【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 說(shuō)明 :表中 γ 1— 土壩浸潤(rùn)線(xiàn)以上土料濕容重，γ 2— 土壩浸潤(rùn)線(xiàn)以下至下游水位以上土料飽和容重，γ 3— 土壩下游水位以下壩基以上土料浮容重，γ 4— 壩基土料浮容重。 h1— 土壩浸潤(rùn)線(xiàn)以上土條高度， h2— 土壩浸潤(rùn)線(xiàn)以下至下游水位以上土條高度， h3— 土壩下游水位以下壩基以上土條高度， h4— 壩基土條高度。 該工程下游無(wú)水，視下游水位于壩基線(xiàn)齊平，壩基劃弧范圍內(nèi)土料土質(zhì)與壩體相同進(jìn)行計(jì)算。 14 最小安全系數(shù)的圓心及滑弧見(jiàn)穩(wěn)定分析計(jì)算圖，計(jì)算過(guò)程如⑤⑥⑦ 。 ⑤將滑動(dòng)土體分成若干土條，使土條寬 b==，量出各土 條中心高度 h。 ⑥量出滑弧中心角θ =79176。 。 ⑦計(jì)算安全系數(shù)；根據(jù)《水土保持治溝骨干工程技術(shù)規(guī)范》公式 K＝ ? ? ?? ? ?????? ?????? ]/s i n[ s e ct a n]s i ns e cc o s[ RaVW abcaQaubaVW c ? 式中： K— 抗滑安全系數(shù)； w— 土條重量 ， 濕容重 r=19kN/m3； Q、 V— 水平和垂直地震慣性力（向上為負(fù)，向下為正） ； u— 作用于土條底面的孔隙壓力； a— 條塊重力線(xiàn)與通過(guò)此條塊底面中點(diǎn)的半徑之間的夾角； b— 土條寬度 ， b=； c′、ф′ — 土條底面的有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)； c′ =14kpaф′ =29176。 ； Mc— 水平地震慣性力對(duì)圓心的力矩； R— 圓弧半徑。 在不考慮地震慣性力的情況下公式可簡(jiǎn)化為 )s in( ]s e ct a n)s e cc o s[( aW abcaubaWk ?? ????? ? 將計(jì)算表數(shù)據(jù)代入公式得 K= ⑧在穩(wěn)定計(jì)算圖最危險(xiǎn)滑弧圓心范圍內(nèi)分別取 Q1； Q2； Q3??點(diǎn)為圓心，滑弧分別過(guò) B1； B2； B3??求得最小穩(wěn)定按??安全系數(shù) 15 Kmin=＞ [K]=，故壩體滿(mǎn)足穩(wěn)定要求。 具體計(jì)算見(jiàn)表 32。 放水工程設(shè)計(jì) 放水工程布設(shè)及結(jié)構(gòu)型式 放水工程布置在壩體的 右 端。采用斜臥管下接拱涵 輸水洞 結(jié)構(gòu)形式， 斜臥管為漿砌石主體砼蓋板結(jié)構(gòu)，根據(jù)當(dāng)?shù)夭牧瞎┙o情況和勞力技術(shù)水平，經(jīng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，輸水涵洞采用漿砌石拱涵結(jié)構(gòu)，出口段為漿砌石明渠結(jié)構(gòu)。 放水建筑物 基礎(chǔ) 全部 座落在堅(jiān)硬的基巖 或 原狀土上。 放水孔為 圓 形，斜臥管平面上大體與壩軸線(xiàn)平行， 平面投影 長(zhǎng)，坡率取 1:2，臺(tái)階高差 ，通氣孔頂部高程 ，頂部進(jìn)水口高程 ，底部進(jìn)水口高程為 ，臥管后接密閉式消力池。 輸水洞進(jìn)口與臥管消力池相連，與壩軸線(xiàn)大體垂直，長(zhǎng) 101m，坡度 1:100， 基礎(chǔ) 布設(shè)高程為 ,距壩底高差 ，出水口與明渠相接。 明渠坡比 1:6，長(zhǎng) 25m。明渠后接開(kāi)敞式消力池與下游溝底連接。 放 水流量計(jì)算 放水流量按 5 日排完 10 年一遇一次洪水總量計(jì)算。 Q=W10%/（ 5 86400） 式中： Q───放水流量 (m3/s) W10%── 10 年一遇一次洪水總量 (萬(wàn) m3) 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入得： Q= 放水孔尺寸確定 臥管放水孔采圓孔式放水設(shè)施，臺(tái)階高度 ，采用三級(jí)臺(tái)階三 16 孔放水。 321 HHH Qd ??? 式中： d───放水 孔 直徑 ， m Q───放水流量， m3/s H H H3───孔上水深， m 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入得： d=。 臥管水力斷面尺寸確定 計(jì)算臥管流量時(shí)，應(yīng)考慮由于水位變化而導(dǎo)致的放水孔調(diào)節(jié)，比正常運(yùn)用時(shí)的流量加大 20%。臥管高度應(yīng)考慮放水孔水流跌落臥管時(shí)的水柱躍起，本項(xiàng)工程臥管為方形，其高度應(yīng)為臥管正常水深的 34倍。 放水加大流量 Q=臥管尺寸按明渠均勻流公式確定： RiCQ ?? 式中： Q───加大放水流量 (m3/s) C───謝才系數(shù) C=(1/n) R1/6 n───糙率 (水泥砂漿護(hù)面， n=) R───水力半徑 (m)， R=ω /χ ω───過(guò)水?dāng)嗝婷娣e (m2) i───比降 χ───濕周 (m) 臥管斷面尺寸初擬 ，經(jīng)試算得臥管內(nèi)水深 ，初擬斷面尺寸符合水力要求。 封 閉式消力池?cái)嗝娉叽绱_定 17 封 閉式消力 池緊接臥管后，由于臥管坡度較大，流速較高，水流屬于急流，在水流進(jìn)入壩底涵管前，用消力池進(jìn)行消能，消力池采用漿砌石的拱形結(jié)構(gòu)。 消力池深度 d 按下列公式計(jì)算： d= ???????? ??? 1812 30202 ghaqhh 式中： h2── 第二共軛水深， m h ── 下游水深，即涵洞正常水深， m h0── 臥管正常水深 ， m q── 臥管 單寬流量， m3/s/m g── 重力加速度， a── 流速不均勻系數(shù)，取 將有關(guān)數(shù)字代入公式得： 第二共軛水深： h2=， 消力池深度： d=， 消力池長(zhǎng) L2按下式計(jì)算： L2=（ 3～ 5） h2 消力池長(zhǎng)?。?L2= 消力池寬 b ?。?b= 消力池尺寸：長(zhǎng)寬深 = 臥管及消力池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 臥管蓋板 配筋 計(jì)算： 按《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL/T 19196）執(zhí)行。 由于消力池采用漿砌石拱涵結(jié)構(gòu)，故配筋計(jì)算只考慮臥管蓋板。臥 管蓋板分為平面蓋板和立面擋板，平面蓋板上設(shè)放水孔。 臥管蓋板 18 內(nèi)力按簡(jiǎn)支梁計(jì)算， 計(jì)算寬度 ，蓋板上的 填土壓力，水壓力和自重作為勻布荷載。 1）：荷載計(jì)算 q=（ rch1+r 水 h2+r 鋼筋砼 h3） 式中： rc ── 填土的容重，淤泥一般取 r 水 ── 水的比重 ,取 t/m3 r 鋼筋砼 ── 鋼筋砼的容重 ,取 t/m3 h1── 蓋板以上填土高 ,米 h2── 最大水深 , 米 h3── 蓋板厚度 , 米（初擬 m） 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入得： q=平面蓋板最大彎距按簡(jiǎn)支板計(jì)算 2m ax 81 lqM ??? 式中 q──平面蓋板的勻布荷載； l ──臥管計(jì)算跨度， all ?? 0 ； 0l ── 臥管凈跨度 ； 經(jīng)計(jì)算最大彎矩為： Mmax=（ t m） = 107( mmN? ) 1） ： 相對(duì)界限受壓區(qū)計(jì)算高度 受拉鋼筋和受壓區(qū)混凝土同時(shí)其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值時(shí)的相對(duì)界限受壓區(qū)計(jì)算高度ξ b按下列公式計(jì)算： sybbEfhx0 ???? 式中：ξ b── 相對(duì)界限受壓區(qū)計(jì)算高度； 19 yf ── 受拉鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，Ⅰ級(jí) (Q235)210（ N/mm2）； sE ── 鋼筋彈性模量，Ⅰ級(jí) (Q235) 105（ N/mm2）； 0h ── 截面的有效高度，凈保護(hù)層為 25mm 時(shí)， 0h =75mm。 bx ── 界限受壓區(qū)計(jì)算高度。 經(jīng)計(jì)算，相對(duì)界限受壓區(qū)計(jì)算高度ξ b=。 2）： 平面蓋板配 筋計(jì)算 截面抵抗矩系數(shù)按下列公式計(jì)算： 20bhfMcm asds ?? ? 式中： s? —— 截面抵抗矩系數(shù)； d? —— 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)系數(shù)，確定為 ； maxM —— 彎矩設(shè)計(jì)值， 107( mmN? )； cf — 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值， C20 混凝土 11( 2/mmN )； b ── 矩形截面的寬度， 650mm； 0h ── 截面的有效高度， 75mm。 經(jīng)計(jì)算： s? = ξ = sa211 ?? = 含筋率ycff??? 式中： ξ ── 受壓區(qū)相對(duì)高度系數(shù)（ξ≤ξ b=） ? =%,在經(jīng)濟(jì)配筋率 %%之間。 鋼筋混凝土矩形截面受彎構(gòu)件，縱向受拉鋼筋截面按下列公式計(jì)算： 0bhAs ?? 式中： sA ── 縱向受拉鋼筋的截面面積， 2mm ； 20 其余符號(hào)同前。 經(jīng)計(jì)算： As=436 2mm 。選 9φ 8 作為受力主筋。實(shí)際As=453 2mm 。 按構(gòu)造要求，除受力主筋外，在垂直受力主筋方向布置 4φ 8的分布鋼筋。 3）： 立面擋板配筋設(shè)計(jì) 擋板配筋采用的公式及承受荷載與蓋板大體類(lèi)似，配筋計(jì)算結(jié)果如下： 受力主筋 3φ 8，除受力主筋外，在垂直受力主筋方向布置 4φ 8的分布鋼筋。 臥管結(jié)構(gòu)尺寸確定 臥管側(cè)墻，基礎(chǔ)尺寸的選擇參照《內(nèi)蒙古自治區(qū)水土保持治溝骨干工程技術(shù)手冊(cè)》，按實(shí)際承受的泥水壓力選取， 臥管側(cè)墻頂寬 ，底寬 ， 基礎(chǔ)外伸 ，基礎(chǔ)厚 ，蓋板搭接長(zhǎng)度 。 臥管底板每隔 8m 做防滑齒墻一道，寬 ，伸入地基 1m。沿臥管軸線(xiàn)方向每隔 15m 設(shè)置溫度沉陷縫一道，縫中設(shè)止水。 消力池結(jié)構(gòu)尺寸的確定： 消力池采用拱涵結(jié)構(gòu)，根據(jù)《水土保持治溝骨干工程技術(shù)規(guī)范》SL2892020，對(duì)于等截面的半圓拱，其拱圈、拱臺(tái)尺寸按下列公式計(jì)算： t1= (+) t2=++ t3=t2+ 式中： t1—— 拱圈厚度， m t2—— 拱臺(tái)頂寬， m 21 t3—— 拱臺(tái)底寬， m R—— 拱圈內(nèi)半徑， h—— 拱臺(tái)高度， 經(jīng)計(jì)算得： t1= t2= t3= 根據(jù)《內(nèi)蒙古自治區(qū)水土保持治溝骨干工程技術(shù)手冊(cè) 》，消力池基礎(chǔ)外伸 ，基礎(chǔ)厚 。 涵洞、明渠及其消力池設(shè)計(jì)