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正文內(nèi)容

土石壩課程設(shè)計(jì)-e江水利樞紐工程設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-07-21 22:47 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 具有大致相同厚度的覆蓋層及風(fēng)化巖外,底部玄武巖破碎帶縱橫交錯(cuò),若將壩建于此,則繞壩滲流可能較大,進(jìn)行地基處理則工程量太大,綜合考慮以上因素,壩軸線選擇Ⅰ-Ⅰ處。9 土壩設(shè)計(jì) 壩型選擇影響土石壩壩型的因素有:壩高;建筑材料;壩址區(qū)的地形地質(zhì)條件;施工導(dǎo)流、施工進(jìn)度與分期、填筑強(qiáng)度、氣象條件、施工場(chǎng)地、運(yùn)輸條件、初期度汛等施工條件;樞紐布置、壩基處理型式、壩體與泄水引水建筑物等的連接;樞紐開發(fā)目標(biāo)和運(yùn)行條件;土石壩以及樞紐的總工程量、總工期和總造價(jià)樞紐大壩采用當(dāng)?shù)夭牧现?,?jù)初步勘察,~,且儲(chǔ)量特別多,一般質(zhì)量尚佳,可作筑壩之用。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采。石料利用采石場(chǎng)開采,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,易開采。從建筑材料上說(shuō),均質(zhì)壩、多種土質(zhì)分區(qū)壩、心墻壩、斜墻壩均可。. 均質(zhì)壩 壩體材料單一,施工工序簡(jiǎn)單,干擾少;壩體防滲部分厚大,滲透比降較小,有利于滲流穩(wěn)定和減少壩體的滲流量,此外壩體和壩基、岸坡及混凝土建筑物的接觸滲徑比較長(zhǎng),可簡(jiǎn)化防滲處理。但是,由于土料抗剪強(qiáng)度比其他壩型壩殼的石料、砂礫和砂等材料的抗剪強(qiáng)度小,故其上下游壩坡比其他壩型緩,填筑工程量比較大。壩體施工受嚴(yán)寒及降雨影響,有效工日會(huì)減少,工期延長(zhǎng),故在寒冷和多雨地區(qū)的使用受限制,故不選擇均質(zhì)壩。.、多種土質(zhì)壩 該壩型顯然可以因地制宜,充分利用包括石渣在內(nèi)的當(dāng)?shù)馗鞣N筑壩;土料用量較均質(zhì)壩少,施工氣候的影響也相對(duì)小一些,但是由于多種材料分區(qū)填筑,工序復(fù)雜,施工干擾大,故也不選用多種土質(zhì)分區(qū)壩。、 斜墻壩 斜墻壩與心墻壩,一般的優(yōu)缺點(diǎn)無(wú)顯著差別,粘土斜墻壩沙礫料填筑不受粘土填筑影響和牽制,沙礫料工作面大,施工方便;考慮壩址的地質(zhì)條件,由于壩基有破碎帶和覆蓋層,截水槽開挖和斷層處理要花費(fèi)很多時(shí)間,并且不容易準(zhǔn)確的預(yù)計(jì),斜墻截水槽接近壩腳,處理時(shí)不影響下游沙礫料填筑,處理壩基和填筑沙礫料都有充裕的時(shí)間,工期較心墻壩有把握;土料及石料儲(chǔ)量豐富,填筑材料不受限制。 、心墻壩 心墻位于壩體中間而不依靠在透水壩殼上,其自重通過(guò)本身傳到基礎(chǔ),不受壩殼沉降影響,依靠心墻填土自重,使得沿心墻與地基接觸面產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力,有利于心墻與地基結(jié)合,提高接觸面的滲透穩(wěn)定性;使其因壩主體的變形而產(chǎn)生裂縫的可能性小,粘土用量少,受氣候影響相對(duì)小,粘土心墻冬季施工時(shí)暖棚跨度比斜墻小。移動(dòng)和升高較便利。綜合以上分析,最終選擇心墻壩。大壩輪廓尺寸的擬定大壩剖面輪廓尺寸包括壩頂高程,壩頂寬度、上下游壩坡、防滲體等排水設(shè)備。10.壩頂寬度壩頂寬度主要取決于交通需要、構(gòu)造要求和施工條件,同時(shí)還要考慮防汛搶險(xiǎn)、防空、防震等特殊需要。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)資料,壩高H在30-100m的范圍內(nèi)時(shí),壩頂?shù)膶挾茸钚∪/10,并水小于5m。最終本設(shè)計(jì)的壩頂寬度取為10m。、壩坡與戧道土石壩的壩面坡度取決于壩高、筑壩材料性質(zhì)、遠(yuǎn)用情況、地基條件、施工方法及壩型等因供素。一般是參考以建成類似工程的經(jīng)驗(yàn)擬定壩坡,再通過(guò)計(jì)算分析,逐步修改確定。在滿足穩(wěn)定要求的前提下,應(yīng)盡可能使壩坡陡些,以減小壩體工程量。根據(jù)規(guī)范規(guī)定與實(shí)際結(jié)合,,,下游每25m變坡一次。在壩坡改變處,尤其在下游坡,-2m寬的馬道(戧道)以使匯集壩面的雨水,防止沖刷壩坡,并同時(shí)兼作交通、觀測(cè)、檢修之用。、坡頂高程壩頂高程分別按設(shè)計(jì)工況、校核工況及正常加震情況下的三種方案來(lái)計(jì)算大壩的高程,最后計(jì)算出數(shù)據(jù)取量大值,同時(shí)并保留一定的沉降值。壩頂高程在水庫(kù)正常運(yùn)用和非常運(yùn)用期間的靜水位以上應(yīng)該有足夠的超高,以保證水庫(kù)不漫頂,其超高值d按下式而定:d=hB+e+a式中hB——波浪沿著壩坡的爬高(m);e——壩前庫(kù)水因風(fēng)浪引起的壅高;a——安全加高(m),根據(jù)壩的等級(jí)及運(yùn)用情況按下表選用土壩壩頂?shù)陌踩鸶咧颠\(yùn)用情況壩的級(jí)別IIIIIIIV、V正常非常e=(Vf)2Dcosα/H(cm)式中Vf——為風(fēng)速(m/s)D——為庫(kù)面吹程(km),D=12km;α——風(fēng)向與壩軸線方向所成的夾角,α=25176。;H——為壩前的水深(m);波浪的爬高可按下述公式計(jì)算:hB=(2h1)tanθ式中:h1——為波高;K——為壩坡的粗糙系數(shù),塊石取K=-,混凝土板取K=-;θ——為上游的壩面坡角,θ=arctan(1/)=176。,2h1=(5/4)D(1/3)Vf——當(dāng)計(jì)算為設(shè)計(jì)工況時(shí),;當(dāng)計(jì)算為校核工況時(shí),風(fēng)速取多年平均最大風(fēng)速。結(jié)果取兩者之大者,并預(yù)留一定的沉降值。結(jié)果見下表,設(shè)計(jì)竣工時(shí)壩頂高程為2825m。坡頂高程計(jì)算成果表計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算情況設(shè)計(jì)情況校核情況上游靜水位(m)河地變程(m)2750壩前水深H(m)吹程D(km)12風(fēng)向與壩軸線夾角θ176。25風(fēng)浪引起壩前高e(m)風(fēng)速v(m/s)1515波高2h(m)護(hù)坡粗糙系數(shù)上游壩面坡角176。波浪沿壩坡爬高(m)安全超高A(m)壩頂高程(m)%沉陷(m)2825, 式中:——波浪在壩坡上的最大爬高,m; ——最大風(fēng)壅水面高度,即風(fēng)壅水面超出原庫(kù)水位高度的最大值,m; =。 ——安全加高,m,根據(jù)壩的等級(jí)和運(yùn)用情況,按表11確定?!獕吻八蚱骄睿致怨烙?jì)為50m;——綜合摩阻系數(shù),其值變化在(6~12)之間,計(jì)算時(shí)一般取。b——風(fēng)向與水域中線的夾角,();——計(jì)算風(fēng)速和水庫(kù)吹程; 表11 安全加高 (單位:m)運(yùn)用情況壩的級(jí)別1級(jí)2級(jí)3級(jí)5級(jí)正常非常、壩體排水本地區(qū)石料比較豐富,采用堆石棱體排水比較適宜,它可以降低壩體浸潤(rùn)線,防止壩坡凍漲和滲透變形,保護(hù)下游壩址免受尾水淘刷,并可支撐壩體,增加下游壩坡的穩(wěn)定性。按規(guī)范棱體頂面高程高出下游最高水位1m為原則,堆石棱體內(nèi)坡取1:,外坡取1:,下游水位以上用貼坡排水。、大壩防滲體大壩防滲體的設(shè)計(jì)主要包括壩體防滲和壩基防滲兩個(gè)方面。(1)壩體的防滲壩體防滲的結(jié)構(gòu)和尺寸必須滿足減小滲透流量、降低浸潤(rùn)線控制滲透坡降的要求,同時(shí)還要滿足構(gòu)造、施工、防裂、穩(wěn)定等方面要求。該壩體采用粘土斜心墻,其底部最小厚度由粘土的允許坡降而頂,本設(shè)計(jì)允許滲透坡降[J]=5,墻的厚度B=。參考以往工程的經(jīng)驗(yàn),斜心墻的頂部寬度取為5m(滿足大于3m機(jī)械化施工要求),粘土斜心墻的上游壩坡的坡度為1:-1:,根據(jù)第十一屆國(guó)際大壩會(huì)議上瑞典和南斯拉夫等論文介紹,斜心墻的上游坡度為1:-1:,最后本設(shè)計(jì)取為1:,下游坡度取為1:。粘土斜心墻的頂部高程以設(shè)計(jì)水位加一定的超高()并高于校核洪水位為原則,,并將粘土斜心墻稍斜向上游。、壩基防滲體河床中部采用瀝青混凝土防滲墻,兩岸坡同樣用混凝土防滲墻,(由強(qiáng)度和防滲條件定),防滲墻伸入心墻的長(zhǎng)度由接觸面允許滲透坡降而定。(正常水位時(shí)),取[J]=,則L==。這樣接觸面長(zhǎng)度為2+=,防滲墻位置在心墻底面中心中部偏上,岸坡混凝土防滲墻底厚沿岸坡,逐漸變化,大壩的剖面圖如下圖所示:1設(shè)計(jì)洪水與校核洪水本河流屬典型山區(qū)河流,洪水暴漲暴落,設(shè)計(jì)洪峰流量取100年一遇,即Q設(shè)=1680m3/S,(p=1%),校核洪峰流量取2000年一遇,即Q校=2320m3/s,(p=%)。采用以洪峰控制的同倍比放大法對(duì)典型洪水進(jìn)行放大,得設(shè)計(jì)洪水與校核洪水過(guò)程線。設(shè)計(jì)計(jì)算書第四部分:調(diào)洪演算1調(diào)洪演算與方案選擇 、泄洪方式及水庫(kù)運(yùn)用方式本樞紐攔河大壩初定為土石壩,需另設(shè)壩外泄水建筑物。由于壩址兩岸山坡陡峻,如采取開敞溢洪道的方案,可能造成開挖量太大而不經(jīng)濟(jì),因而采用隧洞泄洪,并考慮與施工導(dǎo)流結(jié)合。水庫(kù)運(yùn)用方式:洪水來(lái)臨時(shí)用閘門控制下泄流量等于來(lái)流量,水庫(kù)保持汛前限制水位不變,當(dāng)來(lái)水流量繼續(xù)加大,則閘門全開,下泄流量隨水位的升高而加大,流態(tài)為自由泄流。流量隨水位的升高而加大,流態(tài)為自由泄流。、防洪限制水位的選擇防洪限制水位取與正常水位重合,這是防洪庫(kù)容與興利庫(kù)容全不結(jié)合的情況,因?yàn)樯絽^(qū)河流特點(diǎn)是爆漲爆落,整個(gè)汛期內(nèi)大洪水隨時(shí)都可能出現(xiàn),任何時(shí)刻都須留一定的防洪庫(kù)容是必要的。、調(diào)洪演算本設(shè)計(jì)擬訂四組方案進(jìn)行比較,調(diào)洪演算成果見下表調(diào)洪演算成果表方案孔口尺寸工況Qm3/sV(106m3)上游水位z超高z一△z=2810mB=7m設(shè)計(jì)565398
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