河北省城新水库土石坝初步设计任务书复合土工膜防渗.docx
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河北省城新水库土石坝初步设计任务书复合土工膜防渗
河北省城新水库土石坝初步设计
任
务
书
和
指
导
书
2012年2月
目录
1毕业设计目的1
2设计基本要求1
3设计成果及具体要求2
3.1设计成果2
3.2设计成果具体要求2
3.2.1.设计说明书编写原则2
3.2.2.图纸绘制说明3
4时间安排3
5水文基本资料3
5.1流域概况3
5.2气象4
5.3水库设计洪水4
6地质基本资料6
6.1工程地质勘察工作6
6.2水库区地质概况6
6.2.1地形地貌6
6.2.2地层岩性6
6.2.3区域地质构造与地震6
6.2.4水文地质条件6
6.3土层的结构与划分7
6.3.1料场7
6.3.2坝基8
6.3.3基本参数8
6.4工程地质条件分析与评价8
6.4.1库区边坡稳定性评价8
6.4.2坝基稳定性评价8
7工程任务和规模8
1毕业设计目的
本毕业设计是本专业教学大纲所规定的重要教学内容，是学生在校期间进行最后一次理论结合实际的较全面和基本的训练，是对几年来所学知识的系统运用和检验，也是走向工作岗位之前的最后一次的过渡性练兵。
通过这次毕业设计要求达到以下基本目的。
（1）巩固、加强、扩大和提高以往所学的有关基础理论和专业知识；
（2）培养学生综合运用所学的知识以解决实际工程问题的独立工作能力，并初步掌握进行水利枢纽和水工建筑物的设计思想、设计程序、设计原则、步骤和方法；
（3）培养学生使用有关设计规范、手册、参考文献以及分析计算、绘图、概算和编写设计说明书等项能力的基本技能训练；
（4）通过毕业设计使学生了解我国现行的基本建设程序，建立工程设计的技术和经济的政策正确观点；
（5）因此，要求每个同学在长达15周的毕业设计中，抓紧时间，遵守纪律，努力学习工作，认真踏实，一丝不苟，实事求是，举一反三，充分发挥个人的主动性和创造性，独立的和高质量的完成本次设计，以便在今后的生产实践中当一名出色的工程师，为我国的水利事业也是为国民经济的基础设施和基础产业而做出贡献。
2设计基本要求
（1）设计者必须发挥独立思考能力，创造性地完成设计任务，在设计中应遵循设计规范，尽量利用国内外先进技术与经验；
（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的水平；
（3）设计者必须充分重视和熟悉原始资料，明确设计任务，在规定时间内圆满完成要求的设计内容，成果包括：
设计说明书一份（按规范格式）；A1图纸4份左右（文本版+光盘）。
3设计成果及具体要求
3.1设计成果
设计成果包括：
（1）设计说明计算书1份；
（2）枢纽平面布置图1张；
（3）大坝典型横剖图1张；
（4）大坝上游立视图1张；
（5）坝顶、排水沟、排水体、防渗体等、护坡、挡土墙、反滤层等细部构造图1-2张（内容多少根据需要而定）。
3.2设计成果具体要求
3.2.1.设计说明书编写原则
（1）按章节叙述，先拟好提纲再编写，要体现出清晰的设计思路；
（2）包括基本资料和基本数据；
（3）说明设计标准、设计情况及设计依据；
（4）阐述设计思想、原则及方法（包括所采用的基本理论和公式说明，采用条件及原因，所考虑问题的影响因素）；
（5）对具体设计要说明设计的前提、设计原理、方法、主要步骤、主要过程及阶段性成果、最后成果，成果尽量以图、表的形式给出；
（6）对成果的分析及结论：
对成果的分析一定要有分析和判断，给以评价，分析存在问题的原因和改进措施；
（7）要求简明扼要，思路清晰，用语简练。
3.2.2.图纸绘制说明
要求图面布置合理，设计正确，整洁清晰，图的比例、线条、标注、尺寸、符号和说明等均按工程制图标准。
4时间安排
表1时间分配计划表
项目
工作阶段内容
周数
1
熟悉任务书、分析原始资料、查阅相关文献
1.0
2
坝址选择、枢纽平面布置
1.0
3
调洪演算及特征水位推求
1.0
4
坝顶高程计算
1.0
5
土石坝剖面拟定及渗流计算
2.0
6
土石坝抗滑稳定计算
2.0
7
土石坝细部构造设计
2.0
8
绘图
3.0
9
设计文件成果整理
1.0
10
外文文献翻译
1.0
总计
15
说明：
4~5张大图绘图时间控制在3周，其余时间为分析计算（包括看资料）、编写计算书说明书，准备个人答辩内容和提纲。
目前为每周双休日，如果同学们要圆满完成任务，在校多学些专业技术知识，只有保证足够的时间，才是完成任务的前提，希望每位同学每天学习时间在10小时以上，不早退、不旷到，当遵守纪律的模范，在历时四年大学学习中作最后的冲刺。
5水文基本资料
5.1流域概况
城新水库位于内丘县城新村北，属李阳河支流。
该河流位于太行山东麓，内丘县西部，为季节性河流，除汛期洪水径流较大外，其他月份径流量很小。
水库控制流域面积4.5km2，坝址以上河床平均坡降10.2‰。
流域地形复杂，地面起伏大，地形坡度较陡。
5.2气象
该流域属于暖温带大陆性季风气候区，四季分明。
春季干旱少雨多风，蒸发量大，夏季炎热。
受太平洋东南季风的影响，降雨量比较集中，秋季凉爽，降雨稀少，冬季受西伯利亚大陆性气团控制，寒冷少雨雪，西北风盛行。
据气象资料统计，多年平均气温13.4℃；年极端最高气温42℃；年极端最低气温-20.2℃，多年日照时数2560.8小时，无霜期220天左右，最大冻土深46cm，流域内多年平均蒸发量1907.6mm，相当于水面蒸发能力1164mm。
坝址处多年平均最大风速为14.8m/s。
多年平均降水量563.1mm，频率P=50%、P=75%、P=95%时年降雨量分别为526.1mm、422.4mm、402.5mm。
多年平均径流深80.4mm，频率P=50%、P=75%、P=95%的年径流深分别为46.6mm、23.3mm、16.1mm。
5.3水库设计洪水
（1）洪峰流量推求
洪峰流量采用公式2-2推求。
2-2
式中：
—百年一遇设计洪峰流量（m3/s）；
F—工程地点以上流域面积（km2）；
—百年一遇洪峰模系数（
=40m3/s/km2）；
n—指数，本地区采用0.6。
对于其它重现期的设计洪峰流量，将所求的百年一遇洪峰流量乘以表2-3所列的换算系数即可。
表2-3不同重现期洪峰流量换算系数
重现期（a）
1000
500
200
100
50
20
10
5
2
换算系数
1.69
1.48
1.20
1.00
0.81
0.55
0.37
0.21
0.05
（2）设计洪水总量推求
流域一次洪水总量由公式2-3计算。
2-3
式中：
—某重现期的设计一次洪水总量（万m3/s）；
R—径流深（mm），由暴雨径流关系图查得。
对于小于500km2的丘陵河道，地区的洪水概化系数如表2-12所示。
表2-12项目区洪水概化过程线比值系数表
项目
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
ti/tn
0
0.07
0.14
0.18
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Qi/Qm
0
0.5
1
0.79
0.76
0.37
0.17
0.08
0.05
0.03
0.02
0.01
0
表中：
ti—洪峰过程线分段历时（h）；
tn—洪峰过程线总历时（h）（按手册提供的方法计算）；
Qi—与分段时间ti相应的洪峰流量（m3/s）；
Qm—最大洪峰流量（m3/s）。
6地质基本资料
6.1工程地质勘察工作
根据勘察依据及大纲要求，本次勘察共完成勘探点5个，孔深5~20m，全部为钻探孔，总进尺46m。
6.2水库区地质概况
6.2.1地形地貌
城新水库地处太行山的山前倾斜平原区。
6.2.2地层岩性
坝址区地层岩性比较简单，主要出露第四系（Q）松散层，下伏基岩为片麻岩。
（1）人工填土（rQ）：
土质较均匀，为粉质粘土。
（2）粉质粘土（Q42（al+pl））：
褐黄色，局部含少量砂。
（3）粘土（Q1gl）：
褐黄色~红褐色，硬塑~坚硬。
（4）片麻岩：
灰黄色，强风化。
6.2.3区域地质构造与地震
库区内未发现明显的断裂构造迹象。
根据场地所处区域地质勘探资料，依据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010，本场地的场地土类别应划分为中软场地土，场地类别应划分为Ⅱ类。
本场地的地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g。
6.2.4水文地质条件
在本次勘察深度范围内，坝区地下水为基岩裂隙水，补给来源主要靠大气降水和上游库水侧向补给，向地势低洼排泄或渗出。
水位随库水位变化而变化。
6.3土层的结构与划分
6.3.1料场
勘察场地属太行山中低山区，地势西高东低。
勘察揭露之地层除第1层外均为三叠纪岩石，本场区勘察深度范围内，料场地基土自上而下分为如下5层，现将各土层的工程地质特征分述如下：
1层素填土：
黄褐色，坝体，人工堆砌，主要由粉质粘土组成，含碎石子、姜石。
场区普遍分布，厚度：
0.20-9.00m,平均4.02m；层底标高：
-9.05--1.90m,平均-6.29m；层底埋深：
0.20-9.00m,平均4.02m。
2层粉质粘土：
褐黄色，稍有光泽，主为粘粒、粉粒，坚硬状态，含砂，稍有光泽，干强度、韧性中等。
场区普遍分布，厚度：
1.30-1.70m,平均1.50m；层底标高：
-4.23--3.20m,平均-3.72m；层底埋深：
1.50-2.50m,平均2.00m。
3层粘土：
褐黄色～红褐色，光滑，韧性高，干强度高，坚硬状态含片麻岩岩块。
场区普遍分布，厚度：
5.00-5.00m，平均5.00m；层底标高：
-9.23--9.23m，平均-9.23m；层底埋深:
7.50-7.50m，平均7.50m。
4层片麻岩：
灰黄色，强风化，手可捻碎，片麻状构造，斑状结构。
场区普遍分布，厚度:
2.50-2.50m，平均2.50m；层底标高：
-11.73--11.73m,平均-11.73m：
层底埋深：
10.00-10.00m，平均10.00m。
5层泥岩：
褐黄色～灰绿色，中等风化，软岩，岩芯较完整，岩体基石质量等级Ⅳ级，三叠纪，主要矿物高岭石、蒙脱石，泥质结构，中厚层状构造。
该层未穿透。
6.3.2坝基
坝基地基土自上而下分为如下2层，现将各土层的工程地质特征分述如下：
1层素填土：
黄褐色，坝体，人工堆砌，主要由粉质粘土组成，含碎石子、姜石、树根。
场区普遍分布，厚度：
0.20-0.5m,，平均0.35m。
2层片麻岩：
灰黄色，强风化，手可捻碎，片麻状构造，斑状结构。
场区普遍分布。
该层未穿透。
6.3.3基本参数
根据对料场土样进行渗透试验，渗透系数为2.10E-04cm/s；含水率为12.5%，天然密度为1.82g/cm3，干密度为1.62g/cm3，粘聚力为11.7kPa，内摩擦角为18.4°。
6.4工程地质条件分析与评价
6.4.1库区边坡稳定性评价
本工程坝基为风化片麻岩。
没有发现较大的分离岩体和危险的滑动面，无边坡失稳的基本条件，不会形成边坡坍塌或滑坡现象。
6.4.2坝基稳定性评价
坝基岩性简单，岩石裂隙发育程度不高，无断层通过，裂隙连通性较差，为弱透水层。
坝基不存在渗漏破坏的可能性。
7工程任务和规模
依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000，工程设计标准为20年一遇，校核标准为200年一遇。
水库枢纽有大坝、溢洪道和放水洞组成。
溢洪道位于大坝左岸距大坝50m处，为粉质粘土地基上矩形开敞宽顶堰，堰顶高程11.0m，底宽20m；放水洞位于大坝中间坝段底部，洞底高程1.5m，钢筋混凝土结构。
图7-1水库库容~水位关系曲线
图7-2溢洪道泄量曲线
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