【導(dǎo)讀】畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)本科教育的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，也是最重要的教學(xué)環(huán)節(jié)之一。知識鞏固深化過程，也是理論與實踐相結(jié)合的過程。畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)基本理論。使學(xué)生從中受到工程師所必需的綜合訓(xùn)練，并相應(yīng)地提高。文和說明書等等，培養(yǎng)實事求是、謙虛謹(jǐn)慎、刻苦鉆研、勇于創(chuàng)新的科研態(tài)度和科學(xué)精神。嚴(yán)格的畢業(yè)設(shè)計訓(xùn)練，使我們進入工作崗位后，可以較快地適應(yīng)工作。本樞紐處于大陸腹地，氣候干燥，壩區(qū)流道順直，兩岸為不對稱河谷，岸坡陡峭。本工程承擔(dān)發(fā)電、泄水、防洪任務(wù)，因此對水工建筑物的穩(wěn)定、承壓、防滲、抗沖。處理等部分，詳細的介紹了亭子口水利樞紐工程設(shè)計的內(nèi)容。其地面高程均在高程550m以上，不存在巖溶洼地等的浸沒問題。左右岸均有不對稱沖溝發(fā)育，在壩址范圍內(nèi)共發(fā)育大小沖溝13條(左岸7. 樞紐主要建筑物的組成，根據(jù)建筑物及其要求確定主要建筑物在樞紐布置中的現(xiàn)對位置。等級劃分及設(shè)計安全標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，本工程屬一等大型工程。

　　

【正文】 Kw = ； 取風(fēng)向與壩軸線垂線的夾角為 0186。，查規(guī)范表得折減系數(shù) kβ=1,初擬定壩坡 m=；又知吹程 D=900m。 平均波高： mh = 22 )(vgDgv = 22 ) 9 0 ( 0 1 ? = 平均波長 ： mL = 25 mh = 25? = 將 上式各值代入 R =mmW LhmKK 21??得 : R = 2 ???? ?。 根據(jù)爬高值累積概率 P 按工程等級給來確定 ,對該樞紐 Ⅰ 級土石壩取 P=1%的爬高值 R1% ；根據(jù) mh = 、 H = 得 0 0 1 8 12 6 1 ??Hhm 查 規(guī)范 《碾 》表, ?mRR ，則 mR 6 5 5 9 3 ??? 。 (2) 計算風(fēng)雍水面高度： 風(fēng)雍水面高度按下式計算 ?cos22mgHDKve ? （ 13） 式中綜合摩阻系數(shù) K 值變化在（ ～ ） ? 10 6? 范圍中，計算時取 K = ? 106? ；水庫平均水深 mH 近似取為 mHm ??。 e = m0 0 0 9 0 026 ???? ??? ? (3) 安全加高 :按Ⅰ級壩和正常 運用情況查規(guī)范表 ,A=。 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 38 則正常運用情況下壩頂超高為 ： 2 . 1 5 5 6 m1 . 50 . 0 0 0 60 . 6 5 5 0 ????? h 計算非常運用條件下的壩頂超高： 非常運用條件下的壩頂超高計算公式與正常情況下一樣，所不同的是風(fēng)速采用多年平均最大風(fēng)速 v = ，壩前水深 H = – = ，水庫平均水深 H/2 = 。 (1) 先計算波浪爬高值 R：由 ?K = ， 2 12 ???ghv，查規(guī)范《碾》表 得經(jīng)驗系數(shù) Kw = ；取風(fēng)向與壩軸線垂線的夾角為 0186。，查規(guī) 范表得折減系數(shù) kβ=1， m=。 平均波 高 ： mh = 22 ) ( 0 1 ??? = 平均波長 ： mL = 25? = 將 上式各值代入：21 WKKRhm ?????(14)得： R = m2 6 1 8 6 2 3 2 ???? ? 按 P=1%， 0 0 0 8 41 2 3 ??Hhm 查規(guī)范《碾》表 , ?mRR ，則： mR 5 8 3 6 1 ??? 再按下式計算風(fēng)雍水面高度 e ： e = m0 0 0 1 9 0 026 ???? ??? ? 查規(guī)范表 ， A=。 則非常運用情況下壩頂超高為 ： △ h = + + = 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 39 壩頂高程及壩高： 正常運用條件下的壩頂超高為： += ； 非正常運用條件下的壩頂超高為： += ； 考慮在上游側(cè)設(shè)置 高的防浪墻，用防浪墻頂部代替壩頂高程，則壩頂高程 為： = ，壩高為： = ； 以壩高的 1%為預(yù)留沉陷值，則施工高程為： +1%= 表 11 超高計算結(jié)果表 參數(shù) 工況 R(m) e(m) A(m) Y(m) 正常運用情況 非常運用情況 表 12 壩頂高程計算結(jié)果表 參數(shù) 工況 超高 Y （ m） 壩頂高程 (m) 取值 （兩種取其大值） 設(shè)計洪水位 正常運用條 件 √ 校核洪水位 非常運用條件 正常蓄水位 壩頂寬度 參照原華東水利學(xué)院主編的《水工設(shè)計手冊》第 4~58 頁規(guī)定：壩高 100 米以上，壩頂寬度宜用下計算： B= H 式中： B ——壩頂寬度（ m）； 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 40 H ——壩高（ m）。 B= H = =，確定壩頂寬 13m。 壩坡及馬道 壩坡 參考已建工程，初擬上游壩坡為 1:，下游壩坡為 1:， 1:， 1:。 上游壩面設(shè)干砌石護坡，參考水工建筑物教材 P267，取厚度為 ，下面設(shè) 的碎石墊層。下游也采用干砌石護坡，厚約 ，下面也設(shè) 的碎石墊層。 馬道 上下游均設(shè)置馬道，馬道寬 2m，下游馬道上 排水溝，其結(jié)構(gòu)詳圖見下 (11)： 圖 11 馬道結(jié)構(gòu)圖 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 41 圖 12 排水溝平面 圖 構(gòu)造 t 壩頂上面用碎石鋪設(shè)路面，壩頂向下游傾斜 1%的坡度，上游側(cè)設(shè) ，下游側(cè)設(shè)緣石，如圖 下 (13)所示 ： 圖 13 壩頂西部構(gòu)造圖 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 42 壩體防滲 壩體防滲采用粘土心墻防滲體。心墻頂高程為 ，設(shè)計洪水位為： ，頂部保護層厚度為 =，心墻頂寬設(shè) 3m，自頂向下逐漸加厚，邊坡為 1:，計算點水頭為 H = – = ，根據(jù)經(jīng)驗取允許滲透坡降 [J] = 4，底部厚度 H/[J] = ，滿足要求。 心墻兩側(cè)設(shè) 厚的粗砂為過渡層。 壩基防滲 壩基防滲采用粘土截水墻，上部厚度與心墻厚度為 ，下部厚度取為 〉H/4=。為加強截水墻與巖石的連接，在截水墻底部再挖 4m 的齒槽，截水 槽開挖邊坡為 1： 1，兩側(cè)設(shè) 厚的粗砂層。 壩體排水和設(shè)備 采用堆石棱體排水設(shè)備。排水體頂部高程為 ，高出下游最高水位 1m，頂寬 3m，內(nèi)坡 1:，外坡 1:2，如圖（ 14）所示。 滲流計算 土石壩的滲流計算主要是為了確定壩體的浸潤線的位置，為壩體的穩(wěn)定分析和布置觀測設(shè)備提供依據(jù)，同時確定壩體與壩基的滲透流量，以估算水庫的滲漏損失，而且還要確定壩體和壩圖 14 棱體排水 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 43 體滲流區(qū)的滲透坡降，檢查產(chǎn)生滲透變形的可能性，以便 采取適當(dāng)?shù)目刂拼胧? 目的在于：為穩(wěn)定分析時，劃分飽水區(qū)提供依據(jù)、定對穩(wěn)定有影響的滲流作用力、行壩體防滲體布置和土料選擇。 滲流計算包括以下水位組合情況： 上游正常蓄水位與下游相應(yīng)的最低水位； 上游設(shè)計洪水位與下游相應(yīng)的水位； 上游校核洪水位與下游相應(yīng)的水位； 庫水位降落時上游壩坡穩(wěn)定最不利的情況。 （說明：本設(shè)計計算第二種情況為例，其他三種情況只在數(shù)值方面區(qū)別于第二種 情況，計算方法和步驟完全一樣。故不重復(fù)勞動） 滲流計算的水位組合情況如下： (1)上游為校核洪水位 ，下游為最 高水位 。 (2)水位降落時的滲流計算。 分段情況：根據(jù)壩軸線地址剖面圖的地形、地址情況，沿壩軸線分三段進行計算。 IIIIIIIIIIII775659428177745547滲流計算示意圖 11 斷面滲流計算 （ 1） 計算簡圖：如圖（ 15）所示 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 44 （ 2） 單寬滲流量： 單寬滲流量和心墻后滲流水深可由下式聯(lián)立試算解出： ?2 )()(0 221 ThTH ekq ???? (15) Ln HhTLHh ee Tkkq ??? ?? 222221 (16) 式中： q——單寬滲流量， sm/3 ； ? ——心墻平均 厚度， m ； T——地基厚度， m ； 1H ——壩前水深， m ； 2H ——下游水深， m ； eh ——心墻下游溢出高度， m ； L——計算長度， m ； K０ ——心墻的滲透系數(shù)； K1 ——壩身的滲透系數(shù)； KT ——為壩基的滲透系數(shù)。 已知： scmk /102 60 ??? ； mH ? ； 地基厚度 mT 8? 。心墻平均厚度為： 圖 15 剖面 計算簡圖 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 45 ? = ) 8 7 3(2 ) 8 8 7()(2 ) 8 7 3()( ?? ??????? 將 ? 帶入 q 式中得： )( )8() 8 4(1010212226ee hfhq ?? ??????? ?? 為確定 q 及 eh 的值，用下式計算通過下游壩殼及地基的單寬流量 ： Ln HhTkLHhkq eTe 39。 22222 ???? （ 17） 已知壩殼滲透系數(shù) scmK /103 3??? ；下游水深 mH ??? 3 7 5 . 5 8 m42324 0 . 0 1 21 . 52 9 0 . 8 6 )( 3 1 0 . 0 42 . 7 5 3 1 0 . 0 4 )( 3 7 5 . 2 2 42 . 53 7 5 . 2 2 4 )( 4 2 5 . 2 2 42 . 2 54 2 5 . 2 2 4 )( 4 7 5 , 2 2 4130 . 6L ????? ???????? 修正系數(shù) 1 2 39。 ????? lTn 代入得： )( )( 2222223 eee hfhhq ?? ??????? ????? ???? 設(shè) mhe ? ； )/()7 2 ( 361 msmf ??? ?； )/()7 2 ( 362 msmf ??? ? )()( 21 ff ? ；故 mhe ? 。 經(jīng)試算： mhe ? 時兩式近似相等。 )/( 36 msmq ??? ? 。 繪制浸潤線 ： mhe ? ； mH ? ， 故浸潤線近視一條直線。 22 斷面的滲流計算。 (1) 計算簡圖：如圖（ 16）所示） 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 46 圖 16 剖面計算簡圖 （ 2） 單寬滲流量：上游水位 ，下游無水，壩底高程 420m，無排水設(shè)備，用下式計算通過心墻的單寬滲流量。 已知心墻的滲透系數(shù) scmk /102 60 ??? ；上游水深 mH ??? ， 心墻平均厚度 ： ? ? )( ????????? 代入式中得： )(108 4 4 18222226 hfhhq ????? ????? ??? 按下式計算通過下游壩殼的單寬滲流量（用 h 代替式中的 1H ) LhmL khq ??? 22222 （ 18） 已 知 壩殼 滲 透 系 數(shù) scmk /103 3??? ，下游壩坡系數(shù)為 ?m ，計算長度23284 )42 022 5()22 522 5( ?????????????L ? ，代入上式得： )( 10102 2222223 hfh hq ??? ?????? 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 47 設(shè) mh ? ，由于 mh ? ； )/( 36 msmq ??? ? 。 （ 3）逸出高度及浸潤線的繪制 :按下式計算逸出高度： mmkqh 1 5 )( )(23620 ???? ???? ???。 按下式繪制浸潤線： 103 23720 ???? ????? ?? xxhxkqy （ 4）總滲流量計算 : )/( 361 msmq ??? ? ； )/( 3632 msmqq ???? ?； mL 3401004401 ??? ； mL 80202002 ??? ； mL 1004405403 ??? ， 則總滲流為： )10080( 66332211 ?????????? ??LqLqLqQ dmsm /??? ? （ 5）校核。 1）滲透量：大壩在校核洪水位的可容為 億 3m ，而每日的滲流量僅為 m ，故滿足防滲要求