王圪堵水库枢纽布置及泄水建筑物设计.doc

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王圪堵水库枢纽布置及泄水建筑物设计

摘要

本毕业设计题目为《王圪堵水库枢纽布置及泄水建筑物设计》，题目来源于王圪堵水库枢纽工程。

本次设计在已有的工程资料和前人的工程经验的基础上进行水库的枢纽布置、均质坝的剖面及细部构造设计、泄水建筑物的布置设计和水力计算。

设计的主要内容有：

坝址、坝型选择和枢纽布置，调洪计算，均质土坝设计，泄水建筑物设计，细部构造设计，地基处理等。

此外还进行了土石坝的剖面设计以及渗流计算、稳定计算以及水面线计算等设计。

设计主要方法有关于调洪计算的试算法、坝坡稳定计算的折线法、渗流计算的水力学法以及相关规范、手册所推荐的方法。

设计的目的及意义主要在于巩固、扩大和提高对所学水利水电理论知识的实际运用，提高对专业技术知识的应用水平，本次设计使我们对所学知识有了进一步的了解，更加加深了对理论知识的理解，初步懂得了如何进行土石坝以及泄水建筑物的设计，为以后的学习奠定了重要的基础。

关键词：

水库枢纽；布置；均质土坝；剖面设计；溢洪道；泄洪排沙洞

ThelayoutoftheWanggedureservoirhingeandthedesignofdischargestructure

ABSTRACT

ThedesignofthetitleisabouttheprojectlayoutoftheWanggedureservoirhingeandthedesignofdischargestructure.ThetopicofthedesigncomesfromtheWanggedureservoirhingeEngineering.Wearrangethereservoirhinge,designthespecificpartofthehomogeneousearthdamandcalculateandassignthesluicebuildingonthebasicoftheproject’sdatawhichwehaveknownandtheancient’sprojectexperience.

Thedesignmainlyincludes:

damsiteselection,choiceofdamtype，projectlayout,routing,homogeneousearthdamdesign,outletworksdesign,specificstructuredesignandground-handing.Besides,Ialsodealwiththeprobleminsectionofthehomogeneousearthdamdesign，seepagecaculating,toeslabanddeformationcaculate.Duringdesigning,weadoptmanymethodsfordesigning,suchaspart-illustrationforroutingcalculate,Thesimplifymethod--Bishopfortoeslab,hydraulicsmethodforseepageandthecriterionandhandbookaboutthedesignwhichrecommendthemethodwecanuse.

Thepurposeandmeaningofthedesignmainlyisconsolidating,expandingandimprovingouropinionoftheknowledgewelearnedforwaterresourcesandhydraulicengineeringintopracticeandmakingitintoface,improveourabilityofusingspecialitykownledgeintopractice.Accordingtocurrentgraduatedesign,weknowmoreabouttheknowledgewehavelearnedandalsomakethetheoryknowledgedeepinginmyheart,Iknowhowtobegaindesignabouttheearthdam,whichisoneofabasicthingformetoleranotherknowledgebeforelong.

KEYWORDS：

reservoirhinge;layout;homogeneousearthdam;theanatomydesign;outletworks;specificdesign

前言

王圪堵水库坝址位于榆林市横山县城关镇西北12km，榆靖高速公路无定河大桥以上2.5km、芦河入无定河口以上5.5km处的无定河干流上，距榆林市区60km。

按照榆林能源化工基地建设要求及治黄大局的拦沙要求，确定水库任务是供水、拦沙和灌溉等综合利用。

本次设计是在对给定的库区设计基本资料和地形地质图做了充分了解和分析的基础上，对水库枢纽进行布置和主要建筑物设计及计算。

我们运用学校所学知识、以及课本和图书及计算机等多种工具，结合工程实际，对王圪堵水库枢纽工程进行合理设计。

设计内容分9章：

第1至第3章为基础部分，主要介绍福地水库枢纽工程的基本资料和各个坝址的地形地质条件。

第四章介绍设计标准及依据，第五章进行了调洪计算确定了设计洪水位和校核洪水位。

第6章至第8章为专题部分，首先是在对基本资料充分了解分析后选出合适坝址、坝型，进行总体枢纽布置。

接着对大坝进行了渗流分析、稳定计算、变形计算。

在此基础上进行了主要建筑物设计，细部构造设计和地基处理。

由于实践经验欠缺，又是在理论知识还不足够扎实的基础情况下首次进行整个枢纽的全面设计，所以设计中可能有很多不当或欠缺的地方，望各位老师给予批评指正。

目录

第1章工程概况 7

第2章设计任务及依据 8

2．1设计任务及设计阶段 8

2.2工程等别及防洪标准 10

2.3设计依据 10

第3章基本资料 11

3.1水文 11

3.1.1流域水文概况 11

3.1.2气象 12

3.1.3洪水 13

3.2工程地质 16

3.2.1地形地貌 16

3.2.2地层岩性 16

3.2.4水文地质条件 17

3.2.8坝基处理 22

3.3水库设计标准、特性指标及调洪计算条件 22

3.3.1设计标准 22

3.3.2库容曲线 23

3.3.3水库死水位 25

3.3.4调洪计算条件 25

第4章枢纽布置设计 27

4.1坝址选择 27

4.2坝轴线选择 29

4.3坝型的选择及方案比较 29

4.3.1土石坝与重力坝 30

4.3.2均质土坝与斜墙坝、心墙坝 31

4.3.3结论 31

4.4调洪计算 32

第5章建筑物设计 45

5.1坝体设计 45

5.1.1坝体断面尺寸的拟定 45

5.1.2渗流计算 49

5.2溢洪道设计 55

5.2.2水力计算 56

5.3泄洪排沙洞 67

5.3.1总体布置及主要结构型式 68

5.3.2水力计算 69

5.3放水洞 69

第6章构造设计 71

6.1护坡 71

6.2坝顶 72

6.3马道 72

第7章地基处理 73

7.1基础处理 73

7.2帷幕灌浆与固结灌浆 73

7.3绕坝渗漏处理 75

第8章总结与讨论 76

参考文献 77

第1章工程概况

王圪堵水库坝址位于榆林市横山县城关镇西北12km，榆靖高速公路无定河大桥以上2.5km、芦河入无定河口以上5.5km处的无定河干流上，距榆林市区60km。

按照榆林能源化工基地建设要求及治黄大局的拦沙要求，确定水库任务是供水、拦沙和灌溉等综合利用。

坝址以上流域面积1.075万km2，已建成的内蒙巴图湾水库与王圪堵水库区间面积0.6万km2，坝址设计年径流量约3.162亿m3。

水库枢纽由拦河坝、泄洪洞、溢洪道、放水洞、坝后电站等主要建筑物组成，拦河坝采用均质土坝

放水洞初拟引水流量12.7m3/s（供水5.36m3/s，灌溉及生态7.34m3/s）,途经水口壕、硬地梁、杨沙畔、清河、沙河至大河湾进入分流池。

由分流池一分为二，一支向北设加压抽水泵站供至十里梁则附近的榆横工业区供水水厂；另一支继续沿无定河左岸敷设，途经色草湾、黑峁墩至无定河与榆溪河交汇口王沙坬村附近的鱼米绥工业区供水水厂。

第2章设计任务及依据

2．1设计任务及设计阶段

设计任务：

1.熟悉王圪堵水库工程基本资料，借阅相关设计参考资料（设计规范，规程及手册等）。

2.在广泛查阅与设计内容相关的国内外文献资料的基础上，撰写并提交《开题报告》。

3.枢纽布置设计：

1）分析并确定大坝，泄水，进水及引水等枢纽主体建筑物的轴线位置。

2）初步拟定大坝泄水，进水及引水等枢纽主体建筑物的布置型式及尺寸。

3）进行调洪演算，确定水库下泄流量，特征洪水位，特征库容等，确定水库工程规模；进行坝顶超高计算，分析确定坝顶高程。

4）进行泄水建筑物的水力计算，分析确定泄水建筑物的纵横断面尺寸。

5）绘制泄水建筑物的纵横剖面图及枢纽总平面布置图。

4.泄水建筑物专题设计：

1）拟定泄水建筑物布置方案及断面型式方案，进行各方案水力计算。

2）进行泄水建筑物布置方案及断面型式方案的比较与选择。

3）绘制选定布置方案的泄水建筑物纵剖面图，绘制各断面型式方案的横剖面图。

设计阶段：

本次设计在已有资料的基础上进行初步设计，设计分为以下几个阶段：

资料收集、整理、查阅阶段：

参加学院组织的毕业设计动员大会；熟悉毕业设计内容及要求；熟悉工程基本资料，借阅相关设计参考资料。

水库枢纽布置设计阶段：

撰写并提交《开题报告》；分析并确定大坝、泄水、进水及引水等枢纽主体建筑物的轴线位置。

初步拟定大坝、泄水、进水及引水等枢纽主体建筑物的布置型式及尺寸；水库调洪演算：

分别进行设计洪水及校核洪水两种工况的调洪演算，确定各工况泄水建筑物的下泄洪流量、特征洪水位及特征库容等。

水力计算阶段：

进行泄水建筑物的水力计算，分析确定泄水建筑物的纵、横断面尺寸。

枢纽布置阶段：

绘制泄水建筑物的纵、横剖面图；绘制枢纽总平面布置图。

坝型方案比较阶段：

拟定可用的坝型方案，进行坝型方案的比较与选择。

泄水建筑物专题设计：

拟定泄水建筑物布置方案及断面型式