大壩施工設(shè)計

一論文發(fā)袤專家一中國學(xué)木期刊夙www.qi亦w的ggl大壩施工設(shè)計探討【摘要】大壩是為開發(fā)利用河流水力資源，在河道上采取工程措施，按時國家相關(guān)規(guī)范，修筑的控制和支配水流的水工式建筑物。本文結(jié)合多年的水利工程成設(shè)計經(jīng)驗就大壩的施工設(shè)計進(jìn)行敘述。【關(guān)鍵詞】大壩；施工；設(shè)計建筑規(guī)模本水庫樞紐工程是以灌溉為主兼顧發(fā)電和供水的綜合利用工程，水庫總庫容為5.2億m3,其中有效庫容為3.5億m3,灌溉農(nóng)田18萬畝。電站裝機(jī)容量為4X0.32=1.28萬kw,攔河壩高42m,工程總投資X億元。該工程等別為二等，攔河壩為ii級建筑物。水文氣象資料壩址以上控制集雨面積1230km2，多年平均流量31.6m3/s，平均徑流量1.0億m3。設(shè)計流量：經(jīng)水能計算，壓力管最大設(shè)計流量為q=11.5m3/s。壩址工程地質(zhì)條件壩址位于花崗巖侵入體邊緣，可大致分為新鮮巖石和微風(fēng)化、半風(fēng)化、全風(fēng)化及殘積層。河床部位為半風(fēng)化花崗巖，具有足夠的抗壓強(qiáng)度。兩岸風(fēng)化較深呈帶狀，殘積層較少，僅見于左岸181m高程以上，厚度約加。全風(fēng)化層厚5?8m，半風(fēng)化右岸深7?13m，左岸9m。大壩施工設(shè)計工程等級本水庫樞紐工程是以灌溉為主兼顧發(fā)電和供水的綜合利用工程，工程等別為二等，攔河大壩為ii級建筑物。樞紐布置本工程中溢流壩段布置在主河槽處，沖沙孔布置在電站進(jìn)水口附近。該重力壩由20個壩段組成，每個壩段的長度為13m，該壩壩基面最低高程為143m，壩頂高程為187m，壩體總長度為260m。5．大壩剖面設(shè)計剖面尺寸擬定壩頂高程的確定:按設(shè)計洪水位計算時，公式為：壩頂高程二設(shè)計洪水位+Ah設(shè)按校核洪水位計算時，公式為：壩頂高程二校核洪水位+Ah校計算結(jié)果取兩者當(dāng)中的較大值，其中△h=h+h0+a，h=0.0166v5/4d1/3,入=10.4h0.8，h0=3.14h2/入。v為計算風(fēng)速,采用設(shè)計洪水位計算時宜用多年平均風(fēng)速的1.5?2.0倍值，取28.5m/s；采用校核洪水位計算時就用多年平均風(fēng)速值，為19m/s。經(jīng)過比較，選取兩者中的較大值得壩頂高程為186.36m，在工程施工中取整為187m。根據(jù)資料可確定壩基面高程為143m，則壩高=187-143=44m。壩頂寬度壩頂應(yīng)有足夠的寬度，以滿足運(yùn)用和交通的要求。無特殊要求時，壩頂寬度可采用壩高的8%?10%,—般不小于加。所以可選取壩頂寬度為4m。（3）壩面坡度上游壩坡采用折線面，起坡點(diǎn)在（1/3?2/3）hl高度處，hl為壩前設(shè)計水深，則起坡點(diǎn)處高程為156.333m,工程施工中取整為157m，坡度選取1：0.2；下游壩坡也采用折線面，邊坡選取1：0.7，則下游起坡點(diǎn)處高程為184.71m,工程施工中取整為185m。（4） 壩底寬度由上下游起坡點(diǎn)高程坡度邊坡系數(shù)等條件通過幾何關(guān)系可得壩底寬度為36m，在（0.7?0.9）壩高即30.8?39.6m范圍內(nèi)，則壩底寬度符合要求。（5） 地基防滲和排水設(shè)施擬定由于防滲的需要，壩基面須設(shè)置防滲帷幕和排水孔，其中心線在壩基面處距離壩踵分別為3m和5m。初步擬定非溢流壩段的剖面尺寸如圖所示：抗滑穩(wěn)定分析與驗算利用抗剪斷強(qiáng)度計算公式k，二f（工w—u）+c‘a(chǎn)/工p計算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)k，。式中f，——壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷磨擦系數(shù)，可根據(jù)基本資料選定，此處取f，=0.8。c，——壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷凝聚力，可根據(jù)基本資料選定，此處取c，=0.5mpa。工?一一作用于壩體上的全部鉛直荷載（不包括揚(yáng)壓力），根據(jù)荷載計算值可得工w=19309.584+1015.28+137.2=20462.064kn。

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中國學(xué)木期刊網(wǎng)作用于壩體上的全部水平荷載，根據(jù)荷載計算值可得工Ep一論文發(fā)衷專家一

中國學(xué)木期刊網(wǎng)作用于壩體上的全部水平荷載，根據(jù)荷載計算值可得工p=7452.9+449.84+150.469=8053.209kn。u——作用在滑動面上的揚(yáng)壓力，根據(jù)荷載計算值可得u=3442.152kn。a——壩基面截面積。則k，二f(Ew-u)+c，a/Ep=0.8X(20462.064-3442.152)+0.5X103X36/8053.209=3.926〉3.0。按規(guī)范規(guī)定，基本荷載組合時,抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)采用3.0,而算出k=3.926〉3.0,說明滿足穩(wěn)定要求。消能防沖設(shè)計根據(jù)地形地質(zhì)條件選用挑流消能，參考已建工程經(jīng)驗取挑射角8=20,挑流鼻坎應(yīng)咼出下游最咼水位(1~2)m，則鼻坎咼程為150.9+2=152.9m，取153m。反弧半徑的確定堰頂水流流速按公式v=6(2gh0)0.5計算，由q=av=bhv可得h=q/bv式中：6——堰面流速系數(shù)h0 庫水位至坎頂高差，m；b 鼻坎處水面寬度，m；q 校核洪水位時溢流壩下泄流量，m3/s；則v=0.96X(19.6X29)0.5=22.887m/s，坎頂水深h=3124/(60X27.455)=2.275m。而反弧半徑r=(4?10)h=9.1?22.75m,取r=14m。水舌的挑距l(xiāng)及可能最大沖坑的深度tk估算由式l={(vl)2sinBcos0+v1cos0 〔(vl)2sin2B+2g(hl+h2)〕0.5}/g挑距1。式中：hl—坎頂垂直方向水深，h1=hcos0；h2—坎頂至河床面咼差;v1—坎頂水面流速，取平均流速的1.1倍。代入各已知條件可求得1=63.30m。由式tk=aq0.5h0.25及t，k=aq0.5h0.25—h2分別計算水墊厚度和沖坑深度。其中：q 單寬流量，此處可在100?130m/(s?m)中取值;h——上下游水位差，m；h2——下游水深，m；a——沖坑系數(shù)，堅硬完整的基巖取0.9?1.2,堅硬但完整性較差的基巖取1.2?1.5，軟弱破碎裂隙發(fā)育的基巖取1.5?2.0。代入數(shù)據(jù)可得：tk=1.2X1200.5X37.20.25=32.46mt，k=32.46—1.8=30.66m而l/tk=87.186/32.46=2.686〉2.5,說明挑流消能形成的沖坑不會影響大壩的安全。壩頂構(gòu)造壩頂上游設(shè)置防浪墻，與壩體連成整體，其結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。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)用安全的要求。壩頂采用混凝土路面，向兩側(cè)傾斜，坡度為0.02，兩邊設(shè)有排水管，匯集路面的雨水，并排入水庫中。壩頂總寬度為4m，下游側(cè)設(shè)置欄桿及路燈。結(jié)語在工程設(shè)計前，一定要對工程進(jìn)行認(rèn)真的分析，根據(jù)工程的實際情況綜合考慮選擇最佳的設(shè)計方案。同時還需要考慮施工的可行性與經(jīng)濟(jì)性，確保大壩設(shè)計方案經(jīng)濟(jì)合理。