ts水利枢纽挡、泄水建筑物的初步设计土石坝毕业设计.docx

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本学位论文属于

1、保密□，在_________年解密后适用本授权书。

2、不保密√。

作者签名：

2012年月日

导师签名：

2012年月日

内容摘要

平山水库位于G县城西南3公里处的平山河中游，该河系睦水的主要支流，全长28公里，流域面积为556平方公里，坝址以上控制流域面积431平方公里。

由于平山河为山区性河流，雨后山洪常给农作物和村镇造成灾害，另外，当雨量分布不均时，又易造成干旱现象，因此有关部门对本地区作了多次勘测规划以开发这里的水利资源。

经初步论证，该工程拟采用土石坝作为挡水建筑物，岸边溢洪道作为泄水建筑物。

本文对土石坝的概念和设计要求进行分析和研究，并对平山水利枢纽挡、泄水建筑物进行初步设计。

关键词：

平山水库土石坝初步设计

Abstract

PingShanreservoirlocatedatthemiddlereachesofthePingShanRiverwhichis3kilometerssouth-westofGcounty,theriveristhemaintributaryoftheMuRiver.Itsentirelengthis28kilometersanditsbasincovers556squarekilometers,thecontrolsdrainageareaoverthedamis431squarekilometers.BecausePingShanRiverisamountainousnatureriver,itusuallycausesdamagetothecropsandvillagesbytheflashfloodsafterrained,inaddition,whentherainfallisnotregular,itwillbeeasytocausedrought,sotherelevantdepartmentshaveprovidedalargeamountofsurveysforthisregiontoexploitwaterpowerresources.Aftergenerallydemonstration,theprojectisproposedtouseearthandrockfilldamasthewaterretainingstructure,theshorespillwayasthewaterreleasestructure.

Thisthesisismainlytogiveaanalysisandresearchtotheconceptanddesignrequirementsofearthandrockfilldam,andmakeapreliminarydesignforthewaterretainingstructureandthewaterreleasestructure.

Keywords:

PingShanreservoirrockfilldampreliminarydesign

目录

前言 1

1基本资料及设计数据 3

1.1基本资料 3

1.2设计数据 4

2枢纽布置 7

2.1枢纽的组成建筑物及等级 7

2.2各组成建筑物的选择 7

2.3枢纽总体布置方案的确定 9

3土石坝设计 10

3.1坝型选择 10

3.2土石坝基本剖面的拟定 11

3.3防渗体设计 13

3.4土石坝渗流及稳定分析计算 14

3.5顶部构造 23

3.6护坡设计 23

3.7坝顶、坝面排水设计 24

3.8坝体排水设计 25

3.9反滤层和过渡层 26

3.10地基处理及坝体与地基岸坡的连接 28

3.11裂缝处理 28

4溢洪道设计 30

4.1溢洪道路线选择和平面位置的确定 30

4.2溢洪道基本数据 30

4.3工程布置 30

4.4溢洪道地基处理 39

5设计成果说明 40

5.1土石坝 40

5.2溢洪道 40

参考文献 41

致谢 42

前言

根据教学要求，毕业设计对水利水电工程专业学生进行的最后一项教学环节。

本次设计内容为TS水利枢纽挡、泄水建筑物的初步设计，具体设计以位于G县城西南3公里处的平山河中游的平山水库为蓝本，平山河全长28公里，流域面积为556平方公里，坝址以上控制流域面积431平方公里。

由于平山河为山区性河流，雨后山洪常给农作物和村镇造成灾害，另外，当雨量分布不均时，又易造成干旱现象，因此有关部门对本地区作了多次勘测规划以开发这里的水利资源。

经初步论证，该工程拟采用土石坝作为挡水建筑物，岸边溢洪道作为泄水建筑物。

本文将对土石坝的概念和设计要求进行分析和研究，并对平山水利枢纽挡、泄水建筑物进行初步设计。

它基本包括一般水利枢纽所需进行的水工初步设计过程。

土石坝是指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压方法堆筑成的坝，是历史最为悠久的一种坝型，是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型，全世界所建的百米以上高坝中，土石坝所占的比重在呈逐年增长趋势，20世纪50年代以前为30%，60年代接近40%，70年代接近60%，至80年代后增至70%以上。

据不完全统计，我国兴建的各种类型的坝共有8.48万余座，其中95%以上为土石坝。

由于土石坝工程施工简单、地质条件要求低、造价便宜，并可以就地取材且料源丰富，因此土石坝在我国的高坝中所占的比重也在逐年增加，目前已建成的的天生桥一级面板堆石坝，高178m，在建的瀑布沟砾石土心墙堆石坝，高186m，在建的水布垭面板堆石坝，高233m，在建的扎糯渡心墙堆石坝，高261.5m。

目前，土石坝工程建设水平和技术不断提高和发展，特别是20世纪90年代以来，我国土石坝坝高开始向300m级高度研发和建设。

目前世界最高的土石坝，同时也是世界最高的水坝是位于塔吉克斯坦共和国阿姆河支流瓦赫什河上的罗贡坝，最大坝高335m，坝顶长660m，坝顶宽20m，底宽1500m，坝体体积7550万m3，库容133亿dm3，水电装机360万kw，工程主要任务是灌溉与发电。

世界第二高坝是位于塔吉克斯坦境内瓦赫什河的布利桑京峡谷的努列克土质心墙土石坝。

最大坝高300m，坝顶长704m，库容105亿m3，为季调节水库。

随着石方填筑质量的提高，面板接缝以及面板与岸坡和坝基连接结构的改进，钢筋混凝土斜墙结构的完善，现代混凝土面板堆石坝得到了大力推广。

因为混凝土面板堆石坝不但具备了土石坝的基本特点，而且在采用同等施工技术条件下，该坝型的填方量和防渗结构的工程量最小，是所有土石坝中最经济的坝型，结构也较为合理，目前成为当前土石坝发展的主要趋势。

平山水库采用粘土心墙土石坝作为挡水建筑物，岸边溢洪道作为泄水建筑物，枢纽主要任务以灌溉发电为主，并结合防洪，航运，养鱼及供水等任务进行开发。

根据初步规划，本工程灌溉面积为20万亩（高程在102m以上），装机9万千瓦。

防洪方面，由于水库调洪作用，使平山河下游不致洪水成灾，同时配合下游睦水水利枢纽，对睦水下游也能起到一定的防洪作用，在流域规划中规定本枢纽在通过设计洪水流量时，控制最大泄流流量不超过900m3/s。

在航运方面，上游库区能增加航运里程20公里，下游可利用发电尾水等航运条件，使平山河下游四季都能筏运，并拟建竹木最大过坝能力为25吨的筏道。

本设计历时五个月，在此过程中参考近二十本相关图书，运用Geo-slope软件进行渗流计算和稳定计算，运用AutoCAD软件将设计结果图像化，更加直观明白的表现出设计成果，同时毕业设计辅导老师乔娟老师给予我相关指导和帮助，在此表示衷心的感谢。

由于本人水平有限，设计不可能完全妥当，对设计中的疏误或不当之处，敬请指正。

1基本资料及设计数据

1.1基本资料

1.1.1概况

平山水库位于G县城西南3公里处的平山河中游，该河系睦水的主要支流，全长28公里，流域面积为556平方公里，坝址以上控制流域面积431平方公里；沿河道有地势比较平坦的小平原，地势比较平坦的小平原，地势自南向东由高变低．最低高程为62.5m左右，河床比降3‰，河流发源于苏塘乡大源锭子，整个流域物产丰富，土地肥沃，下游盛产稻麦，上游蕴藏着丰富的木材，竹子等土特产。

由于平山河为山区性河流，雨后山洪常给农作物和村镇造成灾害，另外，当雨量分布不均时，又易造成干旱现象，因此有关部门对本地区作了多次勘测规划以开发这里的水利资源。

1.1.2枢纽任务

枢纽主要任务以灌溉发电为主，并结合防洪，航运，养鱼及供水等任务进行开发。

根据初步规划，本工程灌溉面积为20万亩（高程在102m以上），装机9万千瓦．防洪方面，由于水库调洪作用，使平山河下游不致洪水成灾，同时配合下游睦水水利枢纽，对睦水下游也能起到一定的防洪作用，在流域规划中规定本枢纽在通过设计洪水流量时，控制最大泄流流量不超过900m3/s。

在航运方面，上游库区能增加航运里程20公里，下游可利用发电尾水等航运条件，使平山河下游四季都能筏运，并拟建竹木最大过坝能力为25吨的筏道。

1.1.3地形、地质概况

地形情况：

平山河流域多为丘陵山区，在平山枢纽上游均为大山区，河谷山势陡峭，河谷边坡一般为60°~70°,地势高差都在80~120m，河谷冲沟切割很深，山脉走向大约为东西方向，岩基出露很好，河床一般为100m左右，河道弯曲相当厉害，尤其枢纽布置处更为显著形成S形，沿河沙滩及坡积层发育，尤以坝址下游段的平山嘴下游一带及坝下陈家上游一带更为发育，其他地方则很少，在坝轴下游300m处的两岸河谷呈马鞍形，其覆盖物较厚，岩基产状凌乱。

地质情况：

靠上游有泥盆五通砂岩靠下游为二叠纪灰岩，几条坝轴线皆落在五通砂岩上面。

地质构造特征有：

在平山嘴以南，即石灰岩与砂岩分界处，发现一大断层，其走向近东西，倾向大致向北西，在第一坝轴线左肩的五通砂岩，特别破碎，在100多米范围内就有三，四出小断层，产状凌乱，坝区右岸破碎达60米的钻孔岩芯获得率仅为20%，可见岩石裂隙十分发育。

岩石的渗水率都很小，右岸一般为0.001~0.01，个别达到0.07~0.08，而左岸多为0.001~0.01。

坝区下游石灰岩中，发现两处溶洞，平山嘴大溶洞和大泉眼大溶洞，前者对大坝及库区均无影响，但后者朝南东方向延伸的话，则可能通向