静安河水库枢纽工程设计 摘要 静安河水库位于某省，是静安河上一个主要控制工程，其控制面积18100平方公里，占静安河流域面积的99.4％。水库建成后，配合下游河道整治等措施，保证下游沿河两岸河北、山东、河南广大平原地区和京广铁路的安全，可以解除相当于1956年、1963年洪水的灾害，通过河南省月亮渠灌溉农田约60余万亩，并经卫运河、南运河输水，补充天津市工业用水和居民生活用水，电站装机3400千瓦，平均年发电量10920万度，此外库区还有养鱼和和发展水产之利。 本设计为分区材料心墙拦河大坝，隧洞结构设计为主，溢洪道设计为辅，根据要求分别设计布置主坝，副坝，溢洪道，以及隧洞等水工建筑物。 主坝为均质土坝，坝高161.52m，大坝上游坝坡1:2.75，下游坝坡坡度1:2.5。大坝坝顶宽度12m。大坝采用防渗墙，下游设置棱体排水。溢洪道位于大坝左侧144m高程处，溢洪道主要作用是满足水库排水需要，保证大坝的安全与稳定。 隧洞布置于大坝右侧，入水口位置位于121m高程处。水流通过主出水口灌溉下游农田，部分水流由支渠用来发电。 Abstract Ji
ng River Reservoir is located i
n a provi
nce, is the Ji
ng River, a major co
ntrol e
ngi
neeri
ng, the co
ntrol area of 18,100 square kilometers, accou
nti
ng for Ji
ng River Basi
n area of 99.4%.Buildi
ng of the reservoir, with the dow
nstream river trai
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nd other measures to e
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n Hebei, Sha
ndo
ng, He
na
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n area of security, you ca
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nt of 1956 flood disaster i
n 1963,He
na
n Provi
nce, the moo
n hrough the irrigatio
n ca
nalabout 60 millio
n mu of farmla
nd, a
nd by Wei Ca
nal, South Ca
nal water, i
ndustrial water a
nd reside
nts i
n Tia
nji
n to add water, power statio
n i
nstalled capacity of 3400 kilowatts, the average a
n
nual ge
neratio
n capacity of 109.2 millio
n degrees, i
n additio
n to the reservoir area a
nd the developme
nt of fish a
nd thereFisheries of the profits. Layout were desig
ned u
nder the requireme
nts of the mai
n dam, auxiliary dam, spillway, a
nd the tu
n
nel a
nd other hydraulic structures. Mai
n dam with all-earth dam, the dam height 156.6m, dam upstream slope 1:3.0, dow
nstream slope gradie
nt of 1:2.5.Dam crest width of 12m, Dam usi
ng cut-off ta
nk, the dow
nstream prism drai
nage.144m elevatio
n i
n the left side of the spillway at the dam, spillway mai
n role is to meet the
needs of reservoir water to e
nsure the security a
nd stability of the dam. Arra
nged o
n the dam o
n the right tu
n
nel, the i
nlet locatio
n is at 121m elevatio
n. Irrigatio
n water dow
nstream through the mai
n outlet of farmla
nd, part of the water used to ge
nerate electricity from the bra
nch ca
nals. 目录 1原始资料及设计数据- 1 - 1.1兴建缘由、工程效益- 1 - 1.2设计资料- 1 - 1.2.1水库标准： - 1 - 1.2.2设计水位、库容及泄量- 1 - 1.2.3地层及水文地质概况- 2 - （1）坝基地层- 2 - （2）坝基水文地质概况- 3 - （3）第三纪砂、粘土设计数据- 3 - （4）有关砂页岩的设计数据- 3 - 1.2.4土料蕴藏情况以及筑坝材料物理力学指标- 4 - （1）土料蕴藏状况- 4 - （2）筑坝材料物理力学指标- 4 - 1.2.5风速与吹程- 5 - 1.2.6输沙量- 5 - 1.2.7灌区- 5 - 1.2.8引水隧洞- 6 - 1.2.9该坝区为6度地震区- 6 - 1.2.10施工碾压机械- 6 - 2土坝设计- 6 - 2.1枢纽布置- 6 - 2.1.1主坝坝轴线选择- 6 - 2.1.2副坝轴线布置选择- 7 - 2.1.3溢洪道布置- 7 - 2.1.4隧洞布置- 8 - (1)布置原则- 8 - （2）方案选择- 8 - （3）进出口建筑物布置- 9 - （4）进口建筑物的型式- 9 - （5）出口建筑物型式- 9 - 2.1.5电站布置- 10 - 2.2坝型选择- 10 - 2.3工程等别、建筑物级别确定- 10 - 2.4大坝设计- 10 - 2.4.1剖面尺寸拟定- 10 - 2.4.1.1坝顶高程- 10 - 2.4.1.2坝顶宽度及坝顶- 14 - 2.4.1.3坝坡- 15 - （1）上下游坝坡确定- 15 - （2）护坡设计- 15 - 2.4.1.4防渗排水设施拟定- 19 - （1）坝体防渗——土质心墙- 19 - （2）坝基防渗- 19 - （3)排水设施- 20 - 2.4.1.5坝体与坝基、岸坡等的连接- 21 - （1）坝体与坝基的连接- 22 - （2）坝体与岸坡的连接- 22 - （3）坝体与其他建筑物的连接- 22 - 2.4.2土方量校核计算- 22 - 2.4.3土料设计- 24 - 2.4.3.1土料要求：从数量、质量上要求- 24 - （1）对筑坝土料的要求- 24 - （2）对防渗土料的要求- 24 - （3）对反滤料、过渡层料和排水体料的要求- 24 - 2.4.3.2粘性土料填筑标准设计- 25 - （1）.填筑含水量- 25 - （2）设计干容重- 25 - 2.4.3.3非粘性土料设计- 26 - 2.4.4地基处理- 26 - 2.4.4.1坝基处理- 26 - 2.4.4.2岸坡处理- 26 - 2.4.5渗流计算- 27 - 2.4.5.1计算的水位：设计洪水位组合- 27 - 2.4.5.2渗流计算断面- 27 - 2.4.5.3各断面浸润线、总渗流量- 29 - 2.4.6稳定计算- 34 - 2.4.6.1手算- 34 - 2.4.6.2电算- 39 - 2.4.7细部构造- 41 - 2.4.7.1反滤层设计- 41 - (1)需设置反滤层的有关部位- 41 - (2)设置反滤层的主要目的- 41 - (3)设计准则- 41 - （4）主要步骤- 41 - 2.4.7.2有关坝面、排水沟布置构造- 45 - 3溢洪道、隧洞设计- 46 - 3.1溢洪道设计- 46 - 3.1.1溢洪道位置确定- 46 - 3.1.2引水段设计- 46 - 3.1.3控制段设计- 47 - 3.1.3.1堰型选择- 47 - 3.1.3.2孔口宽度计算- 48 - 3.1.4泄水槽设计- 50 - 3.1.4.1初拟陡槽坡度- 50 - 3.1.4.2水面线推求- 51 - （1）计算判断闸型- 51 - (2）计算分界断面- 51 - 3.1.4.3确定边墙高度- 54 - 3.1.4.4泄水槽的底部衬砌以及构造设计- 56 - （1）衬砌的分缝与止水- 56 - （2）衬砌的排水- 56 - （3）衬砌的厚度与锚筋加固- 57 - 3.1.5出口段设计- 57 - 3.1.5.1消能型式选择- 57 - （1）挑流鼻坎高度的确定- 57 - （2）挑射角α的选择- 57 - （3）反弧半径R的确定- 57 - （4）主要构造- 57 - 3.1.5.2挑距及冲刷坑渗流计算- 59 - （1）挑距的计算- 59 - （2）冲坑深度的计算- 60 - 3.2隧洞设计- 61 - 3.2.1线路布置与方案选择- 61 - 3.2.1.1隧洞选线的主要原则- 61 - 3.2.1.2方案选择- 61 - 3.2.1.3本枢纽隧洞是结合导流、泄洪、放空、发电与灌溉等各种作用为一体。 - 61 - 3.2.1.4初拟洞径- 61 - 3.2.2进出口高程初拟- 61 - 3.2.2.1进口高程- 61 - 3.2.2.2出口高程- 61 - 3.2.2.3纵坡- 61 - 3.2.3水力计算- 62 - 3.2.3.1主洞（以10天放空为控制计算洞径） - 62 - 3.2.3.2支洞(支洞从主洞内引出） - 69 - （1）灌溉洞： - 69 - （2）发电洞： - 70 - 3.2.4确定进出口高程、型式- 70 - 3.2.4.1进出口高程确定- 70 - 3.2.4.2进、出口型式- 70 - （1）进口型式： - 70 - （2）龙抬头进口型式- 70 - 3.2.5出口消能- 71 - 3.2.5.1主洞出口采用差动式挑流消能- 71 - 3.2.5.2灌溉支洞- 71 - 3.2.6结构计算- 71 - 3.2.6.1确定衬砌厚度h - 71 - 3.2.6.2计算各种荷载产生的弯矩和轴向力- 72 - (1)垂直山岩压力产生的弯矩和轴力- 72 - (2)衬砌自重产生的弯矩和轴力- 74 - (3)均匀内水压力产生的弯矩和轴向力- 75 - (4)不均匀内水压力产生的弯矩和轴力- 75 - (5)均匀外水压力下产生的弯矩和轴力- 76 - (6)不均匀外水压力下产生的弯矩和轴力- 77 - (1)第一种荷载组合- 78 - （2）第二种荷载组合- 78 - 3.6.2.4混凝土的配筋计算- 79 - （1）第一种荷载组合- 79 - （2）第二种荷载组合- 80 - 3.6.2.5混凝土应力校核- 80 - （1）第一种荷载组合- 81 - （2）第二种荷载组合- 81 - 总结- 82 - 参考文献： - 83 -