【正文】 曲線方程 計(jì)算堰頂下游段堰面曲線，K=，n=，=7，則： 得 故可得冪曲線方程為，則冪曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)按表42所示：x1246y. 對于底流消能，根據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，反弧半徑按下式（43）計(jì)算： (43）式中 H—不計(jì)行進(jìn)流速的堰上水頭，m； v—壩址處流速，m/s。① 壩踵垂直正應(yīng)力（計(jì)揚(yáng)壓力） ③ 壩趾垂直正應(yīng)力（計(jì)或不計(jì)揚(yáng)壓力）不計(jì)揚(yáng)壓力計(jì)揚(yáng)壓力遠(yuǎn)小于壩壩基和壩體允許壓應(yīng)力。tan178。校核洪水位情況下荷載簡圖如圖36所示： 豎向力⑴ 自重⑵ 下游水重2．水平水壓力3．浪壓力 （37） 式中 —泥沙壓力，KN/m； —泥沙的浮重，為；—泥沙的淤積厚度，； —泥沙的內(nèi)摩擦角。18176。根據(jù)《水利水電工程建筑物》采用，重力壩的基本剖面的上游邊坡系數(shù)常采用0～，～，～。 (3—6)式中 H—壩前水庫水深，m —累積頻率為1%的波高，m壩的安全級別為Ⅲ級，查表3－3得, m?！?0176。/s)(Q1+Q2)/2Δt (m179。/s)(Q1+Q2)/2Δt (m179。（水庫特性曲線和洪水過程線見附圖1所示。溢流堰為WES實(shí)用堰型，其泄流計(jì)算按泄流能力進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)壩址地形、地質(zhì)及水流條件。升壓開關(guān)站為戶外式，布置在廠房下游側(cè)進(jìn)廠公路旁，面積為2110m。擋水壩基本剖面為三角形，上游面垂直，下游面坡度為1：，壩頂寬3m，左右擋水壩段長分別為14m和12m。水工樞紐布置河床中央及靠右岸布置溢流壩段，下游消能方式為底流消能。壩址處左岸平直，位置狹小，不便于建筑物的布置，而壩址右岸山體有一小山溝，開挖平整后可以布置相關(guān)的建筑物，但要注意雨天時(shí)山溝的匯水現(xiàn)象，做好排水措施，避免對壩體和廠房的運(yùn)行安全造成不利影響；③壩址B兩岸均較陡，高程較高，開挖量大，對廠房及閘壩布置不利，造價(jià)高；A兩岸均較寬，高程較低，開挖量小，造價(jià)低。初選的壩址河谷，呈“U”型，水深2～3m，河床為砂礫石覆蓋，左岸山坡30～50176。按照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB5020194和《水利水電樞紐工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL2522000規(guī)定，本工程為Ⅳ等工程、小（1）型規(guī)模；攔河壩、廠房及開關(guān)站等樞紐主要建筑物按4級建筑物設(shè)計(jì)，次要建筑物按5級建筑物設(shè)計(jì)，臨時(shí)建筑物按5級建筑物設(shè)計(jì)。巖體允許承載力Ｒ：～；～。壩廠址區(qū)巖性單一，為三疊系的中粗——中?；野咨皫r、砂礫巖，具弱硅化現(xiàn)象，多為中層狀，但在左岸下游局部見中薄層砂巖。3．庫區(qū)工程地質(zhì)庫區(qū)呈長條形河谷，區(qū)域內(nèi)多顯圓形山，山坡坡度一般為30～40176。多年平均日照時(shí)數(shù)2043h，無霜期315天，最早處霜11月5日，最遲終霜3月1日。為充分利用水能資源，發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)，擬對原有尖祠水電站實(shí)施技改擴(kuò)建，建設(shè)22000kW裝機(jī)容量的水電站，年發(fā)電量1018萬kW Fujian College of Water Conservancy and Electric Power2013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目: 某水電站攔河壩工程設(shè)計(jì)（水工建筑物設(shè)計(jì)）所屬系別: 水 利 工 程 系 專 業(yè): 水 利 水 電 工 程 管 理 班 級: 水管1031班 姓 名: 學(xué) 號: 1139101707 指導(dǎo)教師: 2013年1月《某水電站攔河壩工程設(shè)計(jì)》畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告姓名：陳閩超 學(xué)號：1139101707 班級：水管1031班 專業(yè)：水利水電工程管理子課題名稱水工建筑物設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師姜英芳本課題要解決的問題及采用的研究方法：根據(jù)大壩工程設(shè)計(jì)的相關(guān)資料與參考文獻(xiàn)，如：《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》、《水力計(jì)算手冊》等，設(shè)計(jì)重力壩，確定大壩工程的設(shè)計(jì)方案。該處原有尖祠水電站建于70年代，裝機(jī)容量2400kw，利用水頭9m，因該水電建設(shè)時(shí)間早，整機(jī)容量偏小，且年久失修，建筑物多處滲漏，機(jī)組嚴(yán)重老化，無法充分發(fā)揮效益。年內(nèi)各月平均氣溫以7月最高（℃），1月最低（℃）。推移質(zhì)為懸移質(zhì)的30%，考慮上游已建多個(gè)梯級的攔沙作用，（，）。根據(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（CB1830b－2001），相應(yīng)地震基本烈度為Ⅵ度。壩廠區(qū)的各種地質(zhì)參數(shù)的建議：摩擦系數(shù)f：～；～。攔河壩為閘壩，樞紐建筑物由兩岸重力壩、泄水閘壩、沖砂壩段、發(fā)電廠房及開關(guān)站等主要建筑物組成。在壩址河段下游，河床較低，壩高將增加，右岸地形較高，溢流段開挖較大，工程投資將加大。②地形上右岸較平坦、開闊，適宜布置有關(guān)建筑物，開挖量少。壩址地質(zhì)構(gòu)造較簡單，主要表現(xiàn)為節(jié)理裂隙。壩頂高程176m。副廠房布置在主廠房下游端頭。由于閘門打開時(shí)，洪水從溢流堰泄流。用列表試算法求下泄流量過程、水庫蓄水過程、水庫設(shè)計(jì)洪水位、最大下泄流量qm。/s)時(shí)段 Δt(h)(Q1+Q2)/2(m179。/s)時(shí)段 Δt(h)(Q1+Q2)/2(m179。 庫區(qū)呈長條形河谷，區(qū)域內(nèi)多顯圓形山，山坡坡度一般為30176。表3－4 安全超高運(yùn)用情況壩的安全級別ⅠⅡⅢ正常蓄水位(設(shè)計(jì)洪水位)校核洪水位 設(shè)計(jì)洪水位時(shí)壩頂高程的確定根據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，采用官廳水庫公式計(jì)算波浪高度h和波浪長度Lm、波浪中心線高出靜水位hz: (3—4) (3—5)式中 h—波浪高度，m，當(dāng)gD/V0 2=20～250時(shí)，為累積頻率5%的波高，當(dāng)gD/v02 =250～1000，時(shí)，為累積頻率10%的波高，計(jì)算浪壓力時(shí)，規(guī)范規(guī)定應(yīng)采用累積頻率為1%的波高，對應(yīng)于5%的波高，對應(yīng)于10%的波高，； V0—計(jì)算風(fēng)速，m/s，設(shè)計(jì)情況取50年一遇風(fēng)速，校核情況取多年平均最大風(fēng)速； D—吹程，m，可取壩前沿水面到水庫對岸水面的最大直線距離，當(dāng)水庫水面特別狹長時(shí)，以5倍平均水面寬計(jì)算。根據(jù)《砼重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL51081999），,。(45176。因此，在正常洪水位情況下，壩趾和壩踵說應(yīng)力滿足要。／2121－2／3=1710水平泥沙壓力Pn15178。 壩址和壩踵應(yīng)力核算根據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL51081999）規(guī)定采用以下公式（39）計(jì)算： （39）式中 —上游面垂直正應(yīng)力，KPa； —下游面垂直正應(yīng)力，KPa； T—壩體計(jì)算截面沿上下游方向的水平寬度，m；—計(jì)算截面以上所有垂直分力的代數(shù)和（包括揚(yáng)壓力，下同），以向下為正，KN；—計(jì)算截面以上所有作用力對計(jì)算截面形心的力矩代數(shù)和，以逆時(shí)針方向?yàn)檎?，；已知?jì)及揚(yáng)壓力時(shí)壩基面上的=KN ，= ；不計(jì)揚(yáng)壓力時(shí)壩基面上的=KN ，=。）根據(jù)閘門布置要求：取a＝, b=，即：故得橢圓曲線方程：根據(jù)橢圓曲線方程求點(diǎn)的坐標(biāo)，計(jì)算結(jié)果見表41所示：yx 堰頂下游段堰面曲線下游段曲線當(dāng)壩體上游為鉛直時(shí)，采用堰面曲線方程如下： （42）式中 Hd—定型設(shè)計(jì)水頭，取堰頂最大作用水頭Hamx的75%～95%；K,n—與上游面傾斜坡度有關(guān)的參數(shù)，當(dāng)上游垂直時(shí)K=，n=； x,y—以溢流壩頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的坐標(biāo)，x以指向上游為正，y以向下為正。以下是關(guān)于幾個(gè)荷載計(jì)算的說明:①自重W1的計(jì)算在荷載圖上，橫截面為橢圓圖形，查《建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊》求圖形的面積和形心(見圖42)。因此，在正常洪水位情況下，壩趾和壩踵說應(yīng)力滿足要。(1)消力池的選用為了改變這種不利的銜接形式，必須設(shè)法加大建筑物的下游水深，使水躍控制在緊靠建筑物之處，并形成淹沒程度不大的水躍。所以消力池內(nèi)的水躍長度僅為平底渠道中自由水躍長度的70%～80%，消力池的長度按下式計(jì)算： （411） （412）式中 —自由水躍長度，m。2．閘址下游水位與流量關(guān)系曲線計(jì)算 根據(jù)水文氣象和工程地質(zhì)條件，河道坡降i=‰，天然河道糙率系數(shù)n=。：上游圍堰距閘址30米 式中：上游圍堰頂部高程，m； Z上下游水位差，m； 波浪高度，可參照永久建筑物的有關(guān)規(guī)定和其他專業(yè)規(guī)范計(jì)算，一般不計(jì)，可適當(dāng)加高值。表57二期堰頂高程計(jì)算hd(m)ha(m)δZ(m)下游Hd(m)上游Hd(m) 二期導(dǎo)流時(shí)上游水位與庫容關(guān)系曲線見圖63ZV曲線y = 6E09x4 + 5E06x3 2 + +1551601651701751800100200300400系列1多項(xiàng)式 (系列1)圖53 上游水位與庫容關(guān)系曲線一、二期圍堰高程匯總表項(xiàng)目hd(m)ha(m)δZ(m)下游Hd(m)上游Hd(m)一期堰高程二期堰高程4．截流方案及材料選擇根據(jù)二期導(dǎo)、截流施工總平面布置，現(xiàn)場的地形條件和水文氣象條件，二期截流采用左岸提前預(yù)進(jìn)占，上、下游圍堰均采用單戧進(jìn)占，龍口進(jìn)占為單戧立堵法施工。巖質(zhì)河床，都采用了這個(gè)方法截流。排水目的：在圍堰合龍閉氣以后，排除基坑內(nèi)的存水和不斷流入基坑的各種滲水，以便使基坑保持干燥狀態(tài)，為基坑開挖、地基處理、主體工程施工創(chuàng)造有利條件。集水井布置：一般布置在建筑物輪廓線以外比較低的地方，集水井、干溝與建筑物之間也應(yīng)保持適當(dāng)距離，原則是，不能影響建筑物施工和施工過程中材料的堆放、運(yùn)輸?shù)取榱吮阌诮M合，方便運(yùn)轉(zhuǎn)，一般選擇容量不同的水泵。一二期堰頂高程見表58，根據(jù)堰頂高程及其結(jié)構(gòu)形式，圍堰只要工程量見下表510。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我受溢匪淺，使我對水電工程的設(shè)計(jì)有了更進(jìn)一步的理解和掌握，使我真正體驗(yàn)了學(xué)以致用以及培養(yǎng)了我獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。參考文獻(xiàn)[1]《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL5108—1999）[2]《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL319—2005）[3]《水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL5077—1997）[4]《水利水電工程建筑物》（主編：宋東輝、吳偉民，黃河水利出版社）[5]《水力學(xué)》（主編：劉純義、熊宜福，中國水利水電出版社）[6]《水工設(shè)計(jì)手冊》 (第五冊 混凝土壩)（主編：華東水利學(xué)院，水利水電出版社）[7]《水力計(jì)算手冊》水利出版社 （武漢水利電力學(xué)院水力學(xué)教研室編）[8]《水工建筑物設(shè)計(jì)示例與習(xí)題》（中等專業(yè)學(xué)校教材 陜西省水利學(xué)校 楊樹寬 主編）