土石壩設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(平山水利樞紐設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū))畢業(yè)論文(完整版)
【正文】 前在加緊地質(zhì)勘探工作，以便得出明確的結(jié)論和提出處理意見(jiàn)。防洪方面，由于水庫(kù)調(diào)洪作用，使平山河下游不致洪水成災(zāi)，同時(shí)配合下游睦水水利樞紐，對(duì)睦水下游也能起到一定的防洪作用，在流域900m3/s。由于平山河為山區(qū)性河流，雨后山洪常給農(nóng)作物和村鎮(zhèn)造成災(zāi)害，另外當(dāng)雨量分布不均時(shí)，又易造成干旱現(xiàn)象，因此有關(guān)部門(mén)對(duì)本地區(qū)作了多次勘測(cè)規(guī)劃以開(kāi)發(fā)這里的水利資源。地質(zhì)情況：靠上游有泥盤(pán)五通砂巖，靠下游為二疊紀(jì)灰?guī)r，幾條壩軸線皆落在五通砂巖上面。公路：附近公路線為AF干道，B城至C城段全長(zhǎng)365Km，晴雨暢通無(wú)阻，但目前C城至壩址尚無(wú)公路通行。砂料可在壩軸線下游1～3公里河灘范圍內(nèi)及平山河出口處兩岸河灘開(kāi)采。附表3 石料特性表干 容 重 (KN/m3)孔 隙 率n （%）內(nèi) 摩 擦 角Φ3338176。該河道彎曲相當(dāng)厲害，尤其樞紐布置處更為顯著形成S形，1壩址處沒(méi)有雄厚的山脊作為壩肩，左岸陡峭，右岸相對(duì)平緩，峽谷不對(duì)稱(chēng)，成不對(duì)稱(chēng)的“U”型，下游河床開(kāi)闊，建拱壩的造價(jià)過(guò)高，不宜修筑。20m2，上游坡不陡于1∶4，下游坡不陡于1∶3。石料可以用采石場(chǎng)開(kāi)采，采石場(chǎng)可用壩軸線下游左岸山溝較合適，其石質(zhì)為石灰?guī)r、砂巖，質(zhì)量良好，質(zhì)地堅(jiān)硬，巖石出露，覆蓋淺，易開(kāi)采。由于不透料（土料）位于上游，不便于土料上壩；土質(zhì)斜墻靠在透水壩殼上，如果壩殼沉降大，將使斜墻開(kāi)裂；與岸坡及混凝土建筑物連接不如心墻壩方便，斜墻與地基接觸應(yīng)力比心墻小，同地基結(jié)合不如心墻壩；斷面較大，特別是上游坡較緩，壩腳伸出較遠(yuǎn)，填筑工程量較心墻大。 （2）下游壩坡：從壩頂至壩趾依次為1︰；1︰3；1︰3。兩種計(jì)算成果見(jiàn)表12。 （3）發(fā)生滲流量時(shí)土體孔隙尺寸不變，飽和度不變，滲流為連續(xù)的。具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表13。心墻頂部考慮機(jī)械化施工的要求，邊坡取1︰。（3）壩內(nèi)排水：其中褥墊排水對(duì)不均勻沉降的適應(yīng)性差，易斷裂，且難以檢修，當(dāng)下游水位高過(guò)排水設(shè)施時(shí)，降低浸潤(rùn)線的效果將顯著降低；網(wǎng)狀排水施工麻煩，而且排水效果較褥墊排水差。按此標(biāo)準(zhǔn)天然砂礫料一般不能滿足要求，須對(duì)土料進(jìn)行篩選。%～39%的粘性土按式設(shè)計(jì)反濾層。具體的尺寸和分區(qū)參見(jiàn)構(gòu)造設(shè)計(jì)圖紙。墻身每隔15m布置一道設(shè)有止水的沉陷逢?？v橫向排水溝互相連通，橫向排水溝之間的縱向排水溝應(yīng)從中間向兩端傾斜，%，以便將雨水排向橫向排水溝。 （2）鉆2及右岸河灘：覆蓋層和坡積物相對(duì)較厚，鉆2處的上層巖芯獲得率只有12%，層裂隙較為發(fā)育，擬采用局部帷幕灌漿。 3）壩體與岸坡的連接 左壩肩到左灘地，坡積風(fēng)化層5～10m，需徹底清除，左岸坡上修建混凝土齒墻，岸坡較陡，開(kāi)挖時(shí)基本與基巖大致平行。引水渠斷面尺寸的擬定，具體計(jì)算結(jié)果和過(guò)程見(jiàn)表15。表 16 溢洪道控制段寬頂堰堰寬計(jì)算（忽略行進(jìn)流速水頭）計(jì)算情況上游水位（m）泄量 Q (m3/s)堰上水頭H0 （m）流量系數(shù)m控制堰寬 nb（m）設(shè)計(jì)1340校核1660式中：控制堰寬 由計(jì)算知控制堰取為宜；孔口數(shù)n=7；閘門(mén)尺寸11m（寬高），寬高比為11/=（～）；門(mén)槽寬，取，其中H為堰上水頭，為閘口單寬取10m；門(mén)槽深；；單寬10m，閘墩尺寸見(jiàn)。 2）控制堰最大泄流能力的驗(yàn)算 計(jì)算所需閘門(mén)總凈寬為70m(校核洪水時(shí))，而整個(gè)閘室寬79m，從定性分析可知滿足最大泄流量的要求。 （2） 摻氣水深計(jì)算 根據(jù)美國(guó)“水力設(shè)計(jì)準(zhǔn)則”（Hydraulic Design Criteria）提出的公式計(jì)算， 計(jì)算公式如下：式中： ；。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表111。 （六） 地基處理及防滲 堰頂處來(lái)自水重和底板的重量較大，泄槽段高速水流的沖擊作用也較大，再加上此處的巖芯獲得率較小，故需進(jìn)行地基處理，初步擬定采用局部水泥灌漿，挑流消能的鼻坎由連接面板（即泄槽襯砌之延續(xù)）和齒墻兩部分組成，起到防滑兼防滲的作用。此工程下游河床存在破碎帶和一假想逆斷層，巖層裂隙發(fā)育，所以取。5. 消能防沖計(jì)算 選擇挑流消能進(jìn)行消能。m）； ——臨界坡降； B——泄槽首段寬度，m； g——重力加速度，m/s2； ——相應(yīng)臨界水深的水面寬，m； 、——臨界水深時(shí)對(duì)應(yīng)的過(guò)水?dāng)嗝娣e（m2）、濕周（m）、水力半徑（m）、謝才系數(shù)。從堰頂?shù)较掠嗡孢B一直線，直線的斜率大約等于k=1︰=1︰3?？梢詳M定引水渠底寬B=，引水渠與控制堰之間采用圓弧連接，圓弧半徑R=15m，圓弧的圓心角為；根據(jù)選定的連接形式和尺寸有，由此可以查表得出。（五）溢洪道設(shè)計(jì)1. 溢洪道路線選擇和平面位置的確定 根據(jù)本工程地形地質(zhì)條件，選擇正槽式溢洪道，泄槽末端設(shè)置圓形漸變段，采用挑流消能，泄槽不設(shè)收縮、彎曲段和擴(kuò)散段，尾水渠設(shè)護(hù)袒。鋪蓋同時(shí)還應(yīng)與粘土心墻相連，向上庫(kù)區(qū)及右岸延伸展布，將巖溶封閉。 （2）排水溝尺寸及材料①尺寸擬定：由于缺乏暴雨資料，所以無(wú)法用計(jì)算的方法確定斷面尺寸，根據(jù)以往已建工程的經(jīng)驗(yàn)，排水溝寬度及深度一般采用20～40cm。見(jiàn)壩頂細(xì)部圖。護(hù)坡范圍從壩頂一直到壩腳，厚度為80cm，下部設(shè)50cm的碎石和40cm的粗砂墊層。若。[參考：：黃河水利出版社，第157頁(yè)]。 2）堆石棱體排水尺寸 ，內(nèi)坡1︰1，外坡1︰，頂部高程須高出下游最高水位對(duì) 心墻底寬為2+（+）2=，滿足要求 2）防滲體超高 防滲體頂部在靜水位以上超高，對(duì)于正常運(yùn)用情況（如正常蓄水位、設(shè)計(jì)洪水位）～，+=。m))He(m)正常蓄水位校核洪水位6）總滲流量的計(jì)算從地形地質(zhì)平面圖上可大致量得大壩沿壩軸線長(zhǎng)L=340m，沿整個(gè)壩段的總滲流量Q=Lq,式中是考慮到壩寬、壩厚、滲流量沿壩軸線的不均勻性而加的折減系數(shù)，取， 7）浸潤(rùn)線方程（1） 正常蓄水位情況下的浸潤(rùn)線方程 （2） 校核洪水位情況下的浸潤(rùn)線方程4. 壩坡穩(wěn)定計(jì)算（只作下游坡一個(gè)滑弧面的計(jì)算）心墻壩的下游壩坡采用的是砂土，粘聚力c=0，為無(wú)粘性土，常形成折線形的滑弧面。這里缺乏有關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，所以擬定用如下工況進(jìn)行滲流計(jì)算：設(shè)計(jì)洪水位（取與正常蓄水位），； 。 驗(yàn)算： 設(shè)計(jì)洪水位（正常蓄水位）++=；
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