[工學]水工建筑物課程設計(已修改)

　

【正文】 知水愛水 上善若水 1 目　錄第一章 設計基本資料 ......................................................3 工程概況 ..............................................................3 設計基本參數 ..........................................................3 氣象水文資料 ..........................................................3 壩址工程地質條件 ......................................................6 設計用圖紙 ............................................................7第二章 總體布置 ..........................................................8 工程等級確定 ..........................................................8第三章 非溢流壩段壩體設 擬定基本剖面 ..........................................................8 擬定實用剖面 ..........................................................8 荷載計算及其組合 .....................................................12 穩定分析 .............................................................18 邊緣應力計算及其強度校核 .............................................21第四章 溢流壩剖面的擬定 .................................................24 泄水方式的選擇 .......................................................25 溢流壩剖面設計 .......................................................25第五章 消能設計 .........................................................28 孔口設計 .............................................................28 消能功的選擇 .........................................................29 挑流鼻坎設計 .........................................................29第六章 地基處理 .........................................................32 軟弱帶處理 ..........................................................32 清基開挖 ............................................................32第七章 細部構造設計 .....................................................34 縱橫縫構造及止水 ....................................................34 壩體排水 ............................................................35 知水愛水 上善若水 2 廊道系統 ............................................................36 固結灌漿 ............................................................37 防滲排水 ............................................................37附表及參考文獻 ..........................................................39 知水愛水 上善若水 3 第一章 設計基本資料通過綜合各相關資料可知該水庫是一座以灌溉為主,兼鄉鎮農村供水的小（一）型水利工程，水庫設計灌面 5250 畝，灌區農村人飲 5775 人和牲畜 萬頭。水庫壩型上、下壩址均采用混凝土重力壩。工程基本參數見表 11。表 11 工程基本參數水庫所在流域位于彭水縣西北張家壩村，是烏江左岸一條巖溶性斷頭河流，地理坐標介于東經 108176。05′～108176。06′、北緯 29176。18′～29176。20′之間。流域內河谷深切，分水嶺高程大約在 570～800mm 之間。流域形狀大致呈“樹葉形”形態，源頭位于流域西北角的韭菜巖一帶，河流呈西東走向，干流分別流經櫻桃坪、老房子、大溪口等地，最后在張家壩西一帶消潛于地下，又于張家壩東北出露地表。何家溝全流域面積 178。，干流長度 。擬建的水庫壩址位于大溪口一帶的峽谷收縮段，壩址上游河谷開闊，在地形及地質上均具備成庫條件。大溪口上壩址以上控制流域面積 178。，干流長度 ，平均比壩址 方案正常蓄水位(m)設計洪水位(m)校核洪水位（ m）死水位(m)總庫容（萬 m3）備注 采用規范方案 1 162 1 班單號方案 2 178 2 班單號上壩址方案 3 195 3 班單號混凝土重力壩設計規范(SL3192022)方案 1 102 1 班雙號方案 2 113 2 班雙號下壩址方案 3 125 3 班雙號混凝土重力壩設計規范(DL 51081999) 知水愛水 上善若水 4 降 ‰。下壩址以上控制流域面積 178。，河道長度 ，平均比降‰。大溪口上壩址上游 500m 處存在山坪塘，山坪塘以上集雨面積為 178。，成庫后將淹沒該處，因此洪水和徑流計算不考慮山坪塘的阻水作用。水庫所在流域屬中亞熱帶濕潤季風性氣候，處于四川盆地、貴州高原、長江中下游南區三個氣候區的過渡地帶。由于地貌影響，導致溫、光、水的重新分配，氣候垂直差異明顯。氣溫隨海拔高程的增高而降低。海拔高程 700m 以下,每升高 100m 平均氣溫遞減 ℃,海拔高程 700m 以上地區，每升高 100m 年平均氣溫遞減 ℃。海拔700m 以下地區，年大于 0℃以上的積溫 6100℃～6500℃；700m 以上的地區，年大于0℃以上的積溫 6100～4600℃；積溫在年內的分配情況是冬季占總量的 5%，春季占 29%，夏季占 41%，秋季占 25%。 根據流域附近的彭水縣氣象站多年（1951 年～2022 年）實測資料統計：多年平均氣溫 ℃，極端最高氣溫 ℃（1953 年 8 月 19 日），℃（1977 年 1 月 29 日）；多年平均相對濕度 78%；多年平均降雨量 1217mm，最大年降水量 1567mm（1973 年），最小年降水量 833mm(2022 年)；多年平均蒸發量（20cm 蒸發器）944mm；多年平均風速 ，多年平均最大風速 ，瞬時最大風速33m/s（1992 年 8 月 16 日）；多年平均無霜期 320d，平均年日照時數 。設計流域無實測洪水資料，且流域面積較小，本次設計采用《手冊》中推理公式法推求設計洪水，成果見表 12。表 12 水庫上下壩址設計洪峰流量成果表經調洪演算求得對應的設計洪水下泄流量和校核洪水下泄流量見表 13。設計洪峰流量（m179。/s）壩址P=% P=% P=% P=% P=% P=% P=% P=%上壩址 下壩址 108 100 知水愛水 上善若水 5 表 13 水庫下泄洪水流量表壩址 設計洪水下泄流量（m 3/s） 校核洪水下泄流量（m 3/s）上壩址 下壩址 水庫各 壩址附近無實測水位流量關系資料，水位流量關系曲線本階段采用水 力 學公 式 Q=AR2/3J1/2/n 推 算 。 水 力 要 素 由 實 測 大 斷 面 計 算 ； 水 面 比 降 ， 中 、 低 水 采用 實 測 河 段 枯 水 比 降 ； 糙 率 根 據 河 道 形 態 ， 河 床 組 成 等 特 征 從 《 天 然 河 道 糙 率 表 》中 選 定 為 。 水庫上、下壩 址 處 水 位 流 量 關 系 曲 線 見 表 1 表 15。表 14 水庫上壩址處天然水位流量關系表水位（m） 流量（m179。/s ） 水位（m） 流量（m179。/s ） 104 131 164 200 水位（m） 流量（m179。/s ） 240 282 331 381 436 492 555 620 水位（m） 　 　 　 　流量（m179。/s ） 695 775 856 940 　 　 　 　表 15 水庫下壩址處天然水位流量關系表水位（m） 流量（m179。/s ） 104 水位（m） 流量（m179。/s ） 139 177 218 264 315 368 426 486 水位（m） 　 　流量（m179。/s ） 551 626 703 780 866 952 　 　水庫上下壩址多年平均懸移質年輸沙量分別為 萬 t、 萬 t，根 據 設 計流 域 的 地 質 、 地 貌 等 實 際 情 況 ， 推 移 質 來 沙 量 按 懸 移 質 輸 沙 量 的 15％ 估 算 ， 據 此 計 算 磨 知水愛水 上善若水 6 圍山水庫上下壩 址 多 年 平 均 推 移 質 輸 沙 量 應 為 萬 t、 萬 t。按 50 年 淤 積 年 限 全 淤 法 計 算 ， 泥 沙 容 重 取 ， 上 、 下 壩 址 淤 沙 體 積 分 別 為 萬 m 萬 m3， 相 應 淤 沙 高 程 、 。河流在大溪口河段為蜿蜒狀流過，河流總體由北西