【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 河海大學(xué)本科畢業(yè)論文 —— 土石壩工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 河海大學(xué)水電學(xué)院水利水電工程專業(yè) 13 表 10 粘土的物理力學(xué)性質(zhì) 表 9 砂礫石的顆粒級(jí)配 顆 直徑 粒 mm 含量 料場(chǎng) 300 ~ 100 100 ~ 60 60 ~ 20 20 ~ ~ ~ ~ ~ 1上 2上 3上 4上 1下 2下 3下 4下 表 11 砂礫石的物理性質(zhì) 名稱 1上 2上 3上 4上 1下 2下 3下 4下 容重，kN/m3 比重 孔隙率， % 軟弱顆粒， % 有機(jī)物含量 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 河海大學(xué)本科畢業(yè)論文 —— 土石壩工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 河海大學(xué)水電學(xué)院水利水電工程專業(yè) 14 注：各砂礫石料場(chǎng)滲透系數(shù) k 值為 102厘米 /秒左右。最大孔隙率 ，最小孔隙率 料場(chǎng)名稱 最小值 最大值 平均值 1上 34176。 30′ 35176。 50′ 35176。 10′ 2上 35176。 00′ 37176。 10′ 36176。 00′ 3上 34176。 40′ 36176。 40′ 35176。 40′ 4上 35176。 10′ 37176。 40′ 36176。 30′ 1下 34176。 10′ 36176。 30′ 35176。 20′ 2下 35176。 20′ 38176。 00′ 36176。 40′ 3下 34176。 30′ 37176。 10′ 35176。 50′ 4下 36176。 00′ 38176。 20′ 37176。 10′ 河海大學(xué)本科畢業(yè)論文 —— 土石壩工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 河海大學(xué)本科畢業(yè)論文 —— 土石壩工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 第三章 設(shè)計(jì)條件和設(shè)計(jì)依據(jù) 設(shè)計(jì)任務(wù) 在對(duì)原始資料進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，掌握設(shè)計(jì)意圖，明確設(shè)計(jì)任務(wù)。 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算 根據(jù)防洪要求，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)，選定泄洪方 式和擬定泄洪建筑物的孔口尺寸；通過(guò)洪水調(diào)節(jié)計(jì)算確定防洪庫(kù)容、上游設(shè)計(jì)和校核水位及相應(yīng)的下泄流量。 主要建筑物型式選擇和水利樞紐布置 本階段任務(wù)包括：確定樞紐組成建筑物及其設(shè)計(jì)等級(jí)；通過(guò)不同方案的初步經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，選定壩型；確定水利樞紐的布置方案。 第一主要建筑物 —— 大壩設(shè)計(jì) 該階段任務(wù)有：通過(guò)比較分析，確定大壩基本剖面型式和輪廓尺寸；擬定地基處理方案與壩身構(gòu)造；進(jìn)行水力和靜力計(jì)算 ；進(jìn)行細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 第二主要建筑物 —— 泄水建筑物設(shè)計(jì) 本階段要求確定泄水建筑物結(jié)構(gòu)型式 和輪廓尺寸，進(jìn)行總體布置；擬定細(xì)部構(gòu)造；進(jìn)行必要的水力、靜力計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)依據(jù) 設(shè)計(jì)過(guò)程中主要參考了以下文獻(xiàn)： 1．《水工建筑物》（下），張光斗、王光倫著，水利電力出版社， 1994 2．《水力學(xué)》，李家星、趙振興主編，河海大學(xué)出版社， 2020 3．《水工建筑物》，左東啟、王世夏、林益才主編，河海大學(xué)出版社， 1995 4．《水工鋼閘門設(shè)計(jì)》，河海大學(xué)圖書(shū)館 5．《土石壩地基混凝土防滲墻設(shè)計(jì)與計(jì)算》，鄭秀培，水利電力出版社， 1979 6． SL2742020《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》，水利部， 2020 7． SD13484《水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范》 8．《水工設(shè)計(jì)手冊(cè) —— 土石壩》，水利水電出版社， 2020 河海大學(xué)本科畢業(yè)論文 —— 土石壩工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 河海大學(xué)本科畢業(yè)論文 —— 土石壩工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 9． GB5028799《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》，國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、中華人民共和國(guó)建設(shè)部， 1999 10．《土力學(xué)》，盧廷浩主編，河海大學(xué)出版社， 2020 11．《水利工程施工》，袁光裕主編，中國(guó)水利水電出版社， 1996 12．《水工設(shè)計(jì)的理論和方法》，王世夏著，中國(guó)水利水電出版社， 2020 13． 《水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南》 索麗生等，中國(guó)水利電力出版社，2020 14. Chow,Wan Te,editierinchief,handbook of Applied york: .. Hydraulic Transients,Litton Educational Publishing Inc. of 17. et Applied Hydrlogy. McGrawHill 18. Resources Handbook. McGrawHill and to ed. 河海大學(xué)本科畢業(yè)論文 —— 土石壩工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 河海大學(xué)本科畢業(yè)論文 —— 土石壩工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 第四章 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算 （專題） 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算原理 本河流屬于典型山區(qū)河流，洪水暴漲暴落，設(shè)計(jì)洪峰流量 Q 設(shè) = 1680m3/s（ P=1%），校核洪峰流量 Q 校 = 2320 m3/s（ P=%）。采用以峰控制的同倍比放大法對(duì)典型洪水進(jìn)行放大，得出設(shè)計(jì)洪水與校核洪水過(guò)程線。 工程等別及建筑物級(jí)別 正常蓄水位為 ,其相應(yīng)水庫(kù)庫(kù)容為 106 m3. 根據(jù) SDJ12— 78《水利水電工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（山區(qū) 、丘陵部分）》，由水庫(kù)總庫(kù)容指標(biāo)（正常蓄水位時(shí)庫(kù)容 106 M3，估計(jì)校核情況下庫(kù)容不會(huì)超過(guò) 10 億 m3）定為大（ 2）型；由防洪效益，灌溉面積，裝機(jī)容量等指標(biāo)定為?。?1）型；根據(jù)“各指標(biāo)分屬不同標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，采用其中最高級(jí)別來(lái)控制”的原則，最終由水庫(kù)庫(kù)容確定該工程規(guī)模為大（ 2）型。 主要建筑物為 2級(jí)，次要建筑物為 3 級(jí)，臨時(shí)建筑物為 4級(jí)。 永久建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)：正常運(yùn)用（設(shè)計(jì)）洪水重現(xiàn)期 100 年；非常運(yùn)用（校核）洪水重現(xiàn)期 2020 年。 泄洪方式與水庫(kù)運(yùn)用方案 泄洪方式：由于地形條件的限制，為減小 工程開(kāi)挖量，比較明渠方案，決定采用 隧洞泄洪 方案。 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)流量繼續(xù)加大，則閘門全開(kāi)，下泄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蓄水位重合，這是防洪庫(kù)容與興利庫(kù)容完全不結(jié)合情況，因?yàn)樯絽^(qū)河流的特點(diǎn)是暴漲暴落，整個(gè)汛期內(nèi)大洪水隨時(shí)都可能出現(xiàn)，任何時(shí)候都預(yù)留一定的防洪庫(kù)容是必要的。 調(diào)洪演算原理 采用以峰控制的同倍比放大法對(duì)典型洪水進(jìn)行放大，得出設(shè)計(jì)與校核洪水過(guò)程線。 擬定幾組 不同堰頂高程 I? 及孔口寬度 B 的方案。堰頂自由泄流公式Q= 2302 HgmB?? 可確定設(shè)計(jì)洪水和校核洪水情況下的起調(diào)流量 Q 起 ，由 Q 起 開(kāi)始，假定三條泄洪過(guò)程線（為簡(jiǎn)便計(jì)算，假設(shè)都為直線），在洪水過(guò)程線上查出 Q 泄 ，河海大學(xué)本科畢業(yè)論文 —— 土石壩工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 河海大學(xué)本科畢業(yè)論文 —— 土石壩工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 并求出相應(yīng)的蓄水庫(kù)容 V。根據(jù)庫(kù)容水位關(guān)系曲線可得相應(yīng)的庫(kù)水位 H，由三組（ Q 泄 ， H）繪制的 Q～ H 曲線與由 Q= 2302 HgmB?? 繪制的 Q～ H曲線相交，所得交點(diǎn)即為所要求的下泄流量及相應(yīng)水位。 堰頂高 程及泄洪孔口的選擇 調(diào)洪演算時(shí)需擬定幾組不同堰頂高程 ?∩ 及孔口寬度 B 的方案，進(jìn)行比較分析，取其優(yōu)者。 堰頂高程及孔口尺寸選擇原則 堰頂高程如果取的太低，孔口總凈寬選的大，則泄流能力加大，所需水庫(kù)防洪庫(kù)容可較小，擋水建筑物高度也可較小，上游淹沒(méi)損失也較??；但是這時(shí)隧洞本身工程量及造價(jià)會(huì)很高，而且本工程下游允許流量為 900，這樣過(guò)大的下泄流量為下游所不能允許。 如果堰頂高程取的高，孔口總凈寬取的小，則結(jié)果與上述相反。因此選定的方案必須下泄流量 Q900m3/s，為防止壩型過(guò)大上游水位超高 ?Z3 . 5m 。 方案擬定 要得到堰頂高程與孔口尺寸的最佳方案，應(yīng)在技術(shù)可行前提下，結(jié)合泄水隧洞以及擋水建筑物在內(nèi)的樞紐總造價(jià)最小來(lái)優(yōu)化，通過(guò)各種可行方案的經(jīng)濟(jì)比較決定。 設(shè)計(jì)中參照已建工程經(jīng)驗(yàn)，初步擬定四組堰頂高程與孔口尺寸如下： 方案一： I? =2811m， B=7m；方案二： I? =2812m, B=7m 方案三： I? =2813m, B=8m；方案四： I? =2812m, B=8m ?∩ —— 堰頂高程； B—— 過(guò)水凈寬 用下列方法計(jì)算下泄流量和設(shè)計(jì)和校核水位： （ 1）在估計(jì)所求 B 點(diǎn)附近，任意選定 B B B3（或 B1′、 B2′、 B3′）向A（或 A′）方向做三條直線，并與洪峰過(guò)程線相切，如圖 所示。 A,A′分別為 Q 設(shè) =1680m3/s（ P=1%）和 Q 校 =2320 m3/s（ P=%）時(shí)的起調(diào)點(diǎn)（在圖中 Q 設(shè)、 Q 校 分別用 Qmax 和 Qmax′表示），用下式計(jì)算分別不同方案和頻率下的起調(diào)點(diǎn)（ Bi， Bi′）。 起 調(diào)點(diǎn)： Q 起調(diào) =ε m 2/32 Hg? B 河海大學(xué)本科畢業(yè)論文 —— 土石壩工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 河海大學(xué)本科畢業(yè)論文 —— 土石壩工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 m—— 流量系數(shù)，與堰型有關(guān)，取 ； H—— 作用水頭 m； ε —— 側(cè)收縮系數(shù)取 （ε =**1=）； B—— 過(guò)水凈寬。 g—— 重力加速度取 B B B3為設(shè)計(jì)情況下過(guò) A做切線與來(lái)水過(guò)程線的交點(diǎn)，其流量計(jì)算公式 Qi=1680 yBi/120 yBi—— 為 Bi的縱坐標(biāo) B1′、 B2′、 B3′校核情況下過(guò) A′做切線與來(lái)水過(guò)程線的交點(diǎn)，其流量計(jì)算公式 Qi′ =2320 yBi′ /120 yBi′ —— 為 Bi′的縱坐標(biāo) （ 2）計(jì)算相應(yīng)直線 ABi（或 ABi）與洪峰過(guò)程線所包圍的面積（即相應(yīng)調(diào)節(jié)庫(kù)容）和相應(yīng)的隧洞最大下泄流量，并 V~H 曲線上根據(jù) V 總 查出高程 H。 在單位過(guò)程線上所圍面積 A，求出不同頻率下的相應(yīng)調(diào)節(jié)庫(kù)容 V 見(jiàn)表 41 (3)根據(jù)相應(yīng)高程 H，在 Q~H 曲線上根據(jù)交點(diǎn)找出相應(yīng)的隧洞最大下泄流量， H設(shè) ， H 校 ，如圖 41 所示。 將不同方案的計(jì)算過(guò)程列入表 41中，并將最后結(jié)果匯總至表 42中。 河海大學(xué)本科畢業(yè)論文 —— 土石壩工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 河海大學(xué)本科畢業(yè)論文 —— 土石壩工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 流量6h6h量流AB1B2B3A39。B139。B239。B339。(1,Qmax) (1,Q39。max) 圖 41 表 41 方案 1:堰頂高程＝ 2811m,b=7m，流量系數(shù) m= 設(shè)計(jì)情況 下泄流量 Q泄 調(diào)節(jié)庫(kù)容 V 庫(kù)容 Va 高程 H (M3/s) (10^6M3) (10^6M) (M) 490 590 630 700 校核情況 下泄流量 Q泄 調(diào)節(jié)庫(kù)容 V 庫(kù)容 Va 高程 H (M3/S) (10^6M3) (10^6M) (M) 483． 33 580 河海大學(xué)本科畢業(yè)論文 —— 土石壩工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 21 河海大學(xué)本科畢業(yè)論文 —— 土石壩工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 21 方案一28230 200 400 600 800流量高程系列1系列2系列3 方案 2:堰頂高程＝ 2812m,b=7m 流量系數(shù) m= 設(shè)計(jì)情況 下泄流量 Q泄 調(diào)節(jié)庫(kù)容 V 庫(kù)容 Va 高程 H (M3/S) (10^6M3) (10^6M) (M) 420 490 560 630 校核情況 下泄流量 Q泄 調(diào)節(jié)庫(kù)容 V 庫(kù)容 Va 高程 H (M3/S) (10^6M3) (10^6M)) (M) 580 河海大學(xué)本科畢業(yè)論文 —— 土石壩工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 22 河海大學(xué)本科畢業(yè)論文 —— 土石壩工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 22 方案二28230 200 400 600 800流量高程公式設(shè)計(jì)校核 方案 3:堰頂高程＝ 2813m,b=8m，流量系數(shù) m= 設(shè)計(jì)情 況 下泄流量 Q泄 調(diào)節(jié)庫(kù)容 V 庫(kù)容 Va 高程 H (M3/S) (10^6M3) (10^6M3) (M) 420 560 700 校核情況 下泄流量 Q泄 調(diào)節(jié)庫(kù)容 V 庫(kù)容 Va 高程 H (M3/S) (10^