重力壩課程方案設(shè)計(jì)書(shū)88

1、設(shè)計(jì)內(nèi)容確定工程等級(jí)由校核洪水位446.31 m查水庫(kù)水位容積曲線讀出庫(kù)容為 1.58億m3，屬于大（2）型,永久性水工建筑物中的主要建筑物為H級(jí)，次要建筑物和臨時(shí)建筑物為3級(jí)。矚慫潤(rùn)厲釤瘞睞櫪廡賴。一、確定壩頂高程（1）超高值 h的計(jì)算 h = hl% + hz + he h防浪墻頂與設(shè)計(jì)洪水位或校核洪水位的高差，m;hi% 累計(jì)頻率為1%寸的波浪高度，mhz 波浪中心線至設(shè)計(jì)洪水位或校核洪水位的高差，m;he 安全加高，按表3 1采表3-1壩的安全加高h(yuǎn)e運(yùn)用情況壩的級(jí)別123設(shè)計(jì)情況（基本情況）0.70.50.4校核情況（特殊情況）0.50.40.3內(nèi)陸峽谷水庫(kù)，宜按官?gòu)d水庫(kù)公式計(jì)算（適

2、用于V0 v 20m/s及D v 20km）下面按官?gòu)d公式計(jì)算 h1% , hz。1 卑=0.007諒題 v0< v0 J1gLLm = 0.331/嚴(yán) i gDD 375V。v02. 邛竹2葉hz eth LL式中：D吹程，km,按回水長(zhǎng)度計(jì)。Lm波長(zhǎng)，mhz 壅高，mvo 計(jì)算風(fēng)速h當(dāng) 晉=20L 250時(shí)，為累積頻率5%的波高h(yuǎn)5%;當(dāng) 卑=250L 1000時(shí)，VoV0為累積頻率10%勺波高h(yuǎn)10%規(guī)范規(guī)定應(yīng)采用累計(jì)頻率為 1%時(shí)的波高，對(duì)應(yīng)于5%波高，應(yīng)由累積頻率為P( %的波高h(yuǎn)p與 平均波高的關(guān)系可按表 B.6.3-1 進(jìn)行換聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛(ài)氌譴凈。核洪水位時(shí)，采用多年平均風(fēng)

3、速，本次設(shè)計(jì)v0 =18m/s。殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。6. 3-1累積頻率為P (%)的波高與平均波高的比值P(%)0.11234510132D5002,972.42n QO £ £ kJ2. 112. 02L95L 71L 611. 430. 940. 12. 702.262. 092. 001. 921.87L 65L aS1. 410.960. 22,462.091. 961. S81. SIL 761. 591.51L 370. 32. 231.931. 821. 761. 701.661. 521. 461. 341. 000. 4辺011.7SL SSL 64L

4、 60L 56L 44L 391. 30L 0L0, 5L SO1.631. 561. 521, 49L461.371. 331. 25L 01超高值 h的計(jì)算的基本數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)洪水位校核洪水位吹程D (m)524.19965.34風(fēng)速v0 (m)2718女全加冋hc (m)0.40.3斷面面積S ( m2)1890.5719277.25斷面寬度B ( m)311.80314.4450年的最大風(fēng)速，本次設(shè)計(jì) v0 =27m/s ；校正常蓄水位和設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，采用重現(xiàn)期為a.設(shè)計(jì)洪水位時(shí) h計(jì)算:寶二宓乞60簡(jiǎn)B 設(shè) 311.8019.81 % 524.19 予波浪三要素計(jì)算如下:9 8V h-27

5、2波高： 2 h =0.0076漢 2712 -27<h=0.82m波長(zhǎng):9.81 2Lm 二 0.331 27212729.81 524.192721壅咼：hzJh=3.14 022 :- 0.37Lm8.95Lm =8.95mgD2Vo9.81 524.19272:、7.05，故按累計(jì)頻率為5oo計(jì)算hm0 ,由表查表?yè)Q算60.62故=0。=1.24 館0。=1.24 0.82 1.02m九=0.4mh = m%hzhe= 1.02 0.370.4=1.89mb.校核洪水位時(shí) h計(jì)算:Hm 二空荃61.31m314.44波咼：981；h =0.0076“8 ©81弓葩巧18

6、 <182丿B設(shè)1h=0.27m19.8仔 965.34 甲751829 81漢 L波長(zhǎng)：丄一=0.331 182.15182Lm=7.03m壅咼：2 2兀 h0 61h,3.140.25Lm7.03潛呼理29.23，故按頻率為500計(jì)算hm _ 0.61Hm 63.31:0,由由表查表?yè)Q算故 g =1.24=1.24 0.27 ： 0.34mhc =0.3mh = g%hzhc= 0.34 0.25 0.3二 0.89m(2)、壩頂高程：a.設(shè)計(jì)洪水位的壩頂高程：'-設(shè)二設(shè)計(jì)洪水位 “h設(shè)=445 1.89=446.89 mb.校核洪水位的壩頂高程：'校二校核洪水位h校

7、= 446.31 0.89=447.20m為了保證大壩的安全，選取較大值，所以選取壩頂高程為447.2m三、非溢流壩實(shí)用剖面的設(shè)計(jì)和靜力校核(1) 非溢流壩實(shí)用剖面的擬定擬定壩體形狀為基本三角形。壩的下游面為均一斜面，斜面的延長(zhǎng)線與上游壩面相交于最高庫(kù)水位處，本次設(shè)計(jì)采用上游壩面鉛直，下下游面傾斜的形式，坡度為 1:0.75，折點(diǎn)設(shè)在高程為446.31m釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。將壩底修建在弱風(fēng)化基巖上，開(kāi)挖高程' 開(kāi)二325ma. 壩高為：447.72-328=119.72m 取 120mb. 壩頂寬度：壩頂寬度取壩高的1000即為12mc.壩底寬度:B0.75B = 0.75、'

8、;-校-' 開(kāi)= 0.75 (446.31-325 )=90.9825md.基礎(chǔ)灌漿廊道尺寸擬定：基礎(chǔ)灌漿廊道的斷面尺寸，應(yīng)根據(jù)澆灌機(jī)具尺寸即工作要求確定，一般寬為2.53m高為34m為了保證完成其功能且可以自由通行，本次設(shè)計(jì)基礎(chǔ)灌漿廊道斷面取3.0X 3.5m，形狀采用城門(mén)洞型。 彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。e.廊道的位置：廊道的上游避距離上游面10.5m廊道底部距離壩底面6m初步擬定壩體形狀剖面如圖：(2) 確定正常和非正常情況下的荷載組合及荷載計(jì)算;B = 91m, B1 = 12m B2 = = -B91 = 79m,1. 自重：c=24KN/m3,；'=10KN/m3壩身自

9、重：W -V cw =12 120 24 =34560KN1 1W2B2 H3 c 79 105.33 299852.82 KN2 2下游水自重:a.設(shè)計(jì)洪水位時(shí)：比=0.75H 2 二 0.75 31.49 二 23.6211WB3 H223.62 31.49 10 =3718.97KN22wW2 w3= 34560 99852.843718.97= 137591.81 KNb. 校核洪水位時(shí)：氏=0.75H2 =0.75 34.28 = 25.7111W3B3 H 225.71 34.28 10 = 4400.67 KN22w 訥 W2 w3-34560 99852.844400.67-1

10、38813.51 KN2.靜水壓力：不同情況下上下游水深及水位差特征水位上游水深H1下游水深h2上下游水位差H設(shè)計(jì)洪水位11731.4985.51校核洪水位118.3134.2884.03a. 設(shè)計(jì)洪水位時(shí)：1 2 1 2FUwH110 117 = 68445 KN2 21 2 1 2FdwH；10 31.49 =4958.10KN22b. 校核洪水位時(shí)：11RwH；10 118.31 69986.28KN22Pd 二丄10 31.492 =5875.59KN223.揚(yáng)壓力：揚(yáng)壓力折減系數(shù)=0.25a. 設(shè)計(jì)洪水位時(shí):U wH2B =10 31.49 91 =28655.9KNUzFwHBOa

11、 10 85.51 4=855.1KN11U3wHB20.25 10 85.51 7 8444.11 KN221 1U4 w H1H2-： H B110 117 31.47 0.25 85.51 4 = 1282.65KNU =U1 U2 U3 U28655.9 855.1 84441.11 1282.6 39237.75KNb. 校核洪水位時(shí)：U1zwH2B=10 34.28 91 =31194.80KNU2 =7wHB1 =0.25 10 84.03 4=840.30KN1 1U3wHB20.25 10 84.09 79 =8297.96KN2 211U4 w H1-H2H B110118

12、.31 -34.28 -0.25 84.034 = 1260.45KNU 二6 U2 U3 U4 =31194.8 840.3 8297.96 1260.45= 41593.51KN4. 泥沙壓力：sb=1°KN/m3, hs -11.99m ,s =30°T蟲(chóng)潮2 4502=丄漢10漢11.992 "an22/cc0、從03045I2丿= 239.65. 浪壓力：LP 二嚴(yán) n00 hz410X8 95a . 設(shè)計(jì)洪水位時(shí)：R = 1. 02 ' 0.37 i= 31.1 KN4b.校核洪水位時(shí)：r _ 10 7.030.34 . 0.25 10.37K

13、N(3) 對(duì)以上兩種情況進(jìn)行非溢流壩的整體穩(wěn)定計(jì)算，校核其安全性;附震d繃藏匕序號(hào)9目組臺(tái)類璽箱構(gòu)系數(shù)備注1掘能定極限狀緞戕總柚1合鮒溝合1,21.2包括讎飢鼬、 闌那動(dòng)面2獗上抗戕限狀緞戕針組合 偶俎合L81.8附表5材料性能分項(xiàng)系數(shù)序號(hào)材料性能分項(xiàng)系飯備注(1混凝匕催巖摩擦系數(shù)£粘聚力 C133.01抗 剪強(qiáng)(2)混醸上，混濮上摩擦系數(shù)用粘聚力 c1.33.0包折常態(tài)混離上利碾 壓混濮丄層面(3)凰巖璋疔摩擦殺數(shù)刀粘聚力1.43.2(4)壯旳結(jié)構(gòu)面嚎擦系數(shù)力粘聚力巧153.42混凝1擺?？箙枏?qiáng)懊£1,5重力壩的抗滑穩(wěn)定分析按單一安全系數(shù)法和分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算和

14、驗(yàn)算，設(shè)計(jì)洪水位情況和校核洪水位情況按承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算。謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。1.單一安全系數(shù)法：Ksf'、W -U cAfPKs 按抗剪斷強(qiáng)度計(jì)算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)f' 壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷摩擦系數(shù)，f'=1.1c' 壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷凝聚力，KPa c =1.1 10kpaA壩基接觸面截面積，m2工W-作用于壩體上全部荷載（包括揚(yáng)壓力）對(duì)滑動(dòng)平面的法向分值，kN;工P 作用于壩體上全部荷載對(duì)滑動(dòng)平面的切向分值，kN;按上式抗剪斷強(qiáng)度公式計(jì)算的壩基面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)Ks值應(yīng)不小于下表的規(guī)定。何載組合Ks基本組合3.0特殊組合(1)2.

15、5(2)2.3故 Ks =3.0設(shè)計(jì)洪水位時(shí)：31.1134784.74 -39237.751.1 1091©3.2331.1 68445 -4958.1KsKs，滿足要求校核洪水位時(shí)：31.1138813.51 -41593.751.1 1091Ks3.2610.37 69986.28 -5875.59Ks Ks，滿足要求2.分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法：承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)式：0，S L _ R - d抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)作用效應(yīng)函數(shù)為：s L八p工p,壩基面上全部切向作用之和，即作用設(shè)計(jì)值水平方向的代數(shù)和抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)抗力函數(shù)：R L = f W c'A工W為壩基面上全部作用的

16、法向作用設(shè)計(jì)值之和，既法向力設(shè)計(jì)值代數(shù)和。和c的分項(xiàng)系數(shù)由附表5可查:f分項(xiàng)系數(shù)為1.3， c分項(xiàng)系數(shù)為3.0a.設(shè)計(jì)洪水位時(shí)：作用效應(yīng)函數(shù)：S L 八 P 二 Pu P Pd= 68445 31.1 -4958.1-63518KN壩基面抗剪斷系數(shù)設(shè)計(jì)值：f'二 =0.7933壩基面抗剪斷黏聚力設(shè)計(jì)值：c1110366.67 KPa3抗滑穩(wěn)定抗力函數(shù)：R L = f'、W c'A= 0.79134784.74-39237.75366.67 91=108849.09 KN驗(yàn)算抗滑穩(wěn)定性：查附表4知：持久狀況（基本組合）設(shè)計(jì)狀況系數(shù)"-1.0 ；結(jié)構(gòu)重要性參數(shù)0

17、= 1.0 ,本組合結(jié)構(gòu)系數(shù) d =1.2。根據(jù)式-丄 R_d0 S L =1 1 63518 = 63518 二 KN108849.09 =90707.58 KN63518 : 90707.58計(jì)算結(jié)果表明，重力壩在設(shè)計(jì)洪水位情況下滿足承載能力極限狀態(tài)下的抗滑穩(wěn)定要 求。b.校核洪水位時(shí):= 69986.28 10.37 _ 5875.59= 64121.06KN壩基面抗剪斷系數(shù)設(shè)計(jì)值：f' =： =0.7931 1 x 103壩基面抗剪斷黏聚力設(shè)計(jì)值：c = = 366.67 KPa3抗滑穩(wěn)定抗力函數(shù)：RL =f'7WcA= 0.79138813.51-41593.5136

18、6.67 91= 110170.77 KN驗(yàn)算抗滑穩(wěn)定性：持久狀況（基本組合）設(shè)計(jì)狀況系數(shù)-：=1.0 ;結(jié)構(gòu)重要性參數(shù) 0 =1.0，本組合結(jié)構(gòu)系數(shù)d =1.2。根據(jù)式1 0-：sL 一一R_“ d0'SL =1 0.85 64121.06= 54502.9 二 KNR 110170.77 =91808.98KNd1.254502.9 : 89201.98計(jì)算結(jié)果表明，重力壩在設(shè)計(jì)洪水位情況下滿足承載能力極限狀態(tài)下的抗滑穩(wěn)定要求。（4）對(duì)非溢流壩的幾個(gè)代表性水平截面（壩底及變截面處）的邊緣應(yīng)力以及底部截面的內(nèi)部應(yīng)力計(jì)算，校核其強(qiáng)度 。廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。1.用材料力學(xué)法計(jì)算邊緣應(yīng)力

19、。在一般情況下，壩體的最大和最小應(yīng)力都出現(xiàn)在壩面，應(yīng)校核壩體邊緣應(yīng)力是否滿足強(qiáng)度要求。在各種荷載組合下（地震荷載除外），壩踵垂直應(yīng)力不應(yīng)出現(xiàn)拉應(yīng)力，壩趾垂直應(yīng)力應(yīng)小于壩基容許壓應(yīng)力10.05MPa煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。a. 設(shè)計(jì)洪水位：采用單一安全系數(shù)法：u、W6、Mybb2d ' W 6、M:廠y2BB2工W作用于計(jì)算截面以上全部荷載的鉛直分力的總和，kN;工作用于計(jì)算截面以上全部荷載對(duì)壩基截面垂直水流流向形心軸的力矩總和, kN m;B計(jì)算截面的長(zhǎng)度，m' M =34560 39.6 99852.84 7.17-3718.97 37.63-855.1 39.5 -8444.

20、11 7.17 -1282.65 41.5-68445 394958.1 10.5 -239.6 4-31.1 39二-830351.65KNLmu v W 6、M-yB B2137591.81 -39237.756 (-830351.65)=r91=479.18KPa0壩踵鉛直應(yīng)力沒(méi)有出現(xiàn)拉應(yīng)力，符合規(guī)范要求。d 'W 6、 M-y912B B2137591.81 -39237.756 (-830351.65) 29191= 1 68 2 .I4 4P a 1 0 K50a 壩趾鉛直應(yīng)力小于壩基容許壓應(yīng)力，符合規(guī)范要求。壩體最大主應(yīng)力按下游邊緣最大主應(yīng)力計(jì)算：d 2、 d-1 =(1

21、 m Ky=(1 0.7圧)1682.44= 2628.81KPa ：10050KPa小于混凝土的容許壓應(yīng)力，滿足要求。b.校核洪水位：壩趾抗壓強(qiáng)度承載能力極限狀態(tài)：壩趾抗壓強(qiáng)度計(jì)入揚(yáng)壓力情況下的極限狀態(tài)作用效應(yīng)函數(shù)為s VMB2m2壩趾抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)抗力函數(shù)為:式中：Ra為混凝土抗壓強(qiáng)度偶然狀況，只需采用承載能力極限狀態(tài)法判別大壩是否滿足強(qiáng)度要求' M =34560 39.5 99852.84 7.17-4400.67 36.93-840.3 39.5-8297.96 7.17 -1260.45 41.5 -69986.28 39.445875.59 11.43 -239.6 4

22、-10.37 39.44B B138813.51 -41593.516 (-920917.06)91= 1735.6 KPa :：: 10700 KPa計(jì)算作用效應(yīng)函數(shù)：912B2 1m2“38813.51 41593.516 漢(920917.06):91291x(1 +0.752 )= 2711.88 KPa驗(yàn)算抗壓強(qiáng)度：查附表4知：偶然狀況（特殊組合）設(shè)計(jì)狀況系數(shù)二0.85 ；結(jié)構(gòu)重要性參數(shù)0 = 1.0 ；抗壓基本組合結(jié)構(gòu)系數(shù)d =1.8。根據(jù)式10，s L 一一R _d0-：SL=1 0.85 2711.88 = 2305.1KPa丄 R L = 10050 =5883.33KPa

23、d1.85883.33 ： 2305.1滿足強(qiáng)度要求。2.對(duì)給定的作用組合情況用抗剪強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行壩基面抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)驗(yàn)算，對(duì)驗(yàn)算結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。基本公式：上、下游壩面垂直正應(yīng)力dcyB B2_ ' W 6、MB B2上、下游面剪應(yīng)力=(P + R-P：-牡)gS =(代-P*血上、下游面水平正應(yīng)力uuuu 2x=(P + RPu )+(P + R Pu _by )mid' dd' d 2二 x P Pu 亠y P Pu m2上、下游面主應(yīng)力wu=(i+m2py_m2(p + R_Puu)打二p Ps-Puud . 2d2' dG =1 m2 ；y m2 P -

24、Pu=P'-Pd工W作用于計(jì)算截面以上全部荷載的鉛直分力的總和，kN;工M作用于計(jì)算截面以上全部荷載對(duì)壩基截面垂直水流流向形心軸的力矩總和，kN - mB計(jì)算截面的長(zhǎng)度，mm 上游壩坡；m2 下游壩坡；'1 'PS 為泥沙壓強(qiáng)(FShsPs,巳為泥沙壓力)，2” 2PS 2 739.6故 Ps s39.97KPa011.99P、p'計(jì)算截面在上、下游壩面所承受的水壓力強(qiáng)度(如有泥沙壓力時(shí)，應(yīng)計(jì)入在內(nèi))；Pu、Pd 計(jì)算截面在上、下游壩面處的揚(yáng)壓力強(qiáng)度；a.設(shè)計(jì)洪水位時(shí)：上、下游壩面垂直正應(yīng)力BB2上游面垂直正應(yīng)力6、M= 479.18 KPa下游面垂直正應(yīng)力=

25、1682.44 KPa上、下游面剪應(yīng)力上游面剪應(yīng)力：% =(P + R Pu 吧二 117 10 39.97 T17 10-497.180= QKPa下游面剪應(yīng)力：y二打-P - Pjd m2二 1682.44-31.49 10 31.49 100.75=1261.83KPa上、下游面水平正應(yīng)力上游面水平正應(yīng)力：uuuu2；x = PPs-Fur- 1 PPs-Fu-ym1二 117 10 39.97-117 10 - 117 10 39.97-117 10-497.180= 39.97 KPa下游面水平正應(yīng)力：=(P FUd )+(yd P + Pud二 31.49 10-31.49 101

26、682.44-31.49 10 31.49 100.752= 946.37 KPa上、下游面主應(yīng)力上游面主應(yīng)力： 吋=（1 +m2_m2（P +巳_p：）02 497.18 -02117 10 39.97 -117 10= 497.18 KPa二；二 P Ps_P=117 10 39.97 -117 10=39.97 KPa下游面主應(yīng)力：Jd = 1 m； ：當(dāng)-ml p -p；=1 0.7521682.44 -0.75231.49 10 -31.49 10= 2628.81KPaHP=31.49 10 -31.49 10= 0KPab. 校核洪水位時(shí)：上、下游壩面垂直正應(yīng)力上、下游面剪應(yīng)力上

27、游面剪應(yīng)力：=(P + R-Pu -或上游面垂直正應(yīng)力' W 6、M=+2B B2下游面垂直正應(yīng)力= 401.1KPa' W 6、M-B B=1735.6 KPa二 118.31 10 39.97-118.31 10-401.10= 0KPa下游面剪應(yīng)力：.d 一 -P' ' PUd m2=1735.6-34.28 10 34.28 100.75=1301.7KPa上、下游面水平正應(yīng)力上游面水平正應(yīng)力：靈=(P +Ps FUu )+(卩+代Pu 牡)m2二 118.31 10 39.97-118.31 10 - 118.31 10 39.97-118.31 10

28、-497.180=39.97 KPa下游面水平正應(yīng)力：=(p' Fud)+(< p' + p；二 34.28 10-34.28 101735.6-34.28 10 34.28 100.752= 976.28KPa上、下游面主應(yīng)力上游面主應(yīng)力：時(shí)=(1 +m2m2(P + R P：)2 20401.1 -0118.31 10 39.97 -118.31 10= 401.1KPa打=P Ps-PuU= 118.31 10 39.97 -118.31 10= 39.97 KPa下游面主應(yīng)力：d2d2'd巧=(1戸y m2 (PPu )2 2=1 0.751735.6 -

29、0.7534.28 10 -34.28 10= 2711.88 KPa打二 P'-Pud= 3 4. 2 81-03 4. 2 8= 0KPa應(yīng)力計(jì)算結(jié)果計(jì)算情況壩堹處壩趾處u yTuuuudCTy5dxdWda2基本組合(設(shè)計(jì)洪 水位)479.18039.97497.1839.971682.441261.83946.372628.810特殊組合 (校核洪 水位)401.1039.97401.139.971735.61301.7976.282711.880表中數(shù)據(jù)單位都是 KPa 。由上表應(yīng)力都小于10.05Mpa，所以滿足要求。四、溢流壩剖面的擬定和消能設(shè)計(jì)(1) .泄水方式的選擇溢

30、流重力壩既要擋水又要泄水，不僅要滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，還要滿足泄水要求。因此需 要有足夠的孔口尺寸、較好體型的堰型，以滿足泄水的要求； 且使水流平順，不產(chǎn)生空蝕破壞。重力壩的泄水主要方式有開(kāi)敞式和孔口式溢流，開(kāi)敞溢流式的堰除了有較好的調(diào)節(jié)性能外，還便于設(shè)計(jì)和施工，同時(shí)這種形式的堰在我國(guó)應(yīng)用廣泛，有很多的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。故本設(shè)計(jì)采用開(kāi)敞溢流式孔口形式，堰頂不設(shè)閘門(mén)，故堰頂高程與正常蓄水位齊平。鵝婭盡損鶴慘歷蘢鴛賴。(2) .溢流壩剖面擬定溢流曲線由頂部曲線段、中間直線段和底部反弧段三部分組成。設(shè)計(jì)要求：a. 有較高的流量系數(shù)，泄流能力大；b. 水流平順，不產(chǎn)生不利的負(fù)壓和空蝕破壞；c. 體形簡(jiǎn)單，造

31、價(jià)低，便于施工。本設(shè)計(jì)采用的溢流壩的基本剖面為三角形。其上游面鉛直，溢流面由頂部的曲線、中間 的直線、底部的反弧三部分組成?；[叢媽羥為贍債蟶練淨(jìng)。定型設(shè)計(jì)水頭的確定：堰頂最大水頭 Hmax校核洪水位-堰頂高程即：Hmax=446.31-443=3.31m定型設(shè)計(jì)水頭 Hd 為 Hd= (75%- 95% Hmax 取 Hd=3m 由 Hd/Hmax=3/3.31=0.91。預(yù)頌圣鉉 儐歲齦訝驊糴。1. 壩頂曲線段 溢流壩頂部采用曲線形式，頂部曲線的形式很多，常用的有克一奧曲線和 WES曲線。本工程選用WES曲線。首先繪出壩頂部的曲線，取堰頂部最高點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。 WES型堰頂部曲線以堰頂 為界分

32、為上游段和下游段兩部分。該設(shè)計(jì)上游段曲線采用三圓弧型曲線。堰頂0點(diǎn)上游三圓弧的半徑及其坐標(biāo)值為：滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。R=0.5Hd=1.5 ; xi=-0.175Hd=-0.525R2=0.2Hd=0.6 ; x 2=-0.276H d=-0.828WES幕曲線，可按下式計(jì)算:R=0.04Hd=0.12 ; X3=-0.282H d=-846開(kāi)敞式堰面堰頂下游堰面采用n -1y式中：Hd 堰面曲線定型設(shè)計(jì)水頭，m可根據(jù)容許負(fù)壓的大小按堰頂最大作用水頭Hmax的75%-95%+算x、y原點(diǎn)下游堰面曲線橫、縱坐標(biāo)；n與上游堰坡有關(guān)的指數(shù)，見(jiàn)下表；k當(dāng)P /Hd > 1.0時(shí),k 值見(jiàn)下表，

33、當(dāng)P/Hd < 1.0時(shí)，取k =2.02.2 , P為上游相對(duì)堰高。鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。堰面曲線參數(shù)卜一游面坡度(iy/Ax)才R.aR；b3/)2.0001 S500-訊O.ZTZfO.2827Zf3:1.9361 8360.21/3:21.9391.S10O.ASHj0.22H0.2143:31.8731.776O.45Hd0.119/-上游面為鉛直面由上表可查的n=1.85 , k=2.0，故原點(diǎn)下游堰面曲線方程為-2.0H(1.85 _J)按上式計(jì)算的坐標(biāo)值入下表所示:計(jì)算WES下游曲面坐標(biāo)值表xyxyxy10.19765.4071116.59620.70877.192121

34、9.49431.589.2071322.60542.554911.4491425.92753.8591013.9131529.4572.中間直線段中間直線段與壩頂部下游曲線和下部反弧段相切，坡度和擋水壩一致,取 1： 0.753.反弧段a.溢流堰下游反弧段半徑，應(yīng)結(jié)合下游消能設(shè)施來(lái)確定。本次設(shè)計(jì)選用挑流消能。對(duì)于挑流消能，可按下式求得反弧段半徑：R=(4 10)h式中：h 為校核洪水位閘門(mén)全開(kāi)時(shí)反弧段最低點(diǎn)處的水深，m;反弧段流速vv16m/s 時(shí)，可取下限，流速越大，反弧半徑也宜選用較大值，以致取上限。q：2g(E°-h)上式為迭代公式，迭代初值取h=0q-單寬流量，本次設(shè)計(jì)取35

35、m3/sE。-上游最高水位與反弧段最低點(diǎn)的距離，反弧最低點(diǎn)與下游水位齊平E0 =446.31-362.28=84.03m=0.9401.0950.92 9.8 (84.03-0)40h1.1020.92 9.8 (84.03-1.102)故 h =1.102 取 h =1.1q 35又因 v31.82 m s > 16m sh 1.1v 31.83 弗勞德數(shù)：Fr9.69R = 2 Fr2h =22.12m3取 R=23mb.挑角挑角越大，射程越大，但挑角增大，入水角B也增大，水下射程減小。同時(shí)入水角增大后，沖刷坑深度增加。B般在2030之間，在此取300擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。c. 挑坎

36、高度：挑坎應(yīng)高出下游水位，一般以12m為宜。計(jì)算時(shí)按設(shè)計(jì)洪水位情況考慮。 取挑坎最低咼程等于下游水位，挑坎最咼點(diǎn)與最低點(diǎn)間距離為R(1-cos 0)。故挑坎咼度h2=359.49-351+9 X( 1-cos 30 ) =9.70m贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。d. 反弧段坐標(biāo)確定圓心O 距壩底距離 y = 9.43+9 x cos30 =17.22m圓心 O'距 C點(diǎn)距離 xo'=R.1 m2 =9 1.25= 11.25m根據(jù)以上數(shù)據(jù)，就可以確定溢流壩曲面了。下圖就是本次設(shè)計(jì)的溢流壩曲面o(3) 消能防沖設(shè)計(jì)1.選擇孔口尺寸和閘墩型式及尺寸：基本公式：Q益二Q總jQoQ總一一總下泄

37、流量Q溢一一溢流孔口的下泄流量Qo 通過(guò)電站和泄水孔等下泄流量，取1000 m's:系數(shù)，校核情況是取1.0校核洪水位時(shí)：Q溢=3400-1.0 1000 = 2400m3 s溢流壩凈寬為：L = 溢qq單寬流量，本次設(shè)計(jì)取35m'；s故:L 任二細(xì)=68.57m q本次設(shè)計(jì)選用平板閘門(mén)，閘門(mén)厚度最小為1.52.0m,取d=2m因?yàn)楸?次設(shè)計(jì)屬于大中型壩，故孔口寬度取為b=12m孔口寬高比著-1.02.0本次取1.5，所以孔高8m則孔口數(shù)為:L 68.57“n5.7b 12取n = 6所以溢流壩前沿總長(zhǎng)為:L。= nb (n1)d-6 12 (6 -1) 2=82 m本次設(shè)計(jì)選

38、用上游段為橢圓形，下游段為方形的閘墩。2. 確定消能方式水工建筑物及混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范可知消能的設(shè)計(jì)原則是：a. 盡量使下泄水流的大部分動(dòng)能消耗在水流內(nèi)部的紊動(dòng)中，以及水流與空氣的摩擦上；b. 不產(chǎn)生危及壩體安全的河床或岸坡的局部沖刷；c. 下泄水流平穩(wěn)，不影響樞紐中其它建筑物的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；d. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，工程量小。分析比較各種消能工的優(yōu)缺點(diǎn)，考慮到本次設(shè)計(jì)的重力壩屬于高壩，下游地 質(zhì)條件比較好的情況，決定選用挑流消能。蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅。 挑流鼻坎設(shè)計(jì)a. 挑流鼻坎有連續(xù)式和差動(dòng)式，該設(shè)計(jì)選用連續(xù)式鼻坎；b. 鼻坎高程=351+9.7=360.7m；c. 反弧半徑R=10md.

39、根據(jù)實(shí)際工程情況，該設(shè)計(jì)挑射角取 0 =25° 水舌挑距L的估算根據(jù)規(guī)范，水舌挑距L可按下式計(jì)算：w2sin cos日 +V| cosJv/sin2日 +2g(h1 + h2) g -式中：l 水舌拋距，m如有水流向心集中影響者，則拋距還應(yīng)乘以0.900.95的折減系數(shù)；Vi 坎頂水面流速，m/s,按鼻坎處平均流速u(mài)的1.1倍計(jì)，即Vi =1.1 v = 1.12gH。（ Ho為水庫(kù)水位至坎頂?shù)穆洳?446.31-360.7=85.61m ）;買(mǎi)鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。9 鼻坎的挑角；hj坎頂垂直方向水深，m h=hcos日（h為坎頂平均水深，m）；d 坎頂至河床面高差，m如沖坑已經(jīng)形成

40、，可算至坑底；:堰面流速系數(shù)。'可按下式計(jì)算:0.055K0.5EKe_qgZ1.5按校核洪水位計(jì)算:359.8 85.511.5= 0.0141Ke0.0550.50.0141= 0.81h 二 1.1 cos30 二 0.95h2 =9. mL =丄漢一36.522 " in 30° cos30° +36.52 "os30 °J36.522 ri n2 300 +2 漢 9.8仆(0.95+ 9.7) 9.81-v=101.98m 最大沖坑水墊厚度的計(jì)算根據(jù)規(guī)范，最大沖坑水墊厚度可按下式計(jì)算:tk 二 kq0.5H0.25式中：tk

41、 水墊厚度，自水面算至坑底，mq 單寬流量，m3/（ s m ；H 上下游水位差，m k 沖刷系數(shù)，其數(shù)值見(jiàn)下表基巖沖刷系數(shù)k值由下表可查:可沖性類別朮沖可沖較易沖理 裂 縫何韭5>1505015C2050<20發(fā)rm度不發(fā)Tb廿理 隙）1-2爼*規(guī) 則較覽育.節(jié)理（:與隙）2 -3紅X形.較規(guī) 則發(fā)TT，節(jié)理裂陳）3組以 上*不規(guī)則.呈x矗di米字 型很發(fā)TL節(jié)理（裂源）3組以上，親亂*巖性幀割呈碎石狀完樓丹度巨塊狀塊（石）碎（石）狀碎石狀結(jié)構(gòu)類型螯體結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)鑲嵌結(jié)構(gòu)碎裂結(jié)構(gòu)裂隙性巫 . ' "I > 1-:,1 造吃.多密.延 展不疋構(gòu)造壁*主，參離

42、 閉.部井倉(cāng)張.少有 充填膠酷好以構(gòu)逍或鳳代81為主，人部 分微張、部分張開(kāi).汩分対 黏土允埴膠結(jié)較蓋以城化或財(cái)ilT丿為+黑 隙爺樂(lè)或狀幵.部井®黏 土充境,膠結(jié)很差ko. flo. g0. gl. 21. 27 61,62. 0平均0, eL 11. 8注=適用范隔：水舌入水ft 30-,本次設(shè)計(jì)取k=1.6，則可計(jì)算得:tk =1.6 350.5 84.030.25 = 28.68m則L二!0!日8 =3.36，一般要求丄>2.55,滿足要求 tk 28.68tk五、細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)（1）壩基的連接、灌漿和排水天然地基，由于經(jīng)受長(zhǎng)期的地質(zhì)作用，一般都有風(fēng)化、節(jié)理、裂隙等缺陷，

43、有時(shí)還有斷層、 破碎帶和軟弱夾層，所有這些都需要采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?，地基處理的主要任?wù)是：（1）防滲；（2）提高基巖的強(qiáng)度和整體性?；鶐r開(kāi)挖后，在澆灌混凝土前，需要進(jìn)行徹底的清 理和沖洗，包括：清除松動(dòng)的巖塊，打掉突出的尖角。基坑中原有的勘探鉆孔、井、洞等均 應(yīng)回填封堵。固結(jié)灌漿孔一般布置在應(yīng)力較大的壩踵和壩趾附近，以及節(jié)理裂隙發(fā)育和破碎帶范圍內(nèi)。采用淺孔低壓灌注法灌入水泥漿，以提高基巖的彈性模量、抗?jié)B性和強(qiáng)度等。在壩踵、壩址附近灌注孔相對(duì)較密，呈梅花形布置，其他部位疏一些?？拙嗯啪嘤晒酀{試驗(yàn)確定，一般從1020m開(kāi)始，采用內(nèi)插逐步加密的方法， 最終約為34m本設(shè)計(jì)取4m孔深5 8m必要時(shí)還可

44、適當(dāng)加深，帷幕上游區(qū)的孔深一般為815葉鉆孔方向垂直于基巖面。當(dāng)存在裂隙時(shí)，為了提高灌漿效果，鉆孔方向盡可能正交于主要綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。裂隙面，但傾角不能太大。防滲帷幕布置于靠近上游面壩軸線附近，自河床向兩岸延伸，鉆孔和灌漿常在壩體內(nèi)特設(shè)的廊道內(nèi)進(jìn)行，靠近岸坡處也可在壩頂、岸坡或平洞內(nèi)進(jìn)行。平洞還可以起排水作用，有利于 岸坡的穩(wěn)定。鉆孔方向一般為鉛直，必要時(shí)也可有一定斜度，以便穿過(guò)主節(jié)理裂隙，但角度不宜太大，一般在10°以下，以便施工。防滲帷幕的深度根據(jù)作用水頭和基巖的工程地質(zhì)、 水文地質(zhì)情況確定。當(dāng)?shù)刭|(zhì)內(nèi)的不透水層厚度不大時(shí)，帷幕可穿過(guò)透水層深入相對(duì)隔水層 35m當(dāng)相對(duì)隔水層埋

45、藏較深，則帷幕深度可根據(jù)防滲要求確定，通常采用壩高的0.30.7倍。驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。帷幕深入兩岸的部分， 原則上也應(yīng)達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)，并與河床部位的帷幕保持連續(xù)，形成連續(xù)的不透水的防滲墻。 當(dāng)相對(duì)隔水層距地面不遠(yuǎn)時(shí)，帷幕應(yīng)深入岸坡與該層相銜接。當(dāng)相對(duì)隔水層埋藏較深時(shí)，可深到原地下水位線與最高枯水位的交點(diǎn)B處，如圖在BC'以上設(shè)置排水，以降低水庫(kù)蓄水后庫(kù)岸的地下水位。貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。1灌漿廊道；2山坡鉆進(jìn)；3壩頂鉆進(jìn)；4灌漿平洞；5排水孔；6最高庫(kù)水位；7原河水位；8防滲帷幕底線；9原地下水位線；10蓄水后地下水位線為進(jìn)一步降低壩底面的揚(yáng)壓力，應(yīng)在防滲帷幕后設(shè)置排水孔幕。根據(jù)規(guī)定

46、要求，壩基的排水孔幕在防滲帷幕的下游，向下游傾斜，與灌漿帷幕的夾角為 15°，孔距取3m孔徑為200mm孔深為10m沿壩軸線方向設(shè)置一排。鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。具有軟弱夾層的壩基，由于夾層的抗剪強(qiáng)度很低，遇水易軟化或泥化，通常都須進(jìn)行加固處理，以滿足抗滑穩(wěn)定要求。根據(jù)軟弱夾層的埋深、產(chǎn)狀、厚度、充填物的性質(zhì)，結(jié)合工程的具體情況，為了阻止軟弱夾層滑動(dòng)，一般采用的處理措施有：構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。 對(duì)于淺埋的夾層， 多用明挖處理，將軟弱夾層清除，回填混凝土或者在上游壩踵、下游壩趾設(shè)置深齒坎，切斷軟弱夾層直達(dá)完整基巖。當(dāng)夾層埋藏較淺時(shí)，此方法施工方便，工程量小，采用的較多。 輒嶧陽(yáng)檉籪癤網(wǎng)

47、儂號(hào)澩。 對(duì)于埋藏較深、較厚，傾角較緩的軟弱夾層，可在夾層內(nèi)設(shè)置混凝土洞塞。 采用大型鋼筋混凝土抗滑樁。 若有兩層以上的軟弱夾層時(shí)，可采用預(yù)應(yīng)力錨索，錨索可在水庫(kù)正常運(yùn)行的情況下施工，特別適合于已建工程的施工。堯側(cè)閆繭絳闕絢勵(lì)蜆贅。（2）壩身廊道和排水壩體排水為了減小滲水對(duì)壩體的不利影響，在靠近壩體上游面需要設(shè)置排水管 幕，排水管應(yīng)通至縱向排水管道，其上部應(yīng)通至上層廊道或壩頂（溢流面以下）， 以便于檢修管距可采用采用3m排水管幕距上游壩面的距離，一段要求不小于壩 前水深的1/101/12，且不少于2m故根據(jù)規(guī)定排水管設(shè)置在距上游面 9m處， 以使?jié)B透坡降控制在允許范圍內(nèi)。識(shí)饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。排水管采用預(yù)制多孔混凝土管，內(nèi)徑可為15cm25cm （取20cm），隨著壩體混凝 土的澆筑而加高。滲入排水管的水可匯集到下層縱向廊道，沿積