【正文】 PL G1 G2 G3 G4 W1 W2 W3 PSV上部矩形 PSV下部三角形 U1 U2 U3 U4 合力矩∑M 合力矩∑M 圖52 計揚壓力力矩計算簡圖帶入求得：設計時：, 校核時：,均未出現(xiàn)負值（拉應力），符合應力要求。②上、下游邊緣剪應力、設計時： 校核時： ：上游面水壓力強度，kPa；：上游壩坡坡率：下游面水壓力強度，kPa；：下游壩坡坡率③上、下游邊緣水平正應力、設計時: 校核時：④第一主應力,設計時: 校核時: ⑤第二主應力設計時:校核時:成果分析：由以上可以看出壩體邊緣應力狀態(tài)良好，未出現(xiàn)拉應力的情況。不計揚壓力①垂直正應力和式中：—作用在計算截面以上全部荷載的垂直分力總和。 —計算截面的長度，B=。設計時：；校核時：； —作用在計算截面以上全部的荷載對截面形心的力矩總和。計算見表53和簡圖53如下：表53 不計揚壓力力矩計算表各項力設計工況校核工況力KN力臂m力矩M力KN力臂m力矩MP1 P2 PSH PL G1 G2 G3 G4 W1 W2 W3 PSV上部矩形 PSV下部三角形 合力矩∑M 合力矩∑M 圖53 不計揚壓力力矩計算簡圖帶入求得：設計時：, 校核時：,均未出現(xiàn)負值（拉應力），符合應力要求。②上、下游邊緣剪應力、設計時： 校核時： ：上游面水壓力強度，kPa；：上游壩坡坡率：下游面水壓力強度，kPa；：下游壩坡坡率③上、下游邊緣水平正應力、設計時: 校核時：④第一主應力,設計時:校核時:⑤第二主應力設計時:校核時:成果分析：由以上可以看出壩體邊緣應力狀態(tài)良好，未出現(xiàn)拉應力的情況。 溢流壩段設計該工程采用開敞式溢流壩，溢流壩曲線由頂部曲線段、中間直線段和下部反弧段三部分組成，溢流面曲線可采用WES曲線，具體如圖53。其中的Hd為定形設計水頭，按堰頂最大作用水頭Hmax的75％95％計算，可知圖54 溢流面計算簡圖。由于上游堰高﹥，故取 堰頂下游采用WES曲線，方程為： （式58）故可得堰面曲線見表54表54 堰面曲線坐標x y 用以下方法可求得切點坐標為（，）。具體過程如下： ；得，再代入可得直線段后接反弧段，采用挑流消能，挑流鼻坎應高于下游最高水位12m，（）。反弧段最低點流速： （式59） 則水深反弧段半徑一般?。?～10）h ，因流速較大，取，鼻坎挑射角度一般取，本設計取22186。由直線與圓相切可得圓心角為51176。+22176。=73176。初步擬定的剖面圖如圖54所示。圖55 溢流壩斷剖面圖 孔口設計：采用弧形閘門，閘門頂高略高于正常蓄水位?？卓趯挾萣=10m，取d=2m。則溢流前沿總長，從距離左岸218m處開始。 壩基處理 壩基開挖趾板區(qū)基礎包括趾板及其下游1/3水頭范圍。 河床壩段挖除砂卵石層和強風化巖體，使河床部位趾板基礎坐落在堅硬、完整的巖石上，建基面高程993m。兩岸部位要求挖除覆蓋層以及強風化巖石，開挖深度一般為10～20m，基巖均采取固結灌漿，增加其整體性。下游壩基開挖與趾板基礎開挖高程相同。. 壩基帷幕灌漿帷幕灌漿的設置條件應根據(jù)壩址的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和灌漿試驗資料，并結合壩高考慮決定，采用水泥灌漿。帷幕灌漿布置在壩基的迎水面，設置在壩體灌漿廊道下的基礎內(nèi)，形成一道連續(xù)而傾斜的幕墻。帷幕灌漿鉆孔方向傾斜向上游一般控制在00100之間，設計定為80。防滲帷幕深度根據(jù)作用水頭和基巖的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況確定。當?shù)鼗鶅?nèi)透水層厚度不大時，帷幕可穿過透水層深入相對隔水層35m。設計灌漿孔為一排，孔距3米，孔深20m 。 壩基固結灌漿固結灌漿的目的是：1，膠結壩基巖石裂隙；2，填實基巖下埋藏的溶洞、溶槽等用混凝土回填后，其頂部及周圍與巖石間裂隙，提高基巖承載能力，減少不均勻沉陷；3，增強帷幕部位的基巖以提高帷幕灌漿壓力；4，固結基巖與壩體混凝土的接觸面，提高接觸面抗剪強度；5，斷層破碎帶及兩側影響帶固結灌漿提高其承載能力，減少沉陷。固結灌漿孔深6米，帷幕前用12米，排距3米，孔距4米?；炷僚c基巖間抗剪斷參數(shù)值經(jīng)固結灌漿處理后：= ，=。 左壩肩防滲墻設計 壩址左岸為沙層，覆蓋層較厚，滲透性較強，須進行防滲處理。從左壩肩向左開挖120m，做防滲墻，墻高57m。 壩體構造設計 壩頂構造對于非溢流壩，壩頂寬8m。壩頂上游、下游側設防護欄桿。壩頂面設傾向上游的橫坡，坡率。并設有排水管通向上游。由于排沙孔布置在右壩段，因此在排沙孔對應的壩頂處布置檢修閘門的啟閉設備。見圖56 圖56 壩頂構造 廊道系統(tǒng)為了滿足灌漿、排水、觀測、檢查和交通等的要求，需要在壩體內(nèi)設置各種不同用途的廊道，這些廊道互相連通，構成廊道系統(tǒng)。 壩基灌漿廊道帷幕灌漿需要在壩體澆筑到一定高度后進行，以便利用混凝土壓重提高灌漿壓力，保證灌漿質(zhì)量。為此，廊道斷面為城門洞形，寬為3m，高為4m，底面距基巖面7m。灌漿廊道兼有排水作用，需要在其上游側設排水溝、下游側設壩基排水孔幕及揚壓力觀測孔，并在靠近廊道的最低處設置集水井，匯集從壩基和壩體的滲水，然后，井橫向排水管自流或由水泵抽水排至下游壩外。廊道位于左岸的出口高程為1010m，位于右岸的出口高程為1009m。為了檢查、觀測和排除壩體滲水，。其斷面形式為城門洞形，寬度為2m，高為3m，至上游面的距離為3m，上游側設排水溝。在壩基處設置基面排水廊道，尺寸與壩體內(nèi)排水廊道相同。并在壩基下設置集水井。 橫縫構造壩體在施工運行期間，為了防止季節(jié)性溫度變化發(fā)生伸縮變形和地基可能產(chǎn)生不均勻沉陷而引起的裂縫，可沿壩軸線方向每隔一定距離設永久性橫縫，橫縫垂直壩軸線，將壩體分成彼此獨立的壩段，以減小溫度應力適應地基不均勻變形和滿足施工要求，此工程非溢流壩段橫縫間距取25m，溢流壩段橫縫間距取15m，縫寬取1cm。橫縫內(nèi)設止水，采用一道金屬止水片，做成可伸縮的形狀，每側埋入混凝土長度20cm，止水至上游壩面的距離為1m，縫間貼瀝青油氈（見圖56，其中圖中尺寸以cm計）。 圖56止水詳圖6 結語本次畢業(yè)設計主要解決了水庫的樞紐布置和混凝土重力壩的專題設計，包括壩趾和壩型的選擇比較，大壩尺寸的設計，抗滑穩(wěn)定的計算，泄水建筑物的設計，大壩結構圖的繪制等實際工程問題。所得的結果滿足規(guī)范要求，同時也滿足畢業(yè)設計任務書要求。通過本次設計，運用幾年來所學的理論知識及專業(yè)知識，結合畢業(yè)設計的任務進行思考、分析應用，提高我們獨立思考與獨立工作的能力，同時也加強了計算、繪圖、編寫設計文件、使用規(guī)范、手冊能力的培養(yǎng)，使我們成為合格的水利人才。7 致謝為期一個學期的畢業(yè)設計緊張有序的做完了。這次設計是對我們幾年來所學知識的綜合運用與總結，涉及內(nèi)容及問題較多，工作量大。根據(jù)實際，本設計對榆林王圪堵水庫進行壩型，泄水等設計。通過大量的設計工作，大大加深了我對理論知識的理解，延伸了思維，培養(yǎng)了我們從大處著手，統(tǒng)籌考慮問題的設計思想，初步有了運用理論知識解決設計中實際問題的能力。我要感謝我的畢業(yè)設計指導老師：王**老師。感謝他在百忙之中抽出時間給我們上課，指導我們的畢業(yè)設計。感謝他為我們提供書籍資料，答疑解惑。為我們能較好的完成設計給予了極大的幫助。他對學生嚴格要求、對工作盡職盡責的，給我們留下深刻的影象。設計期間，我們遇到很多的問題，在我們同組成員的共同討論和老師的細心指導下，我們都一一的解決了，在此一并感謝共同奮戰(zhàn)一個多月的同組成員們。通過本次設計發(fā)現(xiàn)自己的知識還不夠豐富和能力還不夠高，在以后的學習工作中，還需要繼續(xù)努力，掌握更多的知識，從而為祖國的工程建設事業(yè)貢獻自己的力量。追求真理、注重實踐，用知識武裝自己，為中國的水利工程建設而奮斗！8 參考文獻[1] 韓玙，[M].西安:陜西人民出版社，2005.[2] 華東水利學院主編.《水工設計手冊》第五卷[M] 水利電力出版社，1989.[3] 華東水利學院主編.《水工設計手冊》第六卷[M] 水利電力出版設，1989.[4] 國家電力公司華東勘測設計研究院.《混凝土重力壩設計規(guī)范》[S]. 北京：中國電力出版社，2000.[5] 林繼庸.《水工建筑物》 第四版[M].中國水利水電出版社，2009.[6] 西安理工大學水力學研究所，李建中 主編.《水力學》[M].陜西科學技術出版 社，2002.[7] 田嘉寧，吳文平，[M].西安:陜西科學技術出版社，2005(5).[8] [M].北京:水利電力出版社，1985(5).[9] [M].北京:中國水利水電出版社，2001(3).[10] [M].北京:水利電力出版社，1984(12)[11] [M]. 北京:中國水利水電出版社，1981(9).[12] 田嘉寧，吳文平，[M].西安:陜西科學技術出版社，2005(5).[13] [M].西安:陜西科學技術出版社，2002(9).[14] 袁光裕，[M]. 北京:中國水利水電出版社，2005.[15] [M]. 北京:水利電力出版社，1982.[16] [M].北京：中國水利水電出版社，2000.[17] Terry W Sturn. Simplified Design of Contractions in Supercritical Flow. Journal of Bydraulic Engineering，1985.[18]Willi H Hager. Infinitesimal crosswave analysis. Journal of Bydraulic Engineering， 1984.[29] 高鐘璞，夏可風， [J].水利水電工程，1992.[20] Rajaratnam， jumps，Advances in hydroscienes ，1967.[21] Karki，K flow over ，No. Hy10，1976.[22] Pahael J Optimun Gravity Dam[M].Roller Compacted Concrete，Editedby and ..Mclean. San Digeo，California February25，1992.[23] 錢鶯鶯，[J].水利水電技術，1984(6).[24] ，高水頭水工建筑物的水力計算[M].北京:水利出版社，1984.[25] [J].水利水電技術，1984（4）.[26] 吳媚玲，水工設計圖集[M].北京:水利電力出版社，1994.