毕业设计混凝土面板堆石坝工程毕业设计编制于

XX面板堆石坝1概述1.1工程等别、建筑物级别及洪水标准XX水电站地处XX干流上游河段，位于XX省XX市XX县境内，下距XX县城13km(公路里程)，经XX镇至XX市162km，经XX至XX市184km。XX为XX中上游南岸一大支流，发源于XX北麓，有西、南两源：西源名泗河，为XX上游主流，发源于陕西省镇坪县境内；南源官渡河，发源于渝鄂交界的阴条岭及乌云顶，两源在两河口汇合后始称XX，再由西南流向东北汇入XX。XX全长(包括上游泗河)354km，总落差500多m，全流域面积12502km2，年径流量达60亿m3左右。XX水电站水库正常蓄水位355.00m，总库容23.38亿m3，具有完全年调节性能。工程开发任务主要是发电，兼有提高下游黄龙滩水电站大坝防洪能力和改善库区通航条件等效益。大坝最大高度114.0m，电站装机2台，总装机容量500MW。属一等大(1)型工程，工程枢纽由混凝土面板堆石坝、右岸溢洪道、右岸泄洪洞、左岸引水隧洞、坝后地面厂房等组成，其中大坝、溢洪道、泄洪洞、引水隧洞进水口为1级水工建筑物，正常运用洪水重现期为1000年，非常运用洪水重现期为10000年；电站厂房为1级水工建筑物，设计洪水重现期为200年，校核洪水重现期为1000年；消能防冲建筑物设计洪水重现期为100年。1.2水文气象XX流域属副热带季风气候区，雨量较充沛。XX水电站坝址控制流域面积8950km2，占XX流域面积的71.6%，坝址多年平均流量164m3/s，年径流量51.7亿m3。XX为XX流域多泥沙河流之一，多年平均含沙量为0.962kg/m3，多年平均输沙量为497万t。图2-5XX坝址设计洪水过程线图表2-9XX坝址设计洪水过程表月日时P(%)10.50.20.10.050.020.01%62313:00818910990104011301170127015:00156017401910203022002310249017:00307034403920429046505140547019:005570625072207980864097501040021:007100797092401020011100125001340023:00791088801020011200122001350014500241:008080909010400115001250013800148003:008200924010600117001270014000150005:008280932010700118001280014100151007:008410947010900119001300014200153009:0087809880113001240013500148001590011:00942010600121001330014500158001700013:001070012100138001510016400180001930015:001200013400153001660018000198002120017:001090012300141001540016800184001970019:00963010800124001370014900163001750021:0087009790112001240013500148001590023:00796089401030011300123001360014600251:00720080809310103001120012400133003:0066107420857094701030011500123005:006100684079108750949010600114007:00559062707260804087209810105009:00521058506780751081309170982011:00477053506200687074408410900013:00441049505740636068907790834015:004110461053505930642072607770表2-9（续）月日时P(%)10.50.20.10.050.020.01%17:00380042604940547059306710717019:00358040204650515055806310674021:00338037904380485052505930633023:003230362041904630501056506030261:0030903460400044104780537057303:0030203380389042904640521055505:0029703320382042004550509054207:0029203270375041104450496052809:00286032103660401043504820513011:00275030703500382041504580487013:00261029203320361039204300458015:00247027703130339036804020428017:00236026402970321034903780403019:00221024702760298032303490372021:00210023502620281030603270350023:002020225025102680292031103330271:0019302160239025502780295031603:0018402060227024202630278029905:001760196021602300250026302830表2-26XX（厂）坝址水位流量关系表Z（m）Q(m3/s)Z（m）Q(m3/s)Z（m）Q(m3/s)260.428.2269.04160278.014400261.074.8270.05020279.015800262.0297271.05970280.017200263.0635272.07020281.018600264.01080273.08140282.020100265.01550274.09310283.021500266.02110275.010500284.023000267.02720276.011800285.024400268.03400277.013100水库库容水位0.00271.593880.30276.146330.47279.2030.71282.928440.82285.579551.16289.354331.64294.873772.47301.782663.40307.739444.28312.680445.20317.540666.50322.849227.24325.432338.13328.374448.94330.803449.70333.0625510.55335.5484411.41337.7656612.52340.5522213.35342.65314.23344.5804415.21346.5105516.23348.6014417.04350.1835518.22352.2069919.15353.8231119.93355.3148820.92357.0004421.90358.5184422.75359.9499924.01361.9375525.05363.2633326.32364.9688827.26366.3587728.39367.63429.58369.3505530.73370.9963332.47372.90933.76374.2322235.31375.9698836.76377.6421139.31380.2148841.83382.7522244.66385.6127746.66387.6427748.64389.3106651.24391.6592253.22393.0999955.46395.2744457.38396.7422259.44398.3187761.98399.955551.3坝区工程地质1.3.1区域地质XX流域展布有3条大断裂，南部青峰断裂与田家—安康断裂将区域分成三个传统大地构造单元(Ⅰ扬子准地台、Ⅱ南秦岭加里东褶皱带、Ⅲ武当隆起区)。扬子准地台位于青峰断裂以南，南支官渡河流经本区，区内地层除石炭系、侏罗系缺失外，自元古界至第四系均有出露，青峰断裂是淮阳山字型西翼反射弧的一个组成部分；南秦岭加里东褶皱带，位于田家—安康断裂西南，支流泗河，南支官渡河流经本区，区内地层为寒武—志留系碎屑岩，主要岩性为硅质岩、云母片岩、板岩及砂岩、炭质千枚岩夹灰岩。沿田家安康断裂带分布有田家、宝丰—溢水断陷盆地，沉积有白垩—第三系红色陆相碎屑岩地层。武当隆起区位于田家—安康断裂带以北，出露地层为元古界武当群的结晶片岩，主要岩性有云母石英片岩、石英岩、变质中酸性火山岩、绿泥片岩、钠长片岩等，坝址即在本区。1.3.2新构造运动与地震区内新构造运动特征是间歇性抬升，但速度和幅度各时期不同。历史上XX、竹溪、XX发生过6度地震，震中距XX坝址35km～47km。据《中国地震动参数区划图》(GB18306～2001)，本区地震动峰值加速度为0.10g，相应地震基本烈度为7度；2004年中国地震局地质研究所对XX水电工程区进行了地震安全性评价，鉴定意见为：场地50年超越概率10%的动峰值加速度为0.10g，地震基本烈度值为7.0度；100年超越概率2%的动峰值加速度为0.228g，地震烈度值为8.0度。1.3.3坝址工程地质条件坝址位于XX河口至上游1.2km长的峡谷河段内，河道弯曲呈“S”型，总体上右岸为凸岸。河流流向自北北西转向北东东，两岸坡度40°～50°，水面宽70m～100m，河床覆盖层厚5m～16m。坝址由上游至下游出露有元古界武当群化口组(Ptwdh3)白云母石英片岩(俗称副片岩)、下寒武统水沟口组(∈lsg)绢云绿泥石英片岩、炭质千枚岩地层。加里东期辉长—辉绿岩沿上述两地层接触线，似层状侵入到下寒武统水沟口组中，后期变质为绿泥钠长片岩(γln3)(俗称正片岩)。坝址位于上游太阳坡倒转背斜的正常翼(北东翼)。陈家河断层(F1)在坝址下游XX河口处通过，坝址位于相对较完整的下盘。岩层产状较稳定，走向330°～350°，倾向北东(下游)，倾角40°～50°。坝址区主要有断层10条，其中6条(F1～F6)为顺层断层，多发育在正、副片岩接触带靠副片岩一侧。除F1规模较大外，其余很小。破碎带宽度一般0.2m左右。断层F8、F9属张性，F10属扭性，规模较小，延伸不长，破碎带宽0.1m～0.2m。溢洪道挑流鼻坎段座落于Ⅲ级基座阶地，阶面高程330.00m～348.00m，岩石为灰黑色含炭石英质千枚岩(∈lsg1-2)与灰绿色绿泥钠长片岩(γkln3)，片理走向330°～340°，倾向北东，倾角55°。泄洪洞出口为顺向坡，坡角40°～45°，岩石为薄层条带状硅质板岩夹薄层或透镜状灰岩(∈lsg3)，片理发育，受岸坡卸荷影响结合不紧密，走向北东50°～60°，倾向南东，倾角68°～80°的高倾角节理发育，张开、充泥。岩石饱和单轴抗压强度：块状绿泥钠长片岩、片理较发育的绿泥钠长片岩为40.0MPa～60.0MPa，属中硬岩类，其它两种岩石为25.0MPa～30.0MPa，属较软岩类。白云母石英片岩组中的白云母石英片岩，饱和抗压强度在30.0MPa左右，亦基本属于较软岩类。坝区岩体抗冲流速：白云母石英片岩组6m/s～7m/s，绿泥钠长片岩组7m/s～10m/s，千枚岩夹硅质岩组3m/s～4m/s。1.4工程枢纽布置及主要建筑物工程枢纽由混凝土面板堆石坝、右岸开敞式溢洪道、右岸泄洪洞、左岸地面厂房及引水系统等建筑物组成。1.4.1大坝XX水电站工程挡水建筑物为混凝土面板堆石坝，坝顶高程362.00m，坝轴线长296.0m，坝顶宽10.0m，河床趾板建基面高程248.0m，最大坝高114.00m。上游坝坡1:1.4，下游坝坡1:1.51（综合坝坡），坝体总填筑方量276.10万m3，采用灰岩、硅质岩、河床砂砾料及建筑物基础开挖料分区填筑，坝身堆石体从上游至下游依次分为盖重区(1B)、上游铺盖区(1A)、垫层区(2A)、特殊垫层区(2B)、过渡区(3A)、主堆石1区(3B1)、主堆石2区(3B2)、下游堆石区(3C)、下游护坡(P)、反滤层等。趾板置于弱风化基岩之上，宽度按1/10~1/20水头设计，宽4.0m~8.0m，厚0.5m~0.7m，纵横配筋率0.35%左右，混凝土强度等级为C25W12F150。混凝土防渗面板的厚度沿高程变化，板厚按公式t（板厚）=0.3+0.003×H（距防浪墙底高度）m计算确定，最大厚度63.0cm，纵横配筋率0.4%左右，混凝土强度等级为C25W12F150，面板按6m~12m间距分缝。周边缝设置三道止水，面板垂直缝设置二道止水。1.4.2溢洪道溢洪道布置在混凝土面板堆石坝右侧，为岸边开敞式溢洪道，由进水明渠、闸室段、泄槽段、挑流鼻坎等部分组成。溢洪道中心线与坝轴线的交角为74.01676°。a)进水渠进水渠底宽69.0m，渠底高程330.00m，中心长约130m。进水渠左侧边墙采用衡重式钢筋混凝土结构，墙顶高程362.00m，顶宽1.0m，衡重台处墙宽9.5m，墙底宽3.0m，墙高35.0m，总长约64.0m，其中上游段为1/4平面椭圆曲线段，长轴39.0m，短轴26.0m，下游以一段长约20.0m的直线与闸室相连。进水渠右侧溢0-105.0m上游边坡为1∶1.0，从桩号溢0-020.0m的直立边墙至溢0-105.0m以扭曲面型式渐变连接，扭面厚约0.5m，采用钢筋混凝土护坡。b)闸室闸室段长35.0m，总宽度77.0m，共设3孔溢流表孔，单孔净宽20.0m，孔口高18.0m，闸墩采用预应力结构，中墩厚4.5m，边墩厚4.0m。闸室采用孔中分缝，共分4个闸段，左、右边孔闸段宽均为14.0m，中孔闸段宽24.5m。WES型低实用堰堰顶高程337.0m，上游面铅直，堰顶上游堰面曲线由三段圆弧组成，圆弧半径分别为9.0m、3.6m、0.72m，堰顶下游堰面曲线方程为y=0.04285371x1.85，通过1∶2.0的直线段与下游反弧段平顺连接，反弧段反弧半径为30.0m，中心角为18.0343°。3孔表孔溢洪道每孔设弧形工作闸门一扇，由闸顶液压启闭机操作。弧形闸门支铰桩号溢0+023.551，高程347.000。溢洪道3孔共设1扇平板检修闸门，由闸顶单向门机启闭。闸室上、下游均设齿槽，上游齿槽基础高程325.0m，宽4.0m；下游齿槽基础高程321.0m，宽5.0m；中部建基面高程328.0m，宽12.2m。闸室两侧高程343.00m以下垂直开挖，边墩混凝土贴坡浇筑，边墩钢筋网通过锚筋与基岩面连接。闸室基础固结灌浆孔深5.0m，孔、排距3.0m，梅花形布置；底板基础锚筋直径φ25，深入基岩4.5m，孔、排距3.0m，梅花形布置。c)泄槽泄槽为单坡矩形断面，槽底坡度i=0.15，泄槽净宽69.0m，长300.076m。泄槽左右两侧均采用贴坡式钢筋混凝土板，边墙混凝土与岩壁通过锚筋连接，墙厚1.0m，墙顶高程根据水面线确定为343.00m～291.00m。泄槽底板采用分离式钢筋混凝土底板，厚1.0m。泄槽基础底板基础锚筋直径φ28，深入基岩5.0m，孔、排距3.0m，正方形布置。d)挑流鼻坎挑流鼻坎采用不等高扩散式连续斜鼻坎，挑坎向上游扩散5.0m，向下游扩散8.0m，挑坎末端高程从左至右为283.055m～286.154m，挑射角15°～22°，反弧半径为80.0m，斜鼻坎向上游偏转39°50’。溢洪道最大泄量13600m3/s，鼻坎末端最大单宽流量128.3m3/(s·m)。100年一遇消能设计洪水时，溢洪道最大泄量9417m3/s，鼻坎末端最大单宽流量90.1m3/(s·m)。e)出口防护挑流鼻坎出口防护采用混凝土面板护坡＋坡脚裙台方案。混凝土面板厚1.0m，在溢洪道中心线方向坡度为1：1，坡脚高程256.50m。坡脚裙台布置在河床覆盖层以下1m，将回流水平推向河中，以减小淘刷坑深度。裙台水平宽6m，表面坡度1:4，顶部高程256.50m～258.00m，末端防淘槽深5m。1.4.3泄洪洞泄洪洞由进水明渠、岸塔式进水口、无压隧洞和挑流鼻坎等部分组成。泄洪洞布置在溢洪道的右侧，其中心线与溢洪道中心线平行，两中心线相距114.5m。a)进水渠进水渠最小底宽12.0m，两侧采用喇叭形向上游扩散，扩散角为6°，渠底高程300.0m。两侧在桩号泄0-020m处边坡为1∶1，从桩号泄0+000m的直立边墙至泄0-020m以扭曲面型式渐变过渡。进水渠两侧边坡采用挂网喷锚支护，锚筋直径28mm，长度5.0m，间、排距均为2.0m；边坡表面挂钢筋网，并喷10cm厚C20混凝土支护。底板采用1.0m厚C20钢筋混凝土衬砌。b)进水口岸塔式进水口尺寸为47.0m×17.0m×64.5m(长×宽×高)，塔顶高程为362.0m，与坝顶齐平，底板高程300.0m，