某某重力壩畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、-. z.第頁目錄前言 PAGEREF _Toc324587250 h 1第一局部設(shè)計(jì)說明書1根本資料 PAGEREF _Toc324587252 h 21.1自然條件及工程31.2壩址與地形情況 PAGEREF _Toc324587253 h 21.3水庫規(guī)劃資料 PAGEREF _Toc324587254 h 32樞紐布置 PAGEREF _Toc324587255 h 42.1 樞紐組成建筑物及其等級 PAGEREF _Toc324587255 h 42.2樞紐布置 PAGEREF _Toc324587256 h 53洪水調(diào)節(jié) PAGEREF _Toc324587259 h 63.1根本

2、資料 PAGEREF _Toc324587260 h 63.2洪水調(diào)節(jié)根本原則 PAGEREF _Toc324587263 h 73.3調(diào)洪演算 PAGEREF _Toc324587266 h 84非溢流壩剖面設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324587270 h 114.1設(shè)計(jì)原則 PAGEREF _Toc324587271 h 114.2剖面擬訂要素 PAGEREF _Toc324587272 h 114.3抗滑穩(wěn)定分析與計(jì)算 PAGEREF _Toc324587276 h 134.4應(yīng)力計(jì)算 PAGEREF _Toc324587277 h 145.溢流壩段設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc32

3、4587282 h 165.1泄水建筑物方案比擬 PAGEREF _Toc324587283 h 165.2工程布置PAGEREF _Toc324587286 h 165.3溢流壩剖面設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324587287 h 165.4消能設(shè)計(jì)與計(jì)算 PAGEREF _Toc324587290 h 176細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324587292 h 186.1壩頂構(gòu)造 PAGEREF _Toc324587293 h 186.2廊道系統(tǒng) PAGEREF _Toc324587294 h 196.3壩體分縫 PAGEREF _Toc324587298 h 206.4壩體止

4、水與排水 PAGEREF _Toc324587302 h 216.5根底處理 PAGEREF _Toc324587304 h 22第二局部設(shè)計(jì)計(jì)算書1.調(diào)洪演算251.1調(diào)洪演算的目的251.2調(diào)洪演算的根本原理和方法251.3調(diào)洪的根本資料271.4調(diào)洪演算的過程計(jì)271.5調(diào)洪計(jì)算結(jié)果402壩體剖面設(shè)計(jì)402.1非溢流壩段計(jì)算402.2溢流壩剖面設(shè)計(jì)432.3下游消能設(shè)計(jì)472.4 WES堰面水面線計(jì)算493.荷載計(jì)算及組合533.1抗滑穩(wěn)定分析534.穩(wěn)定分析.605.應(yīng)力分析625.1彎矩計(jì)算626.應(yīng)力分析計(jì)算65參考文獻(xiàn) 68致 69-. z.*重力壩畢業(yè)設(shè)計(jì)前言本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)

5、根據(jù)教學(xué)要求，對水利水電專業(yè)本科畢業(yè)生進(jìn)展的最后一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容為寧溪水利樞紐工程，它根本包括了一般水利樞紐所需進(jìn)展的壩工初步設(shè)計(jì)的全過程。*水電站位于*省東北部沿河縣境內(nèi)，系烏江干流規(guī)劃開發(fā)的第七個梯級，上游120.8公里為思林水電站，下游7公里為沿河縣城。沙沱水電站以發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)、防洪及灌溉等任務(wù)。*壩址控制流域面積54508平方公里，多年平均流量951立方米/秒。初擬電站正常蓄水位365米，汛期限制水位351米68月，死水位350米。水庫總庫容6.31億立方米，調(diào)節(jié)庫容4。13億立方米，電站裝機(jī)容量100萬千瓦，與構(gòu)皮灘水電站聯(lián)合運(yùn)行保證出力35.66萬千瓦，多年平均發(fā)

6、電量38.77億千瓦時，機(jī)組年利用小時3877。樞紐工程擬建垂直升船機(jī)，設(shè)計(jì)可通航500噸機(jī)動駁，2020年過壩貨運(yùn)量按193.2萬噸(其中下水173.6萬噸)規(guī)劃.電站樞紐為二等工程,主要水工建筑物為二級建筑物。此工程建成后可以保護(hù)廣闊的農(nóng)田和城鎮(zhèn)，免受洪水和漬澇災(zāi)害，從而減免國民經(jīng)濟(jì)的損失，具有很好的社會經(jīng)濟(jì)效益。大壩為混凝土實(shí)體重力壩，壩頂高程為368.05m，最大壩高88.05。泄洪壩段位于河床中部，兩側(cè)為擋水壩段。電站采用右岸引水式，水庫的防洪庫容，可滿足本工程2000年防洪標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)的根本內(nèi)容包括樞紐總述，壩型選擇及樞紐布置，主要建筑物的設(shè)計(jì)與計(jì)算，細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)及地基處理等。根據(jù)設(shè)

7、計(jì)總要求，設(shè)計(jì)內(nèi)容偏重于壩型選擇與主要建筑物的設(shè)計(jì)，而由于時間關(guān)系對建筑物中電站廠房壩段的設(shè)計(jì)及施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)兩局部設(shè)計(jì)這里不進(jìn)展表達(dá)。本書在闡述過程中，盡可能的配置了許多的插圖、附表和附錄，以供參閱。本次設(shè)計(jì)期間要特別感謝指導(dǎo)教師吳海林教師的悉心指導(dǎo)。由于時間倉促，限于本人的水平以及以前從未進(jìn)展過工程實(shí)踐缺乏經(jīng)歷，特別是對本設(shè)計(jì)的工程所在地也未進(jìn)展過實(shí)地考察，因此，書中如有不當(dāng)和錯誤之處，懇望各位教師和讀者諒解予以指正。第一局部 設(shè)計(jì)說明書1根本資料1.1自然條件及工程*水電站位于*省東北部沿河縣境內(nèi)，系烏江干流規(guī)劃開發(fā)的級，上游120.8公里為思林水電站，下游7公里為沿河縣城。烏江是典型的山

8、區(qū)河流，全長1037公里(其中*境內(nèi)為874公里)，干流天然落差2124米，平均比降2.05。烏江流域地勢由西南向東北傾斜，東西向高差大，流域面積87900平方公里，在*境內(nèi)有67500平方公里。自*到烏江渡，定為烏江上游，長448公里，這段河道河谷深切，縱坡陡峻，伏流眾多，洪枯水位變幅特大。從烏江渡到沿河縣城為烏江中游，長346公里，河道穿行于深山谷之中，礁石林立，灘險(xiǎn)密布，有名的璇塘天生橋鎮(zhèn)天洞、一子三灘號稱“四大天險(xiǎn)，均在此段。從沿河縣城到*市的*河口為烏江的下游，長243公里，此段河道河谷寬窄相間，兩岸多有田地分布，農(nóng)田和居民點(diǎn)較為集中。 本流域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)。冬季主要受西伯利亞冷

9、氣流的影響，夏季受印度洋孟加拉灣的西南暖濕氣流和西太平洋的海洋性氣侯影響。流域內(nèi)雨量豐沛，*壩址以上流域多年平均降水量為1091.0mm。多年平均水面蒸發(fā)量為753.8mm，年際之間相差較大，年內(nèi)各月也相差很大。多年平均相對濕度一般在76%以上。多年平均風(fēng)速為0.7m/s，實(shí)測最大風(fēng)速為25m/s，相應(yīng)風(fēng)向?yàn)镋。多年平均遠(yuǎn)近雷暴日為46.5日，七月份最多為9.0日。沿河站氣溫統(tǒng)計(jì)表見表1-7。沿河站地溫水溫統(tǒng)計(jì)表見表1-8。表1.1 沿河站氣溫統(tǒng)計(jì)表單位：項(xiàng) 目1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年多年平均6.47.712.217.621.624.928.027.724.0

10、18.313.38.517.5極端最高24.628.632.735.639.139.941.642.038.436.632.725.242.0相應(yīng)日期2310261606212708101208058/8相應(yīng)年份1972196219731958198819811971198119901985197919681981極端最低-5.4-3.10.01.89.013.918.317.513.07.0-0.3-3.5-5.4相應(yīng)日期300810020804282D2429301630相應(yīng)年份19771974197419721960196119922Y19771957196219751977表1.2 沿

11、河站地溫及水溫統(tǒng)計(jì)表單位：工程1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年地面均溫7.18.513.319.424.227.932.632.427.020.314.49.019.7極端最高37.538.551.055.862.965.070.273.267.555.843.441.555.2極端最低-6.4-6.8-3.70.88.413.317.716.410.94.3-1.4-9.13.75cm平均7.48.512.918.422.726.630.430.626.220.114.59.519.010cm平均7.98.812.918.222.426.330.230.526.42

12、0.315.110.119.115cm平均8.29.012.818.022.326.029.830.426.520.715.410.519.120cm平均8.79.312.517.922.225.629.530.026.321.016.011.119.2平均水溫12.713.015.318.420.621.723.323.722.520.017.314.418.6注：表中地溫為沿河站統(tǒng)計(jì)，水溫因沿河站無水溫觀測資料，根據(jù)上游思南水文站統(tǒng)計(jì)。1.2壩址與地形情況壩址處河床狹窄,普通洪水流量時死河灘，壩址附近河床坡度甚陡，水流湍急，有小瀑布，右岸地勢較高，左岸地勢較低，有起伏之山頭。壩址處為震旦紀(jì)

13、砂巖。左岸風(fēng)化較嚴(yán)重，深達(dá)3 4，且夾有頁巖。水層巖巖層為向斜層之一翼微傾向上游。壩址處水流急，故無砂卵石等淤積物。無侵蝕地下水。附近曾發(fā)生6級地震，設(shè)計(jì)應(yīng)按7級進(jìn)展考慮。1.3水庫規(guī)劃資料表1.3 規(guī)劃資料序號名 稱單 位數(shù) 量備 注1水庫水位：正常蓄水位m365死水位m353.52正常蓄水位時水庫面積km229.96靜水3回水長度km114.44水庫容積：總庫容億m39.05校核洪水位以下正常蓄水位以下庫容億m37.7調(diào)節(jié)庫容億m32.87死庫容億m34.83死水位以下5調(diào)節(jié)特性日調(diào)節(jié)2樞紐布置2.1樞紐組成建筑物及其等級根據(jù)樞紐的任務(wù)確定樞紐組成建筑物根據(jù)*水電站以發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)、防

14、洪及灌溉等任務(wù)，故需的永久建筑物包括擋水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、開關(guān)站、通航建筑物。為便于施工，還需要導(dǎo)流建筑物、施工圍堰等臨時建筑物。確定建筑物等級表2.1 水利水電樞紐工程的分等指標(biāo)工程等別工程規(guī)模分等指標(biāo)水庫總庫容億米防洪灌溉面積萬畝水電站裝機(jī)容量萬千瓦保護(hù)城鎮(zhèn)及工礦區(qū)保護(hù)農(nóng)田面積萬畝一大1型10特別重要城市、工礦區(qū)500150120二大2型101重要城市、工礦區(qū)5001001505012030三中 型10.1中等城市、工礦區(qū)10030505305四小1型0.10.01一般城鎮(zhèn)、工礦區(qū)30550.551五小2型0.010.00150.53.0)3.13(2.5)滿足穩(wěn)定要求。4.

15、4應(yīng)力計(jì)算分析的目的檢驗(yàn)所擬壩體斷面尺寸是否經(jīng)濟(jì)合理，并為確定壩內(nèi)材料分區(qū)，*些部位配筋提供依據(jù)。分析方法應(yīng)力分析的方法有理論計(jì)算和模型試驗(yàn)兩類。理論計(jì)算又分為材料力學(xué)法和彈性理論法，材料力學(xué)法計(jì)算簡便，適應(yīng)面廣，并有一套比擬成熟的應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)，目前仍被普遍采用，適應(yīng)于地質(zhì)比擬簡單的高壩；本工程壩高366.08.8-280m=88.05m在大于70m*圍內(nèi)，采用材料力學(xué)分析法。 材料力學(xué)法的根本假設(shè)1、壩體混凝土為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的彈性材料；2、視壩段為固接于地基上的懸臂梁，不考慮地基變形對壩體應(yīng)力的影響，并認(rèn)為各壩段獨(dú)立工作，橫縫不傳力；3、假定壩體水平截面上的正應(yīng)力按直線分布，不考慮廊

16、道等對壩體應(yīng)力的影響。荷載組合1、設(shè)計(jì)洪水情況：自重+設(shè)計(jì)洪水位對應(yīng)的靜水壓力+揚(yáng)壓力+浪壓力+沙壓力；2、校核洪水情況：自重+校核洪水位對應(yīng)的靜水壓力+揚(yáng)壓力+浪壓力+沙壓力；應(yīng)力計(jì)算在一般情況下，壩體的最大和最小應(yīng)力都出現(xiàn)在壩面，所以，在重力壩設(shè)計(jì)規(guī)*中規(guī)定，首先應(yīng)校核壩體邊緣應(yīng)力是否滿足強(qiáng)度要求。計(jì)算公式如下：1、水平截面上的正應(yīng)力，因?yàn)榧俣ㄕ龖?yīng)力按直線分布，所以按偏心受壓公式；=；來計(jì)算上下游邊緣應(yīng)力，其中：作用于計(jì)算截面以上全部荷載的鉛直分力的合力，kN;作用于計(jì)算截面以上全部荷載對截面垂直水流流向形心軸的力矩總和，kNm；計(jì)算截面的長度， 2、剪應(yīng)力上游面水壓力強(qiáng)度, 下游壩坡坡率

17、上游面水壓力強(qiáng)度, 上游壩坡坡率3、水平正應(yīng)力=-=+4、主應(yīng)力=1+-=1+-=重力壩非溢流壩段的荷載主要有：自重、靜水壓力、浪壓力、泥沙壓力、揚(yáng)壓力、冰壓力、地震荷載等，常取1壩長進(jìn)展計(jì)算。應(yīng)力計(jì)算結(jié)果如下：以下應(yīng)力單位均為KPa計(jì)揚(yáng)壓力 由上面的公式計(jì)算出各個應(yīng)力，分析可看出由以上可以看出壩體邊緣應(yīng)力狀態(tài)良好，未出現(xiàn)拉應(yīng)力的情況。2、不計(jì)揚(yáng)壓力不計(jì)揚(yáng)壓力時其應(yīng)力計(jì)算與計(jì)揚(yáng)壓力是計(jì)算方法一樣，主要分析垂直正應(yīng)力和、剪應(yīng)力，、水平正應(yīng)力, 、第一主應(yīng)力,、第二主應(yīng)力五種應(yīng)力，詳情見計(jì)算說明書。由成果分析，以上可以看出壩體邊緣應(yīng)力狀態(tài)良好，未出現(xiàn)拉應(yīng)力的情況。5.溢流壩段設(shè)計(jì)5.1泄水建筑物方

18、案比擬布置原則1壩址洪峰流量大,泄水建筑物要有較大的泄流能力和靈活可靠的運(yùn)行方式?？紤]下游的防洪要求，泄水建筑物應(yīng)有較好的泄流能力。2壩址左岸陡峭，右岸為順向坡，采用了右岸引水式廠房，兩岸沒有布置溢洪道的條件，加上選擇了混凝土重力壩，所以采用河床壩身泄洪方式。泄洪方案選擇由第三章中的調(diào)洪演算中可知選取第一個方案為最終方案：8個表孔。8個表孔堰頂高程為345，孔口凈寬816=128，設(shè)計(jì)洪水位為365.61，相應(yīng)下泄量q為23051.6，校核洪水位為366.81，相應(yīng)下泄量q為25624.3。5.2工程布置溢流表孔8個表孔布置于河床中間壩段，孔口凈寬16，墩厚5，總寬128。堰頂高程345，堰頂

19、上游為三圓弧曲面，堰頂下游面為“WES曲面，與下游壩坡相切。壩址部位用圓弧與消力池銜接。堰頂上游部位設(shè)平板閘門，壩頂用單向移動式門機(jī)啟閉，堰頂設(shè)弧形工作閘門，用壩頂排架上弧形啟閉機(jī)啟閉。閘墩厚5，墩長17，頭部為半圓形，尾部為“Y型寬尾墩。下游消能工采用寬尾墩加消力池，具體數(shù)據(jù)祥見后文和圖紙。5.3溢流壩剖面設(shè)計(jì)溢流壩的根本剖面為截頂三角形，一般其上游面為鉛直或折線面，溢流面由頂部的曲線、中間的直線和底部的反弧三局部組成。頂部曲線根據(jù)混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)*和水力學(xué)上冊，將堰面曲線設(shè)計(jì)為“WES剖面曲線，上游面采用三圓弧連接，下游面采用冪曲線。定型設(shè)計(jì)水頭按堰頂最大作用水頭的75%95%計(jì)算，考慮

20、到在校核洪經(jīng)試算，取定型設(shè)計(jì)水頭=88%。即=88%366.71-345=19.1，此時在校核洪水位閘門全開時產(chǎn)生負(fù)壓，但在允許*圍內(nèi)，滿足規(guī)*要求。上游面采用三圓弧連接，其半徑見計(jì)算書中間直線段確實(shí)定頂部的曲線段確定后，中部的直線段分別與頂部曲線、底部的反弧段相切，其坡度一般與非溢流壩段下游坡率一樣，即為1：0.7。直線與冪曲線相切時，切點(diǎn)C的坐標(biāo)為： 反弧段堰頂剖面曲線的下游與一傾斜直線段相切，直線段的坡度與非溢流壩下游面一樣，即1：0.7，直線段的下部與反弧段相切。對于底流銜接，以便將水流平順地導(dǎo)入下游，防止水流跌落的沖擊力對壩根底的沖刷，反弧半徑r=30m見計(jì)算書5.4消能設(shè)計(jì)與計(jì)算由

21、于壩址處洪峰流量大，河谷較窄，故下泄的單寬流量較大。在校核工況下，最大下泄量達(dá)25624.3時的堰上單寬流量為187.48。因此消能設(shè)施尤顯重要?，F(xiàn)根據(jù)水力計(jì)算手冊、水力學(xué)和混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)*，采用挑流消能。閘墩的設(shè)計(jì)閘墩厚5，墩長32，頭部為半圓形，在距壩軸線1.5處采用半徑為2.5的半圓相接，在距壩軸線0.5處設(shè)置檢修門槽，門槽寬度為1.0，深度為0.5，尾部為“Y型寬尾墩。在閘墩尾部設(shè)置“Y型寬尾墩，利用寬尾墩的以下特性，提高消能效果。1水流特點(diǎn)：由于墩尾加寬，水流接近寬尾墩尾部時，水面逐漸壅高，貼近邊壁的水面比孔中心附近的水面壅高更甚。水面壅高的程度隨流量和寬尾的體型尺寸而變化，由于

22、水面壅高，閘室出口處射流上緣水面與壩面夾角顯著加大，為水流沿鉛直方向擴(kuò)散創(chuàng)造了條件。各孔水流出閘室后，受寬尾墩作用，沿程橫向收縮，豎向擴(kuò)散，在壩面上形成窄而高的多股“水墻。這種橫向收縮使壩面水深增加23倍甚至更大。由于壩面水流與空氣的接觸面積大大增加，因而水流的摻氣量也大大增加。2摻氣特性：(a)寬尾墩閘室內(nèi)水面逐漸壅高，水面切線與壩面的夾角也逐漸加大，使水流沿豎向加速擴(kuò)散；(b)墩尾出流與空氣的接觸面積成倍增加；(c)水流出閘室后，兩側(cè)紊流邊界層立即暴露在空氣中，可以造成大量摻氣，與底層紊流邊界層接觸，所以底層水流摻氣開展較快。3壩面壓力：實(shí)際觀測，寬尾墩尾部的壓力提高，消除了負(fù)壓，墩頭壓力

23、變化不大。6細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)6.1壩頂構(gòu)造壩水管，聚集路面的雨水，并排入水庫中。壩頂公路兩側(cè)設(shè)有寬1m的人行道，并高出壩頂路面20cm，下游側(cè)設(shè)置欄桿及路燈。見圖：非溢流壩壩頂布置頂上游設(shè)置防浪墻，與壩體連成整體，其構(gòu)造為鋼筋混凝土構(gòu)造。防浪墻在壩體橫縫處留有伸縮縫，縫內(nèi)設(shè)止水。墻高為1.2m，厚度為50cm，以滿足運(yùn)用平安的要求。壩頂采用混凝土路面，向兩側(cè)傾斜，坡度為2%，兩邊設(shè)有排圖6.1壩頂布置6.2廊道系統(tǒng)根底灌漿廊道位置：廊道底部距壩基面的距離不小于1.5倍的洞寬，取4m，廊道底部高程為290m，上游側(cè)中心點(diǎn)距上游壩面的距離為倍的作用水頭，且不小于4-5 m，取7.14m。形狀：城門洞形

24、，底寬2.5m，高3.5m，內(nèi)部上游側(cè)設(shè)排水溝，并在最低處設(shè)集水井。平行于壩軸線方向廊道向兩岸沿地形逐漸升高，坡度不大于40。根底灌漿廊道的斷面采用上圓下方的城門洞形，尺寸為2.53.5寬高見下列圖，以滿足鉆孔、灌漿工作空間的需要。在廊道頂部和底部應(yīng)埋設(shè)一些吊鉤和軌道，以便用來搬動機(jī)件。灌漿廊道的高程低于尾水位。在廊道近下游側(cè)設(shè)有集水井。用水泵抽水向下游排出。圖6.2 根底灌漿廊道檢查排水廊道：為了檢查，觀測，巡視和排除滲水，靠近壩體上游面處每隔1530m高程設(shè)置一檢查廊道兼做排水廊道。廊道也采用上圓下方的型式，尺寸此處選和根底廊道一樣。檢查廊道分別布置布置于非溢流壩和溢流壩內(nèi)，縱向排水廊道沿

25、不同高程分設(shè)自流式排水設(shè)備。圖6.3檢查排水廊道圖6.4 廊道布置圖排水管靠近壩的上游面沿壩軸線方向設(shè)一排豎向排水管幕。管內(nèi)直徑為15cm，間距為15m，上端通至壩頂，下端通至廊道，垂直布置。排水管采用無砂混凝土管。6.3壩體分縫橫縫橫縫垂直于壩軸線設(shè)置，將壩體分成假設(shè)干個壩段，橫縫間距15m，一般間距一般為1220m，縫寬12cm，取1cm，橫縫為永久縫，縫面為平面，縫內(nèi)設(shè)止水?？v縫為了適應(yīng)混凝土澆注能力和減小施工期溫度能力，常用平行于壩軸線方向的縱縫把一個壩段分成幾塊澆注。本工程設(shè)垂直縱縫，取間距15m.水平施工縫混凝土澆筑塊厚度一般為1.5-4m 本工程取4m，在靠近基巖附近用0.75-

26、1.0m 的薄層澆筑以利于散熱，減少升溫，防止開裂?？v縫兩側(cè)相鄰壩塊的水平縫錯開布置，以減小壩體水平截面的抗剪強(qiáng)度。上下層混凝土澆筑間歇為5d，上層混凝土澆筑前必須用風(fēng)水槍或壓力水沖洗施工縫面上的浮渣灰土和水泥乳膜，使外表成為干凈的麻面，鋪2cm厚的水泥砂漿。6.5 壩體分縫6.4壩體止水與排水止水在壩體下述部位布置止水設(shè)施：壩體橫縫內(nèi)包括上游壩面、溢流壩面及壩體下游最高尾水位以下部位，陡坡壩段與根底接觸面，壩體內(nèi)廊道和孔洞穿過橫縫處的周圍。上游面采用兩道止水金屬片，中間設(shè)一瀝青井，第一道止水片具上游壩面為1，第二道止水片下游設(shè)排水孔和檢查井，井中設(shè)有攀梯。溢流壩下游面用熱浸瀝青麻繩止水塞。止

27、水片：第一道止水片采用金屬銅片，第二道止水片采用金屬銅片或橡膠。止水銅片采用1.5厚度。每一側(cè)埋入混凝土內(nèi)長度為20。止水銅片作成可伸縮的“形。瀝青井：內(nèi)徑為20的圓形，井底埋入巖基內(nèi)。井內(nèi)設(shè)置加熱設(shè)備，以便當(dāng)瀝青收縮開裂或與井壁脫離開時可加熱恢復(fù)其流動性，提高止水性能。圖6.6 橫縫止水布置壩體排水 = 1 * GB3 壩體排水：在壩體各種接縫面內(nèi)雖已設(shè)置了止水系統(tǒng)，但滲水仍難完全防止。為了減小滲水的有害影響，還要設(shè)置相應(yīng)的排水系統(tǒng)，將壩體和壩基的滲水由排水管排入廊道，再由廊道匯入集水井，自流或用抽水機(jī)排到下游。壩體排水管間距取3m，管內(nèi)徑取15cm，坡度及與壩上游面間距見圖紙。 = 2 *

28、 GB3 根底排水：根底排水系統(tǒng)包括排水孔幕和基面排水。排水孔幕距灌漿帷幕下游面約0.51.0倍帷幕孔距，在壩基面上，排水孔與帷幕孔的距離不宜小于2m。排水孔略向下游傾斜，排水孔距取3m，孔徑取15 cm，孔深10m。6.5根底處理壩基開挖壩基開挖與清理的目的是使壩體坐落在穩(wěn)定，鞏固的地基上。建筑物基坑開挖的形狀，要根據(jù)地形、地質(zhì)條件和構(gòu)造要求確定。該壩為中壩，建基面不要求為新鮮巖石，故河床壩段以弱風(fēng)化帶作建基面，最大開挖深度58。最低建基面高程280；兩岸壩段以弱風(fēng)化至微風(fēng)化帶作建基面，為提高壩體的側(cè)向穩(wěn)定性，沿岸坡開挖成臺階狀,左岸岸坡傾角較大,為了壩段的橫向穩(wěn)定,通常在斜坡上按壩體的分段

29、開挖成臺階,臺階宜位于壩體橫縫部位。臺階應(yīng)防止開挖成銳角或高差甚大的陡坡,以免壩體發(fā)生集中應(yīng)力或使壩體混凝土與基巖不能嚴(yán)密結(jié)合。同時還應(yīng)注意邊坡走向與節(jié)理一致時，邊坡坡度不宜陡與節(jié)理的坡度?；鶐r開挖后，在澆筑混凝土前，需進(jìn)展徹底的清理和沖洗，包括：去除一切松動的巖塊，打掉凸出的尖角，基坑中原有的勘探鉆孔、井、洞等均應(yīng)回填封堵。還必須注意，開挖爆破不能損害設(shè)計(jì)開挖線以下基巖的質(zhì)量；當(dāng)基巖為易風(fēng)化的巖石，如頁巖、粘性巖等時，在設(shè)計(jì)開挖線或邊線以上易留有保護(hù)層0.20.3m,待混凝土澆筑時才隨挖隨澆。固結(jié)灌漿為了提高基巖的整體性和彈性模量，減少基巖受力后的變形，提高基巖的抗壓、抗剪強(qiáng)度，降低基巖的滲

30、透性，在壩基和消力池底板基巖均作固結(jié)灌漿，孔深47，孔距3，排距4，呈梅花形布置，局部斷層交匯帶、壩踵、壩址附近適當(dāng)加密、加深固結(jié)孔。帷幕孔上游固結(jié)加深至10。具體布置見下列圖。圖6.5 固結(jié)灌漿布置帷幕灌漿為了減小滲透壓力對壩體穩(wěn)定的影響，減小揚(yáng)壓力，在壩基的迎水面，即在壩體灌漿廊道下的根底內(nèi)形成一道連續(xù)而垂直的幕墻。在灌漿廊道設(shè)置一排帷幕灌漿孔，孔距3，利用高壓灌漿填塞基巖內(nèi)的裂縫和孔隙等滲水通道，帷幕深度以深入相對抗水層頂板以下20控制，河床部位帷幕一般深40，左岸深度70，右岸深度42，在斷層部位局部加深。為了減低繞壩滲漏和滲流速度，防滲帷幕均向岸坡內(nèi)伸一定距離。壩基斷層及破碎帶處理對

31、于規(guī)模較小或較淺的斷層和破碎帶，采用局部掏空，再用混凝土回填的方法處理；對于規(guī)模較大或較深的斷層和破碎帶，將采用刻槽回填混凝土塞的方法處理6.6壩體混凝土分區(qū) 壩體各部位的工作條件不同，對混凝土強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍、抗沖刷、抗裂等性能的要求也不同。為節(jié)約與合理使用水泥，通常將壩體按不同部位和不同工作條件分區(qū)，采用不同標(biāo)號的混凝土，如下列圖所示：圖6.6 重力壩分區(qū)圖圖中：區(qū)上、下游水位以上壩體表層混凝土；區(qū)上、下游水位變化區(qū)的壩體表層混凝土；區(qū)上、下游最低水位以下壩體表層混凝土；區(qū)靠近地基的混凝土；為了便于施工，壩體混凝土采用的標(biāo)號種類應(yīng)盡量減少，并與樞紐中其他建筑物混凝土標(biāo)號相一致。同一澆筑塊中

32、的標(biāo)號不得超過兩種，相鄰區(qū)的標(biāo)號不得超過兩級，以免引起應(yīng)力集中或產(chǎn)生溫度裂縫。分區(qū)厚度一般不小于23m，以便澆筑施工。壩體不同分區(qū)的混凝土所用的水泥，應(yīng)盡量采用同一品種，并優(yōu)先采用大壩水泥。有抗凍或抗沖刷要求的部位，不宜采用火山灰水泥或礦渣水泥。壩體內(nèi)部混凝土可適當(dāng)摻加摻和料或外加劑，以降低水泥用量并改善混凝土的性能。大體積混凝土構(gòu)造的下游面及建筑物內(nèi)部采用抗?jié)B標(biāo)號的最小容許值為S2；大體積混凝土構(gòu)造的擋水面的防滲層的混凝土采用抗?jié)B標(biāo)號的最小容許值為S6。水位漲落區(qū)的外部混凝土抗凍標(biāo)號小容許值為D200；鋼筋混凝土構(gòu)造則為D250；水位漲落區(qū)以上的外部混凝土抗凍標(biāo)號的最小容許值為D100?；炷?/p>

33、土分區(qū)的尺寸一般為：外部、區(qū)混凝土各區(qū)厚度的最小值為23m，上游面的厚度比下游面的大；根底混凝土區(qū)厚度一般為0.1L，L為壩體底部邊長，并不小于3.0m。在不同標(biāo)號的混凝土之間要有良好的接觸帶，施工中須混合充分加強(qiáng)震搗，或采用池形縫結(jié)合，同時相鄰混凝土標(biāo)號的級差不宜大于兩級，否則在澆筑塊內(nèi)部因兩種.混凝土的性質(zhì)相差過大，水化熱溫升和體積收縮變形都不一樣，容易在接觸帶產(chǎn)生裂縫。第二局部 設(shè)計(jì)計(jì)算書1.調(diào)洪演算1.1調(diào)洪演算的目的根據(jù)水位庫容曲線以及*壩址設(shè)計(jì)洪水過程線，孔口尺寸、孔數(shù)以及堰頂高程，利用調(diào)洪演算來確定設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位，為后面壩頂高程確實(shí)定奠定根底。1.2調(diào)洪演算的根本原理和方

34、法(a)根據(jù)庫容曲線Z-V，以及用水力學(xué)公式計(jì)算Q-Z關(guān)系式中：q過堰流量，單位為；B過水?dāng)嗝鎸挾?，單位為m；m堰的流量系數(shù)；局部水頭損失系數(shù)；堰頂全水頭，單位為m。(b)分析確定調(diào)洪開場時的起始條件，起調(diào)水位357m。(c)本次調(diào)洪計(jì)算采用水能規(guī)劃書中介紹的列表試算法計(jì)算，依據(jù)書中所給的水庫洪水調(diào)節(jié)原理，采用水量平衡方程式式中：Q1，Q2分別為計(jì)算時段初、末的入庫流量；計(jì)算時段中的平均入庫流量m3/s，它等于(Q1+Q2)/2；q1,q2分別為計(jì)算時段初、末的下瀉流量m3/s；計(jì)算時段中的平均下瀉流量m3/s，即= (q1+q2)/2；V1，V2分別為計(jì)算時段初、末的水庫的蓄水量m3；為V2

35、和V1之差；計(jì)算時段，一般取16小時，需化為秒數(shù)。采用開敞式溢流時，利用下式計(jì)算式中：溢流流量，單位為；為閘孔數(shù)；過水?dāng)嗝鎸挾?，單位為m；m堰的流量系數(shù)，本設(shè)計(jì)中取0.5；側(cè)收縮系數(shù)，根據(jù)閘墩厚度及墩頭形狀而定，在0.90.95中取值，本設(shè)計(jì)中取0.9；堰頂全水頭，單位為m。計(jì)算說明：a)由洪水資料獲得入庫洪水量；b)時段平均入庫流量：由前、后時的入庫洪水量取平均值得到；c)下泄水量：由水庫水位確定(水庫水位未知)；d)時段平均下泄流量：由前、后時的下泄流量取平均值得到；e)時段內(nèi)水庫水量變化：由“時段平均入庫流量-“時段平均下泄流量3600得到；f)水庫存水量：與水庫水位有關(guān)(水庫水位未知)

36、。g)本設(shè)計(jì)采用半圖解法進(jìn)展計(jì)算，利用，可求出一個對應(yīng)的下瀉流量，即可求出該對應(yīng)時段的平均下瀉流量，即可求得下泄流量q和的關(guān)系，建立輔助圖線，再根據(jù)水量平衡方程式 變形可求出 由初始的調(diào)洪下泄流量可以在輔助圖線上查的的值利用水量平衡公式的變形公式可求的，再在輔助圖形上查的相應(yīng)的，同理可求的，畫出下泄流量和相應(yīng)的入庫流量與時間的關(guān)系圖線，求的其交點(diǎn)，求出最大下泄流量，查出相應(yīng)的水位。1.3調(diào)洪的根本資料調(diào)洪演算方案調(diào)洪演算方案擬定如下，共有兩個方案，詳細(xì)情況列于表1.1表 1.1 調(diào)洪演算方案堰頂高程(m)孔口尺寸(m)孔數(shù)方案一34716189方案二34516208注：表示孔口尺寸(m)(寬高

37、)，即寬m，高m 計(jì)算工況計(jì)算工況分校核和設(shè)計(jì)兩種，由設(shè)計(jì)規(guī)*可知：混凝土壩按500年一遇P=0.2%洪水設(shè)計(jì)，2000年一遇P=0.05%洪水校核。1.4調(diào)洪演算的過程計(jì)算下泄流量根據(jù)以上數(shù)據(jù)應(yīng)用下泄流量的計(jì)算公式計(jì)算下泄流量，其中=0.9，g=9.8,流量系數(shù)m=0.5,根據(jù)以上數(shù)據(jù)和不同的堰寬可得不同水深時的下瀉流量.方案一：堰頂高程347m,堰寬為144m,計(jì)算下泄流量q見表1.2：表1.2 下泄流量q水位m庫容(億m3)下泄流量3473.630.003483.79286.883493.96811.423504.131490.683514.322295.053524.513207.44

38、3534.714216.283544.915313.133555.136491.393565.357745.813575.589072.003585.8110466.273596.0611925.453606.3113446.773616.5715027.793626.8416666.333637.1218360.443647.4020108.353657.7021908.463668.0023759.293678.3225659.493688.6427607.813698.9829603.093709.3231644.253719.6733730.2837210.0335860.233731

39、0.4038033.2237410.7840248.4137511.1842505.0137611.5944802.2737712.0147139.4937812.4549516.0037912.8851931.16方案二：堰頂高程345m,堰寬為128m,計(jì)算下泄流量q見表1.3：表1.3 下泄流量q水位庫容下泄流量q3453.32710.003463.4771255.013473.6317721.273483.79201325.053493.95932040.053504.13472851.053514.31813747.813524.50864722.783534.70665770.13

40、3544.91236885.163555.12608064.003565.34779303.353575.577310600.403585.814711952.693596.060013358.033606.313314814.513616.574016320.393626.842017874.093637.118219474.183647.403621119.373657.698822808.443668.003924540.283678.318226313.863688.642028128.223698.975329982.473709.318231875.763719.670133807

41、.3037210.031035776.3637310.401737782.2337410.783439824.2437511.177041901.7737611.587144014.2337712.012946161.0337812.447748341.6537912.884850555.56計(jì)算并繪制單輔助線方案一：計(jì)算中V取溢洪道堰頂以上庫容，計(jì)算時段取t=3h。水庫設(shè)計(jì)洪水單輔助曲線計(jì)算表，堰寬144計(jì)算過程見下表 表1.4 單輔助曲線計(jì)算表水位Z(M)庫容v億m3堰上庫容3473.630.000.000.000.000.003483.790.161484.36286.88143.441

42、627.803493.960.333033.17811.42405.713438.883504.130.504657.411490.68745.345402.753514.320.696355.252295.051147.537502.783524.510.888119.313207.441603.729723.033534.711.079952.324216.282108.1412060.463544.911.2811857.015313.132656.5614513.573555.131.4913836.116491.393245.7017081.813565.351.7215889.30

43、7745.813872.9019762.213575.581.9518014.769072.004536.0022550.763585.812.1820212.9810466.275233.1425446.113596.062.4322484.4411925.455962.7328447.163606.312.6824829.6313446.776723.3931553.023616.572.9427243.2715027.797513.8934757.163626.843.2129725.0216666.338333.1638058.193637.123.4932282.8318360.44

44、9180.2241463.053647.403.7734924.6220108.3510054.1744978.803657.704.0737658.3321908.4610954.2348612.563668.004.3740483.1523759.2911879.6452362.793678.324.6943393.7825659.4912829.7556223.523688.645.0146391.4427607.8113803.9160195.353698.985.3449477.3729603.0914801.5564278.92利用表1-4中第(5)、(7)兩欄相應(yīng)的數(shù)據(jù)繪制成單輔

45、助線如圖1.1所示圖1.1 輔助圖線(b=144m)方案一：計(jì)算中V取溢洪道堰頂以上庫容，計(jì)算時段取t=3h。水庫設(shè)計(jì)洪水單輔助曲線計(jì)算表)堰寬12計(jì)算過程見表 1.5表1.5 單輔助曲線計(jì)算表水位Z庫容v億m3堰上庫容3453.33 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3463.48 0.15 1389.05 255.01 127.50 1516.55 3473.63 0.30 2820.27 721.27 360.63 3180.90 3483.79 0.46 4304.73 1325.05 662.53 4967.26 3493.96 0.63 5853.54 2040.0

46、5 1020.02 6873.57 3504.13 0.81 7477.78 2851.05 1425.53 8903.31 3514.32 0.99 9175.62 3747.81 1873.90 11049.53 3524.51 1.18 10939.68 4722.78 2361.39 13301.07 3534.71 1.38 12772.69 5770.13 2885.06 15657.75 3544.91 1.59 14677.38 6885.16 3442.58 18119.96 3555.13 1.80 16656.48 8064.00 4032.00 20688.48 356

47、5.35 2.02 18709.67 9303.35 4651.68 23361.35 3575.58 2.25 20835.13 10600.40 5300.20 26135.33 3585.81 2.49 23033.35 11952.69 5976.34 29009.69 3596.06 2.73 25304.81 13358.03 6679.02 31983.82 3606.31 2.99 27650.00 14814.51 7407.26 35057.26 3616.57 3.25 30063.64 16320.39 8160.19 38223.83 3626.84 3.51 325

48、45.39 17874.09 8937.04 41482.44 3637.12 3.79 35103.20 19474.18 9737.09 44840.29 3647.40 4.08 37744.99 21119.37 10559.68 48304.68 3657.70 4.37 40478.70 22808.44 11404.22 51882.92 3668.00 4.68 43303.52 24540.28 12270.14 55573.66 3678.32 4.99 46214.15 26313.86 13156.93 59371.08 3688.64 5.31 49211.81 28

49、128.22 14064.11 63275.93 3698.98 5.65 52297.74 29982.47 14991.23 67288.97 利用表1.5中第(5)、(7)兩欄相應(yīng)的數(shù)據(jù)繪制成單輔助線如圖1.2所示圖1.2 輔助圖線b=128m設(shè)計(jì)水位調(diào)洪計(jì)算方案一：水庫半圖解法調(diào)洪計(jì)算表(P=0.2%)堰寬144m,見表1.6表1.6調(diào)洪計(jì)算表時間h時刻入庫流量平均入庫流量Q下泄流量q139044453642204220749604748474810560852845284136448602860281671366792679219756873527352228080782478242

50、58880828082802896809280928024431.0031110401036010304.1725111.0034122401164010951.4226446.8337129601260011753.8428095.4140131201304012381.9829381.5743132001316012762.8530159.5946132801324012996.7930636.7349136801348013233.9731119.9552142401396013590.8731845.9855148801456014068.2632815.125815760153201

51、4686.3334066.8661168001628015475.4035660.5264179201736016411.3437545.1267192001856017479.9639693.7870203201976018614.5141973.8273212802080019701.4044159.3176220002164020663.4446097.9279222402212021384.9947554.4882223202228021827.8248449.4885221602224022031.6148861.6788220802212022075.3048950.0691215

52、202180021939.2148674.7794204802100021474.6247735.5597192001984020664.9346100.93100180801864019660.0044076.00103165601732018496.2041736.00106151201584017174.3939079.80109141601464015914.6236545.40112132001368014806.9534310.78115123201276013796.5732263.84118115201192012874.4530387.27121108001116012035

53、.6228672.82124101601048011277.3027117.211279600988010598.8425719.91130904093209980.6124441.07133856088009412.2723260.46136824084008927.2722248.20139799281168540.0721436.93繪制調(diào)洪曲線利用表1.6中第(1)、(2)、(5)三欄相應(yīng)的數(shù)據(jù)繪制成Qt，qt關(guān)系曲線，如圖1.3所示圖1.3 設(shè)計(jì)洪水調(diào)洪曲線圖查圖可知，最大下泄流量發(fā)生在t=88h時刻，正好是qt曲線與Qt曲線的交即為所求。，利用插值法查表1-2知 。方案二：水庫半圖

54、解法調(diào)洪計(jì)算表(P=0.2%)堰寬128m,見表1.7表1.7 調(diào)洪計(jì)算表(P=0.2%)時間h時刻入庫流量平均入庫流量Q下泄流量q139044453642204220749604748474810560852845284136448602860281671366792679219756873527352228080782478242588808880888028968092809280232313111040103609746.2924311.0034122401164010632.9526204.7137129601260011557.7928171.7640131201304012256

55、.6529653.9843132001316012683.3530557.3246132801324012946.5231113.9749136801348013198.8731647.4552142401396013559.0732408.5855148801456014033.0833409.5158157601532014643.2634696.4361168001628015420.7136333.1764179201736016343.5438272.4667192001856017400.3240488.9170203201976018525.4442848.59732128020

56、80019608.7345123.1576220002164020574.0847154.4279222402212021306.6348700.3482223202228021766.7949673.7185221602224021990.2450146.9188220802212022051.4850276.6891215202180021932.7850025.2094204802100021492.0849092.4297192001984020709.7547440.34100180801864019726.4345370.60103165601732018580.5442964.1

57、7106151201584017273.7840223.63109141601464016018.5637589.85112132001368014906.6435251.29115123201276013888.6633104.65118115201192012956.9431135.99121108001116012108.0329339.05124101601048011340.8527711.021279600988010654.2826250.171309040932010029.0924915.90133856088009455.0023686.81136824084008963.

58、9822631.81139799281168570.4821783.83142784079168267.5921129.34繪制調(diào)洪曲線利用表中第(1)、(2)、(5)三欄相應(yīng)的數(shù)據(jù)繪制成Qt，qt關(guān)系曲線，如圖1.4圖1.4 設(shè)計(jì)洪水調(diào)洪曲線圖查圖可知，最大下泄流量發(fā)生在t=88h時刻，正好是qt曲線與Qt曲線的交即為所求。，利用插值法查表1.3知 。校核水位調(diào)洪計(jì)算方案一：水庫半圖解法調(diào)洪計(jì)算表(P=0.05%)堰寬144m,見表1-8表1.8 調(diào)洪計(jì)算表(P=0.05%)時間t時刻入庫流量平均入庫流量Q下泄流量q14472452004836483675688544454441064326

59、06060601374006916691616816077807780198720844084402292809000900025101609720972023421281112010640111202711231126401188012096.7827872.0034141601340013443.3227775.2237149601456014060.6928891.9040152001508014624.9529911.2243152801524014965.6430526.2646153601532015161.9830880.6349158401560015404.7831318.6

60、452165601620015845.7932113.8755172801692016441.8233188.0758183201780017195.5834546.2561196001896018175.3736310.6764208802024019323.4338375.3067223202160020590.7840651.8770236002296021910.4943021.0973247202416023161.9245270.6076256002516024270.6747268.6879258402572025073.0748718.0182259202588025518.8