土石坝课程设计--e江水利枢纽工程设计-好

土石坝课程设计--e江水利枢纽工程设计-好内容摘要：

225 下游每 25m 变坡一次 在坝坡改变处尤其在下游坡通常设置 15－ 2m 宽的马道戗道以使汇集坝面的雨水防止冲刷坝坡并同时兼作交通观测检修之用考虑这些因素其宽度取为 20m 103 坡顶高程 坝顶高程分别按设计工况校核工况及正常加震情况下的三种方案来计算大坝的高程最后计算出数据取量 大值同时并保留一定的沉降值坝顶高程在水库正常运用和非常运用期间的静水位以上应该有足够的超高以保证水库不漫顶其超高值 d 按下式而定 d hBea 式中 hB 波浪沿着坝坡的爬高 m e 坝前库水因风浪引起的壅高 a 安全加高 m 根据坝的等级及运用情况按下表选用 土坝坝顶的安全起高值 运用情况 坝的级别 I II III IVV 正常 15 10 07 05 非常 07 05 04 03 e 0036 Vf2 D cosα Hcm 式中 Vf 为风速 ms D 为库面吹程 kmD＝ 12km α风向与坝轴线方向所成的夹角α＝ 25176。 H 为坝前的水深 m 波浪的爬高可按下述公式计算 hB＝ 32K 2h1 tanθ 式中 h1 为波高 K 为坝坡的粗糙系数块石取 K＝ 075－ 08 混凝土板取 K＝ 09－ 10 θ为上游的坝面坡角θ＝ arctan125＝ 218176。 2h1 00166Vf54D13 Vf当计算为设计工况时风速取多年平均最大风速的 15倍当计算为校核工况时风速取多年平均最大风速 结果取两者之大者并预留一定的沉降值结果见下表设计竣工时坝顶高程为2825m 坡顶高程计算成果表 计算项目 计算情况 设计情况 校核情况 上游静水位 m 282172 282308 河地变程 m 2750 坝前水深 Hm 7172 7308 吹程 Dkm 12 风向与坝轴线夹角θ176。 25 风浪引起坝前高 em 00063 00062 风速 vms 15 15 波高 2hm 1122 1122 护坡粗糙系数 078 上游坝面坡角 218176。 波浪沿坝坡爬高 m 1120 1120 安全超高 Am 10 05 坝顶高程 m 282385 282471 坝顶高程加 04 沉陷 m 282415 2825 式中波浪在坝坡上的最大爬高 m 最大风壅水面高度即风壅水面超出原库水位高度的最大值 m 001m 安全加高 m根据坝的等级和运用情况按表 11确定坝前水域平均水深粗略估计为 50m 综合摩阻系数其值变化在 612 之间计算时一般取 b 风向与水域中线的夹角计算风速和水库吹程 表 11 安全加高 单位 m 运用情况 坝的级别 1 级 2 级 3 级 45 级 正常 15 10 07 05 非常 07 05 04 03 104 坝体排水 本地区石料比较丰富采用堆石棱体排水比较 适宜它可以降低坝体浸润线防止坝坡冻涨和渗透变形保护下游坝址免受尾水淘刷并可支撑坝体增加下游坝坡的稳定性 按规范棱体顶面高程高出下游最高水位 1m 为原则下游校核洪水时下游水位可由坝址流量水位曲线查得为 以往工程堆石棱体内坡取 115外坡取 120顶宽20m 下游水位以上用贴坡排水 105 大坝防渗体 大坝防渗体的设计主要包括坝体防渗和坝基防渗两个方面 1 坝体的防渗 坝体防渗的结构和尺寸必须满足减小渗透流量降低浸润线控制渗透坡降的要求同时还要满足构造施工防裂稳定等方面要求该坝体采用粘土斜心墙其底部最小厚度由粘土的允许 坡降而顶本设计允许渗透坡降 [J]＝ 5 上游校核洪水时承受的最大水头为 7308m墙的厚度 B 73085＝ 14616m参考以往工程的经验斜心墙的顶部宽度取为 5m 满足大于 3m 机械化施工要求粘土斜心墙的上游坝坡的坡度为104－ 110 之间根据第十一届国际大坝会议上瑞典和南斯拉夫等论文介绍斜心墙的上游坡度为 104－ 106 之间较好最后本设计取为 106 下游坡度取为 102 底宽取3493m 大于 14616m 粘土斜心墙的顶部高程以设计水位加一定的超高超高 06m 并高于校核洪水位为原则最终取其墙顶高程为 28231m 墙顶的上部预留有 19m 的保护层并将粘土斜心墙稍斜向上游 106 坝基防渗体 河床中部采用沥青混凝土防渗墙两岸坡同样用混凝土防渗墙厚度取 08m 由强度和防渗条件定防渗墙伸入心墙的长度由接触面允许渗透坡降而定上下游最大水头差为 679m 正常水位时取 [J]＝ 50 则 L＝ 6795＝ 1358m 设计伸入 75m 这样接触面长度为 2 7508＝ 158m 防渗墙位置在心墙底面中心中部偏上岸坡混凝土防渗墙底厚沿岸坡逐渐变化大坝的剖面图如下图所示 11 设计洪水与校核洪水 本河流属典型山区河流洪水暴涨暴落设计洪峰流量取 100 年一遇即 Q 设＝1680m3Sp＝ 1校核洪峰流量取 2020年一遇即 Q校＝ 2320m3sp＝ 005采用以洪峰控制的同倍比放大法对典型洪水进行放大得设计洪水与校核洪水过程线 设计计算书 第四部分调洪演算 12 调洪演算与方案选择 121 泄洪方式及水库运用方式 本枢纽拦河大坝初定为土石坝需另设坝外泄水建筑物由于坝址两岸山坡陡峻如采取开敞溢洪道的方案可能造成开挖量太大而不经济因而采用隧洞泄洪并考虑与施工导流结合 水库运用方式洪水来临时用闸门控制下泄流量等于来流量水库保持汛前限制水位不变当来水流量继续加大则闸门全开下泄流量随水位的升高而加大流态为自由泄 流 流量随水位的升高而加大流态为自由泄流 122 防洪限制水位的选择 防洪限制水位取与正常水位重合这是防洪库容与兴利库容全不结合的情况因为山区河流特点是爆涨爆落整个汛期内大洪水随时都可能出现任何时刻都须留一定的防洪库容是必要的 123 调洪演算 本设计拟订四组方案进行比较调洪演算成果见下表 调洪演算成果表 方案 孔口尺寸 工况 Qm3s V 106m3 上游水位 z 超高 z 一 △ z 2810m B 7m 设计 565 398 282172 162 校核 669 420 282308 298 二 △ z 2809m B 7m 设计 648 398 282172 162 △ 校核 740 418 282291 281 三 △ z 2810m B 8m 设计 653 397 28216 15 △ 校核 750 413 282277 267 四 △ Z 2811m B 8m 设计 600 399 282187 177 校核 698 421 28231 300 124 方案选择 以上方案均能满足泄流量 Q 900m3s 上游水位最高△ Z 35m 的要求从这个角度上看四种方案都是可行的因而方案的选择就应该通 过技术经济比较选定同时也应结合导流问题一般来说△ Z大坝增高从而坝的工程量加大 B大则增加隧洞的开挖及其他工程量而 QB越大消能越困难衬砌要求也高后两种方案量 QB的水头较小可降低闸门及其启闭设备的造价但△ ZB 较大主体工程量较大故而不予采用第一方案与其它方案比较虽然超高△ Z较大但流量 Q较小水头 H也较小故采用第一方案即堰顶高程△ Z＝ 2810m 溢流孔口净宽 B＝ 7m 设计水位 282172m 校核水位282308m 设计泄洪流量 565m3s 校核泄洪流量 669m3s 13 渗流计算 131 渗流计算的基本假定 心墙采用粘土 料渗透系数坝壳采用砂土料渗透系数两者相差倍可以把粘土心墙看做相对不透水层因此计算时可以不考虑上游楔行降落水头的作用 土体中渗流流速不大且处于层流状态渗流服从达西定律平均流速 v等于渗透系数Ｋ与渗透比降 i 的乘积 v Ki 发生渗流时土体的空隙体积不变饱和度不变渗流为连续的 2 渗流计算条件 流计算时应考虑以下组合情况取其最不利情况作为控制条件 1 上游正常水位下游相应的最低水位 2上游校核洪水位相应的下游最低水位 3对上游坝坡最不利的库水降落后的落差 由于缺乏资料所以拟定如下工况进行计算设计洪水位 取与正常蓄水位11310m相应的下。