15年重力坝毕业设计任务书1.docx

15年重力坝毕业设计任务书1.docx

《15年重力坝毕业设计任务书1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《15年重力坝毕业设计任务书1.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

15年重力坝毕业设计任务书1

XXX水库枢纽重力坝

毕业设计任务书

（供水利水电工程专业用）

兰州交通大学土木工程学院水利水电工程系

二○一五年三月

一、毕业设计目的与毕业设计要求

（一）毕业设计目的

毕业设计是学生应用在校所学知识、结合工程实际，进行一次系统的、有机的解决工程实际问题的训练，也是完成工程师基本训练的最后一个教学环节。

目的是：

1、巩固、扩大和提高所学理论知识，并使之系统化。

2、培养学生综合应用所学知识，解决实际工程技术问题的能力，并初步掌握设计水利枢纽工程的内容、原则、方法和步骤。

3、通过毕业设计实践，提高学生独立思考；钻研问题；分析问题的能力。

4、通过毕业设计实践，进一步提高学生设计、计算、绘图和编写说明书的技能。

5、通过毕业设计的锻炼，使学生进一步树立正确的设计思想和政策观点；进一步树立热爱社会主义祖国、热爱祖国水利水电建设事业的高尚情操；培养学生勇于攀登高峰、刻苦钻研、实事求是、谦虚谨慎、认真负责的工作作风。

（二）毕业设计要求

本设计的题目是我国刚竣工的水利枢纽工程。

（1）明确毕业设计的性质、目的、任务和要求。

（2）熟悉原始资料，弄清枢纽设计任务；按设计要求分析资料；注意资料的可靠性和合理性，了解资料的用处和用法；

（3）从工程的具体条件出发，应用最新科学技术成就进行设计，如期全面完成设计任务并争取做到重点深入；

（4）设计方案应根据已知资料中的地形、地址、水文气象等提出方案，进行定性分析，充分论证后选择较优方案；根据坝型定性分析选择其他建筑物形式作必须的计算；根据各建筑物形式组成几个枢纽布置方案，定性分析选择一个合理方案；

（5）对主要建筑物应作得较详细，对其中个别部分可达到施工阶段的要求；对其他建筑物（如河岸洪道、隧洞、电站厂房、泄水底孔）等的设计，视其情况，由指导教师酌情增减；

（6）学生在完成所规定的阶段设计内容后，应随即提出自己的设计成果。

A设计图4张

图是设计者的语言，是毕业设计的主要成果之一，要求表达内容和绘制图正确，图面（饱满没有多余的空幅、没有重复的构造、图幅布局合理、主次分明、大图应有标题）、比例适当、尺寸齐全、绘制清晰、图面整洁和有必要的注释和说明）。

B设计说明书

设计说明书也是毕业设计的主要成果。

要求：

内容（按设计规定）齐全、论点正确、论据可靠、结论明确；章节分明、条理清楚。

语言精练、字迹工整；既要有计算参数、公式、结果，又要有对计算结果的分析论证和结论；此外还需注意适当地使用插图和附表。

设计说明书每项计算应有草图、计算公式、数据、计算过程和成果、供计算的曲线等。

二、枢纽概况及工程目的

XX水库位于河北省青龙县与卢龙县交界处（见位置图）。

控制流域面积5060平方公里，占全流域的80％。

青龙河是滦河较大支流之一，水量充沛，但年内及年际的水量分配极不均匀，必须兴建大型的控制工程进行调节。

丰富的水资源方可得到充分地利用。

水库主要任务是调节水量。

供秦皇岛市和港口码头、钢铁基地及滦河下游地区农业用水，结合引水发电、水面养殖、洪水错峰等。

可得到综合利用的效果。

供水原则是：

在满足城市生活、工业用水的同时，对农业也给以一定的重视。

特别是移民迁建灌区用水应优先保证，其次是在现有灌区用水及潘家口、大黑丁两座水库的配套灌区，新增灌区要安排在缺乏地下水的滨海地区。

枢纽工程在三个坝段选择了二条坝线，二种坝型。

I83坝线采用混凝土重力坝。

红层坝线采用当地材料坝。

枢纽建筑物包括主坝、泄水建筑物及电站等。

根据本工程的规模及其在国民经济中的作用，按水电部制定的SDJ12－78设计标准。

水库枢纽工程属大

（一）型。

主要建筑物按一级设计，辅助建筑物按三级，临时建筑物按四级设计。

三、设计基本资料[参见附录一]

四、设计任务和基本要求

（一）设计任务：

1.本次设计针对枢纽工程的三个坝址段选择合理的坝址段。

2.根据地质、地形条件和枢纽建筑物的作用进行坝线、坝型的选择。

枢纽布置方案比较通过初步分析和计算，选定枢纽布置方案。

并绘制枢纽平面布置及上游立视图。

3.坝工设计。

内容包括：

拟定挡水坝（或溢流坝）剖面，稳定应力分析等，并绘制设计图纸。

4.进行细部构造设计和地基处理设计。

包括：

标号分区、分缝、止水、廊道、排水及坝基开挖、清理、灌浆、断层破碎带处理等，并绘制有关设计图。

（二）设计基本要求：

1.设计者必须发挥独立思考能力，创造性的完成设计任务。

在设计中应遵循技术规范，尽量采用国内外的先进技术与经验。

2.设计者对待设计、计算、绘图等工作，应具有严肃认真一丝不苟的工作作风，以使设计成果达到较高水平，并从中得到锻练。

3.设计者必须充分重视和熟悉原始资料，明确设计任务，在规定的时间内圆满完成要求的设计内容。

4.成果包括:

设计说明书、计算书一份（可合为一本），图纸4张。

附录一

XXX水库I83坝线重力坝方案设计基本资料

一、水文分析

1.年径流：

青龙河流域水量丰沛，是滦河流域水源蕴藏量较大的一条支流。

年径流由年降雨产生。

年径流在地区与时间上的分布与年降水基本一致。

年径流在年际间变化悬殊。

XX实测资料1956～1982年27年资料中，丰水年1977年达21.34亿立米。

枯水年1981年仅1.667亿立米，相差19.37亿立米，约合12.8倍。

且丰、枯水年连续发生。

多年平均年径流量为9.6亿立米。

2.洪水：

青龙河洪水由于暴雨形成。

本地区暴雨历时短、强度大、地面坡度陡，洪峰陡涨陡落。

一次洪水历时一般为3～5天。

流域南部位于燕山山脉东侧的暴雨中心地带，因此洪水具有峰高量大的特点。

本流域洪水多发生在七、八两月，出现在七月的占34%，出现在八月的占66%。

XX多年平均6～9月洪量占年径流量的70%左右，三天洪量占六天洪量的70%以上,大水年尤为集中。

如1962年最大六天洪量占年径流量达70%。

流域内洪水地区分布主要在土门子以下。

以土门与XX1971～1977年同期系列统计。

土门子～XX区间洪量占XX以上洪量60%以上，而其面积占XX以上总面积的42%。

由频率分析法求得：

洪水计算成果表

项目

洪峰流量

（秒立米）

洪量（亿立米）

24小时

三天

六天

三十天

特征值

均值

2000

1.4

2.2

2.8

5.37

CV

1.35

1.35

1.35

1.25

1.0

CS/CV

2.5

2.5

2.5

2.5

2.5

频

率

（%）

0.01

32040

22.43

35.24

39.96

55.40

0.02

29600

20.75

32.65

36.90

51.50

0.1

22480

15.74

24.73

28.34

40.50

0.2

19680

13.78

21.65

24.92

36.20

0.5

16000

11.23

17.60

20.41

30.40

1

13280

9.30

14.50

17.14

26.10

2

10680

7.48

11.75

13.92

21.70

5

7360

5.15

8.10

9.80

16.20

10

5000

3.50

5.50

6.83

12.10

20

2920

2.04

3.21

4.17

8.18

XX水库坝址以上不同频率设计洪水过程线

时间不同频率（%）流量（秒立米）

月日

时0.02

0.1

2

5

10

724

22

946

803

482

378

296

24

1974

1721

800

550

500

25

2

2300

1900

1050

800

630

4

2687

2035

1200

900

740

6

4466

3379

1500

1100

891

8

7622

5773

2750

1890

1220

10

10867

8230

3920

2700

1800

12

13131

9946

4740

3260

2170

14

14348

10867

5170

3560

2370

16

14128

10700

5100

3510

2340

18

13162

9984

4750

3270

2180

20

11323

8576

4080

2810

1870

22

9751

7386

3520

2420

1610

24

8923

6758

3220

2210

1470

26

2

8399

6362

3030

2000

1390

4

7740

5862

2790

1920

1280

时间

不同频率（%）流量（秒立米）

月

日

时

0.02

0.1

2

5

10

7

6

6895

5222

2480

1710

1140

8

6845

5184

2470

1700

1130

10

6845

5184

2470

1700

1130

12

26800

19580

9518

5910

3790

14

28400

21800

10500

7000

4700

16

29400

22400

10650

7320

4940

18

29600

224800

10680

7360

5000

20

29300

22200

10650

7330

4950

22

29000

21600

10450

7250

4880

24

28500

20000

9850

6880

4580

27

2

20520

17600

8950

6000

4100

4

21540

15200

7700

5200

3700

6

18060

12800

6200

4450

3000

3

14580

10400

4850

3600

2460

10

11100

8000

3400

2540

1770

12

5000

3800

1900

1450

1030

时间

不同频率（%）流量（秒立米）

月

日

时

0.02

0.1

2

5

10

7

14

3420

2885

1400

1000

700

16

3163

2470

1150

850

610

18

2911

2340

1050

800

590

20

2890

2210

1000

750

560

22

2758

2189

950

730

550

24

2604

2080

920

726

540

28

2

2552

1960

910

722

535

4

2451

1933

900

718

530

6

2309

1820

900

714

528

8

2214

1722

890

710

526

10

2145

1676

885

706

524

12

2030

1635

880

702

522

14

2016

1550

875

698

520

16

1926

1527

870

694

517

18

1827

1463

865

690

515

20

1818

1433

860

686

513

续表

时间

不同频率（%）流量（秒立米）

月

日

时

0.02

0.1

2

5

10

7

22

1723

1404

855

682

510

24

1689

1377

850

678

508

29

2

1655

1371

846

674

505

4

1622

1326

843

670

503

6

1616

1281

840

666

500

8

1567

1235

836

662

497

10

1516

1229

833

658

495

12

1455

1170

830

654

493

14

1379

1144

826

650

490

16

1348

1143

823

646

488

18

1290

1095

820

642

486

20

1260

1069

816

638

483

22

1229

1043

813

634

480

24

1198

1017

810

631

478

30

2

1168

991

806

628

475

4

1138

965

803

625

473

时间

不同频率（%）流量（秒立米）

月

日

时

0.02

0.1

2

5

10

6

1107

939

800

622

470

8

1095

930

796

618

468

10

1083

930

793

615

466

12

1072

910

790

612

464

14

1061

900

785

609

462

16

1053

894

780

606

460

18

1107

939

775

603

458

20

1061

900

770

600

455

3、泥沙：

青龙河流域植被较好，泥沙来源在地区上分布和洪水在地区上的分布是一致的。

主要是土门子到XX区间，其间来沙量约占XX以上总输沙量的60%～70%。

本地区泥沙在年内分配比径流更集中。

汛期输沙量占年输量的95%以下，而汛期沙量又都集中在几次大洪水。

年际之间沙量变化悬殊。

由统计分析得知，XX站多年平均输沙量为386万吨，多平平均侵蚀模数为762吨／平方公里，多年平均含沙量为4.0公斤／立方米。

从泥沙的组成情况来看，泥沙颗粒较粗，中值粒径为0.075毫米，淤沙浮容重0.9吨／立米，内摩擦角为12度。

二、气象条件：

全流域属于季风大陆性气候，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，年平均降水量约700毫米，且多集中在夏季七、八两月。

流域多年平均气温为摄氏10oC左右，日温度变化较大。

离坝址较近的迁安站实测最高气温39oC（青龙站）。

全年无霜期约180天，结冰期约120天，河道一般12月封冻，次年3月上旬解冻，冰厚为04～0.6米，岸边可达1米。

多年平均最大风速为23.7米／秒，水库吹程为3公里。

三、工程地质

1.区域地质

XX水库库区属中高山区，构造剥蚀地形。

青龙河在本区内河曲发育，侧蚀能力较强，沿河形成不对称河谷，由于构造运动影响，河流不断下切，于堆积岸形成阶地，侵蚀岸形成陡崖，组成本区地层的有：

太古界、下元古界、震旦系、朱罗系及火成岩侵入体和第四纪等。

其中分布最广的为震旦系地层。

其中以太古界、震旦系、朱罗系三者与工程关系密切，为库区的主要岩层。

2.地质构造与地震

XX水库处于燕山沉降带的中部。

地质构造复杂。

全区地震频繁，特别是坝址区南段尤为突出。

库区及其周边控制性的断层有秦皇岛―建昌营和滦南―卢龙断裂。

秦皇岛―建昌营大断裂层深大断裂，在坝址下游小暖泉村穿过青龙河，沿线有泉群出现。

从控制泉群、控制地貌及岩相作用分析，列为活动性断裂较合适。

滦南―卢龙断裂（又称桃园断裂）。

该断层向北东方向延伸，在距XX库区6～7公里处尖灭。

属第四纪以来活动性较强的断裂。

唐山地震以后，沿该断层时有余震发生。

上述二条活动性断裂在三坝段以西5公里处汇而不交。

按断层交汇部分易发震的原则，这种汇而不交是值得注意的。

近期坝址地区未发生大于4级以上地震，邻区地震活动有一定影响。

1983年8月河北省地震局在《XX水库工程地震基本烈度鉴定书》中确定，一、二坝段位于北Ｉ区，属相对稳定区，基本烈度为6度，三坝段位于Ｉ区，基本烈度为7度。

邻区强震的影响，烈度量高可达6～7度。

3.库区工程地质条件

库区左岸非可溶性岩层广泛分布，其中主要由娟云母千枚岩。

石英沙岩，砂质页岩等组成。

透水性较小，也没有发现勾通库内外的大断层。

因此，在非可溶性岩层分布区，没能向库外渗漏的可能性。

库区可溶性岩层分布于青龙间右岸。

从隔水层的分布、岩溶的发育情况以及地貌水文地质条件的分析，水库蓄水以后，向邻谷沙河渗漏的可能性也是不大的。

青龙河与邻谷沙河之间分布有大面积的石英斑岩，斑状花岗岩及火成岩的侵入体，组成了相对隔水层，不利于地下水的活动。

经过对库内断层，灰岩地区的勘探分析，水库向外流域及下游漏水的可能性很小。

库区内岩层抗压强度较高，抗风化能力较强，未发现可能发生塌滑的岩体，库岸基本上是稳定的。

库区内未发现有开采价值的矿藏，不存在对库周边产生的浸没问题。

4.坝址坝线工程地质条件

坝段内出露的断裂构造如F103、F105、F108、F112、F114、F117、F122等大小断层共十余条，断层走向以北西为主，北东者少，多为高角度正断或平移正断层有：

（1）F103断层，产状走向近BW，倾向N，倾角40～50逆断层。

大红峪组第三段砾岩被切割。

下盘有牵引褶曲，破碎带宽约10～20米。

出露于Ｉ83坝线右岸上游约150～200米，宽约10～20米。

（2）F105断层，产状走向NW310o、倾角80o～90o为平移断层。

水平断距400米，两侧岩石破碎严重、无胶结现象，出露于I83坝线石岸坝头附近。

（3）F105断层，产状走向NW345o、倾向NE、倾角56o逆断层。

由大红峪组第一段薄层板岩、石英砂岩逆于大红峪第二段中厚石英砂岩之上。

破碎带宽约6.0米、未见胶结现象。

其中夹有30厘米厚的断层泥。

断层两盘岩石影响带宽10.4米。

在上盘薄层板岩夹石英沙岩中有牵引褶曲。

岩层有直立或倒转现象，具有强烈挤压特征。

（4）根据坝址两岸构造，地层岩性出露分析，推测河床中可能有顺河断层通过。

原因一是两岸出露的断裂构造均未过河，如F103断层走向近东西，规模较大，左岸无迹象。

二是地层出露两岸高程有明显差异。

I83坝线主要工程地质条件如下：

地形地貌

构造剥蚀―中低山地形，不对称“U”型峡谷，右岸较陡，左岸坡缓，阶地不发育。

坝线长

480米

覆盖层

河床5～7米砂石层，左岸山麓堆积31.0米。

地层岩性

震旦系大红峪组第一、二段，为中厚层石英砂岩与板号互层。

岩层产状

层面倾向上游。

软弱夹层

据平洞、竖井资料，右岸有软弱夹层13条，系顺层夹泥。

左岸顺层夹泥6条，切层泥3条。

建议磨擦系数f＝0.2～0.24。

风化情况

弱风化下限、河床10～28米深（高程左边75米，右边55米）。

左岸弱风下限为115～105米高程，右岸为120～90。

地质构造

右岸小断层6～7条：

左岸F122断层一条。

构造简单，基本地震裂度为6度。

岩层透水层

坝基下部80～100米深的范围内W值均大于0.02升／分．米，均需灌浆处理。

岩溶

I83坝线上游2公里处，马圈子电站附近见溶洞。

稳定性

右坝肩上、下游存在I、II号不稳定岩体。

岩石力学指标

石英砂岩单块岩石室内指标：

抗压强度134～338mpa.弹性模量E＝500～10000mpa.泊桑比μ＝0.11～0.13。

各岩层层面磨擦系数的估计建议值：

（1）石英砂岩层面磨擦系数为0.60～0.65

（2）板岩层面磨擦系数为0.4～0.45

（3）层面夹泥膜磨擦系数为0.3～0.35

（4）切层泥层磨擦系数为0.2～0.24

四、当地建筑材料

天然建筑材料分布于坝址区上、下游河滩及两岸阶地。

其中土料场主要有庄窝、土台子等七处。

地下水位以上储量为1183.44万立米。

砂砾卵石料场主要有南杖子、XX等八处。

地下水位以上储量为1088.95万立米，全部储量有待进一步探查。

各料场材料的物理性质，试验指标等基本满足技术要求，可作大坝混凝土骨料及供围堰方量。

如采用当地材料方案，其粘性土料的储量足以满足施工要求。

五、交通条件

对外交通计划从京秦路大横河站接轨至工地。

改建和新建滦县经迁安、滦县经卢龙到达工地的公路。

坝顶无交通要求。

六、施工条件

采用低围堰、底孔导流、分期施工的导流方法进行施工。

各项施工辅助企业、仓库及生活等临建设布置在坝址下游两岸。

混凝土骨料取自下游料场。

施工用电由刘田庄引接。

七、效益（以1984年价格水平及费用标准计算）

水库建成以后，除了满足秦皇岛市、冀东钢铁基地及农业用水外，还可获得发电、防洪、养鱼等效益，总效益是显著的。

（1）灌溉效益

灌溉效益分析成果表

项目

旱地灌溉

旱改水稻

垦荒水稻

灌区不灌产值差（元/亩）

162.0

354.2

412.0

分摊系数法

亩效益（元/亩）

81

177.1

206.0

单方水效益

（元/立米）

0.25

0.17

0.17

减去成本法

亩效益（元/亩）

124.0

378.0

261.0

单方水效益

（元/立米）

0.39

0.26

0.22

（2）城市及钢铁基地供水效益

按秦皇岛市总净产值中水的效益分摊系数以10%计，则每立方米水量的效益为0.53元/立米。

（3）防洪效益

防洪效益按建库以后，与潘家口、大黑丁水库联合运用。

在削峰、错峰过程中减少滦河下游地区的洪水灾害计算。

水库年平均效益为443.16万元/年。

（4）发电效益

以水电的价格代替水电的效益按0.093元/度计算。

水库规划及建筑物特性指标

项目

单位

指标

备注

水

位

校核洪水位

设计洪水位

正常蓄水位

死水位

校核尾水位

设计尾水位

正常尾水位

坝前堆砂高程

米

米

米

米

米

米

米

米

156.3

153.2

153.2

110.0

99.1

97.0

84.1

97.6

P=0.02%

P=0.1%

发电

库

容

总库容

调洪库容

兴利库容

死库容

堆沙库容

亿立米

亿立米

亿立米

亿立米

亿立米

14.93

2.11

10.33

0.94

1.66

主

坝

坝型

坝顶高程

最大坝高

坝顶长度

坝顶溢流孔数

堰顶高程

每孔净宽

工作闸门尺寸

启闭机（2×45T固定式）

设计洪水下泄能力

校核洪水下泄能力

米

米

米

孔

米

米

米×米

台

秒立米

秒立米

实体重力坝

157.24

89.24

519.0

15

141.7

15.0

15×12.5

15

18276

24527

库

容

进口底高程

低孔数及尺寸

弧形工作闸门

工作门启闭机

设计水位泄水能力

校核水位泄水能力

隧洞进口高