d江水利樞紐工程設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 壩體排水體頂向上每隔 25 米采用一次變坡，變坡坡率自下而上采用 、 和 變坡處設置馬道。為了便于觀測、維修、攔截壩坡雨水并兼作交通之用，馬道寬度設為 米。為保證庫水位不溢過或濺過壩頂，壩頂高程在水庫正常應用和非常應用的靜水位以上應有足夠的超高 。h? （51）Bceh??H=H1+△ h （52）其中 安全加高，mch在壩前引起靜水位的最大風雍高度，me張霞： D 江水利樞紐工程設計15波浪在壩坡上的爬高，mBhH1調洪演算得出的上游設計與校核靜水位，m（ 1 ） 的確定c該工程為 2 級工程，所以正常情況取 = 米，校核情況取 = 米。 （水工建筑物chch表 31） （ 2 ）e 的確定 (53)2cosvDkgH??綜合摩阻系數,一般可取 .??吹程,15 千米.H壩前水的平均水深，米。 正常情況下 H== 米非常情況下 H== 米風向與水域中線或壩軸線的法線間的夾角,取 =25186。? ?按《碾壓土石壩設計規范》第 條規定:正常運用情況下采用多年平均v最大風速的 ~ 倍, = =。非常運用情況下采用多年平均最大風v速 = m/s 正常情況：?=2cosvDekgH??.????? 非常情況：=2cosvekg??.???（ 3 ） 的確定Bh 平均爬高 按莆田試驗站公式計算（適用于 n=～ 壩坡）張霞： D 江水利樞紐工程設計16 （52K()1VBllhhLn???:4）壩坡的糙率滲透性系數。砌石護面為 —，本設計取 。?經驗系數。是由風速 v、壩前水深 H、重力加速度 g 所組成的無量綱 。KV /vgH本設計中：設計情況 /???查表得 =校核情況 /1./..查表得 =1KV 壩坡系數。 =ctgα=， α 為壩坡與水平面的夾角。nn 平均波高。按官廳水庫公式可以計算出波高 ，2lh 2lh （55/41/?5）其計算值可以近似的認為是平均波高的 倍， 即 = / （52lhl6） 平均波長，在初步設計時，可以按照鶴地水庫公式計算,lL （51/?7）①、設計情況： =??? 83m1/3 1/?張霞： D 江水利樞紐工程設計17 ?所以，波浪在壩坡上的爬高 .. m????②、校核情況： =?? = 1/31/? = m????（ 4 ） 壩頂高程的確定①、設計情況超高 =++1=??? 壩頂高程 H= H 1+ =+= m 增加 %的沉降后壩頂高程 H=+%=②、校核情況 超高 =+.+= mBcheh???壩頂高程 H= H 1+ =+= m增加 %的沉降后壩頂高程 H=+%= m 比較兩種情況，最后確定壩頂高程為 H=2826m?具體計算結果見下表 51表 51 壩頂高程計算成果表 計算情況計算項目 設計情況 校核情況上游靜水位（m） 河底高程（m） 2750壩前水深（m） 張霞： D 江水利樞紐工程設計18吹程 D（km） 15風向與壩軸線的夾角 β186。 25風浪引起壩前雍高 e（m） 風速 V（m/s） 波浪沿壩高爬高（m） 護坡粗糙系數 K? 上游壩坡護角 ?tg11/平均波高 （m） 安全超高 （m）c 壩頂高程（m） 增加 4%沉陷后壩頂高程（m） 由于石料豐富，采用棱體排水，可合理利用有利資源，并且此方法可以降低壩體浸潤線，防止壩坡土的滲流破壞和凍脹，還可防護下游壩腳不受下游水流及波浪的淘刷。棱體頂部高程應超出下游最高水位 ，本工程取 ，下游校核洪水時下游水為，最后確定取為 ，堆石內坡為 1：，外坡為 1：，頂寬為 。下游水位以上采用貼坡排水，以防止壩坡土發生滲流破壞，保護壩坡免受下游波浪淘刷。（ 1 ）壩體防滲壩體防滲除需滿足減少通過壩體滲漏量外，防滲體尺寸還應滿足構造、施工以及防止開裂的要求，并有利于穩定。本工程壩體防滲采用粘土斜心墻，斜心墻位于壩體稍偏上游，正常運用情況下，斜心墻頂部在靜水位以上的超高高于 ，非常運用情況下斜心墻頂部不低于非常運用的靜水位，正常運用情況靜水位為 ，非常運用情況靜水位為 ，所以，最后斜心墻頂部高程定為 ，上留 保護層。粘土允許坡降取「J」=5，承受最大水頭 ，所以墻厚須大于 「J」=，參考以往工程，斜心墻頂寬取 m（滿足于 3m 機械化施工要求） ，上游坡率 m1=，下游坡率m2=。計算底寬為 ，大于 ，符合要求。（ 2 ）壩基防滲河床中部采用混凝土防滲墻、兩岸因沖積層逐漸減薄和施工原因改用粘土截水墻。混凝土防滲墻的厚度，按照大壩防滲和強度要求確定，根據施工經驗，一般墻厚為 ，最厚取 。本設計取 。防滲墻應伸入斜心墻，插入深度按接觸面積和允許張霞： D 江水利樞紐工程設計19坡降確定，上下游正常水位時，最大水頭差為 。取[J]=，則L=。設計伸入 ，選擇接觸面積長度為 2+=，防滲墻位置在心墻底中部偏上。岸坡截水槽底厚按承受最大水頭及粘土允許坡降[J]=5 確定，并且沿岸坡厚度逐漸變化。 筑壩土料設計是影響土石壩設計、施工及造價的主要因素。土料設計的一般原則是就地取材，因材設計。土料設計要查明壩址附近的土料種類、儲量、分布、開挖運輸條件，確定粘壤土的填筑干容重、含水量，砂質土的砂石含量、干容重、含水量，砂礫料的相對密度和干容重等指標。（ 1 ）粘性土壓實的設計指標是設計填筑干容重及相應的含水量。 計算公式：① 設計干容重 按壓實密度計算d? （5maxd?8） 設計干容重d? 壓實度。Ⅰ、Ⅱ級壩及高壩 =，本設計取 = 標準擊實功能下的平均最大干容重maxd?② 設計最優含水量 （50W?9）由擊實實驗確定③填筑含水量 （5PI???10） 填筑含水量，以小數計W張霞： D 江水利樞紐工程設計20 液性指數，高壩取 ，本設計取 土料的塑性指數P塑限制含水量W④浮容重 （51wbsPe??????（ ）11）比重s水的密度wP孔隙比e⑤ 濕容重 （5wd??（ 1+W）12）⑥ 用粘土料的理論干容重作校核參考 （51ddsV?????（ ）（ ）13） 壓實土的含水量，其中粘土為 ⑦ 填土的設計干容重校核 （5d d???:0（ ） （ ）14）料場的自然干容重d?0（ ）（ 2 ）計算結果 表 52 粘性土料設計成果料場 比重△smaxr(KN/m3)W0(﹪)rd(KN/m3)Wp Ip填筑含水量孔隙比erw(KN/m3)rb(KN/m3φ 粘聚力 滲透系數張霞： D 江水利樞紐工程設計21W ) （10 6cm/s ）　I下 24o40′ 25o30′ 　I上 23o10′ 21o30′ （ 3 ）土料的選用 已經探明上下游共有四個料場，總儲量為 190 萬 m3。 因地理位置不同，各料場的物理性質、力學性質和化學性質也存在一定的差異，土料的采用以“近而好”為原則。 料場滲透系數偏大(10 6 cm/s)不予采用。其余 3 個料場土料物理力學性質相差　I上不太大，基本上能滿足筑壩要求， 料場塑性指數小于 20（其余均大于 20） ，從碾壓的角　I下度宜采用 料場的粘土料，故選用 料場為主料場，其余兩個料場作為輔助及備用 　I下 下（ 1 ）計算公式壩殼砂礫填筑的設計指標以相對密實度表示如下：Dr= 或 Dr=minaxe???ddrrminaxax?式中 為最大孔隙比， = ；maxeax1inrs△ 為最大孔隙比， = ；inmineax?△e 為填筑的砂 、砂卵石或地基原狀砂、砂卵石的孔隙比，e= 。1?drs△△ s 為砂礫比重； 、 為最大、最小干容重，由試驗求得；maxrin為填筑的砂 、砂卵石或地基原狀砂、砂卵石的干容重。dr 設計相對密實度要求不低于 ~，地震區為防震動液壓，浸潤線以下部分土體設計密度不低于 ~。張霞： D 江水利樞紐工程設計22（ 2 ）計算成本砂礫料設計成本見下表：表 53 壩殼砂礫料成果表料場不均勻系數η大于5mm礫石含量﹪比重 s?設計干容重 d?(KN/m3)設計孔隙比e保持含 水量w濕容重?(KN/m3)浮容重 b(KN/m3)內摩擦角?粘聚力C(g/m3)滲透系數 K(102cm/s)　上443 45 5 36o30′ 0 21上45 48 5 35o10′ 0 2　下45 46 5 36o20′ 0 2下234 42 5 36o40′′ 0 2　下328 40 5 36o50′ 0 2（ 3 ）砂礫料場選用 除了 料場砂礫料的不均勻系數不滿足要求外（ η= 28﹤30） ，其余幾個料場的土料　下滲透系數、礫石含量、不均勻系數均滿足要求，故而都可作為筑壩砂礫料。施工時可考慮上游料填在壩的上游側，下游料填在下游側，這樣有利于施工，減小干擾。 從顆粒級配曲線上可以看出 、 料場砂礫料的顆粒級配明顯較好，物理力學指標也　上4下1較高，設計中優先選用。 砂礫料場上下游共 8 處，總量為 1850 萬 m 3, 大壩工程在 400 萬 m 3左右，用兩個料場可能數量不夠，可以將 、 料場作為輔助料場。1　上 下2運用土力學方法進行滲流計算，認為壩體內滲透水流屬于層流運動，符合達西定律，且滲透水流過水斷面上的各點坡降和流速都為常數。計算簡圖見附圖 1 和附圖 2。通過斜心墻及地基防滲墻的滲流量：張霞： D 江水利樞紐工程設計23 （52111 2()(