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土坝枢纽毕业设计任务书

时间:2007/1/25栏目:毕业设计

一、枢纽概况及工程目的

    张峰水库位于山西省沁水县张峰村西北1.5公里处的沁河干流上、水库控制流域面积4990平方公里,库容5.05亿立方米。

    水库以灌溉发电为主,结合防洪,可引水灌溉高平、晋城、阳城、沁水四个县的土地,面积71.2万亩,远期可发展到104万亩。灌区由一个引水流量为45秒立米的总干渠和四条分干渠组成,在总干渠渠首及下游24公里处修建枢纽电站和槐庄电站,总装机容量31450千瓦,年发电量1.129亿度,以解决高灌及工业用电。水库防洪标准为百年设计,万年校核。

枢纽建筑物包括主坝、溢洪道、导流泄洪洞、灌溉发电洞及枢纽电站组成。根据工程规模及其在国民经济中的作用,按SDJ12—78规范中设计标准,水库枢纽属于大(二)型。主要建筑物按二级设计,辅助建筑物按三级设计,临时建筑物按四级设计。

二、设计基本资料(参见附录一)

三、设计任务及基本要求

    (一)设计任务

    1、根据地形、地质、筑坝材料、水文气象、施工条件和枢纽建筑物的组成等因素进行坝轴线选择。

    2、根据已知基本资料选择坝型。

    3、根据枢纽建筑物的组成,进行枢纽布置方案的比较,确定枢纽布置方案。绘制枢纽平面布置图及上、下游立视图。

4、坝工设计,包括:断面设计、渗透计算、稳定计算、沉陷量计算、裂缝校核、细部构造设计、基础处理、坝与两岸的连接。(稳定计算部分,要求自己编程上机优化剖面尺寸)

5、外文翻译

(二)设计要求

1、设计者必须发挥独立思考能力,

5、设计成果:设计说明书、计算书各一份;设计图4—5张。

    四、时间安排

    本设计共13周,学生应在规定时间内充分发挥独立工作能力,创造性地完成全部设计任务。





附录一  张峰水库土坝枢纽设计原始资料



        (一)地形、地质:

    (1)地形:见1:2000坝址地形图。

    (2)库区工程地质条件。

    库区两岸分水岭高程均在820米以上,基岩出露高程大部分在800米左右,主要为紫红色砂岩,间夹砾岩、粉砂岩和砂质页岩。新鲜基岩透水性不大。且未发现大的构造断裂。水库蓄水条件是好的。

    库区两岸高阶地土层可能发生塌岸。但塌滑范围不大,不会涉及大坝安全。

    沁河为山区性河流,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,库区亦未发现重要矿产。

    (3)坝址区工程地质条件

    张峰水库坝址区沁河呈一弯度很大的“S”形,坝段位于“S”形的中、上段。坝段右岸为侵蚀岸,岸坡较陡,基岩出露。上下坝线有300余米长低平山梁——沁河与张峰沟之间的单薄分水岭,左岸为侵蚀堆积岸,岸坡较缓,有大片土层覆盖;右岸单薄分水岭是沁河环绕坝段左岸山体相对侧向侵蚀的结果。

    坝址区基岩以紫红色、紫灰色细砂岩为主,间夹砾岩、粉砂岩和少数砂质页岩。地层岩相对变化剧烈,第四系除厚度不大的砂层、卵石层外,主要是黄土类土,在大地构造上处于相对稳定区,未发现有大的断裂构造迹象。

    坝址区左岸有一大塌滑体,体积约45万立米,对工程布置有一定影响。

    本区地震基本裂度为六度,建筑物按七度设防。

    (Ⅰ)坝址

    位于坝区中部背斜的西北,岩层倾向沁河上游。河床宽约300米,河床砂卵石覆盖层平均厚度5米,渗透系数K=1×10-2厘米/秒。一级阶地(Q4)表层具中偏强湿陷性。左岸730高程以上为三级阶地(Q2)具中偏弱湿陷性。土层物理力学性质见“工程地质剖面图”。

    基岩末发现大范围分布的夹层。两岩基岩透水性不大,河床中段及近右岸地段。沿113—111—115—104—114各钻孔连线方向,在岩面下21—47米深度范围有一强透水带W=5.46—30公升/分米2,中强透水W=0.15—0。74公升/分米2。下限最深至岩面下约80米。基岩透水性有从上游向下游逐渐增大的趋势,左岸台地黄土与基岩的交界处的底砾岩(最大厚度6米)。透水性强,渗透系数K=10米/天。左岸单薄分水岭岩层仍属于中强透水性平均W=0.48公升/分米2,应考虑排水,增加岩体稳定。

    (Ⅱ)下坝址

    位于上坝址同一背斜的东南翼,岩层倾向下游,河床宽约120米,左岩为二、三级阶地,右岸731米高程以下为基岩,以上为三级阶地。土层物理力学性质见“工程地质剖面图”。

    左岸基岩有一条宽200—250米呈北东方向的强透水带,右岸上游张峰沟单薄分水岭透水性亦很大,左右岸岩石中等透水带下限均达岩面下80米左右。河床地段基岩透水性与中等透水带厚度具有从上游向下游逐渐变小的趋势,下游发现承压水,二、三级阶地底砾层透水性与上坝线相同左岸坝脚靠近塌滑体。

    (4)坝址区其他建筑物地段的工程地质条件

    坝址区其他建筑物包括导流泄洪洞、灌溉发电洞及枢纽电站。按上坝线方案,导流泄洪洞、溢洪道均布置在左岸单薄分水岭,灌溉发电洞则布置在左岸东凹沟附近三级阶地上,下坝线溢洪道可布置在右岸张峰沟,灌溉发电洞移至上坝线溢洪道轴线西侧40米左右,导流泄洪洞位置不变。

    (Ⅰ)导流泄洪洞

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p;  沿洞线周围岩石厚度大于三倍开挖洞径出口段已避开塌滑体的东边界,沿线岩层、岩性主要为粉砂岩、细砂岩及砾岩,岩石较为坚硬。坚固系数FK=4,单位弹性抗力系数KO=200kg/cm3,弹模E=0.4×105kg/cm2。透水性较大。岩层倾向下游出口段节理发育,应采取有效措施予以处理,为进一步保证出口段岩体稳定,免除由内水压力引起的后果,建议该段修建无压洞。

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