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摘 要
土石坝泛指由当地土料、石料或混合料,经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。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比例时，称土石混合坝。土石坝是历史最为悠久的一种坝型。近代的土石坝筑坝技术自２０世纪５０年以后得到发展，并促成了一批高坝的建设。目前,土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。
因农业生产的需要，云南大姚县拟在县城东北7km的金碧镇施永屯办事处龙林村兴建一个土石坝型灌溉水库。在对本处的自然地理与水文特征、，选取了坝轴线并进行了枢纽布置。依据毕业设计要求利用内插法进行了调洪演算，得到了设计洪水位与校核洪水位。进行了枢纽布置，，计算出了坝顶高程。然后又进行了渗流计算、稳定计算、细部结构设计、坝身构造设计、。
关键词：土石坝;调洪演算；输水建筑物.
Abstract
Earth dam refers to local soil material， stone or mixture, after throwing filling, rolling and other methods piled into dams。When the dam material to the soil and gravel-based， said the dam, when gravel， pebbles， stone blasting mainly known rockfill dam; When two categories account for a considerable proportion of local materials, the known debris mixed dam is one of the oldest type of dam。 Modern technology has been developed dam embankment dam since the 20th century， 50 years later, and contributed to a number of dam building. Currently， the construction of earth dam dam is the world’s most widely used and one of the fastest growing type of dam.
Because of the need for agricultural production， Yunnan Dayao County proposes to construct an earth dam irrigation reservoir in the northeast of the county town Splendor Long Lam, Tuen 7km of office。 After the natural geographical and hydrological characteristics of the department， engineering geology and understanding of the surrounding building materials. After a detailed analysis of the dam axis and select the project layout。 Graduation requirements based on the use of interpolation method of flood routing, got the design flood level and check flood level. Conducted a project layout， dividing the project level and the level of the main building。 Conducted a thorough cross—section of dam design, calculate the crest elevation. And then conducted a seepage calculation, stability calculation, detail design, structural design of the dam body， water spillway building design and layout, more than 10 chapters。 See detailed design document.
Keywords： earthdam; flood routing； conveyance buildings.
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1
目录
前 言
摘 要
1
自然地理与水文气候特性 1
1。1。1流域概况 1
1。 1
1。1。3其他相关的水文成果 2
2
。1区域地质情况 2
1。 3
。3坝址地质条件 3
1。2。4地震情况 4
1。3建筑材料 4
4
4
1。 5
5
1。3。5砂料 5
2. 调洪演算 6
6
2。2基本数据 6
2。3泄洪建筑物方案拟定 6
2。4水库各库容的确定 7
7
2。5。1 宽顶堰堰流水力计算公式： 7
试算法的基本原理 8
2。 8
3。枢纽布置 9
9
9
3。 坝址地质条件 9
3。2。2水文条件 10
筑坝材料 10
3。3坝型比较 10
3。4坝体排水 11
3。5坝轴线选择 11
4。坝体剖面设计 11
4。1坝坡 12
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2
12
12
17
17
5。 17
5。1。2渗流计算工况 17
5。 17
6。稳定计算 20
20
20
21
6。4土条划分 21
21
21
7。细部构造设计 24
7。1坝顶构造 24
24
7。3上下游护坡及排水 24
7。4反滤层 24
25
7。6地基处理 25
26
8。坝身构造 27
27
27
27
27
8。5挑距 27
8。7 渐变段计算 28
8。7。1渐变段的长度 28
8。7。2渐变段的进口水深 28
29
陡坡段 30
8。8。1判断底坡类型 30
。2陡坡长度 31
9. 输水建筑物设计 32
9。1 涵洞水力要素分析 32
。1 下游渠道的水力要素 32
校核渠道是否发生冲淤 33
9。2 计算水面降落及洞内水深 33
9。3确定输水洞比降 33
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3
输水涵洞的布置和构造 34
10 溢洪道布置 35
10。1溢洪道的位置选择 35
。1 地形条件 35
。2地质条件 35
35
10。 36
10。2引水渠 36
10。3 控制段 36
37
10。5出口消能和尾水渠 38
10。6出口消能段 39
结论 40
致谢 41
参考文献 42
外文翻译 43
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1
1。基本资料
1。1 自然地理与水文气候特性
因农业生产的需要，云南大姚县拟在县城东北7km的金碧镇施永屯办事处龙林村兴建一个土石坝型灌溉水库，其基本资料如下。
。1流域概况
龙林水库地处东经101°19′、北纬25°48′位于蜻蛉河支流西河上游。蜻蛉河属金沙江水系,为龙川江一级支流，发源于姚安、南华两县交界的照壁山以北，流经姚安、大姚、永仁，最后在元谋县树村附近汇入龙川江。，，河道平均坡度比降18‰。流域内最高海拔2200m，最低坝址处绝对高程1900m，流域平均海拔高程2050m，形状呈扇形.
坝顶仅施工期间有车辆通过，，现以坝轴线底部（河床)最低清基位置为相对高程的参考点，指定为相对高程100m（约海拔2000m，两者差值1800m)。经需水量和径流来水量测算，确定正常蓄水位以上的防洪库容需 8。6万m3;
;。
。2水文特征
经过水文技术人员的分析计算,提出龙林水库各组资料对应的汛期洪水过程见（)和汛末设计洪水过程见（)。水位库容曲线见()。
L06组汛期洪水过程（单位:m3/s）
时段（△T=1h）
％
0。50%
3。33%
5％
10%
20%
1
6。61
5。28
1。64
2
6。93
6。09
5。19
3
28。60
26。48
15。46
13。82
8。06
12。02
4
45。67
27。86
59。92
5
138。44
100。03
92。14
6
113。55
35。54
7
58。68
44。90
24。98
8
61。87
58。31
37。96
9
26。48
22。06
10
30。26
19。94
18。58
11
11。05
6。38
12
15。13
9。62
8。10
4。84
13
11。05
7。56
3。85
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2
14
5。86
4。90
3。22
15
6。61
6。28
4。11
16
5。49
2。64
17
4。65
3。74
3。36
2。55
18
4。43
3。53
3。24
2。52
19
4。13
3。45
3。20
2。55
20
4。13
4。08
3。69
3。24
2。52
21
4。13
4。09
3。50
3。76
22
4。25
4。22
3。59
3。43
2。73
23
3。92
2。64
24
3。76
4。09
3。48
2。76
洪峰(m3/s）
145。07
138。44
100。03
92。14
76。09
24h洪量(万m3）
247。36
汛末(枯期）设计洪水成果（L04组）
频 率
0。333％
％
5%
10％
20％
洪峰流量（m3/s)
10。62
5。51
4。44
24h洪量（万m3)
12。82
10。62
8。45
表1。3 水位（m）—库容(万m3）关系
水位
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
库容
0
0
0。8
1。6
3
5
7。4
13
水位
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
库容
16
20
24
28。51
33。55
38。61
50。29
水位
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
库容
74。48
103。4
134。1
160。6
1。1。3其他相关的水文成果
,50年重现期最大风速为23。3m/s，，。09万m3。
1。2工程地质情况
1。2。1区域地质情况
测区属于大姚地西北面外围的低中山构造侵蚀狭窄河谷地貌，河谷呈“U”型，山脊呈长垄状,山顶浑圆。出露地层为“滇中红层”之白垩系杂色泥岩、粉砂岩夹钙质泥岩。地表覆盖第四系残坡积、冲洪积层,，盾地北端，属大姚~楚雄上叠坳陷三级构造单元。测区在大姚、姚安褶皱带上，该区以褶皱为主，~NNW展布，岩层走向近似EW（倾向348～358°、倾角15~65°）.受区域构造和局部应力场影响，岩体较破碎，节理裂隙发育。区域上无大断裂通过，距元谋活动性断裂约60km，龙林水库区域构造基本稳定。
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3
。2水库工程地质
库区出露白垩系江底河组三段、四段（K2j3、K2j4),上覆第四系松散土体。库区处于大姚盆地西北向外围低中山地带，为一向斜的翘起端，断裂构造不发育。岩层总体倾向NW，走向NW～SW，倾向348~358°，倾角15～65°，地层岩性较为简单。库区无断裂构造通过,地下水以碎屑岩裂隙溶孔水为主。库区两岸植被覆盖一般，水土流失较轻.
龙林水库库盆区两岸山体厚实,分布泥岩、粉砂质泥岩，为相对隔水层，未发现通向库外的透水构造。库盆为斜向谷,岩层中缓倾上游偏左岸,,岩体破碎，透水性好，存在坝基及绕坝渗漏条件。
水库库岸为岩质边坡，两岸坡上缓下陡,植被发育。右岸呈凸形，坡度28～42°,为逆向坡；左岸呈折线形，坡度30～45°。库区河谷为横向谷,岩层倾角大于坡角且岩层倾向与坡向交角较大,不存在大的不利结构面组合。岸坡岩体节理、裂隙较发育，。龙林水库周围植被覆盖一般，水土流失较轻，水库淤积不严重。
1。
坝址处于河谷窄变的过渡,河谷呈NW向延伸，河床海拔高程约1880m,自西向东迳流。库岸坡度变化较大，上缓下陡。坝址区岩层主要为白垩系上统江底河组上段K2j3,岩性为杂色粉砂质泥岩夹钙质泥岩、泥灰岩，薄～厚层状，岩层走向与坡向近于直交，倾向上游偏左岸，倾角33～45°，坝址区无断裂构造通过，岩体较稳定，基本没有坝基、坝肩的稳定问题.
坝基河床表层为第四系冲、洪积红褐、灰黑色含砾粉质粘土夹砾砂,～。坝址区基岩上部强风化岩体透水性较强，坝基、坝肩均存在较严重的渗漏问题.
1。
根据国家 地震局颁布的1/400万《中国地震烈度区划图（1990）》和据国家质量技术监督局发布的《中国地震动参数区划图》（GB18306～2001），工程地区地震基本烈度为Ⅶ度，50年超越概率10%，地震动反应谱特征周期0。45秒。
。1土料
挖取水库两岸的强风化泥岩类荒坡为坝体主料，储量超过150万m3，物理力学指标如表1。4及《土工试验成果总表》所示。
。2粘土料
在坝址下游约200—400m处有适合制作防渗体的粘土料场,储量达9万m3，《土工试验成果总表》所示。
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4
各分区物理力学指标建议值
物 理 力 学 指 标
坝 基
冲洪积层
坝体主料
防渗体料
棱体石料
湿容重
（g/cm3)
平均值
干容重
d （g/cm3）
1。51
1。49
饱和容重
sat (g/cm3)
2。24
比重
Gs
2。69
2。72
孔隙比
E
大值均值
0。684
0。864
天然含水量
（%）
平均值
26。19
25。36
28。24
液限
L (％)
35。6
37。4
塑限
p （％）
22。0
塑性指数
Ip
13。6
14。9
压缩系数
a1-2 (MPa—1)
0。51
压缩模量
Es (MPa)
5。0
3。9
渗透系数
k（cm/s）
2。29×10—5
×10-4
1。69×10-6
抗 剪
强 度
指 标
统
计
法
（
）
平均值
28。91
27。3
c(kPa)
(
)
小值均值
18。68
c(kPa）
27。87
22。10
24。14
建议值
（
)
24。96
1。
在水库右岸与坝顶高差约80～100m的山坡上选定一个粘土料场。经取样测试，该土料20～2mm粒径占11%，2～%，＜0。%。,％，×10-6cm/s。，，储量0。%,料场的开采方式以平采为主，运距约400～500m，已有现成土路可以使用。
。4块石及碎石料
水库周围大面积分布泥岩类岩层,无合适的石料可用，区外至水库距离最近的新街石料场,石料岩性为白垩系江底河组第四段(K2j4）紫红色厚层状粉砂岩，运距25km。含泥质,，岩性为白垩系赵家店组（K2z）紫红色厚层状细～粗粒长石石英砂岩,储量＞10万m3,开采运输较为方便。主要物理力学指标：，容重2。44g/cm3，孔隙率8。96%，％,，
。5水泥
在县城可以购买正规厂家生产的水泥，运距约7km,交通较为方便。
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5
1。3。6砂料
库区附近天然砂料分布少，经实地踏勘调查，含泥量大，且颗粒细小达不到工程质量要求，建议不采用。
建议采用大姚龙街砂，该砂为灰白色石英砂，,含泥量4。6％。砂料是多年来县城和乡镇建筑一直用砂料场，质量较好,储量富足，完全可以满足工程要求。
其它资料和材料参数见物理力学指标表及《土工试验成果总表》；并可参考有关设计手册和规范中的推荐值选取。
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