【正文】 ..................... 34 大壩防洪加固方案 ................................................................................................ 34 壩頂高程計算 ....................................................................................................... 34 大壩防滲設(shè) .................................................................................................................... 34 存在的問題 ........................................................................................................... 34 防滲方案 .............................................................................................................. 34 主壩、副壩、溢流壩壩體上游防滲 ........................................................................ 35 壩基防滲 .............................................................................................................. 35 主壩加固后抗滑穩(wěn)定計算與應(yīng)力復(fù)合計算 ....................................................................... 35 正常蓄水時主壩抗滑穩(wěn)定計算和應(yīng)力復(fù)合 ............................................................. 36 設(shè)計洪水位時主壩抗滑穩(wěn)定計算和應(yīng)力復(fù)合 ......................................................... 38 校核洪水位時主壩抗滑穩(wěn)定計算和應(yīng)力復(fù)合 ......................................................... 40 地震情況下正常蓄水時主壩抗滑穩(wěn)定計算和應(yīng)力復(fù)合 ............................................ 42 溢流壩加固后抗滑穩(wěn)定計算與應(yīng)力復(fù)合計算 ................................................................... 45 正常蓄水位時溢流壩抗滑穩(wěn)定計算與應(yīng)力復(fù)合 ...................................................... 46 設(shè)計洪水位時溢流壩抗滑穩(wěn)定計算和應(yīng)力復(fù)合 ..................................................... 49 校核洪水位時溢流壩抗滑穩(wěn)定計算和應(yīng)力復(fù)合 ..................................................... 51 地震情況下正常蓄水時溢流壩抗滑穩(wěn)定計算和應(yīng)力復(fù)合 ........................................ 53 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 溢流面加固設(shè)計 ............................................................................................................. 56 溢流面加固方案 .................................................................................................... 56 溢流壩過流能力驗算及消能防沖驗算 .................................................................... 57 放水洞維修加固 ............................................................................................................. 57 加固方案設(shè)計 ....................................................................................................... 57 防浪墻及壩頂設(shè)計 .......................................................................................................... 57 外文文摘 .................................................................................................................................... 58 謝 辭 ......................................................................................................................................... 67 參考文獻 .................................................................................................................................... 68 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計 1 1 綜合說明 工程概況 PS 水庫位于河北省沙河市境內(nèi)，屬海河流域滏陽河系沙洺河支流，水庫控制流域面積 4㎞ 2,總庫容 萬 m3，是一 座以防洪、灌溉和供人畜飲水的小 ⑵ 型水庫。 水庫樞紐主要包括：主壩、副壩、溢流壩和放水洞等建筑物。 水庫大壩為漿砌石重力壩，主壩最大壩高 ，壩頂高程 ，壩頂長 119m，壩頂寬 ，迎水面壩坡直立，背水面壩坡 1:,。副壩最大壩高 ，壩頂長 70m,壩頂寬 。 溢流壩在主壩中央，采用克 奧菲真空實用堰，堰面為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，堰頂高程，堰深 3m,寬 22m，設(shè)計最大泄流量 ,采用挑流鼻坎消能，鼻坎高程 9m，挑射角 25176。，反 弧半徑 4m。 放水洞位于溢流壩左側(cè)，洞口高程 ，出口采用碟閥控制。 水庫防洪標準為 20 年一遇設(shè)計， 200 年一遇校核。水庫樞紐為五等工程，主要建筑物為 5級建筑物。經(jīng)調(diào)洪演算，不同設(shè)計標準的洪水位及相應(yīng)的最大泄流量如下： 20 年一遇的最高洪水位為 ，最大泄量為 ； 200 年一遇的最高洪水位為 ，最大泄量為 。 2020 年 6 月，華北水利水電勘測設(shè)計有限公司完成 PS 水庫大壩安全鑒定，并通過河北省大壩安全管理中心核查，綜合評價該水庫大壩為三類壩。 水文 流域概況 PS 水庫位于沙河市冊井鄉(xiāng)，屬沙洺河支流。該河流位于沙河市西部，太行山東麓，為季節(jié)性河流，除汛期洪水徑流較大外，其他月份徑流量很小。 水庫控制流域面積 4km2，壩址以上河床平均坡降 28‰。流域地形復(fù)雜，地面起伏大，地形坡度較陡。 氣象 工程地處太行山風坡，受太平洋東南季風的影響，降雨偏豐，平均年雨量 560mm，年際間變化很大，年最大降雨 1088mm；年最小降雨 227mm，最大、最小相差近 5倍。年河北工程大學畢業(yè)設(shè)計 2 雨量在年內(nèi)分配也很不均勻。多年平均汛期降雨占年雨量的 75%以上。多年平均氣溫℃～ ℃；年極端最高氣溫 42℃；年極端最低氣溫 ℃。 冬季受西伯利亞高壓大陸性氣團控制，風向偏北，強勁西北風盛行，夏季偏南風，春、秋兩季風向變化較大，沙河市汛期多年平均最大風速 。非汛期多年平均最大風速為 ，無霜期 220～ 240天左右。 水文 流域范圍內(nèi)無水文氣象站分布，水庫于 1978 年開始運行至今，已有三十多年的時間，因水庫的管理不夠規(guī)范，對水位、流量等資料均未按水庫管理要求進行觀測，故沒有實測大洪水資料。 泥沙 PS 水庫流域僅為 4km2，流 域內(nèi)缺乏泥沙實測資料。 通過水庫幾十年的運行證明：由于該流域面積小，流域內(nèi)地形、地質(zhì)、植被等條件較好，入庫沙量很少，目前實測泥沙淤積高程僅 。 工程地質(zhì)條件 勘察場地屬太行山東麓沖低山丘陵地帶，勘察揭露之地層除第 1層外均為三疊紀巖石，本場區(qū)勘察深度范圍內(nèi)，地基土自上而下分為如下 2 層，現(xiàn)將各土層的工程地質(zhì)特征分述如下： 1 層 雜填土（ ml）：灰褐色，壩體，為塊狀巖石和水泥砂漿人工堆砌含少量雜質(zhì)。場區(qū)普遍分布，厚度 :,平均 。層底標高 :,平均 。層底埋深 :,平均 。 2 層 細砂巖：肉紅色，灰白色，微風化，可見較清晰的平行層理，細層厚度不一，細粒砂狀結(jié)構(gòu)，主要礦物成分為石英，長石少量，分選好，磨圓度高，膠結(jié)好，整個巖石固結(jié)緊密堅硬，中厚層狀，裂隙發(fā)育中等到微小，巖芯長柱狀。該層未穿透。 結(jié)論及建議： (1)按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》 GB50011— 2020 本場地的抗震設(shè)防烈度為 7 度，本場地為第二組，設(shè)計基本地震加速度值為 。 (2)庫區(qū)主要出露地層為細砂巖，不存在庫岸失穩(wěn)，庫底滲漏等問題。 (3)壩基巖性簡單，巖石裂隙發(fā)育程度不高，無斷層通過，裂隙連通性較差，為弱透水層。壩基不存在滲漏破壞的可能性。 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計 3 (4)壩基巖土力學性質(zhì)較好，透水性較弱，不存在滲透破壞的可能性，地基承載力滿足。 工程除險設(shè)計 PS 水庫運行多年水庫 發(fā)揮了重要的作用，但同時出現(xiàn)了諸多問題， 主要有 ： (1)大壩基礎(chǔ)抗滑不滿足要求，壩體高水位時滲漏嚴重。 (2)壩頂高程不滿足要求。 (3)放水洞閘閥損壞，影響水庫正常運行。 (4)大壩下游無消能防沖設(shè)施。 根據(jù)水庫大壩安全鑒定結(jié)論和建議，針對工程存在的問題，結(jié)合本次設(shè) 計調(diào)整后水庫工程特性， 對大壩結(jié)構(gòu)進行處理，增加其抗滑穩(wěn)定性。 擬定本次 PS水庫除險加固的主要內(nèi)容 ： (1)大壩防滲設(shè)計。 (2)大壩結(jié)構(gòu)復(fù)合。 (3)溢流壩加固設(shè)計。 (4)放水洞維修加固。 (5)防浪墻及壩頂設(shè)計。 (6)其它工程處理。 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計 4 2 水庫大壩現(xiàn)狀情況校核 由 AutoCAD 計算得到各壩段的單寬體積如下： 主壩單寬體積 V=325m3 副壩單寬體積 V= m3 溢流壩單寬體積 V= m3 根據(jù)《砌石壩設(shè)計規(guī)范》 SL252020 查得砌石體容重γ d=。 依次 計算得到各壩段的單寬自重如下 : 主壩單寬自重 W=γ d V=7150kN 副壩單寬自重 W=γ d V=605kN 溢流壩單寬自重 W=γ d V= 正常蓄水位下的壩體抗滑穩(wěn)定計算與壩基處應(yīng)力計算 正常蓄水位下 上游水位 ，下游水位 0m。 主壩抗滑穩(wěn)定計算與壩基應(yīng)力計算 Ⅰ 荷載計算 (1)壩體自重 kNW 7150? (2)水平靜水壓力 上游水平靜水壓力 P1 kNHP 2 94 2211 ????? ? (21) 下游水平靜水壓力 P2 kNHP 2222 ????? ? (22) (3)壩基處揚壓力 U 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計 5 γ H 1γ H 2 圖 21 主壩壩基處揚壓力 上游水面至壩基距離 H1=， 下游水面至壩基距離 H2=， 壩基長度 T=。 kNTHHUUU )(2)( 2121 ??????????? ?? (23) (4)泥沙壓力 Psk )245(21 22 nnnsk tghP ?? ?? ? (24) 式中： γ n — 泥沙浮容重，取γ n =7 KN/ m3 hn — 計算點以上的淤積高度，取 hn =, φ n— 泥沙內(nèi)摩擦角，取 φ n =25o kNtgtghP nnnsk )245(21 2222 ??????? ?? ?? (5)浪壓力 Pwk 浪高波長按官廳水庫公式計算 波高和平均波長 3/120201020 0 07 ????????? ? vgDv