毕业设计计算书-B江水利枢纽工程设计.doc

水利水电工程专业毕业设计 1 目录目录 全套图纸加扣 3012250582 1 1 调洪演算调洪演算 4 1 1 洪水调节计算 4 1 1 1 洪水调节计算方法 4 1 1 2 洪水调节具体计算 4 1 1 3 计算结果统计 7 1 2 防浪墙顶高程确定 8 1 2 1 设计情况下 8 1 2 2 校核情况下 9 2 2 L L 型挡墙计算型挡墙计算 11 2 1 L 型挡墙荷载计算 11 2 1 1 土压力计算 11 2 1 2 校核洪水位时静水压力 11 2 1 3 浪压力 校核情况下 12 2 2 L 型防浪墙配筋计算 12 2 2 1 设计状况 12 2 2 2 校核情况 16 3 3 溢洪道的设计与计算溢洪道的设计与计算 21 3 1 控制堰及消能设计 21 3 2 边墙设计及稳定演算 22 3 2 1 边墙的形状设计 22 3 2 2 边墙稳定计算 23 3 3 挑射距离与冲刷坑深度的估算 25 B 江水利枢纽工程毕业设计 2 4 4 工程量计算工程量计算 27 4 1 开挖工程量计算 27 4 1 1 趾板处开挖量计算 27 4 1 2 主坝基础开挖量 27 4 1 3 溢洪道开挖量 28 4 1 4 导流隧洞开挖量计算 29 4 1 5 副坝开挖量计算 29 4 2 混凝土工程量计算 30 4 2 1 趾板混凝土工程量计算 30 4 2 2 面板混凝土用量计算 30 4 2 3 L 型挡墙混凝土用量计算 31 4 2 4 溢洪道混凝土用量计算 31 4 2 5 副坝混凝土用量计算 32 4 2 6 导流隧洞混凝土衬砌计算 33 4 3 大坝填筑量计算 33 4 4 灌浆工程量计算 34 4 4 1 主坝灌浆工程量计算 34 4 4 2 副坝灌浆工程量计算 34 4 5 分缝止水工程量计算 35 4 6 模板工程量计算 37 4 6 1 混凝土面板模板工程量计算 37 4 6 2 导流隧洞衬砌模板工程量计算 37 4 6 3 溢洪道模板工程量计算 37 4 7 钢筋工程量计算 37 4 7 1 混凝土面板钢筋工程量计算 37 4 7 2 趾板钢筋工程量计算 38 4 7 3 防浪墙钢筋工程量计算 38 4 7 4 溢洪道泄槽段钢筋工程量计算 38 5 5 施工组织设计施工组织设计 39 5 1 堆石体施工 39 5 1 1 施工强度计算 39 5 2 土石方机械的选择及数量计算 42 5 2 1 机械选择 42 5 2 2 机械生产率的计算 42 水利水电工程专业毕业设计 3 6 6 导流隧洞施工导流隧洞施工 46 6 1 基本资料 46 6 2 开挖方法选择 46 6 3 钻机爆破循环作业项目及机械设备的选择 46 6 4 开挖循环作业组织 46 附图一附图一 调洪演算调洪演算 49 附图二附图二 调洪演算调洪演算 50 附图三附图三 调洪演算调洪演算 51 B 江水利枢纽工程毕业设计 4 50年一遇设计洪水过程线 0 50 100 150 200 250 300 350 400 01020304050607080 时间t h 入库流量Q 流量 1 调洪演算 1 1 洪水调节计算 1 1 1 洪水调节计算方法 本次洪水调节运用水库调洪计算公式 即 1 1 t V qQ 式中 Q 计算时段中的平均入库流量 m3 s q 计算时段中的平均下泄流量 m3 s v 时段始末水库蓄水量之差 m3 t 计算时段 一般取 1 6 小时 本设计取 4 小时 即在一个计算时段内 入库水量与下泄水量之差为该时段中蓄水量的变化 1 1 2 洪水调节具体计算 用三角形法拟出洪水过程线 如图 1 1 水利水电工程专业毕业设计 5 p 1 校核洪水过程线 100 0 100 200 300 400 500 600 01020304050607080 时间 t Q m3 s 流量 根据本工程软弱岩基 选用单宽流量约为 20 40m3 s 允许设计洪水最大下 泄流量 250 m3 s 故闸门宽度约为 6 25m 12 5m 选择两种宽度进行比较 假定 堰顶宽度分别为 8m 10m 和 12m 并假定三个堰顶高程 分别为 271m 272m 和 水库库容关系曲线 220 230 240 250 260 270 280 050010001500200025003000 V 万立方米 H 米 H V 图 1 1 洪水过程线 B 江水利枢纽工程毕业设计 6 273m 先由算出各种组合的起调流量 每假定一组堰顶高程和堰顶宽度 根据公式 Q mBH3 2作出 H Q 关系g2 曲线 公式中 1 0 14H B 当 H B 1 时 取 H B 1 绘图并列表计算各曲线坐标点参数如表 1 1 所示 表 1 1 Z Q 关系曲线 堰高高 程 m 起调流 量 设计流 量 Q 拦洪库 容 原库容 万方 现库容 万方 设计水位 Z 48 64117 26557 815002057 8277 4 48 64178 62429 515001929 5276 4 48 64241 03300 9315001800 93275 3 271 48 64292 55195 2515001695 25274 5 48 64117 26557 815902147 8278 1 48 64178 62429 515902019 5277 3 48 64241 03300 9315901890 93276 1 272 48 64292 55195 2515901785 25275 3 48 64117 26557 816702227 8278 6 48 64178 62429 516702099 5277 7 48 64241 03300 9316701970 93276 7 设 计 情 况 B 8 10 12m 273 48 64292 55195 2516701865 25275 8 堰高高 程 m 起调流 量 设计流 量 Q 拦洪库 容 原库容 万方 现库容 万方 设计水位 Z 36 29349 5572 415002072 4277 5 36 29211 1901 115002401 1280 36 29145 96106115002561280 9 271 36 2992 931194 915002694 9282 1 36 29349 5572 415902162 4278 1 36 29211 1901 115902491 1280 5 36 29145 96106115902651281 7 272 36 2992 931194 915902784 9282 6 校核 情况 B 8 10 12m 27336 29349 5572 416702242 4278 7 图 1 2 水库库容关系 曲线 水利水电工程专业毕业设计 7 36 29211 1901 116702571 1281 36 29145 96106116702731282 3 36 2992 931194 916702864 9283 1 表 1 2 关系曲线 0 H 泄 Q m 0 H B 8m 泄 Q m3 s B 10m 泄 Q m3 s B 12m 泄 Q m3 s 0000 117 521 926 4 248 661 173 7 387 6110 7133 8 4132 3167 9203 5 5181 5231 2280 9 6234299 3364 7 7289 1371 5453 8 8346 2446 8547 4 9413 1524 7644 8 根据可得出与的关系 联立表 1 1 结果 可得出调洪演 堰顶 0 H 泄 Q 算的结果 见附图一至三 1 1 3 计算结果统计 根据附图一至三所示结果 得出以下可行方案 表 1 3 可行方案统计 方 案 堰顶高程 m 堰顶宽 m 设计洪水 位 m 设计下泄 流量 m3 s 校核洪水 位 m 校核下泄 流量 m3 s 超高 m 12728277 1188279 12912 6 227210276 7210278 43281 9 32738277 8177 1279 82803 3 427310277 4199 4279 23182 7 B 江水利枢纽工程毕业设计 8 527312277 2214278 73482 2 注 超高 Z 校核洪水位 正常蓄水位 发电引用最大流量 5m3 s 相对较小 在计算时不 予考虑 以上方案中 设计洪水位均小于设计洪水最大下泄流量 240m3 s 因而对这 五个方案通过经济技术比较选定 本设计对此只做定性分析 同时也考虑与导流 隧洞结合的问题 一般来说超高 Z大 坝增高 大坝工程量加大 B大则增加 隧洞的开挖及其它工程量 而Q B越大消能越困难 衬砌要求也高 方案 3 安全 超高较大 剔除 考虑到设计下泄流量越接近最大下泄流量对设计越有利 因此 仅考虑 2 5 方案 在这两个方案中 与方案 5 相比 方案 2 的超高更小 因此 节省工程量 所以最终选择方案 2 即堰顶高程 272m 堰顶宽 10m 设计下泄流量 为 210m3 s 校核下泄流量为 328m3 s 1 2 防浪墙顶高程确定 堰顶上游 L 型挡墙应超过水库静水位以上高度 cz hhhZ 1 2 库区多年平均最大风速 12 6 m s 吹程 1 6km 1 2 1 设计情况下 设计情况下 风速取最大风速的 1 5 倍 即 1 5 12 6 18 9m s 0 V 9 81 1600 43 94 在 20 250 范围内 所以下式中的 h 为累 2 0 V gD 2 9 18 积频率 5 的波高 31 2 121 31 2 0 121 0 2 0 5 9 18 160081 9 9 180076 0 0076 0 V gD V V gh 解得 0 7644m 5 h 由于 0 查表 得 m m H h 95 1 5 m h h 39 0 m h 查表 得42 2 1 m h h 95 0 1 h 水利水电工程专业毕业设计 9 75 3 1 2 0 15 2 1 0 2 0 331 0 V gD V V gLm 即 75 3 1 2 15 2 1 2 9 18 160081 9 9 18331 0 9 18 81 9 m L m42 8 m L m34 0 1 42 8 95 0 14 3 2 22 1 mm z L H cth L h h 0 7m c h 得 0 95 2 0 34 0 7 2 94m cz hhhZ 1 2 276 7 2 94 279 64mZ 设堰顶 H 1 2 2 校核情况下 12 6m s 0 V 9 81 1600 98 87 在 20 250 范围内 所以下式中的 h 为累 2 0 V gD 2 6 12 积频率 5 的波高 31 2 121 31 2 0 121 0 2 0 5 6 12 160081 9 6 120076 0 0076 0 V gD V V gh 解得 0 46m 5 h 由于 0 查表 得m m m H h 95 1 5 m h h 2359 0 m h 查表 得m42 2 1 m h h 57 0 1 h 75 3 1 2 0 15 2 1 0 2 0 331 0 V gD V V gLm B 江水利枢纽工程毕业设计 10 即 75 3 1 2 15 2 1 2 6 12 160081 9 6 12331 0 6 12 81 9 m L m612 5 m L m18 0 1 612 5 57 0 14 32 22 1 mm z L H cth L h h 0 4m c h 得 0 57 2 0 18 0 4 1 72m cz hhhZ 1 2 278 4 1 72 280 12m Z 设堰顶 H 防浪墙顶高程至少为上述最大值 280 12m 故取防浪墙顶高程为 280 2m 坝 顶高程 279 0m 高于校核洪水位 278 4m 满足要求 水利水电工程专业毕业设计 11 2 L 型挡墙计算 2 1 L 型挡墙荷载计算 2 1 1 土压力计算 由于受力状况的不同 土压力可能 为主动土压力 被动土压力以及静止土 压力 以下分别进行计算 2 1 1 1 主动土压力 38 58 K tan2 450 2 a tan2 450 38 580 2 0 232 9 81 2 10 20 601kg 2 m E H K 20 601 2 4 0 232 a 2 1 2 a 2 1 2 13 76KN 2 1 1 2 被动土压力 K tan2 450 2 tan2 450 38 580 2 4 314 p E H K 20 601 2 4 4 314 255 95KN p 2 1 2 p 2 1 2 2 1 1 3 静止土压力 K 0 4286 0 u u 1 E H K 20 601 2 4 0 4286 0 2 1 2 0 2 1 2 25 43KN Pw 图2 2 水压力计算简图 图 2 1 L 型挡墙 B 江水利枢纽工程毕业设计 12 2 1 2 校核洪水位时静水压力 2 2 1 HP w 9 81 1 8 15 89KN 2 1 2 2 1 3 浪压力 校核情况下 坝前水深 H 278 4 227 5 50 9m 大于 为深水波 m Lm 2 612 5 2 4 1 1zmL hhLP 9 81 5 612 0 57 0 18 4 1 10 32KN 2 2 L 型防浪墙配筋计算 2 2 1 设计状况 对 L 型防浪墙的竖直部分简化为悬臂梁进行计算 当上游水位低于 276 6m 时 即防浪墙上游无水的情况下为最不利工况 应 按此工况进行配筋计算 2 2 1 1 土压力计算主动土压 E KNKHE aa 63 8 232 0 9 181 9 101 2 2 1 2 1 232 产生弯矩 5 74kN m 3 9 163 8 05 1 11 3 1 0 HEM aG 2 2 1 2 配筋计算 环境级别为三类 保护层厚度 a 30mm 取单位宽度 1m 进行计算 混凝土采 用 C25 则轴心抗压强度设计值 12 5N mm2 钢筋采用 II 级钢筋 310 c f y f N mm2 竖直部分配筋 I I 水利水电工程专业毕业设计 13 截面抵抗矩系数 0 0023 0 544 属于适筋破坏 0023 0 211211 s b 钢筋面积 43 6mm2 310 3050010000023 0 5 12 0 ycs fhbfA 计算的配筋率 0 0092 0 15 305001000 6 43 0 hb As min 故采用最小配筋率配筋 705 mm2 305001000 15 0 0min hbAs 选配 6 12 679 2 误差在 5 以内 满足要求 s A 在上游侧采用构造对称配筋 配 6 12 分布钢筋采用 6 250 配筋如图 2 2 所示 底板配筋 如图 2 3 所示 2 2 截面 7 29 181 9 1 2 3 W 105 68kN 24 0 5 2 7 32 4kN 1 W 对弯矩的影响很小 见图 2 4 可忽略不记 0 E 0023 0 305001000 5 12 1074 5 2 1 2 6 2 0 hbf M c d s 6 250 6 250 1 1截面1 1截面 6 250 6 250 2 2 图 2 3 L 型挡墙配筋图 B 江水利枢纽工程毕业设计 14 01 3W 52 60 42 84 EW 基地反力如图 2 4 所示 其受力大小见 2 2 1 3 节 对 II II 面产生的弯矩 1 1 1 05 105 68 2 7 2 1 1 1 05 32 4 2 7 2 1 1 1 2 M 46 012 2 7 2 7 2 1 1 1 2 52 60 46 012 2 7 2 7 2 3 43 95kN m 对 II II 截面进行配筋计算 取单位宽度进行计算 保护层厚度取 30mm 截面抵抗矩系数 019 0 305001000 5 12 1095 432 1 2 6 2 0 hbf M c d s 0 019 019 0211211 s 0 544 属于适筋破坏 b 钢筋面积 310 305001000019 0 5 12 0 ycs fhbfA 360 01mm2 计算的配筋率 0 077 0 15 305001000 01 360 0 hb As min 故采用最小配筋率配筋 705 mm2 305001000 15 0 0min hbAs 底板按构造配筋 配 6 12 分布钢筋采用 6 250 2 2 1 3 抗滑稳定计算 取单宽 1m 计算 竖向荷载 37 2kN1 35 024 1 W 48kN45 024 2 W 7 29 181 9 1 2 3 W 105 68kN 竖向合力 37 2 48 105 68 190 88kN 321 WWWG 水平荷载 静土压力 25 43kN 0 E 图 2 4 底板配筋 水利水电工程专业毕业设计 15 水平合力 25 94 25 94kN 0 EH 对底板中心求矩 37 2 2 0 8 0 25 35 34kN m 逆时针 1 M 105 68 2 2 7 2 68 692kN m 顺时针 3 M 1 2 20 601 2 4 0 4286 2 4 3 a E M 2 20 34kN m 逆时针 0 13E MMMM 68 692 35 34 20 34 13 012kN m 8795 4 72 47 41 012 136 41 88 190 6 22 max min BL M BL G 解得 52 60k max a P 42 84 k min a P 1 25 94 25 88 19058 38 0 tg H Gtg Kc 满足抗滑稳定要求 2 2 1 4 抗倾覆稳定计算 采用公式 2 1 H v M M K0 式中 挡土墙抗倾覆稳定安全系数 特殊组合 施工期 1 40 正常组合 0 K 正常蓄水位 1 50 取为 1 50 作用于墙身各力对墙的稳定力矩 V M 作用于墙身各力对墙的倾覆力矩 H M 25 43 2 4 3 20 34KN m H M B 江水利枢纽工程毕业设计 16 37 2 0 8 0 25 48 2 105 68 1 3 2 7 2 V M 415 11KN m 20 41 1 50 满足抗倾覆稳定要求 0 0 M M K y 34 20 11 415 0 K 2 2 1 5 地基承载力的计算 1 偏心距 e 2 2 C B 2 W MM B HV 2 式中 e 为墙底压力的偏心距离 对于硬土 e B 5 B 为墙底宽 4 0m C 为墙底面上垂直力的作用点与墙身前趾间的距离 为作用在墙上的垂直力 W 2 计算判别 e 0 068m B 5 0 8m W MM B HV 268 10548 2 37 34 2011 415 2 4 3 基底应力 墙前基底处应力 1 6 1 B e B W 4 6 1 4 68 10548 4 37e 42 84kN m 2 墙后基底处应力 6 1 2 B e B W 4 6 1 4 68 10548 4 37e 52 60kN m 2 均小于 25 满足地基承载要求 且 均大于 0 无拉应力 1 2 MPa 1 2 出现 所以 L 型挡墙满足应力条件 2 2 2 校核情况 2 2 2 1 L 型挡墙配筋计算 同样 对 L 型防浪墙的竖直部分简化为悬臂梁进行计算 当上游水位低于 277 1m 时 即防浪墙上游无水的情况下为最不利工况 应 按此工况进行配筋计算 水平压力计算 水利水电工程专业毕业设计 17 主动土压力 E KNKHE aa 63 8 232 0 9 181 9 101 2 2 1 2 1 232 产生弯矩 5 74kN m 3 9 163 8 05 1 11 3 1 01 HEM aG 校核水压力 9 81 1 3 8 29KN 2 2 1 HP w 2 1 2 产生弯矩 4 31KN m 3 3 129 8 20 1 11 3 1 02 HPM G 总弯矩 5 74 4 31 1 43kN m 21 MMM 总弯矩小于设计状况下弯矩 即最终确定采用对称配筋 在上游侧则采用 构造对称配筋 配 6 12 分布钢筋采用 6 250 2 2 2 2 底板配筋 II II 截面 7 29 181 9 1 2 3 W 105 68kN 24 0 5 2 7 32 4kN 1 W 对弯矩的影响很小 可忽略不记 0 E 基地反力大小见 2 2 2 3 节 对 II II 面产生的弯矩 1 1 1 05 105 68 2 7 2 1 1 1 05 32 4 2 7 2 M 1 1 1 2 47 78 2 7 2 7 2 1 1 1 2 57 38 47 78 2 7 2 7 2 3 69 25kN m 对 II II 截面进行配筋计算 取单位宽度进行计算 保护层厚度取 30mm 截面抵抗矩系数 030 0 305001000 5 12 1025 692 1 2 6 2 0 hbf M c d s 0 030 0 544 属于适筋破坏 030 0211211 s b 钢筋面积 568 5mm2 310 305001000030 0 5 12 0 ycs fhbfA 计算的配筋率 0 12 0 15 305001000 5 568 0 hb As min 故采用最小配筋率配筋 705 mm2 305001000 15 0 0min hbAs B 江水利枢纽工程毕业设计 18 与设计情况配筋相同 2 2 2 3 抗滑稳定性分析 取单宽 1m 计算 竖向荷载 37 2kN1 35 024 1 W 48kN45 024 2 W 7 29 181 9 1 2 3 W 105 68kN 10 2024kN 8 03 181 9 4 W 竖向合力 37 2 48 105 68 10 2024 201 1kN 4321 WWWWG 水平荷载 静土压力 25 43kN 0 E 静水压力 15 89kN P 浪压力 10 32kN L P 水平合力 15 89 10 32 25 94 0 78kN 0 EPPH L 对底板中心求矩 37 2 2 0 8 0 25 35 34kN m 逆时针 1 M 105 68 2 2 7 2 68 692kN m 顺时针 3 M 10 2024 2 0 4 16 32kN m 逆时针 4 M 1 2 20 601 2 4 0 4286 2 4 3 a E M 2 20 34kN m 逆时针 1 2 9 81 1 8 1 8 3 w p M 2 9 534kN m 顺时针 L P M 3 11 Hhh pp z lw 3 1 Hpw 12 74kN m 顺时针 水利水电工程专业毕业设计 19 0 413EPP MMMMMMM L 68 692 9 534 12 74 35 34 16 32 20 34 18 966kN m 11 7 27 50 41 966 186 41 1 201 6 22 max min BL M BL G 解得 57 38k max a P 43 16 k min a P 1 10 78 0 1 20158 38 0 tg H Gtg Kc 满足抗滑稳定要求 2 2 2 4 抗倾覆稳定计算 采用公式 H v M M K0 式中 挡土墙抗倾覆稳定安全系数 特殊组合 取为 1 40 0 K 作用于墙身各力对墙的稳定力矩 V M 作用于墙身各力对墙的倾覆力矩 H M 25 43 2 4 3 20 34KN m H M 37 2 0 8 0 25 48 2 105 6 1 3 2 7 2 10 2024 0 4 15 89 V M 10 32 445 4KN m 21 9 1 40 满足抗倾覆稳定要求 0 0 M M K y 34 20 4 445 0 K 2 2 2 5 地基承载力的计算 1 偏心距 e C B 2 W MM B HV 2 式中 e 为墙底压力的偏心距离 对于硬土 e B 5 B 江水利枢纽工程毕业设计 20 B 为墙底宽 4 0m C 为墙底面上垂直力的作用点与墙身前趾间的距离 为作用在墙上的垂直力 W 2 计算判别 e 0 23m B 5 0 8m W MM B HV 268 10548 2 37 34 20 4 445 2 4 3 基底应力 墙前基底处应力 1 6 1 B e B W 4 6 1 4 68 10548 4 37e 31 26kN m 2 墙后基底处应力 6 1 2 B e B W 4 6 1 4 68 10548 4 37e 64 18kN m 2 均小于 25 满足地基承载要求 且 均大于 0 无拉应力 1 2 MPa 1 2 出现 所以 L 型挡墙满足应力条件 总上所述 L 型挡墙满足要求 水利水电工程专业毕业设计 21 曲线1 3 溢洪道的设计与计算 3 1 控制堰及消能设计 溢流堰采用实用堰的形式 消能方式为挑流消能 查坝址水位 流量关系曲线得下游最高水位为 230 0m 实用堰堰顶高程为 272 0m 坎顶高程应高于下游水位 1 2m 取挑流鼻坎高 程为 230 0 1 5 231 5m 1 溢流面曲线 堰面曲线采用 WES 曲线 如图 3 1 所示的幂曲线 曲线 1 的方程为 3 1 ykHx n d n1 式中 定型设计水头 按堰顶的最大作用水头的 75 95 计算 d H max H 与上游坝面坡度有关的系数和指数 坝面铅直时 nk 当坝面坡度为 3 1 时 85 1 0 2 nk836 1 936 1 nk 溢流面曲线坐标 x y 的坐标原点在堰顶 上 游采用三段圆弧 见图 3 1 所示 本设计采用上游坡面铅直 最大水头为校核 情况堰顶水头 278 4 272 6 4m max H 75 95 4 8 6 08m 取 5 5m d H max H d H 则曲线 1 的方程为 yx 85 0 85 1 5 50 2 a 0 175 0 175 5 5 0 9625m d H b 0 282 0 282 5 5 1 551m d H 0 5 5 5 2 75m d HR5 0 1 0 2 5 5 1 1m d HR2 0 2 0 04 5 5 0 22m d HR04 0 3 挑流坎反弧半径 R 与挑流坎上的流速大小有关 根据实验和工程实践 R 应 图 3 1 堰顶曲线 B 江水利枢纽工程毕业设计 22 大于最大设计流量时的坎顶水深的 6 倍 通常取 R 8 10 c h c h 根据能量方程 3 2 式中 堰顶最大单宽流量 328 10 32 8m3 sqq 流速系数 取 0 95 堰顶高程与反弧段最低点的高程差 272 230 42m i a i a 通过试算法计算出m 145 1 c h 得到反弧段的半径m 取R 10 0m 常取 45 11 16 9 10 8 c hR 25 35 取为 30 相应坎高 出射坎顶与反弧底之高差 1 34m cos1 Ra 反弧段与堰顶曲线以直线光滑连接 3 2 边墙设计及稳定演算 3 2 1 边墙的形状设计 泄槽的临界水深 3 2 3 2 81 9 210 1 g q hc 3 56m 溢洪道进水渠高程为 276 7 265 11 7m 在进水渠截面 其总 水头 T 11 7 11 807m 81 9 2 45 1 1 7 11 2 22 g v 设临界水深对应的流速为 则 1 v g v hT c 2 2 1 即 11 807 3 56 81 9 2 1 2 1 v 22 2 2 c cid hg q haH 3 2 泄图槽边墙 水利水电工程专业毕业设计 23 解得 12 72m s 1 v 根据规范 当溢流堰的控制堰为实用堰时 计算泄槽水面线的起始水深一般 取为堰后收缩断面水深 设堰后收缩断面水深为 则 co h 2 2 2 2 2 2 95 0 81 9 2 21 2 co co co co h h hg q hT 试算解得 1 56m 相应的流速 13 46m s co h co o h q v c 泄槽段水流掺气水深可按下式计算 h v hb 100 1 式中 泄槽计算断面的水深及掺气后的水深 m b hh 不掺气情况下泄槽计算断面的流速 m s v 修正系数 可取 1 0 1 4s m 流速大者取大值 即 1 8m56 1 100 46 132 1 1 b h 泄槽边墙高度可由加 0 5 1 5m 安全超高得到 边墙高度取为 2 5m b h 3 2 2 边墙稳定计算 溢洪道边墙沿建基面得抗滑稳定可按抗剪强度公式进行 3 3 P Wf Kc 式中 按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数 基本组合 1 05 特殊组合 c K c K 1 0 c K 边墙混凝土与基础接触面的抗剪摩擦系数 三类土 取 1 f 作用于边墙上的全部荷载对计算滑动面的法向分量 W 作用于边墙的全部荷载对计算滑动面的切向分量 P 由于在挑流坎以上以及挑流坎处靠近山岩的挡土墙都有山岩保护 其稳定必 然满足 因此 仅对挑流底坎靠近大坝的挡土墙进行分析 3 2 2 1 完建期 基本组合 该挡土墙不受到水平方向的力 因此 其稳定满足要求 挡土墙自重 W 0 5 3 0 5 0 5 24 42KN B 江水利枢纽工程毕业设计 24 自重产生的弯矩 0 5 3 24 0 5 0 5 0 5 0 5 24 0 75 1 M 13 5KN m 顺时针 偏心距 e C B 2 W MM B HV 2 式中 e 墙底压力的偏心距离 B 墙底宽 C 墙底面上垂直力的作用点与墙身前趾间的距离 作用在墙上的垂直力 W 即 1 2 13 5 42 0 181 0 43 6 21 4 421 P Wf Kc 满足要求 自重产生的弯矩 0 5 3 24 0 5 0 5 0 5 0 5 24 0 75 1 M 13 5KN m 顺时针 水压力产生的弯矩 6 43 1 3 1 145 0 5 5 67KN m 顺时针 2 M 扬压力产生的弯矩 0 5 9 81 0 25 1 145 0 5 0 5 1 3 0 5 3 M 0 5 9 81 0 25 1 145 0 25 0 5 0 5 9 81 0 75 1 145 0 5 0 25 1 17 KN m 逆时针 偏心距 e 3 4 C B 2 W MM B HV 2 式中 e 墙底压力的偏心距离 B 墙底宽 C 墙底面上垂直力的作用点与墙身前趾间的距离 作用在墙上的垂直力 W 则 me024 0 21 4 42 17 1 5 1367 5 2 1 水利水电工程专业毕业设计 25 e 3 B 满足偏心距要求 墙前基底处应力 1 6 1 B e B W 1 6 1 1 21 4 42e 43 23kN m 2 墙后基底处应力 6 1 2 B e B W 1 6 1 1 21 4 42e 32 35kN m 2 即挡土墙基地没有出现拉应力 满足要求 挡土墙满足要求 3 3 挑射距离与冲刷坑深度的估算 水舌挑距估算公式 3 5 2sinsin cos 21 22 11 c hhgvv g v L 式中 水舌挑距 为鼻坎末端至冲刷坑最深点的距离 L 坎顶水面流速 32 8 1 145 28 65 m s c v c c h q v 鼻坎挑射角度 取 30 30 15 出坎流速 31 515 m s 1 v c vv1 1 1 坎顶平均水深在铅直面上的投影 0 992m 1 h cos 1c hh 坎顶至河床表面之差 231 5 227 5 4m 2 h 2 h 计算得 L 86 91m 冲刷坑深度的估算公式 3 2 1 bb k r Zah k T 6 式中 T 自稳定冲坑底至下游水面总水深 鼻坎单宽流量 q 所决定的临界水深 取 4 79m k h 3 2 k g q h Z 上下游水位差 Z 278 4 230 48 4m 表征岩石优劣对 T 值影响的无因次相对比例系数 取为 1 5 r k a 待定系数 取为 2 44 B 江水利枢纽工程毕业设计 26 待定系数 分别取为 0 89 0 11 21 bb 解得m 6 22 T tTtr 冲刷坑深度 r t t 下游水深 230 277 5 2 5m 解得 20 1m r t 满足一般安全挑距约为可能冲刷坑深度的 2 5 5 0 倍范围32 4 1 20 91 86 r t L 内要求 水利水电工程专业毕业设计 27 4 工程量计算 4 1 开挖工程量计算 4 1 1 趾板处开挖量计算 趾板处开挖开 挖方案如图 4 1 所示 图中 m 为趾板长 度 趾板处开挖 2m 对趾板进行分段计算 如表 4 1 所示 表 4 1 趾板开挖工程量计算 趾板趾板宽度上底下底高面积趾板高程趾板水平长度趾板长度开挖量 AB38 54 521315 623 41628 13661365 776 BC49 55 52151640 65543 69015655 3522 CD5 210 76 7217 419 583 331585 582641489 138 DE5 210 76 7217 4028 91328 913503 0862 EF5 210 76 7217 417 530 08934 80802605 6595 FG49 55 52151655 029557 30834859 6251 GH38 54 521314 628 603532 11417417 4843 趾板总开挖量为 4896 121 m3 开挖线 趾板 图 4 1 趾板开挖线 B 江水利枢纽工程毕业设计 28 4 1 2 主坝基础开挖量 基础开挖 1m 沿坝轴线对基础开挖进行分段计算 见表 4 2 4 2 基础开挖量计算 截面剖面面积 距离开挖量 A0AB0 861517 197 B39 9234BC32 81552103 533 C88 2802CC150 77956241 448 C1157 5453C1D27 2794378 761 D163 49DE28 8840 E158 171EF16 4962307 743 F121 6233FF137 6343434 048 F160 8738F1G11 513644 321 G51 0555GH16 2505414 8387 其中 A B 分别为趾板 X X 线交点 C1 F1 分别为插入 CD FG 中的点 总 开挖量为 19541 89 m3 4 1 3 溢洪道开挖量 表 4 3 溢洪道开挖量计算 岩高程 1 泄槽高 程 岩高程 2 开挖高 程 1 开挖 高程 2面积 1面积 2工程量 282 9265277 417 912 4166 65152 91655 699 277 8262 3274 615 512 3152 9142 451530 311 275 6259 6269 5169 9142 45120 451362 176 267 6254 2262 713 48 5120 4569 85986 0104 260 4251 5255 38 93 869 8551 7629 7927 泄槽段 255 5248 8251 56 72 751 745 65504 4041 254 4246 1244 18 30 245 6550 6498 7047 251 8243 4244 28 40 850 630 8421 7617 246 3240 7238 95 60 130 855444 5596 2482382371005590 75755 1813 水利水电工程专业毕业设计 29 251 8235 323516 50 390 75127 051128 497 252 8232 6235 520 22 9127 05100 761180 363 248231 8423416 162 16100 760 286 427227914 47139 1196 32272 335 溢流堰 283 1265277 118 112 1196 3 286 426527921 414230 186 256888 521 进水渠 271265266 561 586 25 溢洪道总开挖量为 20258 32m3 4 1 4 导流隧洞开挖量计算 表 8 4 导流隧洞开挖量计算 断面 1 面积断面 2 面积长度开挖量总开挖量 扩散段 019 519 1995187 19进水渠 直线段 9 0799 0793 27829 76 洞身段 1 9 0799 07938 4245348 85 圆弧段 9 0799 0799 6987 98 洞身段 洞身段 2 9 0799 079176 33851600 98 出口直线段 9 0799 07926 8165243 467出口段 出口扩散段 19 5026 253255 96 2754 2 4 1 5 副坝开挖量计算 表 4 5 副坝开挖量计算 截面 上截面面 积 下截面面 积截面宽度坝段开挖量总开挖量 116 597213 343710149 7045 213 343713 001410131 7255 313 001413 003710130 0255 413 003712 998710130 012 512 998713 000110129 994 613 000112 999910130 712 99991310129 9995 1273 914 B 江水利枢纽工程毕业设计 30 8131310130 9131310130 1013012 68582 4525 4 2 混凝土工程量计算 4 2 1 趾板混凝土工程量计算 表 4 6 趾板混凝土用量计算 趾板高程趾板水平长度趾板长度趾板面积工程量总混凝土量 AB15 623 41628 136611 233 76394 BC1640 65543 690152 4602107 4865 CD19 583 331585 582642 7459235 0014 DE028 91328 9132 6676 90858 EF17 530 08934 808023 0407105 8407 FG1655 029557 308342 32132 9553 GH14 628 603532 114171 478447 4776 739 4341 4 2 2 面板混凝土用量计算 表 4 7 面板混凝土用量计算 分块上底下底面板宽度面积厚度混凝土量 面板 1 25 68228 684 21114 46410 445 7857 面板 2 28 67633 956187 87630 475 1505 面板 3 33 9539 226219 52040 487 8082 面板 4 39 22444 56251 16270 4100 465 面板 5 44 49749 776282 80680 4113 123 面板 6 49 77255 056314 45090 4125 78 面板 7 55 04558 376340 25050 4136 1 面板 8 58 37161 076358 33770 4143 335 面板 9 61 07463 786374 55730 4149 823 面板 10 63 77866 486390 77690 4156 311 水利水电工程专业毕业设计 31 面板 11 66 48171 8912830 2070 4332 083 面板 12 71 88777 2912895 08170 4358 033 面板 13 77 29382 712959 960 4383 984 面板 14 82 788 11121024 8350 4409 934 面板 15 88 10690 89121073 9750 4429 59 面板 16 90 8990 89121090 6790 4436 272 面板 17 90 8984 04121049 5760 4419 83 面板 18 84 03962 0412876 46990 4350 588 面板 19 62 03954 6112699 8880 4279 955 面板 20 54 60950 986316 75850 4126 703 面板 21 50 97747 356294 96650 4117 987 面板 22 47 34543 716273 17280 4109 269 面板 23 43 71340 086251 3790 4100 552 面板 24 40 08136 456229 58710 491 8348 面板 25 36 44932 826207 79510 483 1181 面板 26 32 81726 746178 66050 471 4642 面板 27 26 73717 26131 80810 452 7233 面板 28 17 19908 371 389080 428 5556 面板总混凝土用量为 5316 157 m3 4 2 3 L 型挡墙混凝土用量计算 L 型挡墙断面面积 2 55 3 5 01 35 04mS L 型挡墙总长度ml87 204 总混凝土用量 3 3 72787 20455 3 mSlV 4 2 4 溢洪道混凝土用量计算 泄槽段混凝土用量 2 1 5 85 25 025 012mS B 江水利枢纽工程毕业设计 32 混凝土用量 3 1 03 108118 1275 8mV 挑流底坎及护坦混凝土计算 2 2 604 219433 5 6607 15mS 混凝土用量 3 2 644 23711604 21mV 引水渠段混凝土用量计算 底板 3 3 27 121252 02538 24mV 导墙 3 4 804 1854 265 2 279 5 154 432mV 引水渠混凝土用量 3 435 074 1976mVVV 控制段混凝土用量 闸墩 3 6 12 337 5 15 1 3742 112mV 底板 3 7 73 142110273 14mV 控制段混凝土用量 3 768 85 479mVVV 溢洪道混凝土总用量 3 8521 6 3774 mVVVVV 4 2 5 副坝混凝土用量计算 表 4 8 副坝混凝土用量计算 分段面积 1面积 2长度工程量总工程量 175 622856 619510661 2115 256 619529 324610429 7205 329 324616 471710228 9815 416 471710 400210134 3595 510 40029 06681097 3352625 874 水利水电工程专业毕业设计 33 69 066813 758910114 1285 713 758924 085210189 2205 824 085231 035710275 6045 931 035729 987610305 1165 1029 9876012 685190 1964 4 2 6 导流隧洞混凝土衬砌计算 表 4 9 导流隧洞混凝土衬砌计算 断面 1 面积断面 2 面积长度混凝土用量总用量 扩散段 06 6819 264 126进水渠 直线段 4 5554 5553 2914 931