平山水利樞紐設(shè)計計算說明書畢業(yè)論文(已改無錯字)
2022-07-26 14:00:52 本頁面
【正文】 浪墻，為了便于排水，壩頂做成自上游傾向下游的坡，坡度為2%，將壩頂雨水排向下游壩面排水溝。4．8．3 壩面排水（1） 布置在下游壩坡設(shè)縱橫向排水溝?？v向排水溝（與壩軸線平行）設(shè)在各級馬道內(nèi)側(cè)。沿壩軸線每隔200m設(shè)置1條橫向排水溝（順坡布置，垂直于壩軸線），橫向排水溝自壩頂直至棱體排水處的排水溝，再排至壩趾排水溝?？v橫向排水溝互相連通，橫向排水溝之間的縱向排水溝應(yīng)從中間向兩端傾斜，%，以便將雨水排向橫向排水溝。壩體與岸坡連接處應(yīng)設(shè)置排水溝，以排除岸坡上游下來的雨水。（2） 排水溝尺寸及材料①尺寸擬定：由于缺乏暴雨資料，所以無法用計算的方法確定斷面尺寸，根據(jù)以往已建工程的經(jīng)驗，排水溝寬度及深度一般采用20～40cm。具體的尺寸見圖3。②材料：排水溝通常采用漿砌石或混凝土預(yù)制塊。綜合考慮選用漿砌石塊石。4．9 地基處理及壩體與地基岸坡的連接 結(jié)合本壩壩基情況，從壩軸線剖面圖可知，地基處理如下：4．9．1 地基處理（1） 河槽處：水流常年沖刷，基巖裸露，抗風化能力強，吸水量也較低，故只需清除覆蓋層即可，挖至基巖即可。（2）右岸河灘：覆蓋層和坡積物相對較厚，上層巖芯獲得率只有20%，巖層裂隙較為發(fā)育，擬采用局部帷幕灌漿。（3）平山咀大溶洞：經(jīng)勘探后分析對大壩及庫區(qū)均無影響，為安全起見，可修筑土鋪蓋，用水泥砂漿填縫。鋪蓋同時還應(yīng)與粘土心墻相連，向上庫區(qū)及右岸延伸展布，將巖溶封閉。4．9．2 壩體與地基的連接（1） 河槽部位：吸水量能達到要求，采用在心墻底端局部加厚的方式與地基相連。（2）右岸河灘：上部巖層裂隙較發(fā)育，巖芯獲得率只有20%。而覆蓋層也較左岸厚，采用截水槽的方式與基巖相連。，內(nèi)填壤土。截水槽橫斷面擬定：邊坡采用1：；底寬，滲徑不小于（1/3～1/5）H，其中H為最大作用水頭（），底寬取1/=。4．9．3 壩體與岸坡的連接左壩肩到左灘地，坡積風化層5～10m，需徹底清除，左岸坡上修建混凝土齒墻，岸坡較陡，開挖時基本與基巖大致平行。右壩肩到右灘地坡積風化層處理與左岸相同，基巖開挖角不宜太大。4．10 滲流計算4．10．1 滲流計算的基本假定（1）心墻采用粘土料，滲透系數(shù) ，壩殼采用砂土料，滲透系數(shù) ，兩者相差104倍，可以把粘土心墻看作相對不透水層，因此計算時可以不考慮上游楔行降落水頭的作用。下游設(shè)有棱體排水，可近似的假設(shè)浸潤線的逸出點為下游水位與堆石棱體內(nèi)坡的交點。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。（2） 土體中滲流流速不大且處于層流狀態(tài)，滲流服從達西定律，即平均流速v等于滲透系數(shù)K與滲透比降i的乘積，v=Ki。（3） 發(fā)生滲流量時土體孔隙尺寸不變，飽和度不變，滲流為連續(xù)的。4．10．2 滲流計算條件滲流計算應(yīng)考慮如下組合，取其最不利者作為控制條件：1）上游正常高水位，下游相應(yīng)的最低水位；2）上游設(shè)計或校核洪水水位，分別相應(yīng)的下游水位；3）對山游壩坡穩(wěn)定最不利的庫水降落后的水位。根據(jù)相關(guān)資料，按如下工況進行滲流計算：設(shè)計洪水位（取與正常蓄水位）。4．10．3 滲流分析的方法采用水力學(xué)法進行土石壩滲流計算，將壩內(nèi)滲流分為若干段，應(yīng)用達西定律和杜平假設(shè)，建立各段的運動方程式，然后根據(jù)水流的連續(xù)性求解滲透流速、滲透流量和浸潤線線等。 4．10．4 計算斷面及公式本設(shè)計僅對河槽處最大斷面進行滲流計算。假設(shè)地基為不透水地基。 ， 4．10．5 單寬流量將心墻看作等厚的矩形，則其平均寬度為：壩軸線到下游壩趾處的寬度：D=+（）++（）+++（）++（）=還從圖中知：L=D [（）++（ Z下）] =+ Z下已知 ， 。通過心墻段的單寬流量為 ；通過心墻下游壩殼段的單寬流量為 。具體計算結(jié)果見表13。表13 心墻及其下游壩殼單寬流量計算結(jié)果計算情況Z上（m）Z下（m）H1（m）H2（m）（m）D（m）L(m)q (107m3/(sm))He(m)正常蓄水位校核洪水位4．10．6 總滲流量的計算從地形地質(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=400107=104m3/sQ校=400107=104 m3/s4．10．7 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 =將x取不同的值代入以上兩式得如圖所示浸潤線圖4 4．11 壩坡穩(wěn)定計算（只作下游坡一個滑弧面的計算） 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。見圖5所示：圖5圖中所示各物理量之間滿足以下方程：， ， 。查設(shè)計資料砂土抗剪強度指標 ，由于設(shè)計原始資料中無相關(guān)數(shù)據(jù)，在此也無法提供實驗數(shù)據(jù)，故假設(shè) ， ， ， ，代入上述方程得（2級水工建筑物正常運用情況下）， 。從以上分析可知該假想滑動面是穩(wěn)定的5．1 溢洪道基本數(shù)據(jù)由于沒有做調(diào)洪演算，初步擬定溢洪道水力計算成果見表14。表 1 4 溢洪道水力計算成果計算情況上游水位（m）下泄最大流量(m3/s)相應(yīng)的下游水位(m)設(shè)計1340校核1680 其中：設(shè)計洪水位取與正常蓄水位相同。5．2 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、彎曲段和擴散段，尾水渠設(shè)護袒。成直線布置在右岸的天然埡口，如地形地質(zhì)平面圖所示。5．3 工程布置5．3．1 引水渠 引水渠的作用是將水流平順的引至溢流堰前。為提高泄洪能力，渠內(nèi)流速 。渠底寬度大于堰寬，渠底末端高程與控制堰頂高程相同。引水渠斷面尺寸的擬定，具體計算結(jié)果和過程見表15。表 15 引水渠斷面尺寸計算成果（ 設(shè)計流速 ）計算情況上游水位（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1340校核1680計算公式： ， ，假設(shè) 。 由計算可以擬定引水渠底寬B=90m，引水渠與控制堰之間設(shè)漸變段；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。最后引水渠總長L=65m。5．3．2 控制段其作用是控制泄洪能力。本工程是以灌溉發(fā)電為主的中型工程，采用平面鋼閘門控制。溢洪道軸線處巖石破碎，深達60m的鉆探巖芯獲得率約為20%，巖石裂隙十分發(fā)育，因為寬頂堰堰矮荷載小，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，具體計算見表16。 表 16 溢洪道控制段寬頂堰堰寬計算（忽略行進流速水）（ ）計算情況上游水位（m）泄量 Q (m3/s)堰
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