重力壩電算課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　通過(guò)本學(xué)期水工建筑物系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)掌握了水工設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)。為了進(jìn)一步培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的能力，特別是為了能使我們盡快的適應(yīng)即將面臨的工作，成為一名合格的水利水電工程技術(shù)人員，我們進(jìn)行了歷時(shí)一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)。本次課程設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)者根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)、參考許多相關(guān)的教材、設(shè)計(jì)手冊(cè)和規(guī)范，并在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的

2、。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我們提高了如下的幾方面的能力：</p><p>　?、?綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；</p><p>　?、?培養(yǎng)了我們的自學(xué)能力和科學(xué)研究能力，使我們逐步具有更新和豐富自己科學(xué)知識(shí)的能力和創(chuàng)新能力；</p><p>　?、厶岣吡宋覀?cè)O(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖的能力以及編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和計(jì)算書(shū)的能力；</p><p>

3、;　?、芘囵B(yǎng)了我們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和正確的設(shè)計(jì)思想。</p><p>　　由于時(shí)間倉(cāng)促，水平有限，本設(shè)計(jì)中難免有些不足之處，還希望老師批評(píng)指正。</p><p><b>　　第一章 基本資料</b></p><p>　　1.1 流域概況及樞紐任務(wù)</p><p>　　金河開(kāi)發(fā)計(jì)劃是配合萬(wàn)江而制定的，為減輕金河洪水對(duì)萬(wàn)江

4、中下游農(nóng)田的威脅，且開(kāi)發(fā)金河能夠供應(yīng)萬(wàn)江中下游工農(nóng)業(yè)日益增長(zhǎng)的動(dòng)力需要，擬在金河與萬(wàn)江匯流處的金水興建重力壩水利樞紐。本樞紐的主要任務(wù)是防洪、發(fā)電等綜合利用效益。擬建的水庫(kù)總庫(kù)容約20億立方米，電站裝機(jī)容量10800kw。</p><p><b>　　1.2 地形地質(zhì)</b></p><p>　　在本壩址地區(qū)，河床狹窄，僅一百多米寬，但隨著高程之增高兩岸便趨于平坦。

5、兩岸高度在200米以上，海拔高程在400米以上，在壩址處右岸較左岸為陡，右岸平均坡度為0.5左右，左岸為0.4左右。壩址位于河灣的下游，在壩址上游十余公里有一開(kāi)闊地帶，為形成水庫(kù)的良好條件。</p><p>　　該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，主要巖層為黑色硅質(zhì)頁(yè)巖和燧石，上有3～9m左右的覆蓋層，系河沙卵石，近風(fēng)化泥土層及崩石。其巖層性質(zhì)為：</p><p>　　黑色硅質(zhì)頁(yè)巖：屬沉積巖，為硅質(zhì)膠結(jié)

6、物之頁(yè)巖，根據(jù)勘測(cè)結(jié)果，該巖層性質(zhì)堅(jiān)硬致密，僅巖石上層10～18m深度存在有裂縫和節(jié)理，不很嚴(yán)重，但須加以處理，經(jīng)過(guò)壓水試驗(yàn)，巖石之單位吸水量為0.1公升/分鐘。</p><p>　　燧石：其巖層不寬，分布于左岸，巖性較黑色硅質(zhì)頁(yè)巖為弱。巖層走向：左岸為南300西，右岸為南50東，傾角為500-700，傾向正向上游。在壩址處，據(jù)目前資料尚未發(fā)現(xiàn)斷層。</p><p>　　硅質(zhì)頁(yè)巖的力學(xué)性質(zhì)

7、：</p><p>　?。?）天然含水量時(shí)的平均容重： 2600公斤/立方米</p><p>　?。?）基巖抗壓強(qiáng)度： 1000-1200公斤/平方厘米</p><p>　　（3）牢固系數(shù) 12～15</p><p>　?。?）巖石與混凝土之間的的抗剪斷摩擦系數(shù)為f’=1.15 ，抗剪

8、斷凝聚力系數(shù)c’=650KPa 。</p><p>　　河床可利用基巖高程定為。</p><p><b>　　1.3 特征水位</b></p><p>　　經(jīng)水庫(kù)規(guī)劃計(jì)算，壩址上、下游特征水位如下：</p><p>　　P=0.05% 校核洪水位為184，相應(yīng)下游水位為154；</p><p>

9、　　P=0.2% 設(shè)計(jì)洪水位為181，相應(yīng)下游水位為152；</p><p>　　正常擋水位為179，相應(yīng)下游水位為151；</p><p>　　設(shè)計(jì)情況下，溢流壩的下泄流量為2200 m3/s ；</p><p>　　校核情況下，溢流壩的下泄流量為3300 m3/s。</p><p>　　淤沙高程為158.00；</p>&l

10、t;p><b>　　1.4 氣象</b></p><p>　　壩址洪水期多年平均最大風(fēng)速15m/s，洪水期50年重現(xiàn)期最大風(fēng)速17m/s，壩前吹程3公里。</p><p>　　1.5 其它有關(guān)資料</p><p>　　泥沙的浮重度為8.5kN/m3，內(nèi)摩擦角為12°。壩體材料為漿砌石,其容重采用23.5kN/m3。</

11、p><p>　　第二章 壩型選擇與樞紐總體布置</p><p><b>　　2.1 壩型的選擇</b></p><p>　　大壩一般分為重力壩，拱壩，土石壩。</p><p>　　本工程選定壩型為漿砌石重力壩。</p><p>　　2.2水工建筑物的布置</p><p>&l

12、t;b>　　2.2.1布置原則</b></p><p>　　本樞紐的主要任務(wù)是防洪發(fā)電，主要建筑物有擋水建筑物，泄水建筑物，放空建筑物和電站建筑物。</p><p>　　水利樞紐布置需充分考慮地形、地質(zhì)條件，使各種水工建筑物都能布置在安全可靠的地基上，并能滿足建筑物的尺寸和布置要求。以及施工的必須條件，樞紐布置必須使各個(gè)不同功能的建筑物在其位置上各得其所，在運(yùn)行中互相協(xié)調(diào)

13、，充分有效地發(fā)揮其所承擔(dān)的任務(wù)；各個(gè)水工建筑物單獨(dú)使用或聯(lián)合使用的水流條件好，上下游的河道沖淤變化不影響貨少影響樞紐的安全運(yùn)行，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求，即技術(shù)上安全可靠。</p><p>　　2.2.2確定工程等別和水工建筑物級(jí)別</p><p>　　根據(jù)水庫(kù)的工程規(guī)模及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用，總庫(kù)容為20億立方米，電站裝機(jī)容量10800kw。由SL252-2000《水利水電工程劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》，

14、按庫(kù)容為I級(jí)工程，按裝機(jī)容量為Ⅳ級(jí)工程，兩者取大值。該工程等級(jí)為定為I級(jí)，大（1）型，永久性主要水工建筑物為1級(jí)，次要建筑物按3級(jí)建筑物考慮。</p><p>　　第三章 重力壩非溢流壩段設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 基本剖面的擬定</p><p>　　3.1.1基本剖面尺寸的確定</p><p>　　假定基本剖面為三角形，上游水位與壩

15、頂齊平，揚(yáng)壓力、靜水壓力均為三角形分布，確定滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定條件下的最小壩底寬度T。</p><p>　　滿足強(qiáng)度條件確定壩底的最小寬度T</p><p>　　圖1重力壩三角形剖面圖</p><p><b>　　當(dāng)庫(kù)滿時(shí)：（1）</b></p><p><b>　?。?）</b></p>

16、<p>　　上游邊緣鉛直正應(yīng)力 （3）</p><p>　　下游邊緣鉛直正應(yīng)力 （4）</p><p>　　當(dāng)庫(kù)空時(shí)，令式3-1、式3-2中=0，得：</p><p>　　上游邊緣鉛直正應(yīng)力 （5） </p><p>　　下游邊緣鉛直正應(yīng)力 （6）</p>&

17、lt;p>　　強(qiáng)度控制條件是壩基面不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。當(dāng)庫(kù)空時(shí)，由式(3)可以看出：只要在0～1之間，即上游坡度取正坡，壩基面不出現(xiàn)拉應(yīng)力。當(dāng)庫(kù)滿時(shí)要使上游不出現(xiàn)拉應(yīng)力，可令式(2)中0，求得壩底寬度為：</p><p><b>　　(7)</b></p><p>　　由該式可知，當(dāng)H為一定值時(shí)，值越小，則底寬也越小?？紤]庫(kù)空時(shí)，下游壩面不出現(xiàn)拉應(yīng)力，可取=0，求

18、得上游壩面為鉛直面的三角形基本剖面的最小底寬</p><p><b>　　(8)</b></p><p>　　取H為校核洪水位至壩基地高程的垂直高度，H=184.00-136.00=48m。</p><p>　　=23.5 kN/m3，=9.81kN/m3，=0.25</p><p><b>　　則T=32.8

19、m</b></p><p>　?、诎礉M足穩(wěn)定條件確定壩底的最小寬度T</p><p>　　將求得的、、及由強(qiáng)度要求得出的T代入</p><p>　　根據(jù)規(guī)范SL25-2006漿砌石重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范，由強(qiáng)度條件確定的最小壩底寬T就是壩底的最小寬度。</p><p><b>　　T=32.8m</b></p&

20、gt;<p>　　3.1.2壩頂高程的確定</p><p>　　壩頂高程等于水庫(kù)靜水位與壩頂超高之和，應(yīng)按以下2種運(yùn)用條件計(jì)算，取其最大值：</p><p>　?、僭O(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高；</p><p>　?、谛：撕樗患臃浅＿\(yùn)用條件的壩頂超高。壩頂高程應(yīng)高于校核洪水位，壩頂上游防浪墻的高程應(yīng)高于浪頂高程。防浪墻至設(shè)計(jì)洪水位或校核洪水位的

21、高差按下式計(jì)算：</p><p><b>　　(9)</b></p><p>　　壩頂上游防浪墻高程按下列兩式進(jìn)行計(jì)算，并選用其中的較大值：</p><p>　　庫(kù)區(qū)所在位置屬高山峽谷地區(qū)，按《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL319—2005.中，官?gòu)d公式計(jì)算波浪要素。</p><p>　　官?gòu)d水庫(kù)公式適用于，在本設(shè)計(jì)中，洪水

22、期50年重現(xiàn)期最大風(fēng)速,吹程為。</p><p>　　計(jì)算風(fēng)速v0設(shè)計(jì)情況時(shí)取洪水期50年重現(xiàn)期最大風(fēng)速 ；校核情況時(shí)取洪水期多年平均最大風(fēng)速，</p><p>　　當(dāng)時(shí)，為累計(jì)頻率5%的波高h(yuǎn)5%。</p><p>　　當(dāng)近似為零時(shí)，、，所以，。</p><p>　　由《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL319—2005中有關(guān)安全超高的規(guī)定：<

23、;/p><p>　　表1 安全超高h(yuǎn)c</p><p>　　對(duì)于1級(jí)壩的安全加高h(yuǎn)c，設(shè)計(jì)情況取0.7m、校核情況取0.5m。</p><p>　　根據(jù)已給的設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位，考慮風(fēng)浪及安全加高等，確定壩頂及防浪墻頂高程。根據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL319—2005.計(jì)算如下表所示：</p><p>　　表2 設(shè)計(jì)洪水位情況高程計(jì)算

24、</p><p>　　表3 校核洪水位情況高程計(jì)算</p><p>　　按校核洪水位計(jì)算，則壩頂高程為185.681（m）</p><p>　　按設(shè)計(jì)洪水位計(jì)算，則壩頂高程為183.093 (m)</p><p>　　經(jīng)比較取較大指、壩頂高為185.681m。</p><p>　　壩高就是185.681-136=49

25、.681（m）。</p><p>　　防浪墻高度為1.2m，因此壩頂高程為184.481m。相應(yīng)壩高位48.481m</p><p><b>　　3.1.3壩頂寬度</b></p><p>　　根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，壩頂寬度一般可取為最大壩高的8%～10%，最小尺寸宜大于2～3m，本設(shè)計(jì)擬定為4.5m。</p><p>　　3.

26、1.4壩坡面的擬定</p><p><b>　　則下游坡度</b></p><p>　　根據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL319—2005:下游壩坡可用一個(gè)或幾個(gè)坡度，應(yīng)根據(jù)穩(wěn)定和應(yīng)力要求并結(jié)合上游壩坡同時(shí)選定。下游壩坡宜采用1:0.6~1:0.8。</p><p>　　本設(shè)計(jì)取下游坡率m = 0.70,滿足要求。底寬為 33.937m。<

27、/p><p><b>　　圖2 初步擬定剖面</b></p><p>　　3.1.5壩基的防滲與排水設(shè)施擬定</p><p>　　由于防滲的需要，壩基須設(shè)置防滲.帷幕和排水孔幕。</p><p>　　根據(jù)基礎(chǔ)廊道的布置要求，灌漿帷幕的中心線位置距離壩上游面0.1倍壩底寬=0.1×33.937=3.4m初步擬定防滲帷

28、幕及排水孔中心線在壩基面處距離壩踵分別3.4m和4.4m。</p><p><b>　　3.2荷載</b></p><p>　　荷載基本組合有：正常蓄水位情況、設(shè)計(jì)洪水情況；偶然組合有：校核洪水情況。本設(shè)計(jì)時(shí)只對(duì)基本組合設(shè)計(jì)洪水情況進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　經(jīng)分析研究，參照規(guī)范規(guī)定，得出各工況荷載組合表如表：</p><

29、;p><b>　　表4 荷載組合表</b></p><p>　　抗滑穩(wěn)定的計(jì)算截面一般選擇在受力較大、抗剪強(qiáng)度低、容易產(chǎn)生滑動(dòng)破壞的截面，本設(shè)計(jì)選擇的計(jì)算的截面有：壩基面截面。</p><p>　　首先進(jìn)行荷載計(jì)算：先計(jì)算荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，然后，求出荷載作用點(diǎn)對(duì)滑動(dòng)面截面形心的力臂；再求荷載所產(chǎn)生的力矩的標(biāo)準(zhǔn)值。</p><p>　　本設(shè)計(jì)

30、計(jì)算的重力壩的主要荷載主要有：自重、靜水壓力、浪壓力、泥沙壓力、揚(yáng)壓力，計(jì)算時(shí)沿壩軸線取1m進(jìn)行計(jì)算。</p><p><b>　　3.2.1自重w</b></p><p>　　沿壩軸線取單位寬度為1米的壩體作為計(jì)算對(duì)象，漿砌石的容重γ=23.5KN/m3。</p><p>　　圖3 重力荷載示意圖</p><p>&l

31、t;b>　　3.2.2靜水壓力</b></p><p>　　靜水壓力是垂直于作用在上下游壩面的荷載，計(jì)算時(shí)分解為水平壓力P和垂直水壓力Q兩種。</p><p>　　P的計(jì)算公式為：(13)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　垂直水壓力Q按水重計(jì)算。</p>&

32、lt;p><b>　　校核洪水位情況：</b></p><p><b>　　上游靜水： </b></p><p><b>　　下游靜水： </b></p><p><b>　　下游水自重： </b></p><p><b>　

33、　圖4 水壓力示意圖</b></p><p><b>　　2.2.3揚(yáng)壓力</b></p><p>　　揚(yáng)壓力包括滲透壓力和浮托力兩部分，滲透壓力是由上下游水位差H產(chǎn)生的滲流在壩體或壩基面上形成的向下水壓力；浮托力是由下游水面產(chǎn)生的向上水壓力。</p><p>　　壩基設(shè)有防滲帷幕和排水孔時(shí)，在壩踵處的揚(yáng)壓力作用水頭為,壩址處為,，

34、灌漿帷幕的中心線位置距離壩上游面0.1倍壩底寬3.4m，壩基面在正常蓄水位情況下的揚(yáng)壓力為：</p><p>　　18×33.937×9.81=5995.595（KN）</p><p>　　0.5×29.537×9.81×0.25×（184-154）=1086.592（KN）</p><p>　　4.4&#

35、215;9.81×0.25×（184-154）=323.73（KN）</p><p>　　0.5×4.4×9.81×（184-154）×0.75=485.595（KN）</p><p><b>　　圖5 揚(yáng)壓力示意圖</b></p><p><b>　　3.2.4泥沙壓力&l

36、t;/b></p><p>　　水平泥沙壓力(14)</p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　圖6 泥沙壓力示意圖</p><p><b>　　3.2.4波浪壓力</b></p><p>　　當(dāng)時(shí)浪壓力按深水波計(jì)算</p><

37、;p>　　計(jì)算浪壓力 (15)</p><p>　　表5荷載及力矩計(jì)算表</p><p>　　組合情況：校核 壩段： 截面：壩底面 </p><p>　　因?yàn)楦鶕?jù)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL319—2005 ，壩踵鉛直應(yīng)力不應(yīng)出現(xiàn)拉應(yīng)力， 此課設(shè)的基本剖面時(shí)<0 ,不滿足要求，需采取措施。往上游加

38、寬6m，上游坡率n=0～0.2,坡度取0.2。如擬定的剖面不符合要求，應(yīng)對(duì)剖面進(jìn)行修改，或采用提高穩(wěn)定系數(shù)的工程措施，再重新進(jìn)行驗(yàn)算。加寬后的壩體剖面如下圖：</p><p><b>　　圖7 加寬后的斷面</b></p><p>　　3.3基本斷面加寬后的荷載計(jì)算</p><p>　　對(duì)比上游壩坡垂直的情況，增加了傾斜段的壩體重力、泥沙重力以

39、及水重</p><p>　　壩體重力，揚(yáng)壓力也隨之改變。帷幕灌漿孔位置距離壩踵4m，排水孔位置距離壩踵5m。</p><p>　　表6 斷面加寬后荷載及力矩計(jì)算表</p><p>　　組合情況：校核 壩段： 截面：壩底面 </p><p>　　3.4重力壩抗滑穩(wěn)定分析</p>

40、<p>　　SL 319—2005《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定。重力壩壩體抗滑穩(wěn)定計(jì)算主要核算抗滑動(dòng)條件，應(yīng)按抗剪強(qiáng)度公式計(jì)算壩基基面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。</p><p>　　抗剪強(qiáng)度的計(jì)算公式：</p><p><b>　　(16)</b></p><p>　　——按抗剪斷強(qiáng)度計(jì)算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；</p><

41、;p>　　——壩體砼與壩基接觸面的抗剪斷摩擦系數(shù)；</p><p>　　——壩體砼與壩基接觸面的抗剪斷凝聚力，Pa；</p><p>　　——壩基接觸面截面積，；</p><p>　　——作用接觸面以上的總鉛直力，KN；</p><p>　　——作用接觸面以上的總水平力，KN；</p><p><b>

42、　　， </b></p><p>　　以上計(jì)算結(jié)果得出，校核洪水滿足抗剪強(qiáng)度的要求。</p><p>　　3.5基本剖面加寬后的應(yīng)力分析</p><p><b>　　表7 應(yīng)力計(jì)算表</b></p><p>　　3.6壩基截面處壩體內(nèi)部應(yīng)力</p><p>　　①要求選取壩基水平截面

43、處6個(gè)計(jì)算點(diǎn)，只計(jì)算校核情況，對(duì)、、、、分別進(jìn)行計(jì)算；</p><p>　?、谶x坐標(biāo)，作計(jì)算簡(jiǎn)圖表明計(jì)算點(diǎn)如下：</p><p>　　圖8 壩體應(yīng)力計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p>　?、塾?jì)算水平截面(Ⅰ—Ⅰ截面)上垂直正應(yīng)力</p><p>　?、?、列分布表達(dá)式：(17)</p><p>　?、ⅰ⒂蒙?、下游邊緣處、的邊界條件

44、定系數(shù)、，列出方程式；</p><p>　　ⅲ、列表計(jì)算各計(jì)算點(diǎn)的值：</p><p><b>　　表8 σy計(jì)算表</b></p><p>　?、ぁ?huà)出Ⅰ—Ⅰ截面分布圖</p><p><b>　　圖9 分布圖</b></p><p>　?、苡?jì)算水平截面(Ⅰ—Ⅰ截面)上剪

45、應(yīng)力</p><p>　　ⅰ、列分布表達(dá)式：(18)</p><p>　　ⅱ、用上、下游邊緣處、的邊界條件定系數(shù)、、，列出方程式；</p><p><b>　　(19-21)</b></p><p>　?、！⒘斜碛?jì)算各計(jì)算點(diǎn)的值</p><p><b>　　表9 τ值計(jì)算表</b&

46、gt;</p><p>　?、?、畫(huà)出Ⅰ—Ⅰ截面分布圖：</p><p><b>　　圖10 分布圖：</b></p><p>　　⑤計(jì)算水平截面(Ⅰ—Ⅰ截面)上水平正應(yīng)力</p><p>　?、　⒘蟹植急磉_(dá)式：(22)</p><p>　?、ⅰ⒂蒙?、下游邊緣處、的邊界條件定系數(shù)、，列出方程式；&l

47、t;/p><p><b>　　(23)</b></p><p><b>　　(24)</b></p><p>　?、！⒘斜碛?jì)算各計(jì)算點(diǎn)的值：</p><p>　　表10 σx計(jì)算表</p><p>　?、?、畫(huà)出Ⅰ—Ⅰ截面分布圖</p><p><b

48、>　　圖11 分布圖</b></p><p><b>　?、抻?jì)算各點(diǎn)主應(yīng)力、</b></p><p><b>　?、　?(25)</b></p><p>　?、?、將各點(diǎn)的、、代入公式計(jì)算、，將計(jì)算成果列表如下；</p><p>　　表11 σ1.σ2計(jì)算表</p>

49、<p><b>　?、！⒂?jì)算主應(yīng)力方向</b></p><p>　　從鉛直線到主應(yīng)力的夾角</p><p><b>　　，即(26)</b></p><p><b>　　將值列表計(jì)算如下：</b></p><p><b>　　表12 φ計(jì)算表</b&g

50、t;</p><p>　　ⅳ、繪制各點(diǎn)主應(yīng)力圖，以矢量表示其大小和方向，用方格紙。大壩比例尺約為1：500，應(yīng)力比例尺自選，主應(yīng)力圖附于說(shuō)明書(shū)中。</p><p><b>　　圖12主應(yīng)力圖</b></p><p>　?、哂?jì)算主剪應(yīng)力：，所在平面與主應(yīng)力面成45°。</p><p>　　表13 主剪應(yīng)力τma

51、x計(jì)算表</p><p>　　3.7 各工況下壩體的抗滑穩(wěn)定分析（電算）</p><p>　　3.7.1 抗滑穩(wěn)定基本資料</p><p>　　重力壩建筑物級(jí)別：１級(jí) 安全類別：１</p><p>　　壩基截面高程136.000m</p><p>　　水平向設(shè)計(jì)地震加速度代表值 αh＝0.10g，計(jì)地震作用。<

52、/p><p>　　地震動(dòng)態(tài)分布系數(shù)采用擬靜力法計(jì)算。</p><p>　　上游地震動(dòng)水壓力折減角 θ ＝84.300°</p><p>　　下游地震動(dòng)水壓力折減角 θ ＝55.000°</p><p>　　重力壩為漿砌石重力壩</p><p>　　漿砌石重度 Rc ＝23.5kN/m^3

53、</p><p>　　水重度 Rw ＝9.81kN/m^3</p><p>　　淤沙浮重度 Rs ＝8.5kN/m^3</p><p>　　淤沙內(nèi)摩檫角 ψ ＝12.000°</p><p>　　揚(yáng)壓力圖形折減點(diǎn)離上游面距離 Lo＝5.000m</p><p>　　揚(yáng)壓力圖形折減系

54、數(shù) α＝0.250 </p><p>　　表14 工 況 表</p><p>　　┍━┯━━━━┯━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━┑</p><p>　　│ I│設(shè)計(jì)狀況│地震│上游水位│下游水位│淤沙高程│平均波長(zhǎng)│波高 h1%│</p><p>　　┝━┿━━━━┿━━┿━━━━┿━━━━┿━━━━┿

55、━━━━┿━━━━┥</p><p>　　│ 1│正常蓄水│不計(jì)│ 179.000│ 151.000│ 158.000│ 8.918│ 1.024</p><p>　　│ 2│設(shè)計(jì)洪水│不計(jì)│ 181.000│ 152.000│ 158.000│ 8.918│ 1.024│</p><p>　　│ 3│校核洪水│不計(jì)│ 184.000│ 154.00

56、0│ 158.000│ 8.918│ 1.024│</p><p>　　│ 4│地震情況│計(jì)及│ 179.000│ 154.000│ 158.000│ 8.918│ 0.875│</p><p>　　┕━┷━━━━┷━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┙</p><p>　　3.7.2 各工況下的抗滑穩(wěn)定計(jì)算</p>

57、<p>　　抗剪斷安全系數(shù)公式：</p><p>　　K1＝(f'∑W＋cA)／∑P(27)</p><p>　　式中： 基巖抗剪斷摩檫系數(shù) f'＝1.150</p><p>　　基巖凝聚力 c'＝0.650MPa</p><p>　　壩基單寬截面積 A＝39.937m^2<

58、/p><p>　　壩基上、下游面垂直正應(yīng)力公式：</p><p>　　σy＝∑W／T±6∑M／T^2 (28)</p><p>　　式中： 壩基截面長(zhǎng) T＝39.937m</p><p>　　表15 計(jì) 算 成 果 匯 總 表</p><p>　　3.7.4 手算與電算的復(fù)核</p&g

59、t;<p>　　表16 手算與電算應(yīng)力復(fù)核復(fù)核</p><p>　　表17 手算與電算穩(wěn)定復(fù)核</p><p>　　第四章 細(xì)部構(gòu)造</p><p><b>　　4.1壩面防滲面板</b></p><p>　　在壩體迎水面澆筑一道防滲面板是大中型漿砌石重力壩廣泛采用的一種防滲措施。面板的底部厚度宜取壩

60、體承受的最大水頭的1/30~1/60，為便于施工，頂厚不應(yīng)小于0.3m。本工程取頂?shù)撞亢穸?.0m，頂部厚度1.0m。</p><p>　　根據(jù)SL25-2006《漿砌石重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》，混凝土抗?jié)B等級(jí)為W6。</p><p>　　面板內(nèi)需要布置溫度鋼筋，以防裂縫。為了將面板與砌體牢固地連在一起，在砌體內(nèi)預(yù)埋鋼筋，并把錨筋與面板內(nèi)的鋼筋網(wǎng)連接起來(lái)。面板需嵌入基巖1~2m，并與地基防滲帷幕連

61、成整體。面板沿壩軸線方向設(shè)伸縮縫，間距10~20m，縫寬約1.0cm，縫間設(shè)止水。</p><p><b>　　4.2 壩體排水</b></p><p>　　為了減少滲水對(duì)壩體的影響，在靠近壩體的上游面設(shè)置排水管。排水管至上有的距離一般不小于壩前水深的1/10~1/12，且不小于2m。排水管多用預(yù)制的混凝土管，間距2~3m，內(nèi)徑為15~25cm。管徑不宜過(guò)小，否則易被

62、堵塞。</p><p>　　本工程取排水管中心線距上游面的距離為7m，采用預(yù)制多孔混凝土管，內(nèi)徑取15cm，壩體孔距為3m，壩基孔距為3m。</p><p><b>　　4.3 廊道系統(tǒng)</b></p><p>　　為了進(jìn)行帷幕灌漿，排泄?jié)B漏積水，安裝觀測(cè)儀器，檢查維修壩體等需要，應(yīng)在壩內(nèi)設(shè)置各種廊道。廊道內(nèi)必須有良好的排水條件，以及適宜的通風(fēng)

63、和足夠的照明設(shè)備。壩內(nèi)設(shè)縱向（沿壩軸線）和橫向（垂直于壩軸線）廊道，縱向廊道按高程分層設(shè)置。</p><p>　　4.3.1壩基灌漿廊道</p><p>　　帷幕灌漿需要在壩體澆筑到一定高度后進(jìn)行，以便利用混凝土壓重提高灌漿壓力，保證灌漿質(zhì)量。一般要求廊道的上游側(cè)距上游壩面不得小于作用水頭的0.05～0.1，且不得小于4～5m，廊道底距基巖面，最好不小于廊道底寬的1.5倍，以免被灌漿壓力掀

64、動(dòng)開(kāi)裂，本設(shè)計(jì)取4.5m，廊道尺寸為高3.5m，寬3m。</p><p>　　圖13 灌漿廊道示意圖</p><p>　　4.3.2檢查和壩體排水廊道</p><p>　　為了檢查、觀測(cè)和排除壩體滲水，還應(yīng)在靠近壩體上游面沿高度每隔15~30m設(shè)置檢查和排水廊道，其斷面采用城門(mén)洞形，最小寬度1.2m，最小高度為2.2m，至上游面的距離應(yīng)不小于0.05~0.07倍水頭

65、，且不小于3m，上右側(cè)設(shè)置排水溝。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中，該廊道沿高度每隔15m設(shè)置，在高程151m和16m處，寬度為1.5m，高度為2.2m，距離上游面4m,右側(cè)設(shè)置排水溝。</p><p>　　圖14 檢查和壩體排水廊道示意圖</p><p>　　4.4橫縫、止水、排水</p><p>　　漿砌石重力壩的混凝土防滲面板應(yīng)設(shè)伸縮縫，

66、縫距宜取10~15m。如果壩體設(shè)橫縫，混凝土面板和心墻的分縫應(yīng)與壩體橫縫按一定間距協(xié)調(diào)一致。</p><p>　　混凝土防滲面板和心墻的伸縮縫應(yīng)設(shè)置可靠止水。高壩的混凝土防滲面板應(yīng)設(shè)置兩道止水片，中低壩的止水可適當(dāng)簡(jiǎn)化。止水材料可采用紫銅片、塑料止水帶、橡膠止水帶等，應(yīng)結(jié)合工作水頭、氣候條件、施工等因素合理使用。橫縫止水宜埋入基巖30~50cm，必要時(shí)插錨筋以保證混凝土與基巖的結(jié)合。陡坡段壩體與基巖的接觸面止水，

67、可采用接觸灌漿、設(shè)置止水片等方法。</p><p><b>　　4.5壩頂</b></p><p>　　防浪墻宜采用與壩體連成整體的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，墻身有足夠的厚度以抵抗波浪及漂浮物的沖擊，墻身高度取1.2m，厚度0.5m。在壩體橫縫處應(yīng)設(shè)伸縮縫，并設(shè)止水，壩頂下游側(cè)設(shè)置欄桿。</p><p>　　圖15 壩頂結(jié)構(gòu)示意圖</p>

68、<p>　　第五章 地基處理</p><p>　　5.1地基的開(kāi)挖和清理</p><p>　　實(shí)體重力壩要求地基應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以滿足地基的應(yīng)力要求：應(yīng)具有足夠的整體性和均勻性，以滿足壩基抗滑穩(wěn)定和減少不均勻沉陷的要求：應(yīng)具有足夠的不透水性，以滿足壩基滲透穩(wěn)定和減少滲漏的要求：應(yīng)具有足夠的抗侵蝕和抗風(fēng)化的能力，以滿足建筑物的耐久性要求。但天然地基很復(fù)雜，必須通過(guò)適當(dāng)處理，

69、才能達(dá)到上述要求。常有的壩基處理措施包括開(kāi)挖，清基，灌漿設(shè)置排水及對(duì)有缺陷地基的處理。</p><p>　　壩基開(kāi)挖的基坑輪廓應(yīng)盡量平順，避免高差過(guò)分懸殊的突變以免應(yīng)力集中造成壩體裂縫。</p><p>　　5.2壩基的防滲處理</p><p>　　為了減少壩底的滲透壓力，防止?jié)B透破壞和減少漏水，壩基及兩岸均應(yīng)進(jìn)行防滲處理。最常用的防滲方法是進(jìn)行帷幕灌漿，即在壩踵附

70、近鉆孔，進(jìn)行深層高壓灌水泥漿，充填巖基裂縫等滲水通道，形成一道垂直的防滲帷幕。經(jīng)過(guò)論證，也可以采用混凝土齒墻，防滲墻或水平防滲鋪蓋等措施。</p><p>　　帷幕灌漿應(yīng)由河床向兩岸延伸一定距離與兩岸相對(duì)不透水層銜接起來(lái)，形成一道從左到右，從上到下的完整防滲帷幕。當(dāng)兩岸相對(duì)不透水層較深時(shí)，可將帷幕深入原地下水位線與最高庫(kù)水位交點(diǎn)以內(nèi)。</p><p>　　帷幕灌漿的壓力，應(yīng)在不破壞巖體的原

71、則下，盡量使用較高的壓力，以使?jié){液能壓入巖石中大小縫隙內(nèi)，保證帷幕的不透水性。具體壓力的大小，應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。</p><p>　　本工程為中壩，設(shè)置一排帷幕灌漿孔。鉆孔方向?yàn)殂U直，灌漿深度為20m，孔距取3m。灌漿壓力一般應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，通常在帷幕表層段不宜小于1~1.5倍壩前凈水頭，可取0.6MPa在孔底段不宜小于2~3倍壩前凈水頭，但應(yīng)以不破壞巖體為原則，可取1.2MPa。</p><

72、;p>　　設(shè)一排排水孔，布置在縱向灌漿廊道內(nèi)，孔距取3m，孔徑取200mm，孔深取10m，并與帷幕成10°夾角。</p><p><b>　　圖16 防滲帷幕</b></p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)一個(gè)星期的忙碌，本次課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一本科生的課程設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)

73、的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，甚者還有錯(cuò)誤，望老師見(jiàn)諒。這次設(shè)計(jì)讓我了解到要把書(shū)上的知識(shí)利用到工程設(shè)計(jì)實(shí)際，真的不是件簡(jiǎn)單的事，讓我知道以后所面對(duì)的困難。</p><p>　　另外，感謝校方給予我這樣一次機(jī)會(huì)，能夠獨(dú)立地完成一個(gè)課程設(shè)計(jì)，并在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，給予我們計(jì)算機(jī)房的使用，使我們?cè)谶@學(xué)期快要結(jié)束的時(shí)候，能夠?qū)W(xué)到的只是應(yīng)用到實(shí)踐中，增強(qiáng)了我們實(shí)踐操作和動(dòng)手應(yīng)用能力，提高了獨(dú)立思考的能力。</p&

74、gt;<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　林繼鏞主編.水工建筑物. 第5版.北京：中國(guó)水利水電出版社.2008</p><p>　　中華人民共和國(guó)水利部.SL319-2005混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范.北京：中國(guó)水利水電出版社.2005</p><p>　　中華人民共和國(guó)水利部.SL25-2006漿砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范.