【正文】 特殊組合由基本荷載和一種或幾種特殊荷載組成閘基底面的抗滑由于時間緊迫 ,此處抗滑穩(wěn)定計算略 ? 泄槽底板的厚度 ,應(yīng)考慮溢洪道的規(guī)模及其與壩的相對位置 ?沿線的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件 ?水力特性 ?氣候條件 ?水流中夾沙情況等因素 ,并根據(jù)類似工程經(jīng)驗進(jìn)行類比確定 ?泄槽底板的厚度 為 50cm? 邊墻的設(shè)計詳見溢洪道斷面及細(xì)部構(gòu)造圖 ? 25 后 記 本設(shè)計書是根據(jù) “ 水利水電工程建筑 ” 專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)要求編寫的 ,是中國農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育水利水電工程專業(yè)的實踐內(nèi)容之一 ? 本人利用專業(yè)知識和工作實踐 ,對畢業(yè)設(shè)計要求進(jìn)行了認(rèn)真的閱讀 ,對土石壩 ?溢洪道的工作條件和所受作用荷載進(jìn)行了認(rèn)真分析 ,對其應(yīng)力和強度進(jìn)行了反復(fù)的計算和驗算 ,經(jīng)過老師的耐心指導(dǎo)和自己的不懈努力 ,終于圓滿地完成了本次《水工建筑物》的畢業(yè)設(shè)計 ?本設(shè)計書共分四章 ,對土石壩 ?溢洪道的分析方法 ?構(gòu)造特點與布置原則等要求對壩體進(jìn) 行了綜合考 慮 ,并擬定出最合理的壩體剖面尺寸 ?溢洪道的形式等 ? 通過此次設(shè)計 ,使我對專業(yè)知識有了更為深刻的了解 ,增強了運用理論知識去指導(dǎo)實踐的能力 ,達(dá)到了理論與實踐相結(jié)合的目的 ,增長知識的同時 ,也鍛煉了獨立思考問題的能力 。, 取鼻嵌處挑射角 θ=30176。如果是縫墩 ,墩厚要增加 — ?取閘 墩厚度為 3m ? 設(shè) 孔 口 數(shù) 為 3 孔 , 則 孔 口 凈 寬 b=L/n=24/3=8m ? 則 溢 流 前 緣 總 寬 度L=nb+(n1)d=38+23=30m, 考慮到便于施工 ,本工程擬采用駝峰堰 ?其最大作用水頭應(yīng)為設(shè)計流量下的水頭 Hmax? Q=mεL(2g)其中 :m= L=24m ε= g= Q=1815 21 則 HMAX= Hd=== P=== 取堰高 3m,則駝峰研 堰底高程為 7573=747m 當(dāng)在校核水量下 ,其堰上游水頭為 : Q=mεL(2g)其中 :m= L=24m ε= g= Q=4530 則 H0=,其上游水位為 757+=,滿足當(dāng)上游校核洪水位時 ,溢流堰下瀉流量 ? 其駝峰堰順?biāo)鞣较蜷L度為 L=8P=83=24m 陡坡段的確定 由于駝峰堰堰底 (高程 757m)河道 (河底高程為 699m)落差很大 ,多用泄槽與消能防沖設(shè)施連接 ,由于 槽內(nèi)縱坡陡 ,槽內(nèi)往往形成高速水流 ,槽內(nèi)水流為不均勻流 ,其底坡類型為陡坡 ?為了使水流平順 ,泄槽在平面上沿水流方向 ,宜盡量采取直線 ?等寬 ?對稱的布置 ?考慮到下游校核水位為,參考 IV— IV剖面圖 ,泄槽坡度采用 1:3,陡坡段高程定為 ,其水平長度為 ,陡坡長度為 ,由于是混凝土護(hù)面 ,則陡坡糙率為 ? 則 i=()/= 堰頂單寬流量 :`q=1815/24=(m3/m*s) 堰頂 EO=P1+HO=(757754)+= 堰頂流速系數(shù) :ψ=1 hc=q/[ψ(2g(E Ohc))] hc的計算見表 表 hc 的迭代計算 hc(m)的迭代計算 hc q ψ g EO hc 0 則 Hc= 22 沿陡坡段每 ,算出其各斷面水面流速及水面高度 ,具體見表 ? 由表 ,則陡坡末端水面 V=, 由 hb=(1+ζv/100 )h,可計算出各斷面計入波動及摻氣的水深 ,具體計算結(jié)果見表 ? 表 h ξ V hb 則邊墻高度 :H=+= 消能段的設(shè)計 形式 內(nèi)容 底流式消能 挑流消能 優(yōu)點 它具有流態(tài)穩(wěn)定 ,消能效果好 ,對地質(zhì)條件和尾水變幅適應(yīng)性強及水流 霧化小 ? 工程量小 ,投資省 ?結(jié)構(gòu)簡單 ?檢修施工方便 ? 缺點 工程量大 ,不宜排漂或排冰 ? 當(dāng)壩基有延伸至下游的緩傾角軟弱結(jié)構(gòu)面 ,可能被沖刷切面而形成臨空面 ,危及壩基穩(wěn)定 ,或岸坡可能被沖塌危及壩肩穩(wěn)定時 ,均不宜采用挑流消能 ? 適用條件 中 ?低壩或基巖軟弱的河道 ,高壩采用底流消能需經(jīng)論證 ? 基巖比較堅固的高壩或中壩 ,低壩需經(jīng)論證才能使用 2. 反弧段的確定 對于挑流消能 ,通常取反弧半徑 R=(4— 10)hc,其中 hc 為校核洪水位閘門全開時反弧段最低點處的水深 ?hc計算見表 ? 當(dāng)為校核流量 Q=4530m3/s時 ,則其上游水頭為 , EO=P1+HO=(757754)+= 單寬流量 :`q=4530/30=151(m3/m*s) 流速系數(shù) :ψ=1 hc=q/[ψ(2g(EO hc))] 23 表 反弧段 hc 迭代計算 hc(m)的迭代計算 hc q ψ g EO hc 0 151 151 151 151 151 151 151 151 hc=,R=(4— 10)hc 故取反弧半徑 R為 40m? 3. 鼻坎高程的確定 由于下游校核洪水位高程為 ,考慮到反弧段與陡坡末段 (高程為 )相連 ,鼻坎高程定為 ? 4. 挑射角的確定 一般的挑射角 θ=20176。m), 特別堅硬完整的基巖常取 q=100— 150m3/(s軟弱基巖常取 q=20— 50m3/(s) 10 10 9 10 8 9 10 12 10 11 8 10 α1 (176。) 31 ψ1 (176。 時 ,Kcmim=,計算成果列表 ? 3. 結(jié)論 由上述計算成果知 :該壩在正常工作條件下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)為 ,大于 SL2742020規(guī)定的數(shù)值 。 時 ,Kcmim=? 2. 上游為校核洪水位及下游為相應(yīng)水位的下游壩坡 已知校核洪水位為 ,相應(yīng)的下游水位為 ,假設(shè)不同的 α 1?α 2,采用折線法分別計算 Kc值 ,得 :α 1=26176。24699723, a nt a n 22 ???????? mmHccm ? 則mmE DNDmcmEDmBCmcED a )()(10t a n241?????????????????????? ???? 18 ? ?2222 6 7 92121 6 7 mSmSmSmSB C D E BN D A NE D N EB N D C B??????????????? 已知濕重度 31 / mKN?? , 飽和重度 3/ mKNsat ?? , 則浮容重32 / mKNws a t ????? ??? 則KNG KNG ??????? ???? 代入安全系數(shù)計算公式得 ? ??????????????????????????????0)1033c o s (10s i 31t a n1033s i n131t a n10c o 031t a n33c o i 111PPKKKPccc 整理后解得 :Kc= 2)假定上游水位為 ?,再假定不同 α 1?α 2分別計算 Kc值 ,計算結(jié)果見表 ? 經(jīng)過比較 ,當(dāng)上游水位為 ,α 1=27176。, 為 計 算 方 便 上 游 坡 取 平 均 值m=[()+( 723)+(723 699)+2]/( 699)=。 假定 α 1=33176。 Kc — 安全系數(shù) ? 已知 :ψ 1=31176。 α 1?α 2— 滑動面與水平面夾角 ,176。 2. 上游水位為校核水位 ,下游為相應(yīng)水位的下游壩坡 ? 穩(wěn)定計算 1. 上游水位大約在壩底以上 1/3壩高處的上游壩坡 1)假定上游水位為 ,按下式計算安全系數(shù) 17 ? ?????????????????0)c o s (s i ntans i n1tanc o s10tanc o s1s i n211222211222111111???????????PGPKGKGKGPccc 式中 :G1? G2 — 土塊重量 ,KN。 n — 土體孔隙率 ,已知 n=。 下游壩坡系數(shù) m2=,計算長度 L=10+()2+( )+2 (+4)/2 =,代入公式得 : ? ?hfh hq 2222 222 10101 ??? ??? ?? 根據(jù)水流連續(xù)條件 ,q1=q2=q,聯(lián)立等式 f1(h)?f2(h),用試算法求得 h=,將 h分別代入 q1?q2,解得 q1=10 8≈q2=10 8m3/,故 h=,q=10 8 m3/ 3)繪制浸潤線 :由于 h=,而下游無水 ,故浸潤線 近似一直線 ,如圖 ? 3. 計算總滲流量 Q ??? ni iilqQ 1 (36) ? ? ? ? ? ?? ?smQ / 3466????? ?????????? 滲透穩(wěn)定驗算 :大壩在校核洪水位 的庫容 10 8m3,設(shè)計洪水位的庫容 10 8m3。上游水深 H1==。 計算長度 L=+。KT=110 2cm/s。 已知 K=110 2cm/s。 M2 — 下游壩坡坡率 。 H2 — 下游水深 ,m。T==4m。 已知 :Ko=110 6cm/s。 h — 心墻后水深 ,m。 H1 — 壩前水深 ,m。 (4)庫水位驟降時對上游壩坡穩(wěn)定最不利的情況 ? 本次設(shè)計選取第 (2)種水位組合情況進(jìn)行滲流計算 ,即上游設(shè)計洪水位 ,相應(yīng)下游的水位 ? 計算步驟 ?公式 1. 分段情況 根據(jù)壩軸線地 質(zhì)剖面圖的地形 ?地質(zhì)情況 ,沿壩軸線分三段進(jìn)行計算 ,中間段(0+~0+),選取 11 斷面進(jìn)行滲流計算 。 (2)上游設(shè)計洪水位與下游相應(yīng)的最高水位 。 (2)滲透水流為二元穩(wěn)定層流狀態(tài) ,符合達(dá)西定律 ,即 V=KJ。流網(wǎng)法是一種簡單方法 ,能夠求解滲流場內(nèi)任一點的滲流要素 ,但對不同土質(zhì)和滲透系數(shù)相差較大的情況難以采用 。 (4)確定庫水位降落時上游壩殼內(nèi)自由水面的位置 ,估算由此產(chǎn)生的孔隙壓力 ,供上游壩坡穩(wěn)定分析之用 ? 2?計算方法和原理 分析方法主要有流體力學(xué)法 ?水力學(xué)法 ?流網(wǎng)法 ?試驗法和數(shù)值解法 ?流體力學(xué)法只有在邊界條件簡單的情況下才有解 ,且計算較繁 。 (2)計算壩體和壩基滲流量 ,以便估算水庫的滲漏損失和確定壩體排水設(shè)備的尺寸 。 巖石坡不陡于 1:,當(dāng)岸坡有倒