【導(dǎo)讀】源于王圪堵水庫(kù)樞紐工程。本次設(shè)計(jì)在已有的工程資料和前人的工程經(jīng)驗(yàn)。物的布置設(shè)計(jì)和水力計(jì)算。壩設(shè)計(jì)，泄水建筑物設(shè)計(jì)，細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)，地基處理等。石壩的剖面設(shè)計(jì)以及滲流計(jì)算、穩(wěn)定計(jì)算以及水面線計(jì)算等設(shè)計(jì)。力學(xué)法以及相關(guān)規(guī)范、手冊(cè)所推薦的方法。進(jìn)行土石壩以及泄水建筑物的設(shè)計(jì)，為以后的學(xué)習(xí)奠定了重要的基礎(chǔ)。按照榆林能源化工基地建設(shè)要求及治黃大局的攔沙要求，確。定水庫(kù)任務(wù)是供水、攔沙和灌溉等綜合利用。本次設(shè)計(jì)是在對(duì)給定的庫(kù)區(qū)。工程實(shí)際，對(duì)王圪堵水庫(kù)樞紐工程進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容分9章：第1. 的地形地質(zhì)條件。第四章介紹設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù)，第五章進(jìn)行了調(diào)洪計(jì)算確。定了設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位。第6章至第8章為專題部分，首先是在對(duì)?；举Y料充分了解分析后選出合適壩址、壩型，進(jìn)行總體樞紐布置。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了主要建。各位老師給予批評(píng)指正。

　　

【正文】 106 95 108 95 95 取Δ t=7200 秒， 根據(jù)上面 B=16m 計(jì)算的庫(kù)水位～下泄流量曲線，對(duì)兩千年一遇設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行調(diào)洪演算。計(jì)算步驟見表 47。 表 47 2020年一遇設(shè)計(jì)洪水調(diào)洪計(jì)算表 時(shí)間 t（ h） 入庫(kù)洪水流量 Q（ m3/s) 時(shí)段平均入庫(kù)流量Q（ m3/s) 下泄流量q（ m3/s) 時(shí)段平均下泄流量q （ m3/s) 時(shí)段內(nèi)水庫(kù)存水量變化 ?V（萬(wàn) m3) 水庫(kù)存水量 V（萬(wàn)m3) 水庫(kù)水位Z（ m) 16 275 3977 18 510 14391 20 312 411 14976 22 240 276 24 192 216 26 172 182 28 154 163 30 136 145 32 120 128 34 136 128 36 190 163 38 172 181 40 202 187 42 306 254 44 284 295 46 254 269 48 220 237 50 200 210 52 280 240 54 282 281 56 300 291 58 520 410 60 475 62 564 64 978 771 66 2067 68 1262 70 876 1069 72 600 738 74 400 500 76 225 78 216 80 193 82 185 189 84 186 86 178 182 88 200 189 90 218 209 92 210 214 94 245 96 200 98 185 100 170 102 166 168 104 158 162 106 150 154 108 150 150 105 110 150 150 112 146 148 114 145 116 130 118 115 120 95 105 43 調(diào)洪計(jì)算成果匯總見表 48 表 48 調(diào)洪計(jì)算成果表 P (%) ? ?mZ m ? ?3 /mq m s 1 方案三：溢洪道溢流堰堰寬 15m，堰頂至導(dǎo)墻頂高 6m。泄洪排沙洞設(shè)一個(gè)，進(jìn)水口尺寸寬 *高為 4*。 調(diào)洪計(jì)算成果匯總見表 49 表 49 調(diào)洪計(jì)算成果表 P (%) ? ?mZ m ? ?3 /mq m s 330 602 由三個(gè)方案的比較，初選方案一為設(shè)計(jì)方案。 第 5 章 建筑物設(shè)計(jì) 壩體設(shè)計(jì) （一）、壩頂高程的確定： 壩頂在水庫(kù) 壩頂高程確定 經(jīng)水庫(kù)調(diào)節(jié)和調(diào)洪計(jì)算，初選正常蓄水位為 ，設(shè)計(jì)洪水位為，校核洪水位為 。依據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL274— 2020）規(guī)定，壩頂高程等于水庫(kù)靜水位與壩頂超高之和。分別按以下運(yùn)用條件計(jì)算，取其最大值。 （ 1）設(shè)計(jì)洪水位 +正常運(yùn)用條件下的超高； （ 2）正常蓄水位 +正常運(yùn)用條件下的超高； （ 3）校核洪水位 +非常運(yùn)用條件下的超高； （ 4）正常蓄水位 +非常運(yùn)用條件下的超高 +地震安全加高。 采用《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL274— 2020）附錄 A，計(jì)算壩前平均波浪高。 計(jì)算采用參數(shù)：壩址處多年平均最大風(fēng)速為 ，計(jì)算風(fēng)速正常運(yùn)用情況取多年平均風(fēng)速的 倍，計(jì)算時(shí)取 ；非常運(yùn)用情況下取多年平均最大風(fēng)速 。作用于水域的長(zhǎng)度（ D）取 。 壩頂超高由下式計(jì)算確定： y=R+e+A 式中： 45 y— 壩頂超高（ m） R— 波浪在壩坡上的爬高（ m） e— 最大風(fēng)壅高度（ m） A— 安全加高（ m） 依據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL274— 2020）附錄 A 里面公式計(jì)算： mnhha ? n— 壩坡糙率系數(shù)，按干砌石護(hù)坡考慮， n=； ?c o s22gHDKVe ? K— 綜合摩阻系數(shù)，取 103。 α — 風(fēng)向與壩軸線法線方向的夾角，取α =0； 正常運(yùn)用條件下的超高： ++= 非常運(yùn)用條件下的超高： ++= 地震安全加高：按 SL203— 97《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定為 從以上各個(gè)工況的計(jì)算情況來(lái)看，工況三即 校核洪水位 +非常運(yùn)用條件下的超高 =+=，因此設(shè)計(jì)壩頂高程取 ，可以滿足大壩運(yùn)用要求 。大壩中段清基后壩基高程為 1008m，則最大壩高為 。 （二）、壩頂寬度的確定： 按《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL274— 2020）規(guī)定，壩頂寬度應(yīng)根據(jù)構(gòu)造、施工、運(yùn)行和抗震等因素確定，中、低壩可選用 5～ 10m。取壩頂寬度為 8m。壩頂上游側(cè)設(shè)防浪墻，墻高 1m。 （三）、壩體斷面選擇： 參照已建成均質(zhì)土壩工程，初擬壩體斷面尺寸，通過(guò)穩(wěn)定和應(yīng)力計(jì)算，再進(jìn)行修正。最后確定的斷面尺寸如下： 壩坡設(shè)計(jì) 壩體采用土料填筑，擬定大壩的上游壩坡坡比為 1∶ 。下游壩坡坡比從上到下依次為 1∶ 、 1∶ ，在 高程設(shè)一馬道， 寬度3m。 47 圖 51 壩體橫斷面 大壩滲流計(jì)算 : 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 上游正常蓄水位和下游相應(yīng)水位； ⑵上游設(shè)計(jì)水位和下游相應(yīng)水位； ⑶上游校核水位和下游相應(yīng)水位； ⑷庫(kù)水位降落時(shí)上游壩坡穩(wěn)定的最不利情況。 滲流計(jì)算的目的是確定浸潤(rùn)線的位置，為壩體穩(wěn)定分析提供依據(jù)；確定壩體和壩基的滲透流量。已知資料： 抗剪強(qiáng)度 c=18kPa，φ =21176。， 滲透系數(shù) kv= 104， kH= 105 表 51 滲流計(jì)算參數(shù)表 正常蓄水位（ m） m1 m2 壩基面（ m) 下游水位（ m） t（ m） Kv ?k Kh 1046 1008 5 死庫(kù)容 死水位（ m） 壩頂高程（ m） 棱體排水 內(nèi)坡 1： 1 K 設(shè)計(jì)洪水位（ m） 校核洪水位（ m） m3 1027 1052 頂寬 2m 外坡 1： 2. 計(jì)算工況： （ 1）穩(wěn)定滲流期 ???設(shè)計(jì)工況正常工況 （ 2） 水庫(kù)水位降落期； 3. 計(jì)算過(guò)程 （ 1）穩(wěn)定滲流期 1) 正常情況 下游有棱體排水，且下游有水，可按表 52 計(jì)算確定浸潤(rùn)線的位置 49 表 52 滲流計(jì)算表 1 H1（ m） △ L(m） L（ m） he（ m） q（ m3/s) k y（ m） x（ m） 0 3 6 9 12 15 18 20 24 26 上表中 t 為下游水深， m1 上游壩坡， m2 簡(jiǎn)化后的下游壩坡。 hvkkk? H1— 上游水深， m 1111 HmmL ??? 等效矩形的寬度， m； he— 浸潤(rùn)線焦點(diǎn)處的高度， m； LtHLh e ???? 212 )( 單寬滲流量 ? ?221 )(2 hetHLkq ??? 浸潤(rùn)線方程為： q yHkx 2 )(221 ?? 計(jì)算工況有四種： （ 1）正常蓄水位上、下游壩坡穩(wěn)定； （ 2）設(shè)計(jì)洪水位上、下游壩坡穩(wěn)定； （ 3）校核洪水位上、下游壩坡穩(wěn)定； （ 4）正常蓄水位至死水位驟降期上游壩坡穩(wěn)定。 計(jì)算上游水位大概在壩底以上 1/3 壩高處的上游壩坡，水位為 1023m，按下式計(jì)算安全系數(shù)： 計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖 52 X（ m） Y（ m） 0 3 6 9 12 15 18 20 24 26 51 圖 52 大壩穩(wěn)定計(jì)算簡(jiǎn)圖 0c o s1s in 111111 ??? ??? tgGKGP e 0)s i ns i n)s i n (1c o s1211222211222 ( ?????? ???????? pGPKGK tgtg ee 已知： ?1=240。?2 =220； 為計(jì)算方便上游壩坡取平均值： m=[(10241008)*+5+(10521024) 3]/(10521008)= 取單寬計(jì)算，重量 G G2分別由下式計(jì)算 G1=面積 BCDEB 1γ 1 G2=面積 EDNE 1γ 1+面積 NDAN 1γ 2 上二式中 面積 BCDEB=面積 BNDCB面積 EDNE 面積 BNDCB=[（ BC+ND） *(10521023)]/2=(BC+ND) 面積 EDNE=ND*ED/2 面積 NDAN=ND*H/2 ED= )1( 22 ????mmHHm mH， H=1023m1008mm=15m ?1=340； ?2=80， 已知： m2=cot8176。； m=，則 ED= ???????? ?? 8cot15? = 由于（ 10521023） m1=29 cot34176。 =， （ 10521023ED） m=（ ） = 所以 BC== 在△ EDN 中 ND=m ED= = 于是得 面積 BNDCB=（ +） = 面積EDNE=1/2 = m2 面積BCDEB==2 面積NDAN=1/2 15= m2 已知土料干容重γ d=,ω取 5%，濕容重為γ 1=γ d（ 1+ω） = ，比重 G=，孔隙率 n=1γ d/（ Gγ w） =（ ）= ，浮容重γ 2=γ d（ 1n）γ w=（ ） =。 則： G1=*＝ KN G2=*+*＝ 代入安全系數(shù)公式得： 024ta n34c o i ???? ??? ckp 0)834c o s (8s i n8 0 2 3 3 8 0 433ta n)834s i n (122ta n8c o s8 0 2 3 3 8 0 41 11 ??????? ???????? ppkk cc 53 整理計(jì)算得： Kc1= Kc1=（舍去） 1=24176。，α 2=6176。計(jì)算得： Kc1= Kc1=（舍去） 1=25176。，α 2=5176。計(jì)算得： Kc1= Kc1=（舍去） 結(jié)論：由上述計(jì)算結(jié)果知：該壩在正常運(yùn)行情況條件下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)為 ，大于規(guī)范規(guī)定的最小數(shù)值 。因此，擬定的斷面尺寸是合理的。 5. 2 溢洪道設(shè)計(jì) 要結(jié)構(gòu)型式 溢洪道布置在右壩肩臺(tái)地，由引渠段、溢流堰段、陡槽段、消力池段、護(hù)坦段及明渠段組成，全長(zhǎng) 。 引渠段渠底高程 ，長(zhǎng)度 ，為矩形斷面，側(cè)墻采用 C30鋼筋砼與錨桿組合襯砌，襯砌厚度 ， 溢流堰選用 WES 型實(shí)用堰，堰頂高程 ，寬度 ，長(zhǎng)度，堰體采用 漿砌石，表層采用 C30 鋼筋砼襯護(hù)。 陡槽段長(zhǎng) ，由堰后順直段、漸變段、泄槽段組成。其中堰后順直段長(zhǎng) ，為矩形斷面，底寬 15m，比降 1/14，采用 C30 鋼筋 砼與錨桿組合襯砌，襯砌厚度 ；漸變段長(zhǎng) ，底寬 15～ 10m，槽底比降1/14，采用 C30 鋼筋砼與錨桿組合襯砌，襯砌厚度 ；泄槽段長(zhǎng) ，為梯形斷面，底寬 10m，比降 1/14，采用 C30 鋼筋砼襯砌，襯砌厚度 。襯砌頂線以上基巖面以下采用 C20 砼噴護(hù)，噴護(hù)厚度 。 溢洪道采用底流消能，消力池寬度 10m，池深 ，長(zhǎng)度 ，采用 C30 鋼筋砼襯砌，底板襯砌厚度 ，側(cè)墻襯砌厚度 ，襯砌頂線以上基巖面以下采用 C20 砼噴護(hù)，噴護(hù)厚度 。 消力池后護(hù) 坦長(zhǎng)度 ，底寬 10m，為梯形斷面，采