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土石壩設(shè)計(jì)實(shí)例-閱讀頁

2025-08-12 19:02本頁面
  

【正文】 底清除,左岸坡上修建混凝土齒墻,岸坡較陡,開挖時(shí)基本與基巖大致平行。 滲流計(jì)算 滲流計(jì)算的基本假定1)心墻采用粘土料,滲透系數(shù)K=1106cm/s;壩殼采用砂土料,滲透系數(shù)K=1102cm/s,兩者相差104倍,可以把粘土心墻看作相對不透水層,因此計(jì)算時(shí)可以不考慮上游楔行降落水頭的作用。下游壩殼的浸潤線也較平緩,接近水平,水頭主要在心墻部位損失。3)發(fā)生滲流量時(shí)土體孔隙尺寸不變,飽和度不變,滲流為連續(xù)的。這里缺乏有關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),所以擬定用如下工況進(jìn)行滲流計(jì)算:1)設(shè)計(jì)洪水位(即正常水位),相應(yīng)下游的最低水位(取發(fā)電調(diào)節(jié)流量Qp=,);2),相應(yīng)下游的水位(取發(fā)電最大引用流量Qmax=28 m3/s時(shí),)。本設(shè)計(jì)僅對河槽處最大斷面進(jìn)行滲流計(jì)算。 , 將心墻看作等厚的矩形,則其平均寬度為:。已知Ke=1106cm/s; K=1102cm/s。計(jì)算簡圖見圖自己畫。m)He(m)正常蓄水位校核洪水為 總滲流量的計(jì)算從地形地質(zhì)平面圖上可大致量得大壩沿壩軸線長L=400m,沿整個(gè)壩段的總滲流量Q=Lq,式中是考慮到壩寬、壩厚、滲流量沿壩軸線的不均勻性而加的折減系數(shù),取,Q正=400105=102m3/sQ校=400105=102 m3/s 浸潤線方程1)正常蓄水位情況下的浸潤線方程= 2)校核洪水位情況下的浸潤線方程= 壩坡穩(wěn)定計(jì)算(只作下游坡一個(gè)滑弧面的計(jì)算) 心墻壩的下游壩坡采用的是砂土,粘聚力c=0,為無粘性土,常形成折線形的滑弧面。圖中所示各物理量之間滿足以下方程:。 從以上分析可知該假想滑動面是穩(wěn)定的。4 溢洪道設(shè)計(jì)(方案一) 溢洪道路線選擇和平面位置的確定根據(jù)本工程地形地質(zhì)條件,選擇正槽式溢洪道,引水渠末端設(shè)置圓形漸變段,泄槽不設(shè)收縮、彎曲段和擴(kuò)散段,尾水渠設(shè)護(hù)坦。 溢洪道基本數(shù)據(jù)由于沒有做調(diào)洪演算。 工程布置 引水渠的作用是將水流平順的引至溢流堰前。渠底寬度大于堰寬,渠底末端高程與控制堰頂高程相同。 引水渠斷面尺寸計(jì)算成果(假定設(shè)計(jì)流速v=3m/s)計(jì)算情況上游水位(m)下泄最大流量 Q (m3/s)水深H(m)邊坡坡率m底寬B(m)設(shè)計(jì)1340校核1660計(jì)算公式:,假設(shè)v=3m/s。;引水渠前段采用梯形斷面,邊坡采用1:;底坡均為1:10的逆坡。 控制段其作用是控制泄洪能力。溢洪道軸線處巖石破碎,深達(dá)60m的鉆探巖芯獲得率約為20%,巖石裂隙十分發(fā)育,因?qū)掜斞哐甙?,荷載小,經(jīng)比較選用無坎寬頂堰,斷面為矩形,堰厚擬取30m (10H),堰寬由流量方程求得。閘門尺寸:取10m(寬高),寬高比為10/=,滿足按規(guī)范規(guī)定的(~)。閘墩尺寸自選繪制簡圖。故從堰頂?shù)较掠嗡孢B一直線。初步擬定泄槽坡率i=1/4,矩形斷面,寬b=90m,長。但如果大壩下游(溢洪道出口)的假想逆斷層存在的話,還需對該斷層進(jìn)行處理,以防止溢洪道出口沖坑太深而危及大壩安全。其具體計(jì)算見溢洪道工程布置中的引水渠,設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位時(shí)均取v=3m/s,而實(shí)際的引水渠底寬大于計(jì)算所需要的寬度,而且因?yàn)榍资悄嫫拢砸?shí)際的流速均比3m/s要小,均能滿足要求。1)基本公式,式中:hk——臨界水深,m;Q——槽內(nèi)泄量,m3/s;q——單寬流量, m3/(s,式中:——11斷面的比能,m;——22斷面的比能,m;、——11及22斷面水深,m;——沿程水頭損失,m;、——11及22斷面的平均流速,m/s; ——斷面間的長度,m;——11及22斷面的底部高程差,m; n——泄槽糙率,底板是混凝土襯砌石,側(cè)壁為干砌石,取n=。 臨界水深和臨界坡降計(jì)算結(jié)果計(jì)算情況Qn設(shè)計(jì)水位134090 校核水位166090 ,故泄槽段屬急流,槽內(nèi)形成bⅡ型降水曲線,屬明渠非均勻流計(jì)算。 水面線曲線自行繪制,類似下圖。2)摻氣水深計(jì)算計(jì)算公式:式中:h——未計(jì)入波動及摻氣的水深,m;——計(jì)入波動及摻氣的水深,m;——未計(jì)入波動及摻氣計(jì)算斷面上的平均流速,m/s;x——修正系數(shù),~,s/m,視流速和斷面收縮情況而定,當(dāng)流速大于20m/s時(shí)宜采用較大值,此處取x=。 摻氣水深計(jì)算結(jié)果計(jì)算情況L(m)h 設(shè)計(jì)洪水校核洪水由計(jì)算結(jié)果知摻氣水深均小于溢洪道的邊墻頂部的高程,水流均不會溢出,滿足要求選擇挑流消能進(jìn)行消能。鼻坎挑角。細(xì)部構(gòu)造圖自行繪制。, , , , 。計(jì)算情況hL設(shè)計(jì)洪水校核洪水3)沖刷坑深度的計(jì)算(由河床表面至坑底), , 式中:——水墊厚度,自水面算至坑底,m;——沖坑深度,m; ——單寬流量,;——上下游水位差,m;——下游水深,m; ——沖坑系數(shù),堅(jiān)硬完整的基巖,堅(jiān)硬但完整性較差的基巖,軟弱破碎、裂隙發(fā)育的基巖。 包括襯砌、排水、止水和分縫。襯砌縱向接縫采用平接縫,沿水流向橫縫采用搭接型式。 堰頂處來自水重和底板的重量較大,泄槽段高速水流的沖擊作用也較大,再加上此處的巖芯獲得率較小,故需進(jìn)行地基處理,初步擬定采用局部水泥灌漿,挑流消能的鼻坎由連接面板(即泄槽襯砌之延續(xù))和齒墻兩部分組成,起到防滑兼防滲的作用。由巖層條件引水渠的橫斷面為矩形,引水渠的渠底作成不大的逆坡。(L0的計(jì)算見后)根據(jù)以往工程,選用實(shí)用溢流堰,它具有堰面不發(fā)生真空,又有較大的泄流能力的優(yōu)點(diǎn)。2)確定堰剖面BO段各圓弧參數(shù)為:,;,;,;OC段滿足方程:整理得:C點(diǎn)坐標(biāo):= =D點(diǎn)坐標(biāo)、E點(diǎn)坐標(biāo)反、弧圓心點(diǎn)n的坐標(biāo): 均通過作圖法求得。=; 查表取值:m=②溢流孔的設(shè)置為了調(diào)節(jié)水位和流量,在溢流堰頂上設(shè)溢流孔,兩孔之間設(shè)置閘墩,在與岸邊連接處設(shè)置邊墩,以便安設(shè)閘門。令:溢流孔孔數(shù)n=5,則孔口寬b=10m,溢流段前緣總長L0=nb+(n1)d=58m。泄槽采用直線式,不設(shè)置收縮段、擴(kuò)散段和彎曲段,橫斷面為矩形,對稱布置,這樣可以使水流平順、結(jié)構(gòu)簡單、施工方便。泄槽泄流時(shí)的水面線可用水力學(xué)上明渠變速流的有關(guān)公式及方法進(jìn)行計(jì)算,以求得各種流量情況下,各典型斷面的流速和水深。流段距離: ,式中: 堰下收縮斷面處起始計(jì)算水深 。 表格 1試算法求h1的值(M)(m)由此可取=今以=,=,求兩斷面之間的水平距離。則由槽面到墻頂?shù)拇怪本嚯x為:+=。a) 鼻坎型式:平順連續(xù)式;b) 反弧半徑R:為(6~10)h,取10m;c) 鼻坎高程:高出下游最高水面1~2m,取76m;d) 挑射角:取水舌挑射距離: 沖刷坑深度(由河床表面至坑底):L水舌挑距;g重力加速度;v1坎頂水面流速,,24=;θ挑射角度,??;h1坎頂平均水深h在鉛直方向的投影;h2坎頂至河床面的高差;代入公式求得:L=代入公式求得:則滿足要求。挑流消能的鼻坎由連接面板(即泄槽襯砌之延續(xù))和齒墻兩部分組成,起到防滑兼防滲的作用。本章為二、三、四章設(shè)計(jì)成果的總結(jié),實(shí)為設(shè)計(jì)說明書,要求設(shè)計(jì)者在本章內(nèi)將前面幾章設(shè)計(jì)的最終結(jié)果概括性的交待清楚,包括選擇的方案、型式,相關(guān)結(jié)構(gòu)的尺寸
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