【正文】 6 388 409 133 532 265 ****************************************************** 19。m) H== α = t k=α =**= ht 為沖刷坑后的下游水深，則沖刷坑深度為 ts=t kht== （ 三 ）壩體強(qiáng)度穩(wěn)定極限狀態(tài)設(shè)計(jì) 詳見(jiàn)：附表二：溢流壩電算方案 （ 四 ）壩體正常使用極限狀態(tài)合計(jì) 詳見(jiàn)：附表二：溢流壩電算方案 五、 大壩剖面優(yōu)化和應(yīng)力穩(wěn)定分析 利用電 算比較得到，溢流壩和擋水壩優(yōu)化斷面的三種可行性方案，計(jì)算結(jié)果參見(jiàn)附表。； h1為坎頂平均水深 h 在鉛直向的投影， h1=hcosθ，約等于 h； h2 為坎頂至河床面的高差， m。 O2F=Rcos∠ BO2C=*= O2H=Rcos∠ CO2D=*cos20= 則 O2 所在高程為 HO2=95+= yO2== yb=+= AE== BE=AE*m2=*= 則 xB=+= xO2=xB+BF=+= 所以有 B(,)， O2(,)， C(,)。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，鼻砍挑射角度一般取 20176。 上游水位至挑砍高程 S1== 流能比 KE=q/( g )=28/( *)= 8 壩 面流速系數(shù) 3 0 3 ???? EK? = 鼻砍斷面流速 **2*8 9 1 ?? SV ? =反弧段最低點(diǎn)處的水深 h=q/v=28/= 因?yàn)榉椿《瘟魉儆?，要求反弧半徑愈大?h 為校核洪水位閘門全 開(kāi)時(shí)反弧段最低點(diǎn)處的水深。 對(duì) y 求導(dǎo)， y39。三段復(fù)合圓弧的半徑 R 如圖中所示。 ①上游直線段 在該設(shè)計(jì)中，由于擋水壩已經(jīng)確定，故為了不使擋水壩產(chǎn)生側(cè)向水壓力，則溢流壩的上游直線段設(shè)計(jì)與擋水壩保持一致。） ① J 點(diǎn)恰好在正常蓄水位與上游壩面交點(diǎn)時(shí)： BJ=AG== GF=4/= AF=AG+GF= ②當(dāng) J 點(diǎn)恰好在壩頂與上游壩面交點(diǎn)時(shí)： BJ=AG=0m GF=4/= AF=AG+GF= 因此，設(shè)計(jì)中 AF 應(yīng)在 ~ 之間， 取 AF=10m。如下圖。 H== B=(~)H=(~)*=~ 考慮施工要求，取 B= （四） 上下游壩坡坡率及起坡點(diǎn)位置的確定 根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，一般情況下，上游坡率 n=0~,下游坡率 m=~。 h1%= h5%=*= ② 波長(zhǎng)： L=(h1%)=*= ③ 高： hz=(π h1%2/L)cth(2π H)/L= ④ 表 5 得 hc= 因此 △ h=h2%+hz+h=++= H=+= 校核情況 ① 波 高： hl=*V05/4D1/3=*155/4*31/3= ② 波長(zhǎng)： L=(h1%)=*= ③ 高： hz=(π h2%2/L)cth(2π H)/L= ④ 表 5 得 hc= 因此 △ h=h2%+hz+h=++= H=+= 相比取大者，所以壩頂高程為 。 三、 擋水壩設(shè)計(jì) （一）壩頂高程的確定 重力壩壩頂高程按 壩頂上游防浪墻頂高程計(jì)，按下式計(jì)算，取其大值。 計(jì)算過(guò)程： 通過(guò)多次試算 結(jié)果簡(jiǎn)單列表如下：（表 4） 方案 堰上水頭H設(shè)（ m） Hd H 設(shè) /Hd 流量系數(shù) m 設(shè)計(jì)洪水Q 設(shè)（ m3/s） 設(shè)計(jì)洪水（ 2%） Q設(shè)（ m3/s） 誤差 一 1 % 二 % 三 % 四 % 經(jīng)過(guò)多次試算，方案一、二、三不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范，方案四和方案五均滿足設(shè)計(jì)要求，但方案五更為精確。首先假定一個(gè)堰上水頭 H 設(shè) ， 計(jì)算 H 設(shè) /Hd 值，查附圖 3，寧村水庫(kù) Hw / Hd與流量系數(shù) m 關(guān)系曲線，得出流量系數(shù) m，代入公式 Q=ε1σsmnb g2 H 設(shè) 3/2 求出設(shè)計(jì)洪水 H 設(shè) 。 帶入公式 有： H 校 =[Q/(ε1smnb g2 )]2/3=[588/(*1**21* *2 )]2/3= Hd= H 校 =*= Z 校 =+= 查水位 ~庫(kù)容關(guān)系曲線（圖 1）確定總庫(kù)容 V 總 =（萬(wàn) m3） 根據(jù)工程效益、總庫(kù)容查詢規(guī)范 SL252— 2020，該工程的等別為 Ⅲ 等。m)。 壩址巖層以砂巖為主，夾泥巖和頁(yè)巖， 砂巖抗壓強(qiáng)度較高，但泥巖、頁(yè)巖抗壓強(qiáng)度稍低，其允許承載能力為 ~，巖層傾向上游，巖石節(jié)理、裂隙發(fā)育，整體性稍差，并夾有軟薄層，抗滑能力較低。11 （一）附表一：擋水壩電算方案 5 （二）消能防沖設(shè)計(jì) 5 四、溢流壩設(shè)計(jì) 5 （八） 壩體應(yīng)力分析 5 （七） 壩體上游面拉應(yīng)力的正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì) 5 （六） 壩體強(qiáng)度穩(wěn)定承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì) 4 （一） 壩頂高程的確定 《水工建筑物》 課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) —— 寧村水庫(kù)重力壩初步設(shè)計(jì) 2 目錄 一、工程等級(jí)的確定 3 （一） 原理 3 （二） 堰頂溢流前沿寬度的擬定 4 （二）建基面高程 的確定 5 （三） 壩頂寬度的確 定 5 （五）壩面優(yōu)化 10 （五）壩體正常使用極限狀態(tài)合計(jì) 10 六、工程量與開(kāi)挖量計(jì)算 （二） 計(jì)算過(guò)程： 已知： 在校核洪水 （ %） 下， Q=588m3/s；正常蓄水位 ；死水位 。綜合地質(zhì)條件、下游河道水深、樞紐布置和消能工設(shè)計(jì)，因此，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選定單寬流量 q=28m3/(s 根據(jù)公式 Q=ε1σsmnb g2 H3/2 ， 式中： ε1： 側(cè)收縮系數(shù)，與邊墩、閘墩及閘墩頭部的型式、堰孔的數(shù)目、堰孔的尺寸、全 大大大大的 水頭等有關(guān)， ε1=； σs： 淹沒(méi)系數(shù)，為自由出流 σs=1； n： 堰孔數(shù)，本設(shè)計(jì)中為 1； m： 流 量系數(shù)，由計(jì)算得出 m=； b： 堰頂寬，由計(jì)算得出 b=21m； g取 。m)，按渲泄最大洪水時(shí)的流量 Q 校 =588m3/s 考慮，得到溢流前沿寬度為： L=Q 校 /q=588/28=21m 4 （三） 設(shè)計(jì)洪水位、校核洪水位的計(jì)算 原理： 試算法。由 確定工程等級(jí)過(guò)程推求得校核洪水位為 Z 校 =。 推求設(shè)計(jì)洪水位： Z 設(shè) =+=。 5 表 5 安全加高 hc 運(yùn)用情況 壩的級(jí)別 1 2 3 設(shè)計(jì)情況（基本情況） 校核情況（特殊情況） 根據(jù)官?gòu)d水庫(kù)公式求 h1%、 hz： 設(shè)計(jì)情況 ① 高： hl=*V05/4D1/3=*275/4*31/3= 由于 gD/Vo2=*3000/152= 在（ 20， 250） 之間，故為累計(jì)頻率為 5%的波高。常態(tài)混凝土壩壩頂最小寬度為3m，碾壓混凝土壩為 5m。 下游起坡點(diǎn) 起坡高程可按基本三角形頂點(diǎn)約在正常蓄水位以上擬定，且低于壩頂高程。（壩頂高程為 ，正常蓄水位為 ，建基面高程為 86m。設(shè)計(jì)要求：⑴有較高的流量系數(shù)，泄流能力大；⑵水流平順，不產(chǎn)生不利的負(fù)壓和空蝕破壞；⑶體形簡(jiǎn)單、造價(jià)低，便于施工。這樣做可使堰頂曲線與堰上游面平滑連接，改善了堰面壓強(qiáng)分布，減小了負(fù)壓。由于 溢流壩與擋水壩銜接部分有導(dǎo)墻連接，從工程實(shí)用 和 經(jīng)濟(jì)等方面綜合考慮，擬定下游直線段的坡度 m2=。根據(jù)DL5108— 1999《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：對(duì)于挑流消能，R=(4~10)h。則有挑砍高程為 94+1=95m。 ⑤ 下游直線段 由③知， 下游直線段 與壩頂曲線和下部反弧段 相切，其與曲線段交點(diǎn) A(， )， 坡度 與非溢流壩段的下游坡相同，取 m2=。 因?yàn)橄掠沃本€段與反弧段相切，且坡率為 ， 由此計(jì)算出 ∠ BO2C=tan1(1/)=176。 計(jì)算挑距和下游沖刷坑深度 ① 挑距的計(jì)算 水舌挑射距離是按水舌外緣計(jì)算，其估算公式為 ])(2s i nco sco ss i n[1 21221121 hhgvvvgL ???? ???? 式中： L 為水舌挑距， m； g 為重力加速度， m/s2； v1 為坎頂水面流速， m/s 約為鼻坎處平均流速的 倍； θ為挑射角度，本設(shè)計(jì)為 20176。 q=28m3/(s STABILITY ANALYSIS OF GRAVITY DAM ********** BY WCT ************ STRESES amp。 SLIDING ON BASE Yu= [m] Nu= .2 Yd= [m] Nd= .8 To= 4 [m] WETHOUT UPLIFT INCLUDING UPLIFT CONDITION Syu [kPa] Syd [kPa] Syu [kPa] Syd [kPa] k Kc 1 519 538 300 532 2 320 756 53 713 .99 Tb = [m] VOLUME OF DAM 799 m3 STRESES OF DAM ( WETHOUT UPLIFT ) CONDITION 1 : Y1= [m] Y2= 90 [m] Y= 86 [m] P= [kN] W= [kN] M= [kNm] Xa [m] Sy [kPa] Sx [kPa] Ss [kPa] S1 [kPa] S2 [kPa] Fs1 538 358 399 856 39 30 535 359 365 823 72 20 530 368 274 735 163 10 526 385 162 632 279 0 521 411 28 527 404 519 422