面混凝土面板堆石坝设计说明书水利水电毕业论文(编辑修改稿)

面混凝土面板堆石坝设计说明书水利水电毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

qz 关系曲线 表 22 设计洪水情况下，水库半图解法调洪计算表 调洪计算表 (P=1%) 时间 t（ h） 入库流量Q(m3/s) 平均入库流量Q (m3/s) V/△ t+q/2 (m3/s) q (m3/s) 库水位 Z（ m） 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 大学学士学位论文 13 57 60 63 66 69 表 23 校核洪水情况下，水库半图解法调洪计算表 调洪计算表 (P=1%) 时间 t（ h） 入库流量Q(m3/s) 平均入库流量Q (m3/s) V/△ t+q/2 (m3/s) q(m3/s) 库水位 Z（ m） 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 大学学士学位论文 14 45 48 51 54 57 60 63 66 69 经以上计算，将设计和校核洪水过程线和下泄流量过程线画在同一张图纸上（见图 26 以及图 27），可以发现两线交点为 qt 曲线的最高点， 此最高点就是 下泄最大流量，依据此流量在 qz 曲线中查 出 相应的水位即为设计或校核水位高程。 图 26 该水库设计洪水过程线于下泄流量过程线 大学学士学位论文 15 图 27 该水库校核洪水过程线于下泄流量过程线 在图 26 和 27 上可以查出： 设计状况下： 最大下泄流量为 qm=1250 m179。 /s，对应上游水位 z=。 校核状况下： 最大下泄流量为 qm=1765 m179。 /s，对应上游水位 z=。 方案选取 表 24 对拟定方案进行比较 方案 溢流坝宽度 B 工况 Q（ m3/s） 上游水位高 Z（ m） 超高 △ z（ m） 一 38 设计 1250 校核 1750 二 50 设计 1310 校核 1851 三 60 设计 1370 校核 1950 大学学士学位论文 16 四 75 设计 1427 校核 2020 以上四个方案都符合要求，由于该方案采用河岸溢洪道泄洪，因此要综合考虑溢洪道泄洪时的水流条件、溢洪道开挖量、经济因素及泄洪时对下游的影响。 综合考量之后，我决定选择方案四。 大学学士学位论文 17 第 3 章 坝 址 选择及枢纽布置 坝址及坝型选择 坝址选择 混凝土面板堆石坝的坝轴线选择，既要考虑坝址的地形地质条件，又要考虑面板堆石坝的特点，且有利于其他建筑物的布置。 重点是选择较理想的趾版线位置，使趾版地基尽量置于坚硬、非冲蚀性和可灌的岩基上，尽量避开断裂发育、强烈风华、夹 泥、岩溶等不利地址因素，使趾板开挖量和趾板地基处理工作量减少。 另一方面要选择有利的地形，使坝轴线采用直线形式，并尽可能与直线正交，以节省坝体工作量和方便施工。 坝型选择 坝型选择应综合考虑下列因素，经技术经济比较确定： 1．坝址区河势地形、坝址基岩、覆盖层特征及地震烈度等地形地质条件； 2．筑坝材料的种类、性质、数量、位置和运输条件； 3．施工导流、施工进度与分期、填筑强度、气象条件、施工场地、运输条件和初期度汛等施工条件； 4．坝高：高坝多采用土质防渗体分区坝，低坝多采用均质坝，条件合适时宜采用 混凝土面板堆石坝； 5．枢纽布置、坝基处理以及坝体与泄水、引水建筑物等的连接； 6．运行条件：如对渗漏量要求高低，上、下游水位变动情况，分期建设等； 7．坝及枢纽的总工程量、总工期和总造价。 所选坝轴线处河床冲积层较深，两岸风化岩透水性深，基岩强度低，且不完整。 从地质条件看不宜修建拱坝。 支墩坝本身应力较高，对地基的要求也很高，在这种地质条件下修建支墩坝也是不可行的。 较高的混凝土重力坝也要求建在岩石地基上。 通过对各种不同的坝型进行定性分析，综大学学士学位论文 18 合考虑地形、地质条件、建筑材料、施工条件、综合效益等因素，最终选择土 石坝方案。 枢纽总体布置 枢纽建筑物组成 本设计根据当地的地形、地址以及水文等多方面的因素，最终选定枢纽的建筑物组成为： 1．挡水建筑物：面板堆石坝 2．泄水建筑物： 河岸溢洪道 3．水电站建筑物：包括引水隧洞、调压井、压力管道、电站厂房、开关站等。 枢纽布置 1．挡水建筑物 ——面板堆石坝 挡水建筑物按直线布置，坝布置在河湾地段上。 2．泄水建筑物 ——河岸溢洪道 泄洪采用 河岸溢洪道方案，溢洪道布置在大坝右岸。 3．水电站建筑物 引水隧洞、电站厂房布置于凸岸，由于风化岩层较深，厂房布 置在开挖后的坚硬玄武岩上，开关站布置在厂房旁边。 土石坝坝型选择 影响土石坝坝型选择的因素很多，最主要的是坝址附近的筑坝材料，还有地形地质条件、气候条件、施工条件、坝基处理、抗震要求等。 应选择几种比较优越的坝型，拟定剖面轮廓尺寸，进而比较工程量、工期、造价，最后选定技术上可靠、经济上合理的坝型。 本设计限于资料只作定性分析确定土石坝坝型选择。 均质坝材料单一，施工简单，但坝身粘性较大，冬雨季施工较为不便，且无足够适宜的土料来作均质坝，故均质坝方案不可行。 大学学士学位论文 19 塑性斜墙坝（用砂砾料作为坝壳，以粘土料作防渗体设 在坝体的上游做斜墙）的斜墙与坝壳两者施工干扰相对较小，工期较短，但对坝体、坝基的沉降比较敏感，抗震性能较差，易产生裂缝；塑性心墙坝（用砂砾料作为坝壳，以粘土料作防渗体设在坝剖面的中部做心墙）与斜墙坝相比工程量相对较小，适应不均匀变形，抗震性能较好，但要求心墙粘土料与坝壳砂砾料同时上升，施工干扰大、工期长。 由于本地区粘性土料自然含水量较高，不宜大量采用粘性土料，故本设计中不考虑。 鉴于 该河流 本流域大部分为山岭地带，山脉、盆地相互交错于其间，地形变化剧烈，流域内支流很多，但多为小的山区河流，地表大部分为松软沙岩 、页岩、玄武岩及石灰岩的风化层，汛期河流含沙量较大，冲积层较厚，两岸有崩塌现象。 堆石坝坝坡较陡，工程量较小，施工干扰相对较小且对不同坝址气候条件和地形地质条件都具有较强的适应性；又为利用当地的天然建筑材料等有效资源，减少外来建筑材料的供应，故本工程采用面板堆石坝坝型的设计。 大坝轮廓拟定 大坝剖面轮廓尺寸包括坝顶高程、坝顶宽度、上下游坝坡、 面板和趾板设计等。 根据《碾压式土石坝设计规范》（ SL274—2020）（以下简称 “规范 ”）规定，坝顶高程分别按照 :① 正常蓄水 位加正常运用条件下的坝顶超高、 ② 设计水位加正常运用条件下的坝顶超高、 ③ 校核水位加非常运用下的坝顶超高进行计算，因该地区地震烈度为 7，故还需考虑正常蓄水位加非常运用时的坝顶超高再加上地震涌浪高度，最后取以上四种工况最大值，同时并保留一定的沉降值。 涉及的坝顶高程是针对坝沉降以后的情况而言的，因此，竣工时的坝顶高程应预留足够的沉降量。 根据以往工程经验，土石坝预留沉降量一般为坝高的 %。 坝顶高程在水库正常运用和非正常运用期间的静水位以上应当有足够的超高，以保证水库不漫顶，其超高值 △ h 由下式而定： 大学学士学位论文 20 h=R+e+A （ 31） 式中： △ h——坝顶在水库静水位以上的超高， m； R——最大波浪在坝坡上的爬高， m； e——最大风浪引起坝前壅高， m； A——安全超高， m。 （ 1）最大波浪爬高 R 由官厅水库公式： 131 12 gDVVV  （ 32） 1 gDVVV  （ 33） %1%1 hKKKKR RV  （ 34） 式中： V —— 该流域最大风速，取 18m/s； D —— 该流域最大吹程，取 15km； K —— 波浪入射角的折减系数取 ； K —— 混凝土护面取 ； VK —— 查表得取。 RK —— RK 的表达式如下： QNMthK R )()(  （ 35） 大学学士学位论文 21 2/12/1%121 mmm LHthhLmM  （ 36） mmmmmmLHshLHLHthN44 （ 37） 拟取定 m=，经计算得VgD =453，则取累积频率 10%的波高。 由 45 至 47 计算得 RK =， %1  m， mgHDWe o 2   由于该坝级别为 3 级，正常运用情况下的安全加高 A=，非常情况下的安全加高 A=。 坝顶高程的计算： ： h 设hH =+++= ： hhH  =270+++= 坝顶超高： h 校hH =+++= 由以上可得坝顶高程为。 由平面布置图可知坝址处河床高程为216m,向下开挖 6m 清除砂卵石覆盖层，则坝高为 +6= 考大学学士学位论文 22 虑到要预留 %的沉降，则坝高为 （ 1+%） =，取最大坝高为 ，坝顶高程为 ，坝高为 +6=。 2. 坝顶宽度 坝顶宽度主要取决于交通、运行、施工、构造、抗 震、防汛及其他特殊要求。 当无特殊要求时，对高坝坝顶最小宽度可选用 8m，对中低坝可选用 8m。 当坝顶有交通要求时，其宽度应按照道路等级要求遵照交通部门的有关规定来确定。 又坝高大于 70 米，属于 中 高坝。 综合考虑各因素，本设计方案坝顶宽度采用 8m。 土石坝坝坡的陡缓直接影响着工程的安全性与经济性，因而在选择时应特别重视。 坝坡的确定，常需综合考虑坝型、坝高、坝的等级、坝体及坝基材料的性质、所承受的荷载、施工和运用条件等因素。 一般参照已建成类似工程经验拟定坝坡，再经过计算分析逐步修改确定。 在满足稳定 要求的前提下，应尽可能使坝坡陡些，以减少坝体工程量。 土石坝上游坝坡长期浸泡于水中，土的抗剪强度下降，会降低坝体的稳定性。 所以当材料相同时，上游坡常比下游坡缓，对于同一侧的坝坡，水下部分常比水上部分缓，钢筋混凝土面板堆石坝比土坝陡。 本设计中，上游坡率取 ；下游坡率为 ,下游每隔 30m设置马道。 设置马道有利于坝坡稳定，防止坝面冲刷，便于观测和检修、设置排水设备，也可作为交通之用，考虑这些因素其宽度取为。 坝体分区设计 混凝土面板堆石坝以堆石体为支承结构，采用混凝土面板作为坝的防渗体， 并将其设置在堆石体上游面，它由防渗系统、垫层、过渡层、主堆石体、次堆石体等组成。 一、坝体材料分区原则 坝体中应有畅通的排水通道且坝料之间应满足水力过渡的要求，各区坝料的透水性宜按水力过渡要求从上游向下游增加，下游堆石区下游水位以上的坝料不受此限制；坝轴线上游侧坝料应具有较大的变形模量且从上大学学士学位论文 23 游到下游坝料变形模量可递减，以保证蓄水后坝体变形协调，尽可能减小对面板变形的影响，从而减。