河海大学水工建筑物课程设计说明书.doc

河海大学水工建筑物课程设计目录第一章 工程参数及基本资料1一 工程参数1二 基本资料1第二章 工程等级及设计标准3一 确定工程等级3二 设计标准3第三章 枢纽布置3一 选择坝轴线和坝址3二 结构布置3第四章 剖面设计4堰顶高程、校核洪水位及坝顶高程的确定4一 溢流坝下泄流量的确定4二 溢流空口尺寸的确定4三 溢流坝堰顶高程确定4四 校核洪水位的确定5五 坝顶高程的确定5非溢流坝剖面设计5一 剖面尺寸的确定6二 确定实用剖面尺寸6非溢流坝段稳定和应力分析7一 荷载组合及荷载计算7稳定验算8应力（强度）验算8第五章 溢流坝剖面设计和应力稳定分析10一 溢流坝剖面拟定11二 消能效果估算12第六章 坝体细部构造及地基处理13一 坝顶结构13二 坝体分缝13三 坝内廊道14四 坝的地基处理141 第一章 工程参数及基本资料一 工程参数坝底高程（m） 正常蓄水位（m）设计洪水位发电死水位（m）工程效益防洪灌溉面积（万亩）装机（万千瓦） 130227.7229.7183保证下游两库的抗洪保坝安全34.04.0二 基本资料1. 地形资料，见地形图，虚线为新鲜岩面的等高线。2. 坝址处的水位流量关系曲线流量（m3/s）401202006001000200030004000500060007000水位（m）134.44134.78135.40136.20136.80137.80138.60139.20139.80140.30140.803. 水库库容关系曲线高程（m）135145155165175185195205215225235245容积（106m3）0.011.758.3838.2044.22876.23120.97179.26254.00349.60466.10683.304. 设计洪水由实测及历史调查资料，经频率分析，推得Q=1400m3/sec，Cv=1.0，Cz=3.5Cv ，其频率曲线为P（%）0.21251050Qp(m3/sec)1073073105920416029201850对应P=0.2%的Q0.2%=10730m3/sec ，由调洪演算求得对应的设计洪水下泄流量Q=4450m3/sec , P=0.1%的Q0.1%=12000m3/sec ，经调洪演算求得对应的下泄流量Q=5530m3/sec 。5. 气温与风速风向月份123456789101112最低气温（）-15.3-14.2-7.8-0.14.711.419.015.19.01.3-6.1-9.3最大风速（m/sec）10151213109111088109风向按基本垂直坝轴线考虑吹程（km）10.06. 泥沙淤积：库区植被茂密可以不考虑泥沙淤积。7. 地震按8度烈度计算。8. 坝址地质：岩性为花岗岩，强度较高，两岸节理，裂隙发育，单位吸水率0 ，不出现拉应力。故坝的强度能满足应力控制标准。3. 溢流坝的结构布置（1） 闸门布置溢流坝上设工作闸门和检修闸门a. 工作闸门：常用平面门和弧形门，一般布置在溢流堰堰顶点，以减 小闸门高度b. .检修闸门：位于工作闸门之前，全部溢流孔通常只备有12个检 修闸门，供检修工作闸门交替使用（都采用平面闸门）（2） 闸墩a. 闸墩的长度应满足工作桥，交通桥及启闭机布置的要求，取长度L= 30mb. .闸墩的厚度应满足强度和布置门槽的要求，取宽度为d=4.0 mc. 闸墩的高度取决于闸门和启闭机的形式，应保证开启后闸门的底缘高出水库最高洪水位，并保留有一定的安全超高，与非溢流坝坝顶齐平，取闸墩高程=234.68 m d. .平面闸门门槽深0.52.0m，取1.0m（3） 边墩和导水墙在溢流坝和非溢流坝段设边墩，边墩向下游延伸成为导水墙。导墙长度一般延伸至消力池末端，采用挑流消能，至少延伸至挑坎末端，导水墙墙顶高出水面1m，导墙厚1.5m。 第五章 消能设计及消能效果估算一消能设计 因为该溢流坝水头高，下游有一定的水垫深度，岩基条件良好，故采用挑流消能方式。算坝型时采用连续挑流鼻坎，其优点有构造简单，施工方便，水流平顺，射程较远，挑射角为20，反弧段半径R= 16 m， 鼻坎高程=142 m，高出下游水位12m，以利于挑流水舌下游的掺气。二 消能效果估算（1）挑射距离的确定其中： L：水舌挑距（m）鼻坎末端至冲刷坑最深点的水平距离V1：坝顶表面流速(m/s)取平均流速Vc的1.1倍：鼻坎挑射角度h1：hccos坝顶水深的铅直投影高度h2：坝顶至河床表面高差（m）g：重力加速度得L= 133.14 m（2） 挑流冲坑最大水深T 其中：: 冲刷坑系数，对于坚强完整的类良好的岩石=0.71.1（均值为0.9），坚强而不完整的类中等岩石=1.11.4（平均值1.25），软弱破碎的类质量差的岩石=1.41.8（平均1.60），本次取0.9 ：鼻坎单宽流量q所决定的临界水深，并取 Z：上下游水位差，取较大情况为校核洪水位。 得T=28.17 m 7.352.55 故为安全设计。第六章 坝体细部构造及地基处理一 坝顶结构坝顶采用实体结构，顶面按路面设计，在坝顶布置排水系统和照明设备。二 坝体分缝混凝土重力坝在运用期由于温度变化发生伸缩变形和地基可能产生不均匀沉降而引起裂缝，以及为了适应施工期混凝土浇筑能力和温度控制等，设置垂直坝轴线横缝和平行于坝轴线纵缝。1.横缝及止水永久性横缝将坝体沿坝轴线分成若干坝段，缝面为平面，不设键槽，不进行灌浆，缝的宽度取为1cm。缝内用沥青油毛毡填充，横缝的间距即坝段长度为20m，溢流坝段每个坝段长为20m。为防止水流沿横缝渗漏，缝内设止水设备，采用两道金属片和一道防渗沥青井，金属止水片厚度为1.01.6mm，在缝中弯折成U型，止水片埋入混凝土长度为20cm，第一道止水片距离上游坝面约为0.52.0m。以后各道止水间距离为0.51.0m。沥青井方形，尺寸为25X25cm，预支混凝土块高1m厚10cm，止水设备必须与坝基连接，止水片下端伸入基岩40cm，沥青井埋入基岩30cm，止水下游设排水孔，孔径取为15cm。2. 纵缝和水平缝纵缝是为了适应混凝土的浇筑能力和减小施工期温度而设置的临时缝，纵缝的布置为垂直纵缝，纵缝的间距为15cm，为加强坝体的整体性，缝面设置键槽，坝体排水。为减少渗水对坝体的有害影响，降低坝体中的渗透压力在靠近上游坝面处设置排水管，将坝体渗水由排水管排入廊道再由廊道汇集集水井，用水泵排向下游，排水管至上游坝面距离为6m，排水管间距为3米，管内径为25cm。三 坝内廊道基础帷幕灌浆廊道沿纵向设在坝踵附近，廊道上游壁到上游坝面的距离应不小于0.050.1倍水头，且不小于45m，取6m。宽度2.53m，取3m；高度3.03.5m，取3.5m。坝体纵向排水检查廊道一般靠近坝的上游侧面每隔1530m高差设计一层，取高差为20m，基础廊道距基面距离不小于1.5倍底宽，即4.5m，取5m。基础灌浆廊道轴线成沿地形向两岸逐渐升高，纵坡度一般不宜陡于4050。四 坝的地基处理1. 坝基的开挖和清理坝基开挖是把覆盖层及风化破碎的岩石挖掉，使大坝直接建在完整的基岩上。坝基开挖深度对于高坝应挖到新鲜或微风化下部的基岩，坝基开挖的边坡为1:1（注意修改，不同的设计不一样）。2. 坝基的固结灌浆当基础岩石比较良好，仅在坝基处上游，下游应力较大的地区进行灌浆。3. 坝基帷幕灌浆（1） 帷幕深度根