H江碾压混凝土重力坝设计计算书【建筑施工类】【10张CAD图纸+毕业论文】

H江碾压混凝土重力坝设计计算书

112页 30000字数+论文说明书+10张CAD图纸【详情如下】

4-4截面稳定强度验算及应力计算 QY.xls

H江碾压混凝土重力坝设计说明书.doc

剖面优化.xls

压力钢管图.dwg

枢纽布置.dwg

校核洪水过程线.dwg

校核洪水过程线1.dwg

校核洪水过程线2.dwg

溢流坝1-1截面稳定强度及应力计算 QY.xls

溢流坝剖面.dwg

设计洪水过程线.dwg

设计洪水过程线1.dwg

设计洪水过程线2.dwg

龙滩坝址设计洪水过程线（P=0.2%）1.xls

龙滩水库容积曲线.dwg

1-1截面稳定强度验算及应力计算 QY.xls

2-2截面稳定强度验算及应力计算 QY.xls

3-3截面稳定强度验算及应力计算 QY.xls

摘  要

本次设计的基本资料取于我国西南部地区的已建工程。首先进行坝型的选择，我们主要考虑地形、地质、水文、人文和气候条件。经过对几种可建造坝型的多方面比较，我们选择建造高碾压混凝土重力坝。它比实体重力坝所使用混凝土方量少，总体造价低。

大坝安全也是大坝设计中最重要的控制因素，坝愈高安全愈重要。由于水库蓄水量很大，更需要有谨慎的设计，以防止因失事而招致重大的生命财产损失。小心处理诸多影响运行性能的因素，确保坝的安全、经济和效用。

溢洪道——是河川水利枢纽中必备泄水建筑物，用以排泄水库不能容纳的多余洪水量。碾压砼重力坝通常在坝顶设置溢洪道，入库设计洪水的选择和确定，必须在充分研究流域水文因素的基础上进行，然后才能确定溢洪道的尺寸。对于过坝水流的调泄，需要有合理慎重的设计，以避免生命财产的损失。我们是通过调洪演算来确定起调流量和下泄流量从而来设计坝顶溢洪道。

在满足约束条件的前提下，根据大坝基本剖面最小原则确定该碾压混凝土大坝的剖面和轮廓尺寸，也包括坝身的一些细部构造以及对地基的处理等。在确定完上下游坡度后，用稳定计算和材料力学法从正常蓄水，设计洪水水位，校核洪水水位以及正常加地震四个工况下来验证和校核设计剖面的可行性。同样溢流坝段的分析同非溢流坝段。

在完成坝体基本剖面的设计后，要通过材料力学的方法对坝体内的应力进行计算与分析，在保证坝体四个截面上的应力在正常蓄水和设计工况下都不出现拉应力，在地震和校核情况下的拉应力满足规范的要求。在设计第二主要建筑物时，设置压力钢管为水轮机供水。采用坝内埋管形式，钢管用箍筋和加劲环加固，设置伸缩节防止钢管因温度变化而拉长或收缩使应力增大。并且也对压力钢管进行了细部构造和配筋计算。

碾压砼重力坝通常分期施工，而且对施工时时间的要求非常高，因为它的整个坝体有四部分，各种建坝材料的凝结时间和材料与材料之间的结合时间都要求很高，所以分期导流是大坝建造的关键一步，要尽可能的减少受到水文、地形、地质和施工计划的影响。

通过本次设计我们掌握了碾压砼重力坝的设计流程，对于碾压砼重力坝的一些特点和设计时应该注意的方面进行了了解，完成了知识从理论学习到实际运用的过渡，体会到了身为一个水利设计者所需要具备的品质和担负的责任，这对我们以后的工作或是学习都是一次锻炼。

关键词：材料力学法；碾压混凝土重力坝

Abstract

The dam site selection, mainly depends on the topography, geology, hydrology, cultural and climatic conditions. The design of the basic information from the southwestern region of China has building works. After the construction of several dams to compare estimates of economy, we choose the construction of high RCC gravity dam. Than by the use of concrete gravity dam entities to small, low overall cost.

Roller compacted concrete gravity dam is usually set up the top of the dam spillway, the spillway for river water discharge structure essential hub for the excretion of excess reservoir can not accommodate the flood volume, must be designed to discharge the largest volume, while at the same time to maintain the reservoir the water level below the expected level. Design of flood storage options and determined to be in full hydrological study conducted on the basis of factors, and then to determine the size of the spillway. For the transfer of water过坝China, there is a reasonable need careful design, in order to avoid the loss of lives and property. We are through the flood transfer from calculus to determine the discharge flow of traffic and thus to design the top of the dam spillway.

Then in the upstream and downstream to meet the stability and stress conditions, the smallest profile in accordance with the basic principles of the dam to determine the profile of roller compacted concrete dam of the size and contour, including the dam body structure as well as some detail the handling of the foundation. End in determining the upper and lower slope, the use of stable computing and mechanics of materials from the normal water storage, design flood level, check flood level, as well as the normal increase in the earthquake four conditions designed to verify and check the feasibility of profiles. Spillway section of the same analysis with the non-overflow dam paragraph.

End in the design of the basic profile of the dam, the mechanics of materials by the method of stress on the body to carry out calculation and analysis of the four sections in the dam to ensure that the stress in the normal storage conditions and design of tensile stress did not appear , in the case of earthquake and checking the tensile stress to meet the specification requirements.

The main buildings in the design of the second, the set pressure of the water supply pipe for the turbine. Pipe used in the form of dam, steel ring with strong reinforcement stirrups processing, set up to prevent the pipe joints due to temperature change and lengthen or shrink so that the stress increases. And also the pressure of a steel reinforced structure and calculated in detail.

Roller compacted concrete gravity dam is usually the construction phases, but also the requirements of the construction time is very high, because it is the whole dam has four parts, all kinds of materials to build the setting time and materials and materials combined with the time between the request is high, so the phased diversion is a key step in the construction of the dam, to the extent possible, to reduce the vulnerability of the hydrology, topography, geology and construction programs.

Design of dam safety is also a dam to control the most important factors, the higher the dam the more important security. Reservoir storage capacity due to a large, but also the need for careful design in order to prevent a major accident resulting in loss of lives and property. Careful with a lot of factors that affect performance to ensure that the dam's security, economy and effectiveness.

We adopted the design of the roller compacted concrete gravity dam mastered the design method, but also know the roller compacted concrete gravity dam on a number of important characteristics and the design should pay attention to where the completion of the knowledge learned from the practical application of the theory of the transition, experienced designers who need a water conservancy project with quality and responsibility, which we later learn is a job or training.

Keywords: the mechanical method ；Roller compacted concrete gravity dam;

目录

摘  要 1

第一章 综合说明 - 1 -

第一节 枢纽布置 - 1 -

一、 发电 - 1 -

二、 防洪 - 1 -

三、 航运 - 1 -

第二节 设计要求 - 1 -

第三节 工程特性表 - 2 -

第二章 设计基本资料 - 4 -

第一节 自然地理 - 4 -

一、流域概况 - 4 -

二、气候特征 - 4 -

三、径流、洪水、泥沙 - 5 -

第二节 工程地质 - 8 -

1、地震烈度 - 8 -

2、地形地貌 - 8 -

3、地层岩性 - 9 -

4、地质构造 - 9 -

5、岩体物理力学性质 - 9 -

第三节 碾压混凝土层面和大坝建基面的抗剪强度指标 - 10 -

第四节 各分区砼相应龄期的抗压强度指标 - 11 -

第五节 筑坝材料 - 19 -

第六节 水库淹没处理及移民安置 - 19 -

1、LT水库淹没影响实物指标 - 19 -

2、移民安置规划 - 19 -

第七节 施工组织 - 19 -

1、施工条件 - 19 -

2、对外交通 - 20 -

3、材料供应 - 20 -

第三章 枢纽整体布置和坝型选择 - 20 -

第一节 工程等别与建筑物级别 - 20 -

第二节 枢纽布置 - 21 -

第三节 坝型选择 - 21 -

1、 拱坝 - 21 -

2、 土石坝 - 21 -

3、 面板堆石坝 - 21 -

4、 重力坝 - 22 -

第四节 洪水调洪演算 - 23 -

1、 计算原理： - 23 -

2、 计算结果： - 23 -

第五节 坝顶高程的确定 - 24 -

第四章 非溢流坝段剖面设计 - 25 -

第一节 剖面尺寸拟定 - 25 -

第二节 坝体强度和稳定承载能力极限状态验算及应力计算 - 27 -

1、稳定的校核验算 - 27 -

2、坝体上游面的拉应力正常使用极限状态计算 - 28 -

3、坝趾抗压强度承载能力极限状态 - 28 -

4、确定计算截面 - 28 -

5、荷载计算 - 28 -

6、强度、校核验算和荷载成果表 - 33 -

第三节 应力结果 - 55 -

1、计算应力 - 55 -

2、应力成果表 - 57 -

3、应力结果分析 - 70 -

4、应力分布图 - 70 -

第五章 溢流坝段剖面设计 - 70 -

第一节 孔口设计 - 70 -

1、泄水方式的选择 - 70 -

2、洪水标准的确定 - 70 -

3、单宽流量的选择 - 70 -

4、孔口净宽拟定 - 70 -

5、溢流坝段总长度的确定 - 70 -

6、流量和堰顶高程的确定 - 70 -

7、定型水头的确定 - 70 -

第二节 消能防冲 - 70 -

1、消能方式 - 70 -

2、挑流鼻坎设计 - 70 -

3、反弧半径的确定 - 70 -

4、挑距和冲坑的估算 - 70 -

第三节 剖面设计 - 70 -

第四节 四个不同截面在不同工况下坝体的强度和稳定验算 - 70 -

1、计算荷载 - 70 -

2、荷载计算成果表 - 70 -

第五节 应力结果 - 70 -

1、应力计算 - 70 -

2、应力计算成果表 - 70 -

3、应力结果分析 - 70 -

4、应力分布图 - 70 -

第六章 第二建筑物（压力钢管）的设计 - 70 -

第一节 引水管道的布置 - 70 -

1、压力钢管的形式 - 70 -

2、管道轴线布置 - 70 -

3、进水口体形设计 - 70 -

4、拦污栅 - 70 -

5、闸门及启闭设备 - 70 -

6、细部构造 - 70 -

7、压力钢管结构计算 - 70 -

第七章 施工组织设计 - 70 -

第一节 施工导流方案 - 70 -

一、导流标准 - 70 -

二、导流方案 - 70 -

三、导流建筑物 - 70 -

四、导流时段 - 70 -

第二节 施工总进度安排 - 70 -

第三节 导流工程参数 - 70 -

参 考 文 献 - 70 -

第一章 综合说明

第一节 枢纽布置

本工程同时兼有了防洪、发电、灌溉、渔业等综合利用效益。

一、 发电

装机容量为7×600 MW，正常蓄水位为374.6 m，死水位为330.1 m， 台机组满发时的流量为7×537 m3/s，尾水位为225.5m。

厂房类型为全地下式厂房，主厂房尺寸为338.5×28.5×74.4(m × m× m)，机组间距为32.5m，安装间（主/副）长度为60/30m。主变室为地下式，尺寸为405.5×19.5×32.3~34.2(m × m× m)。开关站为地面户内式，平面尺寸为335×17.5 (m × m)。

二、 防洪

LT水库是W江防洪的战略性工程，承担W江中下游地区防洪任务，总防护人口达1200万人，保护耕地近700万亩。工程的兴建可将W江和W、N江三角洲防洪标准由约20年一遇提高到约400年一遇（400m提高到约50年一遇），遇DTX水库联合防洪，可使下游的防洪标准由20年一遇提高到100年一遇；无论式从防洪效益还是替代防洪工程投资来说，其防洪作用均非常显著。

在遇500年和10000年一遇的洪水时，经水库调洪后，洪峰流量由原来27600 m3/s和35500 m3/s分别削减为23540 m3/s和26900 m3/s。要求校核洪水时最大下泄流量限制为28200 m3/s，校核洪水位不超过正常蓄水位4.5 m。

三、 航运

H河属于滩多、坡陡、流急的河流，全河大小滩险约有 300处。天然情况下，除O滩至SL镇（L江河口） 170 km河段为常年通航河段外，其余河段基本不能通航。LT水库建成后，会使库区干流以上250 km范围内形成深水航道，坝址下游河道枯水流量得到了大幅度增加，为实现H河全面通航，并直达珠江三角洲出海奠定了基础，为西南有关省区物资外运提供了一条廉价的水上运输线，从而可带动沿河经济的发展，促使西部大开发战略的实施。

第二节 设计要求

在明确设计任务及对原始资料进行综合分析的基础上，要求：

1．根据防洪要求，对水库进行洪水调节的计算，确定坝顶高程及溢洪道孔口尺寸；

2．通过分析，对可能的方案进行比较，确定枢纽组成建筑物的型式、轮廓尺寸及水利枢纽的布置方案；

3．详细做出大坝设计，通过比较，确定坝的基本剖面和轮廓尺寸，拟定地基处理方案与坝身构造，进行水力,静力计算；

4．对碾压混凝土重力坝进行设计，选择建筑物的型式与轮廓尺寸，确定布置方案，拟定细部构造，进行水力和静力计算；

5．决定枢纽的施工导流方案，安排工程施工控制进度。

3、底孔

隧洞封堵后，后期导流采用坝体底孔泄洪。2个坝身底孔对称布置于表孔溢洪道两侧，用于水库放空和后期导流。底孔进口底槛高程290m，采用全有压孔型式，水平布置，进口为三面收缩喇叭口型，按有压短进口体型设计。孔身段为矩形断面5m×10m（宽×高），出口断面尺寸为5m×8m（宽×高）。底孔上游进口段设有平面检修闸门和事故闸门，下游出口处设有平面工作闸门，底孔不运行时由事故闸门挡水。

四、导流时段

1、截流

截流根据施工的总进度安排，截流时段定于2013年的11月上旬，截流设计流量采用11月上旬5年一遇旬平均流量18500 。

综合考虑了现场地形、地质及施工总布置条件，选定截流方式为从右岸向左岸单向立堵进占，上游单戗合龙，龙口设在左岸。截流堤和上游土石子围堰相结合。戗堤顶高程为228.50m，顶宽20m，截流龙口宽80m。当发生截流设计流量时，龙口最大落差1.25m．最大平均流速4.2 m/s，最大水深17m。截流采用开挖石渣料，抛投料最大粒径0.8m，同时考虑采用少量钢筋石笼。戗堤堤头采用粒径40～60cm的块石裹头。龙口不进行专门的平抛护底。戗堤预进占于2013年年9月下旬开始。11月6日截流合龙，龙口截流流量约830 ，龙口最大流速约3.8 ，最大落差约0.7m。

1、 下闸蓄水及下游供水

综合考虑了河流水文特性、工程的施工进度、下游供水和库区移民等因素，选定下闸时间为2016年11月下旬，左、右岸导流洞同时下闸。下闸设计标准为11月下旬10年一遇旬平均流量1200 按85%的蓄水保证率计算，自12月初开始蓄水，至第五年6月底基本可蓄至最低发电水位330m。在水位蓄至底孔底板高程290.0m之前，坝址以下断流。下游岩滩水电站依靠其自身的调节库容仍可基本满足电站按保证出力发电运行的要求。相应下游其它方面用水要求亦可基本得到满足。当蓄水位超过290.0m后，即可通过泄洪底孔向下游供水。

2、 导流隧洞永久封堵

导流洞的堵头设计标准与大坝相同，为I级永久建筑物，按500年一遇洪水标准设计、10000年一遇洪水标准校核。堵头最大设计挡水水头为179.24m。堵头设于导流洞的中前部，与坝基防渗帷幕连接成防渗系统。堵头长45m，采用C20mgO微膨胀混凝土。同时在其中部设灌浆廊道，对堵头混凝土及其周壁原衬砌混凝土和围岩进行回填灌浆、接缝灌浆及固结灌浆。

堵头段在导流洞过水前预先按永久堵头设计要求开挖成截锥形，并在混凝土衬砌面上设置了键槽及其过水期的保护钢板。避免了隧洞封堵时的二次开挖。考虑到导流洞进水口结构及封堵闸门结构安全，为使堵头尽快具备初期挡水条件，同时防止温度裂缝产生，堵头采取分2段施工的方式，第1段堵头长25m。在第1段堵头施工期间，控制水库水位不超过导流洞进水口结构、封堵闸门及其堵头前衬砌混凝土结构设计水位320.0m。堵头施工计划于2017年4月底前全部完成。

第二节 施工总进度安排

本工程于2011年7月1日开工，2013年11月截流，初期导流阶段自2013年11月截流至2016年汛前坝体浇筑高程超过围堰顶高程止，历经两个汛期，由围堰挡水、左右岸导流洞泄洪；2016年汛期为坝体施工期拦洪阶段，由溢流坝段预留缺口(缺口高程285～295m)和导流洞联合泄洪，同年11月下闸蓄水；2017年汛期由溢流坝段高程342m缺口和坝体上2个高程290.0m的放空底孔泄洪，同年7月首台机组发电；2017年年底完工。

第三节 导流工程参数

表7-1导流工程特性表

导流方式 隧洞

导流标准 全年10年一遇

导流流量 14700m3/s

导流隧洞型式 2条，城门洞型

隧洞断面（宽×高） 17m×22m

隧洞长度（左/右） 594.52m/874.1m

后期导流方式 2底孔+1台机组发电流量

后期导流标准，时段 20年一遇，12.15-4.15

上游围堰型式 RCC

上游围堰最大高度 82.7m

下游围堰最大高度 48.5m

截流方式 土石围堰

截流标准 11月平均流量

截流流量 1700m3/s

参考文献

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