水利水电工程论文.doc

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1、水利水电工程论文水利工程土石坝枢纽设计专业：水利水电工程摘要：某水利枢纽工程位于南河中游，是一座中型水利枢纽工程，其主要任务有发电，灌溉和防洪。该工程主要由混凝土面板堆石坝、溢洪道、取水建筑物以及厂房等组成。本文扼要介绍设计中进行的主要工作和设计成果，有水文水利计算、水利枢纽布置、混凝土面板堆石坝设计、溢洪道设计以及隧洞与厂房的设计等。混凝土面板堆石坝坝高54米，坝长197米，采用河岸溢洪道泄洪，孔口尺寸4米，孔数3个。水电站装机容量1.45万千瓦，采用3台机组，单机容量为4833千瓦。施工采用全段围堰方案，右岸隧洞导流，后期改建冲沙底孔。设计最后提交的成果有：说明书一份，计算书一份，工程设计

2、图纸6张以及其他计算附图附表等。关键字：某水利枢纽 混凝土 面板 堆石坝Abstract Summary the lily water control project lies in south river and middle reach, is a medium-sized water control project, its main task generates electricity, irrigate and prevent flood. This project is made up by concrete panel rock-fill dam, spillway, fetch

3、ing water in the building and factory building, etc. This text introduces the groundwork carried on in the design and design achievement briefly, there are hydrology water conservancy calculating, assigning, design of rock-fill dam of concrete panel, spillway design and the designs of the tunnel and

4、 factory building of key water control project, etc. The concrete panel rock-fill dam is 54 meters high, the dam is 197 meters long, adopt the bank spillway to release floodwater, hole mouth measurement is 4 meters, the figure of the hole is 3. Installed capacity of power station 1, 450,000 kilowatt

5、s, adopt 3 units, the capacity of the unit is 4833 kilowatts. Construct and adopt the whole section of schemes of coffer, the tunnel water conservancy diversion of right bank, reconstruct and wash the sand under port on later stage. The achievement that is designed and submitted finally is as follow

6、s, one of manual, calculate one of book, project 6 of design drawing calculate figure attached list, etc.某水利枢纽特征参数表项目参数项目参数基本资料枢纽任务防洪，发电，灌溉大坝死库容1000万立方米上游集雨面积44平方公里兴利库容1950万立方米年降雨量1200毫米调洪库容1210万立方米年平均气温14.7电站厂房布置方式坝后引水式月平均流量174立方米每秒取水方式单管多机有压引水年输沙量33000 立方米安装高程403米最大风速及吹程14米每秒，3公里设计水头45.2米岩性石英砂岩引用流

7、量40立方米每秒地震裂度5度电站装机1.45万千瓦大坝坝型混凝土面板堆石坝水轮机型号HL220-LJ-140最大坝高54米发电机型号YSL330/61-16坝顶宽度8米引水管道压力隧洞及钢管溢流方式溢洪道及电站底孔辅助主厂房平面尺寸35.312溢流堰堰型开敞式实用堰施工导流导流方案全段围堰隧洞导流汛前水位444.5米围堰形式土石围堰正常高水位447.5米设计洪水位448.65米校核洪水位448.71米死水位434米目 录第1章 某水利枢纽工程基本资料61.1 地形地质条件61.1.1、地理位置及枢纽任务61.1.2、地形条件61.1.3、地质条件61.1.4、水文气象71.2 建筑材料及其他8

8、1.2.1、建筑材料81.2.2、对外交通81.2.3、其他81.2.4、附图8第2章 水文水利计算92.1 水文计算92.1.1、确定枢纽等别以及建筑物级别92.1.2、水文计算92.2 水利计算112.2.1、确定泄洪方式112.2.2、防洪库容推求122.2.3、淤沙高程及死水位132.3 水能利用计算13第3章 坝型选择及枢纽布置153.1 坝型选择153.1.1、坝址特点153.1.2、各种坝型特点153.1.3、确定坝型173.2 枢纽布置173.2.1、水利枢纽的建筑物173.2.2、枢纽总体布置18第4章 混凝土面板堆石坝设计204.1 坝体剖面设计204.1.1、坝顶构造设计

9、204.1.2、坝坡及马道设计214.1.3、排水体设计224.1.4、趾板设计234.2 坝体材料分区设计234.2.1、混凝土面板尺寸和分缝244.2.2、坝体垫层区及过渡层设计244.2.3、坝体主堆石区设计244.3 混凝土面板设计254.3.1、面板的形式尺寸设计254.3.2、面板的混凝土及接缝设计254.3.3、面板接缝止水设计264.4 坝基处理274.4.1、趾板地基处理274.4.2、坝基开挖与处理284.5 混凝土面板堆石坝稳定校核与变形估算284.5.1、混凝土面板堆石坝坝坡稳定分析284.5.2、混凝土面板堆石坝变形估算29第5章 溢洪道设计305.1 引水渠设计30

10、5.2 控制段设计305.2.1、溢流堰堰型及选择305.2.2、溢流堰闸门闸墩设计315.3 泄槽形式及水力设计325.3.1、槽的形式及水面曲线设计325.3.2、泄槽弯道设计335.3.3、弯道冲击波设计345.4 消能防冲段设计355.4.1、溢洪道沿程水头损失和局部水头损失355.4.2、水舌设计355.4.3、溢洪道挑坎与冲沟的处理36第6章 隧洞及厂房平面设计376.1 隧洞布置原则与路线选择376.1.1、水工隧洞总体布置原则376.1.2、隧洞路线选择376.2 发电引水隧洞及厂房平面设计386.2.1、进口段结构设计选择386.2.2、洞身段设计396.2.3、机型选择及厂

11、房平面确定416.3 排沙孔结合导流洞设计416.3.1、导流方案选择426.3.2、龙抬头式连接处的设计43第7章 施工组织设计447.1、导流洪水设计447.2、 围堰设计457.1.1、上游围堰设计457.1.2、下游围堰设计457.3、 施工组织内容与施工进度计划467.3.1施工组织内容467.3.2、 施工进度计划46致谢47第1章 某水利枢纽工程基本资料1.1 地形地质条件 地形地质条件包含四个方面：地理位置及枢纽任务；地形条件；地质条件和水文气象。1.1.1、地理位置及枢纽任务 某水利枢纽位于南河中游，距复兴场三公里，至县城20公里。南河全长42公里，河床平均比降8。河流由北向

12、南流入洪水河。 某枢纽是一座以发电、防洪及灌溉为主的综合利用水库，建成后，可以保护下游中等城镇，并保证上下有城镇人民的生活用水及工农业用电的需求，同时可利用电站尾水灌溉农田。1.1.2、地形条件 枢纽坝址河谷呈梯形，河谷宽30160米，两岸基本对称，左岸平均坡角32，右岸平均坡角约为35。但在高程450米以上，山势急剧变缓。坝址下游右岸约150米处，有一条冲沟切割；左岸下游110米处有一山湾地形。坝址上游50米以外，河谷地势逐渐开阔，是水库的主要蓄水区。上游没有淹没条件的限制。 坝址上游集雨面积44平方公里。流域两岸坡面，木林丛生，植被良好，沿河两岸分布有耕地。地貌特征属构造剥蚀型地形。1.1

13、.3、地质条件 经地表开挖勘测及深部钻探资料分析，坝区地质构造简单，无大的断裂构造，库岸稳定，地下水主要向库内补给。坝区岩层走向为N80度E。与河流流向近乎垂直，倾向NW，倾角5度。 坝区地层为中生代上侏罗系（J3）砂页岩互层。坝址河谷谷底以下，上部为厚达21米的厚层石英砂岩（J 2-63），中部为厚6米的砂质页岩（），下部为15米厚的石英砂岩（），本层厚度为40米以上，是大坝的主要持力层。两岸以石英砂岩为主，上部有厚度约10米的砂质页岩。石英砂岩强度比较高，其表层节理裂隙较为发育，特别是两岸基岩出露部位尤为明显。经测定，坝区裂隙主要有两组：一组为走向N5060E,另一组为N4055W,倾角近

14、乎直立，两组走向近乎正交。岩石的物理力学特性如表1.1。表1.1 坝址基岩物理力学特性表序号力学参数岩类容重r（t/m3）变形模量E （kg/cm2）摩擦系数f极限抗压强度Rc (kg/c)泊桑比1石英砂岩2.659.9*1040.607060.252砂质页岩2.652.0*1040.402750.323覆盖层1.200.2*1040.30 河谷底部基岩表面为覆盖层，厚23米，系砂砾石几块石混合物。两岸坡积层较厚，主要是碎石几砂质土混合物。 南河流域无大的地震带通过，该区地震活动较弱，历史上只出现过少数几次弱震。经地震大队初步确定，其他地震裂度为5度。1.1.4、水文气象 南河流域属亚热带气候

15、，每年平均气温14.7度，极端最高气温37，极端最低气温-5，分别发生在7月和1月份。无霜期290天。由于受太平洋低压潮的影响，该区雨量较充沛，每年平均降雨量为1200毫米。 流域附近有四个水文、气象站，根据30年的实测水文资料分析，洪水期为510月，尤以78月洪水为最大，枯水期为114月，其中12月2月河流流量最小。通过频率分析，各种频率的洪峰流量如表1.2所示。表1.2 各种频率的洪峰流量频率P()0.010.10.212Qp（m3/s）662.2604.0585.0542.0522.8频率P()510205075Qp（m3/s）488.0465.0434.0383.0345.0根据流域附

16、近气象站实测瞬时最大风速为14m/s。水库吹程3公里，风向为北风，与吹程方向近乎一致。表1.3 各月每年平均流量表月份123456流量（m3/s）7.717.472.0162.3222.0306.2月份789101112流量（m3/s）377.4373.5279.8180.867.822.1河流多年平均输沙量33000 m3,淤沙浮容重0.75t/ m3,内摩擦角13度。1.2 建筑材料及其他 说明建筑材料；对外交通；其他条件和给出的附图。1.2.1、建筑材料南河流域地处山区，坝址附近土料缺乏，虽河流两岸有坡地和少量梯田，但土质多为砂土或砂壤土，且储量较少。主要建筑材料为石料，储量丰富，运距较

17、近，主要料场分布在坝址上下游两岸两公里范围内。料场覆盖较薄，有利于开采。此外，在坝址下游一公里以外的两岸山坡上，分布有强风化砂岩形成的山砂，经粉碎及筛选后，可以作混凝土或砂浆的砂料。其建筑用料的物理力学特性如表1.4。表1.4 砌石体及混凝土的物理力学特性表名称容重（t/m3）弹性模量E（kg/cm2）摩擦系数f容许抗压强度（kg/cm2）容许抗拉强度（kg/cm2）浆砌条石2.44.5砌体与砂岩0.65 砌体与砌体0.70251.0浆砌块石2.34.0（80#砂浆砌筑）160.5干砌块石1.7干砌毛条石2.0混凝土2.4518注：砌体与砂岩接触面的抗剪断凝聚力C=5 kg/cm2 ,抗抗剪断

18、摩擦系数f=0.85。1.2.2、对外交通某枢纽下游三公里处的复兴场，有公路通至县城，对外交通较为方便。施工前，可自复兴场修施工公路支线，即可进入工地，保证施工期物资设备的供应。1.2.3、其他施工期为三年，施工用电由复兴场变电站架设十千伏高压线，便可满足工地施工及照明用电。1.2.4、附图1坝址区地形图 1：5002坝址河谷横剖面图 1：5003坝址河谷纵剖面图 1：5004坝址下游水位流量关系曲线5书库水位-库容，面积关系曲线6.洪峰流量过程线第2章 水文水利计算 水文水利计算包含以下六个方面内容：枢纽等别及建筑物级别；选择坝型；水文计算；水利计算；淤沙高程及死水位和水能利用计算 。2.1

19、 水文计算2.1.1、确定枢纽等别以及建筑物级别枢纽等别根据四个方面确定：水库库容；装机容量；防洪要求和城市供水灌溉。建筑物的级别确定根据枢纽等别决定。1. 水库总库容：某水库库容，面积关系曲线，给定的正常高水位为447.5米。水库库容2950万立方米。为0.295。在0.1到1之间，工程规模属于中等，属于三等的枢纽等别。2. 装机容量：某水利枢纽装机容量为1.45万千瓦，根据装机容量和灌溉的面积，确定为三等枢纽。3. 防洪：建设好枢纽，可以保护下游中等城市，根据保护城镇及工业区为中等，确定枢纽为三等。4. 供水灌溉：还有某供水，某水库要保证上下游城镇人民的生活用水，水利灌溉，利用电站尾水灌溉

20、农田。根据以上所述，最后确定枢纽等别为三等。5建筑物级别确定：主要建筑物的级别确定根据枢纽等别决定，由三等的枢纽确定建筑物的级别：确定主要建筑物级别为3级别，次要建筑物级别为4级别，临时建筑物级别为5级别。 参考资料：见资料1 2.1.2、水文计算 水文计算主要确定洪水重现期；调洪原理以及推求洪水过程线三个方面内容。1、洪水重现期确定 根据建筑物级别，在设计工况下，主要水工建筑物洪水重现期：堆石坝在50到100年，以安全起见，取重现期为100年。见参考资料2 。 根据基本资料情况，由100年一遇的频率下设计洪峰流量为Q设计=542.0立方米每秒。根据基本资料的附图：洪水过程线图。典型洪水过程线

21、有最大洪水来量为 =300 立方米每秒。水文计算用同倍比放大法计算。计算结果KQ=1.087.校核的情况：取洪水重现期为1000年一遇。该频率下的洪峰流量Q校核=604.0 立方米每秒。计算结果KQ校核=2.0013。2、调洪原理水库调洪是在水量平衡和动力平衡（即圣维南方程组的连续方程和运动方程）的支配下进行的。水量平衡用水库水量平衡方程表示，动力平衡可由水库蓄泄曲线来表示。调洪计算就是从起调开始，逐时段连续求解这两个方程。.水库水量平衡方程在某一时段内，入库水量减去出库水量，应等于该时段内水库增加或减少的蓄水量。水量平衡方程为 式中 Q1时段始的入库流量，m3/s； Q2时段末的出库流量，m

22、3/s； V1时段始的水库蓄水量，m3/s； V2时段末的水库蓄水量，m3/s； 计算时段，s.其能比较准确地反映洪水过程线地形状。.水库蓄泄方程或水库蓄泄曲线 水库通过溢洪道泄洪，其泄流量地大小，在溢洪道型式、尺寸一定地情况下，取决于堰顶水头H，即qf(H)。对于闸门全开地表面式溢洪道，下泻流量可按堰流公式计算。当水库内水面坡降较小，可视为静水面时，其泄流水头H只是库中蓄水量V的函数，即Hf(V)，故下泻流量q成为蓄水量V的函数，即 qf(H)或 q=f(V)调洪演算必要的资料a设计校核洪水过程线、水位库容曲线、下游水位流量的关系曲线b泄洪建筑物的类型、堰顶高程及尺寸,前者已经已知,后者在进

23、行调洪演算前先设出几种方案,进行比较后优选方案c洪水标准中的洪水重现期(P校和P设)3、 洪水过程线的推求计算结果于下表2.1表2.1 洪水过程推求结果表时段02345678典型1526582202202682903000设计2746.982104.806252.98397.54484.276524.03542.1校核3050.0338116.058280.182440.286536.3484580.377600.39时段1012141618202224典型278232172136106806250设计502.346419.224310.804245.752191.542144.56112.0

24、3490.35校核556.3614464.3016344.2236272.1768212.1378160.104124.0806100.065根据同倍比放大法推求洪水过程线，根据资料取两个小时为一个时段，在开始几个时段来水量变化比较大，取一个小时一个时段，可以更精确地推求洪水过程线。洪水过程线见附图：洪水过程线。2.2 水利计算 水利计算有：泄洪方式的确定；防洪库容的推求和淤沙高程及死水位确定。2.2.1、确定泄洪方式 1、 根据地形情况，采用溢洪道泄洪方式泄洪。采用高堰形式，用开敞式幂曲线实用堰。泄流能力计算按： B：溢流堰总净宽 c：上游坡度影响系数 Q：流量 ：记入行进流速的堰上水头，对

25、高堰，取H，对低堰，按照公式计算. 系行进流速近似地取1 H：堰上水头 g: 重力加速度 m：流量系数 以上公式参数等均见参考资料 3。 2、 孔口比较确定 根据公式初步取三孔乘四米单宽的孔口和两孔乘五米单宽的孔口。调洪计算起调水位取溢洪道溢流堰顶高程,为汛前水位444.5米. 其计算调洪结果如下表2.2。表2.2 调洪结果对照表内容设计洪水情况校核洪水情况最大来水量Q (m/s)最大下泄量q (m/s) 上游最高水位Z (m)最大来水量Q （m3/s） 最大下泄量q （m3/s） 上游最高水位Z (m)2*5单宽542215448.71600223448.713*4单宽542250448.6

26、5600263448.71比较选定孔口,经过比较,二孔乘五米单宽的孔口,在来水量一样的情况下,下泄流量比三孔乘四米单宽的情况要小.设计洪水情况与校核洪水情况都是如此.设计情况下, 三孔乘四米单宽的孔口上游最高水位比两孔乘五米的要低一点.校核的情况是一样的水位.在这样的情况下,选择下泄流量大的方案.最后确定选择三孔乘四米单宽的孔口.2.2.2、防洪库容推求下游防洪要求设计洪水从防洪限制水位经过水库调节后达到的最高水位，这个水位到防洪限制水位之间的库容就是防洪库容。也就是校核水位到防洪限制水位之间的库容。溢洪道校核洪水位为448.71米，最大下泄流量q为263立方米每秒,相应的总库容为0.34亿立

27、方米；溢洪道堰顶高程为444.5米，也就是防洪限制水位为444.5米，相应库容为0.227亿立方米.设计洪水位为448.65米，最大下泄流量为250立方米每秒,相应的库容也为0.34亿立方米.根据计算结果如下:上游设计洪水位:448.65米 上游校核洪水位:448.71米上游正常蓄水为447.5米设计最大下泄流量:250立方米每秒 校核最大下泄流量:263立方米每秒下游设计水位206.3米下游校核水位206.6米下游正常水位402.3米设计防洪库容0.096亿立方米 校核防洪库容0.113亿立方米2.2.3、淤沙高程及死水位对于一般淤积不太严重的河流，可用死库容作为淤沙库容，其容积大小可根据水

28、库预期使用的年限计算确定。淤积库容可能大于自流引水所要求的死库容。但在本设计中为确定水电站引水段的进口高程，死库容由淤沙库容求得。1、 淤沙高程：按照两种方法确定，一种是估算法，根据多年河流输沙量和排沙估算；另外一种是耕具水库的拦沙率和排沙比法确定。首先，按照估算法:水库基本资料给定河流多年平均输沙量为33000立方米.初步设计水库使用年限为100年,淤积沙量为330万立方米,若水库设计排沙孔排沙,每年按排沙百分之二十计算,这算出对应的淤积沙量264万立方米,相应的淤沙高程为418.4米.其次，按水库拦沙率和排沙比法:水库原始库容3110万立方米,年平均水量为548703万立方米,多年平均输沙

29、量3.3万立方米.淤积期即是使用期的平均调节系数算得百分之零点四二五.按平均淤损率算,淤损率为百分之零点零二六七年平均淤积量为8583.6立方米,水库淤积达原库容百分之五十的年限为1812年.年平均拦沙率为百分之二十六.水库调节程序对拦沙率起主要作用外,还有其他多种因素存在.如泥沙颗粒的粗细,泄流建筑物的形式,及水库运用的方式等.南和流域地处山区,泥沙颗粒比较粗,拦沙率比较高,并且水库汛期泄水以表面溢洪道为主,出库含沙量应该比较低.水库的拦沙率比较高.设计定年平均拦沙率为百分之五十,拟定水库使用年限为100年,河流多年的平均输沙量为33000立方米.使用期内,淤沙总体积为165完立方米.根据水

30、库水位库容曲线得淤沙高程为409.5米.参考资料 4。 以上两种方案比较下来第二种方案更准确,淤积计算更精确,淤沙高程比较低,比较符合资料地形情况.最后确定取淤沙高程为409.5米.2、 死水位的确定综合考虑淤沙高程的因素，考虑取水口的高程等因素，死水位取水库消落深度的最低高程。由于资料缺陷，水库的消落深度取最大水头的百分之三十。最大水头由计算得46.5米，水库的消落深度是13.95米。经过计算得死水位高程为433.55米。最后确定死水位高程为434米。对应的死库容为1000万立方米。2.3 水能利用计算 水能利用计算有：确定水头；根据水头确定装机容量。1、水头确定 初步设计水电站装机3台机组

31、，由电站引用流量为40立方米每秒，单机引用流量为13.33立方米每秒。根据基本资料下游水位流量关系曲线，下游最小水位为单机发电时候的水位，查出水位为401米的高程。 最大水头： 最大H=46.5米。 最小水头： 最小H=33 米。 平均水头： 平均H=39.55米。而正常蓄水位满荷载时候的水头： 正常H经过计算得45.2米。 取正常水位时候的水头与平均水头两者之间的最大值。最后确定取设计水头为45.2米。见参考资料14。2. 装机容量确定 根据水电站出力计算公式：N=A*Q*H N: 水电站出力（功率） A: 水电站出力系数 Q: 水电站引用流量 H: 水电站平均水头 根据资料情况，水电站出力

32、系数范围在6.0-8.0之间。取出力系数为8。计算得出水电站出力（功率）为14464千瓦。取1.45千瓦。确定装机容量为1.45万千瓦。水电站设计水头45.2米，水电站功率 1.45千瓦。第3章 坝型选择及枢纽布置坝型选择根据坝址特点，各种坝型特点，比较各种坝型是否适合坝址特点确定。枢纽布置按照便于施工，利用地形的原则，合理布置。包含水利枢纽建筑物的确定，各建筑物适合不同地形确定枢纽布置。3.1 坝型选择3.1.1、坝址特点某水利枢纽工程坝址河谷呈梯形，谷宽30到60米，两岸基本对称，左岸平均坡角32度，右岸平均坡角约为35度，但在高程450米以上，山势急剧变缓。坝址下游右岸约150米的地方有

33、一条冲沟切割，左岸下游110米的地方有一山湾地带，坝址上游50米以外，河谷地势开阔，是水库主要蓄水区。流域两岸坡面林木丛生，植被良好。沿河流的两岸分布有耕地。地貌特征属于构造剥蚀型地形。坝区地质构造简单，无大的断裂构造。岩层走向为N80E,与河流流向近乎垂直。倾向NW，角度为5度。当地建筑材料主要是石料，坝址附近土料缺乏，虽然河流两岸有坡地和少量梯田，但是土质多为砂土或壤土，且储备量较少，主要建筑材料石料储备量丰富，并且运距较近，主要分布在坝址上下游两岸两公里范围内。3.1.2、各种坝型特点 考虑比较四种比较常用的坝型：混凝土拱坝坝型；混凝土重力坝坝型；土坝坝型；支墩坝；土石坝。其中土石坝又分

34、为土石心墙坝，土石斜墙坝，心墙堆石坝，混凝土面板堆石坝。 1. 混凝土拱坝坝型：拱坝依靠两岸岩体承担拱推力，抗滑稳定由两岸岩体决定，拱内应力分布均匀，有利于材料强度的发挥。节约材料，坝身可以开孔过流，不需要另外设置泄洪建筑物，坝身轻，抗震性能好 。但是导流不方便，并且要求坝址河岸岩体要好，要是V型河谷。所以对坝址要求比较高，对防渗，温度要求比较高。根据坝址地质情况，不适合布置拱坝。2. 混凝土重力坝坝型：混凝土重力坝依靠大坝自身与岩基之间的摩擦力来平衡水压力从而维持稳定。所以重力坝要求建在岩基上，所以要求有坝址有坚硬的基岩。混凝土重力坝要求防渗要好，重力坝适应性广，并且安全可靠，对地形地质调教

35、适应性强，可以使用大体积混凝土机械施工，施工工艺简单。稳定和应力计算简单，在基岩上适于建混凝土重力坝。根据地形地质情况，可以考虑建混凝土重力坝。 3. 土坝坝型：土坝利用土质当水，防渗比较差。土坝不能过水，需要另外设置坝外泄水建筑物。土坝对坝基要求不高，但是坝址区要有大量的土，要有建筑防渗心墙的土料。根据坝址情况，没有土料，有大量的石料，不适合建筑土坝。 4.支墩坝 支墩坝由一系列支敦和挡水面板所组成，支墩沿坝轴线排列，前面设挡水面板。支墩坝也是依靠重力维持稳定的挡水建筑物，自重较轻，坝体工程量小。由于支墩坝的应力较高，对地基的要求比重力坝还高，特别是连拱坝，因其整体结构，对地基的要求就更加严

36、格，因此不能选用。大头坝和宽缝重力坝接近，也不宜采用。平板坝由于钢筋用量大，且面板容易产生裂缝。也不适合修建该坝。 5. 土石坝坝型：土石坝要求土料与石料以一定的比例筑坝。也要求当地坝址有足够的土料与石料，防渗材料。土石坝可以利用机械化快速施工，土石坝也不能在坝身过水，需要设置坝外泄水建筑物。在地形给予符合的情况下，可以考虑修建土石坝。根据坝址情况，有少量的沙土，或壤土，河谷不是很宽，可以考虑修建土石坝。土石坝可以分为土石心墙坝，土石斜墙坝，心墙堆石坝，混凝土面板堆石坝。心墙土石坝，土石斜墙坝和心墙堆石坝需要有建筑心墙的土料，利用心墙防渗，防渗性能不是很好。混凝土面板堆石坝，可以充分利用当地丰

37、富的石料，混凝土面板防渗比较好，混凝土面板堆石坝是近年来迅速崛起的一种坝型，可以使用机械化快速施工，造价低，一般坝身不能泄水，堆石坝要求当地有丰富的石料。坝址区有丰富的石料，是建造堆石坝的有利条件，河谷不是很宽，是适合修建堆石坝的有利地形。由上面的方案选择可知，在该地区最好采用的坝型就是堆石坝型。主要有几个方面的原因：1）采用当地的材料筑坝，还可以充分利用枢纽中其他建筑物开挖的土料。2）某工程坝址石料材料丰富，土料相对较少，适合建堆石坝，堆石坝的断面较小，即使在当地有土料的情况堆石坝也是可以考虑的坝型。3）从施工机械来看，大型堆石坝施工机械为加快施工、降低造价提供了保证条件。特别是重型振动碾的

38、使用，可把堆石坝体碾压的密实，沉降量很小，有利于坝的稳定。4） 堆石坝对地基的要求比混凝土坝为低，可以建在地质条件略差的坝址上。而某覆盖层比较少，下面是石英砂岩，适合建堆石坝。5）某工程所在地，交通比较方便，有公路通往县城，建造堆石坝可以减少外来材料的运输，并且可以充分利用当地石料，比较有利。6） 建造堆石坝施工导流问题较土石坝容易解决，可部分利用未建完的堆石体坝顶在汛期溢流，从而可减小导流隧洞的尺寸，减少投资，但这种情况需注意对坝顶、下游坝坡和下游坝基加以保护。7）堆石坝设计理论和施工经验的积累和发展，为修建即安全，又经济的堆石坝提供了另一保证条件。8）堆石坝施工比均质土坝可少受雨天的影响，

39、比混凝土坝可减少受温度变化的影响。3.1.3、确定坝型 堆石坝几种防渗分区坝型比较：1钢筋混凝土斜墙坝：对于施工有利，但由于厚覆盖层，势必引起坝体的不均匀沉陷， 从而引起混凝土的开裂，为防止其发生，对于工程质量的要求就很高，很难达到；且需要的钢筋混凝土又较心墙坝多，故放弃钢筋混凝土斜墙坝。混凝土斜墙坝的理由类似。2钢筋混凝土心墙坝：钢筋混凝土心墙坝虽比混凝土重力坝节省砼量，又能有效利用当地的土石料，但当地处于偏远山区，混凝土的生产、运输费用高，筑心墙坝工期受心墙浇筑的影响。不宜采用。3沥青混凝土心墙坝：沥青混凝土有较好的塑性和柔性，当产生裂缝时，尚有自行愈合的性能；施工简单、造价低；心墙受气候

40、条件、日照影响少，长期老化问题也较少，施工可以与两侧填石同时进行。但是，沥青混凝土防渗墙与其它混凝土建筑物的连接十分重要，往往会出现裂缝和漏水，以至影响大坝安全。4混凝土面板防渗的面板坝：防渗面板坝依靠坝体上游面防渗以蓄水，抗滑稳定性高；坝面坡度可比其它坝型陡些，减少坝体体积；面板兼有上游面护坡的作用；堆石体施工不受防渗结构施工的影响；防渗面板设在坝体表面，维护、检修比土防渗墙容易。当然，由于坝体不均匀沉降会直接影响到防渗面板，使其发生裂缝，降低防渗功能，有损大坝安全；但是可以对防渗面板进行分缝，就可以降低面板的集中应力。即使沉降使得面板产生裂缝，可以在坝体内设置排水，下游可以设置排水棱体。

41、综合上面几种坝型比较和某地区资料表明，可以修建重力坝，堆石坝，因为土料缺乏，不能修建土坝。若要修建土坝，土料运距很远，造价太高不经济，河谷为梯形，也不是修建拱坝的有利地形。当地有丰富的石料，岩基良好，在设计水位以上，坡度急剧变缓，有利于布置泄水溢洪道。是修建混凝土面板堆石坝的有利地形。所以大坝坝型优先选择混凝土面板堆石坝。3.2 枢纽布置3.2.1、水利枢纽的建筑物 水利枢纽的建筑物包括主要建筑物和临时建筑物，主要建筑物有挡水建筑物；泄水建筑物；输水建筑物和水电站建筑物。临时建筑物有导流围堰，导流洞和临时工作桥等。挡水建筑物是混凝土面板对石坝。泄水建筑物有溢洪道，排沙洞，导流洞。输水建筑物有引

42、水渠，隧洞，尾水渠。水电站建筑物有电站厂房，进厂房压力钢管，开关站等。3.2.2、枢纽总体布置枢纽布置的一般性原则：合理安排枢纽中各个水工建筑物的相互位置称为枢纽布置，其应该遵循的一般原则是： （1）、 坝址，坝及其他主要建筑物的型式选择和枢纽布置要做到：施工方便，工期短，造价低。 （2）、 枢纽布置应该满足各个建筑物在布置上的要求，保证其在任何工作条件下都能正常工作。 （3）、 在满足建筑物强度和稳定的条件下，降低枢纽总造价和年运转费用。 （4）、 枢纽中各建筑物布置要紧凑，尽量将同一工种的建筑物布置在一起，以减少联结建筑。 （5）、 尽可能使枢纽中的部分建筑物早期投产，提前发挥效益（如提前蓄水，早期发电或灌溉）。水工隧洞路线选择的原则：（1）、隧洞的路线应该尽量避开不利的地质构造，围岩可能不稳定及地下水位高，渗水量丰富的地段，以见效作用于衬砌上的围岩压力和外水压力。（2