水利水電工程工程專業畢業設計(專業版)

　　

【正文】 在變坡處采用拋物線連接，拋物線方程如式(412)所示： (412) (413)式中：—— 以緩坡泄槽段末端為原點的拋物線橫、縱坐標，m；—— 拋物線起始斷面比能，m；—— 拋物線起始斷面水深，m；——拋物線起始斷面流速，；——流速分布不均勻系數，??；—— 拋物線起始斷面比能，m；—— 系數，對于落差較大的重要工程，?。?挑流消能挑流消能采用連續坎，挑角為200，鼻坎反弧半徑。為了減少工程量，在泄槽中間設置一變坡。壩基的豎向應力為自重應力與附加應力之和，壩基的自重應力，壩基處的附加應力取壩頂以下的最大壩體自重應力作為壩基的附加應力。土堤頂部寬度b=(m)土堤頂部高度h =(m)上游坡坡率1:m1=1： 下游坡坡率1:m2=1：堤身滲透系數k=(m/d)正常蓄水位上游水位h1 =(m)正常蓄水位下游水位h2 =(m)設計洪水位上游水位h1 =(m)設計洪水位下游水位h2 =(m)校核洪水位上游水位h1 =(m)校核洪水位下游水位h2 =(m)斜墻頂部寬度=(m)斜墻底部寬度=(m)斜墻滲透系數= (m/d)透水地基深度 =(m)透水地基滲透系數=(m/d)有效深度系數= 正常蓄水位滲流計算簡圖斜墻后的水深H按通過斜墻的滲流量等于通過壩體的這一連續條件加以確定，通過斜墻的滲流包括兩部分：(1)水深小于H的斜墻下部，通過該段的滲流量為：(2)水深大于H的斜墻下部，通過該段的滲流量為： 通過壩體的滲流量式中的幾何關系：由可以解出H ，將解出的H帶入通過壩體的滲流量方程就可以解出q，最總計算結果如下：浸潤線起點x坐標=(m)浸潤線終點x坐標=(m)斜墻后的水深H=(m)下游出逸點高度=(m)單位寬度滲流量=(m3/)已知斜墻后的水深H和出口水深H2，浸潤線可參照式(31)計算： (31)式中：、分別為斜墻后的水深和下游水深，L 為滲流區度，x為計算點至下游面的距離。防浪墻采用的是漿砌石，為了保持其穩定，決定將其伸入壩體1m。 壩坡與馬道根據《水工建筑物》與《碾壓式土石壩設計規范》中的相關資料與規范規定，土質防滲體的心墻壩，上游壩殼采用土料時，常用,下游常用。2008屆水利水電工程專業畢業設計水利水電工程工程專業畢業設計第1章 壩體初步設計 重力初步設計 建基面高程的確定由《混凝土重力壩設計規范》確定將重力壩建在微風化的中部基巖上，初步擬定建基面的高程H= 壩頂高程的確定壩頂應高于校核洪水位,壩頂的高程應高于波浪頂高程。擬定本工程的上游邊坡比為，下游采用。 堆石壩工程量計算 堆石壩工程量的計算 堆石壩工程量的計算樁號開挖面積開挖量回填面積回填量壩高壩寬填筑面積填筑量漿砌石瀝青混凝土壩0+00000000 00壩0+20 壩0+40 壩0+60 壩0+80 壩0+100 壩0+120 2687壩0+140 壩0+160 壩0+180 壩0+200 7341468壩0+220 壩0+ 合計　 　 　　　 在開挖工程量中，土方開挖量為341461m3， ，回填采用棄渣回填并壓實，防浪墻與土石壩一樣采用的是漿砌石，為了保持其穩定，將其伸入壩體1m。： 浸潤線計算結果X(m)Y(m) 正常蓄水位浸潤線路徑說明：A點為下游出溢點；B點為下游坡和下游水面線交點；C點為下游坡腳；D點在地基面上。壩基的附加應力按照平面問題考慮其計算按照式(33)計算，壩基受壓層的計算深度按照下述方法確定：壩體附加應力等于壩體自重豎向應力20%處的深度即為計算深度。泄槽的平面布置采用簡單圓曲線，圓半徑，由于泄槽不寬，工程量以不大,就不用再設置收縮段，整個溢洪道采用等寬布置。鼻坎坎頂高程為302m。采用渠底超高法，即將外側渠底抬高，造成一個橫向坡比，泄槽彎曲段外側相對內側的槽底超高值 泄槽變坡連接為了減少工程量，對泄槽進行了變坡，前面長120m的泄槽采用的縱坡，后面的60m采用的縱坡。堰頂上游為三圓弧曲線，下游為冪曲線，其方程為： 泄槽設計溢流堰后采用陡槽與出口消能段連接。對于壩體不考慮附加應力，自重應力在計算時，未區分水位線上下的材料的不同容重，整個壩體采用同樣的容重，都為石渣的飽和容重，則壩體荷載產生的豎向應力。其余計算條件見下?；靥畈捎脳壴靥畈簩?，貼破排水采用的是干砌石。最終選定壩頂的高程為Ｈ壩＝ 壩頂寬度根據構造、施工、運行等因素，而無其他特殊要求，最終確定壩頂寬度為8m。壩頂至設計洪水位、正常蓄水位或校核洪水位的高差計算如下： (11) (22) (23) (24)式中：—— 防浪墻頂至設計洪水位、正常蓄水位或校核洪水位的高差(m)；—— 波高(m)； —— 波浪中興線至設計洪水位、正常蓄水位或校核洪水位的高差(m)； —— 安全加高，； —— 計算風速，水庫正常蓄水位時和設計洪水位時采用相應季節50年的最大風速，校核洪水位采用相應洪水期最大風速(m/s)； —— 風區長度(m)； —— 當時，為累計頻率5%的波高，當時，為累計頻率10%的波高(m)；H —— 壩迎水面水深(m)；L —— 波長(m)。并在下游高程315m處設置寬5m的馬道。貼坡排水工程量：4320 m3 防浪墻工程量： m3，由于需要在下游設置貼坡排水，所以漿砌石實際工程量應為上表結果減去貼坡排水的工程量， m3。總滲流量同理可以算得設計洪水位時的滲流路徑以及下游溢出高度和滲流量。 (33)式中： —— 壩基中任一點的附加應力 —— 條形均布鉛直荷載作用下應力分布系數 —— 單位長度內的線荷載 壩體分層及豎向應力計算分層厚度(m)1010101010105豎向應力(Kpa) 壩基分層及附加應力計算分層厚度(m)101010應力分布系數附加應力(Kpa)豎向應力(Kpa) 壩體及壩基分層厚度壩體作為堆石壩，填料為無粘性的。 泄槽縱坡面設計泄槽的縱坡必須保證泄流時，溢流堰下為自由出流和槽中不發生水躍，使水流始終處于急流狀態，因此，泄槽縱坡必須大于臨街坡度。 挑距計算水舌挑距按水舌外緣計算，計算公式如(413)所示： （413）式中:—— 自水流鼻坎末端算起至下游河床床面的挑流水舌外緣挑距，m；—— 挑流水舌水面出射角，近似取用鼻坎挑角，(0)；——挑流鼻坎末端法向水深，m；——鼻坎坎頂至下游河床高程，m；。為了使斷面內的流量分布趨于均勻，消除或抑制沖擊波。 堰面曲線的設計本工程的過流堰采用WES曲線，上游面鉛直?！? KC　　 同樣通過試算同樣可以確定正常蓄水位壩體下游壩坡具有最小安全系數的滑動面的半徑R=，下游水位以下的石渣取浮容重，浸潤線與下游水位以下的石渣取飽和容重， 正常蓄水位上游壩坡壩體分條簡圖土條編號γ濕(KN/m3)γ飽(KN/m3)γ水(KN/m3)γ浮(KN/m3)Wi(KN)S(KN)T(KN)11627314358615719828940104511531260Σ(KN)說明：hi1 為下游水位線以下土條高度，hi2 為浸潤線與水位線之間土條高度，hi3 為浸潤線線以上土條高度KC 設計洪水位通過試算后確定設計洪水位上游壩坡具有最小安全系數的滑動面的半徑R=，浸潤線以下的石渣取浮容重，浸潤線與上游水位以下的石渣取飽和容重， 設計洪水位上游壩坡壩體分條簡圖 設計洪水位上游壩坡穩定計算土條編號γ濕(KN/m3)γ飽(KN/m3)γ水(KN/m3)γ浮(KN/m3)Wi(KN)S(KN)T(KN)123216394255611716821928103411441250Σ(KN)說明：hi1 為浸潤線以下土條高度，hi2 為浸潤線與水位線之間土條高度，hi3 為水位線以上土條高度KC同樣通過試算同樣可以確定設計洪水位壩體下游壩坡具有最小安全系數的滑動面的半徑R=，下游水位以下的石渣取浮容重，浸潤線與下游水位以下的石渣取飽和容重， 設計洪水位下游壩坡壩體分條簡圖 設計洪水位下游壩坡穩定計算土條編號