某水庫(kù)除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)-免費(fèi)閱讀

　　

【正文】 本段帷幕灌漿終孔間距取 2m。為保證混凝土面板與壩體的完整性，設(shè)計(jì)面板的上游面按 間距設(shè)置Φ 28 錨桿，長(zhǎng)度為 3m，其中深入原壩體部分長(zhǎng) 。由于砌筑質(zhì)量不高，高水位運(yùn)行時(shí)，壩 體多處存在滲漏，尤其在 以上的主壩擋水壩段和溢流壩段存在小股射流情況。 經(jīng)計(jì)算得知 L/T 均在 ~ 之間，消能防沖設(shè)計(jì)滿足要求。 2/301 2 HgmbQ ?? (221) 式中： Q— 溢流堰的下泄流量。 ????????? ?? 表 212 作用于溢流壩的各力和力矩大小及方向表 荷載 垂直力（ kN） 水平力（ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN 副壩抗滑穩(wěn)定計(jì)算與壩基應(yīng)力計(jì)算 Ⅰ 荷載計(jì)算 (1)壩體自重 kNW 605? (2)水平靜水壓力 上游水平靜水壓力 P1 kNHP 221 ????? ? 下游水平靜水壓力 P2 02?P (3)揚(yáng)壓力 U 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 γ H 圖 212 副壩壩基處揚(yáng)壓力 上游水面至壩基距離 H =， 壩基長(zhǎng)度 T=。查表得主動(dòng)時(shí)取表地震動(dòng)土壓力系數(shù)，按—；土的內(nèi)摩擦角，—土壓力；號(hào)分別對(duì)應(yīng)主動(dòng)和被動(dòng)kNECCCeee25)(???????? 主動(dòng)土壓力 kNtgEtgCCKE eZHa )()1(39。 上游壩踵處出現(xiàn)拉應(yīng)力，不滿足要求。 因uy?＞ 0，dy?＜ [? ]。 Ⅲ 應(yīng)力計(jì)算 k P aT MTWyu )( 22 0 ?????????????k P aT MTWyd )( 22 0 ???????????? 壩基允許壓應(yīng)力 [? ]=～ 。 Ⅲ 應(yīng)力計(jì)算 k P aT MTWyu )( 22 0 ?????????????k P aT MTWyd )( 22 0 ???????????? 壩基允許壓應(yīng)力 [? ]=～ 。 m） ↓ (+) ↑ () → (+) ← () ↖ (+) ↗ () W 605 P1 P2 0 U Pwk Σ 605 Σ 總 ↓ → ↗ Ⅱ 抗滑穩(wěn)定計(jì)算 9 6 ??? ?? PWfK = ][K? = 因此在設(shè)計(jì)洪水位下，副壩抗滑穩(wěn)定要求。 kNTHHU )(2)( 21 ????????? ?? (4)泥沙壓力 kNtgtghP nnnsk )245(21 2222 ????? ?? ?? (5)浪壓力 kNPwk ? (6)土壓力 主動(dòng)土壓力 22 ??????aa KHE ?kN 被動(dòng)土壓力 22 ??????Pp KHE ?kN 表 24 作用于主壩上的各力及力矩大小和方向表 荷載 垂直力（ kN） 水平力（ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN 溢流壩抗滑穩(wěn)定計(jì)算與基應(yīng)力計(jì)算 Ⅰ 荷載計(jì)算 (1)壩體自重 kNW ? (2)水平靜水壓力 上游水平靜水壓力 P1 kNHP 2 94 2211 ????? ? 下游水平靜水壓力 P2 kNHP 2222 ????? ? (3)壩基處揚(yáng)壓力 U γ H1γ H 2 圖 24 溢流壩壩基處揚(yáng)壓力圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 kNTHHUUU )(2)( 2121 ??????????? ?? (4)泥沙壓力 kNtgtghP nnnsk )245(21 2222 ??????? ?? ?? (5)浪壓力 kNPwk ? (6)土壓力 主動(dòng)土壓力 kNKHEaa 22 ?????? ? 被動(dòng)土壓力 kNKHEPp 22 ?????? ? 表 23 作用于溢流壩的各力及力矩大小和方向表 荷載 垂直力（ kN） 水平力（ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN 因uy?＞ 0，dy?＜ [? ]。 經(jīng)計(jì)算得： hz = Hcr = Pwk = (6)土壓力 壩底高程 4m，上下游填土高程均為 0m,土的粘聚力為 0，內(nèi)摩擦角為 25o。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 2 水庫(kù)大壩現(xiàn)狀情況校核 由 AutoCAD 計(jì)算得到各壩段的單寬體積如下： 主壩單寬體積 V=325m3 副壩單寬體積 V= m3 溢流壩單寬體積 V= m3 根據(jù)《砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL252020 查得砌石體容重γ d=。 (4)大壩下游無(wú)消能防沖設(shè)施。 結(jié)論及建議： (1)按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50011— 2020 本場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度為 7 度，本場(chǎng)地為第二組，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為 。 泥沙 PS 水庫(kù)流域僅為 4km2，流 域內(nèi)缺乏泥沙實(shí)測(cè)資料。流域地形復(fù)雜，地面起伏大，地形坡度較陡。 放水洞位于溢流壩左側(cè)，洞口高程 ，出口采用碟閥控制。 最后進(jìn)行除險(xiǎn)加固方案設(shè)計(jì)，使不滿足要求的工況滿足設(shè)計(jì)要求，使大壩得到加固。 經(jīng)鑒定大壩屬于三類壩。 (2)壩頂高程在不滿足規(guī)范要求。經(jīng)計(jì)算得大壩在某些工況下不滿足要求。副壩最大壩高 ，壩頂長(zhǎng) 70m,壩頂寬 。 水文 流域概況 PS 水庫(kù)位于沙河市冊(cè)井鄉(xiāng)，屬沙洺河支流。 冬季受西伯利亞高壓大陸性氣團(tuán)控制，風(fēng)向偏北，強(qiáng)勁西北風(fēng)盛行，夏季偏南風(fēng)，春、秋兩季風(fēng)向變化較大，沙河市汛期多年平均最大風(fēng)速 。層底埋深 :,平均 。 工程除險(xiǎn)設(shè)計(jì) PS 水庫(kù)運(yùn)行多年水庫(kù) 發(fā)揮了重要的作用，但同時(shí)出現(xiàn)了諸多問(wèn)題， 主要有 ： (1)大壩基礎(chǔ)抗滑不滿足要求，壩體高水位時(shí)滲漏嚴(yán)重。 (4)放水洞維修加固。 g— 重力加速度， 。 Ⅲ 應(yīng)力計(jì)算 根據(jù)《水工建筑物》教材中公式 225進(jìn)行壩基截面應(yīng)力分析。 Ⅲ 應(yīng)力計(jì)算 k P aT MTWyu 22 0 ??????????? k P aT MTWyd 22 0 ??????????? 壩基允許壓應(yīng)力 [? ]=～ 。 綜上所述，應(yīng)力不滿足要求。 綜上所述，應(yīng)力不滿足要求。 (4)動(dòng)水壓力 )c o s( c o s 12 ??? ?? VgqP H力水平分量作用于溢流壩的動(dòng)水壓 (215) )s ins in( 12 ??? ?? VgqP V力垂直分量作用于溢流壩的動(dòng)水壓 (216) 式中： 。 主壩抗滑穩(wěn)定計(jì)算與壩基應(yīng)力計(jì)算 Ⅰ 荷載計(jì)算 (1) 壩體自重 kNW 7150? (2)水平靜水壓力 上游水平靜水壓力 P1 kNHP 6 2211 ????? ? 下游水平靜水壓力 P2 kNHP 2222 ????? ? 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 (3)基處揚(yáng)壓力 U γ H 1γ H 2 圖 28 主壩壩基處揚(yáng)壓力 上游水面至壩基距離 H1=， 下游水面至壩基距離 H2=， 壩基長(zhǎng)度 T=。 KNHTU ?????? ? (4)浪壓力 kNPwk ? 表 28 作用于副壩的各力和力矩大小及方向表 荷載 垂直力（ kN） 水平力 （ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN m） ↓ (+) ↑ () → (+) ← () ↖ (+) ↗ () W P1 P2 U1 0 U2 PH 13 PV Psk Pwk Ea Ep Σ Σ 總 ↓ → Ⅱ 壩體抗滑穩(wěn)定計(jì)算 ??? PWfK = ][ 36 92 ???? K 在校核洪水位下，溢流壩滿足抗滑穩(wěn)定要求。壩前水深，— mH kNHCKP ZH 220 ??????? ? (8) 地震作用下的土壓力 EtgCCKE eZH )1(39。 dy?＜ [? ]，下游壩趾應(yīng)力滿足要求。 上游壩踵處未出現(xiàn)拉應(yīng)力，滿足要求。 綜上所述，應(yīng)力不滿足要求。 依據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL2532020，挑流水舌外緣挑距按下 式計(jì)算： ? ? ghhgvvVL /)c o s(2s inc o sc o ss in 21221121 ???? ????? (222) 式中： L— 指壩下游垂直面到挑流水舌外緣進(jìn)入下游水面后與河床面交點(diǎn)的水平距離， m； v1— 坎頂水面流速， m/s； θ — 鼻坎挑角； h1— 坎頂垂直方向水深， m； h2— 坎頂與河床面高差， m。 正常蓄水位時(shí) mhhhh czb ???????? 校核洪水位時(shí) mhhhh czb ???????? 取二者較大值 經(jīng)分析可以看出，方案一優(yōu)于方案二 ,故采用方案一：維持現(xiàn)狀壩頂高程 ，溢洪道寬度和底高程不變，在壩頂增設(shè)防浪墻。 主壩、副壩、溢流壩壩體上游防滲 主壩、溢流壩迎水面防滲面板下部自壩基 4m 高程（假定）開始澆筑。依據(jù)地質(zhì)勘測(cè)資料，壩基帷幕深度原則上按壩基下 10m 深度控制。 主壩計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 圖 31 主壩計(jì)算簡(jiǎn)圖 正常蓄水時(shí)主壩抗滑穩(wěn)定計(jì)算和應(yīng)力復(fù)合 Ⅰ 荷載計(jì)算 (1)壩體自重 kNW 71501 ? 面板自重 kNW )(2 ????? 蓋重 kNW ??????? (2)水平靜水壓力 上游水平靜水壓力 P1 kNHP 2 94 2211 ????? ? (32) 下游水平靜水壓力 P2 kNHP 2222 ????? ? 。根據(jù)灌漿需要，頂部設(shè)置蓋重。 防滲方案 為減小滲漏量，并同時(shí)提高大壩抗滑穩(wěn)定性，大壩防滲考慮兩種方案：一是壩體灌漿與壩基帷幕相結(jié)合，二是壩體做混凝土防滲面板，壩基進(jìn)行帷幕灌漿。 壩頂高程計(jì)算 依據(jù)《砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL252020，壩頂上游防浪墻墻頂高程與正常蓄水位或校核洪水位的高差，應(yīng)按公式 11計(jì)算，選擇兩者中防浪墻頂高程的高者作為選定高程。本次設(shè)計(jì)選用鼻坎形式為連續(xù)式鼻坎，鼻坎高程為 ，挑射角為 25176。 dy?＜ [? ]，下游壩趾處應(yīng)力滿足要求。 Ⅲ 應(yīng)力計(jì)算 k P aT MTWyu 22 0 ??????????? k P aT MTWyd 3 76 22 0 ??????????? 壩基允許壓應(yīng)力 [? ]=～ 。 m） ↓ (+) ↑ () → (+) ← () ↖ (+) ↗ () W 7150 P1 2941 P2 U1 0 U2 P0 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 Q0 Psk Pwk Pwk Ep 261 348 Σ 7150 3271 Σ 總 ↓ → ↗ Ⅱ 壩體抗滑穩(wěn)定計(jì)算 ??? PWfK = ][ 93 1 56 6 ???? K 在地震情況下，正常蓄水位時(shí)，主壩滿足抗滑穩(wěn)定要求。 kNTHHUUU )(2)( 2121 ??????????? ?? (4) 泥沙壓力 kNtgtghP nnnsk )245(21 2222 ??????? ?? ?? (5) 浪壓力 kNPwk ? 地震荷載：主要包括壩體水平順河向地震慣性力，上游地震動(dòng)水壓力和動(dòng)土壓力 (6)地震慣性力 FWCKQ ZH?0 (218) 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 。 kNTHHU )(2)( 21 ????????? ?? (4)動(dòng)水壓力 )c o s( c o s 12 ??? ?? VgqP H力水平分量作用于溢流壩的動(dòng)水壓 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 )s ins in( 12 ??? ?? VgqP V力垂直分量作用于溢流壩的動(dòng)水壓 式中： 。 綜上所述，應(yīng)力不滿足要求。 綜上所述，應(yīng)力不滿足要求。 壩踵處未出現(xiàn)拉應(yīng)力，滿足要求。 dy?＜ [? ]，下游壩趾應(yīng)力滿足要求。 dy?＜ [? ]，下游壩趾處應(yīng)力滿足要求。