贵阳市某重力坝低坝计算书

目录Ⅰ、工程概况Ⅱ、设计输入Ⅲ、计算目的Ⅳ、依据资料Ⅴ、设计原则与假定Ⅵ、计算内容一、工程等别及水工建筑物的级别二、坝顶高程的确定三、溢流设计及消能计算四、坝体体型拟定五、设计参数及控制指标六、坝体强度承载能力极限状态计算及坝体稳定承载能力极限状态计算七、坝基处理设计八、坝体细部及放空、取水孔设计九、各项工程量计算Ⅶ、成果分析评审Ⅰ、工程概况xx水库位于贵阳市区西北部黔灵湖二湖尾水河段，在黔灵湖与小关水库中间的开敞河谷地带。xx水库是贵阳市市西河的防洪错峰水库，并提供一定的河道环境水用水。本次初步设计阶段随着工作的不断深入和开展，除了原“贵阳市城区河道环境水水源工程”规划、可研阶段提出的一级开发方案即新建xx水库（坝高约34m，待大坝建成蓄水后现小关水库将被淹没，含在xx水库库区内），本次初设还提出了二级开发方案，即新建xx水库和改造现小关水库，两级水库联合调度，满足防洪要求（新建xx水库坝高约17m，改造小关水库包含大坝加固、溢洪道改造、增设放底孔等）。Ⅱ、设计输入一、设计任务xx水库改建工程初设工作开展到现在，院各专业配合的资料已经逐步的提交到本专业，可以进行水工专业的设计工作。本计算的主要任务是进行二级开发方案中的新建xx水库大坝枢纽（坝型为砼重力坝）的设计工作。二、外部接口资料除了合同等资料外，本次初设阶段本方案枢纽的设计工作专业资料上无外部接口资料。三、内部接口资料1、可研阶段的工作成果（见《贵阳市城区河道环境水水源工程可行性研究报告》及附图）；2、水工、水文、地质、测绘等专业的配合资料（见该工程的项目管理记录中各资料提供记录）。除此外还有：⑴.地震基本烈度根据国家地震局、建设部1992年颁发的《中国地震烈度区划图（1990）》，本地区地震基本烈度﹤Ⅵ度，因此本工程建筑物不考虑地震设防。⑵.材料容重浆砌块石：23KN/m3四、技术依据⑴.《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）；⑵.《防洪标准》（GB50201-94）；⑶.《混凝土重力坝设计规范》（DL5108-1999）；⑷.《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077-1997）；⑸.《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》⑹.《水力计算手册》⑺.《水工建筑物》（中国水利水电出版社）五、技术文件院质量手册及院、处作业文件和程序文件。Ⅲ、计算目的一、计算目的与要求1、计算目的是：为本工程初设阶段方案比较做基础工作和计算工程本阶段的工程量。2、计算的要求是：在相关规范的要求下，准确、及时的提供其它专业需要的各项计算成果。Ⅳ、依据资料1、国家行业规范和执行标准中相关部分。2、本工程的设计输入资料。Ⅴ、设计原则与假定1、设计原则是：满足初设阶段设计工作的精度要求，在各项计算成果指标均满足有关规范和技术标准要求的基础上，应尽可能经济、便于施工。并应与其它方案基础数据保持一致，以便各方案的比较有统一的基础。2、设计假定：认为坝体材料是完全均匀的。坝基也假设为均匀材料。大坝稳定计算成果以抗剪断计算成果为准。Ⅵ、计算内容2.2消能计算2.2.1溢流堰挑流设计计算⑴.A点坐标Hd=2.384my=0.238x1.85y`=0.4403x0.85=1/0.8从而Ax=3.413mAy=2.306m反弧半径R=5m，θ1=51.34°，θ2=20°⑵.确定鼻坎坎顶高程鼻坎坎顶高程高出下游水位（1095.18m）1.159m，为1096.339m。再由鼻坎坎顶高程和稳定要求进行B、C、D、E点的坐标确定工作。⑶.E点坐标E点的Y坐标计算得：Ey=1103-1096.339=6.661m⑷.D点坐标D点的Y坐标计算得到：Dy=Cy=Ey+R(1-cosθ2)=6.66+5×(1-cos20°)=6.661+0.301=6.962m⑸.反弧曲线圆心02点O1点的Y坐标计算得：O1y=O2y=Dy-R=6.962-5=1.962m⑹.B点坐标B点的Y坐标计算得：By=Dy–R(1-cosθ1)=6.962-5×(1-cos51.34°)6=5.086mBx=Ax+0.8×(By-Ay)=3.413+0.8×(5.086-2.306)=5.637m⑺.反推C点X坐标Cx=Bx+Rsinθ1=5.637+5×sin51.34°=9.541m⑻.反推D点X坐标（由稳定要求确定）Dx=Cx+L=9.541+2.173=11.714m⑼.反推E点X坐标Ex=Dx+Rsinθ2=11.714+5×sin20°=13.424m计算结果汇总如下表：控制点OABCDEO1O2X03.4135.6379.54111.71413.4249.54111.714Y02.3065.0866.9626.9626.6611.9621.9624消能工计算已知条件：校核洪水位：1105.67（P=0.5%）下游校核洪水位：1095.18（P=0.5%）相应最大下泄流量：38.6m3/s设计洪水位：1105.50（P=3.33%）下游设计洪水位：1094.89（P=3.33%）相应最大下泄流量：18.7m3/s溢流堰净宽为：：5m抗冲系数K：11.8挑流鼻坎高程：：10966.3399m上游侧反弧转角角θ1：51.334°下游侧反弧转角角θ2：20°计算结果请见下下表：消能工计算表计算工况校核洪水位设计洪水位单宽流量q==(Q/b)3.2171.558洪水位－鼻坎高高程=S19.3319.161上下游水位差ZZ10.4910.61流能比K1==q//(q11/2z1.5)0.0530.036流速系数ψ==(1-0..055/K110.5)1/30.9130.892鼻坎流速V1=1.11ψ(2gS1)1/213.57913.153鼻坎水深h1=q/V0.2610.130反弧半径R≈≈(4～10)hhc1.044~22.610.52~1..30反弧半径R55鼻坎顶至下游水水面的高差差△S1.1591.449鼻坎至下游水面面的高差XXp15.6057.769下游水面至冲坑坑底的深度度tk=kkq0..5z0.2254.8423.379下游水面至河床床的深度hht-0.42-0.71从下游水位起算算的冲坑深深T=tk－ht5.2624.089水舌外缘与下游游水面的夹夹角tgβ0.5490.578水面以下的水舌舌长度的水水平投影LLc=T/ttgβ9.5837.075水舌抛距L`==Lc+XXp25.18814.845(1/)冲坑对坝坝基稳定的的判别标准准i=T/L`4.83.6上述两种情况，L`>2.5T，满足规范要求。四、坝体体型拟拟定1坝顶宽度BB根据规范要求及及本工程特特点，确定定B取值为5m。坝顶不不设防浪墙墙。溢流坝坝段设交通通桥与两侧侧坝顶连接接。2体形设计体形设计除满足足规范要求求外，更重重要的是满满足本工程程的特殊要要求，即满满足各项稳稳定、坝体体应力要求求等。故溢溢流坝段采采用的体形形为上游面面垂直，下下游坝坡为为1：0.8，溢流曲曲线请见前前面（三、溢溢流设计及及消能计算算）内容。非非溢流坝段段上游面垂垂直，下游游坝坡为1：0.8。下游起起折点距坝坝顶的距离离为6.255m。请见下下图。五、设计参数及及控制指标标设计参数设计参数请见设设计输入部部分内容。控制指标大坝稳定及应力力控制指标标均严格按按照《混凝凝土重力坝坝设计规范范》（DL55108--19999）执行。具具体请见规规范中“9坝体断面面设计”。七、坝基处理设设计7.1坝基固结结灌浆固结灌浆孔深按按平均5m计算，排排距、间距距均按3m计，在地地质条件差差的地方考考虑局部加加密至1.5m。坝基接触面积由由平面布置置图量出得得到36144m2：则基本孔数为33614××（1/9）=402孔考虑局部加密的的系数为0.2，八、坝体细部及及放空孔设设计8.1坝体结结构坝体材料均为常常态砼，按按规范要求求进行分区区：坝基垫垫层采用C15砼厚1m；上游坝坝面采用抗抗渗砼，等等级为W4（按水工工混凝土结结构设计规规范（DL/TT50557-19996）P30页表4·4··5，砼抗渗渗等级为W4）的C20砼；坝身身采用C10砼。相关关部分具体体数字请见见附图。8.2坝身排排水坝内排水管采用用无砂砼管管，设置于于防渗层后后。排水管管内径取值值为Ф150，只设一一排，管距距为3m。竖向排水管距离离上游坝面面2m，横向排排水管高程程为10955.6m，但溢流流坝段高程程应稍抬高高至10977.5m。8.3放空底底孔进口底坎高程为为10988.00mm。进口为2×2mm（b×h）平板检检修闸门。出口为2×1..5m（b×h）弧形工工作闸门。8.3.1进口口处设喇叭叭口，取1/4椭圆：式中：aa为椭圆的的长半轴，取取为闸门处处孔口的高高度，即aa=20000mm；b为为椭圆的短短半轴，取取为闸门处处孔口高度度的1/3==670，即b=6700mm；8.3.2通气气孔：通气气孔的面积积由金结专专业提供参参考数值和和水工人员员计算确定定为φ400计算算出口流速速式中：H`—上游水面面与隧洞出出口处底板板高程差=11105.998-10988=7.988mμ—流量系数式中：ω—隧洞出口口端面面积积=2×1.5=3mm2；ξi—某一局部部损失系数数；ωi—隧洞对应ξi的面积。损失列表计算如如下：损失计算表管段ωiω/ωiξiξi(ω/ωi)2LiRiCi=Ri1/6//nA=2gLi//Ci2RiA(ω/ωi))2喇叭进口8.920.3360.10.011299两道门槽40.750.20.1125洞身40.75100.559.3930.1110.063出口渐变3.50.8570.10.082811出口断面31总和0.20660.063备注：糙率n==0.0115（砼管身身）故有结果为：出口流速为：Q=111.1××3=33..3m3/s洞身中部流速为为：v=QQ/A=333.3//4=8.3225m//s在16~18mm3/s之下故孔身采用0..5m厚的C20混凝土（钢钢筋砼）作作衬砌保护护。底孔孔放空时间间计算已知总库容为442.6万m3（对应水水位11055.98mm），死水水位为11000m（对应库库容为4.4万m3）。计算结果请见附附表。放空空需要0.2天。底孔放空计算表表高程库容库容差与底孔进口流量Q(m3//s)时间(m)万(m3)万(m3)的高差H(m))SQRT（2ggH)*AA(s)1105.67740.40.97.6432.5812761105.61139.50.87.56532.4212471