香山水利樞紐—重力壩設(shè)計畢業(yè)設(shè)計-文庫吧

【正文】 流域的年平均降雨量 1678 毫米，實際測得的最大降雨量為 2454毫米，最少降雨量 1088 毫米。 風(fēng)向及風(fēng)力：多年平均風(fēng)速成為 13m/s，吹程為 3000m；實測最大風(fēng)速為17m/s，吹程為 4000m. 地型地質(zhì)： 地形 地質(zhì)：壩基 處的巖體為新鮮巖石、微風(fēng)化及覆蓋層 ， 壩址兩岸均為花崗巖，巖性均一，巖體 堅硬完整，抗壓強度達 120200MPa。壩址 的結(jié)構(gòu) 構(gòu)造簡單，沒有較 大的地質(zhì)構(gòu)造， 整體滑動的可能行也較小 。壩址處河床的寬約 100 米。河底高程 為 200米，河床覆蓋層的 厚度約為 58米左右。 本壩址地震烈度為 6o。 香山水利樞紐 —重力壩設(shè)計畢業(yè)設(shè)計 第 2 章 工程等級及 壩頂高程的確定 ： 由水庫總庫容 億 m3可以確定工程規(guī)模為大（ 1）型，工程等別為Ⅰ等，由于壩高超過 100米，所以永久性水工建筑物要提高一級，主要建筑物為 1級，次要建筑物為 2級。 ： 壩型選擇：由于河谷斷面相對較淺，兩岸比較不對稱。壩址兩岸為花崗巖，完整性好，覆蓋層和風(fēng)化層比 較薄。重力壩能夠 利用當(dāng)?shù)氐牡淖匀粭l件，泄洪 的問題 也容易解決， 施工 導(dǎo)流也很容易 ?；炷林亓问┕r可以采用機械化施工，施工 更加 方便，施工速度 也相對 快 一些 ，所以本工程選用混凝土重力壩。 壩址選擇：經(jīng)過地形地質(zhì)資料分析，壩址確定在峽谷的出口處，峽谷的上游是一個大的盆地，建成后流域可以有 較大的庫容，而且 壩軸線也相對短，工程量也相對小。峽谷出口的地方地形 比較寬闊，庫區(qū) 的兩岸可以布置生活區(qū)。由以上分析可以知道壩址處有二條壩軸線可供 我們 選擇。上游壩軸線：基巖裸露，清基工作量小，水流條件好，下泄水流與下游主流一致可以防止下游河床發(fā)生沖刷；下游壩軸線：覆蓋層較厚，清基工程量大，下泄水流容易產(chǎn)生沖刷。所以本工程決定選擇上游壩軸線。 ： 超高值Δ h 的計算： Δ h = hl + hz + hc Δ h— 防浪墻頂與設(shè)計洪水位或校核洪水位的高差， m； hl— 波浪高度， m； hC — 波浪中心線高出靜水面高度， m； hZ— 安全加高，按表 2－ 1 選擇： 香山水利樞紐 —重力壩設(shè)計畢業(yè)設(shè)計 表 21 壩的安全加高 hc 運用情況 壩的級別 1 2 3 設(shè)計情況（基本情況） 校核情況（特殊情況） 正常蓄水位和設(shè)計洪水位時，采用實際測得 最大風(fēng)速，本次設(shè)計 v0=17m/s；校核洪水位時，采用多年平均風(fēng)速，本次設(shè)計 V0=13m/s 內(nèi)陸峽谷水庫， 按官廳水庫公式計算（適用于 0V ＜ 20m/s 及 D＜ 20km） 下面按官廳公式計算 hl， hz。 1534020 .0 0 1 6 61 0 .4 ( )2c o thlllzh v DLhh HhLL? ???? Δ h計算 ： 1 4 153 5 3400 . 8 0 . 82 20 .0 0 1 6 6 0 .0 0 1 6 6 * 1 7 * 4 0 0 0 0 .2 51 0 .4 ( ) 1 0 .4 * ( 0 .2 5 ) 3 .4 32 3 .1 4 * 0 .2 5c o th 0 .0 63 .4 3lllzh v DLhh HhLL? ?? ? ?? ? ?? ? ? Δ h = hl + hz + hc 設(shè)計洪水位時 hc取 Δ h = hl + hz + hc=++= 校核洪水位時的Δ h 計算： 1 4 153 5 3400 . 8 0 . 82 20 .0 0 1 6 6 0 .0 0 1 6 6 * 1 3 * 3 0 0 0 0 .1 91 0 .4 ( ) 1 0 .4 * ( 0 .1 9 ) 2 .7 52 3 .1 4 * 0 .1 9c o th 0 .0 42 .7 5lllzh v DLhh HhLL? ?? ? ?? ? ?? ? ? Δ h = hl + hz + hc=++= 壩頂高程： ： 香山水利樞紐 —重力壩設(shè)計畢業(yè)設(shè)計 h? ? ? ?設(shè) 設(shè)設(shè) 計 洪 水 位 =+ = ： h? ? ? ?校 校校 核 洪 水 位 =+ = 所以壩頂高程取二者較大值為 香山水利樞紐 —重力壩設(shè)計畢業(yè)設(shè)計 第 3 章 非溢流壩實用剖面的設(shè)計和靜力校核 ： 擬定壩體 的 形狀為基本三角形。壩的下游面為均一斜面，本次設(shè)計采用上游壩面鉛直，下游 壩 面傾斜的形式 ，坡度為 1:，折點設(shè)在高程為 304m。 河床高程為 200m，校核洪水位為 ，河床上的覆蓋層（大約 5— 8米，取 8米）需要處理 。弱風(fēng)化層 的 厚 度為 ～ ，微風(fēng)化層厚 度為 6～ ，弱風(fēng)化層和微風(fēng)化層也必須要清除，取 8m，所以 本次設(shè)計的 最低開挖高程即壩基高程為 20016=184m。所以大壩高 ,取 135米。 ： 根據(jù)規(guī)范的規(guī)定， 沒有特殊要求的情況下， 壩頂寬度可 以 采用壩高的 8%～10%取值， 而 且不 應(yīng) 小于 2m， 還要 滿足交通和 正常工作 運行管理的需要。本次設(shè)計取 8%計算，即為 米，取壩頂頂寬為 12m，用來 滿足大壩維修作業(yè) 時的工作 需要。 ： 根據(jù)規(guī)范規(guī)定，壩基 寬度約為壩高的 ～ 倍，本工程的壩高為 135m，可以算出 壩基 寬度。本次設(shè)計取 。所以壩底寬度為 *135=,取 102m ： 根據(jù)規(guī)范的要求，高、中壩壩內(nèi) 必須 建設(shè)基礎(chǔ)灌漿廊道，好在灌漿、排水和檢查的時候使用?；A(chǔ)灌漿廊道的 尺寸 的設(shè)置 ，一般寬為 ～ 3m，高為 3～ 4m，并且必須能保證完成壩體的基本 功能 而 且 還要滿足工作人員能夠 自由通行，本次設(shè)計基礎(chǔ)灌漿廊道 的 斷面取寬 ，高 ，形狀采用城門洞型。因為廊道的上游壁距離重力壩上游的距離必須 滿足防滲 的 要求， 所以 本次設(shè)計取 10m。為滿足 灌漿 的工作能夠得到好的實施 ，基礎(chǔ)灌漿廊道距 離 基巖面 的高度 不宜小于 倍廊道寬度，本次設(shè)計取 5m。 香山水利樞紐 —重力壩設(shè)計畢業(yè)設(shè)計 初步擬定壩體形狀剖面如圖（ 31）所示。 圖 31 ： 重力壩的所受主要荷載 有：自重、靜水壓力、浪壓力、泥沙壓力、揚壓力、地震荷載等，取單位長度 1ｍ壩長進行計算。荷載組合分為基本組合與特殊組合兩類?；窘M合屬于 設(shè)計 洪水位時的情況 或正常 蓄水位時的 情況，由同時出現(xiàn)的基本荷載組成。特殊組合屬 于 校核 洪水位時的情況或者 非常情況，由同時出現(xiàn)的基本荷載和一種或幾種特殊荷載組成。 本次設(shè)計考慮的基本荷載組合為正常蓄水位 情況 和設(shè)計洪水位 情況 ；特殊荷載組合為校核洪水位情況，荷載分布如表 31 所示。 香山水利樞紐 —重力壩設(shè)計畢業(yè)設(shè)計 表 31 荷載組合 荷載 組合 主要考慮情況 荷載 自重 靜水 壓力 揚壓 力 泥沙 壓力 浪壓 力 地震 荷載 動水 壓力 土壓 力 基本 組合 （ 1）正常蓄水位情況 √ √ √ √ √ √ （ 2）設(shè)計洪水位情況 √ √ √ √ √ √ √ 特殊 組合 （ 1）校核洪水位情況 √ √ √ √ √ √ √ （ 2）地震情況 √ √ √ √ √ √ √ 重力壩所受荷載計算示意圖 32： 圖 32 自重： 壩體自重 W（ kN）的計算公式： CWV?? 香山水利樞紐 —重力壩設(shè)計畢業(yè)設(shè)計 式中 V—— 壩體體積，ｍ 3； γ c —— 壩體混凝土的重度（本設(shè)計中混凝土的重度為 24kN/m3） B=102 B1=12 B2=90 自重：壩體混凝土重度 324 /C KN m? ? CWV?? 12W W W?? 1 24 135 12 38880W ? ? ? ?kN 1 1 1 1 0 2 1 23 8 8 8 0 ( ) 1 7 4 9 6 0 022M W L k N m? ? ? ? ? ? 2 1 2 4 9 0 1 2 0 1 2 9 6 0 02W k N? ? ? ? ? 2 2 2 1 0 2 9 01 2 9 6 0 0 ( 1 2 ) 1 1 6 6 4 0 023M W L k N m? ? ? ? ? ? ? 12W W W??=38880+129600=168480kN 12M M M??=1749600+1166400=2916000kNm? 靜水壓力： 水平水壓力 PH 計算公式為： （ 38） 式中： Ｈ — 計算點處的作用水頭，ｍ； γ w — 水的重度，常取 10 kN／ｍ 3； 垂直水壓力 PV 按水重計算。 表 32 不同情況下上下游水深及水位差 特征水位（ m） 上游水深1H 下游水深 2H 上下游水位差 H 正常蓄水位 130 18 112 設(shè)計洪水位 20 校核洪水位 21 正常蓄水位時： 上游水平水壓力及力矩 : 1 2112HwPH?? 香山水利樞紐 —重力壩設(shè)計畢業(yè)設(shè)計 21 10 1302? ? ? =84500kN 11 11358 4 5 0 0 3 8 0 2 5 0 03HHM P L k N m? ? ? ? ? 上游垂直水壓力為1VP=0 下游水平水壓力及力矩：2 2212HwPH?? 21 10 182? ? ?