水工建筑物重力坝课程设计

1、第一章基本信息1.1项目概述这条由西向东流入东海的河有153公里，流域面积为4860平方公里。这个流域海拔2761平方公里，平均海拔662米，最高峰1921米，该地区气候湿润，雨量丰富，是热带气候。主要来自降雨的径流，大部分是地下水的补给，每年4-9月是雨季。其中，5，6个是雨季，强硬路线的上游很陡，平均坡度下降6.32-0.97%。河流陡峭，蓄水能力低，汇流快，暴雨引发的洪水急剧波动。一次洪水过程是一条末端细长的典型山河。如果流入境内，以农林业为主，森林茂密，植被生长良好，土壤侵蚀不严重的枢纽下游是当地主要农林业生产基地莫平原。坝址下游约50公里有两个县级城市，河流流入大海的地方有一个州政府

2、城市。水库枢纽由主坝、电站、防水工程等组成，水库的主要任务是防洪、发电、灌溉、渔业。根据水库的工程规模和在国民经济中的作用，枢纽考虑为3流工程，主坝考虑为3级建筑，其他建筑考虑为4级建筑。1.2水文条件1.年径流：数据分析表明，坝址的年平均流速为100m/s，多年平均总量为31.5m/s，年内分布很不均匀，主要集中在汛期4-9月。丰年占每年80%，建年占20%。2.洪水：统计数据显示，1000年发生的泥浆水流量为11700m/s，5000年发生的洪水为14900m/s。施工期间设计洪水频率流如下表所示。频率时间段10-4月9-6月10-3月11-6月11-2月12-2月注释5%20871772

3、1367136788482410%167314101072107265459620%127510457847844343323.固体流量及水库淤积：水文站的调查数据显示，年固体径流为331万吨，100年后水库淤积高度为115米。沉淀物浮动堆积密度为8.5kn/m，内部摩擦角为10。其他；坝址的地震强度为71.3气象条件(1)气温：坝址多年气温17.3，月平均气温5 (1月)，最高29 (7月)。测量的极限温度-8.2c(1月)，最高温度40.6c(7月)。(2)湿度：每年平均相对湿度约为79%，其中6月87%为最大值，1月72%为最小值，日变化较大。(3)降雨量：坝址以上流域的年平均降雨量为1

4、860毫米，测量的最大降雨量为2574毫米，最小降雨量为1242毫米。年内降雨量不均的情况中，4-9月是全年降雨量的80%，5-6月站的年降雨量的三分之一，经常出现起伏的洪水。(4)蒸发量：坝址多年平均蒸发量为1349毫米，其中7月份最大，月份蒸发量为217毫米，2月份最小，月份蒸发量为45.5毫米。(5)风向风：实测最大风速为17米/分，风向西北偏西4.5公里，多年平均风速为汛期12米/分，雨季不是13米/分。受欢迎的基本垂直水坝轴线，吹程4公里。1.4工程地质学1、坝址工程地质(1)地形：坝址的河床宽度约为100米。(。下层高程约为100米，水深为1-3米。河床覆盖物，厚度约为5-10米。

5、山谷大约是梯形，两岸大约是40-60。(2)岩石学及工程地质学：坝基是花岗岩斑岩，分化浅，岩石学都新而坚硬，抗压强度达120-200MPa。坝址结构简单，没有大地质结构，缓倾斜解释短，整体滑动可以小。但是陡峭的倾斜解释比较发达，以结构分析为主，左右银行有两种相互垂直的解释。哈利的倾斜角约为35-90度(3)岩石的物理力学性能岩石的物理力学性质岩石学或地质结构龙中(KN/m)孔间隙速度(%)压缩强度(MPa)弹性模量(MPa)摩擦系数黏糊糊的现在力量(MPa)阿波宋宋雨(u)剪切系数切割保护系数干燥湿的干燥饱和混凝土和岩石基岩的内部混凝土和岩石基岩的内部花岗岩斑岩27.328.12.321019

6、0220000.700.750.751.200.5(基岩和混凝土0.2分解面0.650.751.0(基岩内)(4)库区工程地质：库区岩石学以火山岩和沉积岩为主，褶皱规模不大，都是倾斜的，两翼底部平缓，不对称。有两个更大的断层，这些褶皱和断层朝向东北。以压力扭转为主，倾斜角度陡，延伸长度达数十公里，断层宽1米左右，个别达10米以上。破损都已接合。库区的水利地质比较简单，以1裂水效应为主，地下不同的蓄水高程均超过高出水量。1.5建筑材料1、石材坝区大部分是花岗岩，基岩埋得深，易于开采，利用河床覆盖层上的石头和碎石可以轻松解决。2、沙材料在大坝下游勘探6个沙滩，最远的材料厂距大坝约9公里，以石英带料

7、场为主，预计砂材料储量为430万平方米。质量检查后，砂材料符合标准规定。坝址上坝料不足。1.6库区经济库区有小盆地，其余大部分是高山峡谷地带。耕地主要分布在小盆地，高山森林茂密。正常低水位时，在21444人以前，房屋拆迁191240年，耕地面积16804亩，被水淹的森林面积18450亩，在涝郡乡建设的两个水电站(安装容量2210千瓦)共要支付4120万元。距本坝址上游左岸30公里处有铁路干线，有车站，另一条公路与坝址下游50公里处的两个县城相连接，对外交通便利。本发电站主要负责大坝下游的一个平原向农村供应的生活用水，在某电网中调峰任务。第二章项目的总体布局项目和建筑标高根据水利水电工程等级划分

8、及洪水标准（SL252-2000）确定工程规模、工程等防洪标准和设计标准。水利工程水电站的装机容量为20，000万小时。工程竣工后，可以增加50万亩灌溉面积，可以列为中，属于等中型工程。保护特定城市和平原属于普通，等小型(1)型工程。根据规范，工程等由各指标中的最高等级决定。这个水景枢纽水库工程等级是等重刑业。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）的“水库大坝等级指标”表，混凝土和砌石重力坝的坝高超过100米，随着一级提高，大坝的建筑水平提高到了一级。对于剩下的永久性液压结构，主要建筑为2级，辅助建筑和临时建筑为3级，没有提高洪水标准。第三章非溢流坝设计3.1建立剖面3.1

9、.1截面设计原则1、设计部分，满足稳定性和强度要求；2、争取较小的截面；3、简单的轮廓；4、小工程，使用方便，施工方便。3.1.2建立预设剖面重力坝的基本剖面是三大载荷中满足稳定性和强度要求、工程最小的三角形剖面，根据高坝h、水压p、剪切强度参数f、c和正压u的条件，可以根据滑动稳定性和强度要求获得最小数量的三角形剖面大小，如图3-1所示。根据工程经验，上游坝坡n=0 0.2通常是在垂直或顶部垂直向下方向上上游创建的；下游坝坡率m=0.6 0.8楼板宽度约为大坝高度的0.7 0.9倍。图3-1重力坝的默认剖面图标3.1.3建立实用剖面一、坝顶高程的确定1，超高值 h计算(1)基本公式坝顶高程必

10、须高于检查洪水位，坝顶上游的防波堤墙顶高程必须高于波浪顶高程，可以从防波堤墙顶到设计洪水位或检查水位的高程 h计算为公式(3-1)。 h=h1% Hz HC (3-1) h-波壁顶部与设计洪水或检验水位的高度差，m；H1%-累计频率为1%时的波高，m；Hz-确定从波中心线到设计洪水水位或临界水位的高度差，m；Hc-表格3-1提高了安全高程；级项目的设计规范HC=0.5m，检查情况HC=0.4m表3-1大坝安全增加HC使用情况大坝的等级1 2 3设计情况(基本情况)0.70.50.4检查情况(特殊情况)0.50.40.3以下根据官方公式计算h1% Hz:V0设计洪水水位，以计算风速，m/s，并使

11、用不同的计算风速值检查洪水水位。郑最大风速17米/秒(50年)的湿度和设计：检查洪水水位时使用多年平均风速13米/秒。d按吹、公里、再入长度计算：正常水位4.5公里，设计水位4.5公里，检查中4公里。波高HL，GD/v22=从20到250累计频率5%的波高H5 %；如果Gd/v22=250 1000，则累计频率的10%波高h10%。规范是累计频率为1%时，波高对应于5%波高，需要乘以1.24。没错10%的波高度应乘以1.41。首先，计算波高HL和波长l以及波中心线超出静态水面的高度Hz。(1)设计洪水水位时 h的计算风速为50年1面风速17米/秒，吹D=4.5km公里。波三个因子的计算方法如下

12、：波高hl=0.0166 V05/4 D1/3=0.946m波长L=10.4(h1)0.8=9.48米高hz=hl2/L=0.285mGd/v22=152.595H1 %=1.24h5 %=1.17mHz=0.31mHc=0.5m h=h1% Hz HC=1.98m(2)确定洪水位时 h的计算风速多年使用平均风速13米/秒，D=4公里。波三个因子的计算方法如下：波高hl=0.0166 V05/4 D1/3=0.65m波长L=10.4(h1)0.8=7.37米高hz=hl2/L=0.18mGD/v 22=231.95；H1 %=1.41 h10 %=0.915mHz=0.02mHc=0.4m h

13、=h1% Hz HC=1.3365m2、坝顶高程计算坝顶高程按表达式(3-5)计算，选择较大的值坝顶高程=设计洪水水位 h设置坝顶高程=洪水水位检查 h学校(3-5)根据上述两个水位时间 h计算结果，在两个条件下得出坝顶高程。(1)设计洪水位时坝顶高程：96源坝顶=设计洪水水位 h=186.64 1.98=188.62m(2)检查洪水位时，坝顶高程：96源坝顶=洪水水位确认 h=189.60 1.3365=190.9365m为了确保大坝的安全运行，使用大值之一“661坝顶=190.94 m”，坝顶高程必须高于检查水位，因此坝顶高程为190.94 m。二、坝基高程的确定河床高程约为100米，检查

14、洪水位为189.60米，基础开挖时，河床中冲积砂夹层和冲积黏土碎石层需要去除(地质剖面中数量大部分在10米以上)，因此开挖应根据100米以上的坝高标准考虑。根据规范，大坝超过100米，可以建在新鲜微风弱的风化下部基岩上。药风层厚度为5.5 6.5米，微风层厚度为6 7米，原则上考虑技术加固处理后，应在满足大坝强度和稳定的基础上减少开挖。地表夹泥裂缝、强风化区、断层破碎区、节理密集区和岩溶充填物等地基中存在的区域工程地质缺陷，必须与地基开挖相结合开挖。初始开挖深度为7.5m，基础表面的最小开挖高程为82.5m，通过垂直图确定的坝基开挖线确定。因此，最大的大坝为108.44米，属于高坝。三、开发坝

15、顶宽度坝顶宽度应根据设备布置、运行、维护、建设和运输等需要确定和满足地震、特大洪水时的维护等要求。由于没有特殊要求，按照规范，坝顶宽度可以利用坝高的8%-10%，不低于2米，必须满足交通和运营管理的要求。按坝高的10%计算，10.8米，考虑上游防波堤、下游侧栏杆、排水沟、两侧人行道，将坝顶宽度11米，以满足大坝维修工作通行的要求。四、建立剖面标注根据SL319-2005规范，非防水坝部分的基本剖面是三角形，应位于坝顶附近。基本断面上部设置坝顶结构。大坝的上游面可以面对铅，倾斜或折叠。实体重力坝上游的坝坡必须为1: 0 1: 0.2，坝坡必须使用折页面时，折页点高程必须与电站进水口、出水口等布置

16、和下游坝坡的优化确定相结合。下游坝坡可以使用一个或多个坡度，根据稳定性和应力要求，必须结合上游坝坡同时选择。下游坝坡应采用1: 0.6 1: 0.8。带键槽的整体重力坝可以考虑相邻坝段结合力的作用，选择坝坡。把坝的形状做成基础三角形。大坝下游面为平均坡度，坡面线的延长线在上游坝面与最高水位相交，为了方便进口控制设备的布置，利用部分水帮助大坝保持稳定，此次设计采取了上游坝面上部延绵、下部倾斜的形式。这是实际工程中经常使用的形式，具有相对丰富的工程经验。上游可以利用土沙自重大坝，接点设定为高于死水，可见100年后水库的沉积高度为115米，死水高度为164米，接点位于高程为165米的地方。通过最佳计划的比较，上游坝坡1: 0.1，下游坝坡1: 0.75。五、建立坝底宽度坝底宽度大约是坝高的0.7 0.9倍，该工程的坝高为108.44m，通过已经确定的上游和下游坝坡率最终确定坝底宽度B=87m。六、制定基本灌浆走廊尺寸高、中巴内必须设置基础灌浆通道，并用于灌浆、排水及检查。基本灌浆道路