【正文】 要建筑物級(jí)別 1 級(jí)，次要建筑物 3級(jí) 臨時(shí)性水工建筑物級(jí)別 保護(hù)對(duì)象為 1 級(jí)主要永久建筑物， 3 級(jí)次要永久建筑，則臨時(shí)性水工建筑物為 4級(jí)。 永久建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn) 正常運(yùn)用（設(shè)計(jì)）洪水重現(xiàn)期 500 年，頻率為 ％ 非常運(yùn)用（校核）洪水重現(xiàn)期 10000年，頻率為 ％H 江碾壓混凝土重力壩設(shè)計(jì) 4 第二章 調(diào)洪演算 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算方法 利用瞬態(tài)法，結(jié)合水庫(kù)特有條件，得初專(zhuān)用于水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算的實(shí)用公式如下： tVqQ ???? / (21) 式中： Q —— 計(jì)算時(shí)段中的平均入庫(kù)流量（ m3/s）； q —— 計(jì)算時(shí)段中的平均下泄流量（ m3/s）； V? —— 時(shí)段初末水庫(kù)蓄水量之差 (m3)； t? —— 計(jì)算時(shí)段，一般取 16 小時(shí)，本設(shè)計(jì)取 6 小時(shí)。 即在一個(gè)計(jì)算時(shí)段內(nèi)，入庫(kù)水量與下泄水量之差為該時(shí)段中蓄水量的變化。 洪水調(diào)節(jié) 具體計(jì)算 根據(jù)本工程 堅(jiān)硬 巖基， 允許 單寬流量 [q]=240 m3/s， 校核 洪水 時(shí) 最大下泄流量限制為 28050 m3/s,扣除發(fā)電流量 2500 m3/s，故溢流前緣凈寬 小于 108 m， 查規(guī)范我國(guó)目前的大中型混凝土壩一般取溢流壩的溢流孔單孔寬度 b=8 ~ 16 m，有排泄漂浮物要求時(shí)，可加大到 18 ~ 20 m，針對(duì)龍灘水庫(kù)的要求，我們選用 7 15 m 的方案。 進(jìn)一步 假定三種方案，堰寬和堰頂高程分別為 7 15 m 355 m； 7 15 m m； 7 15 m 356 m。 根據(jù)公式 （ 22）： 設(shè)計(jì)情況 下 Q 泄 = B H3/2 校核情況下 Q 泄 = B H3/2 正常蓄水位 m，查水位庫(kù)容曲線(xiàn)得到對(duì)應(yīng)的庫(kù)容是 億 m3。 算得堰上水頭 H，加上發(fā)電流量，得到起調(diào)流量 Q 起 。 用圖解法進(jìn)行調(diào)洪演算，具體圖示見(jiàn)附圖設(shè)計(jì)演算 3，校核演算 3 及設(shè)計(jì)演算圖解法和校核演算圖解法。表格列舉如下： 表 21 B=7 15m ▽ 堰頂 =355m 設(shè)計(jì)情況調(diào)洪演算 （ Q 起 =21519(m3/s)）： 庫(kù)容 V(億 m3) 流量 Q(m3/s) 水位 H(m) 05 級(jí)碾壓混凝土壩畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 該情況下下泄洪水過(guò)程線(xiàn)： 下泄洪水過(guò)程線(xiàn)（堰頂高程 355m） 流量 Q(m3/s) 水位 H(m) 375 376 377 378 379 380 381 結(jié)論：取得最大下泄流量為 24700 m3/s；對(duì)應(yīng)水位 m。 表 22 B=7 15m ▽ 堰頂 = 校核情況調(diào)洪演算 （ Q 起 =20813(m3/s)）： 庫(kù)容 V(億 m3) 流量 Q(m3/s) 水位 H(m) 該情況 下下泄洪水過(guò)程線(xiàn)： 下泄洪水過(guò)程線(xiàn)（堰頂高程 ） 流量 Q(m3/s) 水位 H(m) 376 377 378 379 380 381 382 結(jié)論：取得最大下泄流量為 24683 m3/s；對(duì)應(yīng)水位 m。 表 23 B=7 15m ▽ 堰頂 =356 m 設(shè)計(jì)情況調(diào)洪演算 （ Q 起 =20217(m3/s)）： 庫(kù)容 V(億 m3) 流量 Q(m3/s) 水位 H(m) H 江碾壓混凝土重力壩設(shè)計(jì) 6 該情況下下泄洪水過(guò)程線(xiàn)： 流量 Q(m3/s) 水位 H(m) 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 結(jié)論：取得最大下泄流量為 24762 m3/s；對(duì)應(yīng)水位 m。 表 24 B=7 15m ▽ 堰頂 =355m 校核情況調(diào)洪演算 （ Q 起 =21802(m3/s)）： ~~ ~~ ~~ 該情況下下泄洪水過(guò)程線(xiàn)： 下泄洪水過(guò)程線(xiàn) （堰頂高程 355m） 375 376 377 378 379 29275 380 381 382 05 級(jí)碾壓混凝土壩畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 結(jié)論：取得最大下泄流量為 28104 m3/s；對(duì)應(yīng)水位 。 表 25 B=7 15m ▽ 堰頂 = m 設(shè)計(jì)情況調(diào)洪演算 （ Q 起 =21087(m3/s)）： 庫(kù)容 V(億 m3) 流量 Q(m3/s) 水位 H(m) ~~ ~~ ~~ 該情況下下泄洪水過(guò)程線(xiàn)： 流量 Q(m3/s) 水位 H(m) 376 377 378 379 380 381 382 結(jié)論：取得最大下泄流量為 28220m3/s；對(duì)應(yīng)水位 。 表 26 B=7 15m ▽ 堰頂 =356 m 校核情況調(diào)洪演算 （ Q 起 =20380(m3/s)） 庫(kù)容 V(億 m3) 流量 Q(m3/s) 水位 H(m) ~~ ~~ ~~ 178 該情況下下泄洪水過(guò)程線(xiàn)： 下泄洪水過(guò)程線(xiàn) （堰頂高程 356m） 376 377 378 379 380 29275 381 382 結(jié)論：取得最大 下泄流量為 28382 m3/s；對(duì)應(yīng)水位 381 m。 H 江碾壓混凝土重力壩設(shè)計(jì) 8 計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)： 表 27 調(diào)洪演算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表 方案 ▽ 堰頂 （ m） B（ m） 工況 Q 泄 （ m3/s） H（ m） 1 355 7 15 設(shè)計(jì) 24700 校核 28104 2 7 15 設(shè)計(jì) 24683 校核 28220 3 356 7 15 設(shè)計(jì) 24762 校核 28382 381 由于要滿(mǎn)足： ?校 核 校 核 下 泄 限 制 H H H??校 核 正 常 最終選取第三組方案。 第三章 大壩設(shè)計(jì) 壩頂高確定 計(jì)算方法 根據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 DL51081999，防浪墻頂高程高于波浪頂高程，其與正常蓄水位或校核洪水位的高差 1% zch h h h? ? ? ? (31) h1%— 累計(jì)頻率為 1％的波高； hz— 波浪中心線(xiàn)至正常蓄水位或校核洪水位的高差； hc— 安全超高。 庫(kù)區(qū) 歷 年最大 風(fēng)速 為 14 m/s，實(shí)測(cè)最大風(fēng)速為 24m/s， 吹程 為 2 Km。 設(shè)計(jì)情況下，計(jì)算風(fēng)速 24 m/s,故應(yīng)采用鶴地水庫(kù)公式： 1 / 6 1 / 32%022021 .0 0 6 2 5 ( )gh gDvvv? (32) 05 級(jí)碾壓混凝土壩畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 1 / 222021 .0 3 8 6 ( )mgL gDvv? (33) hZ 21% 2mmh HcthLL? ?? (34) 式中： Lm―― 平均波長(zhǎng)（ m） 。 h2%―― 累計(jì)頻率為 2% 的浪高（ m）； 0v —— 計(jì)算風(fēng)速（ m/s），取 21m/s； D—— 風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度（ m）， D＝ 2021m； g—— 重力加速度， ； H —— 水深； 校核情況下，計(jì)算風(fēng)速去 多年平均 最大風(fēng)速 ，即 16 m/s20 m/s,故應(yīng)采用官?gòu)d水庫(kù)公式： 1 / 1 2 1 / 35% 022000 .0 0 7 6 ( )gh gDvvv?? （ 35） 1 / 2 .1 5 1 / 3 .7 5022000 .3 3 1 ( )mgL gDvvv?? （ 36） hZ 21% 2mmh HcthLL? ?? (37) 式中： Lm―― 平均波長(zhǎng)（ m） 。 H5%―― 累計(jì)頻率為 5%的浪高（ m） ； 0v —— 計(jì)算風(fēng)速（ m/s），取 14m/s； D—— 風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度（ m）， D＝ 1000m； g—— 重力加速度， ； 計(jì)算過(guò)程 設(shè)計(jì)情況下 V0 =24 m/s 得 h2%＝ m， Lm＝ m， 查《水工建筑物》 P57 表 212，得 h1%＝ m。 進(jìn)而 得 hZ= m 查 規(guī)范 hc = m； 得 ： Δh 設(shè) =h1%+ hz +hc=++= m ▽ 頂 =H 正常 +Δh 設(shè) =+= m H 江碾壓混凝土重力壩設(shè)計(jì) 10 校核情況下 V0=16 m/s 20gDv=?（ 20， 250） , 故算得累積頻率 5%的波高 h5%＝ m， Lm＝ m； 查《水工建筑物》 P57 表 212，得 h1%＝ m。 進(jìn)而 得 hz= m。 由規(guī)范 hc = m； 得 ： Δh 校 =h1%+ hz +hc=++= m ▽ 頂 =H 校 +Δh 校 =+= m 綜合以上兩種情況，取大值， m， 防浪墻 頂高程為 。 根據(jù)規(guī)范取，最終確定壩頂高程 m。 壩頂寬度 結(jié)合壩軸線(xiàn)剖面圖和《混 凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 DL51081999 取壩基面最低點(diǎn)高程為 190 m。 壩高 == m 非溢流壩的壩頂寬度一般可取壩高的 8 %~10 %（即 m~），且不小于 3 m，為滿(mǎn)足設(shè)備布置及運(yùn)行和交通要求，取壩頂寬度為 16 m。 開(kāi)挖線(xiàn)的確定 由于壩頂高程 378 m，由上壩線(xiàn)地質(zhì)剖面圖及規(guī)范規(guī)定，壩基最底點(diǎn)高程190m 。 非溢流壩剖面設(shè)計(jì) 折坡點(diǎn)高程擬定 查規(guī)范知折坡點(diǎn)到壩基面最低點(diǎn)的高度一般為（ 1/3~2/3）壩高，即 m~ m，取為 100 m，則折坡點(diǎn)高程▽ 折坡 =190+100=290 m。 根據(jù)規(guī)范，經(jīng)濟(jì)流速 v一般為 5~7 m/s，取為 m/s，由公式 Q vA? （ 38）和 2 /4AD?? （ 39） (其中 Q取 537 m3/s)求得壓力鋼管直徑 D=10 m。 利用戈登經(jīng)驗(yàn)公式： dcvScr ? （ 310） 式中： C—— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般為 ~，取為 m，對(duì)稱(chēng)進(jìn)水取小值，側(cè)向進(jìn)05 級(jí)碾壓混凝土壩畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 水取大值； v —— 閘門(mén)斷面的水流速度， m/s； d—— 閘門(mén)孔口高度，取為 10 m； crS —— 閘門(mén)門(mén)頂?shù)陀谧畹退坏呐R界淹沒(méi)深度（ m）。 求得 crS =13 m。 由規(guī)范有：發(fā)電引水進(jìn)水口高程▽ 進(jìn) =▽ 死 crS ==317 m，再扣除壓力 鋼管直徑 D，即 307 m 290 m = ▽ 折坡 滿(mǎn)足要求，則折坡點(diǎn)高程▽ 折坡 定為 290 m。 非溢流壩剖面擬定 計(jì)算方法 選取上游坡度 n 、下游坡度 m 、壩基處排水管距壩踵距離擬訂若干種方案，對(duì)不同的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)工況下的荷載計(jì)算 作用在壩段上的荷載主要有自重、靜水壓力、揚(yáng)壓力、浪壓力、淤沙壓力。 可變參數(shù)：上游坡度 n 、下游坡度 m 、計(jì)算截面高程 計(jì)? 、上游水位 上? 、下游水位 下? 及波浪要素 mL 、 %1h 、 zh 不變參數(shù)： g取 kN/m3，設(shè)計(jì)水位 ??設(shè) m，折坡點(diǎn)高程 290??折 m，壩基 高程 190??基 m。 正常水深 ?正 常 水 位 100Hc ?上 游 壩 面 折 點(diǎn) 高 度 m 壩高 H= m 設(shè)計(jì)水深 H 設(shè)計(jì) = m 下游水深 Hd= m 泥沙淤積高度 Hs= m 水容重γ w= kN/m2 混凝土容重γ c=24 kN/m2 泥沙浮容重γ s=12 kN/m2 泥沙內(nèi)摩擦角φ s=240 凝聚力 C′ = MPa 壩基抗剪斷摩擦系數(shù) f′ = 一、荷載計(jì)算 力以豎直向下或水平向右為正，產(chǎn)生的彎矩以逆時(shí)針為正 自重作用 cT H n H m? ? ? ?設(shè) 計(jì) 21 12 ccG n H? ? ?γ 11223 cGL T H n? ? ? 11 1 GG LGM ? H 江碾壓混凝土重力壩設(shè)計(jì) 12 22 12 cG H m?? ? ?設(shè) 計(jì) 21123GL T H m? ? ? ? ?設(shè) 計(jì) 22 2 GG LGM ? 3 1 1 6( ) 2 1 62 cG H H m??? ? ? ? ? ?????設(shè) 計(jì) γ ? ? ?