平山水利樞紐設計計算說明書畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-25 14:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 庫水位高度的最大值，m； ——壩前水域平均水深，m； ——綜合摩阻系數(shù)，其值變化在（～）106之間，計算時一般取K=106； ——風向與水域中線（或壩軸線的法線）的夾角，（176。）；、 ——計算風速和水庫吹程，m3/s、Km。 ——安全加高，m，根據(jù)壩的等級和運用情況，按表11確定。表11 安全加高 （單位：m）運用情況壩的級別1級2級3級5級正常非常 該壩屬于2級水工建筑物，安全加高分別?。?。以往計算壩頂超高公式中多包括風壅水面高度 ，由于該值不大，一般不到10cm，故可忽略，壩頂超高計算式可簡化為 ，[參考：：黃河水利出版社，第130頁]。下面采用我國水利水電科學研究院推薦的計算波浪在壩坡上的爬高 ，式中： ——設計波高， m； m——壩坡坡率，取m=；n——壩坡護面糙率,上游擬采用漿砌石勾縫，取n=。由于所給的設計資料中只有多年平均風速 ，故在正常和非常運用情況下，坡高均為：則 兩種計算成果見表12。表12 壩頂高程計算結(jié)果 運用情況靜水位 （m）波浪爬高R（m）風浪引起壩前壅高e (m) 安全超高A（m）計算壩頂高 程Z計（m）1%沉陷（m）竣工時的壩頂高程Z （m）設計情況（正常水位）0校核情況0按此方法計算得壩頂高程最后結(jié)果：。驗算：： 設計洪水位（正常蓄水位）++=； 。所以滿足要求。（2）根據(jù)經(jīng)驗公式近似計算壩頂高程等于水庫靜水位與壩頂超高之和，根據(jù)壩的級別，按以下4種運用情況考慮：（1）設計洪水位加正常運用條件的壩頂超高：+= m.．（2）正常蓄水位加正常運用條件的壩頂超高：+= m.．（3）校核洪水位加非常運用條件的壩頂超高：+= m.．（4）正常蓄水位加非常運用條件的壩頂超高，再加地震安全加高：+= m．綜合考慮土石壩的沉降量為壩高的1%，.． m．綜合上述計算結(jié)果，取最大值。4．2．2 壩頂寬度 本壩頂無交通要求，對中低壩B取5～10m，這里取B=。4．2．3 壩坡=,故采用幾級變坡。上游采用兩級， 采用三級。（1）上游壩坡：從壩頂至壩踵依次為1：；1：。（2）下游壩坡：從壩頂至壩趾依次為1：；1：；1：。（3）馬道：。4．3 防滲體設計（在此選用粘土心墻）4．3．1 防滲體尺寸土質(zhì)防滲體的尺寸應滿足控制滲透比降和滲流量要求，還要便于施工。心墻頂部考慮機械化施工的要求，邊坡取1：。上下游最大作用水頭差H==（下游無水狀況），粘土心墻壩的允許滲透坡降[J]=4，故墻厚T≧H/[J]=。心墻底寬為3+（+）2=，滿足要求4．3．2 防滲體超高 防滲體頂部在靜水位以上超高，對于正常運用情況（如正常蓄水位、設計洪水位）～，+=。4．3．3 防滲體保護層 心墻頂部應設保護層，防止冰凍和干裂。保護層可采用砂、砂礫或碎石，其厚度不小于該地區(qū)的洞深或干燥深度，上部碎石厚50cm；下部礫石厚30cm，具體見壩頂部構(gòu)造。4．4 壩體排水設計4．4．1 排水設施選擇常用的壩體排水有以下幾種型式：貼坡排水、棱體排水、壩內(nèi)排水、以及綜合式排水。（1）貼坡排水：不能有效的降低浸潤線，易因冰凍而失效，多用于浸潤線很低和下游無水的情況，而在此工程中不適用。（2）棱體排水：可降低浸潤線，防止壩坡凍脹和滲透變形，保護尾水范圍內(nèi)的下游壩腳不受尾水波浪沖刷，且有支撐壩體增加穩(wěn)定的作用，是效果較好的一種排水型式。（3）壩內(nèi)排水：其中褥墊排水對不均勻沉降的適應性差，易斷裂，且難以檢修，當下游水位高過排水設施時，降低浸潤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。綜合以上分析選擇棱體排水方式。4．4．2 堆石棱體排水尺寸，內(nèi)坡坡率1：，外坡坡率1：，頂部高程須高出下游最高水位對（正常蓄水位）流量時，；。，+= 。4．5 反濾層和過濾層4．5．1 設計規(guī)范及標準（1）保護無粘性土料（粉砂、砂、砂礫卵礫石、碎石等） 根據(jù)SL274—2001《碾壓式土石壩設計規(guī)范》規(guī)定，當被保護土為粘性土，且不均勻系數(shù) 時，對于與被保護土相鄰的第一層反濾料，建議按太沙基準則選用 ， ，同時要求兩者的不均勻系數(shù) 及 不大于5～8，級配曲線形狀最好相似。 式中： ——反濾料的特征粒徑，小于該粒徑的土占總土重的15%； ——被保護土的控制粒徑和特征粒徑，小于該粒徑的土分別占總重的15%及85%。上述兩式同樣適用于選擇第二、三層反濾料,當選擇第二層反濾料時，以第一層反濾料為被保護土，二選擇第三層反濾料時，則以第二層反濾料為被保護土。按此標準天然砂礫料一般不能滿足要求，須對土料進行篩選。（2）保護粘性土料粘性土有粘聚力，抗管涌能力一般比無粘性土強，通常不用上述兩式設計反濾層，而用以下方法設計。[參考：：黃河水利出版社，第157頁]。①滿足被保護粘性土的細粒不會流失 ，而采用不同的方法。當被保護土含有大于5mm的顆粒時， 。如被保護土不含有大于5mm的顆粒時， 。%的粘性土，按式 設計反濾層，當 ，取 。%～85%的粘性土按式 設計反濾層。%～39%的粘性土按式 設計反濾層。式中， %。若 。②滿足排水要求以上三種土還應符合式 ，以滿足排水要求。式中 應為被保護粘性土全料的 ，若 時 。（3）護坡墊層 同樣應滿足土粒不流失及足夠的透水性要求，但標準可降低些，建議按下式的簡便方法選擇粒徑。， 。4．5．2 設計結(jié)果由于設計原始資料中沒有提供各土、砂、石料的顆粒級配情況，這里無法用計算的方法進行反濾層的設計，只能參考相關規(guī)范和已建工程進行初步設計。初步擬定結(jié)果分述如下。（1）棱體排水部位尺寸如圖1。圖1 （2）護坡墊層見下面的護坡設計如圖2和圖3。4．6 護坡設計4．6．1 上游護坡采用目前最常用的漿砌石護坡。護坡范圍從壩頂一直到壩腳，厚度為40cm，下部設厚度均為30cm的碎石和粗砂墊層，如圖所示。圖24．6．2下游護坡下游設厚度為40cm的碎石護坡，護坡下面設厚度為40cm的粗砂墊層。見圖3。圖34．7 頂部構(gòu)造4．7．1 壩頂寬度對中低壩可取5～10m，此處取B=。4．7．2 防浪墻采用C20水泥漿砌塊石防浪墻，墻身每隔15m布置一道設有止水的沉陷逢。4．7．3 壩頂蓋面以防止防滲體——粘土心墻干裂、凍結(jié)和雨水沖蝕，在粘土心墻頂部設置保護層，厚度為80cm，分為兩層，上層碎石厚度為50cm，下層砂礫厚度為30cm。4．8 馬道和壩頂、壩面排水設計4．8．1 馬道。4．8．2 壩頂排水壩頂設有防
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