混凝土重力坝设计书

混凝土重力坝设计书1.1水库的基本资料-------------------第2章枢纽布置----------------------1.1坝轴线选择-------------------1.2坝型确定---------------------1.3枢纽布置-------------------------第3章坝体剖面设计-----------------1.1坝顶高程设计-----------------1.2挡水坝结构设计------------------第4章溢流坝剖面设计---------------------1.1溢流坝剖面设计----------------1.2溢流坝结构设计----------------第5章细部结构设计----------------------根据工程在三个坝段选择，两条坝段，两种坝型。I83坝线采用混河道一般12月份缝冻，冰厚为0.4-0.6m，岸边可达1m。多年平均最大风速为砂在年内分配比径流更集中，汛期输砂量约占年输砂量的95%，而汛期输砂量又输砂量为386×104t。从泥砂的组成情况看，泥砂的颗粒较粗，中值粒径为该水库区属中高山区，构造剥蚀地形。QL第二条向北东方向延伸，在距T水库库区6-7km处尘灭，属第四纪以来活动性处汇而不交，按断层交汇部分易发生地震，原则这近期坝址地区未发生4级以上地震，临区地震活动对其有一定影响。1983断距400m，两侧岩石破碎严重，无胶结现象，出露于I83坝线右岸坝头附近。薄岩、石英砂逆于大红峪组第二段中原石英砂岩之上。破碎带宽约6.0m，未见（4）根据对坝址两岸构造、地形岩性出露分析，推测河床中可能有顺和断表1-1I83坝线主要工程地质条件地形地貌构造剥蚀---中低山地形，不对称“U”形峡谷右岸较陡，左岸较缓，阶地不发育。坝线长480m覆盖层河床5-7m砂石层，左岸山麓堆积31.0m地层岩性震旦系大红峪组第一、二段为中原层石英砂与板岩互层。岩层产状层面倾向上游软弱夹层据平洞竖井资料，右岸有软弱夹层13条，系顺层夹泥，左岸顺层夹泥6条，青层泥3条，建议摩擦系数为0.2~0.24。风化情况弱风化下限：河床10~28m深（高程：左边75m，右边55m）左岸弱风化下限为115~105m高程同右岸地质构造右岸小断层6~7条，左岸F122断层一条，构造简单，基本裂度为6度岩层透水层坝基下部80~100m深的范围内W值均大于0.02L/（min.min）均需灌浆处理。岩溶I83坝线上游2Km处，马圈子电站附近见溶洞稳定性右坝肩上下游存在I、Ⅱ号不稳定岩体。技术指标石英砂岩室内指标：抗压强度134~338mpa，弹性模量500~1000mpa，泊桑值0.11~0.13，各岩层层面摩擦系数的估计建议值：（1）石英砂岩层面摩擦系数为0.60~0.65，凝聚力0.38~0.50mpa（2）板岩层摩擦系数为0.4~0.45，凝聚力0.20~0.38mpa（3）层面夹泥摩擦系数为0.3~0.35，凝聚力为0.20~0.27mpa（4）切层泥摩擦系数为0.2~0.24，凝聚力为0.15~0.18mpa。表2-2水库规划建筑物特征指标项目单位指标备注水位校核供应水m156.30P=0.02%设计洪水位m153.70P=0.1%正常储水位m153.20死水位m发电校核尾水位m99.10设计尾水位m97.00正常尾水位m84.10坝前堆砂高程m97.60库容总库容108m3调洪库容108m32.00兴利库容108m3死库容108m30.94堆沙库容108m3主坝坝型砼实体重力坝坝顶高程m157.24最大坝高m89.24坝顶长度m519.00坝顶溢流孔数孔堰顶高程m141.70每孔净宽m工作闸门尺寸启闭机（2*45t固定台设计洪水下泄能力m3*S-118276.00校核洪水下泄能力m3*S-124527.00进水口进口底高程m90.00底孔数及尺寸4、5*6弧形工作闸门4、5*6工作门启闭机台4设计水位泄水能力m3*S-13584校核水位泄水能力m3*S-13663第2章枢纽布置T水库坝址，从上游到下游分为三个坝段，即上游第一坝段位于高台子村桃林口水文站之间，曾选有Ⅲ60、Ⅶ69、Ⅲ83及“红层岩”四条坝线，坝基岩三个坝段坝基岩层的地址年代虽都属于震旦系，但岩性不同，而且共同点第二坝段中Ⅲ60、Ⅲ69两条坝线基岩为灰岩，但与右岸岩层的产壮相比，两者相比，Ⅲ60好于Ⅲ69。但因两坝线左岸都存在大暖泉，渗漏情况及单薄分水岭——荞麦岭在蓄水以后的稳定情况难以把握，故此两坝线不与考性质松软，表面润滑，摩擦系数较低，且岩层表2-1坝段地形、地质等条件比较河谷较窄，适用于修建砼坝，溢流坝底孔等泄水建筑物，可放在主河床，右岸还可采用引水活电不宜修建当地材料麦岭处天然的单薄分水河谷较窄，适用于修建砼坝活当地材料坝，右岸山低，必须修建两座副坝，工程项目较地质条件坝基石英砂与板岩互层，右岸北西向大裂隙较多，坝基软弱夹层为泥膜，切层的夹泥厚3~5cm，且倾向下游左岸F122断不均一，左坝头可能漏软基有断层，F104通过坝基为石英砂岩夹砂质页岩，岩性坚硬，坝基有断层通过右坝头。坝址上游不通处是几个断层交汇处，下游离建昌营~秦皇岛大断裂较近，对坝体坝址位于峡谷之间,对外交通不便，施工场坝址位于低山丘地带，交通方便施工距离建筑材料场地最远T水库位于北纬40度地区，坝址在峡谷的风口处，气温较低，气候寒冷。坝址河谷宽约250m，河床覆盖层厚4-7m，河谷不对称。右岸岩石裸露、坡部分，在右岸开凿一引水渠、隧洞。主坝址下游电站布置在隧洞出口，洞长约第3章坝床剖面设计型（查教材《水工建筑物》P14表1—1主要建筑物按一类设计，次要建筑物按三级设计，临时建筑物按四级设计（查教材《水工建筑物》P16表1—3）。建筑物名称级别安全级别结构重要性系数设计状态系数Φ材料性能系数vm结构系数vα持久状况偶然状况摩擦系数fR粘接力CQ临界稳定状态砼抗压极限状态挡水坝1Ι0.53.0备注不考虑短暂状况砼/基岩接触面基本偶数、组合系数相同摩擦系数设计值fQ/=fk/fm=0.85/1.3=0.654，坝基面抗剪断摩擦系数设计值作用类别静水压力渗透压力浮托力淤沙压力液压力分项系数（1）初拟基本剖面：由于重力坝承受的主要荷载的作用在上游面，静水压力是三角形分布，所以重力坝承受的基本剖面根据坝体按应力和稳定控制条件确定的基本剖面和参考已完建筑工程校核/156.30正常H=86.30n=0正常H=86.30n=0坝顶高程=校核洪水位+Δk核因在计算坝顶超出静水位Δh时，所采用的风速计算值及安全超高值不一h2----------------波浪中心线至静V----设计风速，设计情况采用30年一遇或采用相应多年平均最大风速的3-1坝顶高程计算表适用情况坡前静水位设计风速吹程mGh/γ20.0076V-1/12持久状况153.2047.430002.3570.0055偶然状况156.3023.7300052.33.7400.005810.33V-1/2.15120.0132.9721.98580.0550.109225.03970.02172.87250.75932.1811125.01h2坝顶高程m3.68530.75.493158.6931.541320.0390.52.080158.380（2）偶然状况：Gd/V2<20—250之间，所以累计频率2=1.2挡水坝结构计算2）静水压力：按设计洪水位时的上下游水压力斜面上的垂直水压力分别计计算浪压力标准值，随压力P1对坝底中点的力矩计算采用《水工建筑物》3-2荷载计算表组合情况↓→↓248↓2423↓24→←9↓↓↑0↑8↑2929→←23-3作用设计值计算表←+→-←+→ ↓↑→←↓↑→←1231。式的右边=（1/1.2）*0.654*76990.1、坝址抗压程度极限状态，属于承载能力极限状态，核算时其1右边=（1/1.8）*0.654*7699.08Q/AR-∑MQJQ/JQ1-M22）Q=0.654AQ——坝基面的面积㎡LR——坝基面对形心轴的惯性距m4第3章溢流坝剖面设计及其计算还需满足泄洪特征，水利枢纽布置，水库运用方式及门全开时，下泄流量与堰上水头H0的3/2次方成正比。随着库水位的升高，下（1）单宽流量的确定，单宽流量决定孔口的重要指标，单宽流量的选定，全，根据国内工程实践得知：软弱基岩常取q=20～50m3/（s*m较好基岩取段由下式确定：L=Q/I式中，L——溢流段净宽，溢流坝的下泄流量Q取校核下（2）孔口尺寸。①溢流前端总宽度L，对于堰顶设闸门的溢流段分成若干②溢流坝的堰顶高程：由调洪演算求出设计洪水位153.7m，相应下泄流量Q为18276m3/s。当采用开敞式溢流时可利用公式（2—67）式1/2]3k顺，闸门开启时，水流条件较好，闸门尺寸长为闸孔，宽15我国现行重力坝规范（DL5108～1999）推荐，当采用开敞式溢流孔时，采用幂曲线（WES）方程如下选自《水工建筑物》式）x2=Kx05y0（1）绘出溢流面曲线：取坐标原点为堰顶最高点，根据上述坐标值，在图双幂曲线方程xk=KHn-1аy求一次导数，使基本剖面在与溢流面配合中，坝基岩体较差，基本剖面较大，溢流面曲线在基本剖面内，将上游坝面做成折线形，使坝底、反弧半径的大小与反弧段的大小与反弧段的流速、水深及消能方式有关，本设计消能方式采用挑流消能，挑流消能是利挑流鼻坎的挑射角Q：根据试验，一般采用Q=15°~20°,挑坎高程应高反弧段圆弧下圆心：先画一条与坝的下游面相距为Q的平行线，再画一条（1）挑坎高程：求下游挑坎高度k——由’222/2g+kw83.7+0+0=23.92+kc+0+（90/鼻坎最低高程应不低于下游最高尾水位，以利自由挑射水舌下缘的掺气消1cos21sin21/2}L——坝下游垂直水面到挑流水舌处进入下游水后与河床交点，水平1——坝顶水面流速，m/s，按鼻坎处平均流速v的H倍计，即γk=kg0.5H0.25JJh2H 0——水中的重度，KH/M3。2溢流坝下游反弧段的动水压力，根据流体动量方程求得，单位坝长在4-1荷载计算表（基本组合）W1=1/2*8*40*24243840作图2434833作图2422446作图2423040下游水平压力3645上游垂直压力↓4160浮托力↑22572渗透压力↑U2=1/2*76.1*62.7*0.25*105964.34渗透压力↑2714.25水平泥沙压力→Pn=1/2*9*17.6*17.6*tan2（45°-12/2°)9914.06垂直泥沙压力↓Qn=1/2*9*17.6*17.691393.92上游动水压力→P=1/2*10*（86.32-14.32）36216下游动水压力PN→Pn=γ0qV/g（COSɡ2-COSɡ1）575.62下游动水历年力PY↑PY=γ.GV/G（Sinɡ2-Sinɡ1）698.22小计34060.68合计4-2作用设计值计算表称↓↑→←↓↑→←8415984159下游水平压力36453645上游垂直水压力41604160浮托力2257222572渗透压力8687.610414.水平泥沙压力9141096.8垂直泥沙压力1672.8上游动水压力3621.639837.6下游动水压力PX575.6633.2下游动水压力PY698.2768小计89991.833754.341567.63645合计56237.537922.6右边=1/1.2*0.65*237.5+200