開題報告：某水利樞紐均質(zhì)土石壩方案設計

開題報告設計題目：某水利樞紐均質(zhì)土石壩方案設計學生姓名：學院名稱：專業(yè)名稱：班級名稱：學號：指導教師：教師職稱：學歷：年月日開題報告一、選題依據(jù)1.設計目的及意義本設計主要解決某水利樞紐的布置，以及均質(zhì)土石壩的設計。具體包含：①了解土石壩樞紐各建筑物組成、建筑物的工作特定以及在樞紐中的布置；②了解和掌握調(diào)洪演算的方法和水庫各種特征水位的確定；③在對土石壩樞紐中各建筑物的設計中，了解各建筑物的選型比較方法以及所選建筑物的設計難點和重點，并掌握相應的設計方法；④掌握CAD繪圖，培養(yǎng)設計報告撰寫能力；⑤通過設計研究，培養(yǎng)文獻資料查閱、發(fā)現(xiàn)問題、獨立思考問題和解決問題的能力；⑥培養(yǎng)綜合運用所學的基礎(chǔ)理論，專業(yè)知識和掌握基本技能，創(chuàng)造性的分析和解決實際問題的能力；⑦培養(yǎng)嚴肅認真的科學態(tài)度和嚴謹求實的工作作風，全面提高綜合素質(zhì)，培養(yǎng)出具有水利水電工程規(guī)劃、設計、施工和管理能力的全面人才。2.設計擬解決的工程實際問題土石壩存在的工程實際問題主要有清基、岸坡削坡、壩體填筑等方面的問題。清基方面:清基工作中最常遇到的問題就是清基不徹底、不到位，即清基范圍小、不全面、深度不夠。削坡方面:兩岸削坡很陡，只對坡面松動的巖體或土塊進行清理，削坡后局部或大面積還留有陡坡。壩體填筑方面:壩體填筑的質(zhì)量好壞直接關(guān)系著土石壩整體安全，常見的問題有上壩土料含有大量的土塊、草坡、樹根、亂石等雜物；上壩土料過干，含水量明顯小于設計含水率或者出現(xiàn)土料含水率過高，碾壓后局部出現(xiàn)“彈簧土”；土料鋪設厚度不均勻，起伏不平或鋪土過厚。3.設計擬應用的現(xiàn)場資料綜述(1)水文、氣象資料某流域地處低緯度，屬于亞熱帶季風氣候區(qū)，受西南季風影響，在海洋暖濕氣團和內(nèi)陸氣團的控制下，錯綜復雜的地形造成了各地氣候差異明顯，其特點開題報告是：夏無酷暑冬無寒，半年雨水半年干，西部多雨易洪澇，東部少雨常干旱。根據(jù)氣象站氣象資料統(tǒng)計，多年平均降水量為1086.9mm，降水年內(nèi)分配不均，全年降水主要集中在5~9月，5~9月份降雨量為820.1mm，占全年降水量75.5%。多年平均年蒸發(fā)量為1373.4mm（φ=20cm），多年平均最大月蒸發(fā)量為5月份，蒸發(fā)量為172.8mm，多年平均最小月蒸發(fā)量為1月份，蒸發(fā)量為54.2mm。多年平均氣溫19.2℃，歷年極端最高氣溫為40.7℃，發(fā)生在1994年5月2日，歷年極端最低氣溫為-4.3℃，發(fā)生在1975年12月30日。多年平均風速1.0m/s，歷年最大風速為20.0m/s，多年平均日照時數(shù)為1603.8h。工程地質(zhì)資料本區(qū)大地構(gòu)造處于川字型構(gòu)造與南嶺東西構(gòu)造帶的斜接復合部位，北西西走向的構(gòu)造是區(qū)內(nèi)最發(fā)育的構(gòu)造，東西長80km，南北寬30～50km，主要是由三疊系地層組成，走向北西西的復褶皺數(shù)個背斜、向斜及部分分支狀背、向斜構(gòu)成。與其平行的大量的壓性、壓扭性結(jié)構(gòu)面及與此伴生的張性結(jié)構(gòu)面組成。其中：褶皺一般以對稱為主，其他形式次之。寬度一般數(shù)公里，長數(shù)十公里，數(shù)個背斜、向斜組成復褶皺，寬度60km。由三疊系地層組成。斷裂大多數(shù)與褶皺軸（背斜軸的走向290度）向一致。多斷在背斜的軸部，延伸長，30～90km等，多數(shù)為逆斷層，少數(shù)為正斷層。在南部多數(shù)斷層向南西傾，北部則向北東傾，傾角32～80度，斷層兩側(cè)或一側(cè)局部巖層倒轉(zhuǎn)，常見擠壓褶曲。還有數(shù)目較多的高角度小斷層，走向北北東，與壓性斷層相垂直，且切斷壓性斷層。與工程關(guān)系較大的有西林～那勞逆斷層和尾碰～孟巖、弄補～那勞伐木場、弄腎～頂蚌、頂額～那叔正斷層。遠場區(qū)至近場區(qū)褶皺和斷裂較為發(fā)育，二級構(gòu)造共分為五大體系。4.設計擬應用的文獻綜述本次設計是針對擋水建筑物、泄水建筑物的設計，不涉及施工組織設計，故擬應用的文獻資料及作用如下所述：《水工建筑物》第五版教材，通過教材對理論及施工經(jīng)驗的總結(jié)，查取壩體上下開題報告游坡率，確定壩頂高程，壩體防滲形式，細部構(gòu)造，壩基處理，壩體穩(wěn)定計算，溢洪道消能設計等。參考設計溢洪道，型式，摻氣設施，分縫，排水等?！兑绾榈涝O計規(guī)范》，按照此規(guī)范計算控制堰的穩(wěn)定及應力，檢查是否在要求范圍內(nèi)，參考設計泄槽、邊墻、消能等?！端W計算手冊》、《水力學》、《水工建筑物設計示例》，用于計算壩體滲流量，溢洪道的水力計算等?！赌雺菏酵潦瘔卧O計規(guī)范》、《水工設計手冊》用于壩頂超高（波浪爬高、風壅水面高度）的計算，幫助確定防滲體的填料及上下游邊坡，確定保護層厚度等?！锻亮W》，查取計算土料的不同容重?！端姽こ坛醪皆O計報告編制規(guī)程》，用于參考編制設計說明書。5.設計相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀當今國內(nèi)滲流研究現(xiàn)狀：我國在大壩自動化安全監(jiān)測與安全研究方面開展較慢，但發(fā)展較快。水利部南京水利水文自動化研究所研制開發(fā)的非接觸式變形監(jiān)測儀器及自動化系統(tǒng)已經(jīng)成功的應用于三峽、葛洲壩等許多大型水利工程中：南京南瑞集團公司大壩工程監(jiān)測公司自主研發(fā)的技術(shù)和產(chǎn)品廣泛應用于國內(nèi)大壩及工程監(jiān)測領(lǐng)域，該公司開發(fā)的DAMS-IV大壩監(jiān)測系統(tǒng)較有代表性，但監(jiān)測軟件以采集數(shù)據(jù)的簡單顯示及資料整編為主。北京理正軟件設計研究院致力于水利信息化建設開發(fā)出一系列的水利系統(tǒng)應用軟件。包括：滲流分析軟件、邊坡穩(wěn)定分析軟件、擋土墻設計軟件、重力壩設計軟件、工程力學計算軟件等。理正推出的《理正滲流分析軟件》適用于堤壩的滲流及滲流穩(wěn)定計算，可以采用經(jīng)典滲流理論和有限元方法直接對穩(wěn)定流及非穩(wěn)定流進行求解。該軟件可以處理各種非均質(zhì)土層分布及復雜的壩體情況，利用AutoCAD直接繪圖建模讀入滲流軟件中，在給定邊界條件后，自動計算浸潤線并將結(jié)果自動傳動到理正邊坡軟件中，與理正邊坡軟件共享這一套原始數(shù)據(jù)，最后顯示出滲流計算結(jié)果。今年來，遼寧省水利水電科學研究院開發(fā)出一套土石壩自動化安全監(jiān)測分析開題報告與評價系統(tǒng)，并已經(jīng)應用于省內(nèi)幾座大型水庫上。國外滲流研究現(xiàn)狀：滲流觀測是大壩安全監(jiān)測中的重要組成部分，并且國際上絕大多數(shù)大壩都以不同方式進行監(jiān)測。瑞典大壩自動化安全監(jiān)測系統(tǒng)的研究在世界上居于領(lǐng)先位置，尤其是土石壩安全監(jiān)測技術(shù)是很多國家望塵莫及的。2004年瑞典研制開發(fā)了新型的光導纖維，并安裝在9座土石壩上，根據(jù)大壩具體情況的不同采用了不同的安裝技術(shù)。其試驗結(jié)果證明安裝技術(shù)以及安裝設備的精度很高，但監(jiān)控滲流變化的絕對與相對精度還需要長期不間斷的觀測來驗證。在該研究中提出了通過測量壩體溫度來進行滲流監(jiān)控和定量分析的理論。恒定的溫度標志著較小的滲流量，而大幅度的溫度變化可能意味著較大的滲流。這一方面最初凱普麥于1957年提出：約翰思在瑞典電氣應用公司資助下于90年代對評估及監(jiān)測進行了進一步的研究。2004年8月在htlet大壩上進行了一項實驗來驗證溫度變化與滲流損失量之間的關(guān)系。二、設計方案及技術(shù)路線黏土均質(zhì)壩設計技術(shù)路線：壩址選擇、壩型比較與樞紐布置選擇壩線、壩址時，應根據(jù)地形地質(zhì)、工程規(guī)模及施工條件，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟比較綜合分析來確定。擋水壩設計基本剖面尺寸壩體滲流計算壩體穩(wěn)定分析3.溢洪道設計(1)溢洪道控制堰剖面尺寸的擬定(2)水力計算(3)控制堰穩(wěn)定和應力分析4.水工隧洞設計開題報告5.壩體細部構(gòu)造設計6.地基處理三、可能存在的問題及解決措施溢洪道進口布置有引洪平流段的情況下，由于水力計算中忽略了時進口水位壅高，而實際壅高有時較大，不可忽略。設計時可能溢洪道的消能工設計考慮不夠充分，或者形式選擇不當，導致消力墻長度和深度均不能滿足需要。消能不夠充分，致使下游河段發(fā)生嚴重沖刷。因此在該段采用直線布置，并盡量避免彎道和設置扭坡順引流態(tài)的急劇變化甚至產(chǎn)生負壓；其縱斷面設計應因地制宜的根據(jù)地形地質(zhì)而選用緩坡、陡坡或多級躍水等多種形式；陡坡段應采用均以比降，由于泄水段,流速很高，故應盡量布置在巖基上。四、設計成果1.設計說明書與計算書說明書是設計的一項主要成果，編寫說明書也是學生一項重要的基本訓練。學生應按設計任務書所給的原始資料、基本數(shù)據(jù)，闡述自己的設計方案、考慮因素、計算原則和方法、設計成果等。計算書是說明書的附件，它應反映計算過程和成果。但在整理要求上可以較說明書稍低。文字排版包括以下要求：（1）按章節(jié)敘述。要先擬好提綱，然后編寫。（2）包括基本資料和基本數(shù)據(jù)。（3）說明設計標準、設計情況及依據(jù)。（4）闡述設計思想、原則及方法。（5）對具體設計要說明設計的前提，設計原理、方法、主要過程及階段成果，最后成果。（6）對成果的分析及結(jié)論。（7）要求簡明扼要、敘述清楚，字跡工整。具體排版要求，請參照《設計細則》。開題報告2.圖紙（1）樞紐平面布置圖1張。（2）壩體斷面圖2張。（3）細部構(gòu)造圖1～2張。（4）手繪圖紙1張。要求圖面合理、設計正確、整潔、清晰，繪圖認真仔細。不亂改亂寫，圖幅尺寸、規(guī)格、圖的比例、線條、標注高程、尺寸符號和說明等均按工程制圖標準。具體要求，請參照《設計細則》。五、進度計劃內(nèi)容時間（周）一、熟悉資料、練習繪制相應的CAD圖紙1.5二、開題報告、外文翻譯1.5三、壩型選擇及樞紐布置1四、擋水壩壩段設計（剖面、滲流、穩(wěn)定）2.5五、溢洪道設計2六、細部構(gòu)造與地基處理1.5七、畫圖及整理說明書2八、