【正文】 (32)式中：Q——泄流流量，；H——計(jì)算水頭，忽略行進(jìn)水頭，則為堰頂水頭；——側(cè)收縮系數(shù)；m——流量系數(shù)，對(duì)于高堰，取m=；n——溢流孔數(shù)，本設(shè)計(jì)為1；b——單孔凈寬，本設(shè)計(jì)為20m；——邊墩形狀系數(shù)，對(duì)于與混凝土非溢流壩段鄰接的高溢流堰，對(duì)于土壩。由于交通等各方面需求，壩頂寬度為4m。如圖311所示，其異同如下：圖311 梯形壩基本斷面與重力壩相同，作任何一個(gè)與壩軸線垂直的橫截面，如圖中的截面CC和DD，它總是一個(gè)三角形，所以壩身基本上具有三角形重力壩的性質(zhì)，只不過沿著壩的軸線方向三角形截面的大小是逐漸變化的。本設(shè)計(jì)于左岸布置梯形放水設(shè)備，放水涵管從梯形壩中間段引出，直接把水泄向下游龍?zhí)?。如?dǎo)流、泄流、排沙、灌溉等。（2）側(cè)槽溢洪道當(dāng)兩岸山坡徒峻且無適當(dāng)?shù)纳焦葓嚎跁r(shí)，宜采用側(cè)槽式溢洪道?；炷翂我话氵m于經(jīng)壩體溢洪或泄洪，如各種溢流壩。梯形壩壩軸線長60m，左岸重力壩壩軸線長15m，右岸重力壩壩軸線長31m，壩軸線總長106m。例如湖南鎮(zhèn)水電站，大壩采用混凝土梯形壩，上游壩坡較平緩，可利用水重增強(qiáng)壩體穩(wěn)定；壩垛間敞開，揚(yáng)壓力較小，并可減少壩體混凝土工程量；梯形壩頭部輪廓較單支墩大頭壩厚實(shí)，且可避免后者的不利裂縫，擋水前緣比較安全；梯形壩壩頭與支墩連接較單支墩大頭壩平緩，應(yīng)力狀態(tài)比后者好；且下游敞開，易于散熱，可節(jié)約壩體二期冷卻費(fèi)用；與寬縫重力壩相比，沒有倒懸模板，便于施工。而且支墩與頭部連接處厚度有急劇變化，將發(fā)生應(yīng)力集中，可能引起裂縫。存在以下優(yōu)點(diǎn)：由于空腔使得揚(yáng)壓力減少，節(jié)省了壩體混凝土方量；減少了壩基開挖量；壩體前后腳嵌固于巖體內(nèi)，對(duì)抗滑穩(wěn)定有利；前后腳應(yīng)力分布均勻，壩踵應(yīng)力較大；便于混凝土散熱。寬縫重力壩考慮到重力壩內(nèi)部應(yīng)力較低，為了充分利用混凝土抗壓強(qiáng)度，而將橫縫的中下部擴(kuò)寬而成為具有空腔的重力壩。漿砌石重力壩的缺點(diǎn)有：，砌體質(zhì)量不易均勻；，需要大量勞動(dòng)力；，需另作防滲設(shè)備；。但是重力壩安全性能較高，由于大壩下游緊鄰南寧市，考慮到潰壩將會(huì)帶來重大損失，在地基條件允許的情況下，宜優(yōu)先選擇重力壩。河床為厚層石英砂巖，兩岸則為頁巖、泥巖及粉砂、細(xì)砂巖。河床兩岸坡度相差較大，右岸坡度和緩，左岸較徒，并不對(duì)稱。（4）運(yùn)用管理方便，加高、擴(kuò)建、維修較容易。任何不良的壩址地基，經(jīng)處理后均可筑壩，待變形趨于穩(wěn)定、天氣好的條件下再回填黏性土。3. 土石壩土石壩是由土、砂石料等當(dāng)?shù)夭牧咸钪傻膲?，是目前世界壩工建設(shè)中應(yīng)用最為廣泛和發(fā)展迅速的一種壩型。由于壩體較薄、形狀復(fù)雜，故對(duì)施工質(zhì)量、材料強(qiáng)度和防滲要求等方面也都比較嚴(yán)格。根據(jù)模型試驗(yàn)分析，拱壩的超載能力可以達(dá)到設(shè)計(jì)荷載的5~11倍。所以，主要依靠兩岸拱端基巖的反力作用來維持其穩(wěn)定性是拱壩的工作特點(diǎn)。（2）受揚(yáng)壓力影響較大。重力壩沿壩軸線方向被橫縫分成若干壩段，每個(gè)壩段獨(dú)立工作，適應(yīng)各自獨(dú)立的溫度變化，相互間不受影響。重力壩一般要求修建在巖基上，但低的溢流重力壩也可修建在土基上。在施工期可以通過較低壩塊或預(yù)留底孔、缺口等導(dǎo)流。這是重力壩的一個(gè)最大優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于常態(tài)混凝土重力壩，為了適應(yīng)地基變形、溫度變化和混凝土的澆筑能力，一般沿壩軸線分成若干個(gè)獨(dú)立的壩段，每個(gè)壩段的結(jié)構(gòu)形式類似于固結(jié)于地基上的懸臂梁。且下游即為龍?zhí)?，輸水路線較短，降低工程量與投資。 主要依據(jù)規(guī)范《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL2522000《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》DL 51081999《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》SL/T 19196《水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》DL 50771997《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》SL 20397《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》SL 2532000《漿砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL 2520062 樞紐布置 壩軸線選擇壩軸線選擇的基本原則：1. 擋水建筑物，考慮到工程量與建設(shè)投資，擋水建筑物通常布置成直線，使壩軸線最短，壩身體積最??；2. 泄水建筑物，對(duì)于溢洪道，其在平面布置上應(yīng)力求平順，前言最好正對(duì)來水方向，以使壩前流速均勻分布。 設(shè)計(jì)任務(wù)與依據(jù) 設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)給定的地形、地質(zhì)、水文、實(shí)驗(yàn)和其它有關(guān)資料及相應(yīng)的規(guī)劃成果，設(shè)計(jì)龍門水庫工程，主要內(nèi)容如下：壩型選擇和水利樞紐布置：根據(jù)地質(zhì)、地形條件和樞紐建筑物的作用進(jìn)行壩線、壩型的選擇，樞紐布置方案比較通過初步分析確定。 工程水文壩址以上集水面積，據(jù)年的系列水文資料計(jì)算，年平均降水量，多年平均徑流量達(dá)，設(shè)計(jì)與校核洪水流量分別為和，經(jīng)水庫調(diào)節(jié)后的下泄流量為和。左岸覆蓋層厚～m，基巖風(fēng)化層厚～。 工程地質(zhì)壩建于寒武系砂質(zhì)巖互層的低山峽谷區(qū)。壩底上、下游作了阻滲齒槽，未作灌漿帷幕，但在壩體上游面m高程處預(yù)留有m寬的灌漿平臺(tái)，以備必要時(shí)灌漿之用。6鋼筋做電極。左岸布置梯級(jí)放水設(shè)備，放水涵管由梯形壩垛內(nèi)引出。水庫總庫容萬，灌溉農(nóng)田余畝，并有一定的防洪作用，能減輕洪水對(duì)下游的威脅。廣西龍門水庫工程設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄1 總論 1 工程總說明 1 設(shè)計(jì)基本資料 1 流域概況 1 工程說明 1 工程地質(zhì) 2 工程水文 3 其它資料 3 設(shè)計(jì)任務(wù)與依據(jù) 3 設(shè)計(jì)任務(wù) 3 主要依據(jù)規(guī)范 32 樞紐布置 4 壩軸線選擇 4 壩型確定 4 各種壩型特點(diǎn) 4 壩型選擇 6 壩體型式 7 8 8 泄水建筑物 8 放水建筑物 93 非溢流壩設(shè)計(jì) 9 剖面設(shè)計(jì) 9 梯形壩的基本剖面 10 剖面控制數(shù)據(jù) 11 擬定實(shí)用剖面 13 荷載計(jì)算及組合 15 荷載組合 15 荷載計(jì)算 16 荷載匯總 24 穩(wěn)定分析 27 結(jié)構(gòu)分析規(guī)定 27 抗滑穩(wěn)定分析 28 應(yīng)力分析 30 材料性能 31 各種情況下應(yīng)力分析 314 泄水建筑物 33 控制段 33 進(jìn)水口及堰型 33 定型設(shè)計(jì)水頭 33 泄洪能力校核 34 溢流堰面曲線 35 泄槽 37 泄槽坡度 37 堰下反弧段 38 水面線與邊墻高度 39 出口消能段 45 泄槽底板與邊墻 475 放水建筑物 48 臥管設(shè)計(jì) 48 放水流量的確定 48 放水孔孔徑的計(jì)算 48 臥管斷面尺寸確定 49 臥管結(jié)構(gòu)尺寸確定 49 涵洞設(shè)計(jì) 50 涵洞內(nèi)水深計(jì)算 50 涵洞結(jié)構(gòu)尺寸確定 50 臥管末端消力池 506 細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 51 51 非溢流壩段 51 溢流壩段 51 壩體分區(qū)及材料 51 51 壩體分區(qū)與標(biāo)號(hào) 52 壩頂構(gòu)造 54 壩體分縫與止水 54 壩體分縫 54 橫縫止水 55 壩體廊道與排水系統(tǒng) 56 灌漿平臺(tái) 56 梯級(jí)放水設(shè)備 56 檢查與排水廊道 56 排水系統(tǒng) 57結(jié)束語 58參考文獻(xiàn) 59附錄 60致謝 61641 總論 工程總說明廣西龍門水庫工程屬于小（1）型，工程等別為IV。 工程說明樞紐主要建筑物有攔河壩，岸邊溢洪道及梯級(jí)放水設(shè)備。梯形壩高m，個(gè)垛的總長m，頂寬m，上游邊坡，下游邊坡，上游側(cè)有均厚m的C15混凝土防滲墻。開敞式溢洪道首部為實(shí)用斷面堰，前緣長20m，堰下接縱坡1：，陡槽在平面上有10176。根據(jù)《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL2522000對(duì)水庫樞紐工程等別的劃分如表121：表121 水利水電工程分等指標(biāo)工程等別工程規(guī)模水庫總庫容 ( 10 8 m 3 )防洪治澇灌溉供水發(fā)電保護(hù)城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)的重要性保護(hù)農(nóng)田(10 4 畝 )治澇面積(10 4 畝 )灌溉面積(10 4 畝 )供水對(duì)象重要性裝機(jī)容量(10 4 kW)I大 (1) 型≥10特別重要≥500≥200≥150特別重要≥120Ⅱ大 (2) 型10 ～ 重要500 ～ 100200 ～ 60150 ～ 50重要120 ～ 30Ⅲ中型 ～ 中等100 ～ 3060 ～ 1550 ～ 5中等30 ～ 5IV小 (1) 型 ～ 一般30 ～ 515 ～ 35 ～ 一般5 ～ 1V小 (2) 型 ～ 531按庫容和面積指標(biāo)，該工程為 ?。?）型，工程等別為IV。巖層傾向上游，傾角～，走向平行壩軸線。右岸覆蓋層厚～m，基巖風(fēng)化層厚～m。 其它資料壩體抗滑穩(wěn)定計(jì)算時(shí)漿砌石容重取，摩擦系數(shù)?=。溢流壩的剖面設(shè)計(jì)：擬定斷面，水力計(jì)算，穩(wěn)定驗(yàn)算及應(yīng)力分析等。如有連接，要使溢洪道在工作過程中不影響其它建筑物。 壩型確定 各種壩型特點(diǎn)主要的壩型有如下幾種：1. 重力壩重力壩是用混凝土或漿砌石材料修筑而成的擋水壩。與其它壩型比較，重力壩具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）安全可靠。（2）樞紐泄洪問題容易解決。一般不需要另設(shè)導(dǎo)流隧洞。重力壩對(duì)地基的要求比土石壩高，但比拱壩的要求為低，對(duì)于無重大缺陷的一般強(qiáng)度的巖基均可滿足要求。結(jié)構(gòu)作用明確，穩(wěn)定和應(yīng)力計(jì)算都比其他壩型簡單。由于壩體與巖基接觸面較大，相應(yīng)受到的壩底揚(yáng)壓力也較大，使得壩體有效自重減少，對(duì)抗滑穩(wěn)定不利。拱壩在外荷載作用下，由于拱結(jié)構(gòu)使得其主要產(chǎn)生軸向壓應(yīng)力，拱圈斷面上受彎矩不大，故其斷面應(yīng)力分布比較均勻，從而可以充分利用混凝土或漿砌石料的抗壓強(qiáng)度，使壩體厚度較薄，節(jié)省材料。拱壩的抗震能力也較高。拱壩對(duì)壩址地形地質(zhì)條件要求也比較高。土石壩得以廣泛應(yīng)用發(fā)展的主要原因：（1）可以就地取材，節(jié)省大量水泥、木材和鋼材，減少工地的外線運(yùn)輸量。特別是在氣候惡劣、工程地質(zhì)條件復(fù)雜和高烈度地震區(qū)的情況下，土石壩實(shí)際上是唯一可取的壩型。土石壩的主要缺點(diǎn)是：不允許壩頂溢流，對(duì)于意外情況可能會(huì)有潰壩危險(xiǎn)。不適合建拱壩。拱壩對(duì)兩岸基巖要求較高，由于頁巖、泥巖強(qiáng)度較低，不能滿足建拱壩要求，也不能建拱壩。綜上所述，選擇重力壩作為初步建壩方案。根據(jù)壩體結(jié)構(gòu)不同，又分為實(shí)體重力壩、寬縫重力壩、空腹重力壩及支墩壩。由于壩基滲水能從寬縫中排出，因而滲流壓力顯著降低，所以節(jié)省了壩體混凝土方量；寬縫也改善了混凝土的散熱條件；便于觀測、檢查和維修。但其施工復(fù)雜、鋼筋用量大。根據(jù)不同型式重力壩的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)參考《建議一種新的大頭壩壩型——梯形壩》（作者：錢令希先生、云大真先生、樸秀男先生）一書，并結(jié)合前人總結(jié)的湖南鎮(zhèn)水電站梯形壩的工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，擬修建一座漿砌石梯形壩。由此，選定壩型為梯形壩。 泄水建筑物在水利樞紐中，為保證各建筑物的安全，如避免洪水漫頂、庫水位過高造成上游過大的淹沒損失，必須設(shè)置泄水建筑物。此時(shí)，壩體既是擋水建筑物，又是泄水建筑物，樞紐布置緊湊、管理集中，這種布置一般是經(jīng)濟(jì)合理的。側(cè)槽式溢洪道的主要特點(diǎn)是：溢洪堰大致沿等高線布置，水流經(jīng)過溢洪堰后，流入與溢洪堰大致平行的側(cè)槽，然后進(jìn)入泄槽或隧洞泄往下游。本設(shè)計(jì)選用正槽溢洪道，主要原因?yàn)椋簤屋S線右岸有一鞍形埡口，只要略節(jié)開挖便可形成正槽溢洪道，把來水直接泄入下游龍?zhí)?，有利于減少開挖量，降低造價(jià)；此外，該處可緊鄰右岸重力壩設(shè)置溢洪道，把水直接導(dǎo)進(jìn)下游龍?zhí)?，便于農(nóng)業(yè)用水，樞紐布置緊湊，設(shè)置合理。3 非溢流壩設(shè)計(jì)非溢流壩的設(shè)計(jì)主要任務(wù)為剖面設(shè)計(jì)、荷載計(jì)算、穩(wěn)定分析及應(yīng)力分析。做任意一個(gè)水平截面，它總是一個(gè)梯形，如圖中的AA和BB截面，壩軸線處寬度不變，上游寬度根據(jù)橫縫分段而定。1 壩頂高程本設(shè)計(jì)泄洪方式為正槽溢洪道，開敞式溢洪道首部為實(shí)用斷面堰，堰頂高程149m，溢流前緣長20m，堰下接縱坡1：，陡槽在平面上有10176?！l墩形狀系數(shù)，本設(shè)計(jì)不予考慮。但過大的厚度，又容易產(chǎn)生收縮、沉降裂縫。根據(jù)梯形壩與大頭壩自重與形式相似的特點(diǎn)，初步擬定上游坡面為1：，下游坡面1：。 擬定實(shí)用剖面根據(jù)前面控制數(shù)據(jù)，上游邊長12m，下游邊長4m，理論上相鄰兩垛間接觸厚度為0，但實(shí)際上需要一定的接觸厚度，考慮壩頂寬度為4m，如圖312所示：圖312 梯形壩實(shí)用剖面對(duì)于任意高程的梯形水平截面，與壩底梯形截面在水平投影相對(duì)位置及計(jì)算簡圖如下圖313，其水平投影梯形兩側(cè)邊延長線分別通過壩底截面下游邊兩端點(diǎn)：圖313 梯形截面尺寸計(jì)算簡圖任意高程水平截面尺寸按下式計(jì)算： (33) (34)式中：——截面高程與壩底高程的差值，m；——水平截面沿上下游方向長度，m；——壩垛連接厚度，m；——水平截面上游邊寬度，m；——水平截面下游邊寬度，m；——上下游壩面坡度。特殊組合屬校核情況或非常情況，由同時(shí)出現(xiàn)的基本荷載和一種或幾種特殊荷載組成。 、揚(yáng)壓力按正常蓄水位時(shí)計(jì)算。任意處的水平截面梯形部分的形心到其上游邊的距離為： = (37)則其形心至壩底形心軸的水平距離為：= + (38)則可表示為：[ +] (39)代入、得=()= (順時(shí)針方向)對(duì)軸的力臂為：=（2）靜水壓力靜水壓力是作用在上下游壩面的主要荷載，計(jì)算時(shí)常分解為水平水壓力和垂直水壓力兩種。壩踵處揚(yáng)壓力強(qiáng)度， (312)