TL混凝土重力壩設(shè)計(jì)

1、網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文設(shè)計(jì)題目：TL混凝土重力壩設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中心：奧鵬遠(yuǎn)程教育層 次：專 業(yè)：水利水電工程1 / 34容摘要重力壩是一種古老而迄今應(yīng)用很廣的壩型，因主要依靠自重維持穩(wěn)定而得名。 重力壩的斷面根本呈三角形，筑壩材料為混凝土或漿砌石。在中國的壩工建立中 混凝土重力壩也占有較大的比重。本次設(shè)計(jì)為TL混凝土重力壩設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作主要包括根本資料的分析、 壩型選擇和樞紐布置。設(shè)計(jì)的主要容首先是進(jìn)展壩體的設(shè)計(jì)，進(jìn)展壩型選擇，設(shè) 計(jì)采用混凝土重力壩方案，設(shè)計(jì)容包括擋水壩段的設(shè)計(jì)，溢流壩段的設(shè)計(jì)，底孔 壩段的設(shè)計(jì)等。然后是細(xì)節(jié)構(gòu)造與壩基處理，有壩基清理、壩基加固、壩基防滲 及壩基排水設(shè)計(jì)、

2、斷層處理等。關(guān)鍵詞：水利工程；混凝土重力壩；剖面設(shè)計(jì)；荷載計(jì)算；應(yīng)力分析目錄引言11設(shè)計(jì)資料21.1某重力壩根本資料2流域概況2地形地質(zhì)2建筑材料2水文條件2氣象條件31.2某重力壩工程綜合說明32壩型及壩址選擇62.1壩型選擇62.2壩址選擇73擋水建筑物設(shè)計(jì)83.1非溢流壩剖面設(shè)計(jì)83.1.1壩頂咼程的擬定83.1.2壩頂寬度的擬定93.1.3壩坡的擬定103.1.4上、下游起坡點(diǎn)位置確實(shí)定103.2荷載計(jì)算及組合11自重 11靜水壓力11揚(yáng)壓力12泥沙壓力13浪壓力13荷載組合14.荷載計(jì)算成果153.3抗滑穩(wěn)定分析193.4應(yīng)力分析204壩體細(xì)部構(gòu)造214.1壩頂構(gòu)造214.2廊道系統(tǒng)

3、21421 根底廊道21壩體檢查排水廊道224.3壩體分縫224.4壩體止水234.5壩體排水245 地基處理255.1地基開挖與清理255.2壩基的帷幕灌漿255.3壩基排水255.4壩基的固結(jié)灌漿26結(jié)論27參考文獻(xiàn)283 / 34引言重力壩的斷面根本呈三角形，筑壩材料為混凝土或漿砌石，整體是由假設(shè)干 壩段組成。重力壩在水壓力及其他荷載作用下，主要依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力 來滿足穩(wěn)定要求；同時依靠壩體自重產(chǎn)生的壓力來抵消由于水壓力所引起的拉應(yīng)力 以滿足強(qiáng)度要求。重力壩便于泄洪和施工導(dǎo)流、對地形、地質(zhì)條件適應(yīng)性好，混 凝土重力壩需要溫控散熱措施，材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮，受揚(yáng)壓力影響大；重力 壩

4、按筑壩材料的不同分為：混凝土重力壩和漿砌石重力壩。重力壩按其構(gòu)造形式分 為:實(shí)體重力壩；寬縫重力壩：空腹重力壩。重力壩按泄水條件可分為非溢流壩 和溢流壩兩種剖面。在水壓力及其他外荷載作用下，主要依靠壩體自重來維持穩(wěn)定的壩。重力壩 的斷面根本呈三角形，筑壩材料為混凝土或漿砌石。據(jù)統(tǒng)計(jì) ，在各國修建的大壩中, 重力壩在各種壩型中往往占有較大的比重。早在公元前 2900年埃及便在尼羅河上 修建了一座高15m、頂長240m的漿砌石重力壩。19世紀(jì)以前，重力壩根本上都 采用毛石砌體修建，19世紀(jì)后期由于新材料出現(xiàn)才逐漸采用混凝土筑壩。隨著筑 壩技術(shù)、設(shè)計(jì)理論的提高，高壩不斷增多，1962年瑞士建成了世界

5、上最高的大狄 克遜重力壩，最大壩高為285m。20世紀(jì)80年代后，碾壓混凝土技術(shù)開場應(yīng)用于 重力壩，使重力壩開展步伐腳步加快。在中國的壩工建立中，混凝土重力壩也占有較大的比重，在20座高100m以上的高壩中，混凝土重力壩就有 10座。重力壩之所以得到廣泛應(yīng)用，是由于有以下優(yōu)點(diǎn)：相對平安可靠，耐久性好，抵 抗?jié)B漏、洪水漫溢、地震和戰(zhàn)爭破壞能力都比擬強(qiáng) ；設(shè)計(jì)、施工技術(shù)簡單，易于 機(jī)械化施工；對不同的地形和地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，任何形狀河谷都能修建重力壩， 對地基條件要求相對來說不太高；在壩體中可布置引水、泄水孔口，解決發(fā)電、 泄洪和施工導(dǎo)流等問題。重力壩的缺點(diǎn)是：壩體應(yīng)力較低，材料強(qiáng)度不能充分發(fā) 揮

6、；壩體體積大，耗用水泥多；施工期混凝土溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力大，對溫度控 制要求高。本文通過對根本資料的分析，綜合考慮各種因素對壩型、壩址；擋水建筑物； 壩體細(xì)部構(gòu)造以及地基處理等方面的進(jìn)展了簡要說明。容安排如下：第一章介紹 了選取的重力壩的根本設(shè)計(jì)資料，包括流域概況、地形地質(zhì)、建筑材料、水文和 氣象條件等等；第二章對壩型和壩址的選擇進(jìn)展了闡述；第三章對混凝土重力壩 擋水建筑物的計(jì)算過程和計(jì)算結(jié)果，繪制了非溢流壩剖面圖；第四章介紹了重力 壩的壩頂細(xì)部構(gòu)造；第六章對重力壩的根底開挖、帷幕灌漿等等根底處理方法進(jìn)展了介紹；最后給出本文的結(jié)論# / 345 / 341設(shè)計(jì)資料1.1某重力壩根本資料流域概況

7、某水利樞紐位于某河上游，全河流域面積 K ，流向自北向南，干流的平 均比降為I 。流域多石山，小局部為丘陵，水土流失不嚴(yán)重。本樞紐工程是以發(fā)電為主兼顧灌溉和供水的綜合利用工程，水庫的總庫容為111 ，發(fā)電引水高程為，最大引水流量為耳，發(fā)電裝機(jī)容量4 萬kW。灌溉下游左岸耕地2.5萬E km2,灌溉最大引水流量 ，引水高程I 。地形地質(zhì)，基巖具有足夠的抗壓強(qiáng)度，巖體較壩址處的巖體可大致分為新鮮巖石、微風(fēng)化及覆蓋層。河槽高程為 河槽處為半風(fēng)化的花崗巖，風(fēng)化層厚度為完整，無特殊不利地質(zhì)構(gòu)造。兩岸風(fēng)化較深呈帶狀，覆蓋層較少，厚度一般 風(fēng)化層厚，壩址兩岸均為花崗巖，巖石堅(jiān)硬，裂隙不發(fā)育。壩基的力學(xué)參數(shù)：

8、抗剪斷系數(shù)混凝土與基巖之間為-一 I基巖的允許抗壓強(qiáng)度 亠.地震的根本烈度為6度。345m，泥沙的浮重度為河流泥沙計(jì)算年限采用 50年，壩前淤沙高程為 ，摩擦角為創(chuàng)。壩體混凝土重度采用w建筑材料砂料、卵石在壩址上、下游均有，壩址下游回以砂儲量豐富，可供建筑使用水文條件壩址以上控制集雨面積1 ，多年平均流量，平均年徑流量。水文水利規(guī)劃成果如下：，溢流上游設(shè)計(jì)洪水位為385.4m,相應(yīng)的下游水位334.3m,庫容為壩相應(yīng)的泄量為丨；上游校核洪水位為386.7m,相應(yīng)的下游水位為335.2m,庫容為 WI ,溢流壩相應(yīng)的泄量為 三I ;上游正常高水位為383.5m,相 應(yīng)的下游水位為331.7m，庫

9、容為匚可 ；死水位為350m,相應(yīng)的庫容為 國 。 淤沙高程為345m，相應(yīng)的庫容為巨可。氣象條件本地區(qū)洪水期多年平均最大風(fēng)速 14m/s，水庫的風(fēng)區(qū)長度為2.6km1.2某重力壩工程綜合說明根據(jù)工程的效益、庫容確定本工程屬于川等工程，其主要建筑物為3級。次要建筑物為4級，臨時性建筑物為5級。本工程是以發(fā)電為主的綜合利用工程，溢流壩段應(yīng)布置在主河槽處，沖沙孔 應(yīng)布置在電站進(jìn)水口附近，另外電站布置應(yīng)考慮地形、交通及電站附屬建筑物布 置等條件。本樞紐的主體工程由擋水壩段、溢流壩段、泄水底孔壩段、電站壩段及其建 筑物組成。電站為壩后式，該重力壩由18個壩段組成，每個壩段的長度大約為15m, 從右岸至

10、左岸依次為：1號-6號壩段為擋水壩段，7號、8號壩段為溢流壩段，9 號、10號壩段為底孔壩段，11號-18號壩段為左岸擋水壩段，該壩的壩基面最低 高程為327.0m,壩頂高程為386.7m,最大壩高為59.7m，壩體總長為277.5m。樞 紐工程布置見圖1-1，主要技術(shù)指標(biāo)見表1-2。J,疑出«:童卅s CE丄-±亠HE戈圧«*圖1-1樞紐工程布置表1-2主要技術(shù)指標(biāo)骨口' 序號工程單位數(shù)量序號工程單位數(shù)量1流域面積km2320010校核洪水位時 最大泄量m3/s16802裝機(jī)容量萬kw411壩頂長度m277.53灌溉面積萬hm22.512最大壩咼m59.

11、74校核洪水位m386.713壩頂高程m386.75設(shè)計(jì)洪水位m385.414溢流堰頂咼程m376.46正常高水位m383.515電站進(jìn)水口中 心線咼程m348.57死水位m35016壩段總數(shù)個188淤沙高程m34517總庫容萬m312009設(shè)計(jì)洪水位 時最大泄量m3/s125017 / 342 壩型及壩址選擇2.1壩型選擇由根本資料知，水庫的總庫容為【w ，發(fā)電引水高程為 ，最大引水流量為I ，發(fā)電裝機(jī)容量4萬kW。灌溉下游左岸耕地2.5萬叵km2，灌溉最大引水流量 E ，引水高程 。TL水庫壩址處的巖體可大致分為新 鮮巖石、微風(fēng)化及覆蓋層。河槽高程為 ，河槽處為半風(fēng)化的花崗巖，風(fēng)化層厚度為

12、I冋I,基巖具有足夠的抗壓強(qiáng)度，巖體較完整，無特殊不利地質(zhì)構(gòu)造。兩 岸風(fēng)化較深呈帶狀，覆蓋層較少，厚度一般冃，風(fēng)化層厚衛(wèi)，壩址兩岸均為花崗巖，巖石堅(jiān)硬，裂隙不發(fā)育。根據(jù)本地區(qū)的氣象特點(diǎn)及壩址區(qū)地形、地質(zhì) 條件的實(shí)際情況，首先考慮土重力壩、土石壩、拱壩三種根本壩型。1從地質(zhì)上看，重力壩是用混凝土或石料等材料修筑，主要依靠壩身自重 保持穩(wěn)定的壩，對地形、地質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)。任何形狀的河谷都可以修建重力壩。在 地基上也可修建高度不高的重力壩。拱壩壩體的穩(wěn)定主要依靠兩岸拱段的反力作 用，不像重力壩那樣依靠自重維持穩(wěn)定，因此拱壩對壩址的地形地質(zhì)條件要求較 高，對地基要求也較嚴(yán)格。再者由于左右岸巖性不均一，不適

13、于建拱壩。土石壩 能適應(yīng)不同的地形、地質(zhì)和氣候條件。除極少數(shù)例外，幾乎任何不良地基，經(jīng)處 理后均可建立土石壩，但因洪水泄量及導(dǎo)流河度汛流量大的特點(diǎn)，不適合修建土 石壩。顧考慮地質(zhì)條件以修建混凝土重力壩較為適宜。2從地形條件上看，河谷狹窄，地質(zhì)條件良好適宜修建拱壩；河谷寬闊， 地質(zhì)條件較好，可選用重力壩或支墩壩；河谷寬闊、河床覆蓋層深厚或是地質(zhì)條 件較差，且土石砂礫等當(dāng)?shù)夭牧蟽α控S富適宜修建土石壩。由于壩址處河床狹窄 但地質(zhì)條件較差，且左右岸巖性不均一，不適于建拱壩，假設(shè)是修建拱壩，開挖 量較大，不符合經(jīng)濟(jì)效益。同時在高山峽谷區(qū)布置水利樞紐，應(yīng)盡量減少高邊坡 開挖。因洪水泄量及導(dǎo)流河度汛流量大的

14、特點(diǎn)，壩址處不適宜修建土石壩。故此 處修建重力壩最為適宜。3從筑壩材料考慮，土石壩可用任何土石料筑壩，壩址附近有足夠的符合 要求的天然建筑材料，可以就地、就近取材，節(jié)省大量水泥、木材和鋼材，以減 少工地的外線運(yùn)輸量。重力壩和拱壩因建壩材料的不同可分為多種類型，但都不 及土石壩，能就地取材。經(jīng)綜合考慮，選擇混凝土重力壩比擬適宜。2.2壩址選擇根據(jù)根本資料中壩址的地質(zhì)、地形、施工條件，通過定性分析，確定壩軸線 位置。在遵循樞紐布置一般原那么的前提條件下，從假設(shè)干具有有代表性的樞紐 布置方案中選擇一個技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、運(yùn)用平安、施工期短、管理維修 方便的最優(yōu)方案是一個反復(fù)優(yōu)化的過程。需要對各個

15、方案進(jìn)展具體分析、全面論 證、綜合比擬而定。溢流壩的位置應(yīng)與河床主流方向一致，以使過流通暢，防止下泄水流發(fā)生旋 渦和產(chǎn)生折沖水流現(xiàn)象。本工程是以發(fā)電為主的綜合利用工程，溢流壩段應(yīng)布置 在主河槽處，沖沙孔應(yīng)布置在電站進(jìn)水口附近，另外電站布置應(yīng)考慮地形、交通 及電站附屬建筑物布置等條件。3擋水建筑物設(shè)計(jì)3.1非溢流壩剖面設(shè)計(jì)重力壩的根本剖面是指壩體在自重、靜水壓力水位與壩頂齊平和揚(yáng)壓力3項(xiàng)主要荷載作用下，滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，并使工程量最小的三角形剖面。在擬 好的根本三角形根底上，根據(jù)已確定的壩頂高程及寬度，初擬主要防滲，排水設(shè) 施，即可得到重力壩實(shí)用剖面。壩頂高程的擬定設(shè)計(jì)過程包括：壩頂高程分別按

16、設(shè)計(jì)和校核兩種情況，用以下公式進(jìn)展計(jì)算:波浪要素按官廳公式計(jì)算。公式如下：兇一計(jì)算風(fēng)速，水庫為正常畜水位和設(shè)計(jì)洪水位時，且用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速的 g 倍；校核洪水位時，宜用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速，回;D 風(fēng)區(qū)長度，m;L 波長，m。H壩前水深，m。庫水位以上的超高回:1 1式中：波浪高度，m ；波浪中心線超出靜水位的高度，m；平安超高，m，可以在下表3-1中查找;表3-1非溢流壩壩頂平安超高值水工建筑物平安級別水工建筑物級別I1:n2、34、5設(shè)計(jì)情況0.70.50.4校核情況0.50.40.3注：單位m官廳公式適用于(1)在設(shè)計(jì)洪水位情況下計(jì)算：i)=21m/s, D=2.6km

17、, g=9.81，根據(jù)公式求得:=1.03mhi=性建筑物為5級，根據(jù)？非溢流壩壩頂平安超高值？表格中得，所以設(shè)計(jì)平安超高 取0.5,校核取0.4。庫水位以上的超高凹:I 壩頂或防浪墻頂高程=靜水位+2在校核洪水位情況下計(jì)算：二=14m/s，D=2.6km，g=9.81，根據(jù)公式求得：I =1.03+0.5+0.31=1.84m=385.4+1.84=387.24mhi=0.62mi =7.1mi= a，因 H>L, |=0.17m1 ,庫水位以上的超高叵:壩頂或防浪墻頂高程I =0.62+0.4+0.17=1.19m=靜水位 + 鬥=386.7+1.19=387.89m以上兩種情況下取

18、最大值387.89m，并取防浪墻高度1.2m。壩頂高程二壩頂或防浪墻頂高程防浪墻高度=387.89 1.2=386.69m。計(jì)算成果見表3-2壩頂寬度的擬定最大壩高=壩頂高程-壩基面最低高程=386.69-327=59.7m壩頂寬度大壩高X (8%10%)=4.785.97m為了適應(yīng)運(yùn)用和施工的需要， 壩頂必須有一定的寬度。一般地，壩頂寬度取最大壩高的，且不小于所以壩頂寬度取5m。壩坡的擬定考慮壩體利用局部水重增加其抗滑穩(wěn)定，根據(jù)工程實(shí)踐，上游邊坡系數(shù)11，下游邊坡系數(shù)三三1二|。在本次設(shè)計(jì)中上游邊坡系數(shù)取 n=0.1,下游邊坡系數(shù)取m=0.75。上、下游起坡點(diǎn)位置確實(shí)定上游起坡點(diǎn)位置應(yīng)結(jié)合應(yīng)

19、力控制標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)電引水管、泄水孔等建筑物的進(jìn)口 高程來確定，一般起坡點(diǎn)在壩高的I二三 附近。下游起坡點(diǎn)的位置應(yīng)根據(jù)壩的實(shí)用剖面型式、壩頂寬度，結(jié)合壩的根本剖面計(jì)算得到最常用的是其根本剖面 的頂點(diǎn)位于校核洪水位處。由于起坡點(diǎn)處的斷面發(fā)生突變，故應(yīng)對該截面進(jìn)展 強(qiáng)度和穩(wěn)定校核。上游折坡點(diǎn)高程為 347m，下游折坡點(diǎn)高程為380m。根據(jù)以上幾個方面，初擬非溢流重力壩實(shí)用剖面如以下圖3-3所示。3.2荷載計(jì)算及組合重力壩承受的荷載主要有：自重，靜水壓力，動水壓力，揚(yáng)壓力，泥沙壓力, 浪壓力及其地震荷載。圖3-4重力壩荷載計(jì)算示意圖自重壩體自重國 的計(jì)算公式：|_«_|式中_j壩體體積，旦，由于

20、取目壩長，可以用斷面面積代替，通常把它分 成如下圖的假設(shè)干個簡單的幾何圖形分別計(jì)算。蚪一壩體混凝土的重度，一般取。本次計(jì)算兇取24KN/m3W=Wi+W2+ W322靜水壓力靜水壓力是作用在上下游壩面的主要荷載，計(jì)算時常分解為水平水壓力兇和垂直水壓力弓兩種。計(jì)算公式為：13式中：計(jì)算點(diǎn)處的作用水頭，3 ；H水的重度，常取I 。1設(shè)計(jì)洪水位情況下Pv=Pv什 Pv2+R,3= 一=1222.47KN揚(yáng)壓力揚(yáng)壓力包括滲透壓力和浮托力兩局部。滲透壓力是由上下游水位差產(chǎn)生的滲流在壩或壩基面上形成的水壓力；浮托力是由下游水面淹沒計(jì)算截面而產(chǎn)生向 上的水壓力。揚(yáng)壓力的分布與壩體構(gòu)造、上下游水位、防滲排水等

21、因素有關(guān)。下面以壩基面上的揚(yáng)壓力計(jì)算為例來說明，壩踵處的揚(yáng)壓力強(qiáng)度為匕，壩趾 處的揚(yáng)壓力強(qiáng)度為兇，排水孔幕處的滲透壓力為亙 B為揚(yáng)壓力折減系數(shù)，河床壩段I ，岸坡壩段I。揚(yáng)壓力的大小等于揚(yáng)壓力分布圖的面積。只要把揚(yáng)壓力分布圖畫正確，揚(yáng)壓力就不難計(jì)算了。1設(shè)計(jì)洪水位情況下Ui=9.81X 46.75X 7.3X 1=3347.9KN2校核洪水位情況下Ui=9.81 X 46.75X 8.2X 1=3760.7KNU2=9.81 X 0.25X 51.4X5 X 1=630.3KN豎直方向的泥沙壓力 81按作用面上的淤沙重量按淤沙的浮重度計(jì)算由上述材料可知，河流泥沙計(jì)算年限采用50年，壩前淤沙高程

22、為345m，泥沙的浮重度為，摩擦角為兇。壩體混凝土重度采用耳 。陽壓力分布團(tuán)圖3-5浪壓力分布圖因H> L,即|亠 I.采取下式計(jì)算浪壓力標(biāo)準(zhǔn)值:(1)、設(shè)計(jì)洪水位情況下：hii%=1.24hi=1.24X 1.03=1.28m=0.25X 9.81 X 10.67X (1.28+0.312)=41.66KN浪壓力對壩底中點(diǎn)的力矩為：yi =58.4-0.5X 10.67+13(10.672+1.28+0.312)=55.37m y2=58.4-10.673=54.84mMi=0.25X 9.81(10.672+1.28+0.312) X 10.67X 55.37-1/2 X 9.81X

23、 (10.672)八2 X 2、校核洪水位情況下：hi1%=1.24hi=1.24X 0.62=0.77m1=0.25 X 9.81 X 7.1 X (0.77+0.17)=16.37KNy1=59.7-0.5X 7.1+13(7.1/2+0.77+0.17)=57.65m y2=59.7-7.1/3=57.33mM 1=0.25X 9.81(7.12+0.77+0.17) X 7.1 X 57.65-12 X 9.81(7.1/2)A2X 326荷載組合荷載組合可分為根本組合和偶然組合，它們分別考慮的荷載見下表3-6,表3-7。表3-6重力壩荷載組合設(shè)計(jì)情況何載作用自 重靜水 壓力揚(yáng)壓 力泥

24、沙壓 力浪壓 力冰壓 力動水 壓力土壓 力地震 力根本組合正常畜水情 況+00+0設(shè)計(jì)洪水情 況+0+0偶然組合冰凍情況+0+0+0校核洪水情 況+0+0地震情況+00+注：1應(yīng)根據(jù)各種作用同時發(fā)生的實(shí)際可能性，選擇計(jì)算中的最不利的組合;2表中的“ +"表示應(yīng)考慮的荷載，“ 0"表示不考慮的荷載。表3-7荷載作用的分項(xiàng)系數(shù)序號作用類別分項(xiàng) 系數(shù)序號作用類別分項(xiàng) 系數(shù)1自重永久作用1.05浪壓力可變作用1.2 :2水壓力可變作用6冰壓力可變作用 土壓力永久作用1.11.21靜水壓力1.02動水壓力1.13揚(yáng)壓力7未規(guī)疋的永久作用對構(gòu)造 不利未規(guī)疋的永久作用對構(gòu)造 有利1.05

25、1滲透壓力1.20.952浮托力1.08未規(guī)定的不可控制可變作 用1.24淤沙壓力永久作 用1.2未規(guī)定的可控制可變作用1.1.荷載計(jì)算成果荷載計(jì)算成果分為表3-8設(shè)計(jì)洪水位荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值計(jì)算表和表3-9校核洪水位荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值計(jì)算表。注：表中荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值 與作用設(shè)計(jì)值中，自重、水平壓力、垂直水壓力、泥沙壓力、浪壓力及揚(yáng)壓力數(shù) 據(jù)均由321自重 W、322靜水壓力、323揚(yáng)壓力、324泥沙壓力、325浪壓力 計(jì)算得出，因此在表中不進(jìn)展列式分析計(jì)算。表3-8設(shè)計(jì)洪水位荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值計(jì)算表荷載作用分 項(xiàng)系數(shù)作用標(biāo)準(zhǔn)值作用設(shè)計(jì)值對截面形心的力臂 Lm力矩標(biāo)準(zhǔn)值M（KN.m）

26、力矩設(shè)計(jì)值M（KN.m）垂直力水平力垂直力水平力/ + -/ + -自重1.0W148048023.4-2/3 X 2=22.0710593.610593.6W271647164234(2+2.5)=18.9135399.6135399.6W3252812528123.4-2/3 X 39.75=-3.178371.178371.1水平壓力1.0PH116728.816728.81/3 X 58.4=19.47325709.74325709.74PH2261.39261.391/3 X 7.3=2.43635.18635.18垂直水 壓力1.0PV1753.408753.40823.4-(1/

27、2) X 2=22.416876.3416876.34PV2196.2196.223.4-(1/3) X 2=22.734459.634459.63PV3196.04196.0423.4-(1/3) X 5.475=21.5754229.5634229.563泥沙壓力1.2PSKH1009.61211.52(1/3) X 18=66057.67269.12PSKV307.8369.3623.4-(1/3) X 18 X 0.2=22.26833.168199.79浪壓力1.2PWK41.6649.99M WKy1=55.37,y2=54.842380.692856.83小計(jì)34378.4177

28、80.1261.3934440.0117990.3261.39174797.5416748.69176164.1418436.353J 34378.4517518.67J 34440.0117728.92-241951.193- 242272.3揚(yáng)壓力浮托 力U1（1.0）3347.93347.9000滲透 力U2（1.2）626.6751.923.4-5/2=20.913095.9415715.13滲透 力U3（1.2）2616.13139.323.4-(2/3) X 41.75=-4.4311589.3213907.18滲透 力5(1.2)939.81127.7623.4-(1/3) X

29、5=21.7320421.85424506.22小計(jì)7530.48366.8645107.11454128.53f 7530.4f 8366.86- 45107.114- 54128.53總計(jì)34378.57530.417780.1261.3934440.018366.8617990.3261.39174797.5461855.81176164.1472564.93J 26848.05t 17518.67J 26073.15t 17728.92-287058.307- 296400.8表3-9校核洪水位荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值計(jì)算表荷載作用分 項(xiàng)系數(shù)作用標(biāo)準(zhǔn)值作用設(shè)計(jì)值對截面形心的力臂 L m力

30、矩標(biāo)準(zhǔn)值M(KN.m)力矩設(shè)計(jì)值M(KN.m)垂直力水平力垂直力水平力/ + -/ + -JftJJftJ自重1.0W148048023.4-2/3 X 2=22.0710593.610593.6W27164716423.4-(2+2.5)=18.9135399.6135399.6W3252812528123.4-2/3 X 39.75=-3.178371.178371.1水平壓力1.0PH117481.8617481.861/3 X 59.7=19.9347889.01347889.01Ph2329.81329.811/3 X 8.2=2.73900.38900.38垂直水壓力1.0PV17

31、78.914778.91423.4-(1/2) X 2=22.416876.3416876.34PV2196.2196.223.4-(1/3) X 2=22.734459.634459.63PV3247.36247.3623.4-(1/3) X 6.15=21.355281.145281.14泥沙壓力1.2PSKH1009.61211.52(1/3) X 18=66057.67269.12PSKV307.8369.3623.4-(1/3) X 18 X 0.2=22.26833.168199.79浪壓力1.2PWK16.3719.64MwKy仁57.65,y2=57.33963.41156.0

32、8小計(jì)34455.27418507.83329.8134516.83418713.02329.81175062.71438562.25176429.34439966.45J 34455.27418178.02J 34516.83418383.21- 263499.54- 263537.11揚(yáng)壓力浮托力Ui(1.0)3760.73760.7000滲透力U2（1.2）630.3756.3623.4-5/2=20.913173.2715807.92滲透力U3（1.2）2631.53157.823.4-(2/3) X 41.75=-4.4311657.5513989.06滲透力U4（1.2）945.4

33、1134.4823.4-(1/3) X 5=21.7320543.5424652.25小計(jì)7967.98809.3445374.3654449.23T 7967.9f 8809.34- 45374.36- 54449.23總計(jì)34455.2747967.919533.8329.8134516.8348809.3419944.18329.81175062.71483936.61176429.34494415.68J 26487.3718178.02J 25707.4918383.21- 308873.9- 317986.3419 / 343.3抗滑穩(wěn)定分析抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)法計(jì)算時，對根本組合、偶

34、然組合應(yīng)分別進(jìn)展計(jì)算。其具 體表達(dá)式如下：大壩以防洪為主，3級建筑物，對應(yīng)可靠度設(shè)計(jì)中的構(gòu)造平安級別 為U級。式中兇一構(gòu)造重要性系數(shù)，對應(yīng)于構(gòu)造平安級別I、U、川級的構(gòu)造， 構(gòu)造系數(shù)查找下表3-10,3-11，其構(gòu)造重要性系數(shù)分別為1.1, 1.0，0.9； 設(shè)計(jì) 狀況系數(shù)，對應(yīng)于持久狀況、短暫狀況、偶然狀況分別為1.0、0.95、0.85；1、根本組合時，叵=1.0，=1.0， I |=1.2，=0.9/1.3=0.69，C，d=700/3=233.33kpa旦二垣刀 P=1X 1X 17728.92=17728.92KN=1/1.2(0.69 X 26073.15+233.33X 46.7

35、5 X 1)=24082.21KN所以，17728.92KN< 24082.21KN,故根本組合時抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)滿足要求。2、偶然組合時，勺=1.0，創(chuàng)=0.85，兇=1.2，兇，=0.9/1.3=0.69，C，d=700/3=233.33kpa司=3 J E P=1X 0.85X 18383.21=15625.73KN=1/1.2(0.69X 25707.49+233.33X 46.75X 1)=23871.95KN所以，15625.73KN< 23871.95KN故偶然組合時抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)滿足要求。表3-10構(gòu)造系數(shù)序 號工程組合類型分項(xiàng)系數(shù)1壩體抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)根本組合1

36、.2偶然組合1.22混凝土抗壓極限狀態(tài)根本組合1.8偶然組合1.8表3-11材料性能分項(xiàng)系數(shù)序 號材料類別及強(qiáng)度抗剪斷強(qiáng)度分項(xiàng)系 數(shù)備注混凝土 /巖基f，c'1.3,3.0混凝土之間f，c'1.3,3.0常態(tài)混凝土層面1碾壓混凝土之間f，c'1.3,3.0碾壓混凝土層面巖基之間f，c'1.4,3.2軟弱夾層之間f，c'1.5,3.42混凝土強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度1.53.4應(yīng)力分析設(shè)計(jì)情況驗(yàn)算:=1.0X 1+m2(X 拉應(yīng)力，滿足要求。校核情況驗(yàn)算：> 0,故上游壩踵不出現(xiàn)0,故上游壩踵不出現(xiàn)拉=1.0X1+m2(X 308873.9/46.759) &g

37、t; 應(yīng)力，滿足要求。29 / 344壩體細(xì)部構(gòu)造4.1壩頂構(gòu)造壩頂構(gòu)造布置的原那么是平安、經(jīng)濟(jì)、合理、實(shí)用。故有以下型式：壩體 局部伸向上游；壩體局部伸向下游，并做成拱橋或橋梁構(gòu)造型式；壩頂建成 矩形實(shí)體構(gòu)造，必要時為移動式閘門啟閉機(jī)鋪設(shè)隱形軌道。壩頂排水一般都排向 上游。壩頂常設(shè)防浪墻，高度一般為1.01.2m，厚度應(yīng)能抵抗波浪及漂浮物的沖擊，與壩體結(jié)實(shí)地連在一起，防浪墻在壩體分縫處也留伸縮縫，縫設(shè)止水。如以 下圖4-1所示。非鎰流壩壩頂統(tǒng)構(gòu)布置圏1防浪堆減公重機(jī)軌道人廿道；廠損頂押水怦：6壩休排水管圖4-1非溢流壩壩頂構(gòu)造布置圖4.2廊道系統(tǒng)根底廊道在壩靠近上游壩踵部位設(shè)根底帷幕灌漿廊道

38、。為了保證灌漿質(zhì)量，提高灌漿壓力，要求距上游面應(yīng)有 0.050.1倍作用水頭，且不小于45m;距基巖面不 小于1.5倍廊道寬度，一般取5m以上。廊道斷面為城門洞形，寬度為 2.53m。以 便滿足灌漿作業(yè)的要求。廊道上游側(cè)設(shè)排水溝，下游側(cè)設(shè)排水孔及觀測孔，在廊 道最低處設(shè)集水井，以便自流或抽排壩體滲水。灌漿廊道隨壩基面由河床向兩岸逐漸升高。坡度不宜陡于45°,以便鉆孔、灌漿以及設(shè)備的搬運(yùn)。當(dāng)兩岸坡度陡于45°時，根底灌漿廊道可分層布置，并用豎井連接。當(dāng)岸坡較長時，每隔適當(dāng)?shù)木嚯x設(shè)一段平洞，為了灌漿施工方便，每 隔50100m宜設(shè)置橫向灌漿機(jī)室。422壩體檢查排水廊道為檢查、觀

39、測和壩體排水的方便，需要沿壩高每隔30m設(shè)置檢查和排水廊道一層。斷面形式采用城門洞形，最小寬度 1.2m，最小高度2.2m，廊道上游壁至上 游壩面的距離應(yīng)滿足防滲要求且不小于 3m。對設(shè)引線的廊道宜在同一高程上呈直 線布置。廊道與泄水孔、導(dǎo)流底孔凈距水宜小于35m。廊道的上游側(cè)設(shè)排水溝。為檢查、觀測的方便，壩廊道要相互連通，各層廊道左右岸各有一個出口， 要求與豎井、電梯井連通。對于壩體斷面尺寸較大的高壩，為了檢查、觀測和交通的方便，尚需令設(shè)縱 向和橫向的廊道。此外，還可根據(jù)需要設(shè)專門性廊道。如以下圖4-2所示?？趤A基面掙水船甌3ft就井t4-*幫室* 5-圖4-2壩廊道系統(tǒng)圖4.3壩體分縫為了

40、滿足運(yùn)用和施工的要求，防止溫度變化和地基不均勻沉降導(dǎo)致壩體開裂, 需要合理分縫。常見的有橫縫、縱縫、施工縫。（1）橫縫垂直于壩軸線，將壩體分成假設(shè)干個壩段的縫稱為橫縫，橫縫分永久性和臨 時性兩種。沿壩軸線1520m設(shè)一道橫縫，縫寬的大小主要取決于河谷地形，地基特性，構(gòu)造布置，溫度變化，澆筑能力等，縫寬一般為12cm。（2）縱縫平行于壩軸線的縫稱縱縫，設(shè)置縱縫的目的，在于適應(yīng)混凝土的澆筑能力和 減少施工期的溫度應(yīng)力，代溫度正常之后進(jìn)展接縫灌漿?？v距一般為1530cm,不宜過多?？v縫兩側(cè)壩塊的澆筑應(yīng)均衡上升，高差控制在510m。（3）水平施工縫壩體上下層澆筑塊之間的結(jié)合面稱為水平施工縫。一般澆筑厚

41、度為1.54.0m, 靠近基巖面用0.751.0m的薄層澆筑，利于散熱，減少溫升，防治開裂。縱縫兩側(cè) 相鄰壩塊水平施工縫不宜設(shè)在同一高程，已增強(qiáng)水平截面的抗剪強(qiáng)度。上、下層 澆筑間歇37d,上層混凝土澆筑前，必須對下層混凝土鑿毛，沖洗干凈，鋪23cm 強(qiáng)度較高的水泥砂漿后澆筑。水平施工縫的處理應(yīng)高度重視，施工質(zhì)量關(guān)系到大 壩的強(qiáng)度、整體性和防滲性，否那么將成為壩體的薄弱層面。4.4 壩體止水參照？混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)？DL 5018-1999重力壩橫縫的上游面、下游面最高 水位以下及壩廊道和孔洞穿過分縫處的周圍等部位應(yīng)布置止水設(shè)施。如以下圖4-3所示，除橫縫止水外，上游設(shè)兩道防水片和一道防滲瀝青

42、等。止 水片采用1.0mm厚的紫銅片。第一道止水片距上游壩面1.0m。兩道止水片的間距 為1.0m，中間設(shè)置直徑20cm的瀝青井，止水片的下部深入巖基30cm并與混凝土 嚴(yán)密嵌固，上部伸到壩頂。上耗1. 6m(20*20)Cj40I 30(朋止水片圖4-3重力壩橫縫部位應(yīng)布置止水設(shè)施圖4.5壩體排水為了減少壩體滲透壓力，在靠近壩體上右面需設(shè)置排水孔幕。排水孔幕至上游壩面的距離，一般不小于相應(yīng)壩面水頭的1/101/12，且不小于2m,并在上游防滲混凝土土層之后。排水管上端上端通至或溢流壩以下23m處，中間與各層縱向排水廊道一樣連，下端通至底層排水廊道。排水管滲水，通過廊道排水溝經(jīng) 橫向排水管排至

43、下游。每層廊道之間的排水管，布置成鉛直，不宜有彎頭，以免 堵塞。排水管用預(yù)知的多孔混凝土管，澆筑混凝土?xí)r埋入壩，管間距通常為23m， 取3.0m,徑一般為1525cm，取20cm。橫向排水管坡率i=1%,管入口與廊道集 水溝相連，出口通向下游將水排出，管徑取 20cm，間距在與壩的分縫相適應(yīng)的前 提下按3050cm左右進(jìn)展布置。5 地基處理由于受長期地質(zhì)作用，天然的地基一般都存在風(fēng)化、節(jié)理、裂隙、斷層破碎 帶及軟弱夾層等方面的缺陷，因此必須進(jìn)展地基處理。經(jīng)過處理后的地基應(yīng)滿足 以下要求：具有足夠的強(qiáng)度，已承受壩體的壓力；足夠的抗?jié)B性，以滿足滲透穩(wěn) 定，控制流量；良好的整體性和均勻性，以滿足地基的抗滑穩(wěn)定和減少不均勻沉 陷；具有足夠的耐久性，以防止巖體性質(zhì)在水的長期作用下發(fā)生惡化。常用的處 理方法有：開挖與清理、加固處理、壩基帷幕灌漿、根底排水等方法。5.1地基開挖與清理壩基的開挖與清理的最終目的是將壩體坐落在兼顧、穩(wěn)定的地基上。壩基面 在主河槽開挖至弱風(fēng)化巖層高程，并盡可能使開挖面略向上游傾斜。兩岸岸坡壩 段的