碾压式土石坝的毕业设计.doc

碾压式土石坝的毕业设计目 录中文摘要1英文摘要21 基本资料31.1 水文资料31。2 地形、地质条件42 枢纽布置92。1 工程等别的确定92。2 坝型的选择与枢纽布置102。2。1 坝型的选择102。2.2 泄水建筑物的选择112.2.3 取水建筑物123 坝断面设计123。1 坝顶高程确定123.2 坝顶宽度的确定173.3 坝坡184 土石坝的构造194.1 坝顶构造194。2 坝坡的构造204。3 防渗体214.4 排水设施224.4.1 棱体排水224.4。2 坝面排水235 土石坝的防渗计算245。1 总渗流量的计算245。2 防止渗透变形的工程措施266 土石坝的地基处理266。1 地基处理276。2 土石坝与坝基、岸坡及其他建筑物的连接277 隧洞的布置287.1 导流隧洞297.2 泄洪隧洞317.3 发电隧洞347.4 放空隧洞348 施工工艺348。1 施工布置348。2 测量放样358.3 料场358。3。1 料场的规划358。3.2 土石料的开挖368.4 临时建筑物的修建368.4.1 临时交通道路368.4。2 围堰的修建378。5 清基与坝基处理378。6 基坑排水系统布置378。6。1 排水系统布置378.6.2 基坑排水378。6.3 左右两岸山沟雨水迳流的控制378.7 坝体填筑施工388。7。1 填筑作业面的划分388.7。2 施工试验388。7。3 坝料运输及卸料398。7.4 铺料与整平408。7.5 坝体碾压408。7.6 平整马道与岸坡448.7。7 干砌石护坡448.7.8 坝顶的布置448.7.9 土石坝的雨季和冬季施工448。7.10 机械设备表449 土石坝工期的计算45XX水库土石坝工程初步设计摘要:本毕业设计为XX水库土石坝工程的初步设计，在已知的地形、地质、水 文、气象条件的基础上，通过对土石坝的各种坝型进行综合分析与比较，最终选择粘土心墙土石坝的坝型。设计的主要有水库枢纽布置、主坝体结构设计、坝体渗流计算、泄洪与发电隧洞的布置、施工工艺流程图与主坝体的施工工期计算等内容。本设计的重点任务是结合实际情况编写施工组织设计，运用亿图软件编制工艺流程图。在流程图中,详细阐述了从施工准备到坝体填筑的过程中工程的施工顺序,并对各坝体分区工程进行了详细的施工设计,具体涉及到了坝体的施工布置、各坝区施工方法与分部工程施工工艺以及施工质量与安全的控制等方面.经具体的设计，完成了设计计算书和五张设计图。关键词：粘土心墙土石坝；主坝体结构设计；工艺流程图；施工方法;施工工艺Abstract:The graduation projectof Meilin Reservoir dam preliminary design，Based on the known terrain， geological， hydrological, meteorological conditions，through the comprehensive analysis and comparison of various type of dam on the dam，the final selection of dam with clay core wall rockfill dam。The main reservoir design project layout， the main dam design, dam seepage，spillway and power tunnel layout， construction process diagram with the main dam constructionperiod calculation etc。The key task of this design is combined with the actual situation of compiling the construction organization design，using the figure software process flow diagram。In the diagram, elaborated in detail the construction prep- aration and construction sequence of dam filling in the engineering process,and carries on the detailed construction design of the dam zoning engineering，in particular to the construction layout， the dam dam construction method and construction technology division of engineering and construction quality and safety control etc.The specific design, completed the design calculations and。 five design drawingsKeywords：clay core wall rockfill dam；dam body structure design；construction me- thod；process flow diagram；construction technology1 基本资料1.1 水文资料 XX水库位于我国西南某省，工程以发电为主，兼顾灌溉。水库库容为2605万m3，电站装机为36300KW。所在流域属典型的山区季节性河流,洪峰流量不大，但洪枯流量和水位变幅较大.水库坝址处控制流域面积为406KM2。工程区域地形北高南低,海拔在780m1250m之间;属亚热带气候，气温较高，年平均气温16。4C.最高气温33.1 C，最低气温-6.6 C；雨量充沛，多年平均降雨量为1556。8mm，510月为雨季，降雨集中在69月，年降雨天数约186天,年平均相对湿度为84%,年蒸发量为1260mm;坝址处年平均流量为11。2m3/s，实测最大流量为98 m3/s，最小流量为1.46 m3/s。各频率分期洪水流量见表一。汛期河水面宽为1015m，河道天然坡降为9。1，糙率为0。046.洪水受台风的影响能形成暴雨，根据暴雨洪水季节及全年径流变化规律，施工洪水时段分为洪水期（5月15日10月5日）和枯水期（10月5日翌年5月15日）。坝址处右岸坡角为4050，左岸坡在高程930m以下为3550，以上变缓约为20。时段（月.日）均值QPP=0.001P=0。002P=0。005P=0。01P=0.02P=0.05P=0.1P=0。2全年2121951771621461251048810月5日翌年5月15日28。248。4539.02表1.1 各频率分期洪水流量（m3/s)1。2 地形、地质条件坝址地质构造为岩层走向与河流近于垂直，岩层陡立,倾角为6080，。出露地层为砂岩夹页岩。河床冲积层厚为12m，产状N40E/SE89,下覆基岩为砂页岩;坝址上游右岸河边有几条小断层分布,破碎带宽10cm。坝基为砂岩夹页岩，新鲜基岩透水性不大。坝址附近左岸山体岩层的岩性主要为砂岩间夹薄层页岩。左岸高程为905m以上为全风化层，最大厚度为30cm,全风化岩石大部呈土状及碎块状,可视为碎石质土.强风化岩石厚48m,岩体松散破碎.弱风化岩石厚48m，微风化岩石埋深为4550m。右岸山体主要为砂质页岩,右岸高程为912m以上全风化层814m，以下无全风化岩石。强风化层厚为621m,弱风化层厚46m。坝址区域在大地构造上处于相对稳定区，未发现大的构造断裂，水库蓄水条件良好.河流两岸居民及耕地分散，除库水位以下有一定淹没外，浸没问题不大，库区未发现重要矿产和文物。本区地震基本烈度为六级,建筑物按七级设防。本枢纽工程的拦河大坝初步确定为土石坝，坝顶与一条三级公路衔接.根据规划，水库正常蓄水位为925.5m，设计洪水位为925.5m,相应的下游水位864。85m,洪水流量为146。5m3/s；校核洪水位为926。0m，相应的下游水位为855.8m，洪水流量为210.5m3/s；死水位为880.0m坝址处水位流量关系可近似地用下式表示：工程区域附近的石料及粘土储量丰富，石料以白云质灰岩为主。 砂砾料颗粒组成见表1.2。粒径(mm）2008040205210。50.250.05含量()83.774.257。746。238.634。632。829.724.74。9表1.2 砂砾料颗粒组成土石料的物理力学特性见表1.3.项目名称比重(KN/M3)干容重d（KN/M3)湿容重(KN/M3）饱和容重s(KN/M3）塑性指数I（)最佳含水量WO(）天然含水量WO（%）初始孔隙水压力系数B粘土25.71523.917。61822。5290.3砂砾石25。317。718.54。8堆石27。219.626。5表1.3 土石料的物理力学特性项目名称空隙比e渗透系数K（m/s）粘聚力C（kpa)摩擦角（)施工期稳定渗流期水位落降总应力有效应力有效应力有效应力粘土0。71410-92010211919砂砾石0.43410-4035堆石0。39039库区多年平均最大风速为21。9m/s，多年平均最大风速的风向与坝轴线法向的交角为25.8，建坝后库内吹程约1。5km。枢纽工程由挡水坝、导流泄洪洞、溢洪道、发电灌溉隧洞及枢纽电站组成。其中，发电灌溉隧洞和电站另组成发电引水系统。图11是坝址处的地形图。图1-1 坝址地形图2 枢纽布置2。1 工程等别的确定根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL2522000）的规定,水利水电工程根据其工程规模、效益以及在国民经济中的重要性，划分为、五等,适用于不同地区、不同条件下建设的防洪、灌溉、发电、供水和治涝等水利水电工程，见表2。1。表2.1 水利水电工程分等指标工程等级工程规模水库总库容（108m3)防洪治涝灌溉供水发电保护城镇及工矿企业的重要性保护农田(104亩)治涝面积（104亩）灌溉面积（104亩）供水对象重要性装机容量（104kw）大（1）型10特别重要500500150特别重要120大（2）型101。0重要50010020060150-50重要12030中型1。00.1中等100-3060-155-50中等305小（1)型0。10.01一般3055-0.5一般51小（2）型0。010。001535.0Kw11。021。081.161.221。251.281.33又因为该处采用混沥青混凝土面板，因此糙率渗透性系数K=1,此处的经验系数通过内插法可以得出Kw=1.01求出各个系数之后，通过式（3-7），可以求出Rm， 即 求出平均爬高后,要求出设计爬高。不同累计频率的爬高Rp与Rm的比.可根据爬高统计分布表3。4确定。设计爬高值按照建筑物的级别而定，对I、II、III级土石坝累计频率P=1%的爬高值R1；对IV、V级坝P=5%的R5%。表3。4 爬高统计分布（Rp/Rm) P（1%） hm/Hm0。1124510142030500。12.662。232.071。901。841.641。541.191.220.960.10。32。442.081。941。801.751.571。481。161.210.970。32。131。861.761。651。611。481.421。131。190。99 因为hm/Hm=0.0111.7m,满足要求，则心墙厚度取32m。心墙的应该嵌入到冲基层里，并且与砂页岩接触，并且向不透水层中开挖0。5m,这样便于截水槽功能的发挥。这里也将采用变坡，为便于岩石的开挖，坡度为1:1，粘土心墙的底部宽度变小，即为27m.对于心墙的上游坡面，与坝壳之间应设置过渡层，还应该设置反滤层。为了避免因为上下游水位的变化导致粘土的流失，反滤层的结构要采用级配良好、抗风化的细粒石料和砂砾石料,以便保护土壤,这里采用10cm厚的细砂、15cm厚的粗砂和20cm厚的砾石，顺着水流的方向粒径逐渐增大.对于过度层的结构要采用级配良好、抗风化的砂土材料和砂砾石料,以使这个坝体内的应力传递均匀，在这里反滤层刚好可以起到过渡层的作用,因此可以避免再设置过渡层。对于下游坡面设置过度层即可，这里采用10cm厚的细砂、15cm厚的粗砂和20cm厚的砾石，顺着水流的方向粒径逐渐增大. 详见细部图4。4 排水设施4。4.1 棱体排水土石坝防渗体采用粘土心墙，虽然渗透系数已经很小，但仍会有一定量的渗水,因此还要在下游设置排水设施。在下游侧设置排水设备后，将会把渗入坝体内的水量,快速，有计划地排出坝外，并达到降低坝体浸润线和孔隙压力，防止渗流逸出区域产生渗透变形等作用，从而保证坝坡稳定。坝体的排水形式主要有棱体排水、贴坡排水和坝内排水。表4.2 棱体排水的方案必选 方案 优缺点123坝体排水贴坡排水坝内排水优点有效降低浸润线；防止坝坡冻胀，保护尾水范围内