2021年度水库土石坝设计.doc

水库土石坝枢纽
毕 业 设 计
前 言
土石坝泛指由当地土料、 石料或混合料, 经过抛填、 辗压等方法堆筑成挡水坝。 当坝体材料以土和砂砾为主时, 称土坝, 以石渣、 卵石、 爆破石料为主时, 称堆石坝; 当两类当地材料均占相当百分比时, 称土石混合坝。 土石坝是历史最为悠久一个坝型。 也是世界坝工建设中应用最为广泛、 发展最快一个坝型。
土石坝按坝高分为: 低坝、 中坝和高坝。 按其施工方法分为: 碾压式土石坝; 冲填式土石坝; 水中填土坝和定向爆破堆石坝等。 碾压式土石坝是应用最为广泛一个坝型。 根据土料在坝身内配置和防渗体所用材料种类, 碾压式土石坝有以下多个关键类型:
1、 均质坝: 坝体断面分防渗体和坝壳, 基础上是由均一黏性土料（壤土、 砂壤土）筑成。 　　
2、 土质防渗体分区坝:即用透水性较大土料作坝主体, 用透水性极小黏土作防渗体坝, 包含黏土心墙坝和黏土斜墙坝。 防渗体设在坝体中央或稍向上游且略为倾斜称为黏土心墙坝; 防渗体设在坝体上游部位且倾斜称为黏土斜墙坝, 是高、 中坝中最常见坝型。 　　
3、 非土料防渗体坝:防渗体由沥青混凝土、 钢筋混凝土或其它人工材料建成坝, 按其位置也可分为心墙坝和面板坝。
此次设计为ZF水库土坝枢纽工程; ZF水库建成后含有浇灌、 发电、 防洪、 处理工业用水和人畜吃水等多方面效益, 是一座综合利用水库。
水库土坝枢纽工程设计任务书、 水文地质资料及其它相关原始资料是坝体设计依据, 必需全方面了解设计任务, 熟悉该河流通常自然地理条件、 坝址周围水文和气象特征、 枢纽及水库地形、 地质条件、 当地材料、 对外交通及相关计划设计基础数据, 只有在熟悉基础资料基础上才能正确地选择建筑物类型, 进行枢纽部署、 建筑物设计及施工组织设计。 经过对资料了解和分析, 初步掌握原始资料中对设计和施工有较大影响关键原因和关键问题, 为以后设计工作进行打下良好基础。
“百年大计, 安全第一”, 大坝安全性, 关键考虑:
（1）坝基范围内地质结构是否存在较大范围夹层和强透水层, 地基处理工程范围和深度。
（2）黄土处理问题。 , 黄土湿陷度较小可不进行处理; , 黄土湿陷性和压缩性较大, 需要清除。
此次设计内容:
1、 坝轴线选择; 2、 坝型选择; 3、 枢纽部署; 4、 挡水建筑物设计: 包含土坝断面设计、 平面部署、 渗流计算、 稳定计算、 细部结构设计、 基础处理等; 5、 泄水建筑物设计: 溢洪道、 导流洞设计, 以水利计算为主; 6、 浇灌发电洞及枢纽电站。
第一章 基础资料
第一节 工程概况及工程目标
ZF水库在QH河干流上, 水库控制流域面积4990km2, ×108 m3。 水库以浇灌发电为主, 结合防洪, ×104亩, 远期可发展到104×104亩。 灌区由一个引水流量为45m3/s总干渠和四条分干渠组成, 在总干渠首及下游24km处分别修建枢纽电站和HZ电站, , ×108kwh。 水库防洪设计标准为百年设计, 万年校核。 枢纽工程由挡水坝、 溢洪道、 导流泄洪洞、 浇灌发电洞及枢纽电站组成。
此次我们任务是设计挡水坝枢纽工程。
第二节 基础资料
一、 地形和地质图
ZF坝址区地形图见附图5, ZF土坝坝线工程地质剖面图见附图6。
二、 库区工程地质条件
库区周围分水岭高程均在820m 以上, 基岩出露高程, 大部分在800m 左右, 关键为紫红色砂岩, 间夹砾岩、 粉沙岩和砂质页岩。 新鲜基岩透水性不大。 未发觉大结构断裂, 水库蓄水条件良好。
QH河为山区性河流, 两岸居民及耕地分散, 除库水位以下有一定淹没外, 浸没问题不大, 库区也未发觉关键矿产。
三、 坝址区工程地质条件
QH河在ZF水库坝址区呈一弯曲很大S形。 坝段在S形中、 上段。 坝段右岸为侵蚀型河岸, 岸坡较陡, 基岩出漏。 上下坝线有300多米长低平山梁（单薄分水岭）, 左岸为侵蚀堆积岸, 岸坡较缓, 有大片土层覆盖。 右岸单薄分水岭是QH河围绕坝段左岸山体相对侧向侵蚀结果。
坝址区基岩以紫红色、 紫灰色细砂为主, 间夹砾岩、 粉沙岩和少数砂质页岩。 地层岩相改变猛烈, 第四系除灰度不大砂层、 卵石层外, 关键是黄土类土, 在大地结构上处于相对稳定区, 未发觉有大断裂结构迹象。
坝址区左岸有一大塌滑体, 体积约45×104 m3, 对工程部署有一定影响。
本区地震基础烈度为6度, 建筑物按7度设防。