重力壩課程設(shè)計(jì)指南

1、重力壩課程設(shè)計(jì)指南重力壩課程設(shè)計(jì)指南重力壩課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)重力壩課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、基本資料一、基本資料 1、地質(zhì)河床高程為752.6m，河床覆蓋層及弱風(fēng)化巖層厚度約7 m。河床及兩岸坡出露地層主要為吳家坪組（p2w ）中厚層燧石條帶灰?guī)r、夾泥頁(yè)巖、鈣質(zhì)頁(yè)巖和少量泥灰?guī)r。 壩基的力學(xué)參數(shù)：抗剪斷系數(shù)（混凝土與基巖之間）為f=0.8,c=700kPa?；鶐r的允許抗壓強(qiáng)度4.5MPa。 地震的設(shè)計(jì)烈度為6度。 重力壩課程設(shè)計(jì)指南 2、水文 本樞紐屬中型二等工程。永久性重要建筑物為2級(jí)，按規(guī)范要求，采用100年一遇洪水設(shè)計(jì)，1000年一遇洪水校核。 經(jīng)水文水利計(jì)算，有關(guān)數(shù)據(jù)如表1所示：重力壩課程設(shè)計(jì)指南

2、特征水位特征水位上游水位（上游水位（m）下游水位（下游水位（m）溢流壩泄量溢流壩泄量（m33/s)校核洪水位校核洪水位842.65797.196659設(shè)計(jì)洪水位設(shè)計(jì)洪水位837.32739.274596正常蓄水位正常蓄水位836死水位死水位820 3、氣象 本地區(qū)風(fēng)速V0為15m/s；吹程D通過(guò)查圖定為1000m。 4、其它有關(guān)數(shù)據(jù)水流含沙量不大，平均為0.04kg/ m3,最大含沙量為0.24 kg/ m3。 壩體混凝土重度采用24kN/m3。 5、樞紐總體布置 根據(jù)地形、地質(zhì)、天然建筑材料等因素的考慮，本工程選用混凝土重力壩方案，重力壩由非溢流壩段和溢流壩段組成。重力壩課程設(shè)計(jì)指南二、設(shè)計(jì)

3、要求二、設(shè)計(jì)要求 1、分析基本資料 熟識(shí)設(shè)計(jì)基本資料。 2、非溢流壩斷面設(shè)計(jì) （1）擬定斷面； （2）抗滑穩(wěn)定分析； （3）壩體應(yīng)力分析。 3、溢流壩設(shè)計(jì) （1）泄水方式選擇； （2）擬定溢流壩斷面； （3）消能方式選擇，進(jìn)行消能設(shè)計(jì)； （4）閘門(mén)及閘墩設(shè)計(jì) 重力壩課程設(shè)計(jì)指南 4、細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì) （1）壩頂頂部構(gòu)造設(shè)計(jì)； （2）壩體分縫設(shè)計(jì)； （3）壩體止水設(shè)計(jì)； （4）壩體排水和廊道系統(tǒng)設(shè)計(jì)； （5）壩基的防滲和排水設(shè)計(jì)。重力壩課程設(shè)計(jì)指南三、學(xué)時(shí)分配建議三、學(xué)時(shí)分配建議重力壩課程設(shè)計(jì)指南四、設(shè)計(jì)成果四、設(shè)計(jì)成果 1、計(jì)算說(shuō)明書(shū) 2、設(shè)計(jì)圖紙，包括非溢流壩剖面圖、溢流壩剖面圖和主要的構(gòu)造圖（

4、壩體廊道細(xì)部構(gòu)造圖、壩頂細(xì)部構(gòu)圖、止水構(gòu)造圖、閘墩細(xì)部構(gòu)造圖）。重力壩課程設(shè)計(jì)指南重力壩課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)重力壩課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)一、研究資料一、研究資料 熟識(shí)設(shè)計(jì)資料，明確設(shè)計(jì)要求。重力壩課程設(shè)計(jì)指南二、非溢流壩斷面設(shè)計(jì)二、非溢流壩斷面設(shè)計(jì) 1、大壩按2級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，計(jì)算防浪墻頂高程（防浪墻高度1.2m），確定壩頂高程，波浪要素用官?gòu)d公式計(jì)算。 2、壩頂寬度考慮交通要求按7m計(jì)算。 3、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)上游坡率n=0.00.2，下游坡率m=0.60.8，擬定實(shí)用的斷面，基本斷面三角形頂點(diǎn)在壩頂附近。重力壩課程設(shè)計(jì)指南 4、根據(jù)地基開(kāi)挖情況，確定最大壩高處建基面高程，則可算出最大壩高及底寬。 5、抗滑穩(wěn)定

5、分析 （1）基本組合和偶然組合，基本組合有正常蓄水位情況和設(shè)計(jì)洪水情況，偶然組合有校核洪水情況和地震情況?？紤]的主要荷載有自重、水壓力、浪壓力、淤沙壓力及揚(yáng)壓力?？梢詮囊陨虾奢d組合中分別選一種基本組合（如設(shè)計(jì)洪水位情況）和一種偶然組合（如校核洪水位情況）計(jì)算。繪出荷載分布圖，分別計(jì)算荷載。重力壩課程設(shè)計(jì)指南 （2）滑動(dòng)面的選擇 滑動(dòng)面一般有以下幾種情況：壩基面、壩基內(nèi)軟弱層面、基巖緩傾角結(jié)構(gòu)面等。對(duì)于本工程，巖石較完整，結(jié)理不發(fā)育，可僅分析沿壩基面的抗滑穩(wěn)定。 （3）利用抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)計(jì)算法核算壩體的抗滑穩(wěn)定性。 6、壩體應(yīng)力計(jì)算 利用承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)式和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)式判別大壩是否

6、滿足強(qiáng)度要求。重力壩課程設(shè)計(jì)指南三、溢流壩設(shè)計(jì)三、溢流壩設(shè)計(jì) 1、孔口設(shè)計(jì) （1）孔口型式的選擇 為使水庫(kù)具有較大的超泄能力，建議采用開(kāi)敞式孔口。 （2）溢流前緣凈寬L的確定 ，式中q值根據(jù)地質(zhì)條件確定，本工程基巖比較堅(jiān)硬完整，單寬流量取50100m3/(sm)。 （3）分孔 分為n孔，單孔凈寬為b，使 。 （4）溢流前緣總長(zhǎng)度的確定 ，式中d為中墩厚度。 /LQq溢n bL0(1)Ln bnd重力壩課程設(shè)計(jì)指南 （5）堰頂高程的確定 由 ，初擬時(shí) 取0.95，m取0.502，則忽略行進(jìn)流速水頭，即 ，故堰頂高程即為計(jì)算水位減去相應(yīng)的堰上水頭H0。 （6）閘門(mén)高度的確定 應(yīng)保證門(mén)頂在正常蓄水位

7、以上至少0.2m的超高，閘門(mén)孔口尺寸按規(guī)范推薦的孔口尺寸取用，表中標(biāo)有“0”者為推薦的孔口尺寸。 3/202QmBgH溢2/302QHmBg溢0HH重力壩課程設(shè)計(jì)指南重力壩課程設(shè)計(jì)指南 （7）定型設(shè)計(jì)水頭的確定 一般取校核洪水位時(shí)堰上水頭的75%95%，并要求滿足閘門(mén)全開(kāi)時(shí)，堰面出現(xiàn)的水壓力不得低于-69.81kPa，WES實(shí)用堰堰頂附近最小壓力可查規(guī)范確定。 （8）泄流能力校核 由水力學(xué)公式計(jì)算側(cè)收縮系數(shù)和設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位作用下的流量系數(shù)m，運(yùn)用堰流公式校核溢流堰的泄流能力，誤差控制在5%范圍內(nèi)。 2、溢流壩斷面設(shè)計(jì) 確定WES曲線、直線段、反弧段等之后，反弧段設(shè)計(jì)結(jié)合消能計(jì)算部分進(jìn)行

8、，再與基本斷面進(jìn)行協(xié)調(diào)。重力壩課程設(shè)計(jì)指南重力壩課程設(shè)計(jì)指南重力壩課程設(shè)計(jì)指南 3、消能防沖設(shè)計(jì) （1）方式選擇（建議用挑流消能），并說(shuō)明理由。 （2）確定挑角及挑坎高程。 （3）確定反弧半徑。 （4）估算沖坑位置及深度，并判斷是否危及大壩安全。 4、溢流壩頂布置 包括閘墩、門(mén)槽、工作橋、交通橋、閘門(mén)等安排。重力壩課程設(shè)計(jì)指南四、重力壩主要構(gòu)造四、重力壩主要構(gòu)造 1、非溢流壩、溢流壩的壩頂構(gòu)造。 2、橫縫止水。 3、壩體排水，廊道的形狀和尺寸。 4、壩基的防滲和排水。重力壩課程設(shè)計(jì)指南重力壩課程設(shè)計(jì)指南五、計(jì)算說(shuō)明書(shū)參考下列次序編寫(xiě)五、計(jì)算說(shuō)明書(shū)參考下列次序編寫(xiě) 第一章 基本資料 1.1 基本

9、資料 第二章 非溢流壩設(shè)計(jì) 2.1 剖面設(shè)計(jì) 2.2 荷載計(jì)算 2.3 穩(wěn)定分析 2.4 應(yīng)力分析 第三章 溢流壩設(shè)計(jì) 3.1 泄水方式選擇 3.2 溢流壩剖面設(shè)計(jì) 3.3 消能防沖設(shè)計(jì) 重力壩課程設(shè)計(jì)指南 第四章 細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì) 4.1 壩頂構(gòu)造 4.2 分縫與止水 4.3 壩體排水 4.4 壩體排水和廊道系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.5 壩基的灌漿和排水設(shè)計(jì)重力壩課程設(shè)計(jì)指南六、關(guān)于圖件六、關(guān)于圖件 1、A3圖紙兩張。重力壩課程設(shè)計(jì)指南 2、標(biāo)題欄格式重力壩課程設(shè)計(jì)指南 3、比例選擇 水利水電工程圖樣的比例應(yīng)按規(guī)范的規(guī)定選用，并應(yīng)優(yōu)先選用表中的常用比例。 4、非溢流壩、溢流壩剖面圖，主要構(gòu)造圖參見(jiàn)教材或圖集，要求尺寸標(biāo)注齊全。 重力壩課程設(shè)計(jì)指南七、相關(guān)規(guī)范七、相關(guān)規(guī)范 1、DL50771997水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范 2、DL3192005混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范 3、SL7395水利水電工程制圖標(biāo)準(zhǔn)重力壩課程設(shè)計(jì)指南八、幾點(diǎn)要求八、幾點(diǎn)要求 1、課程設(shè)計(jì)是水工建筑物教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，應(yīng)該熟識(shí)資料，認(rèn)真思考問(wèn)題，在老師的指導(dǎo)