钟吕水利枢纽堆石坝设计说明书（一）

- 1 -摘 要本次设计主要是为了开发利用 江流域的水利资源，建设一个以发电为主，同时兼顾灌溉、供水、防洪及养殖等综合利用效益的跨流域开发的水利水电枢纽工程。在明确了建设目的并具有了建设依据和条件后设计的枢纽概况如下： 江水利枢纽为复合土工膜防渗堆石坝最大坝高 米，正常蓄水位 ，主坝长 米左右，上游边坡 ： 下游边坡在 以上为： ， 以下为 。本次设计主要内容为：经洪水调节确定坝顶高程；坝型的比选；第一主要建筑物的设计；施工组织设计。复合土工膜防渗堆石坝是一种新的坝型，其防渗材料 复合土工膜的设计、施工、质量控制是该类坝型的技术关键，在本设计说明书第六章第三节有详细说明。本工程导流隧洞施工具有施工工作断面小，工期紧的特点，故其施工工艺是关键，在本设计说明书的有详细的说明。本次设计以一般混凝土面板堆石坝和一些已建复合土工膜堆石坝为参考，在注重各细部独立分项设计的同时，综合考虑了整体工程的统一性。在专题的编写中参考已建工程的导流隧洞，对导流隧洞的施工组织进行了设计，确保按期完成导流隧洞标段工程。在设计过程中既充分运用了所学知识，广泛参考了堆石坝设计、施工等相关书籍，并在规范规定内设计，体现了本设计的科学性、规范性。关键词：复合土工膜、堆石坝 、 防渗 、 边坡稳定 、 投标文件、技术标 、 导流隧洞 、施工组织- 2 - 3 - 4 -目 录第一章 综合说明 - 8 -1.1 工程特性汇总表 - 8 -1.2 建设目的和依据 - 9 -1.3 建设的条件 - 10 -1.4 建设的规模及综合利用效益 - 10 -1.4.1 建设规模 - 10 -1.4.2 综合利用效益 - 10 -1.4.2.1 发电 - 10 -1.4.2.2 灌溉 - 10 -1.4.2.3 供水 - 10 -1.4.2.4 防洪 - 10 -1.4.2.5 渔业 - 10 -第二章 自然地理条件 - 11 -2.1 流域概况 - 11 -2.2 水文特性 - 11 -2.3 工程地质条件 - 12 -2.3.1 库区工程地质 - 12 -2.3.2 坝址工程地质 - 12 -2.3.2.1 地貌 - 12 -2.3.2.2 地质岩性 - 12 -2.3.2.3 地质构造 - 13 -2.3.2.4 水文地质条件 - 14 -2.3.2.5 建基面岩体有关地质参数建议值 - 14 -2.3.3 引水发电隧洞工程地质条件 - 15 -2.4 气象、地震及其他 - 16 -2.4.1 气象、地震 - 16 -2.4.2 建筑材料情况 - 16 -2.4.2.1 砂砾石料 - 16 -2.4.2.2 堆石料 - 16 -第三章 设计条件和设计依据 - 17 -3.1 设计任务 - 17 -3.2 设计依据 - 17 -第四章 洪水调节计算 - 18 - 5 -4.1 洪水调洪演算 - 18 -4.1.1 洪水调洪演算原理 - 18 -4.1.2 洪水调洪演算方法 - 19 -4.2 洪水标准分析 - 20 -4.3 泄水建筑物的型式选择 - 20 -4.4 调洪演算及泄水建筑物尺 寸的确定 - 21 -4.4.1 调洪演算过程 - 21 -4.4.2 洪水过程线的模拟 - 21 -4.4.3 计算公式 - 22 -4.4.4 计算结果 - 23 -4.4.5 方案选择 - 23 -4.4.6 坝顶高程的确定 - 24 -4.4.6.1 工程等别及建筑物级别和洪水标准的确定 - 24 -4.4.6.2 波浪要素计算 - 24 -4.4.6.3 挡墙顶高程的确定 - 25 -4.4.6.4 闸门设计 - 26 -第五章 主要建筑物型式选择及枢纽布置 - 27 -5.1 枢纽等别及组成建筑物级别 - 27 -5.2 坝型选择 - 27 -5.2.1 定性分析 - 27 -5.2.1.1 各种常见坝型比较 - 27 -5.2.1.2 土石坝各坝型比较 - 29 -5.2.2 定量分析 - 32 -5.2.2.1 钢筋混凝土面板堆石坝与复合土工膜防渗面板堆石坝的方案比较 - 32 -5.3 泄水建筑物型式选择 - 32 -5.4 水电站建筑物 - 34 -5.5 枢纽方案的综合比较 - 34 -5.5.1 挡水建筑物 复合土工膜防渗堆石坝 - 34 -5.5.2 泄水建筑物 正槽溢洪道 - 34 -5.5.3 水电站建筑物 - 34 -第六章 第一主要建筑物设计 - 35 -6.1 大坝轮廓尺寸及防浪墙设计 - 35 -6.1.1 L 型挡墙顶高程及坝顶高程、宽度 - 35 -6.1.2 坝体分区 - 35 -6.1.3 L 型挡墙设计 - 36 -6.1.3.1 L 型挡墙尺寸选择 - 36 -6.1.3.2L 型挡墙荷载计算方法 - 37 -6.1.3.4 荷载计算方法 - 37 -6.1.3.5 各工况下的 L 型挡墙计算 - 39 -6.1.3.6 L 型挡墙配筋计算 - 45 - 6 -6.2 堆石料设计 - 47 -6.2.1 堆石料基本特性参数 - 47 -6.2.2 主、次堆石料设计 - 48 -6.2.3 垫层、过渡层设计 - 48 -6.2.4 堆石体设计技术参数表 - 48 -6.2.5 堆石体填筑技术参数表 - 49 -6.3 复合土工膜设计 - 49 -6.3.1 复合土工膜的选型和分区 - 49 -6.3.1.1 材料种类、特性及主要性能 - 49 -6.3.1.2 复合土工膜选型 - 49 -6.3.1.3 防护层及下垫层及复合土工膜分区 - 50 -6.3.2 土工膜强度及厚度校核 - 51 -6.3.2 0.4mm 厚土工膜应力校核计算 - 51 -6.3.3 0.6mm 厚土工膜应力校核计算 - 52 -6.4 大坝稳定分析 - 53 -6.4.1 计算原理及方法 - 54 -6.4.2 坝坡稳定分析 - 55 -6.4.3 坝坡面复合土工膜的稳定分析 - 55 -6.4.4 复合土工膜与下垫层间的抗滑稳定计算 - 56 -6.5 副坝设计 - 57 -6.5.1 副坝及主坝的连接及副坝型式选择 - 57 -6.5.1.1 副坝的型式选择 - 57 -6.5.1.2 副坝的稳定验算 - 58 -6.5.1.3 副坝坝顶设计 - 60 -6.5.1.4 副坝与主坝的连接 - 60 -6.5.2 副坝的地基处理防渗设计 - 60 -6.6 细部构造设计及地基处理 - 60 -6.6.1 坝顶构造 - 60 -6.6.2 护坡设计 - 60 -6.6.3 分缝及止水 - 61 -6.6.2.1 周边缝及止水 - 61 -6.6.2.2 面板缝 - 61 -6.6.2.3 L 型挡墙接缝及止水 - 61 -6.6.2.4 趾板分缝及止水 - 61 -6.6.4 坝基处理 - 61 -6.6.4.1 坝基及岸坡开挖 - 61 -6.6.4.2 固结灌浆 - 62 -6.6.4.3 帷幕灌浆及排水 - 63 -6.6.4.4 坝坡与马道 - 63 -6.7 趾板设计 - 63 -6.7.1 趾板的作用 - 63 -6.7.2 趾板最大剖面设计 - 64 -6.7.3 趾板各剖面设计 - 65 -6.7.3 趾板配筋 - 66 -6.8 坝体沉降估算 - 67 - 7 -6.9 第二建筑物设计溢 洪道 - 67 -6.9.1 控制堰设计 - 67 -6.9.2 出口消能设计 - 68 -6.9.2.1 反弧段设计 - 68 -6.9.2.2 挑射距离与冲刷坑深度的估算 - 69 -6.10 工程量计算 - 69 -6.10.1 工程量计算的依据及项目划分 - 69 -6.10.2 主坝工程量计算 - 70 -6.10.2.1 各剖面工程量 - 70 -6.10.2.2 各坝段工程量及合计 - 70 -6.10.3 副坝工程量计算 - 71 -6.9.3.1 各剖面工程量 - 71 -6.9.3.2 各坝段工程量及合计 - 71 -6.9.4 工程量清单 - 71 -第七章 施工组织设计（专题一） - 73 -7.1 基本资料分析 - 73 -7.1.1 工程概况 - 73 -7.1.2 施工条件 - 73 -7.1.2.1 施工工期 - 73 -7.1.2.2 坝址地形、地质以及建筑材料 - 73 -7.1.2.3 气象、水文资料 - 73 -7.1.3 有效工日分析 - 73 -7.2 施工导流 - 74 -7.2.1 导流标准 - 74 -7.2.2 施工导流方案及大坝施工分期 - 74 -7.2.2.1 施工导流方案 - 74 -7.2.2.2 大坝施工分期 - 74 -7.2.2.3 度汛方案 - 74 -7.2.3 导流建筑物规划布置 - 75 -7.2.3.1 导流隧洞 - 75 -7.2.3.2 拦洪高程 - 75 -7.2.3.3 围堰 - 76 -7.3 主体工程施工 - 76 -7.3.1 堆石体施工 - 77 -7.3.2 混凝土施工 - 81 -7.3.2.1 趾板 - 81 -7.3.2.2 现浇混凝土保护层 - 81 -7.3.2.3 挡浪墙 - 82 -7.3.2.4 副坝 - 82 -7.3.2.5 混凝土工程机械选择 - 82 -7.3.3 导流隧洞施工 -