均质土坝枢纽建筑物设计

1、均质土坝枢纽建筑物设计 本科毕业论文 题 目均质土坝枢纽建筑物设计 学 院 工学院 专 业 水利水电工程 毕业届别 2021届 姓 名 123456 指导教师 654321 职 称 副教授 甘肃农业大学教务处制二?一二年 五 月目 录 摘要1关键词1Abstract1Key words1绪论21根本资料21.1地形地质21.1.1 地形21.1.2库区工程地质条件21.1.3坝址区工程地质条件31.1.4坝址区其他建筑物31.2水文与水利规划31.2.1气象31.1.2水文分析41.2.3水利计算51.3建筑材料及筑坝材料技术指示的选定71.3.1土料71.3.2砂砾料81.3.3石料81.3

2、.4筑坝材料技术指标的选定81.4工程效益91.5 施工条件91.5.1施工地区气象与水文条件91.5.3当地建筑材料:土料101.5.4施工地区对外条件101.5.5工作日分析102枢纽布置102.1工程等级确定102.2坝轴线的选择102.3坝型选择102.3.1地质条件102.3.2水文条件112.3.3筑坝材料112.3.4坝型比拟112.4枢纽布置123坝工设计133.1坝体剖面设计133.1.1坝顶高程确实定133.1.2坝顶高程计算133.3坝顶宽度确定173.4 坝坡选定173.5马道183.6坝体排水184渗流分析184.1渗流分析的目的184.2分析内容194.3渗流分析方

3、法194.4渗流计算204.4.1正常蓄水位时的渗流分析204.4.2设计洪水位时的渗流分析214.4.3校核洪水位时的渗流分析214.5渗流分析225稳定分析225.1计算工况与平安系数225.2 稳定分析根本原理及方法235.2.1最危险滑弧圆心范围确实定235.3稳定分析计算245.3.1上游为正常蓄水位的下游坝坡稳定计算245.3.2上游为校核洪水位时下游坝坡稳定分析305.3.3上游为设计洪水位时上游坝坡稳定计算355.4稳定综合分析396坝体细部构造406.1坝顶406.2护坡406.3排水结构406.4反滤层416.5坝坡排水437溢洪道设计437.1概述437.2溢洪道的线路和

4、选型437.3 溢洪道引水渠447.4 溢流堰控制段447.4.1 溢流堰的形式447.4.2 初步拟定溢流堰孔口净宽447.5 泄槽设计477.5.1 泄槽的平面布置及纵、横剖面477.5.2 收缩段、扩散段和弯曲段设计517.5.3 掺气减蚀517.5.4 边墙高度确定52 泄槽的衬砌527.6 溢洪道消能设计538坝基处理548.1地基处理的主要要求548.2地基的处理548.3岸坡的处理54参考文献55致谢56均质土石坝枢纽建筑物设计123456(甘肃农业大学工学院水利水电工程专业)摘要:适当修建大坝可以实现一个流域地区发电、防洪、灌溉的综合效益。通过对青龙河地形地质、水文资料、气候特

5、征的分析,结合当地的建筑材料,设计适合的枢纽工程来帮助流域地区实现很好的经济效益。根据防洪要求,对水库进行洪水调节计算,确定坝顶高程及泄洪建筑物尺寸;通过分析,对可能的方案进行比拟,确定枢纽组成建筑物的形式、轮廓尺寸及水利枢纽布置方案;详细作出大坝设计,通过比拟,确定坝的根本剖面与轮廓尺寸,拟定地基处理方案与坝身构造,进行水力、静力计算;对泄水建筑物进行设计,选择建筑物的形式、轮廓尺寸,确定布置方案。水库配合下游河道整治等措施,可以很大程度的减轻洪水对下游城镇、厂矿、农村、公路、铁路以及旅游景点的威胁;可为开展养殖创造有利条件。关键词:坝工设计;渗流分析;稳定分析;溢洪道设计;根底处理。Hom

6、ogeneous earth dam pivot building design123456Institute of water conservancy and Hydropower Engineering of Gansu Agricultural UniversityAbstract: Appropriate construction of dam can be achieved in a basin area of power generation, flood control, irrigation benefit. D river is located in our country

7、southwest, through to its geological, hydrological data, climate analysis, combined with the local building materials, design suitable for the project to help the region to achieve good economic benefit. According to the requirement of flood control, flood regulation computation of reservoir, to det

8、ermine the crest elevation and release flood waters building size; through the analysis, on the possible options, determine the hub of the building form, dimensions and water conservancy hub layout plan made in detail; dam design, through the comparison, determining basic profiles and dimensions, ma

9、ke the foundation treatment scheme and the dam body structure, hydraulic, static calculation of outlet structures; design, choice of building form, outline dimensions, to determine the layout scheme, make detail structure, hydraulic, static calculation. Reservoir with river regulation measures, can

10、greatly reduce the flood on the downstream towns, factories and mines, rural, highway, railway and the tourist attractions of the threat; create favorable conditions for development of aquacultureKey words: Dam design;Seepage analysis; stability analysis; spillway design; foundation treatment绪论 毕业设计

11、的任务是把学生在专业主要课程内容所获得的知识加以系统化、稳固、扩大、深入,培养学生独立解决本专业技术问题的能力及培养自学能力,培养学生的设计计算,编写说明书和绘图能力。根本原那么是:设计应满足功能要求,并力求经济、平安、施工便利和美观,根据可能的和合理的方案进行技术经济比拟来选定建筑物的型式、材料、布置。设计时注意的事项是:以严肃的态度对待资料,不自行修改或增减,一切必要的补充或修改必须征得指导教师的同意。 本此设计包括:枢纽布置,坝体剖面设计,渗流、稳定分析,细部构造设计以及溢洪道设计,地基处理等章节。根据根本资料中的地质、水文资料确定坝址、坝型,根据工程的用途以及地形条件进行枢纽总体布置。

12、由水文,气象资料初步拟定坝体剖面后,经过渗流分析,稳定分析后验证坝体的稳定性性指标。之后对坝体细部构造设计,满足大坝的功能要求。土石坝的坝顶是不容许过水的,因此必须设置独立的泄水,本设计采用正槽式溢洪道,布置在河道的左岸。 在完成设计过程中主要参考了?水工建筑物?,SL 274-2001?碾压式土石坝设计标准?,在张老师的精心指导下完本钱次设计。 1根本资料 1.1.1 地形地质 见1:2000坝址地形图。1.1.2库区工程地质条件 水库位于高山区,构造剥蚀地形。青龙河侵蚀能力较强,沿河形成不对称河谷,由于构造运动影响,河流不断下切,形成岸边阶地、陡岸。 流域内地形北高南低,平均高程与500m

13、,最顶峰海拔1680m。河道蜿蜒曲折,河谷宽度400100m不等,河道比降1/4001/600。 库区两岸基岩出露高程大局部在200米左右,库区左岸非可溶性岩层分布广泛,其中主要由绢云母、千枚岩、石英、砂质页岩组成。透水性较小,也没有发现沟通库内外的大断层。库区可溶性岩层分布于青龙河右岸,从隔水层分布、熔岩发育情况分析,水库蓄水后向邻近河流渗透的可能性很小。经过对库区断层的分析,水库向外流域及下游渗漏的可能性很小。库区外岩层抗风化作用较强,库岸根本上是稳定的。 青龙河为山区性河流,两岸居民及耕地分散,除库水位以下有一定淹没外,浸没问题不大,库区亦未发现重要矿产。1.1.3坝址区工程地质条件 本

14、区地震根本裂度为六度,建筑物按七度设防 坝址位于坝区中部背斜的西北,岩层倾向青龙河上游,两岸山体较厚。河床宽约300米,河床地面高程85m,河床砂卵石覆盖层平均厚度5?7米,渗透系数K1×10-2厘米/秒。 水库坝址选在青龙河下游的山谷河段上,共选出2条坝线,经过比拟,确定第一坝线,出露岩性为大红峪组石英砂岩与板状粉细砂岩互层,岩石坚硬、构造简单、渗透性小。坝址区为剥蚀?中低山地形,河流经坝址处急转弯向北流向下游,由于受乔麦岭背斜控制,岩层倾向上游,呈单斜构造状。 坝线区河谷较为开阔。右岸下游形成半岛状,因河流侧向侵蚀,使右岸形成陡壁,近于直立,已查明的小段层有6-7条,软弱夹层有1

15、3条;左岸山坡平缓,覆盖着31m厚的山麓堆积物,有断层一条。河床坝基岩石构造较为发育,开挖揭露出断层40余条,其中相对较大的有10多条。溢洪道 上坝线溢洪道位置岩性主要为坚硬的细砂岩,其中软弱层多为透镜体,溢洪道各局部的抗滑稳定条件是好的,下坝线溢洪道堰顶高程750米,根底以下10米左右为砂质页岩及夹泥层,且薄弱分水岭岩层风化严重,透水性大,对建筑物平安不利。1.2.1气象 根据资料统计,青龙河流域属季风型大陆性气候,冬季寒冷枯燥,夏季炎热多雨。多年平均气温约10,月平均温度变化较大,离坝址较远的迁安站实测最高气温39。多年平均降雨量为700mm,且多集中在夏季七、八月份。全年无霜期约180天

16、,结冰期约120天,河道一般在12月封冻,次年三月上旬解冻,冻层厚0.4?0.6m,岸边可达1.0m。多年平均最大风速23.7m/s,水库吹程为3km。1.1.2.1洪水 青龙河洪水由暴雨形成,据统计七八月发生最大洪峰流量的时机占88%,而且年际变化很大,实测最大洪峰流量为2200秒立米1962年,最小洪峰流量184秒立米1965年,相差12倍,流域洪水峰高、历时短,陡涨陡落。一次洪水持续时间一般3?5天。×××108m3。实测径流资料如表1-1所示。考虑到流域内人类活动对产流的影响,分别对未来规划年2000年和2021年流域内耗水量进行了预测,得到个规划年的径流

17、系列,如表1-1 所示。 根据径流年内和年际变化特征,分别选择1986年,2000年和2021年为设计水平年。表1-1 实测径流表年份天然1986年2000年2021年年份天然1986年2000年2021年314.7294.5304.1253.567.9967.7977.3927.131841.1.2.3年输沙量 青龙河流域植被较好,泥沙来源在地区分布和洪水分布上一致。主要是土门子与某之间,其间来沙量约占某以上总输沙量的95%以上,而汛期输沙量又集中在几次特大洪水上。年际间泥沙量的变化悬殊。由统计分析得知,某站多年平均淤沙量为389t,多年平均含沙量为4.0kg/m3,多年平均侵蚀模数为762

18、.8t/km2。从泥沙的组成情况来看,泥沙颗粒较粗,中值粒径为0.075mm,淤沙浮容重0.9t/m3,内摩擦角为12度。1.1.2.3水文分析成果表 表1-2 水文分析成果表序号姓 名单 位数 量备 注1利用水文系列年限352代表性流量多年平均流量立米/秒30.5调查历史最大流量立米/秒3400设计洪水洪峰流量P1%立米/秒3600校核洪水洪峰流量P0.1%立米/秒5200保坝洪水洪峰流量P0.01%立米/秒76003洪量设计洪水洪量P1%亿立米6.5五 天校核洪水洪量P0.1%亿立米8.2五 天4多年平均年径流量亿立米9.65多年平均输沙量吨4311.2.3水利计算 水文水利规划成果如下:

19、 死水位选择 为尽可能增加自流灌溉面积,并使电站水头适当加高,力求到达电源自给以及为今后水库淤积留有余地。按二十年淤积高程,选定死水位104m。 调节性能的选定 灌溉保证率选取P75%,水库上游来水,首先满足灌区工农业用水,电站那么利用余水发电,从年调节和多年调节两方案的水电量利用系数和坝高都相差不大,但是多年调节性能的水库能提供的电量和装机利用小时都较年调节性能水库提高20%。故确定该水库为多年调节性能水库。 兴利水位确实定原那么和指标 根据青龙河洪水特性,汛期限制水位在七、八月定为140.5米。七、八月以后可重复利用一局部防洪库容蓄水兴利以不降工程防洪标准,以防洪兴利兼顾为原那么,确定九、

20、十月限制水位,提高为136.2米汛末可以多蓄水。但蓄水位按不超超过百年设计洪水位考虑,确定汛末兴利水位为141米。防洪运用原那么及设计洪水确实定 某水库属一级工程。水库大坝建筑物按千年一遇洪水设计,万年一遇洪水校核。由于采用的洪水计算数值中未考虑历史特大洪水的影响,故用万年一遇洪水作非常保坝标准对水工建筑物进行复核。 调洪运用原那么: 入库洪水为百年一遇时,为提高低游河道的电站、桥梁等建筑物的防洪标准,水库控制下流量为2000秒立米。 当入库洪水为千年一遇时,溢洪道单宽流量以70每秒立米控制泄流。当入库洪水为万年一遇时,按上述原那么操作,即库水位接近校核水位时,水库水位仍继续上涨,为确保大坝平

21、安,溢洪道敞开洪,允许溢洪道局部破坏。水库排沙和淤沙计算 某水库回水长25公里,河道弯曲,河床比降为2.2%,河床宽300米左右,是个典型的河道型水库。×108m3。 水库工程特征值 A. 枢纽下泄流量及相应下游水位×××108m3;表1-3水库技术经济指标表序号名称单 位数 量备 注1水库水位校核洪水位P0.01%米考虑淤积20年设计洪水位P1%米考虑淤积20年兴利水位米考虑淤积20年汛限水位米考虑淤积20年死水位米考虑淤积20年2水库容积总库容亿立米5.05校核洪水位设计洪水位库容亿立米4.63序号名称单 位数 量备 注防洪库容亿立米14.93兴利库

22、容亿立米其中共用库容亿立米死库容亿立米3库容系数%4调节特性多年1.3建筑材料及筑坝材料技术指示的选定 当地天然建筑材料分布在坝址地区上、下游河滩及两岸阶地。其中,土料主要分布在庄窝、土谷子等七处,沙砾卵石料主要有南杖子、某等八处,各料厂的材料物理性质根本满足要求,可做大坝混凝土骨料及拱围堰。×10-6厘米/秒。具有中等压缩性,强度指标见下页表。1.3.2砂砾料 主要分布在河滩上,储量为205万立米,扣除漂石及围堰淹没局部,可利用的约100?151万立米,其颗粒级配不连续,缺少蹭粒径,根据野外29组自然坡度角试验,34组室内试验分析,统计成果如下: 自然么重1.87吨/立米,软弱颗料

23、含量2.64%。 不均匀系数561颗,颗组成见表1-4:表1-4颗料组成毫米%83.774.257.746.238.634.632.829.724.74.9 砂的储量很少,且石英颗料少,细度模数很低,不宜作混凝土骨料,砂D2毫米的相对紧密度为0.895。 坝址区石料较多,储量可满足需要,溢洪道、导流洞出碴也可利用。沙石料厂设在水库下游13km的鹿尾山,大杨庄、薛庄,总储量1176万m3. 本工程经过试验,并参考有关文献资料及其他的工程的经验,最后选定其筑坝材料的各项技术指标见表1-5。 表1-5 筑坝材料强度指标表筑坝材料名称比重容重kg/cm孔隙率N内 摩 擦 角内凝力Ckg/cm3渗透系数

24、Kcm/S初孔隙压力系数B施工期稳定渗流期水位降落总应力有效应力有效应力有效应力坝体土料2.751.651.982.04102223230.21×10-6×10-2坝体堆石2.71.802.050.3340×10-2×10-5 筑坝土料统计国外9座粘料含量20?30%的高坝21°,C0.4公斤/厘米2左右,国内建国初期建成的坝选用指标一般较低,但近期建成的坝一般在25左右初始孔隙水压力系数一般在0.3?0.4。我国岳城水库施工期采用0.21。据此采用的技术指标见下表。 砂砾料的强度指标,试验结果与实际出入较大,统计国内12座水库资料,平均值在3

25、2°以上,特别是最近建成的横山38°?39°毛家村37°,美国“土与土石坝一书推荐,当相对紧密度D0.7时,34°?35°,鉴于本地砂砾料级配不好,应选用310。 堆石指标一般值在39°45°°,我国狮子滩堆石坝试验为36°45°,取用39°50?,故本工程取用值40°。 左岩黄土台地Q2压缩系数SS0.025,起始孔隙比e00.725,平均料径D500.1mm。如表1-6所示。表1-6 坝体土料的压缩曲线r2.65kg/cm2,平均料径d500.1mm。Pkg/c

26、m2012345678910110.6650.6450.6320.6120.5930.5750.5280.52001.4工程效益 该水库建成后能收到灌溉、发电、防洪、解决工业用水和人蓄吃水等多方面效益,是一座综合利用的水库。一期建成,可谓秦皇岛是提供工农业、城市用水1.82亿m3,可使滦河中下游地区120万亩农田灌溉用水得到不同程度的改善和补充。二期建成,可调节水量5.67亿m3,年均发电量9330亿kwh,可全面解决冀东钢铁基地建设用水。1.5 施工条件1月,多年平均日气温4?24,历年各月气温特征值如下表1-7: 表1-7气温特征值表工程1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12

27、月多年平均日气温4.51.14.611.1.5.3当地建筑材料:土料根据当地建筑材料调查报告,土料场有五个。根据试井及土钻孔情况,从1:2000地形图,初步计算四个土场的蕴藏量2248.6万立米,为设计总量的4倍多。1.5.4施工地区对外条件水库距卢龙县35Km,新建公路至工地,交通方便。施工用电青龙山双山子变电所架设110kv输电线路供电,电力保障可靠。 根据沁水县1958年?1963年和1970年?1972年九年降雨气温资料,参考其它土坝水库气温,降雨停工标准,土料、砂砾料、石方、混凝土工程施工工作日确定如表1-8: 表1-8 工程施工工作日表类 别土料砂砾隧洞石方混凝土一般石方工作日天/

28、年2533073022502922枢纽布置2.1工程等级确定 根据资料可知,大坝为2级建筑物,正常应用洪水为100年一遇,非常运用洪水为1000年一遇。辅助建筑物按级设计,临时建筑物按级设计。 坝轴线选择时,根据地形、地质、工程规模及施工条件、经济条件和技术综合分析比拟来选定。选在河谷的狭窄段,这样坝轴线短,工程量小,但要综合考虑对于两岸坝段要有足够宽度和高度。坝基和两岸山体无大的不利构造问题,岩石应较完整,并应将坝基置于透水性小的坚实地层或厚度不大的透水层地基上。坝址附近有足够数量符合设计要求的土、砂、石料且便于开采运输。 库区两岸基岩出露高程大局部在200米左右,库区左岸非可溶性岩层分布广

29、泛,其中主要由绢云母、千枚岩、石英、砂质页岩组成。透水性较小,也没有发现沟通库内外的大断层。库区可溶性岩层分布于青龙河右岸,从隔水层分布、熔岩发育情况分析,水库蓄水后向邻近河流渗透的可能性很小。经过对库区断层的分析,水库向外流域及下游渗漏的可能性很小。库区外岩层抗风化作用较强,库岸根本上是稳定的。 青龙河为山区性河流,两岸居民及耕地分散,除库水位以下有一定淹没外,浸没问题不大,且库区亦未发现重要矿产。 根据资料统计,青龙河流域属季风型大陆性气候,冬季寒冷枯燥,夏季炎热多雨。多年平均气温约10,月平均温度变化较大,离坝址较远的迁安站实测最高气温39。多年平均降雨量为700mm,且多集中在夏季七、

30、八月份。全年无霜期约180天,结冰期约120天,河道一般在12月封冻,次年三月上旬解冻,冻层厚0.4?0.6m,岸边可达1.0m。×10-6厘米/秒。具有中等压缩性。2.3.3.2砂砾料 主要分布在河滩上,储量为205万立米,扣除漂石及围堰淹没局部,可利用的约100?151万立米。砂的储量很少,且石英颗料少,细度模数很低,不宜作混凝土骨料,砂D2毫米的相对紧密度为0.895。 坝址区石料较多,储量可满足需要,溢洪道、导流洞出碴也可利用。沙石料厂设在水库下游13km的鹿尾山,大杨庄、薛庄,总储量1176万m3. 重力坝:结构作用明确,设计方法简便,平安可靠,对地形、地质条件适性强,枢纽

31、泄洪问题容易解决,便于施工导流,施工方便。但其缺点是:坝体剖面尺寸大,材料用量多,坝体应力较低,材料强度不能充分发挥,坝体与地基接触面积大,相应坝底扬压力大,对稳定不利,坝体体积大,在浇筑混凝土时,需要有较严格的温度控制。 拱坝:对地形的要求是左右两岸对称,岸坡平顺无突变,在平面上向下游收缩的峡谷各段。坝端下游侧要有足够的岩体支撑,以保证坝体的稳定。该坝段左右两岸不对称分布,不适宜修建拱坝。 土石坝:对地质的要求:河谷两岸的岩基必须能承受由拱端传来的推力,要在任何情况下都能保证稳定,不致危害坝体的平安。理想的地质条件是:基岩比拟均匀、单一,巩固整齐,有足够的强度,透水性小,能抵抗水的侵蚀,耐风

32、化,岸坡稳定、没有大断裂。 土石坝的优点是可以就地取材,就近取材。节省大量水泥、木材和钢材。减少工地的外线运输量,能适应不同的地形、地质和气候条件。大容量、多功能、高效率施工机械的开展,提高了土石坝建设的开展。 通过以上比拟,综合考虑工程施工的经济、平安、便利等因素,所以此处修建土石坝可行。 影响土石坝坝型选择的因素很多,最主要的是坝址附近的筑坝材料,还有地形地质条件、气候条件、坝基处理、抗震要求等。本设计限于资料制作定性分析确定土石坝坝型选择。均质坝材料单一,施工简单,且有足够适宜的土料来做均质坝。 综合考虑,选择修建均质土石坝的方案。 枢纽布置做到平安可靠,经济合理,施工互不干扰,管理运用

33、方便。高、中坝和地震区的坝,不得采用布置在非岩石地基上的坝下埋管型式,低坝采用非岩石地基上的坝下埋管时,必须对埋管周围填土的压实方法,可能到达的压实密度及其抵抗渗透破坏的能力能否满足要求进行保证。枢纽布置要考虑建筑物开挖料的应用。土石坝枢纽通常包括拦河坝、溢洪道、泄洪洞输水或引水洞及水电站等,应通过地形地质条件以及经济和技术等方面来确定。 坝址选在地形地质有利的地方,使坝轴线较短,库容较大,淹没少。附近有丰富的筑坝材料,便于布置泄水建筑物。在高山深谷区常将坝址选在弯曲河段,把坝布置在弯道上,利用凸岸山脊抗滑稳定和渗透稳定,并采取排水灌浆等相应加固措施,尽量防止将坝址选在工程地质条件不良的地段。

34、如活断层含形成整体滑动的软弱夹层,以及粉细砂、软粘土和淤泥等软弱地基上。 根据枢纽布置原那么:枢纽中的泄水建筑物应做到平安可靠、经济合理、施工互不干扰、管理运用方便。 枢纽中的泄水建筑物应满足设计标准的运用条件和要求。选择泄洪建筑物形式时要优先考虑采用开敞式溢洪道为主要泄洪建筑物。泄水引水建筑物进口附近的岸坡应有可靠的防护措施。应确保泄水建筑物进口附近的岸坡的整体稳定性和局部稳定性。当泄水建筑物出口消能后的水流冲刷下游坝坡时,要比拟调整尾水渠和采取工程措施保护坝坡脚的可靠性和经济性,可采取其中一种措施,也可同时采用两种措施。对于多泥沙河流,要考虑布置排沙建筑物,并在进水口采取放淤措施。 溢洪道

35、选择在地形开阔、岸坡稳定、岩土坚实和地下水位较低的地点,宜选用地质条件好良好的天然地基。壤土、中砂、粗砂、砂砾石适于作为水闸地基,尽量防止淤泥质土和粉砂、细砂地基,必要时应采取妥善处理措施。从地质地形图可知坝体左岸地质条件好,且有天然的石料厂,上下游均有较缓的滩地,两岸岩体条件好,施工起来更快捷更经济合理。 因此,溢洪道修建于右岸山坡上。由于闸址段地形条件好,所以采用正槽式溢洪道。3坝工设计3.1.1坝顶高程确实定由根本资料可知,该流域多年平均最大风速23.7m/s,水库吹程为2km。 坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和,按以下四种计算条件计算,取其大值:设计洪水位加正常运用条件的坝顶超过;

36、正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高;校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高;常蓄水位加非常运用条件的坝顶超高,再加地震平安加高。 坝顶超高d按式(3-1)计算,对于特殊的重要工程,可取d大于计算值。 dR+e+A (3-1)式中:R为波浪在坝坡上的设计爬高,m;e为风浪引起的坝前水位雍高,m;A为平安加高,m,根据坝的级别按表3-1选用,其中非常运行条件(a)适用于山区、丘陵区,非常运行条件(b)使用于平原区、滨海区。 式(3-1)中R和e的计算公式多很多,重要是经验半经验性的,适用于一定的条件,可按SL 274-2001?碾压式土石坝设计标准?推荐的计算公式确定。 涉及的坝顶高程是针对坝沉降以后

37、的情况而言的,因此,竣工时的坝顶高程应预留足够的沉降量。根据以往工程经验,土石坝预留沉降量一般为坝高的1%。表3-1 土石坝平安加高 单位 m坝的级别1234、5 e (3-2)式中: e -的风雍高度 D- 水面吹程 g-重力加速度 h-延水库吹程方向平均水域深度 v-计算风速 - 计算风向与坝轴线法线的夹角(。),取为0度-×10 正常情况:e 0.022 m 非正常情况: e e 0.005 m 由官厅水库公式: h.0166vD (3-3) l10.4h(3-4) 初拟m3, 用 (3-5)式中: -平均波浪爬高; m-单坡坡度系数; -斜坡的造率渗透系数,根据护坡类型由表3

38、-2查的; -经验系数,根据表3-3查的. 表3-2 造率及渗透性系数护坡类型 表3-3 经验系数11.52.02.53.03.54.0平均爬高:(3-6)平均周期: 4.438 (3-7)平均波长: 正常运用情况:v47.4m/s D3km 代入式(3-3)、(3-4)得 非正常运用情况:v23.7m/是 D3km代入式(3-3)、(3-4)得计算波浪爬高表3-4 不同累计频率下的爬高与平均爬高比值()0.1124510142030500.32.131.861.761.651.611.481.391.311.190.99 正常运用情况:1.31m 4.026 m 1.86 m 非正常运用情况

39、:0.61m 18.78m 0.86 m 故正常运用情况: R2.231.864.15 m 非正常运用情况:R2.230.861.92 m 综合以上可以得到:R+ e+ A4.15+0.022+1.05.172 m R+ e+ A1.92+0.022+1.02.425 m 坝顶高程计算计入表3-5中 表3-5 坝顶高程计算表波浪爬高R风雍高度e平安超高A地震波浪高度水位m坝顶高程m 由以上可得坝顶高程为147.172m。由平面布置图可知坝址处河床高程为84.0m,向下开挖7m去除砂卵石覆盖层后期高程为77.0m,那么坝高为147.2-77.070.2m,考虑到要预留1%的沉降里,那么坝高为70.2(1+1%)70.9m,取坝高为71.0m,坝顶高程为148.0m。3.3坝顶宽度确定 坝顶宽度根据运行、施工、构造、交通和地震等方面的要求综合考虑确定。 SL 274-200?碾压式土石坝设计标准?规定:高坝坝顶可选1015m,中、低坝坝顶可选510m。该设计大坝坝高71m属于高坝,坝顶高度拟定为12m.3.4 坝坡选定 坝坡坡率关系到坝体稳定以及工程量大小。上