水 工 建 筑 物 实 训 报 告

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水工建筑物实训报

专

业：水利水电工程与管理班级：2023秋学号：1144001455194姓名：

告

庆安水库位于睢宁县城北15km，废黄河南堤下，库区东、南、西三面筑坝，北面紧靠废黄河南堤，是一座中型平原水库，地处8°地震烈度区，设计最高调蓄洪水位29.6m，汛限水位27.5m，兴利水位28.5m。总库容6030万m3，其中调洪库容2190万m3，兴利库容4770万m3，死库容30万m3。该库于1958年3月兴建，1959年建成。设计浇灌面积10000公顷，实际浇灌面积7467公顷。水源为废黄河滩面降雨径流和古邳抽水站抽引民便河之水，水库建成以来，改善了睢宁县庆安、姚集、梁集、魏集、睢城、古邳等镇的水利条件，实现浇灌水源的年调理，缓解了睢宁县用水矛盾，且能在大旱之年为全县大部提供抗旱水源，结合水产养殖等综合利用方面，都发挥了很大作用。

（一）地质条件

根据1997年7月徐州市水利建筑设计研究院提供的《庆安水库工程地质勘察报告》。勘探深度内各土层自上而下大致可分为4层，各土层分述如下：

（1）、粉砂：黄色粉砂、粉土，砂壤土，层底高程18.2~18.3m，中间夹2~3层黄褐色薄层粘土，上部松散，中下部稍密~中密，厚13.0m，水闸基底25.7m，该层为持力层，建议承载力标准值100kPa，但该层防渗抗冲能力较差。（2）、粉砂：灰色粉砂，稍密~中密，厚2.5m，层底高程15.6~15.7m，建议承载力标准值130kPa。（3）、重壤土：黄色、褐黄色重壤土、粘土，可塑，厚2.3m，层底高程13.3m，建议承载力标准180kPa。（4）、粉质粘土：黄色、褐黄色粉质粘土，重壤土，可塑~硬塑，含砂礓，揭露厚度2.7m，建议承载力标准值310kPa。

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回填土资料：γ自然=19.5kN/m3,γm=20kN/m3,C=0kPa，Φ=26。（二）水文气象

睢宁县地处北温带，属暖温带半潮湿季风气候区，气候温柔，光照充足，春夏秋冬四季明显，降水量较为充沛。春季：3至5月，气温上升快，以冷干风为主，蒸发强，常出现旱情；夏季：6至8月，天气炎热，降雨其中，多暴雨，易形成洪涝；秋季：9至11月，晴朗少雨，光照少，气候宜人；冬季：12至2月，寒冷少雨。

日照：近40年，全境年均日照2366小时，为可照时数的54%。

气温：多年平均气温14.30C，其中1月份平均气温-0.50C，7月份平均气温27.10C，极端最高气温40.10C，发生在1955年6月19日，极端最低气温-23.30C，发生在1969年2月6日。

霜期：多年平均无霜期206天，最多无霜期246天，发生在1977年，最少无霜期180天，发生在1962年。初霜期一般在10月30日左右出现，最早出现的初霜期是1962年10月15日。终霜期一般发生在4月6日前后，最早终霜期发生在1967年3月10日，最迟终霜期为5月4日。

风：夏季多东南风，春秋冬三季多东北风。多年平均风速2.4米/秒左右。5月中旬至6月上旬常发生干热风，每年平均2.6次，4.1天，对小麦后期正常灌浆影响较大。

降水：根据睢宁县气象站1951年至1990年降水资料统计，40年年平均降水量852.6毫米（多年平均869毫米），最大降水年份发生在1963年，降水量为1360毫米，最少降水年份发生在1988年，降水量为568.4毫米。40年中年降水量超过1000毫米的年份有8年，占20%，平均5年一遇；低于600毫米的有2年，占5%，平均20年一遇；低于700毫米的有11年，占27.5%，平均4年一遇。40年中降水量最多的月份为7月，平均月降水量209.8毫米，占40年年平均降水量的24.6%，其中月降水量最多的为1982年的7月，月降水量522毫米，占全年降水量1048.7毫米的49.8%。

蒸发量：根据睢宁县14年E601型水面蒸发资料，多年平均水面蒸发量为1043.3毫米，年蒸发量最大值为1371.6毫米，出现在1976年，年蒸发量最小值为898.1毫米，出现在1991

年。

水文地质：庆安水库所在区域内地下水共有5个含水层，地下水埋深一般在3.5米左右，地下水位平均高程27.4米。2．2．2水位资料

根据《防洪标准》（GB-50201-94），《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定，水库工程等别为Ⅲ级。相应建筑物按Ⅲ建筑物考虑。

闸上水位（废黄闸下水位（水库工况河）设计（50年一遇）孔径设计校核（300年一遇）设计1消能设计设计2校核1稳定验算备注侧）29.3129.8127.50~29.3123.00~28.527.50~29.8129.3129.812329.31Q=160m3/sQ=160m3/s0~160m3/s水库清淤0~160m3/s引水地震烈度8度，动峰加速度0.2g30.2832.2130.2828.532.2130.2832.2128.530.28设计校核1校核2地震期

（一）闸底地下轮廓线的布置

1、防渗设计的目的

防止闸基渗透变形；减小闸基渗透压力；减少水量损失；合理选用地下轮廓尺寸。2、布置原则

防渗设计一般采用防渗和排水相结合的原则，即在高水位侧采用铺盖、板桩、齿墙等防渗设施，用以延长渗径减小渗透坡降和闸底板下的渗透压力；在低水位侧设置排水设施，如面层排水、排水孔排水或减压井与下游连通，使地下渗水尽快排出，以减小渗透压力，并防止在渗流出口附近发生渗透变形。

3、地下轮廓线布置

（1）闸基防渗长度的确定。根据公式L≥CH式中：L--水闸的防渗长度，H--上、下游水位差，C--允许渗径系数值，依地基的性质而定，由于地基土质为粉砂，查表取9，计算闸基理论防渗长度为8.73m。。

L=9×(30.28－29.31)=8.73m

（2）防渗设备由于闸基土质以粉砂为主，防渗设备采用混凝土铺盖，闸底板上、下游侧设置齿墙，并且设置板桩。

（二）排水设备的细部构造

1、排水设备的作用

采用排水设备，可降低渗透水压力，排除渗水，避免渗透变形，增加下游的稳定性。排水的位置直接影响渗透压力的大小和分布，应根据闸基土质状况和水闸的工作条件，做到即减少渗压又避免渗透变形。

2、排水设备的设计

（1）水平排水水平排水为加厚反滤层中的大颗粒层，形成平铺式。反滤层一般是由2~3层不同粒径的砂和砂砾石组成的。层次排列应尽量与渗流的方向垂直，各层次的粒径则按渗流方向逐层增大。

反滤层的材料应当是能抗风化的砂石料，并满足：被保护土壤的颗粒不得穿过反滤层；各层的颗粒不得发生移动；相邻两层间，较小一层的颗粒不得穿过较粗一层的空隙；反滤层不能被阻塞，应具有足够的透水性，以保证排水通畅；同时还应保证耐久、稳定，其工作性能和效果应不随时间的推移和环境的改变而变差。

本次设计中的反滤层由碎石，中砂和细砂组成，其中上部为20cm厚的碎石，中间为10cm厚的中砂，下部为10cm厚的细砂。

图2反滤层构造图(单位：cm)

（2）铅直排水设计本工程在护坦的中后部设排水孔，孔距为2m，孔径为10cm，呈梅花形布置，孔下设反滤层。

（3）侧向排水设计侧向防渗排水布置（包括刺墙、板桩、排水井等）应根据上、下游水位，墙体材料和墙后土质以及地下水位变化等状况综合考虑，并应与闸基的防渗排水布置相适应，在空间上形成防渗整体。

在消力池两岸翼墙设2~3层排水孔，呈梅花形布置，孔后设反滤层，排出墙后的侧向绕渗水流。

3、止水设计

凡具有防渗要求的缝，都应设止水设备。止水分铅直和水平止水两种。前者设在闸墩中间，边墩与翼墙间以及上游翼墙铅直缝中；后者设在粘土铺盖保护层上的温度沉陷缝、消力池与底板温度沉陷缝、翼墙、消力池本身的温度沉降缝内。在粘土铺盖与闸底板沉陷缝中设置沥青麻袋止水。

图3止水详图(单位：cm)

（三）防渗计算

1、渗流计算的目的：计算闸底板各点渗透压力；验算地基土在初步拟定的地下轮廓线下的渗透稳定性。

2、计算方法有直线比例法、流网法和改进阻力系数法，由于改进阻力系数法计算结果确切，采用此种方法进行渗流计算。

3、计算渗透压力

（1）地基有效深度的计算。

L0?23.2?5T根据公式(3)判断S0，地基有效深度e为

Te?0.5?l0?0.5?58?29m，大于实际的地基透水层深度8m，所以取小值

Te?8m。

（2）分段阻力系数的计算。通过地下轮廓的各角点和尖端将渗流区域分成9个典型段，如图4所示。其中1、9段为进出口段，用式(4)计算阻力系数；3、5、7段为内部垂直段，用式(5)计算相应的阻力系数；2、4、6、8段为水平段，用式6计算相应的阻力系数。各典型段的水头损失用式(7)计算。结果列入（表1）中。对于进出口段的阻力系数修正，按公式计算，结果如表2所示。