水利工程學課程設計(文件)

　

【正文】 風壓力（波浪壓力）波狀情況不同，浪壓力分布也不同 ： 先由下式判斷是屬于深水波還是淺水波： 0= L4π lnL:2π hlL。根據經驗取 kN/m3. hs— 泥沙淤積厚度。之間，取 26176。 f’— 抗剪斷參數，查表可取 c’— 抗剪斷凝聚力，查表可取 代入數據得 Ks’=3 所以穩定滿足要求。 則 （ 1） 壩址處： γ0ψ S (Fd， ak)= γ0ψ (∑WB 6∑MB2 )（ 1+m2） =**（ + 6? ）（ 1+） = kPa 混凝土抗壓強度材料分項系數為 ，選用 c10混凝土，則設計值 Rd=1000/=7143 kPa 1γd R(fd， ak)= 1γdRd = x 7143 = 5495 kPa 由上式計算可知，設計洪水情況下，壩址處的應力符合要求。設置閘門時，閘門頂高程大致與正常蓄水位齊平，堰頂高程較低，可利用閘門的開啟高度調節水位和下泄流量，所以在這里采用開敞式 實用堰 溢流。 閘墩的墩頭形狀為上游采用半圓形，下游采用圓弧曲線型。 定型設計水頭 s的確定 堰上最大水頭 max=校核洪水位 堰頂高程 == 所以 s =（ 75%~95%） max=~ 取 s為 11m。 流量系數 m 決定于上游堰高與設計水頭之比 1/ dPH、堰頂全水頭與設計水頭之比0/ dHH以及上游面的坡度。 （ 1）反弧半徑的確定 堰頂水流流速按公式 V=δ (2gH0)，由 Q=AV=BhV可得 h=Q/BV。 由式 tk=α H t,k=α H 。挑流消能沖坑計算簡圖如圖所示： 三、 溢流壩剖面設計 首先繪制出壩頂部的 曲線， 取堰頂部的最高點為坐標原點，堰頂上游部分采用橢圓曲線，下游部分采用冪曲線： 冪曲線方程： y=xn/k sn。 直線段與冪曲線相切時，切點的坐標為： xc=[k/(m?n)] 1n?1 S 代入數據得： xc=[2/(?)] ?1 = 則 yc=。發電孔共設 3條，為單元供水方式。 此處 a=3， b==1，則有 x2/9+ y2=1，列表計算曲線坐標值見表 14。 （ 5）出水口 出水口前采用 1:10壓坡段，出口斷面，面積為孔身斷面的 85%～ 95%，由于孔身斷面面積為 A=π (D/2)2=，故出口斷面面積為 ～ 。 取流量系數μ =，則 Q= (2 74)=。則在正常蓄水位時的工作水頭為 。 （ 10）水力計算 無壓泄水孔的泄流能力按公式 Q=μ Ac(2gH)。防浪墻在壩體橫縫處留有伸縮縫，縫內設止水。 （ 2）溢流壩 溢流壩的上部設有閘門、閘墩、門機、交通橋等設備。采用平面鋼閘門，門的尺寸為 5m 13m，工作閘 門的上游設有檢修閘門，二門之間的凈距為 2m。工作閘門槽深 1m，寬 1m，檢修閘門槽深 ，寬 。兩道止水片間距為 1m，中間設有直徑為 20cm的瀝青井，止水片的下部深入基巖 30cm，并與混凝土緊密嵌固，上部伸到壩頂。 三、 廊道系統 （ 1）基礎廊道 廊道底部距壩基面 4m，廊道底部高程為 138m，上游側 (中心點 )距上游壩面 16m；形狀為城門洞形，底寬 3m，高 ，內部上游側設排水溝，并在最低處設集水井。底部高程分別為 160m， 186m， 210m。管內徑為 20cm，間距為 ，上端通至壩頂，下端通至廊道，垂直布置。壩體分區圖如 下 圖所示 : 六、 地基處理 由于 壩址 處河床底部有第四紀砂礫石覆蓋層， 厚度約 2m，右岸有砂質粘土覆蓋層，厚度 6~10m，需要在 基礎開挖時挖除。防滲帷幕采用膨脹水泥漿做灌漿材料，其位置布置在靠近上游壩面的壩基及兩岸。 。 （ 2）壩基排水 壩基的排水孔幕在防滲帷幕的下游，向下游傾斜，與灌漿帷幕的夾角為 10。 為提高壩體的抗滑穩定，基礎開挖時順水流方向挖成鋸齒狀，并在上下游壩基面開挖一個淺齒狀。 五、 壩體混凝土的強度等級 壩體混凝土應滿足強度、抗滲、抗凍、抗侵蝕、抗沖刷、低熱、抗裂、硬化時體積變小等性能的要求。 四、 壩體防滲與排水 （ 1）壩體防滲 在壩的上游面、溢流面及下游面的最高水位以下部分，采用一層厚 2m 且具有防滲性能的混凝土作為壩體的防滲設施。 。縱縫與壩面正交，縫距為 20cm。 （ 2）止水 壩體設有兩道止水片和一道防滲瀝青井。其上游布置工作橋 。導水墻許分縫。壩頂采用混凝土路面，向兩側傾斜，坡度為 ，兩邊設有排水管，匯集路面的雨水，并排入水庫中。 代入數據得 Q= ( 2)=最大灌溉流量 m3/s 所以灌溉孔設計合理。 （ 2）明流段設計 為使水流平順，工作閘門后的明流段的底坡設計為拋物線形，其方程為： y=x2/( 2H) 式中： H— 工作閘門處的作用水頭， m； δ — 孔口流速系數，一般為δ =～ 。 二、灌溉孔的設計 （ 1） 進水口體形設計 灌溉孔的工作閘門布置在進水口，工作閘門后的孔口頂部升高形成無壓流。 （ 6）泄流能力驗算 泄水能力按管流公式 Q=μ Ac(2gH)。事故閘門緊貼上游壩面布置，門槽尺寸為 。 其中： Q— 多個發電孔引取的流量， m3/s； Vp— 孔內允許流速， m/s，對于發電孔 Vp=3～ ； 則 D=［ 99/ 3］ ～［ 99/ ］ =～ ，取 D=3m。 下 游面冪曲線參數計算表： X Y 上 游面橢圓曲線參數計算表： X Y 根據以上計算 的參數可繪制出溢流壩剖面。 N、 k 取決于壩頂上游面的坡度，按表取用 a=~， a/b=+3a， n=。 m)； H— 上下游水位差， 106m； H2— 下游水深， ； α — 沖坑系數，堅硬完整的基巖取 ～ ，堅硬但完整性較差的基巖取 ～ ，軟弱破碎裂隙發育的基巖取 ～ 。 反弧半徑 R=（