[水利水电毕业设计] 某水库枢纽混凝土重力坝毕业设计（设计书+图纸）

资料分类：土木工程毕业设计 - 水利毕业设计 | 发布形式：资料共享 | 更新时间：2016-11-12 显示全部楼层

毕设基本摘要

枢纽布置
坝轴线选择
在确定枢纽工程位置时，一般先要确定建坝河段和进一步确定坝轴线。在选择坝轴线时，要考虑拟采用的坝型和枢纽各建筑物的总体布置，合理解决综合利用要求。
选择坝轴线，首先应从地形上着手，然后再考虑工程地址，运输交通，建筑材料，当地水利条件等各方面，并结合实际施工技术来选择合理的坝轴线，以使工程安全可靠，并且满足实际需要，尽量减少工程量，降低造价。
依照坝址地形看，坝址位于杨查子村南300M处,为低山丘陵地区,两岸相对高差不大,河谷开阔,宽约600m,上下游两公里范围内,河道顺直,主河槽低于右岸,由于受河流侧向侵蚀两岸地形对称，右岸坡度较陡，左岸较缓，因此从地形上看，选出六个可能的坝轴线，从下游往上游看，依次为第Ⅰ、第Ⅱ、第Ⅲ、第Ⅳ、第Ⅴ、第Ⅵ坝轴线。
六个坝轴线，从运输条件、施工布置及建坝材料的供应等方面来看，并无太大差别。但从地质情况来看：坝区内主要岩性为片麻岩，依其岩性变化情况分为六大层，其中第Ⅰ、Ⅳ、Ⅵ层岩性较好。但第Ⅰ、Ⅵ层受地形限制，建坝工程量大，第Ⅳ岩层为角闪斜长片麻岩，主要矿物为斜长石、石英及角闪石，本层岩体呈厚层状（块状），质地均一，岩性坚硬，抗风化能力强，工程地质条件较好。而对于第Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ岩层岩性不太好，建坝也可行，但会增加工程量而且不经济，因此需要放弃这三条坝轴线。
在第Ⅳ坝轴线上游与下游两侧又选了两条。但从地质上看，其上游的一条坝轴线经过F2断裂层，对基础岩石力学强度及坝基完整均一性有一定的影响，其下游的一条坝轴线两断经过了第三岩层，对岩性并不太好的第三岩层。这条坝轴线也应不予考虑，从而表明第Ⅳ岩层上只有一条Ⅳ坝轴线符合要求，故应选用。
综上所述，在该地形上只有第Ⅳ坝轴线最适合。设计选用此条坝轴线。

坝型选择
选择坝型要从地质、地形、当地水利条件、气象情况，筑坝材料、施工交通等多方面进行综合考虑。现对土石坝、重力坝、拱坝、支墩坝进行比较如下：
（一）土石坝：建造土石坝，要求河谷宽，以免施工受干扰，建坝材料要充足，溢洪问题要容易解决。有基本资料可知，河谷较宽，而且岩层为第四大坚硬岩层，质地均一，抗风化能力强，从这两方面考虑，可以修建土石坝，但从水利条件、气象、筑坝材料上讲，不宜建土石坝。其原因是：第一，坝址附近无大量的黏土及砂壤土料，对筑坝材料供应不足；第二，由于该流域无霜期较短，冰冻期较长，冬季盛行偏北风，风速较大；第三，与重力坝相比，土石坝不允许水流漫顶，容易引起溃坝，但更重要的是，修建土石坝溢洪问题不易解决，由资料可知，水库控制流域面积33700平方千米，总的库容25.5亿立方米，洪水多发生在七月下旬至八月上旬，有峰高量大，涨落迅速的特点，建坝后泄洪量大，因土石坝本身过水能力差，有的坝不允许过水，而在两岸又无合适地形修建溢洪道，因此，就需设置泄洪流量较大的隧洞，这样会增加投资，加大施工力度，故不宜建造土石坝。然而与拱坝、支墩坝相比，要解决的问题相对来说要容易些。
（二）拱坝：修建拱坝主要看地形条件、地质条件及坝肩是否稳定。如果满足条件，应优先考虑修建拱坝，因为拱坝不仅可满足防洪、发电等要求，而且可大量节省材料，从而减少投资。由地形资料可知，坝址处河谷宽阔，且左右岸不对称，不满足修建拱坝的地形条件，此外由于右岸不稳定岩层，从而使坝肩可能失稳，造成不良后果。因此看来，该地不宜修建拱坝。
（三）支墩坝：由于支墩坝自重轻，坝体工程量小，与重力坝相比，可节省材料用量。但由于坝体自重小，支墩本身单薄，容易引起侧向弯曲而失稳，考虑地质条件好坏，抗震性能强弱，需要解决的问题很多，该地也不宜修建支墩坝。
（四）重力坝：修建重力坝，其安全可靠性高，运行维护简单，便于机械化施工，对外界气候条件的适应性较好，失事率低，在泄洪，施工导流等方面的运用都很方便，与拱坝和轻型坝等相比，重力坝结构作用清楚，设计，施工较简单，便与在坝内布置大孔口的引水和泄水管道，不需另外设置修建泄洪建筑物。
前三种坝型比较分析后，修建土石坝可行，现将土石坝和重力坝两种坝再进行比较分析，由基本资料可知，第一，修建重力坝，坝址附近筑坝材料充足，而修建土石坝，筑坝材料有些缺乏。第二，河谷地形开阔，地质岩石坚固。第三，修建重力坝，结构简单，有利于大规模的机械化施工，并可利用低标号的混凝土，从而降低成本造价。第四，施工导流比土石坝方便，在施工期间可利用坝体导流，
不必像土石坝那样需要修建围堰等导流建筑物来导流。第五，泄洪问题容易解决，重力坝可做成溢流的，也可在坝内设置泄水孔，一般不需另设溢洪道和泄水隧洞，枢纽布置比较紧凑，这样就解决了在该地修建土石坝因泄洪量大而很难解决的泄洪问题。由以上五点分析得到：修建重力坝要比修建土石坝合适。
综上所述，该地适宜修建重力坝，按照剖面型式重力坝分为实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝、预应力锚固重力坝等，因、宽缝重力坝、空腹重力坝、预应力锚固重力坝在施工时，模板用量大，施工复杂且速度进程慢，故选用实体重力坝。
本设计坝型选择为实体重力坝。

目录
1 基本资料       1
1.1 枢纽概况与工程目的       1
1.2 设计基本资料       1
1.2.1 水文分析       1
1.2.2 气象       4
1.2.3  工程地质       6
1.2.4  当地建筑材料       7
1.2.5  交通条件       7
1.2.6  水库水位与库容关系曲线及淤积年限表       8
1.2.7  效益       9
1.2.8  淹没损失       9
1.2.9  工期       10
1.2.10  其它       10
2  枢纽布置       13
2.1  坝轴线选择       13
2.2  坝型选择       14
2.3  枢纽布置       15
2.3.1  枢纽组成       15
2.3.2  高程确定       15
2.3.3  方案比较       16
3 挡水坝段剖面设计和稳定应力分析       18
3.1  剖面拟定和尺寸确定       18
3.1.1  设计原则       18
3.1.2  基本尺寸拟定       18
3.2  荷载计算       19
3.2.1  基本荷载计算       19
3.2.2  特殊荷载计算       24
3.3  荷载组合       26
3.3.1  基本组合       26
3.3.2  特殊组合       27
3.4  坝体抗滑稳定分析       27
3.4.1  计算汇总表       27
3.4.2  稳定判定       29
3.5  坝体应力分析       30
3.5.1  目的       30
3.5.2  分析方法       30
3.5.3  基本假定       30
3.5.4  应力计算       30
4 溢流坝段剖面设计与稳定应力分析       36
4.1  剖面设计       36
4.1.1  设计原则       36
4.1.2  基本尺寸       36
4.1.3  基本剖面设计       36
4.2  溢流坝段荷载计算       40
4.2.1  基本荷载计算       40
4.2.2  特殊荷载计算       45
4.3  坝体抗滑稳定计算       50
4.4  坝体应力分析       51
4.4.1  不计入扬压力时的坝体应力分析       51
4.4.2  计入扬压力时的坝体应力分析       54
4.5  溢流坝水力计算       54
4.5.1  水舌挑距L的计算       55
4.5.2  水垫厚度计算       55
4.5.3  最大冲坑深度计算       56
5 闸墩稳定应力分析       57
5.1  闸墩荷载计算       57
5.1.1  ▽210截面荷载计算       57
5.1.2  ▽214截面荷载计算       63
5.2稳定计算       67
5.3  应力计算       68
5.3.1 ▽210截面应力分析       68
5.3.2  ▽214截面应力分析       70
6 重力坝细部构造       72
6.1 坝顶构造布置       72
6.1.1  挡水坝坝顶构造设计       72
6.1.2  溢流坝顶构造设计       73
6.2  坝体混凝土的分区       73
6.2.1  混凝土标号分区的相关说明       73
6.2.2  材料分区       74
6.2.3  混凝土标号设计       75
6.3  重力坝的分缝与止水       75
6.3.1  横缝       75
6.3.2  纵缝       76
6.3.3  止水设计       76
6.4  廊道与排水       77
6.4.1  廊道系统的布置       77
6.4.2  坝体排水       77
6.5  地基处理       78
6.5.1  坝基的开挖与清理       78
6.5.2  灌浆       79
6.5.3  断层及破碎带的处理       80
结语       81
参考文献       82
谢辞       83
英文文献       84

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