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《水利工程施工》课程设计任务书（水利水电工程专业）1前言根据水利水电工程专业培养计划和《水利工程施工》教学大纲的规定，本专业的学生有一周半时间的《水利工程施工》课程设计。本课程设计的主要目的是巩固和掌握课堂所学理论知识，培养学生运用本课程的知识解决相应实际问题的能力，并使学生在水力计算、CAD绘图、设计说明书编写等方面能得到初步训练，为毕业设计和今后的工作、学习打下坚实基础。本次课程设计的主要内容是水利水电工程施工导流设计和截流设计，以下为导流设计的相应资料。2基本资料2.1工程概况本水电站位于XC市某村境内，系YJ干流水电建设规划的梯级电站之一，距XC市公路里程约80km。本工程主要任务是发电，水库正常蓄水位1330.00m，死水位1328.00m，总库容7.6亿m3，属日调节水库。本工程等级为一等工程，主要水工建筑物为1级，次要建筑物为3级。电站枢纽建筑物主要由左右岸挡水坝、中孔坝段和溢流坝段（为碾压混凝土重力坝）、消力池、右岸引水发电系统组成，右岸地下厂房装机4台600MW机组，总装机容量2400MW。工程枢纽处地形及工程布置见附图。大坝为碾压混凝土重力坝，坝顶高程1334.00m，最低建基面高程1166m，最大坝高168.0m，最大坝底宽153.2m，坝顶轴线长516m；整个坝体共24个坝段，从左至右由左岸挡水坝1#～9#坝段、左中孔10#坝段、溢流坝11#～14#坝段、右中孔15#坝段和右岸挡水坝16#～24#坝段组成；溢流坝段布置5孔溢流表孔，每孔净宽15m，溢流堰顶高程1311.00m；放空中孔孔口底高程1240.00m，孔口尺寸5×8m；溢流坝段下游接消力池，消力池边墙为混凝土斜边墙，消力池边墙顶高程1224.0m，建基高程分别为1166.0m、1180.0m，底板高程为1188.0m，消力池长145m。2.2气象条件YJ流域属高原气候区，主要受高空西风环流和西南季风影响，干、湿季分明。每年11月至次年4月为干季，日照多、湿度小、日温差大，降水很少，只占全年的5～10％；5月至10月为雨季，气候湿润，日照少，湿度较大，日温差较小，降雨集中，雨量约占全年雨量的90～95％。在该电站附近设立了DL气象站，观测有1996年5月至今的气象资料。据气象站实测资料统计，多年平均降水量为1077.4mm，雨季（5～10月）降水量为1022.5mm，占全年的94.9%；多年平均降水日数为116.5天。多年平均蒸发量为1548.7mm（20cm口径蒸发皿）。多年平均相对湿度为74%，最小值为8.0%。多年平均气温为18.6℃，极端最高气温为39.4℃，极端最低气温为0.5℃。2.3水文条件（1）径流本流域径流主要来源于降水，径流的年内变化及地区分布与降水的变化趋势基本一致。据DL水文站1953年6月～2002年5月共49年（水文年）资料统计，多年平均流量为1416m3/s，折合年径流量451亿m3，径流深410mm。6～10月为丰水期，占全年的76.1%，11～5月为枯水期，仅占年水量的23.9%，径流年内分配不均。年最小流量一般发生在1～3月，实测最小流量为304m3/s。（2）洪水本流域洪水主要由暴雨形成。本流域暴雨一般出现在6～9月，主要集中在7、8两月，且多连续降雨。洪水过程多呈双峰或多峰型，一般单峰过程6～10天，双峰过程12～17天。洪水一般具有洪峰相对不高、洪量大、历时长的特点。本水电站天然设计洪水直接采用DL水文站设计洪水成果见表1和表2。表1DL水文站设计洪水频率计算成果m3/s项目均值CvCs/Cv各频率设计值(%)P=0.01P=0.02P=0.1P=0.2P=0.5P=1洪峰(m3/s)63900.284175001670014800140001280011900一日洪量（亿m3）5.350.28414.714.012.411.710.79.99三日洪量（亿m3）15.20.28441.739.835.233.230.528.4七日洪量（亿m3）32.00.29490.786.376.271.765.761.0十五日洪量（亿m3）60.50.304177168148139127118表2各频率设计洪水过程线时间Qp（m3/s）p=0.5%p=1%p=2%p=3.33%p=5%p=10%p=20%08805793272826721626658685274128630777871406600614557575175248422759269656435596956145046368422759269656435596956145046488630777871406600614557575175608848796473156754626659015304729013811874576886638760125403849691873080137403685964545800961126610163933486247992752667641081159410448959688558233773669531201181310667973890098332783570421321181310732985890648387787970821441181310667980489988332783570421561126610240941186467970751567541681104710010919284487794734966051801104710032923684707849737166251921115610152920385917970749267342041148410524976089878420789070922161214111050103179592899285427678228130161192511245103629717922782932401400012800119001100010300978087902521323412144114631043997949305836326412578113781075499119201866477872761192210853100449251857480897270288114841040495538822816777026923300110479977916084597871738266353121057795188745807475197050633732410063906983307689715667086029336960386547937733768046398575134891988282760970296508613355123608761788872496688620058465254（3）分期设计洪水①本水电站施工分期洪水成果见表3。表3分期设计洪水成果时段均值(m3/s)CvCs/CvQp(m3/s)P=2%P=3.33%P=5%P=10%P=20%1月5000.1456686466275935552月4120.1225205074974764533月4450.2497617046595835074月7040.34513801270118010208625月12500.404264024102230191015906～9月63900.284110001030097808790772010月28600.3735600520048704280365011月12700.2151950185017701630147012月7430.1621010975949899841另外，11月～4月分期洪水Qp=0.5%=2210m3/s。②本电站10～12月分旬平均流量成果见表4。表4本电站10～12月分旬平均流量P10月11月12月下旬上旬中旬下旬上旬中旬下旬10%19301430116098181070260920%171013201110946775679580（4）库容曲线本水库的水位～库容关系曲线见表5。表5本水电站水位～库容曲线库水位（m）1195121012201230124012501260127012801290库容（亿m3）00.0060.0520.1780.430.7881.2441.7932.4323.176库水位（m）13001310132113241325.713281330134013501360库容（亿m3）4.0335.0096.2486.6756.9177.2447.5289.09310.80412.663（5）坝址天然水位关系曲线坝址坝轴线处的天然水位关系曲线见表6。表6坝址天然水位关系曲线水位（m）1202.751203.681206.021208.761210.631212.231213.551215.071216.27流量（m3/s）3505001000200030004000493060907060水位（m）1216.591217.81218.951219.591220.321221.281222.191223.381224.16流量（m3/s）734084009390995010600115001240013600144002.4地质条件本水电站枢纽区属高山峡谷地形，坝址区河道由上游至下游从S75oE逐渐变为EW向，河谷呈基本对称的“V”型河谷，临江坡高大于700m，左岸坡度40o～45o，局部段达50°～55°，右岸坡度35o～45o，50º～60º。枯水期江水位1205m时，水面宽90~110m，正常蓄水位1330m时，相应谷宽396~440m。枢纽区出露地层主要为二叠系上统玄武岩组（P2β），下游将涉及二叠系下统平川组（P1P）灰岩及砂岩，第四纪覆盖层分布较为广泛。第四系覆盖层主要为现代河床冲积物以及分布于两岸谷坡的崩坡积，坡残积、少量冲沟内的洪积物，两岸的阶地堆积物零星分布。河床覆盖层厚1.0~35.8m。玄武岩坚硬性脆，而且经受多次构造作用，加之成岩过程中发育有大量的原生节理，岩石各向异性比较突出，使节理发育规律性差，方向较分散。枢纽区以中陡倾裂隙为主导优势，占裂隙总数80%以上，且分布普遍，缓倾角裂隙数量相对较少，但分布仍具有一定普遍性，裂隙产状在各部位差异较大，浅表部沿该组裂隙卸荷强烈，大部分充填次生泥。上游围堰地基：据钻孔揭示，河床覆盖层最厚约35m，基岩岩性为P2β21杏仁状玄武岩及斑状玄武岩和P2β22杏仁状玄武岩、致密状玄武岩，根据覆盖层结构特征由下至上主要分为三层。Ⅰ层：卵砾石夹砂层，厚4～10m，主要分布于河床中心，卵砾石成份主要为远源物质，如大理岩，花岗岩等，磨园度较好，砂为中粗砂，物质结构较紧密。分布于河床底部。Ⅱ层：孤块碎石夹砂砾石层，厚8～19m，结构较松散，局部架空。孤、块石较多，孤、块及碎石成份主要为斑状玄武岩，新鲜坚硬。分布于河床中下部。Ⅲ层：含漂卵砾石夹砂层，厚6～17m，漂、块石较多，结构较松散，漂石成分主要为花岗岩，卵砾石主要为砂岩、花岗岩、大理岩等。分布于河床上部。第Ⅰ层厚度小，局部分布。Ⅱ、Ⅲ层厚度相对较大，分布连续，总体粗颗粒组成骨架，结构较松散，局部架空，根据注水资料河床覆盖层透水性为：K=3.32×10-2～8.25×10-1cm/s，可能为管涌土，透水性强，需采取适宜的防渗和排水措施以及合适的施工方法。围堰两侧边坡整体稳定，但大致顺坡向的错动带及裂隙对局部边坡稳定不利。由于P2β21、P2β22岩体中裂隙发育，河床下部基岩为弱风化，基岩透水性为Lu=1.2～12Lu，透水性强，应切实按照设计要求作好防渗措施。下游围堰地基：据勘测，河床覆盖层最厚约33m，由于施工弃渣原因，河床覆盖层厚度有所改变，结构特征与上围堰相近，但厚度略有差异。Ⅰ层：卵砾石夹砂层，厚2～5m，分布于河床底部。Ⅱ层：块碎石夹砂砾石层，厚6～14m，孤、块石较多，局部为含泥块碎石，分布于河床中下部。Ⅲ层：含泥漂卵砾石夹砂层，厚13～21m，块石及漂砾较多，局部夹细砂透镜体，厚0.3～0.4m，分布于河床上部。根据注水资料河床覆盖层透水性为：K=1.0×10-1～1