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任务书

E江水利枢纽工程毕业设计任务书

时间:2020/10/20 10:49:21  作者:  来源:  查看:0  评论:0
内容摘要: 毕业设计任务书 一、枢纽任务本工程同时兼有防洪、发电、灌溉、渔业等综合作用。1. 发电装机   24  MW,多年平均发电量为   1.05  亿度。本电站装  ...
毕业设计任务书
 
一、枢纽任务
本工程同时兼有防洪、发电、灌溉、渔业等综合作用。
1. 发电
装机   24  MW,多年平均发电量为   1.05  亿度。
本电站装  3    8  MW机组。正常蓄水位为  2820.5m,汛期限制水位可取与正常蓄水位相等,死水位为 2795.0 m 3 台机组满发时的流量为  45.0 m3/s,尾水位为  2751.0  m
厂房型式为  引水式厂房 ,厂房平面尺寸为  32×13  m×m,发电机高程为 2760.0 m,尾水管底高程为 2748.0 m,厂房顶高程为 2772.0 m。副厂房平面尺寸为 36×6  m×m。开关站尺寸为 30×20  m×m
2. 灌溉
增加保灌面积   10  万亩。
3. 防洪
可减轻洪水对下游城镇、厂矿和农村的威胁。根据防洪要求,设计洪水时最大下泄流量限制为 860  m3/s
4. 渔业
正常蓄水位时,水库面积为 15.16 km2,为发展养殖业创造了有利条件。
5.其它
引水隧洞进口底高程为 2789.00 m,出口底高程为 2752.30 m;引水隧洞直径为 4 m,压力钢管直径为2.3 m,调压井直径为12.0m;放空洞直径为2.5m。可放空水库至水位2770.00m
 
二、设计要求
在明确设计任务及对原始资料进行综合分析的基础上,要求:
1. 根据防洪要求,对水库进行洪水调节计算,确定坝顶高程及溢洪道尺寸;
2. 通过分析,对可能的方案进行比较,确定枢纽组成建筑物的型式、轮廓尺寸及水利枢纽布置方案;
3. 详细做出大坝设计,通过比较,确定大坝的基本剖面和轮廓尺寸,拟定地基处理方案与坝身构造,进行水力、静力计算;
4.   泄水建筑物 (待坝型选定后确定)进行设计,选择建筑物的型式及轮廓尺寸,确定布置方案;拟定细部构造,进行水力、静力计算。
5. 决定枢纽的施工导流方案,安排施工的控制性进度。
 
三、E江水利枢纽设计资料说明
(一) 流域概况
E江位于我国西南地区,流向自东南向西北,全长约122km,流域面积2558km2,在坝址以上流域面积为780km
本流域大部分为山岭地带,山脉和盆地交错于其间,地形变化剧烈,流域内支流很多,但多为小的山区流河流,地表大部分为松软的沙岩、页岩、玄武岩及石灰岩的风化层,汛期河流的含沙量较大。冲积层较厚,两岸有崩塌现象。
本流域内因山脉连绵,交通不便,故居民较少,全区农田面积仅占总面积的20%,林木面积约占全区的30%,其种类有松、杉等。其余为荒山及草皮覆盖。
(二) 气候特性
1. 气温:年平均气温约为12.8,最高气温为30.5℃,发生在7月份,最低气温为5.3℃,发生在1月份。各月平均气温见表1,平均温度的天数见表2
1  月平均气温统计表
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年平均
平均气温()
4.8
8.3
11.2
14.8
16.3
18.0
18.8
18.3
16.0
12.4
8.6
5.9
12.8
 
2  平均温度日数
E江水利枢纽工程毕业设计任务书E江水利枢纽工程毕业设计任务书日数    月份
平均温度
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
E江水利枢纽工程毕业设计任务书
6
1.2
0.3
0
0
0
0
0
0
0
0
3.1
E江水利枢纽工程毕业设计任务书
25
26.8
30.7
30
31
30
31
31
30
31
30
27.9
E江水利枢纽工程毕业设计任务书
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
 
2. 湿度:本区域气候特征是冬干夏湿,每年11月至次年和4月特别干燥,其相对湿度为51~73%之间,夏季因降雨日数较多,相对湿度随之增大,一般变化范围为67~86%。
3. 降水量:最大年降水量可达1213mm,最小为617mm,多年平均降水量为905mm。各月降雨天数见表3
3  各月降雨日数统计表
E江水利枢纽工程毕业设计任务书 
 
E江水利枢纽工程毕业设计任务书 
E江水利枢纽工程毕业设计任务书 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
<5mm
2.6
2.2
4.3
4.2
7.0
8.6
11.5
8.5
9.6
9.5
4.8
4.3
5-10mm
0.3
0.2
0.2
1.4
2.0
2.4
2.7
2.7
2.6
2.4
0.8
0.1
10-30mm
0.1
0.1
0.7
0.5
2.3
4.6
4.9
3.8
2.2
1.3
0.6
0.1
>30mm
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
4. 风力及风向:一般1~4月风力较大,实测最大风速为19.1 ms,相当于8级风力,风向为西北偏西。水库吹程为15km
(三) 水文特性
E江径流的主要来源为降水,在此山区流域内无湖泊调节径流。根据实测短期水文气象资料研究,一般是每年五月底至六月初河水开始上涨,汛期开始,至十月以后洪水下降,则枯水期开始,直至次年五月。
E江洪水形状陡涨猛落,峰高而瘦,具有山区河流的特性,实测最大流量为700 m3/s,而最小流量为0.5 m3/s
1.年日常径流:坝址附近水文站有实测资料8年,参考临近测站水文记录延长后有22年水文系列,多年年平均流量为17 m3/s
2.洪峰流量:经频率分析,求得不同频率的洪峰流量如表4。各月不同频率的洪峰流量见表5
4  不同频率洪峰流量
频率
0.05%
1%
2%
5%
10%
流量(m3s
2320
1680
1420
1180
1040
 
5  各月不同频率洪峰流量(单位:m3/s
   月
频率
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
46
19
12
19
600
1240
1550
1210
670
390
28
37
2
36
17
11
15
530
1120
1360
1090
600
310
23
33
5
23
14
9
11
420
850
1100
830
480
250
16
28
10
19
11
7
9
370
760
980
720
410
210
15
23
 
3.固体径流:E江为山区性河流,含沙量大小均随降水强度及降水量的大小而变化,平均含沙量达0.5kg/m3。枯水极少,河水清澈见底,初步估算30年后坝前淤积高程为2765m
 
(四) 工程地质
1.水库地质:库区内出露的地层有石灰岩、玄武岩、火山角砾岩与凝灰岩等。经地质勘探认为库区渗漏问题不大,但水库蓄水后,两岸的坡积与残积等物质的坍岸是不可避免的,经过勘测,估计可能坍方量约为300万立米。在考虑水库淤积问题时可作为参考。
2.坝址地质:坝址位于E江中游地段的峡谷地带,河床比较平缓,坡降不太大,两岸高山耸立,构成高山深谷的地貌特征。
坝址区地层以玄武岩为主,间有少量火山角砾岩和凝灰岩穿过,对其岩性分述如下:
(1) 玄武岩:一般为深灰色、灰色、含有多量气孔,为绿泥石、石英等充填,成为杏仁状构造,并间或有方解石脉、石英脉等贯穿其中,这些小岩脉都是后来沿裂隙充填进来的。坚硬玄武岩应为不透水层,但因节理裂缝较发育,透水性也会随之增加,其矿物成份为普通辉石、检长石,副成分为绿泥石、石英、方解石等,由于玄武岩成分不甚一致,风化程度不同,力学性质也不同,可分为坚硬玄武岩、多气孔玄武岩、破碎玄武岩、软弱玄武岩、半风化玄武岩和全风化玄武岩等,其物理力学性质见表6和表7
渗透性:经试验得出E江水利枢纽工程毕业设计任务书值为4.14~7.36/昼夜。
 
6   坝基岩石物理力学性质试验表
岩石名称
比重
Δ
容重E江水利枢纽工程毕业设计任务书 
kN/m3
建议采用抗压强度
MPa
半风化玄武岩
3.01
29.6
50
破碎玄武岩
2.95
29.2
50-60
火山角砾岩
2.90
28.7
35-120
软弱玄武岩
2.85
27.0
10-20
坚硬玄武岩
2.96
29.2
100-160
多气孔玄武岩
2.85
27.8
70-180
7  全风化玄武岩物理力学性质试验表
天然含水率E江水利枢纽工程毕业设计任务书
%
干容重
E江水利枢纽工程毕业设计任务书
kN/m3
比重
Δ
液限
E江水利枢纽工程毕业设计任务书
塑限
E江水利枢纽工程毕业设计任务书
塑性指数E江水利枢纽工程毕业设计任务书
压缩系数E江水利枢纽工程毕业设计任务书
浸水固结块剪
0~0.5
m2/kN
×10-6
3~4
m2/kN
×10-6
内摩擦角E江水利枢纽工程毕业设计任务书 
凝聚力
kPa
2.5
16.3
2.97
47.3
32.26
16.9
5.97
1.51
28.38
24.0
   
(2) 火山角砾岩:角砾为玄武岩,棱角往往不明显,直径为2~15cm,胶结物仍为玄武岩质,胶结紧密者抗压强度与坚硬玄武岩无异,其胶结程度较差者极限抗压强度低至35MPa
(3) 凝灰岩:成土状或页片状,岩性软弱,与近似,风化后成为碎屑的混合物,遇水崩解,透水性很小。
(4) 河床冲积层:主要为卵砾石类土,砂质粘土与砂层均甚少,且多呈透镜体状,并有大漂石掺杂其中。卵砾石成分以玄武岩为主,石灰岩与砂岩占极少数。沿河谷内分布:坝基部分冲积层厚度最大为32m,一般为20m左右;靠岸边最少为几米。颗粒组成以卵砾石为主,砂粒和细小颗粒为数很少。卵石最小直径一般为10~100mm;砾石直径一般为2~10毫米;砂粒直径0.05~0.2mm;细小颗粒小于0.1mm。见表8
冲积层的渗透性能:经抽水试验后得,渗透系数k值为3×10-2cm/s~
1×102 cm/s
(5) 坡积层:在水库区及坝址区山麓地带均可见到,为经短距离搬运沉积后,形成粘土与碎石的混合物质。
3.地质构造
坝址附近无大的断层,但两岸露出的岩石,节理特别发育。可以分为两组,一组走向与岩层走向几乎一致,即北东方向,倾向西北;另一组的走向与岩层倾向大致相同。倾角一般都较大,近于垂直,裂隙清晰,且为钙质泥质物所充填。节理间距,密者0.5m即有一条,疏者3~5m即有一条,所以沿岸常见有岩块崩落的现象。上述节理主要在砂岩、泥灰岩与玄武岩之类的岩石内产生。
 
8  冲积层剪力试验成果表
 
土壤
名称
 
  项目
算值
容重
(控制)
kN/m3
含水量
(控制)
三轴剪力
(块剪)
应变(拉制)
(浸水固结快剪)
内摩
擦角
凝聚力
kPa
内摩
擦角
凝聚力
kPa
含  中
 
次数
17
12
8
8
2
2
最大值
24.3
8.66
47°15
37.0
32°43
10.5
最小值
22.2
4.27
35°30
12.0
17°55
0
平均值
23.08
6.47
40°34
18.2
25°25
5.3
小 值
平均值
 
 
37°32
14.8
 
 
备注
三轴剪力土样系筛去大于4mm颗粒后制备的。
试验时土样的容重为控制容重。
应变控制土样容重系筛去大于0.1mm颗粒后制备的。
以上两种试验的土样系扰动的。
 
4.水文地质条件
本区地形高差大,表流占去大半,缺乏强烈透水层,故地下水不甚丰富,对工程比较有利。根据压水试验资料,玄武岩的透水性不同,裂隙少、坚硬完整的玄武岩为不透水层,其压水试验的单位吸水量小于0.01 l/(min•m)。夹于玄武岩中的凝灰岩,以及裂隙甚少的火山角砾岩都为不透水性良好的岩层。至于节理很发育的破碎玄武岩、半风化与全风化玄武岩都是透水性良好的岩层。正因为这些隔水的与透水的玄武岩存在,遂使玄武岩区产生许多互不连贯的地下水。一般砂岩也是细粒至微粒结构,除因构造节理裂隙较发育,上部裂隙水较多外,深处岩层因隔水层的层数多,难于形成泉水。石灰岩地区外围岩石多为不透水层,渗透问题也不存在。
(5) 本地区地震烈度定为7度,基岩与混凝土之间的摩擦系数取0.65
(五) 建筑材料
1.料场的位置与储量
各料场的位置与储量见坝区地形图。由于河谷内地地形平坦,采运尚方便。
2.物理力学性质
(1) 土料:(见表9~12
(2) 石料:坚硬玄武岩可作为堆石坝石料,储量较丰富,在坝址附近有石料场一处,覆盖层浅,开采条件较好。
(六) 经济资料
1.库区经济
流域内都为农业人口,多种植稻米、玉米等。库区内尚未发现有价值可开采的矿产。淹没情况如下表。
13  各高程淹没情况
高程(米)
2807
2812
2817
2822
2827
2832
淹没人口(人)
3500
3640
3890
4060
5320
7140
淹没土地(亩)
3000
3220
3410
3600
4600
6100
 
2.交通运输
坝址下游120km处有铁路干线通过,已建成公路离坝址仅20km,因此交通尚称方便。
 

9    粘土的物理力学性质
 
 
 
物 理 性 质
 
(10-6
cm/s)
 
力学性质
化学性
自然含水量
 
(%)
自然
容重
 
 
孔隙率
 
(%)
孔隙比
 
稠度
饱和度
 
颗粒级配(成分%,粒径d
击实
剪力
(cm2/kg)
有机含量灼热法
(%)
可溶盐含量
(%)
流限
 
(%0
塑限
 
(%)
塑性指数
粘土
(g/cm3)
最优含水量
(%)
内摩擦角
(°)
凝聚力
 
kPa
湿
粗中
>2
mm
2~
0.5
mm
0.5~
0.05
mm
0.05
~
0.005
mm
<
0.005
mm
(kN/m3)
1#
24.8
18.91
15.16
2.67
42.26
0.734
42.60
23.14
19.46
0.93
7.47
5.95
17.87
35.48
33.23
1.60
22.07
4.317
24.67
24.0
0.021
1.73
0.070
2#
24.2
18.91
15.18
2.67
41.90
0.721
43.90
22.20
21.70
0.91
7.25
4.15
14.35
41.75
32.25
1.65
21.02
4.80
25.50
23.0
0.020
1.90
0.019
1#
25.6
17.35
13.03
2.65
49.80
0.990
49.57
25.00
24.57
0.87
8.83
8.00
17.50
31.00
34.67
1.56
22.30
1.90
23.17
25.0
0.026
2.20
0.110
2#
26.3
16.37
12.84
2.74
52.30
1.093
49.90
26.30
23.50
0.69
4.50
4.33
20.67
36.20
34.30
1.54
23.80
3.96
21.50
38.0
0.033
0.25
0.110
3#
15.9
19.11
16.64
2.70
37.00
0.580
34.00
20.00
14.00
0.67
6.40
9.00
12.00
35.00
19.60
1.80
16.90
3.00
28.00
17.0
0.010
1.90
0.080

10                       砂砾石的颗粒级配
E江水利枢纽工程毕业设计任务书 
300~100
(mm)
100~60
(mm)
60~
20
(mm)
20~
2.5
(mm)
2.5~
1.2
(mm)
1.2~0.6
(mm)
0.6~0.3
(mm)
0.3~0.15
(mm)
<0.15
(mm)
1#
5.2
18.6
21.4
12.3
18.6
13.9
5.4
4.6
0.3
2#
4.8
17.8
20.3
14.1
17.8
14.8
4.6
5.3
0.5
3#
3.8
15.4
18.5
15.3
16.4
20.5
3.5
6.2
0.4
4#
6.0
18.3
19.4
16.4
15.6
16.7
4.8
2.5
0.3
1#
4.5
14.1
20.1
23.2
14.9
7.2
8.6
7.2
0.2
2#
3.9
19.2
22.4
18.7
19.1
8.3
5.7
2.8
0.1
3#
5.0
23.1
19.1
14.2
18.4
8.9
6.3
4.1
0.9
4#
4.1
22.4
18.7
14.1
17.9
14.4
4.1
3.6
0.7
 
11  砂砾石的物理性质
名称
1#
2#
3#
4#
1#
2#
3#
4#
容重(kN/m3
18.6
17.9
19.1
19.0
18.6
18.5
18.4
18.0
比重
2.75
2.74
2.76
2.75
2.75
2.73
2.73
2.72
孔隙率(%)
32.5
34.7
31.0
31.5
32.5
32.2
32.5
33.8
软弱颗粒(%
2.0
1.5
0.9
1.2
2.5
0.8
1.0
1.2
有机物含量
淡色
淡色
淡色
淡色
淡色
淡色
淡色
淡色
注:各砂砾石料场渗透系数E江水利枢纽工程毕业设计任务书值为2.0×10-2cm/s左右。最大孔隙率0.44,最小孔隙率0.27

12     各料场天然休止角
料场名称
最小值
最大值
平均值
1#
34°30
35°50
35°10
2#
35°00
37°10
36°00
3#
34°40
36°40
35°40
4#
35°10
37°40
36°30
1#
34°10
36°30
35°20
2#
35°20
38°00
36°40
3#
34°30
37°10
35°50
4#
36°00
38°20
37°10
E江水利枢纽工程毕业设计任务书 
 
  


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