湖南某地水利水電樞紐工程重力壩畢業設計（設計書+圖紙）

畢設基本摘要

本文對湘——01水利樞紐的概況和主要建筑物設計做了詳細描述，主要有一份設計說明書，附有計算說明和示意圖。
設計說明書共分十章，主要內容包括湘——01水利樞紐的基本資料、主要建筑物設計、樞紐布置方案、地基處理以及施工導截流等內容。
本樞紐主要任務為防洪發電。其正常高水位為140米，發電死水位128米，裝機容量為9000千瓦。經調洪演算得其設計洪水位為142.10米，校核洪水位143.08米。本樞紐主要建筑物由擋水建筑物、泄水建筑物、發電建筑物、放空建筑物組成。主要建筑物為二級，次要建筑物為三級。壩型選用混凝土實體重力壩，最大壩高為45米，壩頂寬度為4米。廠房壩段包括三個機組段和一個安裝場段，廠房采用壩后式。施工導流選用兩期兩段的導流方法，一期由束窄河床泄流，二期由導流底孔泄流。詳細說明參見正文，以及附帶的計算書。

1：壩型的初步選擇
在壩型的選擇上存在拱壩、支墩壩、土石壩、混凝土重力壩等。
① 拱壩
拱壩是基本壩型里最晚發展起來的。其優點是利用拱作用于壩體上的水壓力傳至壩肩兩岸的巖體中，壩內的主要應力為壓應力，從而充分利用了混凝土抗壓的性能，而且可以利用拱座下游的巖體抗歷來維持壩的抗滑穩定，最終達到節約材料的目的；且拱座是整體性的空間結構，超載能力較強，壩體比較輕韌，彈性較好，只要基巖穩定，拱壩的抗震能力就比較高；因拱壩較薄，揚壓力也較小。但其也存在許多缺點，如拱壩的修建對河谷的形狀要求較高，對兩岸的巖石完整性要求較高，對壩體材料的強度和防滲要求及施工要求都比較嚴格，溫度應力是它的主要應力，施工過程也較其它壩型困難。
拱壩的修建對地形條件和河谷的要求比較高。河谷的形狀特征常用壩定高程處的河谷寬度L與壩高H的比值，即“寬高比”L/H來表示。在寬高比較小的河谷，拱壩的弧弦長相對于壩高較小，拱的作用能更好的發揮，大部分荷載通過拱的作用傳至兩岸，僅有小部分荷載通過梁的作用傳至壩基，故壩體可以修建的較薄。根據工程經驗，在L/H＜1.5的深窄河谷可以修建薄拱壩，在L/H=1.5～3.0的稍寬河谷可以修建一般拱壩，在L/H=3.0～4.5的寬河谷多修建重力拱壩，而在L/H＞4.5的寬淺河谷，拱的作用已經很小，梁的作用將成為主要的傳力系統，一般認為只能修建重力壩或拱形重力壩較為適合。
② 支墩壩
支墩壩由一系列支墩和蓋板所組成。至墩沿壩軸線排列，前面設有蓋板，形成擋水面。庫水壓力由蓋板傳給支墩，在由支墩傳給地基。支墩壩可以節約混凝土方量，隨受力情況調整厚度，從而充分利用混凝土的容許抗壓強度，從而充分利用材料強度。但其側向穩定性差，對地基要求嚴格，鋼筋用量也較大，施工條件難易并存，溢流要慎重。由于支墩壩應力復雜，并存在許多問題未得到解決，且近幾年的工程中已經很少采用支墩壩了，故本工不采用支墩壩。
③ 土石壩
土石壩是土壩和堆石壩的總稱。土石壩歷史悠久，在國內為廣泛采用。因為它可以就地取材，節約水泥、木材和鋼筋等重要的建筑材料；對地質要求較低，能適應地基變形；結構簡單，便于維修和加高、擴建；施工技術較簡單，工序少，便于組織機械化快速施工；有較豐富的修建經驗。但其抵御洪水漫頂的能力差，壩身一般不能溢流，需另設溢洪道；施工導流不如混凝土壩方便；粘性土料的填筑受氣候條件的影響較大。在甲壩軸線上，沒有埡口，不能設置溢洪道，因此不適合選用土壩。
④ 混凝土重力壩
巖基上的重力壩在水壓力作用下，主要依靠壩體自重產生的抗滑力維持穩定。與常用壩型比較，混凝土重力壩具有如下優點：重力壩設計和建造的經驗比較豐富，安全可靠，剖面尺寸大，應力較低，筑壩材料強度高，耐久性好，因而抵抗水的滲漏、洪水漫頂、地震和戰爭的能力較強，使用年限較長，養護費用較低；由于壩體作用于地基面上的壓應力不高，對地形、地質條件適應性強，任何形狀的河谷都可以修建重力壩；重力壩可以做成溢流的，也可以在壩內設置泄水孔，一般不需要另外設置溢洪道或泄水隧洞，樞紐布置緊湊，泄洪問題容易解決；便于施工導流，在施工期可以利用壩體導流，一般不需要另開導流隧洞；大體積混凝土可以采用機械化施工，在放樣、立模和混凝土澆搗方面都比較簡便；重力壩沿壩軸線用橫縫分成若干壩段，各壩段獨立工作，結構作用明確，應力分析和穩定計算都比較簡單；在嚴寒地區，與拱壩或支墩壩相比，受到凍害的影響較小。但是由于依靠自身重力維持穩定，所以壩體的體積較大，要消耗大量的水泥；壩體應力較低，材料強度不能充分發揮；壩體與地基的接觸面積大，因而壩底的揚壓力較大，對穩定不利；由于壩體體積大，施工期混凝土的溫度應力和收縮應力較大，在施工期對混凝土溫度控制的要求較高。
經過以上幾種壩型相比較，本工程適合選用拱壩和重力壩，由于畢業設計需要，先進行混凝土重力壩的樞紐設計，便于做經濟比較。


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