【導(dǎo)讀】線………………-3-. -4-. -4-. -6-. -8-. -12-

　　

【正文】 為了減少地基不均勻沉降和溫度變化的影響，混凝土或鋼筋混凝土鋪蓋常設(shè)有順?biāo)飨虻挠谰每p。橡膠壩工程鋪蓋縫距可采用 15~20m， 縱橫縫分開，本設(shè)計(jì)取?？p寬可采用 2~3cm，本設(shè)計(jì)取 2cm。 滲徑長度的計(jì)算 : L C H?? 式中： L 壩基滲徑長度 m，即壩基輪廓線防滲部分水平段和垂直段長度的總和。 H? 上下游水位差 C 允許滲徑系數(shù)值， （在規(guī)范中查得有濾層的 粗砂 地基允許滲徑系數(shù)為 4~5，取 ） 代入計(jì)算 （ 1）左岸： 4 20Lm? ? ? 地基防滲長度為 0 10 2 12 32 69 1 2 10. 5 2 52. 54 20Lm L m? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? 設(shè)計(jì)安全。 （ 2）右岸 根據(jù)左岸的計(jì)算原理，右岸的地基防滲長度也滿足要求。 39 抗?jié)B穩(wěn)定計(jì)算 （一）左岸抗?jié)B穩(wěn)定計(jì)算 （ 1）阻力系數(shù)的計(jì)算 ① 有效深度的確定 根據(jù)實(shí)際地質(zhì)勘查知，壩基處地下不透水層的埋藏高程為 。 001 0 1 4 7 . 4 3 1 . 48 8 . 6 8 7 . 2 1 0 1 1 . 4LmSm? ? ? ?? ? ? ? L0 壩基水平投影長度 S0 壩基垂直投影長度 所以 00 ? ? ? 查《水工建筑物》得0005 5 31. 4 24. 507 88. 6 83. 49 1 54 2eLT m mLS?? ? ? ? ? ???? 所以按實(shí)際透水層深度 T= ② 簡化地下輪廓 圖 鋪蓋、底板用其平均厚度代替，其下齒墻用板樁代替并移至兩端，如圖 。 40 a 區(qū)阻力系數(shù) 2323????????????? ）（ TSa? b 區(qū)阻力系數(shù) S1=S2=0m L= T= ? ? 21????? T SSLb? c 區(qū)阻力系數(shù) S= T= 4c o tln214c o tln2c??????? ???????? ?? ????? TS d 區(qū)阻力系數(shù) S1= S2= L= T= ? ? ? ? 21d??????? T SSL? 取 1d?? e 區(qū)阻力系數(shù) S= T= 3 5 14c o tln2e??????? ?? TS??? f區(qū)阻力系數(shù) S1=S2=0m L=1m T= ? ? 21f????? T SSL? g 區(qū)阻力系數(shù) 41 S=1m T= 14c o tln2g??????? ?? TS??? h 區(qū)阻力系數(shù) S1=S2=1m L= T= ? ? ? ? 21????????? T SSLh? 取 1h?? i區(qū)阻力系數(shù) S=1m T= 2 4 14c o tln2i??????? ?? TS??? j 區(qū)阻力系數(shù) S1=S2=0m L= T= ? ? 21????? T SSLj? k 區(qū)阻力系數(shù) S= T= 14c o tln2k??????? ?? TS??? l區(qū)阻力系數(shù) S1= S2= L= T= 42 ? ? ? ? 21???????? T SSLl? 取 1l?? m區(qū)阻力系數(shù) S= T= 2 9 14c o tln2m??????? ?? TS??? n 區(qū)阻力系數(shù) S1=S2=0m L=1m T= ? ? 21????? T SSLn? o 區(qū)阻力系數(shù) S= T= 1 0 23o ?????????? (2)出口處 滲透壓力的計(jì)算 Hm????? 則出口處滲透壓力為 ? ? ? （ 3）出口水頭損失值的修正 239。11 . 2 11 2 2 0 . 0 5 9TSTT? ?? ??????? ? ? ??? ?????????? T’：板樁另一側(cè)地基透水層深度 43 T：板樁出口側(cè)地基透水層深度 S：地板埋深與板樁入土深度之和 211 . 2 1 0 . 7 82 . 0 1 0 . 41 2 2 0 . 0 5 92 . 4 1 2 . 4 1? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ??? 39。 0 . 7 8 0 . 1 0 1 0 . 0 7 9ooh h m?? ? ? ? 滲流出口平均坡降 39。00 0 . 0 7 9 0 . 1 9 7 0 . 20 . 4 crhJJS? ? ? ? ? 滿足設(shè)計(jì)要求。 （二）右岸抗?jié)B穩(wěn)定計(jì)算 經(jīng)計(jì)算的右岸的 0 crJJ? ，也滿足設(shè)計(jì)要求。 分縫及止水 為 防止 地基 因溫度變化產(chǎn)生變形 和產(chǎn)生不均勻沉降 ， 對 壩 底板進(jìn)行 分縫， 順?biāo)鞣较?每孔 設(shè) 4 條永久縫， 距邊墩或中墩 4m處各設(shè)一個(gè)，再在距邊墩或中墩 處各設(shè)一個(gè)， 縫寬 2cm，采用橡膠止水帶止水。 防滲排水設(shè)施 橡膠壩雖屬小型工程但也存在基礎(chǔ)防滲問題。底板的地下輪廓布置均應(yīng)按照防滲與排水相結(jié)合的原則。在橡膠壩上游布置防滲設(shè)施，設(shè)置防滲鋪蓋，用來延長滲徑，減少底板滲透壓力，降低壩基平均滲透坡降。在下游設(shè)置排水設(shè)施，布置排水孔和反濾層，使?jié)B透水流盡快的安全排走。 排水設(shè)施：排水形式采用平鋪式排水，用直徑不同的卵石 、 礫石 、碎石等平鋪在 消 力池 首端 上，厚度 取 為 。排水設(shè)施和地基土壤接觸處易發(fā)生滲透破壞因設(shè)置反濾層。 反濾層設(shè)計(jì) 按照規(guī)范， 左岸河右岸的反濾層均 有三層組成 ， 粒徑沿滲流方向逐漸加大 ， 粗 44 砂墊層厚 10cm,300g/m2 土工布， 1 ~2 碎石墊層厚 20cm 消能防沖設(shè)計(jì) 丘陵 地區(qū)橡膠壩，由于水頭低且河床抗沖能力差，難以采用挑流消能，加上下游水位邊幅往往較大，也無法采用面流消能。據(jù)調(diào)查資料統(tǒng)計(jì)，我國已建大、中型水閘工程基本上均采用底流式水躍消能。橡膠壩水頭低而流量大，下游尾水深，下泄水流接近臨界水流，但不能產(chǎn)生完全水 躍，而形成一系列急流在表面成為波狀水躍。在泄量相同條件下，橡膠壩單寬流量比常規(guī)水閘小，躍后水深也比常規(guī)水閘小，底流消能可適應(yīng)較大范圍內(nèi)的變動(dòng)過壩流量和下游水位，同時(shí)在平面上也易擴(kuò)散。故本橡膠壩底流式采用水躍式消能。 泄洪能力的計(jì)算 橡膠壩的泄洪能力 ， 可按堰流基本公式計(jì)算 : 320 2 Q m B g H??? 式中 Q過壩流量 ， 3/ms B溢流斷面的平均寬度 ， m，取 60m 0h 計(jì)入行進(jìn)流速的堰頂水頭 ， m， 設(shè)計(jì)洪水位為 ，所以 第 6~ 8孔 取 ；第 1~ 5 孔取 。 m 流量系數(shù) ，視為寬頂堰 m=~ ，取 ? 淹沒系數(shù) ，寬頂堰淹沒條件 ? ,則0 shH ? ，查《水力學(xué) 下 》得 ? = ? 堰流側(cè)收縮系數(shù) ， 與邊界條件無關(guān) ，取 1 求得 第 6~ 8 孔 通過的流量： 3 321 3 1 1 0 . 3 6 6 0 2 9 . 8 4 . 0 2 2 9 5 . 0 5 5 /Q m s? ? ? ? ? ? ? ? ? 45 第 1~ 5 孔 孔通過的流量： 3 322 5 1 1 0 . 3 6 6 0 2 9 . 8 5 . 0 5 3 4 5 . 7 2 7 /Q m s? ? ? ? ? ? ? ? ? 通過橡膠壩的總流量為 12 3322 95 .05 5 53 45 .72 7 48 881 28 .78 2 / 81 08 /TQ Q Q Qm s m s? ? ? ? ? ??? 滿足要求。 消能設(shè)計(jì)計(jì)算 橡膠壩泄流一般有以下三種流態(tài)： ① 橡膠壩全部坍落，袋面行洪，水流比較平穩(wěn)，流速與原河床流速相近。 ② 橡膠壩全部充起，壩頂部類似實(shí)用堰。當(dāng)壩頂開始溢流時(shí)，下游水深很淺甚至無水，水流連接條件 不利，隨著溢流量的增加 ，下游水深逐漸提高，形成水躍。水躍有一定程度的淹沒，對消能有力；但 當(dāng)壩下游護(hù)坦與底板高程齊平時(shí) ，下游壩腳處易產(chǎn)生 局部 負(fù)壓區(qū)，使壩袋振動(dòng)。 ③ 橡膠壩未充到設(shè)計(jì)高度，或在坍落過程中，壩型類似于寬頂堰，壩頂溢流時(shí)，水流具有兩個(gè)自由表面的跌差：一個(gè)在上游面的頂端，一個(gè)在下游面的頂尾。 全部塌落與原河床水流條件近似，故只進(jìn)行全部沖起和塌落過程的水利計(jì)算。 （ 1） 橡膠壩的基本流態(tài)： 壩袋運(yùn)用時(shí)外形的變化：橡膠壩壩袋在充脹 的過程中內(nèi)壓逐漸增大，壩頂寬度逐漸減小，此時(shí)壩袋外形接近實(shí)用堰 ； 坍壩過程中內(nèi)壓逐 漸減小，其壩頂寬度逐漸增大，此時(shí)壩袋外形逐漸接近寬頂堰 ； 當(dāng)壩袋內(nèi)壓比等于零時(shí) ，壩袋完全泄空，袋囊平坍于河床上，恢復(fù)原有河床過水?dāng)嗝妗? 溢流時(shí)水流銜接狀態(tài)：在泄洪時(shí)，橡膠壩是均勻緩慢的坍落。溢流開始時(shí)，水位差最大， 隨著壩袋坍落，單寬流量逐漸增加，下游水深相應(yīng)增加，水位差減小 ，當(dāng)壩袋坍平后，水位差接近于零。 當(dāng)壩高充至設(shè)計(jì)高度 ， 壩頂溢流時(shí)，流速加大，沖刷力強(qiáng)。特別是過壩水流緊靠壩袋的下游錨固處，容易造成壩袋振動(dòng)和將砂石等雜物卷進(jìn)壩袋底部而磨損壩袋。因此，在下游應(yīng)設(shè)護(hù)坦保護(hù)壩體。護(hù)坦的設(shè)置范圍，要考慮溢流水深 、 流量上下游水位差下游水深流速等因素。為此，首先要判斷水流的銜接流態(tài)，這可用下游 46 水深與收縮斷面水深的共軛水深來進(jìn)行比較判斷。 （ 2） 消力池尺寸設(shè)計(jì) HT h39。hhH00 cs cv 0v 022gZL LLs js jtdph0消力池計(jì)算示意圖 ① 左岸消力池尺寸設(shè)計(jì) 按照橡膠壩壩頂溢流高度為 米， 0 ? 來計(jì)算過壩流量。 m取實(shí)用堰情況，為 3202Q mB g H??? = 3 21 . 0 1 . 0 0 . 4 0 6 0 2 9 . 8 0 . 9? ? ? ? ? ? = 3/ms 橡膠壩基本流態(tài)的判定： P=4m 0h =，故不記行進(jìn)流速。 0 4 0 .9 1 .6 6 .5Em? ? ? ? 單寬流量 31. 51 2 /Qq m s mB? ? ? 2233 1 .5 1 2 0 .6 1 69 .8k qhmg? ? ? 47 0 kEh ? 查《水力學(xué) 下》表 知流速系數(shù)φ = 1 查《水力學(xué) 下》圖解 5 得 2 khh ? 所以 2 85co kh h m? ? ? 根據(jù)共軛水深計(jì)算公式： 22238112coco coh qhgh????? ? ??? 得 2222338 1 . 7 8 5 8 1 . 5 1 21 1 1 1 0 . 1 3 62 2 9 . 8 1 . 7 8 5coco coh qhmgh?? ?????? ? ? ? ? ? ? ???????? 由下面的公式先確定下游水深 hd與流量 Q 的關(guān)系，任取 hd值，求出對應(yīng)的 Q： 斷面面積： A bh? （ b 為壩長 60m） 濕周： 2X b h?? 水力半徑： AR X? 謝才系數(shù)：161CRn?（ n為河床粗糙度，取 ） 流量： Q AC Ri? （ i為水力坡度，取 ） 具體計(jì)算過程： h 下 （ m） A(m2) X(m) R(m) C( 12/ms) Q(m3/s) 36 42 48 48 54 60 66 72 78 84 90 繪制流量與下 游水深曲線，如圖