土石坝毕业设计

1前言...........................................................................................................................................2第一章基本资料...................................................................................................................3第一节、工程概况及工程目的...........................................3第二节、基本资料....................................................3第二章、枢纽布置...................................................................................................................6第一节、坝轴线选择.................................................6第二节、枢纽布置...................................................6第三章、坝工设计...................................................................................................................8第一节、坝型确定....................................................8第二节、挡水坝体断面设计...........................................8第三节、坝体渗流计算..............................................10第四节、土坝稳定计算..............................................14第五节、细部构造...................................................22第四章、溢洪道设计……………………………………………………………………………………25第一节、溢洪道地形资料............................................25第二节、溢洪道地质资料............................................25第三节、溢洪道的位置选择..........................................25第四节、溢洪道布置.................................................26第五章、地基处理.................................................................................................................311、坝基清理........................................................312、土石坝的防渗处理................................................313、土石坝与坝基的连接..............................................31结论.......................................................................................................................................32参考文献.................................................................................................................................33致谢.......................................................................................................................................342前言土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。当坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝、以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；当两类当地材料均占相当比例时，称土石混合坝。土石坝是历史最为悠久的一种坝型。近代的土石坝筑坝技术自２０世纪５０年以后得到发展，并促成了一批高坝的建设。目前，土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。土石坝按坝高可分为：低坝、中坝和高坝。土石坝按其施工方法可分为：碾压式土石坝；冲填式土石坝；水中填土坝和定向爆破堆石坝等。应用最为广泛的是碾压式土石坝。按照土料在坝身内的配置和防渗体所用的材料种类，碾压式土石坝可分为以下几种主要类型：１、均质坝。坝体断面不分防渗体和坝壳，基本上是由均一的黏性土料（壤土、砂壤土）筑成。２、土质防渗体分区坝。即用透水性较大的土料作坝的主体，用透水性极小的黏土作防渗体的坝。包括黏土心墙坝和黏土斜墙坝。防渗体设在坝体中央的或稍向上游且略为倾斜的称为黏土心墙坝。防渗体设在坝体上游部位且倾斜的称为黏土斜墙坝，是高、中坝中最常用的坝型。3、非土料防渗体坝。防渗体由沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料建成的坝。按其位置也可分为心墙坝和面板坝。3第一章基本资料第一节、工程概况及工程目的ZF水库位于QH河干流上，控制面积4990km2总库容5.05×108m3。该工程以灌溉发电为主，结合防洪，可引水灌溉农田7.12万亩，远期可发展到10.4万亩。灌溉区由一个引水流量为45m3/s的总干渠和四条分干渠组成，在总干渠渠首及下游24km处分别修建枢纽电站和HZ电站，总装机容量31.45MW,年发电量11290完千瓦时。水库建成后，除为市区居民生活和工业提供给水外，还可使城市防洪能力得到有效的提高。水库防洪标准为百年设计，万年校核。枢纽工程由挡水坝、溢洪道和输水洞、灌溉发电洞及枢纽电站组成。第二节、基本资料1、特征水位及流量挡水坝、溢洪道、输水洞的特征水位及流量见表2-1。表2-1ZF水库工程特征值4序号名称单位数量备注1设计洪水时最大泄流量m3/s2000其中溢洪道815相应下游水位700.552校核洪水时最大泄流量m3/s6830其中溢洪道5600相应下游水位m705.63水库水位校核洪水位（P=0.1%）m770.4设计洪水位（P=1%）m768.1兴利水位m767.2汛限水位m760.7死水位m737.04水库容积总库容(校核洪水位一下库容)104m350500防洪库容(防洪高水位至汛期限制水位)104m313600（P=２%）防洪库容(防洪高水位至汛期限制水位)104m31237（P=５%）兴利库容104m335100其中共用库容104m311000死库容104m3105005库容系数50．50%6调解特征多年7导流泄洪洞形式明流隧洞工作阀门前为有压隧洞直径m8消能方式挑流最大泄量（P=0.01%）m3/s1230最大流速m/s23.1闸门尺寸mxm7*6.50启闭机T300检修门mxm8*9.00进口底部高程m703.358灌溉发电隧洞形式m3/s压力钢管内径m5.40灌溉支洞内径m3.00最大流量m3/s45.00进口底部高程m731.469枢纽电站形式引水式厂房面积mxm39*16.252、气象气象资料见表2-2。表2-2气象资料表3、地质1、坝址区工程地质条件ZF水库的右岸较陡，坡度为30°左右，大部分基岩出露高程为770~810m。主河槽在右岸，河宽月100米左右；左岸为堆积岸，左岸台地宽200m左右，山岭高程在775m左右，岸坡较平缓，大都为土层覆盖。水库枢纽处施工场地狭窄，枢纽建筑物全部布置在左岸，施工布置较为困难。坝区为上二迭系石千峰组的紫红色、紫灰色细砂岩，间夹同色砾岩及砂质页岩等岩层。右岸全部为基岩，河床砂卵石层总厚度约50m，覆盖层厚度约5m。高漫滩表层亚砂土厚5~15m，左岸728m高程以下为基岩。基岩面向下游逐渐降低，土层增厚。砂卵石层透水性不会很强，施工开挖排水作业估计不会很困难。2、溢洪道工程地质条件上坝线方案溢洪道堰顶高程757m，沿建筑物轴线岩层倾向下游。岩性主要为坚硬的细砂岩，其中软弱层多为透镜体，溢洪道各部分的抗滑稳定条件是好的。下坝线溢洪道高程750m。基础以下10m左右为砂质页岩及夹泥层，且单薄分水岭岩层风化严重，透水装机容量kw5*1250每台机组过水能力m3/s8.05项目单位数量备注多年平均气温℃4~12°SW、SSW、S、SSE、SE向多年平均m/s17.0（7、8、9、10月）最大风速m/s34.0相应设计水位库面吹程km1.15相应校核水位库面吹程km1.376性大，对建筑安全不利。第二章、枢纽布置第一节、坝轴线选择选择坝址时，应根据地形、地址、工程规模及施工条件，经过经济和技术的综合分析比较来选定。应尽量选在河谷的狭窄段。这样坝轴线短，工程量小，但必须与施工场地和泄水建筑物的布置情况以及运用上的要求等同时考虑对于两岸坝段要有足够的高程和厚度。坝基和两岸山体应无大的不利地质构成问题。岩石应较完整，并应将坝基置于透水性小的坚实地层或厚度不大的透水地基上。坝址附近要有足够数量符合设计要求的土、砂、石料且便于开采运输。通过以上分析，ZF水库坝轴线的选择，在地形上，应尽量选在河谷狭窄段。由地形图上可知，上游坡坝轴线、坝轴线以及和下游坝轴线三者的比见地形图，下游的坝轴线最符合。因为它是河谷的狭窄段，这样坝轴线短，工程量小，可减少投资，库容较大，淹没少。第二节、枢纽布置枢纽布置应做到安全可靠，经济合理，施工互不干扰，管理运用方便。高中坝和地震区的坝，不得采用布置在非岩石地基上的坝下埋管型式，低坝采用非岩石地基上的坝下埋管时，必须对埋管周围填土的压实方法，可能达到的压实密度及其抵抗渗透破坏的能力能否满足要求进行保证。枢纽布置应考虑建筑物开挖料的应用。土石坝枢纽通常包括拦河坝、溢洪道、泄洪洞输水或引水洞及水电站等，应通过地形地质条件以及经济和技术等方面来确定。7坝址应选在地形地质有利的地方，使坝轴线较短，库容较大，淹没少。附近有丰富的筑坝材料，便于布置泄水建筑物。在高山深谷区常将坝址选在弯曲河段，把坝布置在弯道上，利用凸岸山脊抗滑稳定和渗透稳定，并采取排水灌浆等相应加固措施，应尽量避免将坝址选在工程地质条件不良的地段。如活断层含形成整体滑动的软弱夹层，以及粉细砂、软粘土和淤泥等软弱地基上。坝轴线一般宜顺直，如布置成折线，转折处山曲线连接。如坝轴平面形成弧形，最好试凸向上游，如受地形限制，不得凸向下游，曲度应小些，防渗体不要过薄，以免蓄水后防渗体产生拉力而出现顺水流方向的裂缝。根据枢纽布置原则，枢纽中的泄水建筑物应做到安全可靠、经济合理、施工互不干扰、管理运用方便。枢纽布置应满足以下原则：枢纽中的泄水建筑物应满足设计规范的运用条件和要求。选择泄洪建筑物形式时，宜优先考虑采用开敞式溢洪道为主要泄洪建筑物，并经济比较确定。泄水引水建筑物进口附近的岸坡应有可靠的防护措施，当有平行坝坡方向的水流可能会冲刷坝坡时，坝坡也应有防护措施。应确保泄水建筑物进口附近的岸坡的整体稳定性和局部稳定性。当泄水建筑物出口消能后的水