第0頁共49頁鯉魚塘水庫水工設計目錄第一部分說明書01第一章鯉魚塘水庫水工設計基本資料08第二章主要建筑物形式選擇和樞紐不置14第一節(jié)確定樞紐的組成建筑物、確定工程的等別、建筑物的級別第二節(jié)壩址的選擇14第三節(jié)壩軸線的選擇16第四節(jié)選擇壩型及其它主要建筑物形式16第五節(jié)研究和擬定樞紐布置的可能方案18第三章非溢流壩剖面設計19第四章溢流壩剖面設計22第一節(jié)溢流壩空口尺寸設計26第二節(jié)溢流壩剖面圖26第三節(jié)消能方式的選擇27第四節(jié)閘門型式、尺寸及啟閉機設備的選擇28第五章壩基處理設計29第六章壩體構造設計32第七章取水建筑物的設計37第1頁共49頁第八章底孔壩段設計38第二部分計算書第一章非溢流壩剖面設計40第一節(jié)確定壩體的主要尺寸1、基本資料402、壩體剖面尺寸擬定403、壩體穩(wěn)定分析42第二節(jié)壩體荷載組合、穩(wěn)定分析1、設計洪水位未計入揚壓力的情況422、設計洪水位計入揚壓力的情況423、校核洪水位未計入揚壓力的情況424、壩基面邊緣應力計算44第二章溢流壩剖面設計第一節(jié)溢流壩堰頂高程的確定1、下泄流量452、單寬流量的選擇453、溢流壩總長度的確定454、堰頂高程的確定45第二節(jié)溢流壩剖面形式的選擇1、確定堰面曲線46參考文獻47第2頁共49頁水工畢業(yè)設計指導書一、畢業(yè)設計的性質和目的畢業(yè)設計是學生應用在校所學知識、結合工程實際，進行一次系統(tǒng)的、有機的解決工程實際問題的訓練，也是完成工程師基本訓練的最后一個教學環(huán)節(jié)。目的是1、鞏固、擴大和提高所學理論知識，并使之系統(tǒng)化。2、培養(yǎng)學生綜合應用所學知識，解決實際工程技術問題的能力，并初步掌握設計水利樞紐工程的內容、原則、方法和步驟。3、通過畢業(yè)設計實踐，提高學生獨立思考、鉆研問題、分析問題的能力。4、通過畢業(yè)設計實踐，進一步提高學生設計、計算、繪圖和編寫說明書的技能。5、通過畢業(yè)設計的鍛煉，使學生進一步樹立正確的設計思想和政策觀點；進一步樹立熱愛社會主義祖國、熱愛祖國水利水電建設事業(yè)的高尚情操；培養(yǎng)學生勇于攀登高峰、刻苦鉆研、實事求是、謙虛謹慎、認真負責的工作作風。二、畢業(yè)設計的任務1、內容（1）弄清樞紐任務，分析原始資料；（2）主要建筑物形式選擇（重點是大壩）和樞紐布置；（3）主要建筑物設計及細部構造。2、要求（1）明確畢業(yè)設計的性質、目的、任務和要求。（2）熟悉原始資料，弄清樞紐設計任務；按設計要求分析資料；注意資料的可靠性和合理性，了解資料的用處和用法；（3）從工程的具體條件出發(fā)，應用最新科學技術成就進行設計，如期全面完成設計任務并爭取做到重點深入；（4）壩型選擇應從實際出發(fā)提出方案，進行定性分析，充分論證后選擇較優(yōu)方案；根據各建筑物形式組成幾個樞紐布置方案，定性分析選擇一個合理方案；（5）對主要建筑物應作得較詳細，對其中個別部分可達到施工階段的要求；對其他建筑物（如河岸洪道、隧洞、涵管、灌溉進水閘、電站廠房、船閘）等的設計，視其情況，由指導教師酌情增減；（6）學生在完成所規(guī)定的階段設計內容后，應隨即提出自己的設計成果。3、設計成果（1）設計大圖圖是設計者的語言，是畢業(yè)設計的主要成果之一，規(guī)定用鉛筆繪制，要求表達內容和繪制圖正確，圖面飽滿沒有多余的空幅、沒有重復的構造、圖幅布局合理、主次分明、大圖應有標題、比例適當、尺寸齊全、繪制清晰、圖面整潔和有必要的注釋和說明。第3頁共49頁（2）說明書和計算書設計說明書也是畢業(yè)設計的主要成果。要求內容（按設計規(guī)定）充實、論點正確、論據可靠、結論明確；章節(jié)分明、條理清楚。語言精練、字跡工整；既要有計算參數、公式、結果，又要有對計算結果的分析論證和結論；此外還需注意適當地使用插圖和附表。計算書也是設計的重要成果，應和說明書分開編寫，也應章節(jié)分明、條理清楚，每項計算應有草圖、計算公式、數據、計算過程和成果、供計算的曲線、不便列入說明書的布圖等可列入計算書。三、畢業(yè)設計的時段劃分及時間安排按教學計劃的規(guī)定畢業(yè)設計為期8周。每個學生應在規(guī)定的時間內完成規(guī)定的內容，在開始時明確畢業(yè)設計這一教學環(huán)節(jié)的性質、目的、任務外，還應作好準備工作，加強計劃性，力爭高質量完成設計。安排計劃時可參考下表。階段序號設計內容時間分配（周）1了解設計任務、熟悉、分析資料052主要建筑物型式和選擇樞紐布局103非溢流壩段設計204溢流壩段設計105細部構造設計、基礎處理設計106繪圖、整理說明書107寫答辯稿、準備答辯及畢業(yè)答辯10合計75說明1、每周按五個工作日計算2、各階段的說明書和說明書附圖、附表、設計圖的底圖應在所屬階段完成。四、設計程序和各階段的主要內容及要求畢業(yè)設計可分為四個階段，各階段的內容和要求如下1、階段了解任務書和熟悉、分析原始資料本階段的目的在于全面了解設計指導書、認識設計題目的現實意義，熟悉河流的一般自然地理條件，樞紐壩址的水文氣象特性，樞紐及水庫（有的工程未給出）的地形和地質條件，以及了解當地的建筑材料、對外交通、規(guī)劃數據、動力供應等有關的基本資料，只有認真熟悉、透徹分析、熟練掌握資料，才能從實際出發(fā)，正確選擇建筑物形式，進行樞紐布置和建筑設計，所以編寫說明書基本資料一章不是簡單地抄寫或摘錄資料。應該把必需用的資料整理到說明書中去，了解每一項資料在設計中的用處和用法，考查資料的精度和合理性。通過熟悉和分析資料，達到對所設計的工程有一個全面的概念。初步掌握自然條件和規(guī)劃資料中對水工和施工設計有較大影響的主要因素和關鍵問題。為以后的深入設計和應用資料打下扎實基礎，如發(fā)現資料不足可由指導教師或征得指導教師同意后予以補充。2、階段主要建筑物形式選擇和樞紐布置本階段的主要任務是決定主要建筑物形式和樞紐布置方案，是河川樞紐工程設計工第4頁共49頁作中的一項重要工作。這項設計工作決定了整個工程的經濟特性和合理性，影響工程經濟效益、運行安全可靠性；同時，此項設計又是一項比較復雜的工作，涉及很多因素和問題，需要廣泛的理論知識和時間經驗。因此，在設計中應貫徹正確的設計思想和善于綜合各方面的知識，用技術經濟比較的方法較好的解決這些實際問題，設計的主要內容包括（1）確定樞紐的組成建筑物，確定工程的等別、建筑物的級別；（2）壩軸線選擇（原則明確、分析具體）；（3）選擇壩型及其它主要建筑物可能型式（有原則、有分析、有結論）；（4）研究和擬定樞紐布置的可能方案，以定性的方式通過分析論證將明確不合適的建筑物型式和樞紐布置方案予以淘汰，從而選用經深入比較的建筑物型式和總體布置方案，根據原則結合實際，具體分析得出明確的選定方案；3、階段主要建筑物設計主要建筑物包括擋水、泄水、專門建筑物等，它們是設計的重點內容，每個學生必須進行一種主要建筑物的全面設計。要求深廣度舉例如下【1】擋水建筑物畢業(yè)設計代做平臺580畢業(yè)設計網是專業(yè)代做團隊也有大量畢業(yè)設計成品提供參考WWWBYSJ580COMQQ3449649974重力壩（含支墩壩）A、通過定性分析論證，進一步選擇壩體的結構型式（如選用實體重力壩，寬縫重力壩，梯形重力壩，大頭壩等）B、確定大壩的主要尺寸以最大壩高斷面為代表，計算壩頂高程，擬定壩頂寬度和上下游起坡點與坡度；同時擬定壩身排水，壩基灌漿帷幕和排水孔幕，基面排水等；C、作用于壩體上的荷載與組合（各種組合均算）D、壩體穩(wěn)定分析確定正常與非常情況下的荷載組合，進行壩體穩(wěn)定計算；E、壩體邊緣應力計算對最大壩高斷面進行上游變坡點截面，建基面進行各種情況的邊緣應力計算；F、壩內應力計算進行壩基面、上下游折坡點三個斷面的壩內應力計算，畫出應力圖；G、對穩(wěn)定、應力進行判別，若不滿足要求，則應提出改進措施（不另進行計算）；H、設計溢流壩壩剖面選擇HD、選擇堰面曲線，選擇消能方式，擬定消能工尺寸，并進行必需的水力學計算，布置閘口啟閉機，擬定通氣孔和充水閥尺寸等。I、取水建筑物設計泄水口型式、尺寸擬定、管道布置、閘門啟閉機，通氣孔與充水閥等。J、壩體構造設計包括壩體分縫（橫、縱縫型式，橫、縱縫構造）廊道系統(tǒng)與壩身止水；壩體對材料的要求與混凝土標號分區(qū)；壩頂構造；連接段設計；K、地基處理包括基礎開挖和形狀要求，基礎灌漿和排水，兩岸連接段和其它特殊地基處理等。L、底孔壩段設計包括底板高程，孔口尺寸，溢流面曲線，閘門型式，起閉方式第5頁共49頁等。上述設計內容能用圖（大圖、附圖）表示的必須用圖表示。、拱壩A、通過分析論證進一步選擇拱壩的結構型式，但畢業(yè)設計以選取等厚對稱拱壩為宜。B、拱壩布置大中型工程采用優(yōu)化設計，畢業(yè)設計限于時間采用參照類似工程擬定。拱壩布置主要擬定拱冠梁斷面尺寸，拱圈參數。進行平面布置，得出一個滿足穩(wěn)定應力等安全要求，連續(xù)光滑，經濟合理，便于施工的平面布置圖。拱冠梁斷面尺寸包括壩頂高程、壩頂寬度、壩底寬度和上下游壩面曲線；拱圈參數主要擬定15個（按高程均分）水平拱圈的厚度、中心角和半徑；根據拱冠梁斷面和拱圈尺寸進行平面布置，要求壩南曲線連續(xù)光滑、壩與地基接觸面連續(xù)光滑，倒懸度滿足要求（也可采用施工措施解決）。要注意拱壩結構應有利于壩身其它結構布置。C、作用于壩體的荷載與其組合應注意考慮溫升、溫降問題，要注意揚壓力與止排水的關系。D、荷載分配用徑向變位協調原理分配荷載。可電算也可手算，計算時應分別考慮溫降、溫升兩種情況，在計算前必須把荷載分配和變位調整搞清楚。E、懸臂梁和拱圈應力計算計算設計情況下拱壩應力。對拱冠梁計算各共軛點處（即拱冠梁與水平拱交點處）應力；對水平拱圈應計算拱冠、拱座處應力；對應力成果應進行判別（是拱、梁分別應力還是總應力呢）；若應力不滿足允許應力要求，應提出改善措施。F、根據拱、梁應力計算情況，計算設計情況下的岸坡穩(wěn)定（注意溫升或溫降）；先作局部穩(wěn)定校核，若不滿足要求，則進行整體穩(wěn)定分析。G、拱壩的泄水建筑物設計，水電站建筑物設計，細部構造設計，地基處理設計等內容參考重力壩設計提綱。在設計時必須注意異同點。、土石壩A、通過定性分析論證，進一步選擇壩的結構型式（如塑性心墻壩、斜墻壩、斜心墻壩、混合壩和剛性防滲體壩等）。B、擬定最大壩斷面（作為代表性典型剖面），包括壩頂高程和壩頂寬度，壩體上下游變坡高程，馬路寬度和壩面坡度；防滲體高程頂寬、坡度和地基接觸長度與結構；排水設備的型式與尺寸等。C、作出正常運用情況下滲透計算，包括浸潤線、滲透流量、滲透變形和滲透力等；校核只計算浸潤線，是否計算上游水位驟降的浸潤線，指導教師視不同學生酌情確定。D、穩(wěn)定分析對均質壩只計算最大壩高斷面穩(wěn)定滲流期整個下游坡的穩(wěn)定分析，且必須算出最小穩(wěn)定安全系數。第6頁共49頁心墻壩視材料算出上游或下游最大壩高邊坡的最小穩(wěn)定安全系數。斜墻壩必須算出上游水位處于危險水位最大壩高斷面整個壩坡的穩(wěn)定最小安全系數。其它情況是否計算由指導教師決定。E、壩體構造設計包括壩頂（含防滲墻）、過度層和反濾層、壩身和邊坡排水、上下游護坡等。F、地基處理包括開挖高程、形狀要求、防滲處理、軟弱夾層或破碎帶處理、兩岸連接或與其建筑物的連接等。、泄水建筑物、泄水隧洞A、進一步選擇泄洪隧洞型式（有壓或無壓）；B、確定進口高程、考慮隧洞用途、各有關水位、冰凍、泥沙、閘門和啟閉機的重量，隧洞長短等因素決定進口高程。C、首部建筑物型式，考慮河岸巖石特征、地形、施工條件及建筑物結構特性等因素，以論證方式選擇首部建筑物的型式；選擇檢修門的位置、型式及相應的啟閉機械；擬定進口段型式等，并進行隧洞平面和剖面布置。D、擬定細部構造，如灌漿孔布置、分縫、排水等。E、荷載及荷載組合要求能正確進行荷載分析與組合，特別注意F、K、地下水位等的影響。F、結構計算與配筋本應計算各種荷載組合情況下各代表性隧洞斷面和各種構造影響的斷面，由于時間關系，僅計算各種荷載情況下一個洞身斷面的內力與配筋，并畫出配筋圖。G、穩(wěn)定分析本應計算出出口洞臉巖體的穩(wěn)定性，這次不作計算，但需定性分析。H、選擇消能方式，擬定尺寸。若不作結構計算則必須詳細設計消能工。I、構造與處理設計主要是防滲、排水和通過軟弱夾層等構造破碎的結構設計。對于次要建筑物主要在選定型式，擬定尺寸。、溢洪道A、定性分析進一步選擇溢洪道型式（正槽式、側槽式、井式、虹吸式等）。B、溢洪道布置包括平面和剖面C、進行水力學計算D、結構計算與配筋E、細部構造設計F、地基處理設計、水閘第7頁共49頁A、定性分析選擇閘型B、作好水閘布置（包括縱剖后）C、進行水里學計算，包括水量、消能防沖等D、結構設計與配筋E、細部構造F、地基處理4、階段編寫設計說明書、計算書，繪制設計圖五、注意事項1、畢業(yè)設計式在指導教師的指導下，由學生獨立進行的設計工作。因此，要注意培養(yǎng)學生獨立工作能力，啟發(fā)創(chuàng)造精神。2、為了保證按時完成任務，學生應根據自己的設計題目了解各階段的設計內容和各部分的比重，結合自己的實際情況，參考建議的時間分配表，制定出整個設計計劃和分階段計劃。如延誤時間自己設法彌補，不允許推遲送交成果。3、在各階段設計開始時，學生應了解本階段的設計任務和要求詳細考慮進行的步驟和方法，再擬出設計提綱，然后開始設計工作。4、學生設計一律在設計室進行，并按規(guī)定時間工作。5、教師的指導工作按規(guī)定時間在設計室進行，并事先應有充分的準備，指導教師的指導工作包括布置任務、審定補充資料、輔導答疑、審查成果、評定成績等。輔導時一般由學生匯報設計情況、計劃完成情況、存在問題以及下一步工作設想，再由指導教師進行指導，介紹參考資料啟發(fā)學生思考，指出解決問題的道徑，回答技術疑難問題，提出建議等。學生不能請教師代作決定、代為計算，依靠教師進行數字校核等。學生對教師指出的問題必須經過自己的消化思考變成自己的成果，設計者對自己的成果負責。6、在設計中，不但要正確選用計算方法和計算公式，而且還應注意計算情況、參數選用成果判別和改善措施，不但要注意計算方法的有關問題，而且還注意選型、布置、構造、處理等方面的設計，后者往往更重要，在一定程度講，計算只起校核作用。7、不允許請人代作或互相抄襲，如發(fā)現上述情況，取消雙方畢業(yè)設計資格，設計成績以零分計。8、教師每周或每單元對學生時間成果抽查12次，每階段全面審查一次。9、所發(fā)給的原始資料、圖紙、指示書，學生要負責保存，不能遺失，設計結束時，必須全部隨成果交回。【2】10、設計、繪圖中規(guī)定畢業(yè)設計論文代做平臺580畢業(yè)設計網是專業(yè)代做團隊也有大量畢業(yè)設計成品提供參考WWWBYSJ580COMQQ3449649974單位長度公里（KM）；米（M）；厘米（CM）；毫米（MM）重量噸（T）；公斤（KG）時間秒（S）第8頁共49頁組合單位應力（KPA，MPA）圖幅采用1號圖幅，高寬526744（MM），左邊框25MM，右、上、下邊框10MM，根據需要也可采用其它標準圖幅。圖例采用工程制圖教材上圖例圖題如下圖（長度單位厘米）三峽電力職業(yè)學院水力樞紐水工專業(yè)評閱教師指導教師樞紐布置總圖答疑教師設計制圖比例尺寸單位答疑教師班級日期圖號鯉魚塘水庫水工設計基本資料第一部分自然條件鯉魚塘水庫水工設計基本資料1、流域概況和工程任務桃溪河位于重慶市開縣境內，地處大巴山南鹿的長江三峽區(qū)段內，在東經1080810823，北緯31083130之間，屬小江水系南河的支流，發(fā)源于開縣梓潼鄉(xiāng)北關村峭壁梁，河流呈南北向，東臨小江正源東河，西北面與渠河水系前河相接。上游支流發(fā)育，主源麻柳河自北向南流經鹿垌、麻柳，于三溪口納入紫水河、馬場河后始稱桃溪河，再經正壩、桃溪、雙柏、鎮(zhèn)安鎮(zhèn)注入南河，河流全長65KM，流域面積5923KM2，平均坡降116。桃溪河流域地勢北高南底，屬中底山侵蝕剝蝕地貌，山嶺大致呈西南東北向，河流橫切山脈穿行而出，山峰一般海拔高程800M1200M，個別高達1400M。正壩上游屬山區(qū)，兩岸山峰林立，河谷深切，基巖裸露，灘多流急，多跌坎，沿河岸耕地相對較少，植被覆蓋尚良好；正壩以下為桃溪河的中下游地帶，屬中低山地貌，以烈馬山為代表，其海拔高程約500M800M；在下游河谷逐漸開闊系丘陵地貌，兩岸一級階地發(fā)育，間有灌木叢林和低矮林木分布，此地段也是農作物種植區(qū)，植被常遭破壞，水土流失較為嚴重。鯉魚塘工程壩址位于三溪口下游約15KM處的小黑灘，下距正壩鎮(zhèn)約5KM，控制集水面積2358KM2，壩址以上河長318KM，河道平均坡降123。1994年10月為鯉魚塘工程設立正壩專用站，觀測水位；1995年2月開始測流，控制集水面積238KM2。2、氣象資料桃溪河流域屬亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)。具有冬暖夏熱干燥，秋綿雨夏秋短的特點，多年平均氣溫186，極端最高氣溫42，極端最低氣溫45。流域內降雨量充沛，流域多年平均降雨量1400MM左右，壩址以上流域平均年降雨量14049MM，降雨強第9頁共49頁度由南西向北東遞增，暴雨中心常出現在上游梓潼鄉(xiāng)一帶，是雨量的最高值區(qū)，多年平均降雨量高達1600MM1800MM。正壩以上19681998年月、年平均降雨量見表。正壩以上流域月、年平均降雨量表各月平均降雨量表（MM）一二三四五六七八九十十一十二年平均降雨量（MM）231243611109317001789241617431903117858626314049流域降雨量大部分集中在410月份，約占全年降雨量的841，尤以7月份最為集中，且降雨強度大，是流域大暴雨的多發(fā)季節(jié)。鯉魚塘水庫水工設計基本資料1、地形地貌工程位于大巴山東段，地形相對高差2001000M，多屬強烈切割之中低山區(qū)，桃溪河從北向南流經本地區(qū)，河道彎曲，河谷多狹窄。受巖性、構造控制，區(qū)內地貌內型可分為侵蝕堆積地貌，構造剝蝕地貌和巖溶地貌三種。2、地層巖性工程區(qū)出露地層主要有第四系、侏羅系、三迭系和二迭系。僅北東禺分布有志留系、奧陶系、寒武系及震旦系。3、地質構造及區(qū)域構造穩(wěn)定性工程區(qū)所處大地構造單元為四川沉降帶之川東褶皺帶北東端或稱揚子準地臺中部，四川臺坳東段，區(qū)內構造以褶皺為主，其軸線多呈向北西突出的弧形，總體走向為北東向或北東東向。主要褶皺有平樓山向斜、溫泉井背斜、長店坊向斜、馬槽壩背斜、開縣向斜，回龍閣背斜、假角山向斜、假角山背斜及渠馬河向斜等。正壩斷裂為區(qū)內主要斷裂構造，發(fā)育于溫泉井背斜近核部，延伸長約40KM，產狀7080/NW4080，最大斷面距400余米，影響范圍寬達5080余米。其北側有2條與之平行的斷裂，傾角6070，傾向NW，破碎帶寬27M，總體產狀特征與巖層一致，為壓扭性。本區(qū)北東禺發(fā)育數條北西向逆斷層，距擬建工程甚遠。本地區(qū)地震基本烈度小于度。鯉魚塘水庫水工設計基本資料鯉魚塘水庫在三溪口以上有麻柳河、紫水河和馬場河三條支流，正常蓄水位450M時，三條支庫回水長分別為95KM、46KM和43KM；三溪口以下為桃溪河，該庫段長約16KM。庫區(qū)河谷深切，河道彎曲，河床寬1030M，兩岸坡角300500，局部形成陡崖，沿河谷凸岸分布有級階地，除紫水河支庫庫尾的上壩、下壩及近壩庫段的里壩有80250M寬的級階地外，其余的階地規(guī)模均較小。庫區(qū)在構造上處于溫泉井背斜北西翼，平樓山向斜南東翼，巖層為單斜，走向近東西，傾向北，傾角50410。無大的斷裂構造通過，裂隙多閉合，連通性較差，構造較為簡單。水庫封閉條件好，蓄水后不會產生永久性滲漏問題。第10頁共49頁庫岸多為巖質邊坡，穩(wěn)定性較好。鯉魚塘水庫水工設計基本資料1、壩址地形地貌壩址處河道順直，河流流向為SE1600，平水期水面高程3550036200M，水面寬1020M，河床覆蓋層03M，河谷寬3550M，正常蓄水位45000M時，谷寬222285M。河谷形態(tài)為不對稱“V”型橫向谷，左岸坡角600700，基巖裸露，右岸坡角350500，有第四系堆積物分布，厚15M。兩岸山體雄厚，左岸完整，無次級沖溝，右岸發(fā)育4條沖溝。2、壩址地質構造1）褶皺壩址區(qū)位于溫泉井背斜北西翼，單斜巖層，傾向上游，除受構造和蠕變影響，巖層在局部有所彎曲外，總體產狀穩(wěn)定，為700800/NW220320。2）斷層壩址區(qū)斷裂構造發(fā)育程度較低，已查明的6條斷層中，F3和F4稍大，F1、F2、F5及F6規(guī)模均較小。3）層間錯動破碎帶壩址區(qū)巖性具有軟硬相間的特征，在構造影響下形成了一系列層間錯動剪碎帶，按其發(fā)育特征，可分為兩種類型其一發(fā)育在灰黑色坦質頁巖中，表現為巖層順走向產生揉皺和剪斷，巖塊面上可見磨光鏡面和擦痕，沿其上、下界面斷續(xù)夾泥，一般厚15MM，局部厚達1CM，壩址區(qū)共發(fā)育4條；其二沿砂巖與泥巖接觸面發(fā)育，一般呈灰色，由巖屑夾泥或泥夾巖屑組成，見擦痕，部分為方解石細脈充填。近地表多已風化呈黃褐色泥狀，亦稱泥化夾層，厚02CM10CM,最大厚度逾1M。根據平硐勘探資料，壩址區(qū)發(fā)育頻率平均越1條/64M，其中JC4、JC5、JC7規(guī)模較大，通過對PD25發(fā)育的JC7取樣分析，他們多屬于巖屑夾泥型或泥夾巖屑型。4）節(jié)理裂隙壩址區(qū)節(jié)理裂隙較為發(fā)育，按其產狀特征可以劃分為三組走向278，傾向NE，傾角4578，按其與巖層產狀的關系特征，亦稱反傾向節(jié)理，多平直、閉合，少數近地表部位稍有張開，并充填次生泥。在砂巖中，其發(fā)育間隔一般為075M157M，最少038M，在泥質巖中，其發(fā)育間隔一般為003M140M，最小001M。走向340350，傾向SW，傾角6080，多平直、閉合，近地表部分有所張開，并有次生泥充填。其發(fā)育間距一般為07M130M，平均08M。走向7085，傾向SE，傾角3050，主要發(fā)育于壩址區(qū)下段，亦為反傾向節(jié)理。鯉魚塘水庫水工設計基本資料1、土料產地位于小黑灘壩址上游1014KM的里壩級階地上，地面高程在37000M38400M之間，高出平水期河水面411M，體積046萬M3，土料僅用于圍第11頁共49頁堰防滲料及趾板上游防滲鋪蓋，所需量較少，料場施工場地寬闊，運距短，開采條件好。2、堆石料觀音灘料場位于壩址下游左岸3438KM，地貌上呈一走向NE60NE80之條形山脊。儲量60766萬M3，料場施工場地開闊，并有簡易公路直通壩址，開采及運輸條件較好。牛背脊料場位于壩址區(qū)，地形上呈一走向近東西的條形山脊，脊部高程4440045800M，儲量為2966萬M3，距壩軸線僅300M，與主體工程又互不干擾。3、人工骨料料場位于壩址下游左岸48之烈馬山，地面高程3230052450M，儲量70764萬M3,料場地形寬緩，施工場地開闊，適于布置加工系統(tǒng)及堆料物，而且已有簡易公路通往壩址，運輸條件較好。4、天然沙礫料料場位于開縣城關，即漢豐鎮(zhèn)，南河與東河交匯處，地面高程1592016782M，儲量16900萬M3，地形平坦，交通便利，現有公路均可直通各渠系建筑物場地，采運條件良好。第二部分工程任務與設計依據鯉魚塘水庫工程的開發(fā)任務是以農業(yè)灌溉、開縣新城供水為主，兼有發(fā)電等綜合利用，為安置三峽水庫移民創(chuàng)造有利條件。水庫正常蓄水位450M，水庫相應庫容9826萬M3，校核洪水位45179M，總庫容為10420萬M3。水庫灌溉面積2428萬畝，城鎮(zhèn)年毛供水量5314萬M3，壩后跌水電站總裝機容量15萬KW。工程屬等大（2）型水利工程。主要建筑物級別大壩和泄水建筑物為2級建筑物，引水隧洞、電站廠房為3級建筑物，灌溉、供水建筑物中的總干渠、東河、南河分干渠及臨江支渠為4級建筑物，其它渠系為5級建筑物，臨時建筑物為4級建筑物。洪水標準擋水和泄水建筑物設計洪水標準為100年一遇，校核洪水標準1000年一遇。一、壩址水文、氣象特征值多年平均氣溫186極端最高氣溫42極端最低氣溫45壩址多年平均降雨量1424MM多年平均風速08M/S最大風速24M/S多年平均最大風速135M/S壩址多年平均最大流量528M3/S壩址多年平均徑流量166億M3第12頁共49頁多年平均輸沙量4502萬T多年平均含沙量226KG/M3二、各頻率設計洪水的洪峰流量表頻率P0050113351020洪峰流量QMM3/S258024001759141712991088870一日洪量W1萬M37607701350834167369230802449三日洪量W2萬M38883828362265118474140633361三、水利動能主要指標正常蓄水位45000M死水位40500M裝機容量（壩后電站/跌水電站）6000/9000KW機組臺數（壩后電站/跌水電站）3/3臺單機容量（壩后電站/跌水電站）2000/3000KW最大發(fā)電量（壩后電站/跌水電站）134/124M3/S多年平均發(fā)電量（壩后電站/跌水電站）1991/2935萬KWH年利用小時數（壩后電站/跌水電站）3330/3262H四、水位、庫容及流量1、壩址水位流量關系曲線表水位H（M）35433543355356357358359流量Q（M3/S）00176095205898204368水位H（M）360361362363364365流量Q（M3/S）58583210951392172521002、排沙放空泄量與庫水位關系表上游水位（M）45182450324500043900420004000039525394203930039203910流量（M3/S）175241732217278157111255079676414453727391491527備注校核洪水位設計洪水位正常洪水位溢洪道堰頂電站上取水口電站下取水口3、特征水位、相應庫容及泄量正常蓄水位450M正常蓄水位以下庫容9826萬M3設計洪水位45028M第13頁共49頁設計洪水位時泄量1320M3/S相應下游水位36276M校核洪水位45179M總庫容10420萬M3校核洪水位時泄量1570M3/S相應下游水位36353M死水位40500M死庫容1540萬M3水庫壩前淤沙高程（50年/100年）38994/40190M水庫最大吹程09KM五、地基特性及設計參數1、地震烈度壩區(qū)地震基本烈度6度地震設防烈度6度2、材料容重水10G/CM3混凝土24G/CM3鋼筋混凝土25G/CM3碾壓混凝土235G/CM3淤沙浮容重12G/CM33、巖石物理力學特性匯總表抗剪強度抗剪斷強度巖石/巖石混凝土/巖石巖性風化程度FCMPAFCMPAFCMPA變形模量GPA泊松比容許承載力MPA微新071010120810081006081002340砂巖弱風化066070251520微新0600081006080709040740281015粉砂弱風化1803008泥質微新04055003060250503505502050720030430608第14頁共49頁弱風化0506層間錯動帶0304005010微新065010025灰?guī)r弱風化060070274、抗滑穩(wěn)定安全系數建基面基本組合K105，K30特殊組合K10，K25壩基深層基本組合K30特殊組合K30六、水電站1、壩后電站采用一條長518686M，直徑22M的主引水壓力鋼管自壩前取水，在主廠房前分岔成三根直徑12M的支管，3臺2000KW的臥軸水輪發(fā)電機,主廠房地面高程3759M。2、跌水電站采用一條長1795M，直徑30M的主引水鋼管前池取水，在主廠房前分岔成三根直徑12M的岔管，3臺3000KW的臥軸水輪發(fā)電機,主廠房地面高程27796M。第二章主要建筑物形式選擇和樞紐布置第一節(jié)確定樞紐的組成建筑物、確定工程的等別、建筑物的級別樞紐組成；本工程以農業(yè)灌溉，開縣供水為主，兼有發(fā)電等綜合利用，因此可確定其組成建筑物包括；壩頂高程4525M的重力壩，用以攔河擋水，形成9823M3的庫容；河床壩段溢洪道，擔負宣泄水庫多余洪水的任務；左岸排沙防空洞，在樞紐運行期間用以排除內部分泥沙，延長水庫壽命；引水隧洞，輸水管道用以發(fā)電，灌溉。工程級別及建筑物級別；根據我國原水利電力部頒發(fā)的規(guī)范水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準規(guī)定，本工程為級大型水利工程。其中大壩和泄水建筑物為2級建筑物，引水隧洞，電站廠房為3級建筑物灌溉，供水建筑物和臨時建筑物為4級建筑物第二節(jié)壩址的選擇一、壩址地形，地址條件第15頁共49頁鯉魚塘水庫壩段選擇在桃溪河的三溪口下游約15KM的小黑灘，下距正壩鎮(zhèn)約5KM，控制集水面積2358KM2，壩址以上河長318KM，河道平均坡降123。鯉魚塘壩段從上到下初選九道拐、小黑灘、大黑灘三處壩址進行比較，從地形地質條件、水庫水質以及工程技術經濟等條件看，大黑灘壩址存在庫水污染及工程量增加等缺陷予放棄，故本階段的主要勘探工作和技術經濟分析工作重點放在九道拐壩址和小黑灘壩址，其各自的地形地質情況，建筑材料，施工條件簡述如下；1、地形地址情況1）九道拐壩址位位于三溪口下游11KM，桃溪河在該壩址處的河道順直，河流流向為SE160，平水期水面高程3550036200M，水面寬1020M，河床覆蓋層03M，河谷寬3550M，正常蓄水位4500M時，谷寬222285M。河谷形態(tài)為不對稱“V”型橫向谷，左岸坡角6070，基巖裸露，右岸坡腳3550，有第四系堆積物分布，厚15M。兩岸山體雄厚，無次級沖溝，右岸發(fā)育4條沖溝。河床覆蓋層厚03M，左岸岸坡覆蓋層厚06M，地表覆蓋有滑坡堆積物，方量約為15萬M3，右岸基巖裸露良好。本壩址出露地層主要為粉沙質泥巖夾長石英砂巖，巖性較軟弱，強度低。左岸強風化層厚度為715M，弱風化層厚1520M，河床部位強風化厚36M，弱風化層厚05M，右岸強風化層厚610M，弱風化層厚1216M。壩址處為單斜巖層，構造簡單，斷層不發(fā)育，僅沿較硬巖層接觸面發(fā)育一些層間錯帶。壩址上游左岸約500M處有一方量約為1035萬M3的滑坡。岸體透水性地址構造和風化程度有關兩岸地下水位分水嶺均高于正常蓄水位，巖石透水率Q。2）、小黑灘壩址位于九道拐下游500M處，桃溪河出九道拐后河流流向NW340SE160該壩址河道岸貌然順直，岸坡左陡右緩，河谷形態(tài)為不對稱“V”型橫向谷。兩岸山體完整，雄厚，左岸呈一陡崖狀，坡腳6070，山頂高程563804M，最大坡高約208M，右岸地形稍緩，坡腳為3050，部分地段分布有殘積物及崩積物。河谷寬約50M，正常水位355362M，水面寬1020M,當正常蓄水位4500M，河谷寬222285M。河床為第四系沖洪積漂卵礫石夾砂，結構較松散，覆蓋層厚03M。左岸基巖裸露，右岸除局部地段覆蓋層有15M的碎石塊夾粘性土外，大部分岸坡基巖裸露。該壩址地基巖石為砂巖，粉砂儲存器及泥質巖、夾頁巖。河床部位強風化層厚05M，弱風化層厚213M，左岸強風化層厚0174M，弱風化層厚263M，右岸強風化層厚013M，弱風化層厚234M。壩址區(qū)斷層發(fā)育程度較低，以查明的6條斷層中，F3和F4規(guī)模大，F1、F2、F5及F6規(guī)模均較小。F3斷層位于壩址的下段牛脊背石板河一帶，F4斷層位于壩軸線下游約30M，距河床趾板線約170M，該斷層走向近東西，傾向北西，傾角2040，破碎帶寬度215M，在河谷左岸坡腳處露寬度最大，向兩延伸，漸趨漸滅。破碎帶由巖頁粉砂巖及巖碎塊組成。壩基巖軟硬相間，沿頁巖發(fā)育有一系列層間錯動破碎帶（JC），其中JC1最大，貫穿左右岸，在河床壩基處與F4匯合后，總出露寬度約為15M，趾板范圍內壩基巖石中砂巖占3184，粉砂巖占3685,泥質巖占3131。第16頁共49頁地下水位在高程450M以上，埋深較深，在高程450M以下埋深較淺，兩岸雖存在較單薄的河間地塊，但地下水位分水嶺均高于正常蓄水位450M。巖石透水率Q30100是級配良好的土料，其壓實性能好，可以得到較大的干容重、叫大的抗剪強度；50抗?jié)B標號S4S6S8S10S123）、抗凍性混凝土的抗凍性系指在飽和狀態(tài)下能經受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，不嚴重降低強度的性能。通常以抗凍標號表示，根據混凝土試件在28天齡期所能承受的最大凍融循環(huán)次數分為六種標號，其選擇標準參見下表水位漲落區(qū)的外部混凝土凍融循環(huán)次數工作條件氣候條件50水位漲落區(qū)以上的外部混凝土寒冷氣候D50D150D50嚴寒氣候D150D200D1004）、抗磨性系指混凝土抵抗高速水流或挾砂水流的沖刷和磨損性能。對于由抗磨要求的混凝土，采用高標號硅酸鹽水泥或硅酸鹽大壩水泥所拌制的高標號混凝土，其抗壓強度不應低于C20號，且要求骨料質地堅硬，施工振搗密實以提高混凝土的耐磨性能。、5）、抗侵蝕性大壩混凝土可能遭受環(huán)境水中某些物質的化學作用，引起寢室破壞。首先應對環(huán)境水質分析，其結果如提出抗侵蝕性要求時，應選擇恰當的水泥品種，并盡量提高混凝土的密實性。此外，水泥硬化過程所產生的水化熱時引起溫度裂縫一個重要原因，所以大壩混凝土應具有低熱性，一般可采用發(fā)熱量較低的水泥，并盡量減少水泥用量。為了使混凝土具有小干縮性，避免收縮應力引起的裂縫，除盡量減少水量外，應加強混凝土的養(yǎng)護。為了節(jié)約水泥用量，改善混凝土性能，加快施工速度，降低工程造價，在混凝土中可摻入粉煤灰或外加劑。3、壩體混凝土的選擇鯉魚塘水庫多年平均氣溫186，極端最低氣溫為45，不用考慮混凝土的防凍要求，上游水位和下游水位以下混凝土要求有較高的防滲能力，抗壓水滲透能力。為方便施工以及滿足壩體英里控制要求，本工程采用的混凝土如下區(qū)采用15，、區(qū)采用C20,區(qū)采用C10，區(qū)采用C35第七章取水建筑物的設計一、進水口位置及高程的確定取水建筑物進水位置據地形、地質條件、水位變幅等綜合考慮因素確定。盡量使進第37頁共49頁水口水流平順、對稱、無回流和漩渦、不出現淤積、不聚集污物，正常進水。其高程布置在盡可能出現的最低水位以下，淹沒深度不產生漏斗狀吸氣漩渦。二、進水口的輪廓尺寸1有壓進水口的構造進水口斷面為矩形，進水段的上唇曲線采用橢圓，以使進水順暢。進口段底板為水平，進水口兩側邊墻以圓弧連接。閘門段體形主要由閘門，門槽型式及受力條件而定，一般為矩形斷面。閘門段進水斷面為引水斷面為引水道德11倍左右，其寬度等于或略小于引水道直徑，高度等于或略大于引水道直徑。漸變段式矩形閘門段到圓形隧洞的過度段。通常采用圓角過度，圓角半徑R可按直線規(guī)律變化。漸變段長度可取隧洞直徑1520倍。2、有壓進水口輪廓尺寸的擬定閘門段高度略高于隧洞直徑，寬度略小于引水隧洞直徑，凈水面積一般為隧洞的11倍左右。閘門段長度由閘門需要確定。本工程閘門段高度選22米，寬度選22米。三、管道布置本工程屬水頭較高，管道較長的引水式水電，為節(jié)省管材、降低造價，對廠房內機組供水，正向引近正向進水方式。壓力管道向廠方內機組供水方式，一般有單獨供水、聯合供水、斜向引近分組供水，引近方式常有正向引近，側面引近，斜面引近。進水方式有正向進水，斜向進水。四、閘門及啟閉機設備為了控制水頭，進水口設置閘門，閘門有工作閘門和檢修閘門。工作閘門的作用是當引水道或機組發(fā)生事故時進行緊急關閉，防止事故擴大，引水道檢修時也常用工作閘門堵水。檢修閘門的作用時檢修工作閘門及其門槽時堵水。本工程工作閘門采用平板門，應在動水中快速關閉，靜水中開啟。其后設旁通管及平壓閥，啟閉設備采用固定式啟閉機，檢修閘門靜水啟閉，采用移動式啟閉機。進水口工作閘門之后需設通氣孔，用來在關閉閘門時向引水管輸入空氣，以填補流走水量形成的空間，從而防止引水管道發(fā)生真空時失穩(wěn)；而當引水道沖水時，它又起排氣作用。沖水時排氣，閘門為前止水時，可以利用啟閉閘門的豎井補氣或排氣，勿需設置專門的通氣孔。充水閥的作用是在工作閘門開啟前向引水管道充水，使閘門上、下游水壓力基本平衡，閘門在靜水中開啟，壩式進水口常設旁通管，旁通管的進、出口布置在工作閘門的上、下游側，用充水閥控制。對于布置旁道管有困難的進水口，可以考慮在工作閘門上設置充水閘門，利用吊桿啟閉，開啟時先將吊桿提升一段距離，打開充水閥，此時閘門本體不動，待充水完畢，再繼續(xù)提升吊桿開啟閘門本體。關閉閘門時，吊桿在自重及充水閥的作用下下壓，充水閥關閉。六、攔污設備進水口攔污柵成傾斜布置，傾斜72，每塊柵片寬為24M，高為3M，攔污柵頂部高出死水位405M。第38頁共49頁第八章底孔壩段設計一、底邊高程的確定本工程淤沙高程為4019M，因此本工程可能進水口底板高程為4020M。底孔壩段進水口置于大壩上游左岸坡，為岸塔式進水口，內設攔污柵。事故檢修閘門，底板高程為4020M。孔水斷面進水口采用橢圓曲線。工作閘門采用半徑為65M的弧形閘門，檢修閘門采用平板門。計算書第一章非溢流壩剖面設計第一節(jié)壩體主要尺寸一、基本資料上游下游正常蓄水位450M設計洪水位45018M36276M校核洪水位45179M36353M死水位40500M水庫壩前淤積高程（50100）389944019多年平均最大風速135MS河床覆蓋層03M二、壩體剖面尺寸擬定重力壩的基本斷面一般是指在水壓力（水位與壩頂平齊）、自重和揚壓力等主要荷載作用下，滿足穩(wěn)定、強度要求的最小三角形斷面。滿足強度要求的適用剖面不是簡單的三角形。因此，還要考慮其他荷載和運行條件從而對基本剖面進行修改，使其成為符合實際的使用剖面。1、壩頂高程的確定1）正常蓄水位VF135M/SD09KM波浪高度H12HL0016624125091/3086M波浪長度LL104（HL）08922M波浪中心線到靜水面的高度HZ314（HL）2/L025M查表HC05M第39頁共49頁壩頂高程45024745247M2校核洪水位波浪高度H2HL00166（135）125091/3041M波浪長度LL104（HL）0851M波浪中心線到靜水面的高度HZ314（HL）2/L01M查表HC04MH0820104132M壩頂高程4517901324531M對于H1、HZ的計算，正常和校核時應采用不同的計算風速值。壩頂高程選取兩者中的較大值4531M2、壩頂寬度為滿足設備布置、運行、交通、施工工作的需要。費溢流壩段壩頂寬度一般可取壩高的810,并不小于2M,工程考慮交通要求壩頂寬度9901109M3、剖面形狀上游壩坡采用折坡，起點選在1/3壩高處，高程為3541333871M以下采用102的坡度下游坡在4378M高程以上為鉛直面。以下為108的斜坡，根據地質情況設置帷幕和排水孔。如下圖確定壩體的剖面為壩基面荷載分布圖第40頁共49頁三、壩體穩(wěn)定分析抗剪強度公式KFWU/P抗剪斷公式KSFWUCA/P沿壩基面的抗滑穩(wěn)定性分析1、基本組合正常蓄水位H1959H2866KFWU/P065（765304）103/4892103101KSFWUCA/097613103071006/48921032842、特殊組合校核洪水位H19769H2943KFWU/P065（766704）103/5059103098KSFWUCA/097627103071006/5059103275通過壩基面抗滑穩(wěn)定性分析，從中可以分析了解大壩抗滑穩(wěn)定的一個安全儲備重力壩設計規(guī)范規(guī)定一般重力壩設計抗滑穩(wěn)定系數應在允許值范圍內同時可以進行壩基抗滑穩(wěn)定性工程措施注計算數據見附表第二節(jié)壩體邊緣應力計算壩基面邊緣應力計算分析（一）（1）設計洪水位未計入揚壓力的情況第41頁共49頁1、水平截面上的邊緣正應力YU和YDYUW/B6M/B2930985/76648617115/762720KPAYDW/B6M/B2930985/76648617115/7621730KPAW為計算截面上全部荷載鉛直分力總和，M為計算截面上荷載對垂直水流流向形心軸的力矩總和，B為計算截面的長度。2、上、下游邊緣剪應力U和DU（PUYU）N8030172002166KPAPU為上游面水壓力的強度，N為上游壩坡坡率。DYDPDM17309260711462KPAPD為下游面水壓力的強度，M為下游壩坡坡率。3、水平正應力XU和XDXUPUUN80301166027997KPAXDPDDM92611462078949KPA4、主應力1U和1D1U1N2YUPUN2100472080310047167KPA1D1M2YDPDM210491730926049（2）設計洪水位計入揚壓力的情況1、水平截面上的邊緣正應力YUW/B6M/B2697839/7667561608/7621325KPAYDW/B6M/B2697839/7667561608/7621703KPAW為計算截面上全部荷載鉛直分力總和，M為計算截面上荷載對垂直水流流向形心軸的力矩總和，B為計算截面的長度。2剪應力UYUN132502265KPAPU為上游面水壓力的強度，N為上游壩坡坡率。DYDPAPD為下游面水壓力的強度，M為下游壩坡坡率。3、水平正應力XUN2YU004132553KPAXDM2YD04917038345KPA第42頁共49頁4、主應力1U1N2YU10413251375KPA1D1M2YD149170325375KPA二1校核洪水位未計入揚壓力的情況1、水平截面上的邊緣正應力YU和YDYUW/B6M/B2932568/766534403/762672KPAYDW/B6M/B2932568/766534403/7621782KPAW為計算截面上全部荷載鉛直分力總和，M為計算截面上荷載對垂直水流流向形心軸的力矩總和，B為計算截面的長度。2、上、下游邊緣剪應力U和DU（PUYU）N81746720229KPAPU為上游面水壓力的強度，N為上游壩坡坡率。DYDPDM178210030711772KPAPD為下游面水壓力的強度，M為下游壩坡坡率。3、水平正應力XU和XDXUPUUN817429028116KPAXDPDDM1003117720792434KPA4、主應力1U和1D1U1N2YUPUN2100467281740046662KPA1D1M2YDPDM21049178210030492606KPA（2）校核洪水位計入揚壓力的情況1、水平截面上的邊緣正應力YUW/B6M/B269041/766806674/76270KPAYDW/B6M/B269041/766806674/7621746KPAW為計算截面上全部荷載鉛直分力總和，M為計算截面上荷載對垂直水流流向形心軸的力矩總和，B為計算截面的長度。2剪應力UYUN700214KPA第43頁共49頁PU為上游面水壓力的強度，N為上游壩坡坡率。DYDM1746071222KPAPD為下游面水壓力的強度，M為下游壩坡坡率。3、水平正應力XUN2YU0047028KPAXDM2YD04917468555KP4、主應力1U1N2YU10470728KPA1D1M2YD1491703260154KPA第二章溢流壩的剖面設計第一節(jié)溢流壩堰頂高程的確定一、下泄流量設計洪水位時流量Q1320M3/S，校核洪水位時流量Q1570M3/S。二、單寬流量的選擇一般來說，當河谷狹窄、基巖堅硬，且下游水深較大時，可選用較大的單寬流量，以減少溢流前緣的寬度，便于樞紐布置，當河床基巖軟弱或存在地質構造等缺陷時，宜選用較小Q值。對軟弱堅硬、完整的基巖取Q100150M3/（SM）。本工程取Q