水电站重力坝毕业设计说明书

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厚的闸墩；2.具有影响水流的门槽特别在水头较高的情况，门槽会带来很多的麻烦；3.需要启闭力较大，故须选用超大的门机。弧形门1.可封闭相当大面积的孔口；2.所需闸墩高度和厚度较小；3.没有影响水流流态的门槽；4.所需的启闭力较小；5.埋件数量小。1.需要较长的闸墩；2.闸门所占空间较大；不能提出孔口以外进行维修；3.闸门所承受的总水压力较大，不能在孔口间互换。踪通数过押比岔较类二犬者尼各笋有克优冷劣捕点煮，被在真本局次僚设喜计追中籍工古作毫门覆采折用移平竖板蒸门搜。葡8只.吨1呀.什2隆火工弊作庭闸绘门六基靠本多尺坦寸已拟秧定员门不高和。缴工来作剩闸袋门液要刊求粗可歇以鹅在披正继常火蓄动水中位拖的店情她况林下淋完掀全烟挡看水窝，早在近校货核鸭洪掌水男位告时棵则拘打州开原闸科门烫放应水逃，蚊即茅门祝高胳H浑=方版正拾常柄蓄务水车位共－技堰偶顶罗高摸程核+斯安跪全炊超览高茄多=惕医6畅.闪4丙（弓m兽）故取工作闸门高为7m。8.1.3检修闸门基本尺寸拟定检修闸门采用平板门，门槽厚度为1~4米，门高和工作门一致。故拟定门槽宽为1米，门高7米。8.2闸墩设计8.2.1闸墩的作用将溢流前缘分分隔为若干个孔口，便于设置闸门，同时承受闸门传来的水压力，也是坝顶桥梁的支撑体。8.2.2闸墩体型设计闸墩的长度主要取决于坝顶桥面的交通和闸门的受力条件。坝顶交通主要有工作桥和便桥。闸墩的平面形状，在上游端应使水流平顺，减少孔口水流的侧收缩；下游端应减小墩后水流的水冠和冲击波。本设计闸墩的上游端采用半圆形，下游端采用半圆形。闸墩厚度与闸门的型式有关。采用平面闸门时需设闸门槽，工作闸门槽深0.5~2.0m，宽1~4m，门槽处的闸墩厚度不小于1~1.5m，以保证有足够的强度。闸墩的长度和高度，应满足布置闸门、工作桥、交通桥和启闭机械的要求。平面闸门多用活动式启闭机，轨距一般在5m左右，门机高度应能把闸门吊出门槽。当交通要求不高时，工作桥可兼作交通桥使用，否则需另设交通桥。交通桥要求与非溢流坝坝顶齐平，为了改善水流条件，闸墩需向上游伸出一定长度，并将这部分做到溢流坝坝顶以下约一半堰顶水深处。闸墩横剖面示意图如下图8.1。闸墩的高与非溢流坝坝顶齐平，考虑到交通桥梁的高度，初拟14m，中间墩厚4m，检修闸门为平面闸门，采用门式启闭机启闭，门槽宽×深为1.0×0.5m，闸墩长度初拟20m。图8.1闸墩横剖面示意图（单位：米）8.3导墙设计8.3.1导墙设计导墙的作用及位置边墩设在溢流坝的两侧，以分隔溢流坝和非溢流坝，并做为边跨桥梁和闸门的支撑体，为了防止坝面水流向两侧漫溢，边墩应向下游延伸形成导墙。延伸的长度应根据枢纽的布置而定。8.3.2导墙的高度确定导墙要求高于掺气水面线（当弗氏系数Fr〉2时候考虑掺气水深）1~2米，以保证水流不会漫溢。当弗氏系数Fr〉2时，应考虑波动及掺气后水面升高的影响。掺气水深公式：式中：h——未计入波动及掺气的水深，m；hb——计入波动及掺气的水深，m；V——未计入动及掺气断面上的平均流速，m/s;——修正系数，一般取1.0~1.4，s/m，当流速大于20m/s时取大值。8.4坝体材料分区重力坝的建筑材料主要是混凝土，水工的混凝土要求具有一定的抗渗、抗冻、抗冲刷、抗侵蚀、低热、抗裂等性能。应符合《混凝土重力坝设计规范》中的规定。混凝土的强度随着龄期的增长而增长，因此，在规定设计标号时应同时规定设计龄期。坝体混凝土的强度一般采用90天龄期，对于有其他要求的混凝土的龄期，可根据需要确定。坝体各部位工作条件不同。为了节约和合理利用水泥，通常将坝体混凝土按不同部位和不同工作条件分区，采用不同标号，一般可分为下列各分区（如图7-2，7-3所示）。Ⅰ区—上、下游水位以上坝体外部表面混凝土；Ⅱ区—上、下游水位变化区的坝体外部表面混凝土；Ⅲ区—上、下游最低水位以下坝体外部表面混凝土；Ⅳ区—坝体基础混凝土；Ⅴ区—坝体内部混凝土；Ⅵ区—抗冲刷部位的混凝土（例如溢流面、泄水孔、导墙和闸墩等）；选定各区混凝土强度标号，除应满足所在部位的应力要求外，为了防止施工期间发生温度裂缝，还应减少整个水利枢纽中不同混凝土标号的类别，这样也便于施工。相邻区的混凝土的强度标号不宜超过两级，以避免引起坝内应力重分布或产生裂缝。分区厚度尺寸最小为2m～3m。图8.2非溢流坝体混凝土分区图8.3溢流坝体混凝土分区8.5廊道系统在混凝土坝中，为了灌浆、排水、观测、检查及交通要求，必须在坝体内设置各种廊道，这些廊道在坝体内互相连通，构成廊道系统。8.5.1基础灌浆廊道帷幕灌浆廊道常在坝体浇注到一定高程后开始进行，以便用混凝土的压重来提高灌浆压力，保证灌浆质量，并加强坝基接触面上的抗渗和抗剪能力。因此，常需在坝内靠近上游坝踵处设置一个专门的基础灌浆廊道。其上游距坝面0.05~0.1倍水头，且不小于4~5米，也不宜距坝踵过远，以免降低减小扬压力的作用，基础灌浆廊道底板混凝土厚度不宜小于3米。在360米高程建一灌浆廊道，距坝基底面厚度为5米。灌浆廊道的断面一般采用上圆下方的城门洞的型式，宽度约为2.0~2.5米。高度为2.02~3.5米，以满足钻孔灌浆工作空间的需要。廊道与基岩应保持一定的距离，而且最好不要小于1.5倍的廊道宽度。在廊道下游侧应能钻孔设排水及扬压力观测孔。基础灌浆廊道是沿地形向两岸逐渐提高的。两岸斜坡段的坡度不宜大于400~450，以便于钻孔灌浆操作和搬运操作。灌浆廊道应由设在两岸设置的横向廊道接出坝外。8.5.2检查排水廊道为了便于巡视，常在靠近坝体上游面处每隔30米左右设置一个检查廊道，一般还兼做排水廊道。该廊道也多用上圆下方的型式，最小宽度为1.2米，最小高度为2.2米，至上游面的距离应不小于0.05~0.07倍水头，且不小于3米，上游侧设排水沟。图8.4基础灌浆廊道示意图8.6坝体排水在坝体各种接缝面内虽已经设置了止水系统，但渗水仍在所难免。为了减小渗水的有害影响，还要设置相应的排水系统，将坝体和坝基的渗水有排水管排入廊道，再由廊道汇入集水井，自流或用抽水机排到下游。坝身排水管应该靠近上游面，以便及早排除渗水，但与坝面距离一般不得小于坝前水深的1/10~1/12，且不小于2米。以免渗透迫降过大，导致坝面混凝土溶滤破坏。由此计算对于灌浆廊道处L=（396-376）×0.1=2米，取3米。坝体排水管的间距一般为2~3米；管内径为15~25cm，管径太小排水减压效果差，且容易杜塞。排水管常用预制多孔混凝土管，在浇注混凝土时埋入坝内。排水管和廊道的连通形式如图7-4所示。第9章基础处理重力坝的坝基应具有足够的强度和承载能力。但地基总是存在着种种的缺陷，为了能在具有某些缺陷的岩基上修建重力坝，应对基岩进行必要的处理，以保证大坝的安全。坝基处理的目的在于提高其强度、稳定性、耐久性和抗渗能力，具体的措施通常包括开挖、清理、灌浆、排水和特殊软弱带的处理等。9.1地基的开挖与清理坝基的开挖就是把覆盖层缓和风华破碎的岩石挖掉，使大坝直接建筑在坚实的岩石上。重力坝地基的开挖深度，一般应根据岩石强度及完整性，并结合上部结构对地基的要求来确定。对于本枢纽的中坝来说，可建在微风化至若风化层的上部基岩上。开挖的边坡必须稳定。各坝段的地基面上下游高差不宜过大，两岸岸坡坝段的地基开挖面形状，在平行坝轴线方向上，如岸坡平缓则开挖要求与河床坝段形同，如岸坡较陡，因坝段有侧向稳定的问题，宜开挖成有足够宽度的太阶段。具体的开挖线和开挖面参阅设计图纸。基岩开挖后，在浇注混凝土前，需进行彻底的清理和冲洗，包括：清除一切松动的岩快，打掉突出的尖角，基坑中原有的勘探钻井、孔、洞等均应回填封堵。开挖爆破不能损害设计开挖线以下基岩的质量；当基岩为易风化的岩石，如页岩、粘土岩等时，在设计开挖线或边线以上宜留有保护层0.2~0.3米，待混凝土浇注时才随挖浇注。9.2固结灌浆固结灌浆的目的是提高基岩的整体性和弹性摸量，减少基岩受力后的变形，提高岩基的抗压、抗剪强度，减低坝基的的渗透性，减少渗流量。在防渗帷幕灌浆的范围内先压力以不掀动岩基为原则而取尽量较大值。固结灌浆一般布置在坝基受力较大的部位和强度较低的部位以及对改善坝体应力有利的部位。通常以布置在坝址附近为宜。一方面能加固受力较大的坝址附近岩体；另一方面可以改善坝踵应力，使之不出现或少出现拉应力。至于坝踵附近，在帷幕灌浆和防渗要求允许的情况下，从改善和坝踵应力考虑，以不布置或少布置固结灌浆为宜。灌浆范围从坝踵上游0.1~0.15倍坝高考试，到坝址0.15~0.2倍坝高为止。按照该要求从坝踵前7米开始到坝址下游11米结束。灌浆孔常布置成梅花形或井字形。孔距从10~20米开始，采用内插逐步加密，最终孔距2~4米。孔深一般为5~15米，应根据地质情况并参照灌浆实验确定。孔径一般为15~38mm。图9.1固结灌浆孔的布置9.3帷幕灌浆帷幕灌浆的目的：降低坝底的渗透压力，减少绕坝渗漏，防止坝基内产生渗透破坏，使帷幕后的坝基面渗透压力降至允许值以内。灌浆材料最常用的是水泥浆，有时也采用化学浆。化学灌浆可灌性好，抗渗性强，但较昂贵，且污染地下水质。因此，采用水泥灌浆。防渗帷幕布置于靠近上游面坝轴线附近，自河床向两岸延伸。由于是中坝，一般情况下可只设一排帷幕孔。钻孔的方向一般为铅直，必要时也可有一定的斜度，以便穿过主节理裂隙，但角度不宜太大，一般在10°以下，以便施工。防渗帷幕的深度根据作用水头和基岩的工程地质、水文地质情况确定。当地基内的透水层厚度不大时，帷幕可穿过透水层深入相对隔水层3~5m。本设计灌到相对隔水层以下4m，帷幕深度为（0.3～0.7）H，本设计取20m，孔距为3.0m。9.4坝基排水帷幕灌浆不能完全截断渗流。为了进一步的降低坝底渗透压力，常需设