土石坝课程设计成果.docx

松湖南水利水电职业技术学院%unanTechnica1Co11egeofWaterResourcesandHydroPower课程设计成果书课题名称土石坝课程设计适用专业:水利工程施工技术适用班级:10级施工技术姓名:陶迅宁指导老师:刘咏梅老师设计开始日期：2012年06月04日设计结束日期：2012年06月10日水利工程系一、设计基本资料1、工程布置和主要建筑物1K工程等别和设计标准12、水文气象及洪水资料13、地质资料14、坝型、坝线、枢纽布置综合比选二、大坝尺寸设计2、选择坝型、拟定坝体剖面尺寸2.1、 坝型选择2.2、 剖面尺寸拟定三、渗流分析3、渗透计算3.1、 渗流情况选择3.2、 渗流的分析方法3.3、 设计洪水位时单宽流量计算四、稳定分析4、坝坡稳定分析4.1、分析情况选择4.2、步骤如下4.3、综合稳定分析五、地基与结构5、地基处理及坝体与岸坡的连接5.1、 地基处理5.2、 坝体与岸坡的连接5.3、 坝顶细部构造5.4、 护坡5.5、 排水结构六、参考资料5.6、 资料及文献一、设计基本资料1、工程布置和主要建筑物11、工程等别和设计标准东谷水利枢纽是以发电和灌溉为主，兼顾防洪及其他效益的综合性枢纽工程。本工程正常蓄水位148.OOm,校核水位149.19m,总库容12140亿电站装机容量16MW。根据防洪标准(GB50201-94)和水利水电工程等级划分及洪水标准(S1252-2000)的规定，确定东谷水利枢纽为H等工程，大(2)型水库。其主要建筑物为2级建筑物，次要建筑物为4级建筑物，临时建筑物为5级建筑物。相应本工程泄水和挡水建筑物的洪水标准，按100年一遇洪水设计，2000年一遇洪水校核。电站厂房防洪标准采用20年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核。坝址区地震基本烈度小于VI度，按水工建筑物抗震设计规范(S1203-97)的规定，设计烈度为6度,可不进行抗震设防。1.2. 水文气象及洪水资料多年平均气温17.7、极端最高气温40.2C、极端最低气温-8.3,多年平均风速1.8ms,多年平均最大风速14ms,相应风向WNW,吹程D=Ikn1。各频率洪峰流量见表5.1-2。洪峰流量表表5.1-2单位:m3s频率(%)0.050.10.20.512510洪峰流量23802140190015901360113()841630调蓄后下泄流量14901400131012001140HOO8416301.2.1、水位流量关系曲线下坝线水位流量关系曲线见表5.1-30坝址水位流量关系曲线表表5.1-3单位：m7s水位Z(m)87.187.387.988.789.1089.991.191.9流量Q(m3/s)8.5517.153.0125165252403521水位Z(m)92.8693.494.995.996.997.998.999.9流量Q(s)675882110013501610189021902500溢洪道出口河道断面水位流量关系曲线见表5.1-4o溢洪道出口河道断面水位流量关系曲线表表5.1-4单位:m3sZ(m)86.4586.6587.0587.888.188.589.589.7Q(m7s)5.611.228.8085118163307344Z(m)90.490.690.891.091.192.1093.1094.10Q(m7s)498548602662693102013801800泥沙：含沙量：0.0487kgm多年平均输沙量173万t淤沙容重：180tm,淤沙内摩擦角20。1.2.2、 主要设计数据正常蓄水位：148.OOm发电尾水位：一台机86.79m二台机87.139m130m死水位:校核洪水位最大下泄流量：1690m3s(p=0.05%)相应下游水位93.8m设计洪水位：148.00m,设计洪水位下泄流量：1360m7s(P=1%)相应下游水位93.OOm装机容量：16MW发电引用流量：33.28m3s水轮机型号：H1A551-1J-135机组台数：2台水轮机安装高程：87.9m厂房下游设计水位：91.90m(p=3.33%)校核水位:92.80m(p=1%)校核洪水位:149.19m13、地质资料1.3.1、地震设防烈度东谷水利枢纽区域地质构造稳定。据中国地震动参数区划图(GB18306-2001),工程区地震动峰值加速度为小于O.05g,相应坝址区地震基本烈度小于V1度，故地震设计烈度与基本烈度一致取设计烈度小于6度，按水工建筑物抗震设计规范(S1203-97)的规定，不进行抗震计算。1.3.2建筑物主要基岩岩性坝址岩性为泥盆系跳马涧组石英砂岩、片状砂岩、绢云母片岩。1.3.3基岩物理力学指标a.大坝、电站厂房坝址区各岩组及构造岩石物理力学指标列于表5.1-56。b.导流、发电及灌溉洞初拟发电洞进口位于上坝线右岸上游冲沟中，进口段洞底标高120m,隧洞最大长度约400m,属HIIV类围岩区；F2断层破碎影响带属V类围岩区。导流、灌溉隧洞进口位于上坝线左岸上游冲沟中，进口洞底标高分别为120m、125m,属IV类围岩区。、乂',44.、垩C.溢洪道溢洪道布置于左岸，进口位于左坝肩上游第一个哑口，沿坝肩分水岭以外冲沟布置，经三次转折后，于坝线下游冲沟口汇于下游河道。溢洪道中心线总长度约615m,泄槽为开敞式，泄槽净宽为22m。溢洪道分成进口引水渠及闸室段、陡槽段、冲坑与消力池段、尾水渠段六大部分。最大边坡高度24m,岩层及主要节理方向与渠线夹角大，为斜向坡，局部存在边坡稳定问题，开挖坡比1：0.75,基岩抗冲流速V=46ms°1.3.4、设计安全系数a）大坝坝坡抗滑稳定安全系数正常情况（正常蓄水、设计洪水P=1%）K1.35非常情况K1.25b）重力坝.控制闸和厂房整体抗滑稳定安全系数：基本组合：抗剪断K'23.0抗剪K1.1,特殊组合：抗剪断K,22.5抗剪K21.05；厂房抗浮稳定安全系数：Kf1.1;厂房地基应力：最大垂直压应力不超过地基允许应力，最小垂直压应力不得小于零。c）防渗帷幕设计标准坝基及近岸地段q51u远岸地段与地下水位线封闭为标准。d）边坡稳定安全系数工程区主要边坡有：溢洪道进出口边坡、厂房引水洞及灌溉引水洞进水口边坡和坝后厂房右侧边坡等。边坡级别：发电引水洞及灌溉引水洞进口边坡、溢洪道进出口边坡为2级,厂房右侧边坡及其它次要建筑物边坡为4级。地质参数采用值见表5.1-5和表5.1-6：下坝线坝基岩体主要地质参数采用值表表5.1-5岩性风化程度饱和抗压强度弹性模量泊松比抗剪强度抗剪断强度抗冲流速时挖坡匕临开边匕久挖坡匕永开边匕/U1j布/石碎/岩U4iM-I石/石碎/岩Rb(Mpa)Gpafff,C,(Mpa)f,C,(Mpa)m/s片状砂岩D221河弥右祟左岸下勖强风化3520.400.520.550.600.450.700.4541:0.501:0.75弱风化4540.380.580.600.680.800.750.8551:0.351:0.50微风化5565450.320.58*0.620.60*w0.650.70*w0.750.80*w0.950.80*w0.850.95*1.10561:0.251:0.35绿泥石绢云母片岩1左岸上酸强风化20250.810.380.400.420.400.450.400.450.100.150.450.480.04231:0.751:1.00弱风化283011.50.350.450.480.450.500.45*0.500.15*0.250.450.50.08341:0.501:0.75微风化4550230.220.50z0.550.500.550.600.650.300.400.650.700.350.45451:0.351:0.50上坝线坝基岩体主要地质参数采用值表表5.1-6岩性风化程度饱和抗压强度弹性模量泊松比抗剪强度抗剪断强度抗冲流速临口m边力比夕拦无匕永开边匕岩/岩碎/岩1Xj/1Xj石/石碎/岩Rb(Mpa)GpaFffzC,(Mpa)f,Cz(Mpa)m/S质岩床岸，炭枚河左部含千<及下弱风化221.50.350.450.520.600.350.700.3041:0.751:1.0片状砂岩D（右岸及左岸上部）强风化3520.400.520.550.600.450.700.4541:0.501:0.75弱风化4540.380.580.600.680.800.750.8551:0.351:0.50微风化6550.320.620.650.900.950.901.1061:0.251:0.35断层角砾岩（两岸中部）弱风化3520.250.620.650.620.550.680.6251:0.351:0.50微风化4530.200.650.700.750.700.750.8061:0.251:0.35断层破碎带及破碎夹泥层0.35压缩模量9.2MPa原生面及层面（河床）0.4814、坝型、坝线、枢纽布置综合比选坝线拟定：东谷河流经东谷陂后，山势陡降，河岸由峡谷地形突变为平原。在可研阶段从充分利用河流水量、水能资源角度考虑，将坝址选择范围确定在峡口附近河段。综合河段地形地质条件，通过实地勘察，选择了东谷陂（下坝址）和打石窝（上坝址）两个坝址，作为可研阶段比较坝址，两坝址相距2.3km。经审定批准下坝址为本工程的