【導(dǎo)讀】郭莊水利樞紐工程建筑物包括：主壩、溢洪道、導(dǎo)流建筑物、灌溉發(fā)電隧洞。計，次要建筑物按四級設(shè)計，臨時建筑我按五級設(shè)計。根據(jù)實際與現(xiàn)有條件，本設(shè)計主要針對其中的主壩和溢洪道進行詳盡的設(shè)計。造，兩岸連接建筑物等。括泄水過程、水面線及消能計算），細(xì)部構(gòu)造等。

　　

【正文】 3122 A AAAA ?? 式中取： K＝ 108cm/s 85 801 22 1 1 0 2 . 0 1 0 9 . 8 1 0s i n 2 1 0 . 3 4 2 1 1 . 5 2 . 2 5 2K KA L m H???? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? 85 602 1 1 1 0 1 5 2 . 0 1 0 1 5 1 . 3 8 1 00 . 4 4 2 3 2 1 1 . 5 0 . 4 4 1 5TKT KTA LT??? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? 2 20 1 0 1232 2 18 2 5 2 8 562 2si n 1 10 46 10 2 1 10 15 46 2 10 15 1021 211 .5 2 23 211 .5 15TK H K T HK H K TAL m H L T? ? ?? ? ? ??? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 代入上式有： h＝ 則單寬流量 ?q 610?? 3m /（ s m） 33 斷面的滲流計算 單寬流量：上游水位 443m，下游無水，壩底高程為 408m，無排水設(shè)備，用下式計算通過斜墻的單寬滲流量： ? ?hfhHKq 12210 s in2 ??? ?? 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 21 已知 ， 斜墻的滲透系數(shù)： 801 3 3 41 1 0 / , 4 4 3 4 0 8 3 5 , 1 8 . 5 ,2K c m s H m m?? ?? ? ? ? ? ? ? 代入上式： ? ?2281351 10 2 18 .5 4hq f h? ?? ? ? ??? 通過下游壩體的單寬流量按下式計算： )(2 222 hfLKhq ?? 壩體滲透系數(shù)為 10 /ms?? ，計算 滲徑 長度： ( 4 5 3 4 0 8 ) 2 . 2 5 4 ( 4 5 1 4 0 8 ) 2 ( 4 0 9 4 0 8 ) 1 . 5 1 8 9 . 8Lm? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 52 10 ()2 18 hq f h?????? 由 21 qq? 得： h＝ 則單寬流量： 10qm??? /(s m) 總滲流量計算 已知： 631 10 /qm??? (s m), 632 10 /qm??? (s m ), 633 10 /qm??? (s m), 1 2 3 466 , 15 4 , 62 , 15 0L m L m L m L m? ? ? ?， 則總滲流量為： ? ? ? ?1 1 1 2 2 2 3 3 3 46 6 6 663121 0 . 7 1 0 6 6 ( 0 . 7 1 . 6 ) 1 0 1 5 4 ( 1 . 6 1 . 4 5 ) 1 0 6 2 1 . 4 5 1 0 1 5028 0 7 1 0 /Q q L q q L q q L q Lms? ? ? ??? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? 則一天的總滲流量為： 638 0 7 1 0 2 4 3 6 0 0 6 9 .7 m?? ? ? ? 穩(wěn)定分析 計算說明 （ 1）目的 驗算設(shè)計斷面是否穩(wěn)定，保證土壩在自重、滲透壓力、孔隙水壓力和其他外荷載的作用下具有足夠的穩(wěn)定性，不致發(fā)生通過壩體或壩基接觸面的整體剪切破壞。 （ 2）荷載組合 土石壩應(yīng)對以下幾種荷載組合情況的壩坡驚醒穩(wěn)定計算： 正常運用情況（設(shè)計情況）包括： ① 上游為正常蓄水位，下游為相應(yīng)最低水位或上游為設(shè)計洪水位，下游為相應(yīng)最高水位形成穩(wěn)定滲流時的下游壩坡； ② 水庫水位正常降落時的上游壩坡； ③ 庫水位最不利時的上游壩坡，這種不利水位大致在壩底以上 1∕3 壩河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 22 高處。 非常運用情況 (校核情況 )包括： ① 施工或竣工期的上、下游壩坡； ② 庫水位驟降時的壩坡； ③ 校核洪水位下有可能形成穩(wěn)定滲流時的下游壩坡； ④ 正常運用情況加地震影響的上、下游壩坡； ⑤ 水庫蓄滿，排水設(shè)備失效時的下游壩坡。 在本設(shè)計中，根據(jù)壩的實際情況分析，僅做壩底以上 1∕3 壩高處的上游壩坡的穩(wěn)定分析計算。 （ 3）分析方法 按照壩坡滑裂面的形式不同，壩坡穩(wěn)定分析方法為圓弧法、直線或折線滑動面法和復(fù)式滑動面法。本設(shè)計中壩型為黏土料墻壩，因此采用折線滑動面法對上游壩殼以及斜墻連同上游保護層一起滑動時的穩(wěn)定計算。 （ 4）計算工況 壩坡穩(wěn)定分析計算時應(yīng)考慮水庫運行中的不利條件，一般需計算下列幾種工況： 正常運用情況下： ① 上游為正常蓄水位與下游相應(yīng)最低水位。 ② 上游校核洪水位與下游相應(yīng)最高水位。 ③ 上游距壩基 1∕3 高水位時。 非常運用情況下： ① 上游校核洪水位與下游相應(yīng)最高水位。 ② 庫水位驟降時 本設(shè)計中，穩(wěn)定分析計算主要針對上游距壩基 1∕3 高水位上游校核洪水位與下游相應(yīng)最高水位的工況進行。 （ 5）控制標(biāo)準(zhǔn) 在本設(shè)計中，壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的容許值見下表： 表 3— 2 容許最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 運行條件 工程級別 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 、 Ⅴ 正常運用 非常運用 正常運用加地震 穩(wěn)定計算 1 計算工況 （ 1）上游水位大約在壩底以上三分之一壩高處的上游壩坡。 （ 2）上游水位為校核洪水位，下游為相應(yīng)水位的下游壩坡。 2 穩(wěn)定計算 （ 1）上游水位大約在壩底以上三分之一壩高處的上游壩坡。 上游水位為 443m，下游水位為 405m；按下式計算安全系數(shù) K： 0c o s1s in 111111 ??? ??? tgWKWP ? ?? ? ? ? 0c o ss i ns i nc o s1 21122222211222 ???????? ??????? PWPK lcPWtgK 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 23 ? ?? ? ? ? 0c o ss i ns i nc o s1 32233322333 ?????? ??????? PWPWtgK 聯(lián)立上述三式，消去 1P 、 2P ，可解得 K。 計算簡圖 αα圖32 上游壩坡穩(wěn)定計算簡圖（單位：米） α 已知： 1? =35186。， 2? =， 3? =32186。，為計算簡便，上游壩坡取平均值 m=. (1) 1? =, 3? =12186。, 假設(shè) 2? =12186。，取單寬重量 1W 、 2W 、 3W ，分別按下式計算： 3139。1 11 ?? ?????? e k b akeebW 面積面積 3139。39。39。2 11 ?? ?????? k c b kc k bcbW 面積面積 2139。39。3 11 ?? ?????? n d c nn c ccW 面積面積 4 7 2 .7 5 1 2 9 .2 5d h e h m m? ? ? ? ? 2 . 6 4 7 2 . 6 1 2 2 . 2f h e h m? ? ? ? ? 1 2 9 . 2 5 1 2 2 . 2 7 . 0 5d f d h f h m? ? ? ? ? 7 . 0 5 ( 4 2 1 4 0 5 ) 2 . 6 4 8 . 6 5d g d f f g m? ? ? ? ? ? ? 39。 4 8 .6 5 1 7 .72 .7 5dgc g mm? ? ? 39。39。 17 .7 16 1. 7c c c g c g m? ? ? ? ? 39。 1 . 7 2 . 7 5 4 . 6 5n c c c m m? ? ? ? ? 3 1 2 . 6 (0 . 3 1 2 . 6 4 ) 2 2 . 6c i m? ? ? ? ? ? 222 2 . 6 2 2 . 6 0 . 2 3 9 . 6 61 2 1 2 0 . 2 3tgb j mtg ?? ?? ? ?? ? ? 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 24 2 122 2 .6 1 9 .3 212 tgij m mtg ????? 將以上數(shù)據(jù)代入 321 WWW 、 中，得 39。3 1 211 122114 . 6 5 1 . 7 1 2 1 . 4 4 . 6 5 1 6 1 2 2 . 6 9 2 5 . 3 022W n c c c n c h??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? mae 4? , 1 422em m? ? ? ( 452 421 ) ( ( ) ( ) jl mk j c jc i ijmk b k j bj m? ? ? ? ? ???? ? ?? ? ??? ? ? ? ? 因為njncjbcc?``，所以 ? ?? ?? ?1 1 32` ( 2)` 3` ` 3 2 1 1 1` 1 12 2 21 1 1 8 1 4 2 2 8 1 2 2 21``2c c njb j mncb k b j k j mW b k j l e a e m e m k b j lW b k c c c??? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??????? ? ? ?? ? ? ? ? ?13111211 2 2 22j bk c j??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??將以上數(shù)據(jù)代入式中，得 1 13 8 1 1 . 0 3 s in 6 3 . 4 3 8 1 1 . 0 3 c o s 2 3 . 5 6 3 . 4 3 5 0P tgK? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ?1211 2 4 . 1 4 3 . 0 21 7 . 8 3 8 1 1 . 0 3 c o s 1 3 sin 6 3 . 4 1 33 8 1 1 . 0 3 sin 1 3 c o s 6 3 . 4 1 3 0tg PKKPP? ? ? ?? ? ????? ? ? ???? ? ? ? ? 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 25 ? ? ? ?221 ta n 3 2 9 2 5 . 3 0 c o s 6 3 . 4 s in 6 3 . 4 1 3 9 2 5 . 3 0 s in 1 2 c o s 1 3 1 2 0PPK ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ???解得， K= (2)假設(shè) 2 14??? 同理則有： 1 2 32 5 6 4 .3 2 , 2 9 5 2 .1 8 , 9 2 5 .3 0W W W? ? ? 代入式中，得 K= (3) 假設(shè) 2 15??? 同理則有： 1 2 313 79 .4 2 , 19 87 .3 2 , 92 5. 30W W W? ? ? 代入式中，得 K= 表 3— 6 1∕3壩高水深 H=16m 上游壩坡穩(wěn)定計算 3? 2? )(1 KNW )(2 KNW )(3 KNW )(?? 2c 2l K ?12 ?13 ?351?? ? ?? ?323?? （ KN） 80 ?14 83 2． 22 ?15 87 13 14 63 15 67 16 72 14 15 65 16 75 17 83 ?K 表 3— 7 壩前水深 H=18m 上游壩坡穩(wěn)定計算 3? 2? )(1 KNW )(2 KNW )(3 KNW )(?? 2c 2l K ?13 14 ?351?? ? ?? ?323?? （ KN） 69 15 73 ?16 86 ?14 15 73 16 85 17 96 15 16 72 17 85 18 94 ?K 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 26 表 3— 8 壩前水深 H=14m 上游壩坡穩(wěn)定計算 上游為校核水位，下游為相應(yīng)水位的下游壩坡 上游水位為 451m，下游水位為 407m，按下式計算安全系數(shù) K ? ? ? ? 0c oss i ns i n1c os10c os1s i n21