水利防水工程設計畢業(yè)論文-資料下載頁

　　

【正文】 條件下的風速為12m/s。）； D —— 風區(qū)長度. m；也稱有效吹程。（當從壩閘前算起到對岸的最大直線距離小于5倍的水域寬度時，D可取壩閘前到對岸的最大直線距離；當從壩閘前算起到對岸的最大直線距離大于5倍的水域寬度時，D可取5倍的水域寬度；當沿風向兩側水域較窄或為不規(guī)則形狀或有島嶼等障礙物時，D可采用有效風區(qū)長度。）此處取2120m； ——水域平均水深，m；（按照吹程范圍內河床地形與水深,剖斷面進行加權平均，只是水深在波浪計算中的影響很小，我們一般用最大水深代替計算。此處=正常蓄水位—壩底高程。）g —— 重力加速度，178。；L—— 平均波長，m。帶入數(shù)據(jù)計算： 得： 平均坡高hm= 平均周期 = * = 平均波長Lm= 平均波浪爬高 （25） = （規(guī)范SL274—2001 P51） 式中： —— 波浪的平均爬高，m； K△ —— 斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)護面類型由（規(guī)范SL274—2001 P52）查得，護面類型選用砌石護坡，；表22 護面類型光滑不透水護面（瀝青混凝土）混凝土或混凝土板草 皮~砌 石~拋填兩層塊石（不透水基礎）~拋填兩層塊石（透水基礎）~ —— 經(jīng)驗系數(shù)，由風速W、壩迎水面前水深H、重力加速度g所組成的無維量，由（規(guī)范SL274—2001 P52）查得，(正常運用情況)，（非常運用情況），故查得經(jīng)驗系數(shù)=；≤1234≥5表23 經(jīng)驗系數(shù)k m —— 單坡的坡度系數(shù)，若坡角為，即等于cot。（由《水工建筑物》天津大學 中國水利水電出版社 第五版P219查得） 風浪壅高計算風浪壅高按 （規(guī)范SL274—2001 P51公式） （規(guī)范SL274—2001 P51） （26）式中：e—— 計算處的風壅水面高度，m；D—— 風區(qū)長度，m；K—— 綜合摩阻系數(shù)，106；β—— 計算風向與壩軸線的夾角，( 176。)；取0176。 W—— 風速，m/s；取18m/s。由于水庫所在地區(qū)地震基本烈度為7176。，按《水工建筑物抗震設計規(guī)范》（SL293—97 P20），水工建筑物抗震計算的上游水位可采用正常最高蓄水位，地震區(qū)的地震涌浪高度，可根據(jù)設計烈度和壩前水深，~，；設計烈度為9度時安全超高應計入壩和地基在地震作用下的附加沉陷，故不考慮地震作用的附加沉陷計算。 二． 在非常運用條件下1. 平均波高及平均波長： 式中：其中： hm —— 平均波高，m；T—— 平均波周期，s；W —— 計算風速, m/s；（根據(jù)“規(guī)范”（SL274—2001），計算大壩波浪爬高時，所采用的設計：正常運用條件下，；非常運用條件下，采用多年平均最大風速；根據(jù)氣象資料統(tǒng)計。則其正常運用條件下的風速為，非常運用條件下的風速為12m/s。）此處為非常運用條件下取12m/s；L—— 平均波長，m； D —— 風區(qū)長度 m；也稱有效吹程。（當從壩閘前算起到對岸的最大直線距離小于5倍的水域寬度時，D可取壩閘前到對岸的最大直線距離；當從壩閘前算起到對岸的最大直線距離大于5倍的水域寬度時，D可取5倍的水域寬度；當沿風向兩側水域較窄或為不規(guī)則形狀或有島嶼等障礙物時，D可采用有效風區(qū)長度。）；—— 壩前水深，m；（）g—— 重力加速度，（178。）代入數(shù)據(jù)計算：得hm= m則2. 平均波浪爬高Rm式中： Rm —— 波浪的平均爬高，m； K△ —— 斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)護面類型由規(guī)范SL274—2001 P52查得，護面類型選用砌石護坡，； Kw —— 經(jīng)驗系數(shù)，由風速W、壩迎水面前水深H、重力加速度g所組成的無維量，由（規(guī)范SL274—2001 P52）查得，故查得經(jīng)驗系數(shù)=；代入數(shù)據(jù)計算得3. 風浪壅高e 式中： e —— 計算處的風壅水面高度，m； D —— 風區(qū)長度，m；取2120m K —— 綜合摩阻系數(shù)，106；β—— 計算風向與壩軸線法線的夾角，( 176。)；取0176。 W—— 風速，m/s；取12m/s。其他符號同前。代入數(shù)據(jù)計算得其相應的安全加高 最終壩頂高程確定根據(jù)《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（SL274—2001）：壩頂高程等于水庫靜水位與壩頂超高之和，應按以下運用條件計算，取其最大值：正常蓄水位加正常運用條件下的壩頂超高：+=；設計洪水位加正常運用條件下的壩頂超高：+=；校核洪水位加非常運用條件下的壩頂超高：+=；正常蓄水位加非常運用時的壩頂超高再加上地震涌浪高度：++=。精確結果見下表：表24 各種工況下的壩頂高程 計算情況計算項目正常運用情況非常運用情況正常蓄水位設計洪水位正常蓄水位校核洪水位上游靜水位（m）河底高程（m）1935壩前水深（m）吹程 （km）風向與壩軸線夾角 （176。）0風浪引起壩前雍高 （m）風速V（m/s）1812波高hm (m)護坡粗糙系數(shù)上游壩面坡腳arcot1/平均波浪沿壩面爬高Rm（m）安全超高（m）地震安全加高（m）010壩頂高程（m） 壩頂寬度計算根據(jù)《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（SL274—2001）：土石壩壩頂寬度應根據(jù)構造、施工、運行和抗震等因素確定。如無特殊要求，高壩的頂部寬度可選用10~15m，中、低壩可選用5~10m。壩頂?shù)淖钚挾纫部砂唇?jīng)驗公式 （27）式中： H——為壩高，m，H=； R——為所求壩頂寬度。由于5m10m。壩頂為了防止雨水沖蝕，采用單層砌石路面，無交通要求。，為保證其堅固而不透水，采用漿砌石筑成，墻底和壩體中的防滲體緊密連接，結構尺寸根據(jù)強度穩(wěn)定計算確定，并設置伸縮縫，做好止水；。為了排除雨水，形成2%的坡度將壩頂雨水排向下游壩面排水溝。 壩坡設計土石壩壩坡的選擇取決于壩型、壩高、壩的等級、壩體及壩基材料材料的性質、承受的荷載、施工和運行等主要因素。一般可參考已建壩的實踐經(jīng)驗或用近似的計算方法初步擬定壩坡，然后進行穩(wěn)定等計算確定合理的壩坡。在滿足穩(wěn)定要求的前提下，應盡可能使壩坡陡些，以減小壩體工程量。根據(jù)規(guī)范規(guī)定與實際結合，不變坡。在壩坡改變處，尤其在下游坡，~（戧道）以使匯集壩面的雨水，防止沖刷壩坡，并同時兼作交通、觀測、檢修之用。 壩體排水設計由于本地區(qū)石料比較豐富，再綜合上述比較，決定采用堆石棱體排水比較適宜，另外采用棱體排水可以降低壩體浸潤線，防止壩坡凍漲和滲透變形，保護下游壩址受尾水淘刷，并可支撐壩體，增加下游壩坡的穩(wěn)定性，工作可靠，便于觀測和檢修，適宜下游有水的情況。根據(jù)規(guī)范（SL274—2001）：棱體排水頂面高程應高出下游最高水位，超出高度，1級、3級、并應大于波浪沿坡面的爬高。此壩為三級壩。棱體頂寬根據(jù)施工條件及檢查觀測需要確定。棱體內坡根據(jù)施工條件決定，一般為1:～1:,取為1:，外坡一般為1:～1:，取為1:。棱體與壩體以及土質地基之間設置反濾層。 壩頂構造本工程屬于中壩，根據(jù)運行、施工交通的方便，壩頂路面的材料采用瀝青混凝土 ，壩頂面向下游側放坡，由于當?shù)氐慕涤炅坎⒉粡?，壩頂為了防止雨水沖蝕，采用單層砌石路面，無交通要求。，為保證其堅固而不透水，采用漿砌石筑成，墻底和壩體中的防滲體緊密連接；。為了排除雨水，形成2%的坡度將壩頂雨水排向下游壩面排水溝。土料場的選擇根據(jù)規(guī)范《碾壓與土石壩設計規(guī)范》SL274－：防滲土料應滿足下列要求：10－5cm/s%%。通過表2表24可知，防滲土料可選用C3料場。 壩殼料場的選擇由CCCC6料場的筑壩砂礫料顆粒級配匯總表及筑壩砂礫料物理力學試驗成果表可以看出，各料場的φ值均達到240以上，可滿足要求。不均勻系數(shù)均大于5。~3之內。所以只有C6料場的級配是良好的。且C6料場的儲量滿足壩殼填筑工程量要求，可做為主堆石區(qū)。其余填筑料在CCC5料場及爆破料中選擇，做為次堆石區(qū)。經(jīng)分析，C6料場級配優(yōu)于CCC5料場，且儲量滿足壩殼填筑工程量，故選擇C6料場做為壩殼填筑料場，做為主堆石區(qū)，其余C2料場的料填筑在兩側。 填筑標準設計根據(jù)《碾壓式土古壩設計規(guī)范》SL274－2004三級壩粘性土的壓實度應符合96%－98%的要求，設計干密度指標見表25。表25設計密度指標料場擊實最大干密度（g/cm3）設計干密度（g/cm3）設計含水量（%）施工填筑含水（%）C319－24（注：設計干密度以擊實最大干密度乘以壓實度求得，擊實最大干密度取各個土樣標準擊實試驗的擊實最大干密度的算術平均值。筑壩土料的設計含水量取各土樣最優(yōu)含水量的算術平均值，施工填筑含水量應按設計含水量控制，其上下偏差不宜超過－2%~+3%，其值根據(jù)土料性質、填筑部位、施工工藝和氣候條件等因素進行選擇。）61第三章 泄水建筑物計算 控制段計算溢流堰為正堰，堰頂下游采用WES冪曲線，堰頂上游堰頭采用雙圓弧曲線，采用高堰設計。，高堰堰高要符合p≥ , 。經(jīng)計算，，而下游堰面曲線可按公式—《溢洪道設計規(guī)范》（SL253—2000 P37）計算： (31)其中 Hd——堰面曲線定型設計水頭； x、y——原點下游堰面曲線橫、縱坐標；n——與上游堰坡有關的指數(shù)；k——當p1/Hd，；當p1/hd≤，取k=～。該堰上游面坡度?。ǎ凇兑绾榈涝O計規(guī)范》（SL253—2000 P37）=，n=。具體表格如下：表 31 堰面曲線參數(shù)上游面坡度KNR1aR2b3:03:13:2則公式可寫為: x12345678910y 由此式可繪出下游曲線。上游堰頭曲線由雙圓弧曲線組成，其相關參數(shù)如下： R1==， R2= =，a= =， b==； 泄流能力計算開敞式WES型實用堰的泄流能力可按公式溢洪道設計規(guī)范（SL253—2000 P41）計算： （32）式中 Q—流量，m3/sB—溢流堰總凈寬度，定義B=nb=25m；b—單孔寬度，；n—閘孔數(shù)目,2。σs—淹沒系數(shù)。H0—計入行近流速的堰上總水頭。（由《水力學》吳持恭第四版P308知：當P1/Hd≥，行近流速v0很小，計算中可以略去不計（即認為）；此時若堰高繼續(xù)增加，過堰水舌的軌跡不再發(fā)生明顯變化，流量系數(shù)也不再隨堰高而變，稱為高堰。而本設計中，故不計行近流速）g—重力加速度, m/s178。m—實用堰流量系數(shù) 經(jīng)下表《溢洪道設計規(guī)范》（SL253—2000 P42）取值,（亦可由《水力學》）。H0/HdP1/Hd≥c—上游堰坡影響系數(shù),經(jīng)下表取值，；上游堰面坡度度3:13:23:3 ε—閘墩側收縮系數(shù)； 溢洪道設計規(guī)范（SL253—2000） (33)上式適用于H0/b≤，當H0/b＞，H0/。式中 ε0—中墩形狀系數(shù)；；ζk—邊墩形狀系數(shù)；采用圓弧形，ζk=；得： Q=＞ m3/s ， 可以滿足最大洪峰下泄流量。 泄槽的水力計算 臨界水深和臨界底坡計算泄槽采用矩形斷面其臨界水深和臨界底坡可按公式《水力學》（吳持恭第四版 P22225）計