1、I中文摘要某江河位居于我国西南地区，在该江中上游建造以斜心墙土石坝为挡水建筑物的水利枢纽。水利枢纽以防洪为主要任务，以发电、灌溉等为该地区创造经济价值。本毕业设计侧重于拦河坝段斜心墙土石坝的挡水建筑的初步设计。首先，应用该枢纽的各项具体数据，来确定出工程等级和建筑物的等别。调洪方案初步拟定后，应用列表计算来确定出设计洪水位、校核洪水位、设计泄洪量、校核泄洪量。随后针对土石坝各种坝型方案进行定性分析比对，最终选择斜心墙土石坝。初步拟定出斜心墙土石坝的剖面尺寸后，取其三个特征剖面进行渗流计算，校核渗透逸流处的渗透坡降是否满足要求。本毕业设计采用折线法的 VB 编程进行斜心墙土石坝的稳定分析。最后，
2、对坝体的细部构造进行设计。本设计以碾压式土石坝设计规范 DL/T5395-2007为基本设计依据。此外参考了与土石坝的有关资料和书籍。由于知识有限，对于本设计中的不妥及错误之处，恳请批阅批评指正。关键词：斜心墙土石坝 渗流计算 稳定分析 毕业设计IIAbstractA river in southwest China ranked, built oblique core embankment of retaining water control structures in the upper reaches of the river. Water Control flood control a
3、s its main task to generate electricity and irrigation in the region to create economic value. The graduation project focused on the preliminary design of the ramp core embankment dam section of retaining the building.First, the application of the specific data of the hub, to determine the level of
4、engineering and buildings, etc. do not. After the flood program tentatively, the application list calculations to determine the design flood level, check flood level, the design discharge volume, checking flood discharge. Followed by a qualitative analysis of the various dam embankment dam type sche
5、me comparison, the final choice oblique core embankment.After the initial development of the cross-sectional size of the oblique core embankment, whichever of the three characteristic profiles in seepage calculation, osmotic gradient at check permeate slip meets the requirements. The graduation proj
6、ect using VB programming dogleg method of stabilization analysis of oblique core embankment. Finally, the detailed structure of the dam design.The design “roller compacted embankment dam design specifications DL / T5395-2007“ as the basic design basis. Further reference to relevant information and e
7、mbankment dams and books. Due to limited knowledge, for this design is wrong and wrong, urge marking criticism. Keywords: Inclined Core dam seepage calculation stability analysis graduationIII目 录绪论.1第一章 工程概况.21.1 工程流域概况.21.2 当地气候特征.21.3 洪峰流量资料.21.4 坝址地质资料.21.5 地震资料.31.6 建筑材料.31.7 交通状况.31.8 枢纽特征.31.8
8、.1 水库情况.31.8.2 发电.31.8.3 防洪.31.8.4 灌溉.3第二章 坝型选择及枢纽布置概述.62.1 坝型的选择.62.2 枢纽的总体布置.72.2.1 挡水建筑物.72.2.2 泄水建筑物.72.2.3 水电站建筑物.7第三章 洪水调节计算.83.1 工程等别及建筑物等级的判定.83.2 洪水标准的确定.83.3 泄洪方式的确定.83.4 调洪演算.93.4.1 初步方案的拟定.93.4.2 洪水调节计算的原理.93.4.3 调洪计算表.93.4.4 将拟定的三组方案的计算结果汇总作比较.123.4.5 方案的选择.13第四章 大坝剖面设计.144.1 土石坝坝型的选择.1
9、44.1.1 堆石坝.144.1.2 均质坝.144.1.3 斜墙坝和心墙坝.144.1.3 斜心墙坝.154.2 土石坝剖面尺寸的拟定.154.2.1 坝顶高程.154.2.2 坝顶宽度.22IV4.2.3 坝坡.224.2.4 坝体排水.224.2.5 坝体防渗体.234.2.6 坝基防渗.234.3 土料的选择.234.3.1 防渗体土料的选择.234.3.2 坝壳沙砾料的选择.244.4 土石坝剖面简图.24第五章 渗流分析.255.1 渗流分析的任务.255.2 渗流分析.255.2.4 渗流计算结果总汇.315.2.5 总渗流量的计算.315.3 土石坝的渗透变形形式.325.3.
10、1 渗流稳定计算.325.4 成果分析与结论.34第六章 稳定分析.356.1 坝坡滑裂面形式.356.2 土石坝荷载情况.356.3 计算工况及安全系数.356.4 计算方法概述.366.5 计算成果与分析.376.5.1 上游坝坡.376.5.2 下游坝坡.386.5.3 附图.386.5.4 稳定计算成果与分析.39第七章 土石坝的细部构造.407.1 坝顶布置.407.2 防渗体及排水设施.407.3 护坡设计.407.4 细部构造详图.427.5 大坝安全监测.457.5.1 安全监测目的及原则.457.5.2 监测项目.457.5.3 监测资料整编分析.45总 结.46附录 1 稳
11、定计算源代码.47附录 2 GeoStudio 计算结果 .53谢 辞 .56参考文献.57黏土斜心墙土石坝初步设计 -洪水 41绪论本设计中，设计者是独立的完成斜心墙土石坝初步设计的。遵循着设计规范，参照以建造完成的斜心墙土石坝的经验，对斜心墙土石坝进行创造性的设计。设计者通过认真的讨论、精密的计算以及精心的绘图表述了整个斜心墙土石坝的设计过程。本设计着重于大坝剖面尺寸的制定、渗流稳定计算、边坡稳定计算以及土石坝细部构造设计等章节的叙述。分析基本资料并从其中找到有利于设计的数据及条件是一个设计者的应有的筛选能力。严谨认真的态度是设计人在设计中必须要秉承的。本设计的目的是培养培养学生使用有关设
12、计规范、手册、参考文献以及分析计算、绘图、概算和编写设计说明书等项能力，使学生了解我国现行基本建设程序，建立工程设计的技术性和经济性的正确观点。本设计是西南地区某水利工程土石坝初步设计，经过论证设计选用斜心墙土石坝坝型。斜心墙土石坝结合了心墙土石坝和斜墙土石坝的各项有点。斜心墙土石坝具有适应地形地质能力强、抗震性能优良、施工受到气候干扰小等特点，适应能力强，适合建在温差大、降水频繁、地质条件差的设计工况坝址处。新中国成立后，我国水利事业得到迅速的发展。历年来兴建完成的水利枢纽除了控制水灾来保证人民切身安全及利益外，在发电、灌溉、交通等方面发挥了巨大的效益，推动了国民经济的增长和社会的进步。长江
13、三峡水利枢纽的完工圆了中国人近一个世纪的梦。长江三峡水利枢纽集防洪、发电、航运、南水北调、养殖、旅游、生态保护、供水灌溉、净化环境、开发性移民等十大效益于一体，其中每项效益都甚是巨大。就其环境保护来讲，相比同等发电量的火电站，每年少排放 1.2 亿 t 二氧化碳、200 万 t 二氧化硫、37 万 t 氮氧化合物、1 万一氧化碳以及大量的废水和废渣。可见其综合效益是无可替代的。近年来斜心墙土石坝在国内发展迅速。自 1991 年 9 月开始兴建至 2001 年底竣工的黄河小浪底土石坝水利枢纽就是斜心墙土石坝的典型代表。工程建成后，以防洪、防凌、减淤为主，兼顾着供水、灌溉和发电，是综合效益较强的水
14、利枢纽。据统计，我国水资源开发量仅为总开发量的十分之一以及江河的防洪能力，同时与发达国家水平有一定距离，故在我国水利水电建设事业任重而道远。2黏土斜心墙土石坝初步设计 -洪水 43第一章 工程概况1.1 工程流域概况我国西南地区的某江河，自东南向西北的流向，全部长度 122 千米，流域面积2558 平方千米，有 780 平方千米的流域面积处于坝址处以上。山岭地带，山脉和盆地交织于其间，地形变化猛烈。支流不少，但多为小山区流域的河道。柔软的沙岩、页岩、玄武岩及石灰岩的风化层分布在地壳。汛期来临时河道内河水携带着大量的泥沙。同时冲积层较厚，两岸有崩塌现象。1.2 当地气候特征年平均气温约为 12.
15、8 度，在 7 月份会有 30.5 度的最高气温，在 1 月份气温最低可达到-5.3 度。本区域的气候特征是冬干夏湿，每一年 11 月至次年的 4 月格外干燥，其相对湿度为 4562之间，夏天降雨天数不少，相对湿度很大变化范围为 6786。多年均衡降水量为 900 毫米，实测出 1256 毫米、652 毫米分别是降雨量最多年份和降雨量最少年份的降水量。风力和风向情况。一般 14 月风力较大，实测最大风速为 19.1 m/s，相当于 8 级风力，风向为西北偏西。水库吹程为 15 千米。实测多年平均风速 14m/s。1.3 洪峰流量资料实测分析后，不同频率的洪峰流量如下表 1-1。表 1-1 不同
16、频率洪峰流量（秒立米）频率流量1.4 坝址地质资料坝址位居该江中游地段的峡谷地带，高山深谷的地貌特征，河床平缓，两岸高山耸立。玄武岩是坝址地层的主要成分，地层中间有少许的火山角砾岩和凝灰岩。 河床有冲积层。卵砾石类土是冲积层的主体成分，砂质粘土与砂质土的含量极少。冲积层沿河谷内分布，其中坝基部最大厚度的冲积层达到 32 米，一般为 20 米左右，靠岸边的至少有几米深的冲积层。河北工程大学毕业设计（论文）41.5 地震资料 本地区地震烈度定为 7 度，基岩与混凝土之间的摩擦系数取 0.65。1.6 建筑材料坝址附近供建坝材料丰富，主要分石料和土料。石料场中储量较丰富的坚硬的玄武岩可作为堆石坝石料
17、，石料场距离坝址不远，覆盖层很浅，开采条件非常好。土料分布于坝址附近的各个料场，其详细资料见表 1-1、表 1-2、表 1-3。1.7 交通状况铁路干线距离坝址的下游有 120 千米，且坝址附近 20 千米通有高速公路，交通尚称便利。1.8 枢纽特征1.8.1 水库情况正常蓄水位为 2822.5 米，汛限水位为 2822.5 米，死水位为 2796.0 米，坝址处河底高程 2765 米，库容 454500000 立方米。1.8.2 发电发电站多年平均发电量是 1.05 亿度。本电站总装机 24MW，装 3 台 8MW 机组。1.8.3 防洪洪水来临时，大坝可抵抗 100 年一遇和 2000 年
18、一遇的洪水，大大降低了库区下游受到洪水的威胁。泄洪时最大下泄流量为 900 秒立米。 校核洪水位不得超过正常蓄水位的 3.5 米。1.8.4 灌溉增加保灌面积 1.5 万亩。黏土斜心墙土石坝初步设计- 洪水 45表 1-1 土料数据河北工程大学毕业设计（论文）6表 1-2 砂砾料的颗粒配级颗粒直径料场300100100606020202.52.51.21.20.60.60.30.30.150.151#上 5.2 18.6 21.4 12.3 18.6 13.9 5.4 4.6 0.32#上 4.8 17.8 20.3 14.1 17.8 14.8 4.6 5.3 0.53#上 3.8 15.4
19、 18.5 15.3 16.4 20.5 3.5 6.2 0.44#上 6.0 18.3 19.4 16.4 15.6 16.7 4.8 2.5 0.31#下 4.5 14.1 20.1 23.2 14.9 7.2 8.6 7.2 0.22#下 3.9 19.2 22.4 18.7 19.1 8.3 5.7 2.8 0.13#下 5.0 23.1 19.1 14.2 18.4 8.9 6.3 4.1 0.94#下 4.1 22.4 18.7 14.1 17.9 14.4 4.1 3.6 0.7表 1-3 砂石料的物理数据名称 1#上 2#上 3#上 4#上 1#下 2#下 3#下 4#下容重 kN/m3 18.6 17.9 19.1 19.0 18.6 18.5 18.4 18.0比重 2.75 2.74 2.76 2.75 2.75 2.73 2.73 2.72孔隙率% 32.5 34.7 31.0 31.5 32.5 32.2 32.5 33.8软弱粒% 2.0 1.5 0.9 1.2 2.5 0.8 1.0 1.2有机物 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色注：砂砾石料的渗透系数 k 值为 2.010-2
