毕业设计原件

5-15工程布置及建筑物5.1设计依据5.1.1工程等别及建筑物级别老龙口水利枢纽工程位于珲春河干流上，距珲春市区约30km。工程任务是以防洪、供水为主，结合灌溉，兼顾发电等综合利用的水利枢纽工程，水库正常蓄水位、设计洪水位和校核洪水位分别为109.0m、115.94m和119.21m，水库总库容为3.674×108m3，电站装机容量为19.2Mw，年发电量为5199.1×104kw·h。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定及《防洪标准》（GB50201-94）的有关规定，并结合水利水电规划设计总院对本工程可行性研究报告的审查意见，确定本工程为Ⅱ等工程。土坝、溢洪道、鱼道及引水发电洞的进水口为2级建筑物，防洪标准按100年一遇洪水设计，2000年一遇洪水校核。溢洪道下游消能防冲部分按50年一遇洪水设计，引水发电隧洞及电站厂房为3级建筑物，按100年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。5.1.2设计基本资料5.1.2.1水库主要特征水位水库主要特征水位及相应的库容、溢洪道泄量及下游水位见表5.1.1。5-2水库主要特征值表表5.1.1名称特征水位水位（m）库容（108m3）泄流量（m3/s）下游水位（m）校核洪水位（P=0.05%）119.213.6748122.4487.65P=0.5%洪水位116.316033.6586.7设计洪水位（P=1%）115.942.8955778.6486.6正常蓄水位109.001.387死水位99.000.673电站最低尾水位80.5(一台小机发电)淤积高程87.14装机容量19.2Mw5.1.2.2气象资料有关气象资料见表5.1.2。表5.1.2名称单位数量备注最大风速m/s21WNW最大冻土深度m1.55最大冰层厚度m0.80极端最高温度℃36.3极端最低温度℃-32.5多年平均温度℃5.75.1.2.3地震基本烈度根据《中国地震烈度区划图（1990）》，确定本工程所在地区的地震基本烈度为Ⅵ度，依据《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）的有关规5-3定，结合本工程的工程规模及水利部专家组对可行性研究报告的审查意见，确定本工程抗震设计烈度为地震基本烈度，即Ⅵ度，不进行抗震稳定复核。5.1.2.4抗滑稳定安全系数a)坝坡抗滑稳定安全系数正常运用情况：k=1.35；非常运用情况：k=1.25。采用不计条块间作用力的瑞典圆弧法计算坝坡抗滑稳定安全系数时，应乘以0.92的系数。b)溢洪道闸室抗滑稳定安全系数（按抗剪断的计算公式）基本组合：k=3.0；特殊组合：k=2.5。c)挡土墙抗滑稳定安全系数基本组合：k=1.05；特殊组合：k=1.005.1.2.5地质参数有关地质参数见表5.1.3、5.1.4、5.1.5。5-4枢纽建筑物基础建议设计指标表表5.1.3指标岩性名称及层号容重渗透系数允许渗透比降弹性模量压缩模量泊桑比压缩系数混凝土与岩体摩擦系数抗剪强度抗剪断强度允许承载力不冲刷流速冲刷系数开挖边坡湿干岩/岩(峰值)砼/岩(峰值)永久临时水上水下水上水下γγdKJ水平ZEoμa1-2fφcφ’c’φ’c’Rγc1:1KN/m3cm/s—MPa—MPa-1—°KPa°MPa°MPam/s—1：i碎石含粘性土2-219-202×10-30.1520-303000.302.02.51.52.0砂壤土3-215.714.81×10-30.3010185壤土3-318.315.65×10-51.50.51510中砂3-515.314.63×10-30.1520250卵砾石3-620.620.28.8×10-30.1540-50330.5砾质壤土3-719.014.81×10-42.02015碎石含粘性土5-119-211×10-30.230-40280.3壤土5-218.315.65×10-51.50.51510砾质壤土6-119.716.61×10-53.0200.3017100.8卵砾石含少量粘性土6-221.419.31×10-30.30402800.5角砾凝灰岩CⅤ(全风化)20.05×10-40.51000.33270.250.81.00.751.0CⅣ(强风化)24.85×10-40.1×1040.320.520.70.30.80.31.001.60.50.750.50.75CⅢ(片理化)23.01×10-40.3×1040.30.550.80.40.70.42.01.3BⅢ(弱风化)25.71×10-40.4×1040.300.600.90.60.90.72.501.20.40.50.40.5BⅡ(微风化)25.75×10-510×1040.260.651.01.01.11.14.001.10.50.40.5花岗闪长岩CⅤ(全风化)23.54×10-30.50.5×104150.32280.250.810.75CⅢ(强风化)26.04×10-35×1040.300.55～0.600.70.80.70.31.001.50.50.750.50.75AⅢ(弱风化)26.04×10-310×1040.260.671.01.01.00.73.001.20.40.50.40.5AⅡ(微风化)27.01×10-420×1040.200.701.21.51.21.04.001.05-5土料建议设计指标表表5.1.4料场类别料场编号岩性名称控制比重渗透系数饱和直剪三轴允许渗透比降干密度含水量压缩系数饱、固、快饱不固、快饱和、固结、不排水剪凝聚力内摩擦角凝聚力内摩擦角总应力有效应力凝聚力内摩擦角凝聚力内摩擦角ρdWGSKvA100-300CφCφCφc’φ’Ig/cm3%-Cm/sMPa-1Kpa°KPa°KPa°KPa°-防渗料A1-1粘土1.5523.52.710.58×10-70.10723102052310.515185（接触3.0～4.0）A1-Ⅱ1.5723.72.7164.9×10-70.07691012.5205.52310.51216.0A21.6021.02.7028.4×10-70.118910112062011.511.518.0坝壳料建议设计指标表表5.1.5料场类别料场编号岩性名称控制比重渗透系数饱和压缩系数直剪三轴允许渗透比降干密度含水量饱、固、快饱不固、快饱和、固结、不排不剪凝聚力内摩擦角凝聚力内摩擦角总应力有效应力凝聚力内摩擦角凝聚力内摩擦角ρdwGSKva100-300CφCφCφc’φ’Ig/cm3%-Cm/sMPa-1Kpa°KPa°KPa°KPa°-坝壳料B1、B4、C1、C2卵石1.982.678×10-20.09水上33°水下31°0.205-65.1.2.6采用的设计规范及准则a)《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》（SL252-2000）；b)《防洪标准》（GB50201-94）；c)《水利水电工程初步设计报告编制规程》（DL5021-93）；d)《土石坝沥青砼面板和心墙设计准则》（SDJ01-88）；e)《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）；f)《溢洪道设计规范》（SL253-2000）；g)《水电站厂房设计规范》（SL266-2001）；h)《水电站调压室设计规范》（DL/T5058-1996）；i)《水工隧洞设计规范》（SL279-2002）；j)《水工建筑物抗冰冻设计规范》（SL211—98）；k)《水工建筑物抗荷载设计规范》（DL5077—1997）5.2设计方案比选5.2.1坝轴线选择根据可行性研究设计审批意见，老龙口水利枢纽工程初步设计坝轴线选定可研设计坝轴线，其控制点总座标为：右岸A点，座标为X=4760163.117m，Y=44387674.721m。左岸B点，座标为X=4761016.134m，Y=44388007.662m。在该轴线上游约300m处有珲春河支流二道沟汇入，上移坝轴线将减少入库水量；在该坝轴线的下游，河床开阔，下移坝轴线将使坝的长度增加较多，不经济。坝轴线上、下移动的可能性不大，所以坝轴线不再选择进行比较。5.2.2坝型比选老龙口水利枢纽工程地处高寒山区，库区附近块石料、砂砾石以及粘5-7土料储量丰富，适宜修建当地材料坝。在初步设计阶段仍选择砂砾石坝壳的心墙坝。根据可行性研究报告审查意见，对心墙防渗材料拟定了沥青混凝土心墙砂砾石坝和粘土心墙砂砾石坝进行比较。坝基表部的砂壤土、中砂和壤土清除后，一般坝基座落在其下部的卵砾石层上。两种坝型岩基的防渗处理措施均采用垂直帷幕灌浆。a)浇注式沥青混凝土心墙坝浇注式沥青混凝土心墙坝的坝顶高程为120.65m，坝顶宽6.0m，坝顶设防浪墙，墙高1.2m，墙顶高程121.85m。上、下游坝坡在高程101.04m处分别设2.0m宽的马道，马道以上坝坡均为1:2.25，马道以下坝坡均为1:2.5。沥青混凝土心墙的混凝土底板建在强风化岩石上，混凝土底板宽5.0m，厚0.8m，浇注式沥青混凝土心墙厚度在高程101.04m以上为0.3m，以下为0.4m，与底板连接处扩大连接面积，连接宽度为1.6m，心墙两侧是厚度为0.15m的油砌混凝土预制块，以保护心墙并做为心墙施工的模板，混凝土砌块外侧是厚度为3.0m的碎石过渡层，以连接心墙与坝体砂砾石。坝体下游侧设贴坡排水，有上坝道路部分水平方向的厚度为4.0m，无上坝道路部分水平厚度为2.0m，贴坡排水的顶部高程为88.65m，比校核尾水位高1.0m。心墙底部的基岩设帷幕灌浆，灌浆孔距2.5m，深度8.0～12.0m。坝体上、下游护坡均采用干砌块石，上游护坡干砌块石厚0.45m，下垫0.20m的砂砾石垫层，下游护坡干砌块石厚0.3m。b)粘土心墙坝粘土心墙坝的坝顶高程为120.50m，坝顶宽6.0m，坝顶设防浪墙，墙高1.2m，墙顶高程121.70m。上、下游坝坡在高程101.04m处分别设2.0m5-8宽的马道，上游坝坡马道以上为1:2.5，马道以下为1:2.75。下游坝坡马道以上为1:2.25，马道以下为1:2.5。粘土心墙顶宽3.0m，心墙顶高程为118.90m，心墙两侧边坡为1：0.3，上游侧设厚2.0m的过渡层，下游侧设厚2.5m的过渡层。心墙底部设粘土截水槽，基础坐落在弱风化岩石上，截水槽底宽12.0m，截水槽下设混凝土盖板。坝体下游侧设贴坡排水，有上坝道路部分水平方向的厚度为4.0m，无上坝道路部分水平厚度为2.0m，顶部高程为88.65m，比校核尾水位高1.0m。坝体护坡及坝基岩层的防渗型式同浇注式沥青混凝土心墙坝。土坝坝型比选工程量及投资估算列于表5.2.1。土坝坝型比选工程量及投资估算表表5.2.1项目单位粘土心墙浇注式沥青混凝土心墙坝体砂砾石m315390301866254干砌石m37270172896砂砾石垫层m31423713078坝体碴石m3380000380000防浪墙m3989989石方开挖m32660625936土方开挖m3112893117887清基m3186026166191沥青心墙m310757粘土心墙m3383166心墙砼砌块m38870左坝端旋喷灌浆m32363236过渡层m3140834116605坝顶砼路面m354475447帷幕灌浆m78037803钢筋t4545投资万元939910468投资差值万元10695-9从上表可以看出，粘土心墙坝较沥青混凝土心墙坝节省投资1069万元。沥青混凝土心墙的优点在于心墙与坝基、岸坡的连接较容易；坝体的沉陷变形对心墙的影响较小，心墙适应变形能力强；心墙的浇注不受气候的影响，施工速度较快。其缺点在于浇注式心墙施工工艺要求较高，施工控制较为困难；心墙出现隐患时，不易发现部位，维修困难；对于砂砾石坝壳料来说，如果考虑坝体过水导流则需要的防护费用较高，在导流工程方面不能明显的节约投资。粘土心墙坝的优点是投资省、就地取材、施工简单，其防渗可靠性优于浇注式沥青混凝土心墙。但缺点在于心墙的施工受气候的影响较多，施工速度相对较慢。因此，综上所述在当地材料充足、投资节约1069万元以及施工导流多方面的考虑，本次初步设计推荐