【《某橡胶坝施工组织设计》9700字】

某橡胶坝施工组织设计目录TOC\o"1-3"\h\u11909摘要32520第1章综合说明 119611.1工程概况 1317821.2水文 1215681.2.1流域概况 1187411.3RT渠河道工程地质条件 2227131.3.1地层岩性 2277611.3.2土体单元的物理力学特征 25631.4RT渠橡胶坝的特点、作用与布置 318208第2章坝袋结构形式复核 5150852.1充水式橡胶坝结构复核 5225832.2坝面曲线坐标复核 753702.3坝袋胶布结构复核 9257932.4坝袋和堵头展开图 922382第3章坝基底板设计复核 11155683.1底板的设计 11271643.2基础稳定计算复核 12186403.2.1橡胶坝底板上的荷载计算 12153913.2.2橡胶坝基础底板的稳定复核 15108483.2.3橡胶坝基础底板的抗滑稳定计算 2025535第4章消能防冲设计复核 22218044.1泄水宽度的复核 22272544.2消力池的复核 2326457第5章防渗排水设计复核 2736125.1铺盖设计 2716615.2防渗长度的复核 27185715.2抗渗稳定的复核 2827969第6章、挡土墙和边墩应力稳定复核 32146416.1上游挡土墙应力稳定复核 32304886.2下游挡土墙应力稳定复核 37103506.3边墩应力稳定复核 428886第7章结构配筋设计 45232217.1底板配筋设计 4523407.1.1不平衡剪力的计算 45229747.1.2板条上的荷载和弯矩计算 45303837.1.3底板配筋计算 47195377.2挡土墙的配筋设计 48317397.2.1上游挡土墙 48310957.2.2下游挡土墙 51166447.3边墩配筋设计 54148617.3.1立板的配筋设计 54288837.3.2脚趾和墙踵板配筋设计 56297087.3.3扶壁配筋设计 583121第8章橡胶坝锚固系统结构设计 60217698.1锚固线的布置 6088628.2锚固结构型式的选择 60280868.2.1锚固构件计算 61113518.2.2压板设计复核 637789第9章橡胶坝控制系统的设计 64218079.1充排的方式 6412919.2动力式设备选型设计 64183079.3管路布置设计 65242269.4控制室的设计 6616285参考文献 6813107附录 707363附录一外文原文 7030188附录二外文翻译 7521014附录三橡胶坝设计任务书 7919222附录四开题报告 82摘要1959年,当我国第一个橡胶大坝竣工并投入项目建设工程中正式运行以来,它作为一个新型的水工建筑物便已经被广泛规划和建造。自1965年橡胶坝投入研究和开发以来,随着第一批大型水库之一橡胶坝的修建,越来越多的橡胶坝项目得到了成功的修建和开发。橡胶大坝作为一种水利结构方法和形式,在近年来我国的水利施工中已经得到了普遍的应用,极大地推动和利用了我国的水资源和环境保护方面的发展,满足了现代社会对于城乡水利施工的要求。简单,可以通过填筑大坝进行蓄水,溃坝泄洪,利用自然而非是破坏自然,即可有效解决城市河流防洪和蓄水之间的矛盾。采取了生态环境保护,节省动工材料，防震震性能突出，使用成本低，造型美观新奇，方便日常管理。它的施工建造相比其他种类的水工建筑物要简单许多，所以橡胶坝的施工周期是短期的，整体来说要更加简单方便、经济实用。橡胶坝的美观和经济让它愈发受到行业欢迎，另一方面也逐步投入到城市园林工程中。选择了橡胶坝，RT渠道橡胶坝设计主要包括橡胶坝袋结构设计、基础结构应力稳定验算和坝体结构配筋计算。关键词：橡胶坝；复核；配筋；控制系统第1章综合说明骊珠县龙泉镇的引黄灌区内河沟灌区内的RT渠和Wenyan渠分水岭分别位于河南省陇海铁路以北与京广铁路以西，灌区为黄河中上游的双轴线。局部为前河洼地与洪泛平原。地面坡度1/3000至1/5000，数据表明地面标高78.2～85.4m。当地地形总体呈由西南向东北倾斜的态势。RT河道地质构造为双层粘土砂，自上而下描述如下：下部地层为第一层轻粉质壤土（ALQ4），第二层重粉质壤土，夹层轻粉质壤土（ALQ4），第三层重粉质壤土（ALQ4）未出露。RT渠橡胶坝土体单元力学性指标如下表：表1.1作用胶带的尺寸根据设计要求进行设计，然后锚固在底板上进行密封，形成密封的坝袋，称为橡胶坝，在使用过程中可充水形成袋状。橡胶坝由于可升降，即充水后可阻塞水流，也可坍塌排水，因而收到行业的青睐。对于本次设计的RT渠道橡胶坝，其作用是：1、通过截留RT渠道水量，控制和储存调节蓄水池I的水量；措施2：截留和储存RT通道的水，并与RT二级通道进口阀协调低水位运行时调节储罐II和调节储罐III的引水。（2）布置该项目拟设计RT渠道橡胶坝净宽31.11m，总长86.711m，上游连接段长达34.22m，坝室段为14.1m，下游连接段38.52m，墩顶高程80.73m，正常水位78.97m，坝包内压比1.3，详见表1.2。表1.2部位项目单位数量河

道5年除涝流量m/s57.255年除涝水位m78.9310年设计流量m/s78.6610年设计水位m79.7规划堤顶高程m80.7规划河底高程m75.13规划河道边坡1:3规划河道底宽m6规划河道比降1/6000橡

胶

坝正常蓄水位m78.93孔数孔1坝孔净宽m13底板高程m75.13墩顶高程m80.70设计坝高m4内压比1.3建筑物总长m86.7上游连接段长度m34.2闸室段长度m14下游连接段长度m38.5第2章坝袋结构形式复核在该工程中，工程的主要挡水结构为坝袋。骨架、橡胶材料和粘合织物组成了坝包。这事关本项目橡胶坝的使用寿命与安全运行，所以在多数情况下设计坝包时，根据工程技术经济规范制定坝包参数。2-1坝袋参数:坝袋度—坝袋径向计算强度，—水的容重，—内压比，—内压水头，—设计坝高，橡胶坝的设计坝高坝袋的设计内外压比通过数据计算可以得到：本工程坝袋强度为T=6.0×42=96KN/m上游的坝面长度为S（1）=1.8575×4.001=7.53m坝袋长为S=1.7766×4=7.324m坝袋长度为X=0.5832×4=5.324m双锚周长度为L=S+S=14.7687m坝袋上游半径为R1=1.331×4.001=5.67m充水地橡胶坝的椭圆曲线的坐标图表是：就能够得到，表21图2-110.010.030.110.140.30.260.20.370.50.4220.30.540.50.620.80.740.90.860.40.9731.2把放在图2-1中就可以得到该工程下游坝曲面线点的坐标表2-2中就能清楚地看到。10.010.220.430.610.811.011.211.411.621.8222.022.232.412.622.833.043.213.423.653.8734.11上面的表2-2中坐标的数值获取到了下面所示图2-2断面图橡胶使用是用胶带制作坝袋，在施工腐蚀性要求高。并具有良好的抗拉强度，橡胶的制造应符合加工工艺。实际损耗为胶带强度的25%。因此，胶带强度和当时坝袋安全度的相关数值在《橡胶坝技术规范》时，坝包的制造规定的安全系数应至少满足坝体应力6.0）所以满足设计要求。工程修建的橡胶坝是属于直墙形式的橡胶坝。其中工程里橡胶坝的坝袋的放开图形是一个矩形坝袋，这个坝袋的锚固长的数值为：,因此这个数值是,橡胶坝中坝袋和堵水头部位置的贴紧的位置宽度为：，得出图示2-3橡胶坝中坝袋的开放图该橡胶坝坝袋的贴合处的断层剖面的开放图可在下面看到。2-4堵头断层剖面开放图第3章坝基底板的设计审核整个坝底的底板是工程中的橡胶坝的根基所在，它的作用是将橡胶坝的底板上面部位的全部重力以及荷载全部转移到基底上面去。对坝底的要求应使底板具有良好的强度、整体性能和耐久性。（1）橡胶坝的坝底的底板与水流方向相同的时候它的长度L1=L1+L+L3+L5L021=n1+X2L02=(S11+S12-n1-X)/2L00-这是下游地段的锚固线之外的坝袋L02-有效的周长度L11-上游长，可以选择1.5mL22-下游长，可以选择1.5m可以得出L3=3.3823+7.5145+1.1+1.3=13.8232m,因此本工程的数值可以用12.m（2）橡胶坝底板处的厚度数值.坝底厚度一般为0.5～0.8m。本设计有防震要求，底板厚度为1.0m。（3）底板齿墙在已建橡胶坝工程中，坝基上下游端一般采用0.5～1.5m的齿墙设计，即增加渗流直径长度，降低坝底渗流压力。减小泄水坡，提高坝基抗滑稳定，但根据经验，牙墙深度一般不超过2.0m。在工程实施的过程里也许能给相关人员带来技术以及其他方面的问题和困扰，延长本次工程的周期。本次设计底板齿墙深度取1m图3.1底板纵向布置图（1）坝袋及底板自重由《橡胶坝工程技术指南》可知，在投入使用的橡胶坝工程中，许多橡胶坝使用的物料包括两类混凝土。1-坝袋：2-底板重：=24×(++14×1）=坝内水压可得=12×28.52334=278.122静水压：充水后可分为两种不同的力分力1：==分力2：浪压力浪压力的计算用莆田公式：即各个数值需要带入两公式中，通过详细周密的算法能够得到=0.1921m/s=1.9573s可得出结果=6.226m本设计的RT渠橡胶坝的建筑物级别为4级，可得出波列的累积频率P=10％《堤防工程设计规范》表C.1.3-1可得可以推出临界水深：==0.336由于Hm>Hk，H>，所以浪压力扬压力这个工程建筑坐落在7.8度的地震区域。正常蓄水期、最大洪水期+正常蓄水位+地震计算，采用单宽计算。图3-3底面展开图完成建筑工期坝袋重量：底板重：则荷载对底板形心产生的弯矩如下M2=0.00则积满足设计要求（2）规定的使用期限施工后，大多是时间上部与顶部是平齐的，下游没有，因此最不利情况为上下游水位差最大。=276.455KN/m =414KN/m=80KN/m直压=146.25KN/m扬压=267KN/m浪压=5.468KN/m力之和：：：：则总的弯矩基地面积截面矩可以通过审核拟定的多水洪涝时间段坝包坍塌并排出。此时，施加在地板上的力平均。则基地面积截面矩所以满足设计要求（4）地震+正常蓄水位g-，-计算：3-2图表的系数动态图高度==,则相应的所以=弯矩：水压力:在以下处产生作用力-前水深，其他都是相同一致的。弯矩：由上面得出的相关施工的工况计算能够得到这些：:=276.85KN/m=405KN/m=80KN/m=146.25KN/m=280KN/m=5.868KN/m垂直力之和：：扬总体弯矩地下的面积展开面因此这是符合总体要求的。计算：--取1.3-根据《橡胶坝工程技术导则》表6-7，可采用坝基表面与基础之间的摩擦系数，取0.3所以满足设计要求。第4章消能防冲设计复核橡胶坝消能设计允许水在坝下一定范围内浮动，最大限度地利用地表水消能，避免下游河床被破坏。--1-流量系数，坝包完全坍塌时，，m=0.33-0.36，0.35,查水力学上表7.8将各参数代入上式，得到13.11m计算：（1）消力池底部距离顶部的距离--，--通过计算可以得出这些结果：堰前水头上游堰高由和值查水力学上图7-29=0.475将之前的到数据带入下面的公式即可得出：m所以，由之前的记录内容得出m(2）消力池的相关数据：-长度-投影长度-系数，取0.7011水跃长度计算如下：取（3）消力池底板厚度-闸孔泄水时上下游水位差-消力池底部相关数据的出系数，我们可以采用0.14.5-0.5海漫的长度距离（为了削去残余的能量）由于在消力池建成后，虽能消除水流动能，但仍有残余能量，也许会导致消力池后河床冲刷。计算：河床的属性粉细状沙中粗类型砂粉土粉粒坚硬13～1413～1211～109～8，取15m（5）海漫尾部的预防冲击的水池深的数据获取因为溢流后，虽然河床流速的空间分布接近正态分布，但在溢流末端仍会发生冲刷。若设计时河床需要彻底冲刷，则需长期设计溢流，不经济合理，也不需要。最好的解决方案基本上是在地下水位末端设置下游冲刷渠，以防止最终冲刷河床时破坏下游地下水位。抗冲刷槽应作为一种保证工程安全和稳定的措施。计算：深度流量流速，取0.7999m/s-水深=78.67-74.98=3.57m第5章防渗排水设计复核根据《橡胶坝工程技术导则》，衬砌主要布置在大坝底板附近的上游，一般是为了延长防渗长度，满足冲刷防渗要求。衬砌类型和尺寸根据不同坝体的地基土类型确定，本工程坝基位于轻粉质壤土地址上方，可采用钢筋混凝土衬砌布置进行设计。（1）铺盖长度衬砌长度应根据工程实际经验的要求确定，并应符合防渗性好、工程造价低的标准。混凝土或钢筋混凝土衬砌作为防滑板时，也要保证抗滑稳定要求，从实际来看，衬砌短，满足不了要求。若是延长衬砌长度，单位长度的防渗效果会大幅降低，亦不可满足经济要求。拟建橡胶坝盖长度一般为上下游最大水位差的3～5倍。本次工程铺盖长度定为16m。防渗层、板桩、底板与基础的接触线，即坝基渗流的第一条流线，称为坝基地下等高线。根据《船闸设计规范》NBT35023-2014，防渗长度计算公式如下：L，C-允许渗径系数（查规范可得C取0.8)地基防渗长度:因为有L0>L,所以满足设计的要求。阻力系数有效深度的确定坝基水平投影长度坝基础垂直投影长度即，查《水工建筑物》得出所以按实际的透水层深度T=5.0m来进行计算计算阻力系数:①进口段，将齿墙简化为短板桩②齿墙水平段③齿墙垂直段④铺盖水平段⑤铺盖水平段⑥板桩垂直段⑦底板水平段,取⑧底板齿墙垂直段⑨底板齿墙水平段⑩出口段（2）渗透压力计算求可分段的渗压水头损失值进口段：齿墙水平段齿墙水平段铺盖水平段铺盖水平段板桩垂直段底板水平段底板齿墙垂直段h8=0.25×0.56=0.14底板齿墙水平段出口段（3）修正系数应予以修正则出口段的水头损失应该修正为渗流出口的平均坡降满足设计要求。第6章挡土墙边墩应力稳定核查图6-1结构图(1)工程完成时间①荷载计算挡土墙自重：填土自重：墙体弯矩：填土产生的弯矩：主动土压力：偏心距不均匀系数，满足设计要求。满足抗滑稳定的要求。(2)设计洪水期①荷载计算墙体自重：土体自重：水体自重：静水压力：主动土压力：②弯矩计算墙体产生的弯矩：土体产生的弯矩：水体产生的弯矩：静水压力产生的弯矩：主动土压力产生的弯矩：③应力计算（对脚趾求弯矩）偏心距不均匀系数，满足设计要求。满足抗滑稳定。（3)地震+正常蓄水位g-，根据翼墙受垂直水流方向的地震来进行计算如下：6-2分布图高度==,则相应的所以=对墙底截面产生的弯矩：自重：自重：自重：水压：压力：计算：墙弯矩：土弯矩：水弯矩：静弯矩：主动弯矩：计算：偏心距不均匀系数，满足设计要求。满足抗滑稳定的要求。图6.3下游挡土墙结构（1）完建期①荷载计算挡土墙自重：填土自重：主动土压力（）②弯矩计算墙体产生的弯矩：填土弯矩主土弯矩：计算：偏心距:不均匀系数，满足设计要求。满足抗滑稳定（2）拟定水量过多的洪涝时间段计算：墙重：土重：水重：静力：主力：计算：墙弯矩：土弯矩：水弯矩：静弯矩：主弯矩：计算：偏心距不均匀系数，满足设计要求。满足抗滑稳定的要求。（3）水位骤降期在水位骤降期间，挡土墙右侧水流未完全排空，右侧路堤有地下水，计算取排水中间高程对象。计算：墙重：土重：主压力水上：水下：浮水面荷载水：计算：墙弯矩：土弯矩：主动弯矩：水弯矩：计算：偏心距不均匀系数，满足设计要求。满足抗滑稳定的要求。（4）地震+正常蓄水位计算：自重：静压：计算：水弯矩：静弯矩：计算：偏心距不均匀系数，满足设计要求。满足抗滑稳定的要求。橡胶坝边墩设计是左右岸橡胶坝防渗的重要组成部分，根据设计实践经验，对橡胶坝边墩的防渗设计进行了探讨。其底板的基本计算方法大致相同。6-4边墩的展示图侧墩为支墩式挡土墙，支墩式挡土墙由墙板（竖向板）、墙脚板、墙脚板和挡土墙肋。支撑肋将垂直墙与墙脚板。计算立、底板本身所具有的重量：土重：主动土压力：均布荷载则b、立、底自的重弯矩土弯矩：主弯矩：c、计算偏心距系数，合格D抗滑稳定的结果导出过程:满足抗滑稳定的要求。

第7章结构配筋设计结合某橡胶坝施工实例，可以看出，橡胶坝底板结构应力分析应根据结构特点确定。从橡胶坝的尺寸和受力状态来看，橡胶坝底板结构的应力一般是均匀的。应力分析可采用与水阀相同的方法进行，但总体设计计算要求低于常规水阀。在实际工程中，坝体底板的应力分析往往简化为平面问题。通常采用截面梁法计算。不平衡剪力计算表如下表7.1计算情况段别底板和坝袋自重水重扬压力地基反力不平衡剪力完建期上游段1754.10-1741.7012.30下游段1898.10-1917.50-19.2正常蓄水期上游段1754.102554.94-1828.07-2660.93-179.96下游段1898.101238.68-691.93-2271.22173.63（1）完建期①上游段均布荷载：②下游段均布荷载：（2）正常蓄水期①上游段均布荷载：②下游段均布荷载：查弹性地基梁弯矩系数表（郭式表）可得弯矩系数底板弯矩计算表7-2弯矩系数完建期正常蓄水期段别板条上的均布荷载q上游段0.00.1030.10392.520.10.1010.10190.720.20.0970.09787.130.30.0890.08979.95上游段0.40.0790.07970.960.50.0660.06659.290.60.0520.05246.710.70.0360.03632.340.80.0200.02017.960.90.0060.0065.381.00.0000.0000.00下游段0.00.1030.10371.540.10.1010.10170.150.20.0970.09767.370.30.0890.08961.810.40.0790.07954.870.50.0660.06645.840.60.0520.05236.120.70.0360.03625.000.80.0200.02013.890.90.0060.0064.171.00.0000.0000.00由计算可知弯矩值最大为截面尺寸为，采用C30混凝土，的钢筋,查表,,混凝土保护层厚度,三级安全级别所以按最小配筋率进行配筋选用Φ20@200的钢筋（）（1）将翼墙当作悬臂式挡土墙，如图所示：图7.1主动土压力：主动土压力分布图如下：图7.2最大弯矩位于板底（即A点）按单筋矩形截面进行配筋计算截面取，混凝土强度等级选C25，用HR335钢筋，弯矩设计值为,,三级安全级别所以按最小配筋率进行配筋选用Φ16@200的钢筋（）（2）以下挡土墙结构为底板时，作用在底板上的荷载为上挡土墙自重产生的集中荷载。和填土产生的均布荷载，以及地基反力产生的均布荷载如下图所示：图7.3由计算可知，，对a点求弯矩：（顺时针）（顺时针）（逆时针）对b点求弯矩：，所以弯矩设计值取计算截面取，混凝土强度等级选用C25，采用HR335钢筋，弯矩设计值为,,工程处于二类环境，混凝土保护层厚度,三级安全级别所以按最小配筋率进行配筋选用Φ16/18@200()（1）下游挡土墙钢筋计算在水位骤降时最不利，按此情况进行钢筋计算。图7.4挡土墙计算简图水面上的填土对水面处产生的均布荷载水位以下的浮重度则为梯形分布，为方便计算，取其平均值按矩形荷载考虑。即最大弯矩产生于板底：计算截面取，混凝土强度等级选用C25，采用HR335钢筋，弯矩设计值为。,,工程处于二类环境，混凝土保护层厚度,三级安全级别选用Φ16@200（）（2）挡土墙下部看作底板，作用在底板上的荷载为上部挡土墙产生的集中荷载、右侧填土产生的均布荷载、地基反力产生的均布荷载。图7.5集中荷载均布荷载均布荷载①对a点求矩：（顺时针）（顺时针）（逆时针）②对b点求矩；因为，所以弯矩设计值取计算截面取，混凝土强度等级选用C25，采用HR335钢筋，弯矩设计值为,,工程处于二类环境，混凝土保护层厚度,三级安全级别选用Φ18@200根据图6.4边墩，计算截面取，混凝土强度等级选用C30，采用HR335钢筋,,三级安全级别图7.6扶壁纵剖面图7.7立板简化图①现以距离立板顶面0—1.8m的区间为例进行计算按最小配筋率选用20@200（）按最小配筋率选用Φ20@200（）②在距底板地面0～3.2m范围内，计算三边固定、上边缘自由的矩形板。荷载可以简化为三角形荷载和矩形荷载的叠加图7.8立板下半段按最小配筋率选用Φ20@200（）按最小配筋率选用Φ20@200图7.9计算简图由6.3边墩应力稳定计算可知，、墙脚趾板端部的弯矩按最小配筋率选用Φ20@200（）、墙踵板的计算图7.9可简化为一个矩形荷载和一个三角形荷载来计算由于弯矩值过小，因此不需要配筋，所以按构造配筋。图7.10扶手墙与墙踵板连接处的竖板线不小于450，铰链与水平线夹紧度略小于450，但为便于设计计算，计算结果较小。基板附近土压力作用线处的应力为外凸曲线。是扶壁之间的净距为3.2m

根据图6.4边墩，扶壁的计算截面取，混凝土强度等级选用C30，采用HR335钢筋,,工程处于二类环境，混凝土保护层厚度,三级安全级别选用的钢筋为Φ14@200

第8章橡胶坝锚固系统结构设计根据《橡胶坝工程导则》，坝袋的充填和膨胀是通过充水手柄进行的，使橡胶坝能长期稳定使用和运行。这次项目中的橡胶坝使用系统设计为双锚固线。在设计过程中，一般是根据工程规模、工艺条件和耐久性程度来确定的，施工和维护条件是否困难，只有经过全面的经济研究和比较才能选择。锚杆压板锚固成本高于锚块锚固成本。但对于高度大于3的橡胶坝，5m（本次设计橡胶坝顶高4.0m），坝袋锚固系统设计一般采用螺栓压板式锚固结构。橡胶坝设计的锚固结构种类繁多，有穿孔锚固和无孔锚固两种，根据《橡胶坝工程技术导则》，无孔锚固方法在实际工程中应用较少。因此，在橡胶坝的设计中采用了穿孔锚固法。为防止螺栓在使用过程中发生腐蚀，螺栓一般采用不锈钢材质，对于实际应用过程中的细螺纹，滑动螺纹可能会使某些零件损毁。下侧锚固力：上侧锚固力：=0.13=0.45锚固力为P=143.22KN假定5个螺栓可以布置在1m长的锚索上，每次荷载为：KN；4；KN；个数。计算：Q235钢，经过精心计算核查之后得到的数值为那么我们便会选择选用直径为的钢栓来进行使用计算：计算：强度；力臂系数完全符合标准，合格。第9章橡胶坝控制系统的设计大坝进、排袋辅助装置及控制室设计，是本工程橡胶坝的重要组成部分。橡胶坝的充排水一般分为动力型和混合型两种，在实际工程中，常说动力型，即坝袋式，动力型。充水、坍塌时完全由水泵或空压机控制，混合坝袋。选择设备时，应考虑工程