土石坝工程枢纽布置研究——以小箐水库为例

作     者：王一妃 

作者单位：昆明理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐一民;姬华生

授予年度：2022年

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：土石坝 枢纽工程设计 大坝 溢洪道 隧洞 

摘      要：土石坝是水利工程坝工中重要的坝型之一。土石坝枢纽是水利工程建设中非常重要的组成部分,是保证水利工程建设质量的重要基础,事关工程建设的成败。土石坝枢纽的设计对于项目的实施非常重要,通过方案比选,做出合理、规范、科学的工程设计,有效确保工程造价的合理性,并确保工程顺利实施,使工程建设后充分发挥水利工程的效益,利国利民。本文以小箐水库为研究对象,对土石坝枢纽工程设计进行了科学的研究,文章阐述了土石坝的历史及特点、对土石坝枢纽设计做简要的概述,包括基本资料、坝址选择和枢纽的组成及布置等内容。通过介绍小箐水库的基本情况,阐述水库建设的必要性,通过对流域的自然地理、水文特征等的分析,确定工程任务和工程规模,并通过调洪演算确定溢洪道控制段宽度。对区域地质、库区水文地质和枢纽区水文工程地质条件进行描述,并分析了各料场的位置、储量及土工试验参数。对大坝的坝址、坝型都做了方案比选,择优后阐述大坝总体布置,并对大坝进行详细的设计,包括坝顶高程确定、大坝断面设计、反滤设计、帷幕灌浆设计及坝体渗流稳定分析。根据大坝的推荐方案,对溢洪道布置于左右岸的轴线进行比选,择优后阐述溢洪道的布置,并对溢洪道进行详细的设计,包括泄流能力计算、水面线计算、消能设计、数值计算结构稳定计算和结构计算。输水隧洞和导流输水隧洞轴线确定后阐述了相应的布置,并进行详细的设计,包含水力计算和衬砌结构计算。选取的计算模型为RNGκ-ε双方程湍流模型和体积函数法(VOF)对自由表面进行追踪捕捉。对不同工况下溢洪道内水力要素进行数值模拟计算,并对数值计算结果进行分析,归纳溢洪道内各水力要素的分布规律,为溢洪道的运行与防护提供指导。目前小箐水库主体工程已基本完成,充分验证了工程设计的科学性与可行性。