毕业设计任务书（扬溪重力坝）.doc

水工建筑物毕业设计任务书                               （重力坝方向）一、设计目的和要求    水工（工管）毕业设计的目的在于培养同学们了解并初步掌握水利工程的设计内容、方法和步骤.通过毕业设计，应用和巩固该专业所学的理论，锻炼应用所学的课程知识解决实际工程的能力，培养正确的设计思想，熟悉水利建设的方针、政策及有关的规范，进一步提高同学们编写设计说明书、进行各种计算和绘制水利工程图的能力.矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。    根据以上目的，要求每一位同学对设计内容中的各个重要环节的设计均需自己动手，做出完整的设计成果（包括编写设计计算书和说明书，绘制设计图），并要求各项设计成果概念明确，说理简明扼要，绘图正确整洁，计算准确并具有一定的精度.聞創沟燴鐺險爱氇谴净。二、设计内容    （一）、枢纽布置    1、坝址、坝轴线及坝型选择；    2、导流放空及泄洪建筑物的选择与布置.          （二）水工设计    1、挡水建筑物的结构布置、设计计算；    2、泄水建筑物体型设计、水力计算、消能防冲设计；    3、地基处理、坝体细部构造设计.三、设计成果及要求    （一）、编制设计说明书、计算书一份.    说明书、计算书要求用钢笔写，章节分明，字体清晰工整.对于论点的依据、公式来源以及所引用的符号意义均须交待清楚.使用程序时须附源程序说明、编制原理和程序框图、打印结果等，必要时附源程序.残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。（二）、图纸      1、水工部分    （1）大坝枢纽布置图1张.    （2）大坝横剖面图、溢洪道或溢流坝结构布置图1张.（3）各建筑物必要的细部构造图1张. （4）下游立视图一张    图纸需用电脑绘制，要求表达正确、尺寸齐全、整齐美观，符合国家制图标准.第一章 基本资料杨溪水库总库容为2740万M， 总装机容量为2500*2KW.第一节    流域的水文气象驿前河是抚河，源区支流，源出赣闽边界武夷山脉西麓的广昌驿前镇梨木庄，流域面积474平方公里（赤水以上），赤水以下至南城段为抚河中上游段，称为 江，南城以下为抚河中下游主流，杨溪水库坝址位于驿前河杨溪附近，坝址以上流域面积为138平方公里 ，主河道长27.8公里，平均比降0.0082.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。库区内地形三面环山，地势西南高，北部低，其中以西南部河流发源地灵花仙山山峰最高达991米（黄河标高，后同）库区河流大致为自西南向东再转向北，流域面积范围在东经11615至11622，北纬2631至2636之间.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。库区内无大，中型蓄，引水或提水工程，仅在源头龙井电站建有一座小（一）型水库，控制集雨面积6.7575平方公里，有效库容为141.5万立方米，其他称为小坡，小川，人类活动规模小，对径流量，以流年内分配影响均很小故不考虑水量还原.謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。水库坝址以上流域内，其上游及下游的山地植被均很好，水土流失量小，仅在中游有部分地区轻度水土流失.由于该河段内无泥沙，测验资料，经采用下游干流上的沙子岭水文站共24 年实测泥沙资料分析多年平均侵蚀模数为154吨/平方公里.厦礴恳蹒骈時盡继價骚。一、气象气象观测情况杨溪水库工区流域内无气象观测资料，现以广昌县气象站作为库区流域的代表站该站距坝址约30公里，设立于1954年至今，观测有气温，湿度，降水量，蒸发量，风速等资料，项目较全.茕桢广鳓鯡选块网羈泪。1、 降水量：每年平均降水量1720毫米，实测最大年降水量2336毫米，（1957），年最小降水量1140.2毫米（1971年），降水量年分配不均匀，主要集中在36月，约占全年降水量的62%.鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。2、 气温：每年平均气温为18度,实测极端最高温度40度（1983年8月），极端最低气温-9.8度（1955年1月），月平均最高气温30度（1983年7月），月平均最低气温2.3度（1977年1月）.籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。3、 蒸发：多年平均蒸发量1504.9毫米，月最大蒸发量309.7毫米（1956年7 月），月最小蒸发量22.4毫米（1957年2月）.預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。4、 湿度：多年平均相对湿度80%，月最小相对湿度 8%.5、 风速及风向：多年平均风速1.8米/秒，多年最大风速20米/秒，相应风向为南风.6、 日照：多年平均时数为1828.5小时，无霜期多年平均为273天.二、径流杨溪水库坝址以上均无流量观测资料，流域内的驿前雨量站，有1957年至今的实测雨量资料，但因其成果精度低而不能采用，坝址以下4公里处的河道上设有东坑水文站，可以作为工程径流分析的主要参考证站.渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。1、 流系列推求：根据东坑水文站补延后的33年系列资料，按面积比的一次方进行杨溪水库坝址处的年月径流推求，计算的基本公式为：铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。Q杨溪=F杨溪Q东坑/F东坑得杨溪水电坝址历年各月的平均流量如下：杨溪水库坝址年月平均流量       （ 单位：M/S）123456789101112平均19571.093.565.756.788.785.811.543.281.433.201.891.543.7219581.582.923.313.4917.35.683.051.053.162.641.260.783.8919591.006.024.445.384.8822.36.265.164.561.822.351.625.4819601.841.023.255.047.485.821.842.972.061.481.521.562.9919610.971.785.148.417.5616.84.583.679.593.663.592.695.7019622.041.303.606.0218.124.39.003.742.542.202.381.366.3819631.261.261.801.812.095.113.050.900.700.891.531.221.8019642.692.383.146.554.1216.03.362.041.032.101.110.783.7819650.640.701.745.529.2110.63.242.201.173.162.581.863.5519661.812.083.128.266.5813.27.632.092.152.221.791.864.4019671.353.022.796.407.426.623.902.261.281.241.421.243.519680.971.223.603.045.6022.014.03.611.582.221.441.505.0719691.943.624.475.067.999.063.542.341.403.541.911.403.8619701.661.615.126.4218.48.666.892.183.075.141.883.505.3819711.471.901.651.044.434.506.111.871.861.160.981.291.9419720.931.950.845.026.904.692.363.861.642.422.342.372.9419733.062.312.9012.419.313.79.785.103.182.701.971.476.4919741.572.341.591.766.078.124.603.381.252.702.952.103.2019752.295.247.8310.020.015.65.404.844.375.994.543.207.4419762.073.204.3011.88.9118.212.104.002.883.882.091.506.2419771.831.600.852.748.4813.305.493.602.341.831.571.503.7619781.591.483.037.179.277.482.601.670.941.190.970.673.1719791.241.355.205.256.988.193.462.852.901.371.280.883.4119800.981.743.6311.0013.004.203.455.022.932.481.821.464.3019811.351.885.4517.307.086.162.942.262.022.362.661.434.4019821.062.723.905.519.3013.705.162.672.773.063.802.354.6719839.796.2010.608.7812.1011.403.792.283.032.081.200.975.5219841.201.502.489.229.7418.304.683.665.252.701.991.705.2019851.554.876.004.663.425.822.753.325.002.201.801.453.5719861.372.004.677.165.344.281.851.140.701.231.400.942.6719870.760.762.352.666.373.503.112.121.704.124.342.282.8419882.293.568.198.048.866.702.373.144.751.901.841.594.4419893.962.632.054.388.935.163.511.771.761.721.701.283.22三、洪水1、 洪水成因与特性杨溪水库流域的洪水主要由暴雨形成，4-6月洪水由峰面雨形成，7-8月的洪水由峰面雨和台风雨形成.根据测站实测，一般汛期为4-6月，尤以5，6月的洪水出现次数最多，洪水量也较大，由于山区河道比降大，洪水易涨易落，来去迅猛，涨洪历时短，一般在一日左右，洪峰历时在1-2小时左右，并且单峰型出现较多，多峰型洪水较少.擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。2、杨溪水库坝址处，历年洪峰流量（实测系列）：单位：（M/S年1971197219731974197519761977Q洪峰流量81.70185.00176.00128305.00274378.0年1978197919801981198219831984Q洪峰流量191.00144.00180.00504.00273.00228.0530年19851986198719881989Q洪峰流量83.3141.0088.1111.00123.00a) 历史洪水杨溪水库坝址处，由于无居民点，故难于进行历史洪水调查，但距坝址约4公里的下游河道上，设有东坑水文站，该站调查的站址处1854年、1962年两年的峰值为914秒/立方米，660秒/立方米.贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。b) 杨溪水库实测典型洪水过程线（1984年6 月，单位：秒立方米）时间1984年6月15 日8：008：309：009：3010：0010：3011：00Q典型11.518.639.884.517232256411:3012:0012:0612:1812:3013:3014:0015:0083889588888882458545226216:0017:0019:0021:006、160:002:008:0014:0017812882.563.045.740.230.623.720:00六月17日2：008：0014：006.182:004:008:0012:019.618.216.916.916.315.115.715.5    第二部分   坝工部分在本设计中，根据当地的地质地貌，岩石特性及材料的供应情况，确定修建重力坝.在该部分设计主要任务为确定溢流坝、非溢流坝段的有关参数、大坝的平面布置、应力分析及溢流坝段设计.坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。第一章  基本资料                 第一节  工程地质条件一、区域地质条件广昌县杨溪电站在大地构造上处武夷山地背斜的西北翼，属于我国东部地区新华厦构造体系，构造线大致呈北东方向，发育走向北北东的褶皱系和断裂带.根据江西福建等震线图，本区的地震烈度为六度.蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。区内出露的岩性主要有前震旦系的变粒岩和加里东期的混合花岗岩及零星的第四纪覆盖物.区内水文地质条件简单，地下水有两种：一是埋藏于冲积层及破残层中的空隙性潜水，不构成统一的含水层，水量有限；二是埋藏于基岩中的裂隙性潜水，水量有限.这二种地下水均接受大气降水补给，排泄于河道中.買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。二、库区工程地质条件库区出露地层为前震旦系的变粒岩和加里东期的混合花岗岩，此外零星分布的厚度很小的冲击沙，卵，石层及坡亚粘沙土层.綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。库区仅见驿前大断层通过，但远离坝区，此断层为压扭性断裂，破碎带挤压紧密，且被第四纪坡残土层覆盖，因此不成为库区渗漏通道.驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。此外，库区主要有变粒岩和混花岗岩组成，岩石渗透性小，四周山体雄厚，又无大的临谷，故库区无渗漏之虑.库区尚未发现大的滑坡，坍塌，大的崩塌堆集等不良的物理地质现象，山坡是稳定的.建坝不后不致产生大的边岸再造问题.猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。库区植被发育，水土保持良好，固体径流来源不丰富，因此，库区淤积问题不致严重.此外，库区除了下陌村及部分田外，尚无有价值的矿产资源和文物古籍被淹没，故淹没损失小.三、枢纽区域工程地质一、坝址工程地质条件（一）地层岩性1、坝址出露太古界前震旦系第三段（AZ）地层，新生界第四系全新统（Q4）以及加里东期的混合花岗岩（M）.锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。前震旦系第三段（AnZc），出露在全区，为黑云母变粒岩；硅化，绢云母化变粒岩；混合质变粒岩及条痕状混合岩.構氽頑黉碩饨荠龈话骛。黑云母变粒岩：呈灰色，细粒结构，显片理.主要成分为石英（40%），钾长石（23%），斜长石（15%），黑云母（15%）.輒峄陽檉簖疖網儂號泶。硅化、绢云母变粒岩：呈灰黄色，结构致密，显片理.主要成分为：石英（70%）、绢云母（22%）、白云母（15%）.尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。以上两种变粒岩是坝区的主要岩性，分布比较广泛，并有混合花岗岩穿插其中.混合质变粒岩：呈灰色，结构致密、均一、但黑云母呈定向分布，其主要成分石英（40%）、斜长石（30%）、钾长石（15%）、黑云母（15%）.识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。条痕状混合岩：灰色，致密块状、黑云母定向排列并形成条痕构造.其主要成分：石英（40%）、斜长石（40%）、黑云母（13%）.凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。 以上两种岩性，在坝区分布零星，且厚度不大，延伸不远便尘灭.2、第四系全新统（Q4），按其成因类型可分为坡残积层（dElq4）和冲积层（Alq4），前者分布在坝区山坡及冲沟之中，为灰黄色砂壤土，壤土夹碎（砾）石，层厚0.5-2.0米；后者主要分布在河道拐弯处及两岸水边，为漂石、砂卵（碎）石，层厚0.5-2.5米.恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。3、加里东期的混合花岗岩（Mrs），坝区分布凌乱，呈灰白淡黄绿色，其 主要成分是石英（31%）、微斜长石（30%）、斜长石(25%有蚀变现象)和白云母（30%），与上部的震旦系地层呈侵入接触关系，二者胶合良好，层厚大于1000米.鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。（二） 地质构造      坝址处在武夷山地背斜西北翼，岩层呈单斜，在坝区上，下游地层走向大致北东东向（这可能与加里东期我省北部强烈的褶皱回返有关），其产状为334-35224-36，局部因受混合花岗岩侵入的影响，产状有所变化.硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。坝区地质构造简单，没有大的断层通过，岩层中节理裂隙也不甚发育.层间错动：坝址的变粒岩中，由于构造运动（如武夷山地背斜的形成和后期岩浆岩的侵入等原因，同时受变粒岩本身的影响，普遍发育有层间错动，即：有变粒岩的地方，就有层间错动存在.通过坝址区的九个平洞及部分槽深的揭露资料发现，坝址区发育的层间错动有如下规律：阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。1、分布广泛；2、接近地表处呈张开状，且含次生泥，但随着深度的增加，错动面逐渐闭合，也不含泥质；3、由于后期花岗岩的侵入，造成了层间错动的起伏，被花岗岩岩体切割，致使层间错动面并不完全连续.（三） 地貌及物理地质现象：坝址区为低山求侵蚀地貌，山体雄厚，呈北北西方向展布.驿前河有南南东往北北西流向坝址区.坝段河道平直，两岸地形不对称.左右两岸山头高程分别为506.75米和504.54米.两岸坡度适中，左岸稍陡，坡角30-50.河水很浅，枯水期水深为0.5米左右.河床高程492米左右，河床两岸基岩裸露，以变粒岩为主，岩体的风化程度两岸不一，右岸风化深度小于5米左右，而左岸风化深度大，强风化区的最大厚度达22.05米.氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。两岸有规模不等的御前裂隙发育，它与坝址发育的北西走向的裂隙面形成了不利组合关系，致使一部分表层岩石出现松动，右岸靠近坝线下游山坡，因此形成了一个小的滑坡体，但迄今为止，坝址区尚未发现大滑坡、大崩塌、大量的松散堆积和泥石流等不良物理地质现象.釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。a) 水文地质现象     坝区地下水按其埋藏条件可分为孔隙潜水和裂隙潜水两种.前埋藏在第四纪的松散地层中，由于分布零星，厚度小，未能形成统一的含水层，含水较少，但透水性强.裂隙潜水埋藏于断层和节埋裂隙密集带中，含水性及透水性不均一，总趋势是：随着深度的增加，岩体风化程度的减弱而减小，如河床基岩透水性弱，一般值均少于0.03升/分米、米，个别达到0.035升/分米、米，两岸基岩透水层厚度相对较大，且左岸大于右岸.特别是全、强风化带中透水层厚度较大.弱风化带以下，W值一般在0.020升/分米、米以下，个别达到0.029升/分米、米.可见，单位吸水随着深度的增加、岩石风化程度的减弱而变小的趋势十分明显.怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。两岸地下水位的埋深均在风化带以下，最深处达20.90米，尤其是左岸地下水位比较低.坝址的地表及地下水均属于HCO3N型水.地下水有中等溶出型侵蚀，一般酸性弱腐蚀，无其它类型侵蚀.地表水具有中等溶春型和一般酸性弱侵蚀，还具有中等碳酸型腐蚀，无其它侵蚀性.谚辞調担鈧谄动禪泻類。（四）坝区主要地质技术参数坝基由黑云母变粒岩、硅化、绢云母化变粒岩及混合花岗岩组成，它的主要物理力学指标如下：岩性力学参数风化程度饱和抗压强度MPa砼/岩石动弹模数  Ed  GPa泊桑比 so容量g/cm摩擦系数f抗剪断强度摩擦系数f凝聚力CMPa变粒岩弱风化55-770.55-0.600.55-0.600.5-06100.252.53微-新鲜80-1000.60-0.650.60-0.55150.202.53混合花岗岩弱风化300.60-0.650.60-0.650.6-0.7100.202.58微-新鲜400.65-0.700.65-0.700.7-0.8150.152.55说明：1、坝基各段的力学指标可近岩石指标的加权平均值采用；2、定层间错动面是可能滑动的软弱面，则取f=0.35-0.40，c=0进行稳定计算.开挖边坡建议取值：开挖坡高（米）边坡值风化程度0-10米10-15米 永久临时永久临时全风化层或堆层1：11：0.751：1.251：1强风化层1：0.751：0.51：11：0.75弱风化岩层1：0.51：0.51：0.751：0.5第二节  天然建筑材料一、砂料场黄石嘴砂料场：位于坝址下游约3公里的右岸，为一沿河浅滩，地面平坦，汛期没于水下，岩性为石英中粗砂.粒径一般在1-2毫米之间，含泥量极少，总储量3000立方米以上.地处公路边，运输方便.嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。清潭砂粒场：位于母坝址下游约7公里的右岸，为一沿河浅滩，有效储量6000M左右，为石英中、粗砂，分选良好，运输方便.熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。大港上砂料场：位于坝址下游约7.5公里的左岸，地面平坦，为石英中粗砂，加卵砾石（约5%）.砂的摩圆度好，分选较好.料场面积大于120000M，有效厚度大于2米，总储量大于240000M.鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。二、 （砾）石料场湖罗石卵砾石料场：位于坝址下游约500米的右岸，为一沿河浅滩，地面平坦，汛期没于水下，岩性为卵（砾）石夹少量中粗砂，粒径一般在510厘米，最大达30厘米，磨圆较好，成分以变粒岩和花岗岩为主，分选性较差，大小混杂，料场面积20000M，平均厚度3米，有效储量60000M，地处公路边，交通方便.纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。田卵（砾）石料场：位于坝址下游约1.5公里的右岸，为一沿河浅滩，地面平坦，汛期没于水下.岩性同湖罗石卵砾石料场，料场面积10000M，层厚3米无无效层，有效储量30000M，质量较好，地处公路边，开采与交通方便.颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。东坑卵（砾）石料场：位于坝址下游右岸东坑水文站附近，为一沿河浅滩，地面平坦，汛期没于水下，岩性为卵（砾）石夹少量中粗砂，粒径一般在210厘米，少量达30厘米，磨圆较好，摩圆度好，分选较好.料场面积20000M，层厚3米无无效层，有效储量160000M，质量较好，地处公路边，开采与交通方便.濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。三、于坝址下游1100米到1400米左岸，为一陡峭山坡，岩性为灰白色混合花岗岩，主要成分为石英，长石，及黑云母和白云母等，岩石新鲜坚硬，抗风化能力强，饱和抗压强度为500kg/cm，干容重2.58g/cm.从它的物理力学指标来看，完全可以作为大坝的块石料.料场上覆盖无效层平均厚度约2米，估计储量大于500000m，运距近，储量丰富，必要是可扩大开采.銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。   总之，该工程的天然建筑材料都能满足需求量，质量较好，运输也较方便.第二节  基本资料及数据  2）风速及吹程   由基本资料可知，多年平均最大风速为1.8米/秒，洪水期的多年平均最大风速为20米/秒，吹程为1.2KM；挤貼綬电麥结鈺贖哓类。3）坝顶高程的确定   设计水位和校核水位均进行计算，取其较大者，作为最后的坝顶高程；4)基础开挖  根据基本资料中河谷的地质情况确定开挖高程约487为米.第三节  附加资料混凝土的弹性模量     Ec=1.0 10T/m 基岩的弹性模量       E=1.0 10T/m淤沙浮容重Rs=0.8 T/m淤沙内摩擦角         14该坝的校核洪水最大下泄流量920 m/s，设计洪水下泄流量630 m/s， 规划阶段有关参数如下：1、水库特征参数      校核洪水位（0.2%）黄海         502.35米       设计洪水位（2%）               501.43米正常蓄水位                     499.97米死水位                         495.200米总库容                         2740万米电站总装机容量Ng              2500*2千瓦水电站最大引用流量             11.02秒/立方米       淤沙高程                       493.29米      坝址下游校核水位               498.0米      下游设计洪水位为               496.57米；相应正常高水位的下游水位为    493.60；