武汉大学水工学院-本科毕业论文（附计算说明书及设计图纸）

1、摘 要林江是我国大河流之一 ，其干流全长700公里，流域面积17400平方公里；楚河是林江的重要支流，流经林江的上下游地带，全长250公里，流域的面积为7200平方公里。楚河开发计划是配合林江而制定的。楚河楚林水利枢纽就建立在楚河和林江汇流处的楚林。枢纽属一等工程，以防洪和发电为主，兼有航运等综合效益。其主要建筑物有：混凝土实心重力坝、引水建筑物、泄洪建筑物、放空建筑物、过坝建筑物和电站厂房等枢纽按千年一遇洪水设计，五千年一遇洪水校核。水库正常蓄水位178.0米，设计洪水位179.3米，校核洪水位180.13米。电站装机3台2.4万千瓦，总装机72000千瓦。船闸可以保证80吨级驳船通航。主体

2、建筑物实体重力坝坝顶高程182.04米，最大坝高46.04米；泄洪采用表孔，共三孔，每孔宽12米，堰顶高程170.92米；放空采用深孔，设一孔，宽米，高4米，底板高程151米；电站引水采用坝内压力钢管，钢管直径4.5米；电站厂房为坝后式。本设计对枢纽的主体建筑物进行了认真的方案比选和详细的尺寸设计，并对所设计的建筑物进行了安全校核，保证建筑物的安全运行。同时对水电站和施工导流进行了简要的设计。关键词林江 楚河 楚林 水利枢纽 大坝AbstractLinjiang River is one of the large stream flow in our country, which has 70

3、0 kilometers long, and drainage area covers about 174000 km2. Chuhe River, which is on the upstream of the Linjiang River, is the most important anabranch on the Linjiang River, it has 500 kilometers long and its drainage area covers 7200 km2. The development plan of Chuhe River is determined on the

4、 Linjiang River. The Chuhe Chulin water project plan is built at the Chulin, of which the accordant junction of The Chuhe Chulin water project plan is the first class project, its main functions are flood control and power generation. The main building includes: the concrete gravity dam, the diversi

5、on head building, the emptying outlet building and water power plant etc.Water project plan is designed according to meeting flood design once in millennium, and meet flood check once in five thousand years. The normal water level of the project is 178.0m, the design flood level is 179.3m, and the c

6、heck flood level is 180.13m.The total volume of the power generation units is 72000KW. The ship box can guarantee that 80 tons of barges get through.This design has compared several available projects earnestly and design detailed size. At the same time it checks the safety, and ensure the safe oper

7、ation of the building. Simultaneously, the paper design the water power station and diversion work briefly.Keywords Linjiang River Chuhe River Water project plan Dam目 录 TOC o 1-1 h z t 标题 2,1,标题 3,2 HYPERLINK l _Toc41672627 第一章 总述 图12-6 固结灌浆孔的布置12.3 帷幕灌浆帷幕灌浆的重要目的是降低坝底渗透压力，也有利于坝基内产生机械或化学管涌，即防止基岩裂隙中的填

8、充物被带走或溶滤，减少坝基渗透流量等。帷幕灌浆最常用的是水泥浆，有时也用化学灌浆。帷幕灌浆常在灌浆廊道内进行，一般先进行固结灌浆，并利用已浇注混凝土坝块的压重，采用分级灌注法，即自上而下钻进一段，灌注一段，灌好后再钻深一段，如此继续加深，直到必要的深度为止。帷幕灌浆的设计，主要是确定帷幕的深度、厚度、伸入岸坡的范围。（1）帷幕的深度设计如果不透水层基岩面不深，则帷幕灌浆应钻灌到不透水层。如果不透水层很深可将帷幕伸入相对隔水层内35米。如果相对隔水层很深，帷幕深度可根据降低渗透压力、防止管涌等设计要求来确定，一般可在（0.30.7）倍的坝高范围内选择。由于枢纽处主要岩层为黑色硅质页岩，其单位吸水

9、量为0.1升/分钟，大于0.01升/分钟（单位吸水率小于0.01升/分钟的为相对隔水层），即不存在相对隔水层，确定灌浆深度在h=(0.30.7)H=(0.30.7)46=13.832.2米，取20米的深度。（2）帷幕厚度的确定对于中低坝只需设置一排的帷幕灌浆就可以了，则对一排的灌浆来说其厚度l4=(0.70.8)c式中：c孔距，一般为1.54米，最好由现场实验确定，此处取3米则厚度为l4（3）帷幕伸入到两岸的范围防渗帷幕伸入岸坡的范围、深度及帷幕轴线的方向，应根据工程地质、水文地质条件确定，并应与河床部位的帷幕保持连续。当不透水层或相对不透水层距地面不远时，帷幕可与不透水层或相对不透水层衔接。

10、当帷幕需要深入很长才能和不透水层或相对不透水层相衔接时，可以伸到原来地下水位线与最高库水位的交点。12.4 坝基排水帷幕灌浆不能完全截断渗流。为了进一步的降低坝底渗透压力，常要设置坝基排水设施。坝基排水设施一般包括：排水孔和基面排水。一般在帷幕灌浆完成以后，在灌浆廊道内钻设排水管，形成排水管幕。排水管距帷幕孔的距离不小于2米。必须注意排水孔不得穿过帷幕，一般略向下游倾斜，与帷幕成1015交角。排水孔距为23米，拟订为3米。孔径为100150mm，不宜过小以防堵塞，拟订150mm。空深为帷幕深的4060%，高中坝的孔深不宜小于10米，拟订50%21.6=10.8米。排水孔通过坝内预埋钢管引至廊道

11、边沟内，汇入集水井。对能充分利用排水作用的基础，除设一道主排水外，对于中坝可设12排的辅助排水，布置在基础纵向排水廊道内，孔距约为35米，孔深约为612米。拟订设置两排辅助排水，其孔距3米，孔深6米。如基岩裂隙发育，排水孔间还会有渗水流通，此时需要设计坝基排水网，但常因施工不慎而被堵塞，难以清理。由于枢纽所在坝基裂隙不发育，就不再设置排水网。只是沿横缝给每坝段设置一横向廊道，作为交通和集水之用。其具体布置见图12-7。图12-7 坝基排水系统图12-7 坝基排水系统第十三章 施工导流设计为了能使建筑物能够施工，需要用围堰维护基坑，将河水引向预定得泄水道往下游宣泄，进行施工导流。导流方案的选择受

12、各种因素的影响（如水文条件、地形条件、水工建筑物的型式几布置等）。一个合理的导流方案，必须在周密研究各种因素的基础上，拟订几个可能的方案，进行技术经济比较，从中选择技术经济指标优越的方案。常用导流方案的比较如表13-1：表13-1 导流方案比较导流方案特点分类特点及使用条件分段围堰法导流分段围堰法乙称分期围堰法，就是用围堰将水工建筑物分段分期围护起来进行施工的方法。分段围堰法导流一般适用于河床宽、流量大、施工期较长的河流。底孔导流底孔导流即在混凝土坝体内修好临时底孔或永久底孔，导流时让全部或部分导流流量通过底孔宣泄到下游，保证工程继续施工。底孔导流的优点是挡水建筑物上部的施工可以不受水流干扰，

13、有利于均衡施工；缺点是钢材用量增加，封堵不易。在混凝土坝施工中，底孔导流被广泛采用。坝体缺口导流缺口导流即在混凝土坝施工过程中，当汛期河水暴涨暴落，其它建筑物又不足以宣泄全部流量时，为了不影响施工进度，可在未建成的坝体上预留缺口，配合其它建筑物泄洪，待洪峰过后再继续修筑缺口。在修建混凝土坝，特别是大体积混凝土坝时常被采用，。单一的梳齿导流在大中型工程中较少采用，其缺点是梳齿在施工过程中交错上升，易受洪水威胁，所以常和其它导流方式配合使用。明槽导流在分段围堰法导流中，当可水较深或河床覆盖层较厚时，纵向围堰的修筑十分困难，可修建导流明槽进行导流。全段围堰法导流全段围堰法导流，就是在河床主题工程的上

14、下游各建一道拦河围堰，使河水经河床以外的临时泄水道或永久泄水建筑物下泄。隧洞导流隧洞导流是在河床中开挖隧洞，在基坑上下游修建围堰，河水经由隧洞下泄。一般山区河流，河谷狭窄，两岸地形陡峻，山岩坚实，采用隧洞导流较为普遍。但隧洞造价昂贵，且施工复杂。明渠导流明渠导流是在河岸上开挖渠道，在基坑上下游修筑围堰，河水经渠道下泄。明渠导流一般用于岸坡平缓的平原河道。涵管导流涵管导流一般在修筑土坝、堆石坝工程中采用。由于此枢纽坝型为实体重力坝，坝址处河床底宽108m，流量较大适合用分段围堰导流。施工中通过河床、底孔、坝体缺口导流，而不用造价昂贵的隧洞或明渠导流。施工中采用重力坝枢纽常用的两段两期导流方案，施

15、工也较简单。13.2导流方案13.2.1 河床束窄度的选择采用分段围堰法导流时，纵向围堰位置的确定，也就是河床束窄程度的选择是关键性问题之一。此工程务需考考虑通航、伐运要求，但要满足前后两期施工过程中主体工程的施工量、施工强度要大体均衡的要求。根据国内外的一些工程经验，一般河床束窄度K值在4070之间，经计算此处K取41.2，具体计算见计算说明书6.1节。11.3.2具体导流方法的确定导流方案的选择应考虑以下因素：先施工的一岸要求有较好的交通，否则需要另外架设桥梁；最好可以提前创造经济效益；便于布置导流建筑物。考虑交通因素，应先修筑右岸电站和深孔坝段；但这样导流建筑物（导流底孔）将无法布置；考

16、虑提前发电，应先修右岸电站坝段，但电站进水口高程151.7米，如果需要提前发电，还需要蓄水到进水口高程以上6.36米（计算见9.2节），这对施工进度有相当的要求，是很难保证的；考虑到通航，可先修左岸；考虑二期导流建筑物的布置，应先修左岸。所以，本工程具体导流方法为：第一期围护左岸，修筑一期土石围堰和纵向围堰，修建溢流坝段（设置导流底孔）、船闸和左岸挡水坝段，河水通过被束窄的河床，洪水期时，洪水完全从河床通过；第二期围堰右岸，修筑二期过水土石围堰，修建电站坝段，深孔坝段和挡水坝段，河水通过左侧修建的导流底孔下泄。修至一定高程后，左右岸坝体同时施工。坝体全面提升，完成浇筑混凝土上升至坝顶。13.3

17、导流设计流量确定导流设计流量是选择具体导流方案控制施工过程，设计导流建筑物的重要依据，而导流标准又是选择导流设计流量进行施工导流设计的标准。13由于此工程中的主体工程为一级建筑物，导流建筑物只需要使用2-3年，围堰高程低于30m，因此，可确定导流建筑物为级。又围堰工程采用土石围堰，查相应规范表知可确定此土石围堰洪水重现期为20年一遇。13一期土石围堰不能过水，洪水重现期为20年一遇，即P=5%，由频率-洪峰表（表2-2），可得此时Q=2800m3/s，即为围堰导流设计流量。13.4围堰工程13根据当地材料的特点，石料居多，且有一定的蕴藏量的土石料，可确定本工程围堰为土石围堰。由于覆盖层厚度较大

18、（在图上量得为6.8米），所以采用如图11-1所示的垂直防渗心墙升入到基岩以阻断渗水。同时考虑到黏土储量不多，所以防渗心墙为混凝土心墙。13一般来说，基坑破址距离主体工程轮廓，不应小于2030m，以便布置排水设施，交通运输道路及堆放材料和模板等。此处上、下游围堰与主体工程轮廓距离为30.0m。纵向围堰不做为永久建筑物的一部分，只需距主体工程轮廓2.0m。13一期围堰时，河水通过束窄河床通过，导流设计流量Q=2800m3m，下游堰高148.9m。二期围堰时，通过一期修建的导流底孔导流。此阶段围堰高度需进行调洪演算后再确定。根据工程经验，现拟定三孔导流底孔的尺寸宽高为4m和6m，导流底孔底板高程1

19、40m。导流底孔设在左岸的溢流坝中部。调洪计算及围堰计算见计算说明书6.3节。计算结果表明，二期围堰上游高164m，下游堰高147.48m。表13-1 围堰计算成果表一期二期水位堰顶高程水位堰顶高程上游164下游13.4.4 围堰构造堰顶宽度根据规范，围堰的堰顶宽度视围堰高度、结构型式及其材料组合等而定。高于10m的围堰，其最小宽度不小于3.0m；堰高超过2030m时，宽度一般为46m。如果堰顶需要通行汽车等大型车辆，其宽度应视交通要求确定。由于围堰高度最大为H=164-145=21米，根据上述要求拟订围堰顶宽为5米，可以满足交通要求。上下游边坡坡度取为1：1.5。二期上游围堰具体构造见11-1，其余围堰构造类似，在此不做