yōu)點是泄洪能力大，可減小孔口尺寸，閘門上的水壓力小，操作檢修方便。缺點是壩身單薄，需設(shè)置導(dǎo)墻或滑雪道結(jié)構(gòu);實體的導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)工程量較大,不經(jīng)濟；輕型的滑雪道結(jié)構(gòu)易引起振動，穩(wěn)定性不好。此外，表孔結(jié)構(gòu)使堰頂以上壩體失去空間結(jié)構(gòu)作用，拱的空間結(jié)構(gòu)作用從堰頂高程以下才得以發(fā)揮。 壩身泄水孔泄水壩身泄水孔方案包括淺孔方案和中孔方案。為合理布置廠房,淺孔或中孔設(shè)在兩岸壩段,對稱布置,可利用水流對撞消耗能量.其優(yōu)點與表孔溢流方案相同，合適的孔

49、口尺寸對壩體應(yīng)力并無大的影響；利用壩身開孔泄洪可節(jié)省另建溢洪道的投資。缺點是當(dāng)水流過壩后需設(shè)置滑雪道導(dǎo)墻,需合理選型和布置。導(dǎo)墻若做成排架式，進廠公路可從排架間穿過。此外，應(yīng)注意開孔數(shù)量和設(shè)置高程，若同一高程開孔數(shù)量多，該層拱圈削弱較多，應(yīng)盡量避免。對于本工程而言，已經(jīng)選擇了重力壩，對于重力壩的壩型，為了便于減小工程量，使工程布置緊湊，施工和運行管理均方便可采用壩頂溢流的泄洪方式。這樣可以宣泄大量的洪水便于排除其他漂浮物，有利于發(fā)揮防洪的功能。所以選擇壩頂溢流的泄洪方式。4.3調(diào)洪演算的方法刪除，不需要設(shè)計4。3。1基本資料 設(shè)計洪水重現(xiàn)期為500年一遇 校核洪水重現(xiàn)起為2000年一遇 溢洪道

50、型式及堰頂高程的選擇:由于樞紐主要作用為發(fā)電,兼做下游防洪。根據(jù)<水能規(guī)劃（P27），由基本資料得本樞紐的正常蓄水位為228。0m，所以起調(diào)水位高程取228.0 m。4。3.2 泄洪方案的選擇:根據(jù)壩址地質(zhì)條件，確定大致的泄洪單寬流量q為90 m3/（s·m)（一般為60120 m3/(s·m）.溢流壩段下泄流量Q溢：式中： ：最大下泄流量或下游河道安全下泄流量，；：安全系數(shù),正常運用情況，取0。750。9，非常情況取1.0；:其他建筑物下泄的流量，。 本樞紐水庫下游防洪標(biāo)準(zhǔn)，安全泄量為3500，按百年一遇,取允許最大設(shè)計流量Q溢為3500根據(jù)與單寬流量，初擬溢流堰凈

51、寬，在該工程中取B=40m.初步擬定方案:410與313方案一（4孔*10)：依據(jù)水工設(shè)計手冊第六卷泄水與過壩建筑物，溢洪道的下泄流量可按堰流公式計算，即:式中： :溢流系數(shù)，一般取0。440。49,在該設(shè)計中取均值0.465;:側(cè)向收縮系數(shù)，初步設(shè)計中可取=0。900.95，在該設(shè)計中取均值0。925;:淹沒系數(shù)，不淹沒時,取;：壩前行進流態(tài)影響系數(shù),，在該設(shè)計中取。將以上數(shù)據(jù)代入公式，可將公式簡化為：表11 水庫q=f（Z）關(guān)系曲線計算表庫水位Z（m）溢洪道堰頂溢洪道泄量庫容V（億m3)水頭H(m)(m3/s)2280048229。281.28110.343650232.684。68771

52、。437955235.987。981717.65760239。2811。282886.66165240。5812.583399。79867表格超出了頁邊距方案二（3孔13）：根據(jù)堰流公式計算： :溢流系數(shù),一般取0。440.49,在該設(shè)計中取均值0。43；:側(cè)向收縮系數(shù),初步設(shè)計中可取=0.900.95,在該設(shè)計中取均值0。925；：淹沒系數(shù)，不淹沒時，??；：壩前行進流態(tài)影響系數(shù),在該設(shè)計中取。 將以上數(shù)據(jù)代入公式，可將公式簡化為：表2-1水庫q=f（Z）關(guān)系曲線計算表庫水位Z（m）溢洪道堰頂溢洪道泄量庫容V（億m3）水頭H(m）(m3/s)2280048229.281.28107.516796650232。684.68751。675061355235。987.981673.65407460239。2811.282812.71035265240。5812.583312。70164867表格超出了頁邊距方案一與方案二進行對比，方案二的最大下泄流量比方案一的最大下泄流量要小