轉(zhuǎn)龍灣水利樞紐工程土壩設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(文件)

　

【正文】 氣象資料多年平均最大風(fēng)速：24m/s，風(fēng)向:西北極端最高氣溫：℃極端最低氣溫：℃最大凍深：冰層厚：內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院12 水建一班 3 第二章 工程等別和標(biāo)準(zhǔn) 工程等別和建筑物級(jí)別轉(zhuǎn)龍灣水庫(kù)是以防洪、排沙為主，兼顧煤礦供水的水利樞紐工程。樞紐主要建筑物級(jí)別：土壩、右岸溢洪道、左岸兩個(gè)泄洪排沙洞及放水涵洞等主要工程為 2 級(jí)建筑物；臨時(shí)性工程為 4 級(jí)建筑物。東、西烏蘭木倫河交匯處至上游西烏蘭木倫河約 7km 處，曾提出過轉(zhuǎn)龍灣Ⅱ壩址，控制流域面積 1417km2（包括相對(duì)閉流區(qū) 401km） ，多年平均流量 4890 萬 m3，輸沙量780 萬噸。基巖出露高程 1235m，為白堊系下統(tǒng)伊金霍洛組紫灰色中粗砂巖夾紫紅泥質(zhì)粉砂巖。從總體效益分析，遠(yuǎn)不及轉(zhuǎn)龍灣壩址優(yōu)越，因此選用轉(zhuǎn)龍灣壩址是最合適的。本方案樞紐由粘土心墻壩、泄洪排沙洞、輸水洞和溢洪道組成。本方案樞紐由粘土心墻壩、泄洪排沙洞、輸水洞組成。 壩型比較及工程總布置方案 壩型比較轉(zhuǎn)龍灣樞紐水庫(kù)壩址河床地層巖性為全新統(tǒng)沖積砂及砂礫石，厚度在 之間。因此，無論是從筑壩的地質(zhì)條件，還是從天然建筑材料的儲(chǔ)量和分布看，均適合用當(dāng)?shù)亟ㄖ牧闲藿ㄍ翂巍＂跒r青混凝土心墻壩比均質(zhì)壩投資高 萬元。施工簡(jiǎn)便，地質(zhì)條件合理，造價(jià)低。攔河壩為粘土心墻土壩。本方案樞紐由土壩、泄洪排沙洞、溢洪道、輸水洞及庫(kù)區(qū)道路組成。經(jīng)計(jì)算，校核洪水位工況為確定壩頂高程的控制工況，在此工況下，靜水位以上壩頂超高為 2m，選定壩頂高程 ，壩頂總長(zhǎng)，壩頂寬 10m，土壩最大壩高為 。 （） .??????????????????????????? （ ）式中 ——平均波高，m； ——平均波周期，s； W——計(jì)算風(fēng)速， m/s； D——風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，m； ——水域平均深度，m；H g——重力加速速度，m/s 2內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院12 水建一班 9 平均波長(zhǎng)可以按下式計(jì)算： （ ）2mgTHLthL????????對(duì)于深水波，即 時(shí)，可以簡(jiǎn)化為：? （ ）2mgT??式中 ——平均波長(zhǎng)，m；L ——壩迎水面前水深，m；風(fēng)雍水面高度可按照下式計(jì)算 （ ）2ecosmKWDgH??式中 e——計(jì)算點(diǎn)處的風(fēng)雍水面高度，m； D——風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，m；——綜合摩阻系數(shù)，取 106；K——計(jì)算風(fēng)向與壩軸線的夾角， （176。壩頂高程為 ，取防浪墻高度為 1m，防浪墻頂高程 ；粘土心墻頂高程 1230m，頂部設(shè) 厚的砂土保護(hù)層。4. 設(shè)計(jì)波浪爬高值按工程等級(jí)確定，對(duì)于 2 級(jí)土石壩取累計(jì)頻率 P＝1%的爬高值 R1%。 (3)筑壩土料壩殼填筑采用溢洪道開挖石渣以及前張家塔料場(chǎng)的砂礫料。、 土壩滲流計(jì)算滲流計(jì)算方法采用有限深透水地基上設(shè)灌漿帷幕的土石壩滲流，帷幕灌漿的防滲作用可以用相當(dāng)于不透水底版的等效長(zhǎng)度代替。H21 2= + +B+ m 12L=L + m ()+B+ m ?hk=10 6?s?3y= xkqH21= x(0,)?表 46 校核水位浸潤(rùn)線計(jì)算成果表x(m) 0 10 20 30 40 50y(m) 60 70 80 90 100 110 正常蓄水位時(shí)　壩頂高程為 ，正常蓄水位為 m，河床高度為 m，壩頂寬度為 10m，壩高為 ，m = m =。 ?hk=10 6?s?3內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院12 水建一班 ? 15y= xkqH21? = x∈(0,)表 47 正常蓄水位浸潤(rùn)線計(jì)算成果表x(m) 0 10 20 30 40 50y(m) 60 70 80 90 100 110 穩(wěn)定分析壩坡穩(wěn)定計(jì)算采用計(jì)及條塊間作用力的簡(jiǎn)化畢肖普法公式如下。 RMVWKbubV?????式中 W—土條重量；Q、V—分別為水平和垂直的地震慣性力；U—作用于土條底面的空隙壓力；?—土條重力線與通過此條塊底面中點(diǎn)的半徑之間的夾角；b—土條寬度；39。?3mKN壩基為砂礫料濕容重 =18 飽和容重 = 浮容重 = 3KNsat3KN39。bm i?(k=1) )8(76?m i?(k=) )10(76?NO (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11)2 1 192 1 4 776 0 8 1560 0 1 0 1 585 1 5651 10 1948 6322 12 2336 3 13 2532 4 13 2528 5 13 2524 1262 737 6 10 1936 7 7 1384 230 8 2 384 ∑ 6460 表 412 水位降落期上游邊坡穩(wěn)定計(jì)算成果表內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院12 水建一班 21土條編號(hào)hi(m)(rbh )iwisin i?cos iw sinii?(1 )Bw tani?C截水槽深 6m，邊坡1：1，底部設(shè)齒墻，以保證填土與基巖接觸緊密。(2) 壩肩處理。左壩肩開挖邊坡 1：6，同樣進(jìn)行基巖面噴漿和灌漿處理。水庫(kù)不存在永久性滲漏問題，庫(kù)岸穩(wěn)定性較好，水庫(kù)蓄水后，局部地段可能產(chǎn)生浸沒，但浸沒面積甚小，庫(kù)區(qū)兩岸居民及耕地分散，庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)無礦點(diǎn)分布，庫(kù)區(qū)無水庫(kù)淤積問題，水庫(kù)蓄水后不致產(chǎn)生構(gòu)造性誘發(fā)地震。壩址附近有高程合適的馬鞍形埡口，則往往是布置溢洪道較理想之處。應(yīng)避免在可能坍塌的地帶修建溢洪道。 溢洪道布置 引水渠內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院 12 水建一班 24引水渠進(jìn)口布置應(yīng)因地制宜，體形簡(jiǎn)單。 圖 41 引水渠進(jìn)口段的剖面圖引水渠的布置應(yīng)遵循以下原則：①選擇有利的地形、地質(zhì)條件；②引水渠軸線方向，應(yīng)有利于進(jìn)水，在平面上最好布置成直線，以減小水頭損失，增加其泄水能力；③引水渠較長(zhǎng)時(shí)，宜在控制段之前設(shè)置漸變段，其長(zhǎng)度應(yīng)據(jù)流速等條件確定，不宜小于 2 倍堰上水深；④若受地形、地質(zhì)條件限制，引水渠必須轉(zhuǎn)彎時(shí)，其彎曲半徑不宜小于 4倍的渠底寬；⑤彎道至控制堰之間宜設(shè)計(jì)直線段，其長(zhǎng)度不小于 2 倍堰上水頭；⑥引水渠底寬順?biāo)鞣较蚴湛s時(shí)，其首、末端底寬之比宜在 ～3 之間。為了減小造率和防止沖刷，引水渠sm宜做襯砌。溢流堰的位置是溢洪道縱斷面的最高點(diǎn)，其堰頂高程與工程量的關(guān)系很大，所以控制堰軸線的選定應(yīng)滿足下列要求：①統(tǒng)籌考慮進(jìn)水渠、泄槽、消能防沖設(shè)施及出水渠的總體布置要求；②建筑物對(duì)地基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、抗?jié)B性及耐久性的要求；③便于對(duì)外交通和兩側(cè)建筑物的布置；④當(dāng)控制堰靠近壩肩時(shí)，應(yīng)與大壩布置協(xié)調(diào)一致；⑤便于防滲系統(tǒng)布置，堰與兩岸的止水、防滲排水應(yīng)形成整體。設(shè)置控制堰段要解決的主要問題包括選擇溢流堰斷面型式、決定堰頂是否設(shè)閘門控制、通過調(diào)洪演算選定堰頂高程和孔口尺寸、選定閘門型式以及與控制堰有關(guān)的結(jié)構(gòu)的平面和剖面布置等。溢流堰前緣長(zhǎng)度和孔口尺寸的擬定以及單寬流量的選擇，可參考重力壩的有關(guān)內(nèi)容。 泄槽段內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院 12 水建一班 26洪水經(jīng)溢流堰后，多用泄水槽與消能設(shè)施連接。所以，防止和減小高速水流所引起的摻氣、空蝕、sm沖擊波和脈動(dòng)等是泄槽段設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。當(dāng)收縮角較大時(shí)，必須進(jìn)行沖擊波計(jì)算，并應(yīng)通過水工模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。要設(shè)置彎道是時(shí)，宜滿足下列要求：橫斷面內(nèi)流速分布均勻，沖擊波對(duì)水流擾動(dòng)影響小，在直線段和彎曲段之間，可設(shè)置緩和過渡段，為降低邊墻高度和調(diào)整水流，宜在彎道幾緩和過渡段渠底設(shè)置橫向坡，矩形斷面彎道的彎曲半徑宜采用 6～10 倍泄槽寬度。泄槽縱坡以一次坡為好，當(dāng)受地形條件限制或?yàn)榱斯?jié)省工程量而需邊坡度時(shí)也宜先緩后陡，因?yàn)樗鹘?jīng)過控制段入泄槽時(shí)，流速不大；當(dāng)接近消能設(shè)施時(shí)，加大底坡以便與消能設(shè)施相連接，此段長(zhǎng)度較短，防空蝕措施比較好解決。內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院 12 水建一班 27泄槽底部襯砌的表面若不平整，特別是橫向接縫處下游有生坎，接縫止水不良，施工質(zhì)量差；地基處理不好，襯砌與地基接觸較差；襯砌底板下排水不暢等原因，將導(dǎo)致底板下產(chǎn)生較大揚(yáng)壓力和動(dòng)水壓力，甚至使底板被掀起。挑坎末端做一道深齒墻，可以保護(hù)地基不被沖刷，其底部高程應(yīng)位于沖刷坑可能影響的高程以下。當(dāng)溢洪道下泄水流消能后不能直接泄入河道而造成危害時(shí)，應(yīng)設(shè)置尾水渠，其作用是將消能后的水流安全送入下游河道。上下游護(hù)坡需設(shè)碎石或礫石墊層，本方案為碎石墊層厚 。由于水力坡降往往很大，流速較高，土壤易發(fā)生管涌破壞，為了防止這種滲透破壞，在這些地方應(yīng)設(shè)置反濾層。內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院 12 水建一班 29圖 312 反濾層示意圖 防滲體的土料要求防滲體要具有足夠的不透水性和塑性，要求防滲體的滲透系數(shù)比壩主體至少小 100～1000 倍，且其透水系數(shù)不宜大于 10 ，防滲體要有足夠的塑性。 排水結(jié)構(gòu)選用棱體排水，是在下游壩腳處用塊石堆成棱體，頂部高程應(yīng)超出下游最高水位，超出高度應(yīng)大于波浪沿坡面的爬高。 :.圖 313 棱體排水結(jié)構(gòu)示意圖為了有效地降低壩內(nèi)浸潤(rùn)線，在均質(zhì)壩內(nèi)設(shè)置垂直的、向上游或向下游傾斜的豎式排水是控制滲流的一種有效型式。31結(jié) 論畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)期間所學(xué)知識(shí)的綜合總結(jié)。對(duì)壩頂高程、壩頂寬度、上下游邊坡、馬道和細(xì)部構(gòu)造中的護(hù)坡、反濾層以及排水結(jié)構(gòu)的說明計(jì)算滿足設(shè)計(jì)規(guī)范。內(nèi)