【正文】 6 388 409 133 532 265 ****************************************************** 19。（見附圖 6） 10 表 8 寧村水庫開挖量計算 壩段 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ 面積 (m2) 壩段長 (m) 17 21 21 21 21 20 20 20 20 開挖量 (m3) 3461 總開挖量 (m3) 表 8 寧村水庫工程量計算 壩段 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ Ⅹ 面積 (m2) 壩段長 (m) 17 21 21 21 21 23 20 20 20 33 工程量 (m3) 14311 4954 3927 總工程量 (m3) 附錄： 擋水壩工況 DSBSJJH1 !PR: GRAVITY DAM trubasic By WCT READ YT,YF,T0,YU,NU,YD,ND DATA ,86,4,.2,.8 READ Y8,Y9,VZ,FD DATA ,27,3 READ Y3,Y4,VF DATA ,94,15 READ RD,YN,RN,NF,UT,UH DATA 24,92,.7,20,6,.25 READ F,FF,FC,RC,YC DATA .7,1,500,14300, READ YG,XG DATA 89,6 NEW SPECIFICATION CONDITION 1 CONDITION 2 CRITICAL STATE LEFT RIGHT LEFT RIGHT 11 Yv*(CP)=1/rd*(f*W/rf+C*A/rc) 14824 14183 13039 14134 [kN] Yv*(W/B6M/B2)(1+m2)=1/rd*(fc/rm) 1703 5296 1506 5296 [kPa] (W/B+6M/B2)=0 86 0 53 0 [kPa] **** STRESES amp。m) H== α = t k=α =**= ht 為沖刷坑后的下游水深，則沖刷坑深度為 ts=t kht== （ 三 ）壩體強度穩(wěn)定極限狀態(tài)設(shè)計 詳見：附表二：溢流壩電算方案 （ 四 ）壩體正常使用極限狀態(tài)合計 詳見：附表二：溢流壩電算方案 五、 大壩剖面優(yōu)化和應(yīng)力穩(wěn)定分析 利用電 算比較得到，溢流壩和擋水壩優(yōu)化斷面的三種可行性方案，計算結(jié)果參見附表。m)； H 為上、下游水位差， m； α為沖坑系數(shù)，對堅硬完整的基巖，取 ~，堅硬但完整性較差的基巖，取 ~，軟弱破碎、裂隙發(fā)育的基巖，取 ~。； h1為坎頂平均水深 h 在鉛直向的投影， h1=hcosθ，約等于 h； h2 為坎頂至河床面的高差， m。 （二） 消能防沖設(shè)計 確定鼻坎高程、反弧半徑、挑角 由 溢流壩斷面設(shè)計部分 得知： 鼻坎高程為 95m，反弧半徑為 ，挑角為 20176。 O2F=Rcos∠ BO2C=*= O2H=Rcos∠ CO2D=*cos20= 則 O2 所在高程為 HO2=95+= yO2== yb=+= AE== BE=AE*m2=*= 則 xB=+= xO2=xB+BF=+= 所以有 B(,)， O2(,)， C(,)。擬定為 θ =20176。 根據(jù)經(jīng)驗，鼻砍挑射角度一般取 20176。鼻砍斷面流速為 ，初擬 R=8h=8*=。 上游水位至挑砍高程 S1== 流能比 KE=q/( g )=28/( *)= 8 壩 面流速系數(shù) 3 0 3 ???? EK? = 鼻砍斷面流速 **2*8 9 1 ?? SV ? =反弧段最低點處的水深 h=q/v=28/= 因為反弧段流速愈大，要求反弧半徑愈大。地面高程 84m，挑砍高度~1m，初步擬定為 1m。 h 為校核洪水位閘門全 開時反弧段最低點處的水深。 x 0 1 2 3 4 5 6 0 1 y 0 ④反弧段 溢流壩面反弧段是使溢流面下泄水流平順轉(zhuǎn)向的工程措施，通常采用圓弧曲線，反弧半徑應(yīng)結(jié)合下游消能設(shè)施來確定。 對 y 求導(dǎo)， y39。 計算與下游直線段銜接 處點 A的 坐標 。三段復(fù)合圓弧的半徑 R 如圖中所示。 堰頂 O1點為坐標原點（ 0， 0），曲線采用三段復(fù)合圓弧相接。 ①上游直線段 在該設(shè)計中，由于擋水壩已經(jīng)確定，故為了不使擋水壩產(chǎn)生側(cè)向水壓力，則溢流壩的上游直線段設(shè)計與擋水壩保持一致。 （六） 壩體強度穩(wěn)定承載力極限狀態(tài)設(shè)計 詳見：附表一：擋水壩電算方案 （七） 壩體上游面拉應(yīng)力的正常使用極限狀態(tài)設(shè)計 詳見：附表一：擋水壩電算方案 （八） 壩體應(yīng)力分析 詳見：附表一：擋水壩電算方案 四、 溢流壩設(shè)計 （一） 溢流壩斷面設(shè)計 溢流堰斷面設(shè)計包括上游直線段，堰 頂曲線段、下游曲線段、下游直線段以及反弧段 5 個部分組成。） ① J 點恰好在正常蓄水位與上游壩面交點時： BJ=AG== GF=4/= AF=AG+GF= ②當 J 點恰好在壩頂與上游壩面交點時： BJ=AG=0m GF=4/= AF=AG+GF= 因此，設(shè)計中 AF 應(yīng)在 ~ 之間， 取 AF=10m。 F 點為下游起坡點。如下圖。 6 上游起坡點 一般為離建基面的距離為壩高的三分之一左右，即距建基面為： 則擬定上游起坡高程為 。 H== B=(~)H=(~)*=~ 考慮施工要求，取 B= （四） 上下游壩坡坡率及起坡點位置的確定 根據(jù)工程經(jīng)驗，一般情況下，上游坡率 n=0~,下游坡率 m=~。 壩頂寬度一般取 (8%~10%)H，且不小于 2m。 h1%= h5%=*= ② 波長： L=(h1%)=*= ③ 高： hz=(π h1%2/L)cth(2π H)/L= ④ 表 5 得 hc= 因此 △ h=h2%+hz+h=++= H=+= 校核情況 ① 波 高： hl=*V05/4D1/3=*155/4*31/3= ② 波長： L=(h1%)=*= ③ 高： hz=(π h2%2/L)cth(2π H)/L= ④ 表 5 得 hc= 因此 △ h=h2%+hz+h=++= H=+= 相比取大者，所以壩頂高程為 。 △ h=h2%+hz+hc 式中： h2% ：累計頻率為 2%時的波浪高度； hz：波浪中心線高于靜水位的高度； hc：安全加高，按表 5 選用。 三、 擋水壩設(shè)計 （一）壩頂高程的確定 重力壩壩頂高程按 壩頂上游防浪墻頂高程計，按下式計算，取其大值。即 H 設(shè) =。 計算過程： 通過多次試算 結(jié)果簡單列表如下：（表 4） 方案 堰上水頭H設(shè)（ m） Hd H 設(shè) /Hd 流量系數(shù) m 設(shè)計洪水Q 設(shè)（ m3/s） 設(shè)計洪水（ 2%） Q設(shè)（ m3/s） 誤差 一 1 % 二 % 三 % 四 % 經(jīng)過多次試算，方案一、二、三不滿足設(shè)計規(guī)范，方案四和方案五均滿足設(shè)計要求，但方案五更為精確。 已知 : 由以上計算知堰頂高程為 ，單寬流量 q=28m3/s，及前沿寬度 L=21m。首先假定一個堰上水頭 H 設(shè) ， 計算 H 設(shè) /Hd 值，查附圖 3，寧村水庫 Hw / Hd與流量系數(shù) m 關(guān)系曲線，得出流量系數(shù) m，代入公式 Q=ε1σsmnb g2 H 設(shè) 3/2 求出設(shè)計洪水 H 設(shè) 。 （二） 堰頂溢流前沿寬度的擬定 因為砂巖中還夾有泥巖、頁巖等，砂巖本身強度也不高，且不完整，因此從消能防沖考慮，應(yīng)按破碎巖石處理，單寬流量 q=20～ 50m3/s，又綜合考慮了以上四方面的因素，初步選定單寬流量 q=28m3/(s 帶入公式 有： H 校 =[Q/(ε1smnb g2 )]2/3=[588/(*1**21* *2 )]2/3= Hd= H 校 =*= Z 校 =+= 查水位 ~庫容關(guān)系曲線（圖 1）確定總庫容 V 總 =（萬 m3） 根據(jù)工程效益、總庫容查詢規(guī)范 SL252— 2020，該工程的等別為 Ⅲ 等。 式中： Hd為定型設(shè)計水頭， m； Hw 為堰上水頭， m。m)。預(yù)計采用消能效果較好的消能工。 壩址巖層以砂巖為主，夾泥巖和頁巖， 砂巖抗壓強度較高，但泥巖、頁巖抗壓強度稍低，其允許承載能力為 ~，巖層傾向上游，巖石節(jié)理、裂隙發(fā)育，整體性稍差，并夾有軟薄層，抗滑能力較低。18 3 寧村水庫重力壩初步設(shè)計計算書 一、工程等級的確定 （一） 原理： 擬定泄水建筑物，進行調(diào)洪計算，求得校核洪水位，再根據(jù)附圖 1（寧村水庫水位 ~庫容關(guān)系曲線）查得水庫總庫容，最終根據(jù)規(guī)范 《水利水電工程等級劃分及洪水標準》 SL2522020 確定工程等級。11 （一）附表一：擋水壩電算方案 5 （二）消能防沖設(shè)計 5 （一）溢流壩斷面設(shè)計 5 四、溢流壩設(shè)計 5 （八） 壩體應(yīng)力分析 5 （七） 壩體上游面拉應(yīng)力的正常使用極限狀態(tài)設(shè)計 5 （六） 壩體強度穩(wěn)定承載力極限狀態(tài)設(shè)計 5 （四）上下游壩坡坡率及起坡點位置的確定 4 （一） 壩頂高程的確定 4 三、 擋水壩設(shè)計 《水工建筑物》 課程設(shè)計計算書 —— 寧村水庫重力壩初步設(shè)計 2 目錄 一、工程等級的確定 3 （一） 原理 3 （二） 計算過程 3 二、 孔口尺寸擬定及設(shè)計洪水位、校核洪水位的確定 3 （一） 堰頂高程的擬定 3 （二） 堰頂溢流前沿寬度的擬定 3 （三） 設(shè)計洪水位、校核洪水位的計算 4 （二）建基面高程 的確定 5 （三） 壩頂寬度的確 定 5 （五）壩面優(yōu)化 8 （三）導(dǎo)墻設(shè)計 9 （四）壩體強度穩(wěn)定極限狀態(tài)設(shè)計 10 （五）壩體正常使用極限狀態(tài)合計 10 五、大壩剖面優(yōu)化和應(yīng)力穩(wěn)定分析 10 六、工程量與開挖量計算 11 七、附表 11 （二）附表二：溢流壩電算方案 （二） 計算過程： 已知： 在校核洪水 （ %） 下， Q=588m3/s；正常蓄水位 ；死水位 。下游河道平均水深 2米左右。綜合地質(zhì)條件、下游河道水深、樞紐布置和消能工設(shè)計，因