【白泥面板堆石坝常规设计案例5200字】

白泥面板堆石坝常规设计案例白泥面板堆石坝常规设计案例 1 11.1.1水库规划成果 11.1.2筑坝材料 21.2枢纽建筑物总体布置 1.2.1工程等级及主要建筑物的级别 1.2.2枢纽布置 3 41.3.1坝坡 4 4 7 81.3.5坝基处理 9 1.1.3计算过程及结果 1.1常规设计基本参数1.1.1水库规划成果(1)正常蓄水位：486.00m(2)设计洪水位：487.82m(50年一遇2%)(3)校核洪水位：488.50m(500年一遇0.2%)(4)死水位：457.50m(5)水库淤积高程：456.22m(6)水库总库容：218万m³(7)调洪验算成果：设计洪水下泄流量59.2m³/s,相应下游水位441.51m;校核洪水下泄流量91.5m³/s,相应下游水位445.20m。1.1.2筑坝材料本工程坝型为混凝土面板堆石坝，天然建材主要为毛石、碎石及砂料。主石料场位于坝区左岸坡，四周无村寨。为一孤立圆顶山地形，山顶高程560m左右，距左坝肩直线距离140m,存在高差大，水平距离近，施工公路陡，弯道大，场面窄，料场地表为0-1.5m厚的第四系坡积粘土夹碎石层，下伏地层为寒武系中上统娄山关群，岩性为灰白、浅灰色中厚层细晶白云岩。坝体各分区材料参数如表1.1所示。材料分区线性强度非线性强度C重(kN/m³)垫层区人工破碎及筛分后的白过渡区主堆石区白云岩料堆石排水区白云岩料自由排水1.2枢纽建筑物总体布置根据《防洪标准》(GB50201-94)和《水利水电工程等级划分及洪水标准》 (SL252-2017)的要求，白泥水库工程为小(1)型，水库总库容为218万m³,在0.01~0.1亿m³之间，灌溉面积1.3万亩在0.5~5万亩之间，该工程为IV等工程。4级水工建筑物，即本枢纽的挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物和放空建筑物均为4级水工建筑物。及洪水标准》(SL252-2017),4级水工建筑物的设计洪水标准(重现期)为30~50年，土石坝的校核洪水标准为300~1000年。根据所给资料，选取设计洪水标准为50年，校核洪水标准为500年。(1)坝轴线选择间部分长约30m河段地形较对称，适宜大坝枢纽布(2)泄水建筑物布置(3)导流建筑物布置坝轴线以及泄水、导流建筑物具体的布置图详见附图A。1.3坝体结构设计根据类似规模工程经验，初步拟定坝体横截面。上游坝坡为1:1.432′16”;下游坝坡依次为1:1.5、1:1.4和1:1.4,相应坡角为33°41′24”和35°32'16”,并在469m高程处设2m宽马道。的规定，正常运用情况0.5m,非常运用情况0.3m;平均波高hm:平均波周期Tm:平均波长L(深水波):W——计算风速，m/s,在正常运用条件下的4级坝，V可采用库区多年平均最大风速的1.5倍；在非常运用条件下V可采用多年平均最大风速；Hm——水域平均水深，正常蓄水位时为48.6m,校核洪水位时为50.75m;风浪壅高e:当坡度系数1.25<m<1.5时，由m=1.25和m=1.5的计算值按内插法确定。m等于1.5时：m等于1.25时：Kw—一经验系数，取1.0;R₀—一在没有风时，平均波高为1m,光滑的不透水护面的爬高值，取2.50。LR坝顶超坝顶高(m)防浪墙顶距路面高度1.2m,墙顶高程取为490.2m。面板堆石坝典型断面的剖面图见附图B。坝顶上游侧设“L”型防浪墙，顶宽0.5m,墙高3m,顶部高程为490.2m,高出校核洪水位1.7m,高出坝顶1.2m。坝顶宽度取6m,在防浪墙上游一侧的底部设置1m宽的小道以利检查行走，坝顶总宽度7m。坝顶铺设0.5m厚的混凝土路面，下游侧设置一米高的护栏。1.3.3坝体分区根据面板坝的受力特点和渗流要求划分堆料分区，分区主要原则为：①坝体材料的变形模量由上游向下游递减，以保证蓄水后坝体变形尽可能小，从而减少面板和止水系统损坏的可能性。②坝料由上游向下游渗透系数增大，相应的下游坝料在上游区域应具有反滤保护作③同时，为节约投资，在坝轴线下游变形模量较低的位置设置下游堆石区，利用不良开挖料达到经济目的。④分区应尽可能简单，以便于施工运输以及质量控制。根据以上原则，坝体分区从上游到下游依次为：C25钢筋混凝土面板、垫层区、过渡区、主堆石区、下游排水棱体区和下游干砌块石护坡。垫层区的水平宽度由坝高、地形、施工工艺和经济比较确定，采用机械化施工时，其水平宽度不得小于3m,所以选择垫层区水平宽度为3m,上下等宽布置。在周边缝的下游侧设置薄层碾压的特殊垫层区。过渡区水平宽度应不小于垫层区宽度，因此选择过渡区水平宽度为3.5m。下游设置干砌石护坡，护坡范围由坝顶护至排水棱体，护坡厚度取0.5m。(1)钢筋混凝土防渗面板T——面板厚度(m);计算出T=0.3960.468m,因面板混凝土性能比较高，且由于本工程坝高小于70m,(2)混凝土趾板H——设计水头(m);[J]——基础的允许渗透坡降，弱风化岩体取趾板置于强风化岩体中下部，为了优化开挖，趾板宽度取为5m。趾板的岩石地基(3)接缝止水连接面板和趾板的接缝，设有嵌缝可压缩材料和2~3道止水，是面板坝中最薄弱的环节。本工程最大坝高为52m,面板厚度为0.4m,设置3道止水的空间十分紧张，故选近的张性缝，缝面涂刷一层防粘合剂，设两道止水。垂直缝间距一般为12~18m,在两面板总分块数11块，不设水平施工缝。(4)棱体排水本工程主要建筑物为4级水工建筑物，其排水棱体的顶部高程应超出下游最高水位不少于0.5m,并应超过波浪延坡面的爬高。下游最高水位为446m,计算水头为9m,取顶部高程为448m。根据施工条件以及检查观测需要确定，不宜小于1m,选择棱体顶部水平宽度为4m。(1)基础处理由于堆石体和地基因承受库水压力而产生的应力和变形主要分布在靠近上游三分之一范围内，余下三分之二范围内则较小，所以过渡层设于弱风化岩体上部，开挖深度810m,开挖边坡为1:0.5和1:1,大坝中、下游部分只将覆盖层挖除即可，开挖深度约5m。(2)固结灌浆固结灌浆范围依据《混凝土面板堆石坝设计规范》(SL228-2013)第6节要求，固结灌浆线沿趾板中轴线两侧1.5m布置，采用双排孔，排距2m、孔距为3m,按“梅花形”布置，固结灌浆深度不小于5m。(3)帷幕灌浆混凝土面板堆石坝设计坝高52m,依据《混凝土面板堆石坝设计规范》(SL228-2013)第6节要求，结合趾板水文地质和工程地质条件，防渗设计帷幕灌浆主线宜布置在趾板中部，沿趾板中轴线，与固结灌浆结合。帷幕底部进入相对防渗层的深度不小于5m,其厚度随深度逐渐减小。1.4坝坡稳定计算控制稳定的有施工期、稳定渗流期、水库水位降落期和正常运用遇地震四种工况，规范规定应计算得内容有四种，这里选择稳定渗流期的下游坝坡进行计算，且选择上游设计洪水位(487.82m)+下游相应的水位(441.51m)这一种水位组合情况来进行下面的稳定计算。1.1.2计算方法稳定性计算的目的是保证土石坝在自重、孔隙压力和外部荷载作用下具有足够的稳定性，从而不会发生坝体或坝基的整体或局部剪切破坏。在土石坝设计中，条分法(瑞典圆弧法)仍被广泛采用。假定滑动面为圆柱面，安全系数定义为滑动面上土条提供的抗滑力矩与滑动力矩之比。将可能滑动面以上的土体划分为若干垂直土条，计算作用在土条底部的法向力和切向力时不考虑土条间相互作用W—一第i块土条的重量，浸润线以上以天然容重计，浸润线以下、下游水位以上块的划分如图1.1所示。圆弧半径取65m,起点和端点水平距离为80m,分为10块土条。图1.1坝坡稳定计算简图计算主堆石区和堆砌石区堆石料的饱和容重如下：主堆石区：堆砌石区：依据SL274-2001《碾压式土石坝设计规范》表8.3.10,4级土石坝在正常运用条件下，最