15年重力坝毕业设计2

毕业设计任务书

(供水利水电工程专业用)

兰州交通大学土木工程学院水利水电工程系

二○一五年三月

一、毕业设计目的与毕业设计要求

（一）毕业设计目的

毕业设计是学生应用在校所学知识、结合工程实际，进行一次系统的、有机的解决工程实际问题的训练，也是完成工程师基本训练的最后一个教学环节。目的是：

1、巩固、扩大和提高所学理论知识，并使之系统化。

2、培养学生综合应用所学知识，解决实际工程技术问题的能力，并初步掌握设计水利枢纽工程的内容、原则、方法和步骤。

3、通过毕业设计实践，提高学生思考；钻研问题；分析问题的能力。

4、通过毕业设计实践，进一步提高学生设计、计算、绘图和编写说明书的技能。

5、通过毕业设计的锻炼，使学生进一步树立正确的设计思想和观点；进一步树立热爱社会主义祖国、热爱祖国水利水电建设事业的高尚情操；培养学生勇于攀登高峰、刻苦钻研、实事求是、谦虚谨慎、认真负责的工作作风。

（二）毕业设计要求

本设计的题目是我国刚竣工的水利枢纽工程。

（1）明确毕业设计的性质、目的、任务和要求。

（2）熟悉原始资料，弄清枢纽设计任务；按设计要求分析资料；注意资料的可靠性和合理性，了解资料的用处和用法；

（3）从工程的具体条件出发，应用最新科学技术成就进行设计，如期全面完成设计任务并争取做到重点深入；

（4）设计方案应根据已知资料中的地形、地址、水文气象等提出方案，进行定性分析，充分论证后选择较优方案；根据坝型定性分析选择其他建筑物形式作必须的计算；根据各建筑物形式组成几个枢纽布置方案，定性分析选择一个合理方案；

（5）对主要建筑物应作得较详细，对其中个别部分可达到施工阶段的要求；对其他建筑物（如河岸洪道、隧洞、电站厂房、泄水底孔）等的设计，视其情况，由指导教师酌情增减；

（6）学生在完成所规定的阶段设计内容后，应随即提出自己的设计成果。

A  设计图5张

图是设计者的语言，是毕业设计的主要成果之一，要求表达内容和绘制图正确，图面(饱满没有多余的空幅、没有重复的构造、图幅布局合理、主次分明、大图应有标题)、比例适当、尺寸齐全、绘制清晰、图面整洁和有必要的注释和说明）。

B 设计说明书

设计说明书也是毕业设计的主要成果。要求：内容（按设计规定）齐全、论点正确、论据可靠、结论明确；章节分明、条理清楚。语言精练、字迹工整；既要有计算参数、公式、结果，又要有对计算结果的分析论证和结论；此外还需注意适当地使用插图和附表。设计说明书每项计算应有草图、计算公式、数据、计算过程和成果、供计算的曲线等。

二、枢纽概况及工程目的

石楼县位于山西省的西部，黄河中游晋陕峡谷的东岸，西临黄河，北与柳林县和中阳县毗邻，东与交口县接壤，南与隰县、永和相连。其地理位置位于东经110°22´～111°06´，北纬36°52´～37°13´之间。现辖4镇5乡，2004年末全县总人口10.6万人。   

石楼水库地处石楼县境内，屈产河中游坪底河段，坝址距裴沟乡4.5km，距石楼县城22km，距屈产河入黄口25km。

从工程布置、地形地质条件、筑坝材料、交通运输、施工条件、工程运行管理、工程投资等多方面对混凝土重力坝和碾压混凝土重力坝两种坝型进行比较，并确定混凝土重力坝为本工程推荐坝型。

根据本工程的规模及其在国民经济中的作用，按水电部制定的SDJ12－78设计标准。正常高水位为831.00m，查“容积-水位关系曲线”图，得相应库容为230万立方米，属于小（1）型工程规模，等别为Ⅳ等；

防护对象是一般城市，等别为Ⅳ等；

从而确定工程等别为Ⅳ等，主要建筑物为4级，次要建筑物为5级。

三、设计基本资料 [参见附录一]

四、设计任务和基本要求

  （一）设计任务：

1.本次设计针对枢纽工程的三个坝址段选择合理的坝址段。

2.根据地质、地形条件和枢纽建筑物的作用进行坝线、坝型的选择。枢纽布置方案比较通过初步分析和计算，选定枢纽布置方案。并绘制枢纽平面布置及上游立视图。

3.坝工设计。拟定挡水坝（或溢流坝）剖面，稳定应力分析等，并绘制设计图纸。

4. 进行细部构造设计和地基处理设计。包括：标号分区、分缝、止水、廊道、排水及坝基开挖、清理、灌浆、断层破碎带处理等，并绘制有关设计图。

（二）设计基本要求：

1.设计者必须发挥思考能力，创造性的完成设计任务。在设计中应遵循技术规范，尽量采用国内外的先进技术与经验。

2.设计者对待设计、计算、绘图等工作，应具有严肃认真一丝不苟的工作作风，以使设计成果达到较高水平，并从中得到锻练。

3.设计者必须充分重视和熟悉原始资料，明确设计任务，在规定的时间内完成要求的设计内容。

4.成果包括:设计说明书、计算书一份（可合为一本），图纸4张。

附录一

石楼水库重力坝方案设计基本资料

1  总述 

石楼县位于山西省的西部，黄河中游晋陕峡谷的东岸，西临黄河，北与柳林县和中阳县毗邻，东与交口县接壤，南与隰县、永和相连。其地理位置位于东经110°22´～111°06´，北纬36°52´～37°13´之间。现辖4镇5乡，2004年末全县总人口10.6万人。   

石楼水库地处石楼县境内，屈产河中游坪底河段，坝址距裴沟乡4.5km，距石楼县城22km，距屈产河入黄口25km。

屈产河流域于1962年6月设立裴沟水文站观测，控制流域面积1023km2，与本工程区间没有支流汇入，故以裴沟水文站作为本工程水文分析计算的依据站。

本流域属于半干旱地区，气候特征为：四季雨雪稀少，冬季气候寒冷干燥，降雨集中于汛期，干旱缺水普遍，十年九旱。流域多年平均降水量在474mm左右，时空分布不均，年际及年内变化大，汛期降水量约占年降水量的73%；年平均气温为9.6℃；无霜期多年平均在203天左右；最大冻土深96cm，封冻期在70天左右。

经统计折算，裴沟站水面蒸发量为1265.6mm，多年平均径流深为29.2mm，多年平均降水量为474mm。求得该水库库面附加蒸发损失为820.8mm。

依据水文气象资料，多年平均年最大风速17.6m/s，吹程520m。

2  基本资料

2.1  坝址地形

库区位于石楼县坪底村屈产河中上游，汇水长约3km。库区地形起伏较大，山势陡峻，峰顶高程一般在880～1100m之间，河床高程800.0～860m之间，相对高差80～260m，属低中山地形。屈产河在库区形成弯道，流向大体为北西，在左岸发育数条冲沟，右岸发育支流暖泉河及数条冲沟。

2.2  坝址地质

在屈产河的发展演化过程中形成了四级阶地，沿河两岸断续分布，多不对称，主要发育在凸岸。

⑴Ⅰ级堆积阶地

阶面高出河床3.0m左右，阶面高程805～815m，零星分布于河流凹岸。阶面平缓，微倾向河床，阶面表层为低液限粉土，其下为卵石混合土，形成于全新世，堆积物厚2.0～3.0m。

⑵Ⅱ阶基座阶地

基座高程815～820m，一般高出河床10m左右，零星分布于河流凸岸。阶面倾向河床及下游，阶面宽度较大，上部为低液限粉土，其下为卵石混合土。堆积厚度约8.0m。形成于全新世。

⑶Ⅲ级基座阶地

基座高程830m左右，一般高出河床20m左右，库区屈产河左右岸均有分布。阶面宽度较大，上部为低液限粉土，下部为卵石混合土，堆积厚度10～15m。形成于晚更新世。

⑷Ⅳ级基座阶地

基座高程840～860m，一般高出河床40m左右，主要分布于右岸，基座之上堆积卵石混合土，上部为低液限粉土及低液限粘土，厚30～40m，形成于中更新世。

坝基及坝肩三迭系二马营组第三岩组（T2er-3）弱风化状态下岩体较完整，渗透性弱～中等，岩体质量好。

2. 3  建造材料及水源资料

申家沟土料场位于下坝址下游约2.0km的屈产河右岸申家沟村西南，料场至坝址有石楼至柳林的公路通过，交通条件便利。料场地形起伏较大，平行发育两条近东西向冲沟。料场长约1000m，宽约500m。出露地层上部为第四系上更新统风积低液限粉土，结构松散，土质较均匀，发育大孔隙和垂直节理，厚3～10m，分布于山梁等处，为无用层。其下为中更新统洪积物，岩性为微红色低液限粘土，结构较密实，土质较均匀，偶含钙质结核，为有用层。厚度15～20m。料场勘探深度内未见地下水，根据收集有关地质资料分析，地下水埋深大于30m。

2. 4  坝基岩石及沙砾石的物理学性质资料

本枢纽坝基岩石的物理学力学指标如下：

（1）、抗压强度  建议值为200～250kPa

（2）、弹性模量   2×104MPa

（3）、混凝土与结晶片岩间的抗剪指标

      f=0.7，f’=1.0，C’=1.0MPa

（4）、岩石容重       2.7×103kg/m3

（5）、砂砾石容重     2.2×103kg/m3

（6）、淤沙容重（干） 1.8×103kg/m3

（7）、淤沙内摩擦角   φ=140

2.5  水库特性表

（1）水库水位

    1）正常蓄水位                      831.00m

2）设计洪水位（P=3.3%）            832.50m

3）校核洪水位(P=0.5%)              836.m

4）汛限水位                        827.00m

5）死水位                          825.00m

6）淤积高程                        816.00m

（2）下游尾水位

  1）设计洪水位                      821.00m

  2）校核洪水位                      824.00m

    3）正常尾水位                      816.00m

（3）溢洪道下游水位

  1）设计洪水位                      820.5m

2）校核洪水位                      823.2m

设计洪水位时最大下泄量2749m3/s，校核洪水位时最大下泄量5247m3/s。其中，设计洪水位时，通过有压泄水底孔下泄流量240 m3/s，校核洪水位时，通过有压泄水底孔下泄280 m3/s。其余由溢流坝段下泄。

图3.1 坪底水库水位～库容曲线

图3.2 坪底水库水位～面积曲线