【正文】 ~35176。) α2 (176。 其計算簡圖如圖 ? 取單寬 ,重量 G1?G2分別由下式計算 : 21211 111 ??? ?????? ???N D A NE D N EB C D E B SSG SG 上二式中 ??????????????????????12121)())((2122mmHHmmHEDHNDSEDNDSNDBCNDBCSSSSN D A NE D N EB N D C BE D N EB N D C BB C D E B 已知 ,。 ψ 1?ψ 2 — 兩塊土體底面的抗剪強(qiáng)度 ,176。m2= ? ?? ? ? ? ? ?hfhhq 22222222 ???????????? ???? ???? 根據(jù)水流連續(xù)條件 ,q1=q2=q,聯(lián)立等式 f1(h)?f2(h),用試算法求得 h=,將 h分別代入 q1?q2,解得 q1=10 6≈q2=10 6m3/,故 h=,q=10 6 (m3/) 3)繪制浸潤線 :由于 h=,而下游水深 H2=,故浸潤線近似一直線 ,如圖 ? (2)附圖 22斷面的滲流計算 1)計算簡圖如圖 ? 2)單寬滲流量 上游水位 ,壩底高程為 ,下游無水 ,無 排水設(shè)備 ,用下式計算通過心墻的單寬滲流量 : 15 ?2 221 hHKqo ??(34) 已知心墻的滲透系數(shù) Ko=110 6cm/s。 L — 計算長度 ,m。 T — 地基厚度 ,m。試驗(yàn)法需要一定的設(shè)備 ,且費(fèi)時較長 ?近年來 ,隨著計算機(jī)的快速發(fā)展 ,數(shù)值解法在滲流分析中得到了廣泛的應(yīng)用 ,對于復(fù)雜和重要的工程 ,多采用數(shù)值計算方法來分析 ?本次設(shè)計采用水力學(xué)法進(jìn)行滲流計算 ? 用水力學(xué)法進(jìn)行土石壩滲流分析時 ,常做如下假定 : (1)壩體土是均質(zhì)的 ,壩內(nèi)各點(diǎn)在各方向的滲透系數(shù)相同 。如結(jié)合面上存在軟弱 ?松散土層 ,可能影響壩體穩(wěn)定 ?因此 ,必須妥善處理土石壩與壩基 ?岸坡的連接 ? 土石壩與壩基的連接 土質(zhì)防滲體與巖基連接時 ,在防滲體與巖石之間的接合面上澆筑砼底 ?對于保證填土質(zhì)量 ?便于施工碾壓 ,防止接觸沖刷 ,特別是便于帷幕灌漿等 ,都是必要的有效措施 ?如壩基與壩體土壤相近 ,可在清基后直接填土 ,土質(zhì)不同時 ,在接合面作接合槽 ,槽深 ,槽寬 2m,布置在壩軸線處 ? 土石壩與岸坡的連接 兩岸岸坡應(yīng)進(jìn) 行清基 (坡比 1:1~1:),岸坡應(yīng)大致平順 ,不應(yīng)成臺階狀 ?反坡或突然變坡 ,岸坡上緩下陡時 ,變坡角小于 20176。當(dāng)砂卵石深度小于 30m時 ,如果采用黏性土截水槽 ,則開挖工程太大 ,施工排水比較困難 ,此時可用混凝土截水墻防滲措施 。 ? 已知 :W=,D=5500m,Hm=,代入公式 32: )( me ???? ????? (3)安全超高 A 依據(jù)設(shè)計洪水期 ,山區(qū) ?丘陵區(qū) 2級壩 ,查得 A=? (4)壩頂超高 Y 將所求得 Rm=,e=,A=,代入公式 32: Y設(shè) =++=(m) 2. 校核洪水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高 計算過程同正常運(yùn)用情況 ? 3. 壩頂高程 計算成果列于表 ,如下所示 : 表 壩頂高程計算表 計算工況 水庫靜水位 (m) 計算風(fēng)速 W (m/s) 吹程 D (m) 波浪爬高R (m) 風(fēng)壅高度 e (m) 安全加高A (m) 壩頂超高Y (m) 計算壩頂高程 (m) 設(shè)計洪水 5500 校核洪水 9 7500 以上壩頂高程指的是壩體沉降穩(wěn)定后的數(shù)值 ,因此竣工時的壩頂高程應(yīng)有足夠的預(yù)留沉降值?對施工質(zhì)量良好的土石壩 ,壩體沉降值約占壩高的 %~%?本設(shè)計取 %?則施工高程為+()%=, 取為 772m? 防浪墻高度取 ,上述高程為防浪墻頂部高程 ,則壩頂高程為 =,壩高為=? 正常情況下壩頂應(yīng)高出靜水位 ,在非常運(yùn)用情況下 ,壩頂不低于靜水位 ?壩頂高程 符合正常情 況的要求 ,也符合非常運(yùn)用情況的要求 ? 所以 ,設(shè)防浪墻頂高程為 ,防浪墻高 ,壩體沉降值 m ,壩頂高程為 ,壩基高程為 ,最大壩高為 ? 9 壩坡及平臺 碾壓式土質(zhì)防滲體心墻壩 ,上游壩殼采用堆石時 ,常用坡度為 1:~1:,采用土料時 ,常用坡度為 1:~1:?壩坡可以分段設(shè)置 ,每段 10~30m,從上而下逐段放緩 ,相鄰坡率差值取 或 ,碾壓式土壩的上游邊坡一般有較好的護(hù)坡 ,最多設(shè)置 1~2條馬道 ,馬道寬 ~,故本設(shè)計初擬上游壩坡由上而下為 :1:?1:?1:。 當(dāng) gD/V2=250— 1000時 ,為累計頻率 10%時的波高 。 R— 最大波浪在壩坡上的爬高 ,m。 31186。 40186。 e— 最大風(fēng)雍水面高度 ,m。 V計算風(fēng)速 ,m/s?正常情況采用 50年一遇風(fēng)速或多年最大風(fēng)速的 — ,校核情況采用多年平均最 大風(fēng)速 ?本次設(shè)計正常情況風(fēng)速采用多年平均最大風(fēng)速的 倍 ,9= m/s,校核情況采用多年平均最大風(fēng)速 9m/s? D吹程 ,相應(yīng)于設(shè)計洪水位的吹程為 5500m,相應(yīng)于校核洪水位的吹程為 7500m? h =2 h L=(1/12)(gD/V2)1/3V2/g =( 1/12) (5500/)1/3(m) gD/V2=5500/=296 所求 2 h L 為 10%累計頻率的波高 ? Lm =2LL=(1/) (gD/V2)1/V2/g = ( 1/) (5500/)1/=(m) 已知設(shè)計洪水位 ,由附圖 6Ⅰ Ⅰ 壩線工程地質(zhì)剖面圖查得 ,壩底高程取在 ,則壩前水深 H==,水域平均水深 Hm=。分別在高程 和 處設(shè)置 2 級馬道 ,寬 ? 碾壓式土質(zhì)防滲體心墻壩 ,當(dāng)下游壩殼采用堆石時 ,常用坡度為 1:~1:,采用土料時 ,常用坡度為 1:~1:,常沿高程每隔 10~30m 設(shè)置一道寬 ~ 寬的馬道 ,以攔截壩坡雨水 ,防止沖刷壩面 ,同時兼作交通 ?檢修 ?觀測之用 ?故本設(shè)計下游壩坡由上而下為 :1:?1:?1:?1:?1:。當(dāng)壩基砂卵石層深度大于 30m 時 ,如果仍采用混凝土截水墻 ,則施工困難 ,工期較長 ,造價也相應(yīng)增加 ,因而可采用機(jī)械造孔的方法 ,澆筑混凝土防滲墻 ,以控制壩基滲流 。 巖石坡不陡于 1:,當(dāng)岸坡有倒坡 ,可用砼或漿砌石補(bǔ)成正坡 。 (2)滲透水流為二元穩(wěn)定層流狀態(tài) ,符合達(dá)西定律 ,即 V=KJ。 h — 心墻后水深 ,m。 M2 — 下游壩坡坡率 。上游水深 H1==。 α 1?α 2— 滑動面與水平面夾角 ,176。24699723, a nt a n 22 ???????? mmHccm ? 則mmE DNDmcmEDmBCmcED a )()(10t a n241?????????????????????? ???? 18 ? ?2222 6 7 92121 6 7 mSmSmSmSB C D E BN D A NE D N EB N D C B??????????????? 已知濕重度 31 / mKN?? , 飽和重度 3/ mKNsat ?? , 則浮容重32 / mKNws a t ????? ??? 則KNG KNG ??????? ???? 代入安全系數(shù)計算公式得 ? ??????????????????????????????0)1033c o s (10s i 31t a n1033s i n131t a n10c o 031t a n33c o i 111PPKKKPccc 整理后解得 :Kc= 2)假定上游水位為 ?,再假定不同 α 1?α 2分別計算 Kc值 ,計算結(jié)果見表 ? 經(jīng)過比較 ,當(dāng)上游水位為 ,α 1=27176。) 10 10 9 10 8 9 10 12 10 11 8 10 α1 (176。, 取鼻嵌處挑射角 θ=30176。如果是縫墩 ,墩厚要增加 — ?取閘 墩厚度為 3m ? 設(shè) 孔 口 數(shù) 為 3 孔 , 則 孔 口 凈 寬 b=L/n=24/3=8m ? 則 溢 流 前 緣 總 寬 度L=nb+(n1)d=38+23=30m, 考慮到便于施工 ,本工程擬采用駝峰堰 ?其最大作用水頭應(yīng)為設(shè)計流量下的水頭 Hmax? Q=mεL(2g)其中 :m= L=24m ε= g= Q=1815 21 則 HMAX= Hd=== P=== 取堰高 3m,則駝峰研 堰底高程為 7573=747m 當(dāng)在校核水量下 ,其堰上游水頭為 : Q=mεL(2g)其中 :m= L=24m ε= g= Q=4530 則 H0=,其上游水位為 757+=,滿足當(dāng)上游校核洪水位時 ,溢流堰下瀉流量 ? 其駝峰堰順?biāo)鞣较蜷L度為 L=8P=83=24m 陡坡段的確定 由于駝峰堰堰底 (高程 757m)河道 (河底高程為 699m)落差很大 ,多用泄槽與消能防沖設(shè)施連接 ,由于 槽內(nèi)縱坡陡 ,槽內(nèi)往往形成高速水流 ,槽內(nèi)水流為不均勻流 ,其底坡類型為陡坡 ?為了使水流平順 ,泄槽在平面上沿水流方向 ,宜盡量采取直線 ?等寬 ?對稱的布置 ?考慮到下游校核水位為,參考 IV— IV剖面圖 ,泄槽坡度采用 1:3,陡坡段高程定為 ,其水平長度為 ,陡坡長度為 ,由于是混凝土護(hù)面 ,則陡坡糙率為 ? 則 i=()/= 堰頂單寬流量 :`q=1815/24=(m3/m*s) 堰頂 EO=P1+HO=(757754)+= 堰頂流速系數(shù) :ψ=1 hc=q/[ψ(2g(E Ohc))] hc的計算見表 表 hc 的迭代計算 hc(m)的迭代計算 hc q ψ g EO hc 0 則 Hc= 22 沿陡坡段每 ,算出其各斷面水面流速及水面高度 ,具體見表 ? 由表 ,則陡坡末端水面 V=, 由 hb=(1+ζv/100 )h,可計算出各斷面計入波動及摻氣的水深 ,具體計算結(jié)果見表 ? 表 h ξ V hb