金山峡挡泄水建筑物设计稿毕业设计稿Word格式.docx

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2坝轴线、坝型选择和枢纽布置方案比较 3

2.1坝轴线的选择 3

2.2坝型选择 4

2.2.1综述 4

2.2.2坝型选择方案 4

2.3枢纽布置方案 6

2.3.1综述 6

2.3.2枢纽布置应遵循以下原则 6

2.3.3各类建筑物枢纽布置的要求 7

3坝工设计 8

3.1坝工设计综述 8

3.2挡水坝剖面设计 9

3.2.1挡水坝剖面初步拟定 9

3.2.2坝基高程设计 10

3.2.3坝高拟定 10

3.2.4剖面尺寸拟定 13

3.2.5坝顶宽度拟定 13

3.2.6基础灌浆廊道尺寸拟定 13

3.2.7坝基防渗和排水设计 14

3.3挡水坝稳定计算 14

3.3.1荷载计算及其组合 14

3.3.2稳定分析 18

3.4溢流坝及冲沙闸剖面拟定 20

3.4.1孔口设计 20

3.4.2堰顶高程的确定 20

3.4.3闸门高度的确定 20

3.4.4溢流坝剖面设计 21

3.4.5冲沙闸尺寸设计 22

3.5溢流坝稳定及应力计算 22

3.5.1荷载计算 22

3.5.2削能防冲设计 24

3.5.3闸门的设置 28

4细部构造设计 29

4.1坝顶构造 29

4.2分缝止水 29

4.2.1分缝的作用 29

4.2.2缝间距 29

4.2.3止水设计 30

4.3排水 30

4.3.1坝体排水 30

4.3.2基础排水 30

4.4廊道系统 30

4.4.1基础灌浆廊道 31

4.4.2检查及坝体排水廊道 31

4.4.3其他廊道 31

5地基处理 31

5.1清基开挖 31

5.1.1开挖设计原则 31

5.1.2开挖设计 32

5.1.3处理措施 32

5.2防渗措施 32

5.2.1帷幕灌浆目的 32

5.2.2帷幕灌浆范围 32

5.2.3帷幕灌浆设计 33

参考文献 34

致 谢 35

兰州交通大学博文学院毕业设计

1金山峡水利枢纽基本资料

1.1工程设计基本资料

1.1.1流域概况

金沙峡水电站位于黄河二级支流大通河干流中游的甘青交界段（河流左岸为甘肃省天祝藏族自治县，右岸为青海省互助土族自治县），拟定开发的河段位于大通河金沙峡至羊脖子弯段，由于受地形、公路、淹没等条件限制，水电站采用低坝径流引水式开发。

金山峡水电站工程为低坝引水径流式电站,装机容量为70MW,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定,本工程属Ⅲ等工程,主要建筑物按3级设计，次要建筑物及临时性建筑物为5级。

设计水头72.5m，设计引用流量116m3/s，装机容量3×

20Mw+10Mw=70Mw。

1.1.2气象、水文

历年各月极端最高气温30°

C历年各月极端最低气温-28°

C多年平均气温3°

C

多年平均最大风速21m/s

最大冻土深度1.48m

多年平均流量81.7m3/s.

1.1.3泥沙

多年平均悬移质输沙率63.1kg/s

多年平均含沙量0.76kg/m3

多年平均悬移质输沙量199万t

1.1.4工程地质资料

（2）工程区地震动峰值加速度为0.20g，地震设防烈度Ⅶ度

０

1.1.4.1坝址工程地质

推荐坝址位于上游，河道顺直，河床狭窄，河水面宽约60～65m，河谷宽约90～100m。

左岸陡峻，坡度约78°

，右岸为Ⅱ级阶地，Ⅱ级阶地阶面高出河水位约

16.0m，阶面宽约135～145m，河谷呈不对称“U”型谷。

据坝线处物探测试结果，河床覆盖层厚22～23m。

坝址地层岩性从老至新为前震旦系马啣山群花岗片麻岩和冲洪积、崩坡积、坡洪积等不同成因的松散堆积物。

4

河床覆盖层岩性为含漂石砂卵石层，粒径最大约80～100cm，一般约15～20cm，分选性较差，结构松散，渗透性及富水性较好，其渗透系数为20～25m/d，允许渗透坡降为0.125。

（al–plQ3）含漂石砂卵石层的允许承载力0.35～0.4MPa，变形模量50～60MPa，建议开挖边坡采用1:

1.25～1:

1.5。

1.1.4.2引水线路工程地质

线路经过地段地形较为完整，植被茂盛，无大的冲沟切割，但局部地段存在岸坡岩土体的浅部滑移和垮塌现象。

线路区的地下水为第四系松散堆积物孔隙水，受大气降水补给，向河床排泄。

沿线地下水埋藏较浅，对普通混凝土无腐蚀性。

压力管道所经地貌单元主要为沟谷内侧山坡坡脚、河漫滩。

各镇支墩地基主要为崩坡积块碎石夹粉质壤土，这些土体地面以下3m中等密实，承载力和变形指标可满足设计要求，但存在侧向边坡稳定和地下水丰富等问题，建议施工过程中加强基坑临时支护和排水措施，另外，为避免岸坡岩土体崩塌掉块危及管道安全，建议采用埋管处理，管顶

埋深大于2m。

1.1.4.3厂址区工程地质

厂址区河段左岸岸坡地形坡度为20～30°

，后缘为山坡整体稳定性较好。

区内地面高程2696～2725m，未见基岩出露，主要由洪冲积与崩坡积组成，其中洪冲积厚50～65m，为中粗砂砾（卵）石夹孤块石、漂石，砂砾（卵）石成份主要为灰岩、玄武岩，砾径一般1～3cm，含量40～50%，漂石直径0.4～0.8m，局部孤块石直径1.2～3.5m，含量5～10%，该层除表部4～5m结构较松散，以下中等密实。

崩坡积（Qcol-dl）厚35～50m，为块碎石夹粉质壤土。

下伏基岩为二迭系下统第3段（P13）浅灰～灰色含泥砂质结晶灰岩、结晶灰岩夹蚀变玄武岩、炭硅质板岩，和第4段（P14）中～厚层结晶灰岩、生物碎屑灰岩夹炭质板岩。

1.3.5动能指标

正常蓄水位：

2166.9m；

电站装机容量（台数×

单机容量） 3×

20＋1×

10MW

１

发电引用流量 1.92m3/s

最大水头 84.2m

最小水头 69.9m

额定水头 72.5m

保证出力（有调节） 7.9MW

年利用小时数 4044h

2坝轴线、坝型选择和枢纽布置方案比较

2.1坝轴线的选择

坝址和轴线的选择是根据地形、地质、河流走势等条件综合考虑决定的。

就地形而言，坝址一般以选在狭窄河谷处，节省工程量；

但对于一个具体的枢纽来说，必须从各个方面综合考虑：

是否便于布置泄洪、发电建筑物，是否便于施工导流，技术可行，经济合理等综合衡量。

坝址地质条件是水利枢纽设计的重要依据之一，对坝型的选择和枢纽的布置起着决定性作用。

坝址最好的地质条件是强度高、透水性小、不易风化、没有构造缺陷的岩基。

但理想的天然地基很少，因而在选择坝址时应从实际出发，针对不同的情况采取不同的地基处理方式，来满足工程需要。

亦可通过选择不同的坝型或将坝轴线转折以适应地质条件，同时应考虑两岸的地质因素，使库区及两岸边坡有足够的稳定性，以防止因蓄水而引起的滑坡现象。

就河势来说，坝址要选在河流顺直段，靠近坝址上、下游河流如有急湾最不利 ，应予避免；

枢纽两岸坝肩的山体要较雄厚，并尽可能离上下游两岸的冲沟远一些；

水库周缘应没有难处理的缺口。

通过对金山峡水电站坝址区域基本地质、地形等资料的研究和分析，确定要选择合理的坝轴线：

推荐坝址地处上游，河道顺直，河床狭窄，河水面宽约60～65m，河谷宽约

90～100m。

坝址区均为第四系洪冲积层与崩坡积层覆盖，其中洪冲积层厚50～55m，为中粗砂砾（卵）石夹孤块石、漂石，中粗砂砾（卵）石成份主要为灰岩、玄武岩，砾径一般1～3cm，含量40～50%，漂石直径0.4～0.8m，局部孤块石直径1.2～3.5m，含量5～10%，该层除表部4～5m结构较松散，以下中等密实。

坝址区附近植被茂盛，无冲沟切割，地形完整，坡体稳定，无崩塌、滑坡、泥石流等不良地质作用存在。

2.2坝型选择

2.2.1综述

坝型选择应根据当地地质、地形条件，施工条件，建筑材料，综合效益，宣泄洪水

２

能力，以及抗震性等特点，通过定性分析，初步选择两种坝型进行较详细的技术比较，选取既满足工程要求，又比较经济的坝型，经济比较只要求对坝体的砼方量及三材用量作粗略的计算和比较。

以下分别就各种坝型进行比较分析。

2.2.2坝型选择方案

2.2.2.1土石坝

土石坝又称当地材料坝，是历史最为悠久的一种坝型。

土石坝主要分为：

均质坝、心（斜）墙坝、土石混合（堆石坝）坝等。

（1）可以就地、就近取材，节省大量水泥、木材和钢材，减少工地的外线运输量，几乎任何土石料均可筑坝。

（2）能适应各种不同的地形、地质和气候条件。

任何不良的坝址地基，经处理后均可筑坝。

（3）大容量、多功能、高效率施工机械的发展，提高了土石坝的施工质量，加快了进度，降低了造价，促进了高土石坝的发展。

（4）由于岩土力学理论、试验手段和计算技术的发展，提高了大坝分析计算的水平，加快了设计进度，进一步保障了大坝设计的安全可靠性。

（5）土石坝适应地基变形，施工方便，而且我国拥有丰富的建坝经验。

土石坝与砼坝相比，其造价为砼坝的1/10，工程量为砼坝的4倍，由此可见土石坝经济性优于砼坝。

2.2.2.2混凝土坝

如果选择砼坝应考虑采用拱坝、支墩坝还是重力坝，

1、拱坝优缺点

优点：

拱坝是高次超净定空间整体结构，坝体的稳定性主要依靠两岸拱端山体反力作用来维持，并不全靠坝体自重来维持。

由于拱是一种主要承受轴向压力的推力结构，拱内弯矩较小，应力分布较均匀，有利于发挥材料的强度，从而坝体厚度可以减薄，节省工程量。

拱坝的体积比同一高度的重力坝大约可节省1/3～2/3，从经济意义上讲，拱坝是一种很优越的坝型。

且较好的超载能力可达设计荷载的5～11倍，具有很强的抗震能力。

缺点：

建筑拱坝要求拱坝地形应是左右岸对称，岸坡平顺无突变，在平面上向下游

３

收缩的峡谷段。

而此坝址处河段顺直，不适宜建拱坝。

综合上述，本坝址处不适宜建混凝土拱坝。

2、重力坝

重力坝坝身可以过水，对地形地质条件适应性强，枢纽泄洪问题容易解决，可以大型机械化施工，施工速度快，故本枢纽选择重力坝坝型。

重力坝又分为宽缝重力坝、空腹重力坝、实体重力坝。

需对三种坝型进行比较做出结论：

（1）宽缝重力坝优缺点：

宽缝重力坝，坝体设置宽缝后，坝基的渗透水可自宽缝排出，减小了渗透压力，但宽缝坝增加了模板用量，立模也较复杂，分期导流不便，而且由资料可知当地气温低、冬季长，无霜期较短，冰冻期较长，对宽缝坝需要采取保温措施，工程造价大大增加且不能大型机械化施工，工期较长，因此不宜选用宽缝重力坝。

（2）空腹重力坝优缺点：

空腹坝与实体坝相比具有以下优点：

1）由于空腹下部设底板，减小了坝底面上的扬压力，可节省坝体砼方量20%左右；

2）减小了坝基开挖量；

3）坝体前后腿嵌固于岩体内，有利于坝体的抗滑稳定；

4）前后腿应