水利水电工程管理设计说明

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1、毕业生论文论文题目： 水利水电工程管理 水利水电工程管理一、毕业设计的性质和目的毕业设计是学生应用在校所学知识、结合工程实际，进行一次系统的、有机的解决工程实际问题的训练，也是完成工程师基本训练的最后一个教学环节。目的是：1、巩固、扩大和提高所学理论知识，并使之系统化。2、培养学生综合应用所学知识，解决实际工程技术问题的能力，并初步掌握设计水利枢纽工程的容、原则、方法和步骤。3、通过毕业设计实践，提高学生独立思考；钻研问题；分析问题的能力。4、通过毕业设计实践，进一步提高学生设计、计算、绘图和编写说明书的技能。5、通过毕业设计的锻炼，使学生进一步树立正确的设计思想和政策观点；进一步树立热爱社会

2、主义祖国、热爱祖国水利水电建设事业的高尚情操；培养学生勇于攀登高峰、刻苦钻研、实事、谦虚谨慎、认真负责的工作作风。二、毕业设计的任务设计的题目是我国建设中的水利水电枢纽工程。毕业设计的围和深入程度，近似于水利枢纽工程的初步设计阶段。1、容：（1）弄清枢纽任务，分析原始资料；（2）主要建筑物形式选择（重点大坝）和枢纽布置（包括取水建筑物和泄水建筑物必须的水力学计算、调洪计算以与施工导流的一般考虑）；（3）主要建筑物设计。学生应按照下列要求，完成上述任务。2、要求（1）明确毕业设计的性质、目的、任务和要求。（2）熟悉原始资料，弄清枢纽设计任务；按设计要求分析资料；注意资料的可靠性和合理性，了解资料

3、的用处和用法；（3）从工程的具体条件出发，应用最新科学技术成就进行设计，如期全面完成设计任务并争取做到重点深入；（4）坝型选择应从实际出发提出方案，进行定性分析，充分论证后选择较优方案；根据坝型定性分析选择其他建筑物形式作必须的计算；根据各建筑物形式组成几个枢纽布置方案，定性分析选择一个合理可行方案（调洪计算可作二个方案比较一导流方案要求）；（5）对主要建筑物应作得较详细，对其中个别部分可达到施工阶段的要求；对其他建筑物（如河岸溢洪道、隧洞、涵管、灌溉进水闸、电站厂房、船闸）等的设计，视其情况，由指导教师酌情增减；（6）学生在完成所规定的阶段设计容后，应随即提出自己的设计成果。a、设计大图（采

4、用图幅594841mm）图是设计者的语言，是毕业设计的主要成果之一，规定用铅笔绘制，要求表达容和绘制图正确，图面饱满没有多余的空幅、没有重复的构造、图幅布局合理、主次分明、大图应有标题、比例适当、尺寸齐全、绘制清晰、图面整洁和有必要的注释和说明）。大图3（增多图一律不增加分数），分配：选定的水利枢纽布置图1，枢纽下游（或上游）立视图、大坝剖面和平面图、构造图共2。如选做施工组织设计，至少需附大图施工平面布置图（采用图幅594841mm）一，横道图（采用图幅420x297 mm）一。b、设计说明书和计算书设计说明书也是毕业设计的主要成果。要求：容（按设计规定）齐全、论点正确、论据可靠、结论明确；

5、章节分明、条理清楚。语言精练、字迹工整；既要有计算参数、公式、结果，又要有对计算结果的分析论证和结论；此外还需注意适当地使用插图和附表。说明书必须用钢笔(写严禁使用圆珠笔等)，标题应分明、标点正确、首部应有目录、页数应有统一编号。计算不列过程，可列表表示成果。说明书应用统一的A4纸幅，其分量除插图外，以4060页为宜。计算书也是设计重要成果，应和说明书分开编写，也应章节分明、条理清楚，每项计算应有草图、计算公式、数据、计算过程和成果、供计算的曲线、不便列入说明书的布图等可列入计算书。设计图、说明书和计算书是评分重要依据，必须重视。三、毕业设计工作阶段的划分与其时间分配按照教学计划的规定，毕业设

6、计的工作时间为8周。每个学生应在规定的时间完成规定的设计分量。在开始设计时，除了要首先明确这一教学环节的目的和要求外，还应作好准备工作，加强计算性，力争高质量地完成毕业设计。在安排各设计阶段工作时，可参考下面建议的时间分配表：序号设计阶段时间分配（每周按20个工作量计算）（周）1了解任务，熟悉、分析资料0.52主要建筑物型式选择和枢纽布置方案定性比较1.03主要建筑物设计（包括其它建筑物尺寸拟定和设计)4.04绘制工程图和整理说明书2.05答辩0.56合计8.0四、毕业设计工作应注意事项1、为了保证按时完成设计任务，学生应制定整个设计计划和分阶段计划。如拖计划自己设法弥补，绝不允许推迟送交成果

7、，否则在原成绩上降一等数段。2、必须按阶段或单元（由指导教师决定）送交成果，指导教师审查。3、按规定的设计时间段工作，如有疑问应与时要求指导教师答疑。4、教师的指导工作按规定时间在指定方式进行，指导教师事先应有充分准备，指导教师的指导工作包括布置任务、审定补充材料、辅导答疑、审查成果等。辅导时，一般由学生汇报设计情况、计划完成情况、存在问题与下一步工作的设想，再由指导教师进行指导：介绍参考资料、启发学生思考、指出解决问题的途径和回答技术疑难问题并提出建议。学生不能请教师代为计算或依靠教师进行数字校核。学生对教师提出的问题必须经过自己的消化、思考变成自己的成果，设计者对自己的成果负责。5、不允许

8、请别人代作或相互抄袭，如发现上述情况，双方均取消毕业设计资格，设计成绩以零分计。6、教师每周或每单元对学生成果抽查12次，每阶段全面审查一次。所发给的原始资料和图纸，学生要负责保存，设计结束时，必须全部随设计成果交回。五、毕业设计的组织领导与成果评定1、毕业设计大纲与根据本大纲所制定的毕业设计任务书，是毕业设计工作的具体依据，指导教师必须在毕业设计工作开始前阅读并领会这些文件的含义，学生要认真阅读毕业设计任务书，熟悉资料并明确自己的任务。2、毕业设计在教师指导下由学生独立进行；指导教师应给所指导的学生指定题目，给予必须的原始资料，并下达设计任务书。在毕业设计过程中，指导教师对学生应严格要求，启

9、发诱导，全面负责。3、指导教师应根据毕业设计的容由有关单位选派，必要时还应指定有关课程的教师作为答疑教师。4、指导教师的业务领导应分阶段检查毕业设计进展情况，并与时解决存在的问题。5、毕业答辩(1)学生完成毕业设计或毕业论文后，经指导教师评阅，并给出评语和平时成绩，方可进行答辩。(2)答辩委员会由本专业具有中级以上职称的教师5-7人组成，其中具有高级职称的不少于2人。(3)答辩分设计情况介绍(10分钟)，基本问题(5分钟)和追加问题(15分钟)的答辩。(4)毕业设计成绩由平时设计成绩和答辩成绩两项组成(各占50)，成绩分优、良、中、合格、不合格五级记分制。答辩不合格者准许随下一届补做。优设计方

10、案良好，有特点，计算正确、图纸说明清晰完整；答辩时自述概念清楚，对提出的主要问题能准确圆满回答；毕业设计过程有较强的工作能力，对本专业有关的基础理论、基本知识和基本技能掌握良好。良设计方案合理，计算正确，图纸和说明书清晰完整；答辩时自述清楚，对提出的主要问题能较圆满回答；毕业设计过程有一定的独立工作能力，对本专业有关的基础理论、基本知识和基本技能掌握较好。中设计方案基本合理，计算正确、图纸说明完整；答辩时自述基本清楚，对提出的有关问题能回答；毕业设计过程表明基本掌握了本专业有关的基础理论、基本知识和基本技能。与格设计方案无原则性错误，计算基本正确，图纸和说明基本完整；答辩时对提出的有关问题尚能

11、回答；毕业设计过程表明对本专业有关的基础理论、基本知识和基本技能尚能掌握。不与格设计方案有原则性错误，计算中错误较多，图纸和说明书质量差、错误多，甚至抄袭别人设计或由别人代绘图。答辩时对提出的有关主要问题不能正确回答。毕业设计过程工作能力差，对本专业有关的基础理论、基本知识和基本技能尚未掌握。毕业设计基础资料1 工程概况瑶镇水库位于市神木县瑶镇乡境秃尾河干流上游瑶镇村附近，枢纽距榆神二级公路约17 km，距神木县城约50 km，神木至尔林兔公路从坝肩通过，交通比较方便。瑶镇水库枢纽是提高秃尾河水资源利用率梯级开发规划中的第一级控制工程，建设瑶镇水库枢纽工程，对解决区域经济开发、城镇居民生活以与

12、生态环境用水的需要具有重要作用。附工程特性表 工程特性表中的数值为可研阶段推荐方案的数值。瑶 镇 水 库 工 程 特 性 表序号与名称单位数 量备 注一、水 文 1.流域面积Km23373秃尾河流域总面积坝址以上流域面积Km27702.利用水文系列年限年10实测10年，缺月插补3.多年平均径流量万m39125 4.代表性流量调查历史最大流量m3/s131995年7月31日设计洪水流量m3/s104P=2%校核洪水流量m3/s227P=0.2%施工导流流量m3/s14.5P=20%5.洪 量设计洪水流量（三天）万m3296校核洪水流量（三天）万m36436.泥 沙悬移质年输沙量万t10.6419

13、91年实测二、水 库1水库水位设计洪水位m1161.20校核洪水位m1161.82正常蓄水位m1160.5死 水 位m1154.60瑶镇水库工程特性表序号与名称单位数 量备 注2.正常蓄水位时水库面积Km21.7153.回水长度Km4.94.水库容积 总 库 容万m31060 正常蓄水位以下库容万m3821.75 调节库容万m3621.75死 库 容万m3200终极库容120万m3三、工程效益1.城镇供水 日供水量万m317.14 保证率95% 年供水总量万m36257 2.农田灌溉 灌溉面积万亩0.35稻田和水浇地 保证率75%年用水总量万m3309.42灌溉水利用系数0.63.生态林 生态

14、林面积万亩0.9年用水总量万m3270四、淹没损失与工程永久占地1.淹没耕地亩12042.迁移人口人170 3.淹没区房屋m23845瑶镇水库工程特性表序号与名称单位数 量备 注4.淹没区公路长度km1.65 5.淹没区10kv线路长度km3.16.浸没耕地亩500五、主要建筑物 1.挡水建筑物浆砌石坝、沙壳心墙坝、地基分别为：砂岩、砂壤土 地震烈度度6 坝顶高程m1163.4 最大坝高m27.9 坝顶总长度m315 左岸长m74 右岸长m2092.泄水建筑物 溢流堰、地基为长石砂岩 堰顶高程m1160.5溢流段总长度m32净溢流长度30m 最大单宽流量m3/s-m3.43 设计泄洪流量m3/

15、s39.92 校核泄洪流量m3/s103.10 消能方式挑流消能2 水文秃尾河属黄河一级支流，流域长度100km，流域宽度40km，为羽状水系，河流长度133 .9km（包括宫泊沟长度23km），河流高差512.3m，比降3.83%，总流域面积3373km2。100 km2以上支流右岸6条，左岸3条。秃尾河发源于神木县西部风沙滩地中的湖泊海子，瑶镇水库坝址位于神木县瑶镇乡境秃尾河干流上游瑶镇乡附近。干流在沟岔村以上分为两支，左支称宫泊沟，源自北部的宫泊海子，长23.4km，流域面积323 km2；右支称圪丑沟，源自大海子，长19.5 km，流域面积410 km2。沟岔村至瑶镇水库区间流域面积3

16、7 km2，水库控制流域面积为770 km2。流域平均气温7.8oC，最高月（七月）平均气温23.9 oC，最低月（元月）平均气温-9.8 oC，年平均日照2871小时，年平均水面蒸发量1431.8mm，年平均降水380mm，年平均无霜期175天，年平均冰封期84天，最大积雪深度120mm，水温15 oC以上150天，最大风速19m/s，年最大冻土深146cm。径流分析成果：瑶镇水库径流系列频率计算的Cv=0.14 ，采用0.16，Cs=2.5 Cv，十年平均径流量w=9125万m3。流域径流绝大部分由降雨入渗到沙漠，再由地下水排泄所形成。瑶镇水库10年平均径流量为8295.61.1=9125

17、万m3。丰水年：3.33.4 m3/s，按3.3 m3/s计算，年平均引水10407万m3。枯水年：3.13.3 m3 /s，按3.1 m3/s计算，年平均引水9776万m3。平均为10092万m3，全年无弃水。神木县以与陕北北部风沙区的短历时暴雨出现频次高，强度大。特别是汛期七、八月份暴雨是经常性的天气现象，年降雨量的绝大部分由暴雨组成。市北部陕蒙交界处什拉淖1977年8月1日8小时降雨1050mm，强度之大陆上罕见。但是暴雨虽多，却很少形成较大洪水。经计算瑶镇水库枢纽工程坝址处的洪峰流量和洪量如下表11。表11 瑶镇水库洪峰、洪量频率计算成果表频率（%）0.10.20.51210/3510

18、洪峰流量（m3/s）267227177139104796236一日洪水总量（万m3）4914113102381711189449三日洪水总量（万m3）756643499393296224179106瑶镇水库属沙漠水库，河水主要由沙漠渗水形成，泥沙主要为河床质。根据实测资料，瑶镇水库坝址处多年平均输沙量为6.7万m3 。3 地质3.1库区地质左岸岸坡平缓，一般坡角为510，不存在塌岸问题。右岸河床至坡顶，均为风积沙，坡角最大45左右，蓄水后存在塌岸问题，集中在坝址上游200900m围。地层岩性： a) 基岩：呈丘状或梁状分布两岸，断续出露。岩石为长石砂岩，较完整，分布高程最大为1159.8m。b

19、) 古河道冲湖积沉积物：岩性以中细砂为主，含透镜状砂壤土，总厚度约60m。右岸发现三处较大古河道进口，基岩埋藏较深。 c) 一级阶地堆积物：岩性为砂壤土与含砾细砂，厚34m，为当地主要农田。 d) 沙丘沉积物：岩性为中细砂，厚度不等，在本地区广泛分布。3.2 水库渗漏库区的周边地形高程均高于设计水位，地形不存在外漏的条件，但库区盆地周边为第四系松散沉积粉中砂层，处于正常蓄水位以下，在岩性上具备渗漏条件。左岸库岸边地下水位高程为11571168m，沙丘地下水位估计高于正常蓄水位，产生渗漏的水动力条件较差，因此渗漏的可能性小。右岸地下水西北高东南低，高程大部分低于正常蓄水位，天然水力坡降为7%o左

20、右，具备了产生渗漏的水动力条件。经过地质勘测发现库区两岸均埋藏有秃尾河的古河道，古河道由左岸北东向穿过秃尾河，环绕右岸，于下游的神树沟流出库区。古河道出口位于距坝址右岸下游约1km的神树沟，地下水均以泉水形式出露排泄。库区渗漏除古河道为主要途径外，其它岸坡因地下水位较高，产生渗漏的可能性很小。从地形、地层岩性上与水动力条件上分析该进口都具备产生渗漏的条件，是库区渗漏的主要通道。渗漏量估算：库区渗漏的主要通道位于右岸，其渗漏总量为6004.58m3/d，约占该河流常流量（3m3/s）得2.3%。3.3库岸稳定左岸岸坡平缓，地形较开阔，坡角一般为510，作为水下坡角是稳定的，基本不存在塌岸问题。右

21、岸河床至坡顶，均为全新统风积沙，坡角最大45左右，水库蓄水后存在塌岸问题，围集中在坝址上游200900m。估计最终塌岸宽度21.038.0m，塌岸总量20.5万m3。3.4 水库地震根据1999年中国地震烈度区划图，库坝区地震活动微弱，有史以来从未发生过较大的地震活动，区域基本地震烈度为6度。不具备库区水库诱发地震的地质和构造环境。3.5 枢纽工程地质条件3.5.1 神庙坝址工程地质条件3.5.1.1地质简况该段河谷谷地宽25m，两岸地形不对称，左岸平缓，右岸陡峻。基岩出露高程，左岸基岩高程1158.581159.97m；右岸基岩高程1152m，谷地高程1141.90m。基岩岩性为长石砂岩，夹

22、薄层透镜状泥岩。两坝肩覆盖层为下更新统的钙化黄土状壤土与半胶结细砂，呈不对称分布，左岸细砂层厚约1.0m，右岸厚约3m。坝址区构造不发育，主要为原生层理，总体产状倾向80o110o，倾角10o。两岸地下水位高于河水并补给河水。左岸覆盖层不含水，基岩地下水埋藏较深。环境水对砼无腐蚀性。3.5.1.2主要工程地质问题坝基长石砂岩厚层状，具大型交错层理，泥岩分布于层面上其主要工程地质特征如下； 坝基岩石抗风化能力弱：在坝址区经地质测绘发现较大规模洞穴6个，主要位于坝轴线下游，露头基岩上多有蜂窝状空洞； 泥岩夹层呈薄饼状、透镜式：在长石砂岩中夹有薄层泥岩，主要沿地层层面产出，在两岸均有发现，形成了岩体

23、中的软弱夹层带。 裂隙少：发现的两组剪切裂隙位于左岸神庙处，间距一般为10.6m。一组为顺和向，倾向255，倾角88，另一组与河流向斜交，倾向225，倾角86，缝宽13m，无充填物，一般长46m。坝基岩体属较完整的软岩，质量分级属类。 坝肩钙化黄土状壤土与半胶结细砂存在渗漏破坏的可能，不宜直接用作坝肩基础。3.5.2砌石坝基岩土体试验指标与评价3.5.2.1 岩体试验指标a） Q12eoL+PL黄土状壤土该层已钙化，主要分布于两坝肩。渗透系数采用野外试验求得，K值为1.8610-4cm/s，属高密实、弱渗透性的土。但根据探槽、坑探揭露发现其次生裂隙较发育，不宜直接作为坝肩基础。b）Q4eoL、

24、Q3eoL+PL、Q11aL中细砂、细砂粒度组成试验结果表示坝址处各类成因的中细砂、中砂层粒度均匀，渗透分级属中等透水性，具渗透变形的特性。c）岩石物理力学性质试验成果表明，长石砂岩吸水性大，强度低，易软化。泥岩强度低，不易成样，强度指标离散性大。d）岩体的渗透性根据坝段区27个钻孔，47段压水试验资料得知，基岩单位吸水率0.01Lminmm，属极微透水层。3.5.2.2 坝基工程地质条件评价砌石坝地基主要考虑以下工程地质问题：两坝肩分布得钙化黄土状壤土，结构密实硬度大，但次生裂隙发育，贯通性差，不宜直接用作坝肩基础。下部的半胶结细砂，属中等透水性，蓄水后将会发生绕坝渗漏，同时饱水状态的抗滑能

25、力差，不利坝肩稳定，建议清除，将基础置入基岩约1m左右。两岸坝基围或附近的洞穴，应开挖回填混凝土。岩体抗冲能力较差，对受冲刷的岩体应采取必要的防护措施。岩体可视为不透水，不考虑帷幕灌浆，但对岩体与混凝土结合面应采取固结灌浆处理。两岸泥岩形成的层间软弱夹层带，因其更易风化崩解，在砂岩中形成风蚀穴，因此建议开挖回填混凝土。3.5.3副坝工程地质条件与评价3.5.3.1 工程地质条件副坝线上分布的地层主要为：Q4leoL中细砂：浅黄色，粒度均匀，一般厚约34m，最厚10m，主要分布于地表；Q3eoL+PL砂壤土与中砂：砂壤土一般较密实，属低压缩性土，厚约24m，在坝线右端被同成因的中砂所代替，厚约3

26、.2m；Q12eoL+PL钙化黄土，Q1laL中砂层，主要分布于左端靠近坝肩段，均延长不远即尖灭，中砂层厚度约4.2m，较密实；基岩为长石砂岩，浅黄色，基岩面较平坦，高程约1150m，只靠近坝肩部位略有抬高，一般强风化厚约2m。副坝线地下水埋藏于基岩中，高程为1142.621145.28m，向河床排泄，一般埋深大于15m。3.5.3.2 岩土物理力学性质Q3eoL+PL砂壤土：上更新统风洪积成因的砂壤土分布在右岸副坝线围，较密实（d=1.72g/cm3），弱透水性（k=2.2910-4cm/s），低压缩性土（a1-2=0.05MPa-1），可作为天然隔水层和副坝坝基。3.5.3.3 坝基工程地

27、质条件评价坝基围所有砂土均属弱透水性，存在绕坝渗漏与渗透变形问题应予以处理。而Q3eoL+PL砂壤土，k=2.2910-4cm/s，临界坡降为5.28，允许坡降为1.76，利用此层土挡水是可行的，故副坝基础应置于完整的该岩面上。由于该层属极弱透水层，可不作防渗处理，但其上部覆盖层，为了减少绕坝渗漏量，保证下游风积砂层的渗透稳定性应作截渗处理。3.6天然建筑材料瑶镇水库枢纽建筑物需石料2.5万m3，砂料1.1万m3。故瑶镇水库初设阶段新选择了4个料场，其中砂料、石料各两个料场。3.6.1 砂料本阶段所选择的砂料场为河则沟（J9），长胜彩挡（J10）。两料场均分布于坝区秃尾河左岸，交通方便。多为风

28、积砂，分选性好，泥质物少，砂质纯净，表面覆盖物均为粉砂，一般厚约1m左右。河则沟储量约为0.904万m3，长胜彩挡储量约为0.768万m3。对可研阶段勘察的乌鸡滩料场作了详查。瑶镇外贸站（J1）砂场，精度尚可。砂料的开采条件见下表砂料场开采条件评价表料场名称（编号）距坝址距 离（km）储 量（万m3）颗分室定名无用层厚度（m）与岩性有用层分布特征质量优劣相对程度有用层厚度（m）瑶镇外贸站（J1）0.50.32细砂0.30.6粉砂中厚边薄的透镜体式优良0.8乌鸡滩（J1）2.81.26细砂0.31.6粉砂窝状线装分布，可利用的有五块最优0.61.6河则沟（J9）4.30.904细砂0.851.5

29、粉砂窄条带状分布，厚度较稳定最优0.81.65长胜彩挡（J10）5.00.768细砂0.41.7粉砂中厚边薄的透镜体式较差0.41.35以上各砂料场总储量约为3.25万m3，满足2倍以上设计用量。根据以上各料场的开采条件，优先开采的料场为乌鸡滩（J2）、瑶镇外贸站（J1）两个料场，其次为河则沟（J9），最后为长胜彩挡（J10）料场。3.6.2石料据调查发现，现在被当地开采利用的除西沟（J4）料场外，还有石盆子（J7）料场与古今滩（J8）料场，岩性分别为浅蓝灰色的长石砂岩与肉红色的中细粒结构的长石砂岩。岩石质量要求与评价如下表。石料质量评价表序 号项目规指标西沟J4料场石盆子J7料场古今滩J8料

30、场1湿抗压强度40Mpa冻融后30Mpa28.724.541.433.621.721.572软化系数0.80.520.650.623冻融损失率2.4Kg/cm32.402.412.365评 价抗压强度，软化系数偏小，岩石质量较差。除软化系数偏小外其余指标均符合要求抗压强度、软化系数偏小外，其余项目均符合要求石料场的开采条件评价表如下: 石料场开采条件评价表料 场名 称距坝址距 离（km）储 量（万m3）岩性无用层厚度（m）与岩性料场居民与建筑物等情况质量优劣相对程度开采难易程度有用层厚度（m）西 沟（J4）4012.0蓝灰色长石砂岩52风化岩与风积砂无优良容易1216石盆子（J7）671.5浅

31、蓝色长石砂岩36浅黄色长石砂岩无最优稍困难45古今滩（J8）384.0肉红色长石石英砂岩1.52碎石，强风化岩无，为当地主要人工碎石场较差较容易463.7 结论3.7.1 库区a）库区渗漏经勘察后分析，左岸不存在渗漏，右岸的、号古河道进口是渗漏的主要通道，其渗漏量为6004.58m3/d，约占该河道常流量的2.30%。b）在不考虑库尾壅水和淤积抬高的水位条件下，水库末端和左岸乌鸡滩村存在浸没问题，面积约为600亩，主要居民点为家圪塔村与少部乌鸡滩。c）对古河道出口流量应进行长期观测。3.7.2 坝址a）坝基岩体较完整，属软岩，力学指标较低，且有透镜状泥岩夹层，岩体抗冲能力较差。对受水流长期冲刷

32、部位应采取必要的防护措施。b）长石砂岩易风化崩解，建议施工时复核岩体风化深度。岩体单位吸水率0.01L/minmm，可不考虑帷幕灌浆，但砌石坝体与岩体接触面应作为固接灌浆处理。c）Q12eoL+PL、Q1laL地层因干裂或裂隙作用发育，存在渗漏与渗透变形问题。不能直接用作坝肩地基，应予以处理。d）坝基岩石从挖10m深的竖井看到，河床下1.72.1m深有泥岩夹层呈薄饼状、透镜式，泥岩单层厚度12cm，呈棕色与灰色，不连续分布于砂岩中，夹层带厚度1050cm；河床下3.54.37m深岩石有空洞，漏水量较大；4.3710m深，没有看见泥岩夹层，岩石比较完整。坝基岩石的物理力学指标f=0.7，C=0.

33、3MPa。e）副坝两端由于粗粒土均会发生绕坝渗漏和渗透变形问题，建议予以清除，中部Q1eoL+PL砂壤土较密实，渗透性极微，可按挡水层对待，直接用作坝基。f）建议副坝采用心墙截渗较为可靠易行。g）建议对下更新统（Q1laL）堆积的中砂层渗透变形参数进行复核。3.7.3 建材a）混凝土细料，粒径偏细，质量基本满足要求，因其呈窝状分布，不易机械化开采。首选料场为乌鸡滩（J2）和瑶镇外贸站（J1），其次为河则沟（J9），最后为长胜彩挡（J10）料场。探明储量为3.25万m3。b）混凝土砾料，本区缺失，建议下一步研究人工碎石代替。c）砌石料，由于质量合格的石英砂岩储量贫乏，开采困难，建议采用长石砂岩。

34、长石砂岩抗压强度与软化系数普遍偏小，在可利用的情况下优先选用西沟料场。其储量12万m3。4 工程任务和规模瑶镇水库是一座以城镇供水为主，兼顾农业灌溉、生态用水等综合利用的中型水利工程，是解决神木县锦界工业区工业用水和城镇居民生活用水的有效工程措施，同时兼顾瑶镇水库以下和采兔沟水库以上的农田灌溉面积3500亩，其中稻田1000亩，水浇地2500亩以与瑶镇水库以下公草湾处0.9万亩的生态林用水。水库大坝防洪标准为50年一遇设计，相应的洪峰流量为：Q=104m3/s；500年一遇校核，相应的洪峰流量为：Q=227m3/s。正常高水位时，下泄流量为36m3/s。引水洞最大引水流量为3.3 m3/s。5

35、、施工条件本工程施工对外交通主要靠神木至尔林兔地方公路，该公路穿越坝址左坝肩，距榆（林）神（木）二级公路约17km，对外交通尚属便利，坝址处场地开阔，对施工道路修筑容易。跌水崖水电站的10kv输电线路从左坝肩通过，可作为该工程施工期的电源。导流建筑物洪水采用5年一遇作为设计标准。据水文分析计算得该标准的洪水流量为14.5 m3/s。毕业设计指导书第一节设计的程序、依据和标准一、设计阶段与其任务工程设计是水利工程建设过程中的一项非常重要的工作，设计工作应遵循分阶段循序渐进、逐步深入的原则进行。水电工程设计阶段的划分为：项目建议书、可行性研究、初步设计、招标设计、施工详图设计等阶段。(一)各设计阶

36、段的任务1、可行性研究报告阶段可行性研究应对项目进行方案比较，对在技术上是否可行和经济上是否合理进行科学的分析和论证。经过批准的可行性研究报告，是项目决策和进行初步设计的依据。可行性研究报告，由项目法人(或筹备机构)组织编制。可行性研究报告，按国家现行规定的审批权限报批。申报项目可行性研究报告，必须同时提出项目法人组建方案与运行机制、资金筹措方案、资金结构与回收资金的办法，并依照有关规定附具有管辖权的水行政主管部门或流域机构签署的规划同意书和许可取水预申请的书面审查意见。审批部门要委托有项目相应资格的工程咨询机构对可行性研究报告进行评估，并综合行业归口主管部门、投资机构(公司)、项目法人(或项

37、目法人筹备机构)等方面的意见进行审批。可行性研究报告经批准后，不得随意修改和变更，如在主要容上有重要变动，应经原批准机关复审同意。项目可行性报告批准后，应正式成立项目法人，并按项目法人责任制实行项目管理。2、初步设计阶段初步设计是根据批准的可行性研究报告和必要而准确的设计资料，对设计对象进行通盘研究，阐明拟建工程在技术上的可行性和经济上的合理性，规定项目的各项基本技术参数，编制项目的总概算。初步设计任务应择优选择有项目相应资格的设计单位承担，依照有关初步设计编制规定进行编制。初步设计文件报批前，一般须由项目法人委托有相应资格的工程咨询机构或组织行业各方面(包括管理、设计、施工、咨询等方面)的专

38、家，对初步设计中的重大问题进行咨询论证。设计单位根据咨询论证意见，对初步设计文件进行补充、修改、优化。初步设计由项目法人组织审查后，按国家现行规定权限向主管部门申报审批。设计单位必须严格保证设计质量，承担初步设计的合同责任。初步设计文件经批准后，主要容不程概算，论证对环境的影响与环境保护，进行经济分析，阐明工程效益等。3、招标设计招标设计是在批准的可行性研究报告的基础上，将确定的工程设计方案进一步具体化，详细定出总体布置和各建筑物的轮廓尺寸、材料类型、工艺要求和技术要求等。其设计深度要求做到可以根据招标设计图较准确地计算出各种建筑材料的规格、品种和数量，混凝土浇筑、土石方填筑和各类开挖、回填的

39、工程量，各类机械、电气和永久设备的安装工程量等。根据招标设计图所确定的各类工程量和技术要求以与施工进度计划，可以进行施工规划并编制出工程概算，作为编制标底的依据。编标单位则可以据此编制招标文件，包括合同的一般条款、特殊条款、技术规程和各项工程的工程量表，满足以固定单位合同形式进行招标的需要。施工投标单位，也可据此进行投标报价和编制施工方案与技术保证措施。招标文件由合同文件和工程文件两部分组成，前者包括：投标者须知、合同条款、合同格式和投标书格式等；后者包括技术规和图纸。要做到投标者能根据图纸、技术规和工程量表确定投标报价。4、施工详图设计施工详图设计是在招标设计的基础上，对各建筑物(含机电、金

40、属结构)进行结构和细部构造设计；最后确定地基处理方案，进行处理措施设计；确定施工总体布置与施工方法，编制施工进度计划和施工预算等；提出整个工程分项分部的施工、制造、安装详图。施工详图是工程施工的依据，也是工程承包或工程结算的依据。在我国，施工图由业主委托的设计单位提供给施工单位。按照国际惯例，施工图应由施工单位或业主委托的咨询公司负责。上述各个设计阶段的具体容和深度，可以根据工程的具体情况进行适当的调整和增减。(二)设计基本资料在制订流域规划和编制设计文件之前，需要进行必要的勘测、试验和社会经济调查。由于设计阶段的不同，所需资料的广度和深度也各异，一般需要掌握的基本资料有：(1)自然地理。包括

41、：工程所处的地理位置、行政区域、地形、地貌、土壤植被、主要山脉、河川水系、水资源开发利用现状与存在的问题等。(2)地质。包括：区域地质、库区和枢纽工程区的工程地质条件，如：地层、岩性、地质构造、地震烈度、不良地质现象，水文地质情况，岩石(土)的物理力学性质，天然建筑材料的品种、分布、储量、开采条件，工程地质评价与结论。(3)水文。包括：水文站网布设、资料年限、径流、洪水、泥沙、冰情以与人类活动对水文的影响等。(4)气象。包括：降水、蒸发、气温、风向、风速、冰霜、冰冻深度等气象要素的特点，站网布设和资料年限。(5)社会经济。需要对社会经济现状与中长期发展规划进行全面了解，包括：人口、土地、种植面

42、积、品种，工业产品、产量，工农业总产值，主要资源情况，文物古迹，动力、交通、投资环境等。(6)用于作为设计依据的各种规程规。二、设计依据和设计标准(一) 设计依据我国规定，大中型水利工程建设项目必须纳入国家经济计划，遵守先勘测，后设计，再施工的必要程序。工程设计需要有以下资料或设计依据：(1)工程建设单位的设计委托书与工程勘察设计合同，说明工程设计的围、标准和要求。(2)经国家或行业主管部门批准的设计任务书。(3)规划部门、国土部门划准的建设用地红线图。(4)地质部门提供的地质勘察资料，对工程建设地区的地质构造、岩土介质的物理力学特性等加以描述与说明。(5)其它自然条件资料，如工程所在地的水文

43、、气象和地理条件等。(6)工程建设单位提供的有关使用要求和生产工艺等资料。(7)国家或行业的有关设计规和标准。(二) 设计标准为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性有机地统一起来，水利枢纽与其组成建筑物要分等分级，即按工程的规模、效益与其在国民经济中的重要性，将水利枢纽分等，而后将枢纽中的建筑物按其作用和重要性进行分级。设计水工建筑物均需根据规规定，按建筑物的重要性、级别、结构类型、运用条件等，采用一定的洪水标准，保证遇到设计标准以的洪水时建筑物的安全。我国常用的设计标准见附录。对于综合利用的工程，如按规规定的指标分属几个不同等别时，整个枢纽的等别应以其中的最高等别为准。确定水工建筑物级别时

44、，如该建筑物同时具有几种用途，应按最高级别考虑，仅有一种用途时，则按该项用途所属级别考虑。对于-V等工程，在下述情况下经过论证可考虑提高其主要建筑物级别：一是水库大坝高度较高时提高一级；二是建筑物的工程地质条件特别复杂，或采用缺少实践经验的新坝型、新结构时提高一级；三是综合利用工程如果按库容和不同用途的分等指标有两项接近同一等别的上限时，其共用的主要建筑物提高一级；对于临时性水工建筑物，如其失事将对下游城镇、工矿区或其它国民经济部门造成严重灾害或严重影响工程施工时，视其重要性或影响程度，应提高一级或两级。对于低水头工程或失事损失不大的工程，其水工建筑物级别经论证可适当降低。第二节 毕业设计指导

45、一、混凝土重力坝枢纽设计指导(一) 了解规划、分析原始资料首先要求了解工程规划的概况、意图、规划特点和主要数据，以与设计任务和要求，熟悉并分析枢纽地区的地形、地质、水文、气象、建筑材料等一般情况。通过对工程概况的了解以与基本资料的分析，使同学们掌握工程要点，自然条件特征，搞清楚其与工程设计和施工的关系，为以后各阶段的设计工作打下基础。(二) 坝线和坝型选择以与枢纽布置方案比较1、坝轴线的选择根据坝址的地质、地形条件，通过定性分析，确定坝轴线位置。(1) 坝段比较(2) 坝线选择表3.5 坝段地形、地质等条件比较坝段类别第一坝段第二坝段第三坝段地形条件河谷较窄，适于修建混凝土坝；溢流堰底孔等泄水

46、建筑物可放在主河床。右岸还可采用引水式电站。可增加6m发电水头。原副坝工程单一，不宜修建当地材料坝河谷不对称，左岸坡缓，坝轴线较长，适于修建混凝土坝或当地坝。荞麦岭处天然的单薄分水岭，是修建溢洪道或泄水洞的有利地形。无副坝，工程单一河谷软窄，适于修建混凝土坝或当地材料坝。右岸山低脊薄。须修建二座副坝。工程项目多地质条件坝基石英砂岩与板岩互层，右岸北西向大裂隙较多，坝基软弱，夹层为泥膜。切层的夹泥厚35cm且倾向下游。左岸F122断层通过坝肩混凝土坝基为灰岩，岩性不均一，左坝头可能漏水。荞麦岭较单薄。69坝基有断层F104通过，破碎带宽度大，处理工程量大。当地材料坝坝基为泥质灰岩和页岩。渗透性小

47、，为天然防渗帷幕，溢洪道位于荞麦岭坝基为石英砂岩，岩性坚硬。坝基有断层F8通过。右坝头有F7通过。坝址上游不远处有几个断层交汇处。下游离建昌营大断裂较近。对坝体稳定不利地震6 度6 度7 度交通条件坝址位于峡谷之中，对外交通不便。施工场地狭窄同左坝址位于低山丘陵地带。交通方便，施工场地宽阔其它距离建筑材料场地最远距离建筑材料场地较远距离建筑材料场地最近2、坝型选择3、枢纽布置方案比较枢纽布置应遵循的一般原则是：(1)坝址、坝与其它主要建筑物的型式选择和枢纽布置要做到施工方便，工期短，造价低；(2)枢纽布置应当满足各个建筑物在布置上的要求，保证其在任何工作条件下都能正常工作；(3)在满足建筑物强

48、度和稳定的条件下，降低枢纽总造价和年运转费用；(4)枢纽中各建筑物布置紧凑，尽量将同一工种的建筑物布置在一起，以减少联结建筑；(5)尽可能使枢纽中的部分建筑物早期投产，提前发挥效益(如提前蓄水，早期发电或灌溉)；(6)枢纽的外观应与周围环境相协调，在可能条件下注意美观。 (三) 坝体剖面设计容与要求坝体剖面设计要求作溢流坝最大坝高坝段的设计和挡水坝最大坝高坝段的设计。设计的容和步骤如下：1、坝体剖面的拟定(1)挡水坝的剖面拟定主要参考已建工程，并考虑与溢流坝的连接等具体情况，初步拟定坝顶高程、坝顶宽度、上、下游边坡与起坡点和坝段长度等。坝顶高程主要根据重力坝的级别、库区风浪作用，按照混凝土重力

49、坝设计规确定。一般来说，坝顶应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙的高程应高于波浪顶高程，其与正常蓄水位或校核洪水位的高差，由公式(31)计算，应选择两者之中防浪墙顶高程的较大值作为选定高程。h=h1%+hz+he(31)式中h防浪墙顶与正常蓄水位或校核洪水位的高差(m)；h1%波高(m)；hz波浪中心线与正常蓄水位或校核洪水位的高差(m)；he安全超高，按表3-6计算。表3-6 安全超高he (单位：m)相应水位坝的安全级别正常蓄水位0.70.50.4校核洪水位0.50.40.3防浪墙的高度一般可取1.2m。坝顶宽度可根据设备布置、运行、检修、施工和交通等需要确定，并应满足抗震、特大洪水时抢护等要

50、求。无特殊要求时可取坝高的1/8-1/10，但不应小于3m。坝体上游面建议取为铅直面，下游坝坡根据稳定和应力要求确定，一般在1:0.61:0.8之间。坝段长度一般为1520m，主要取决于地基特性、河谷地形、温度变化、结构布置和浇筑能力等。(2)溢流坝剖面拟定分三个方面的容断面尺寸的拟定：参考已建工程，初步确定堰面曲线、上下游边坡、消能方式与尺寸等。泄流型式建议泄流型式采用开敞溢流式。单宽流量的确定一般首先考虑下游河床的地质条件，在冲坑不危与坝体安全的前提下选择合理的单宽流量。根据国外工程实践和本工程情况，建议在设计水位时单宽流量取8090m3/(sm)，校核水位时取105-115m3/(sm)

51、。堰顶高程首先由调洪演算求出设计洪水位和相应的下泄流量Q。当采用开敞式溢流时，堰顶水头Ho。由开敞式溢流堰泄流能力计算公式反算得出，由设计洪水位减去堰上水头Ho即为堰顶高程。溢流面体形设计溢流面曲线由顶部曲线段、中间直线段和下部反弧段三部分组成。溢流面顶部曲线可采用WES曲线，曲线的具体形式见图3-2。其中的仃d为定形设计水头，按堰顶最大作用水头Hmax的75-95计算。反弧段的反弧半径R=(410)h，h为校核洪水位闸门全开时反弧段最低点处的水深。与太小水流转向不够平顺，过大又使向下游延伸太长，增加工程量。当反弧段流速16m/s时可取下限，流速越大，反弧半径也宜选用较大值。中间的直线段与坝顶

52、曲线和下部反弧段相切，坡度一般与非溢流坝段的下游坡度一样。图3-2 堰 顶 堰 面 曲 线消能方式根据本工程的实际情况，建议采用挑流消能方式。水力计算：容包括堰顶过流量计算，下游消能水力计算等。堰顶过流量计算采用教材水工建筑物第2章的公式(2-67)。挑流消能设计的容包括：选择合适的鼻坎型式、反弧半径、鼻坎高程和挑射角度，计算各种泄量时的挑射距离和最大冲坑的深度，具体计算公式见教材水工建筑物第2章第6节。闸墩尺寸的拟定：包括闸门型式选择、工作桥、交通桥的布置与闸墩的型式、长度、高度、厚度等尺寸的拟定。该部分容详见教材水工建筑物第2章第6节。2、坝体强度验算和坝基接触面与深层抗滑稳定验算(1)

53、计算原理和控制标准。重力坝的应力计算建议采用材料力学法，抗滑稳定验算按概率极限状态设计原则进行。对稳定和应力的计算原理，要求论述计算方法的基本假设和所采用的公式，说明公式来源和符号意义，控制标准则根据工程等级和计算情况按有关规规定指标选取。(2) 荷载与荷载组合。荷载组合分基本组合和偶然组合，可考虑以下几种组合情况：基本组合1：兴利水位的水压力，扬压力，浪压力，自重，泥沙压力等。基本组合2：设计洪水位时静(动)水压力，扬压力(浪压力)，自重，泥沙压力等。特殊组合1：校核洪水位时(静)动水压力，扬压力(浪压力)，自重，泥沙压力等。特殊组合2：兴利水位的水压力，扬压力，浪压力，自重，泥沙压力和地震

54、惯性力，地震动水压力和动土压力等。注：对于基本组合2和特殊组合1，溢流坝设计无浪压力，挡水坝设计无动水压力。要求画出计算简图，且尽量采用表格计算。(3) 稳定应力计算。分别计算坝基截面各组合情况的荷载，校核抗滑稳定是否满足要求，并计算几个代表性水平截面的边缘应力，校核其安全性。要求画出计算简图，且尽量采用表格计算。抗滑稳定的具体计算公式见教材水工建筑物第2章第3节，强度校核的具体计算公式见教材水工建筑物第2章第4节。(4)成果分析。根据以上计算结果，分析所拟断面是否安全可靠、经济合理，是否需要修改断面，最后确定坝体剖面。(四) 坝体细部构造设计与基础处理1、标号分区设计根据应力计算成果和大坝各

55、部位的工作条件的不同对其强度、抗冻、抗渗、抗热、抗冲磨等各种性能提出不同要求，并确定各区的位置、尺寸，这里应注意：(1)坝体部混凝土应不低于O.5。(2)有抗冲磨要求的混凝土不低于C15。(3)分区的最小厚度不小于2-3m。2、廊道、分缝止水、排水设计廊道应根据不同要求，设计断面尺寸、剖面位置以与平面、立面布置和相互连接等。分缝止水包括横缝的设计和溢流坝段、挡水坝段的止水设计。排水设计则包括对溢流坝段的坝身和坝基排水的布置与排水管(孔)的直径、间距等的确定。3、地基处理主要包括开挖清理、灌浆、断层处理等容。开挖与清理包括提出开挖要求、方法和清理标准，并对一些简单的工程问题提出解决措施；灌浆包括

56、帷幕灌浆和固结灌浆，确定灌浆排数、深度、孔距、排距、灌浆压力等；断层处理则根据基本资料所给的断层性质和破碎程度以与对坝体影响的大小分别提出相应的处理措施。(五) 设计成果设计成果包括：说明书和设计图纸。1、说明书(包含计算书容)说明书要按下述原则编写：(1) 按章节叙述。要先拟好提纲，然后编写。(2) 包括基本资料和基本数据。(3) 说明设计标准、设计情况与依据。(4) 阐述设计思想、原则与方法(包括所采用基本理论与公式说明、采用条件与原因，以与考虑问题的条件与因素)。(5) 对具体设计要说明设计的前提，设计原理、方法、主要过程与阶段成果，最后成果(不必把详细的计算容、过程写入，成果尽量能以表

57、格形式给出)。(6) 对成果的分析与结论。对成果一定要有分析论证和判断，予以评价，分析存在问题的原因和改进措施。(7) 要求简明扼要，叙述清楚，字迹工整。2、设计图纸(1) 枢纽平面布置图1(2) 上游立视图1(3) 坝体结构图2(4) 细部构造图1-2要求图面合理，设计正确、整洁、清晰，绘图认真仔细，不乱改乱写。图幅尺寸、规格、图的比例、线条、标注高程、尺寸符号和说明等均按工程制图标准。(六) 混凝土重力坝设计说明书编写参考提纲第一章基本资料第一节工程概况与工程目的第二节基本资料第二章枢纽布置第一节坝轴线选择第二节坝型确定第三节枢纽布置第三章坝体剖面设计 第一节坝顶高程确定第二节非溢流坝剖面

58、设计第三节溢流坝剖面设计第四节水力计算第四章挡水坝结构计算第一节作用与其组合第二节承载力极限状态验算第三节正常使用极限状态验算第五章溢流坝结构计算（选做）第一节荷载计算与组合第二节承载力极限状态验算第三节正常使用极限状态验算第六章细部结构设计第一节混凝土分区与标号选择第二节坝体分缝第三节坝体廊道系统第四节止水和排水第五节坝体布置第六节地基处理(七) 建议参考书(1) 电力行业标准，混凝土重力坝设计规(DL 51081999)，中国电力，2000。(2) 电力行业标准，水工建筑物荷载设计规(DL 50771997)，中国电力，1998。(3) 行业标准，水利水电工程等级划分与洪水标准(SL252

59、2000)，中国水利水电，2000。(4) 行业标准，水工建筑物抗震设计规(DL 50731997)，电力工业部，1997。(5) 行业标准，水工钢筋混凝土结构设计规(DLT50571996)，：中国电力，1997。；四、思考题1、本工程的枢纽布置是如何进行的，考虑了哪些因素?2、坝轴线选择应考虑哪些因素?你所采用的坝轴线是如何选取的?3、本工程的坝型为何选用混凝土重力坝?4、说明本工程枢纽中布置了哪些建筑物?各自的作用是什么?5、本工程的等级是如何确定的?为何对其分级?6、说明本工程的荷载作用情况，说明几种主要荷载的计算方法。7、说明强度和稳定校核中你所选用的荷载组合。8、非溢流坝的剖面是如何确定的?9、溢流坝的剖面是如何确定的?10、如何进行非溢流坝的强度和稳定校核?11、你在设计中是如何考虑地震作用的?12、说明扬压力对坝体的作用，如何计算扬压力?13、溢流坝的消能型式是如何选择的?其优点是什么?14、重力坝的地基处理有哪些容?你是如何设计的?15、大坝的坝顶高程如何确定?说明坝顶的构造。16、说明本工程的廊道系统是如何布置的?坝体排水系统如何布置?17、混凝土重力坝坝体为何进行分区?如何分区?