B江水利樞紐復(fù)合土工膜面板堆石壩設(shè)計計算書

目 錄目 錄I第一章 調(diào)洪演算11.1洪水調(diào)節(jié)計算11.1.1洪水調(diào)節(jié)計算方法11.1.2洪水調(diào)節(jié)具體計算11.1.3計算結(jié)果統(tǒng)計31.2防浪墻頂高確定41.2.1正常蓄水位和設(shè)計洪水位狀況51.2.2校核狀況5第二章 L型擋墻計算72.1荷載計算方法72.1.1 土壓力系數(shù)計算及荷載計算公式72.1.2不同工況下荷載計算：82.2最危險工況判定122.3L型擋墻的抗滑穩(wěn)定計算122.4L型擋墻的基底應(yīng)力計算132.5L型擋墻抗傾覆穩(wěn)定計算152.6L型擋墻配筋計算162.6.1墻身配筋計算162.6.2底板配筋計算18第三章 復(fù)合土工膜計算203.1 4mm厚土工膜213.20.6mm厚土工膜22第四章 壩坡穩(wěn)定計算234.1第一組滑動面244.2第二組滑動面244.3第三組滑動面254.4第四組滑動面264.5第五組滑動面27第五章 壩坡面復(fù)合土工膜穩(wěn)定計算285.1混凝土護(hù)坡與復(fù)合土工膜間抗滑穩(wěn)定計算285.2復(fù)合土工膜與下墊層間的抗滑穩(wěn)定計算28第六章 副壩的設(shè)計306.1副壩的型式選擇306.2副壩的穩(wěn)定驗算306.2.1工況一：正常蓄水位316.2.2工況二326.2.3工況三：設(shè)計洪水位326.2.4工況四：校核洪水位.33第七章 趾板空間布置（專題）357.1趾板分段357.2趾板剖面設(shè)計：357.2.1確定角357.2.2趾板寬度：367.3垂直段趾板穩(wěn)定驗算：- 38 -7.4配筋計算：- 38 -第八章 工程量清單計算- 39 -8.1主壩工程量- 39 -8.2副壩工程量計算：- 40 -第九章 溢洪道計算- 42 -第十章 攔洪水位確定- 43 -10.1洪水調(diào)節(jié)原理- 43 -10.2隧洞下泄能力曲線的確定- 43 -第十一章 工程量計算- 46 -11.1堆石體施工- 46 -11.1.1施工強(qiáng)度計算- 46 -11.2施工機(jī)械選擇及數(shù)量分析- 49 -11.3混凝土工程量及機(jī)械數(shù)量計算- 51 -11.3.1趾板- 51 -11.3.2混凝土面板- 52 -11.3.3擋浪墻- 53 -11.3.4副壩- 53 -11.3.5混凝土工程機(jī)械選擇數(shù)量計算- 53 -第十二章 導(dǎo)流洞施工計算- 54 -12.1基本資料- 54 -12.2開挖方法選擇- 54 -12.3鉆機(jī)爆破循環(huán)作業(yè)項目及機(jī)械設(shè)備的選擇- 54 -12.4開挖循環(huán)作業(yè)組織- 54 -附圖：- 57 -附圖一 0.1%洪水過程線- 57 -附圖二 2%洪水過程線- 57 -附圖三 堰頂高程271水位流量關(guān)系曲線- 58 -附圖四 堰頂高程272水位流量關(guān)系曲線- 58 -附圖五 堰頂高程273水位流量關(guān)系曲線- 59 -附圖六 堰頂高程273水位流量關(guān)系曲線（校核）- 59 -附圖七 隧洞下泄能力曲線與攔洪水位關(guān)系曲線- 60 -附圖八 0.4mm復(fù)合土工膜厚度驗算- 60 -附圖九 0.6mm復(fù)合土工膜厚度驗算- 61 -37第一章 調(diào)洪演算1.1洪水調(diào)節(jié)計算1.1.1洪水調(diào)節(jié)計算方法利用瞬態(tài)法，結(jié)合水庫特有條件,得出專用于水庫調(diào)洪計算的實用公式如下： Q-q=v/t (1-1)式中：Q 計算時段中的平均入庫流量（m3/s）；q 計算時段中的平均下泄流量（m3/s）；v 時段初末水庫蓄水量之差(m3)；t 計算時段，一般取1-6小時，本設(shè)計取4小時。即在一個計算時段內(nèi)，入庫水量與下泄水量之差為該時段中蓄水量的變化。1.1.2洪水調(diào)節(jié)具體計算用三角形法（高切林法）擬出洪水過程線。根據(jù)本工程軟弱巖基，選用單寬流量約為2040 m3/s，允許設(shè)計洪水最大下泄流量245m3/s，故閘門寬度約為6.25m12.5m，選擇四種寬度進(jìn)行比較，假定溢流前緣凈寬分別為7m 、8m、9m和10m,并假定三個堰頂高程，271m、272m、273m，繪制出ZQ曲線。并根據(jù)公式求得的溢流堰的泄水能力曲線。設(shè)計時用AutoCAD作圖計算，在設(shè)計和校核洪水過程線圖中，(見附表一、附表二)每單位面積代表庫容360m3。正常蓄水位276.5m，庫容為1965.73萬m3；繪圖（見附圖三、附圖四、附圖五），列表計算各曲線坐標(biāo)點參數(shù)如下：表1-1 設(shè)計洪水水位流量關(guān)系曲線高程（m）下泄流量（m3/s)面積(m2)增加庫容Vi（萬m3）初始庫容V（萬m3）最終庫容V（萬m3）水位（m）27110015583.32561.001599.642160.64278.2527115012585.25453.071599.642052.71277.2827120010054.44361.961599.641961.60276.462712507705.84277.411599.641877.05275.4727210015583.32561.001661.712222.71278.8127215012585.25453.071661.712114.78277.8427220010054.44361.961661.712023.67277.022722507705.84277.411661.711939.12276.2627310015583.32561.001723.792284.79279.3627315012585.25453.071723.792176.86278.3927320010054.44361.961723.792085.75277.732732507705.84277.411723.792001.20276.99表1-2 下泄能力曲線閘門寬（m）流量系數(shù)m堰上水頭（m）側(cè)收縮系數(shù)下泄流量Q(m3/s)堰頂高程271時水位（m)堰頂高程272時水位（m)堰頂高程273時水位（m)70.50201.000.002712722730.50210.9815.252722732740.50220.9642.262732742750.50230.9476.032742752760.50240.92114.562752762770.50250.90156.622762772780.50260.88201.312772782790.50270.86247.912782792800.50280.86302.8927928028180.50201.000.002712722730.50210.9817.482722732740.50220.9748.552732742750.50230.9587.582742752760.50240.93132.352752762770.50250.91181.482762772780.50260.90233.992772782790.50270.88289.092782792800.50280.86346.1627928028190.50201.000.002712722730.50210.9819.702722732740.50220.9754.842732742750.50230.9599.132742752760.50240.94150.142752762770.50250.92206.342762772780.50260.91266.672772782790.50270.89330.272782792800.50280.88396.47279280281100.50201.000.002712722730.50210.9921.922722732740.50220.9761.132732742750.50230.96110.692742752760.50240.94167.922752762770.50250.93231.202762772780.50260.92299.352772782790.50270.90371.462782792800.50280.89446.792792802811.1.3計算結(jié)果統(tǒng)計表1-3 方案匯總表方案堰頂高程(m)堰頂寬（m）設(shè)計洪水位(m)設(shè)計下泄流量(m3/s)校核洪水位(m)校核下泄流量(m3/s)12717276.69187.0022718276.41202.5032719276.16215.50427110275.96226.0052727277.41174.5062728277.18190.0072729276.96204.50827210276.77216.5092737278.18164.00102738277.98179.00112739277.79191.001227310277.53207.50278.98297.50注：1.發(fā)電引用最大流量5m3/s，相對較小，在計算時不予考慮。2.校核情況計算見下表1-4,圖1-4。表1-4 校核洪水水位流量關(guān)系曲線：（關(guān)系曲線見附圖六）高程（m）下泄流量（m3/s)面積(m2)增加庫容Vi（萬m3）初始庫容V（萬m3）最終庫容V（萬m3）水位（m）27315022662.588158527.431723786017237860281.6520019345.826964495.091723786017237860280.5825016676.966003704.881723786017237860279.7230014307.065150541.601723786017237860278.9535012105.394357939.361723786017237860278.244009996.813598851.601723786017237860277.561.2防浪墻頂高確定根據(jù)碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范,堰頂上游L型擋墻在水庫靜水位以上高度按下式確定： y=R+e+A式中：y-壩頂超高 R-最大波浪在壩坡上的爬高，按h1%算e-最大風(fēng)雍水面高度，按hz算A-安全超高。庫區(qū)多年平均最大風(fēng)速12.6 m/s，吹程1.6Km。表1-5 土壩壩頂安全超高值(m)運用情況壩 的 級 別IIIIIIIV、V正常1.51.00.70.5非常0.70.50.40.3波浪要素采用鶴地水庫公式：，式中累積頻率為2%的波高(m) Lm平均波長(m) V0為水面以上10m處的風(fēng)速，正常運用條件下III級壩，采用多年平均最大風(fēng)速的1.5倍；非常運用條件下的各級土石壩，采用多年平均最大風(fēng)速。設(shè)計波浪爬高值根據(jù)工程等級確定，3級壩采用累積頻率為1%的爬高值。按上述公式算出的為，再根據(jù)頻率法按下表可得出。表1-6 不同累積頻率下的波高與平均波高比值(hp/hm)hm/HmP%0.010.1124510142050900.13.422.972.422.232.021.951.711.61.430.940.370.10.23.252.822.32.131.931.871.641.541.380.950.431.2.1正常蓄水位和設(shè)計洪水位狀況 查表1-6，因為hm/Hm接近于0，故，則A =0.7m得:h正=h設(shè)= R+e+A =1.259+0.534+0.7=2.493m 正=Z正+h正 =276.5+2.493=278.993m 頂=Z設(shè)+h設(shè) =277.53+2.493=280.023m1.2.2校核狀況查表1-6，因為hm/Hm接近于0，故，則A =0.4m得，h校= R+e+A =0.697+0.246+0.4=1.343m 校=Z校+h校 =278.98+1.343=280.323m綜上，取頂=280.7m壩頂高 = 280.7-1.2=279.5m高于校核洪水位（sl 228-98 第5.1.2）防浪墻高為280.7-276.5-0.2= 4.0 m第二章 L型擋墻計算圖2-1由規(guī)范sl_379-2007可查得該工程的防浪墻屬于三級水工建筑物, 頂寬不小于 0.3米，取0.5米（見規(guī)范4.2.7，墻后填土不到頂時，墻頂寬度宜適當(dāng)放寬），底板厚度不小于0.3米，取0.5米（見規(guī)范4.2.10）底板長度取4米。具體布置見圖2-1。2.1荷載計算方法 2.1.1 土壓力系數(shù)計算及荷載計算公式 土壓力：土壓力采用朗肯土壓力理論計算，取單寬 1m。 （2-1）式中：E土壓力； 土的容重； H土體厚度； K土壓力系數(shù)。1）主動土壓力系數(shù)：= （2-2） 式中： 內(nèi)摩擦角，由于擋墻后壩頂路面，采用的是細(xì)堆石料，故試驗參數(shù)選用A組，=38.58=0.2322）被動土壓力系數(shù)=4.314 （2-3）3）靜止土壓力系數(shù)： （2-4）式中： 墻后填土的泊松比，取為0.25計算得K0=0.33靜水壓力： （2-5）式中：水的容重； H 水深。浪壓力：壩前水深H大于，為深水波。 （2-6）圖2-2 浪壓力計算示意圖式中： 水的容重 累積頻率1%的波高。波浪中心線高出計算靜水位L1、L2見圖2-22.1.2不同工況下荷載計算：圖2-3工況一下荷載示意圖工況一：正常蓄水位由于擋墻底高程在正常蓄水位上，雖然浪壓力會對擋墻產(chǎn)生作用，但較小故忽略，因此作用在擋墻上的力只有墻后填土壓力。由于在墻后填土的作用下墻有背離填土移動的趨勢，故墻后填土壓力應(yīng)為主動土壓力。 墻底截面處以上的土壓力 其產(chǎn)生的彎矩 （逆時針） 墻身截面以上的土壓力 工況二：完建工況： 因為完建工況時沒有蓄水至正常蓄水位，所以各部分力同正常蓄水位工況工況三：設(shè)計洪水位工況：底板底截面處以上： 靜止水壓力：產(chǎn)生的彎矩M0=3.3800.83/3=0.935 kNM（順時針） 浪壓力：= =20.989 kN作用點距墻身底截面 在墻身底截面產(chǎn)生的彎矩M3=20.9890.97=20.36 kNM（順時針） 判斷墻后填土壓力是何種土壓力：圖2-4 工況三 底板截面荷載示意圖 若是被動土壓力，則=348.38 KN遠(yuǎn)大于靜止水壓力與浪壓力，故不可能是被動土壓力。且靜止水壓力和浪壓力之和亦大于主動土壓力，故該工況下土壓力近似為靜止土壓力。 =26.65 KN產(chǎn)生的彎矩M1=26.652.8/3=24.87 KNM(逆時針)墻身底截面以上：靜止水壓力： 浪壓力：= =15.43 kN作用點距底板底截面圖2-5 工況三 墻身底截面荷載示意圖在墻身底截面產(chǎn)生的彎矩M3=15.430.73 =11.26 kNM（順時針）產(chǎn)生的土壓力為靜止土壓力，靜止土壓力: =17.98 kNM= 17.980.333=1.9778 kNM（逆時針）工況四：校核洪水位 底板截面以上： 靜止水壓力： 浪壓力：= =13.58kN作用點距底板底截面 在底板底截面產(chǎn)生的彎矩M3=13.581.66 = 22.54 kNM（順時針）判斷墻后填土壓力是何種土壓力：若是被動土壓力，則=348.38 KN遠(yuǎn)大于靜止水壓力與浪壓力，故不可能是被動土壓力。且靜止水壓力和浪壓力之和亦大于主動土壓力，故該工況下土壓力近似為靜止土壓力： 圖2-6 工況四 底板截面荷載示意圖靜止土壓力: =26.65 kN對底截面產(chǎn)生的彎矩M1=26.652.8/3=24.87 KNM(逆時針) 墻身底截面處以上： 靜止水壓力： 對底板底截面產(chǎn)生的彎矩M0=15.541.78/3 =9.22 kNM（順時針） 浪壓力：= 12.36 kN作用點距墻身底截面 在底板底截面產(chǎn)生的彎矩M3=12.361.30 = 16.068 kNM（順時針）圖2-7 工況四 墻身底截面荷載示意圖判斷墻后填土壓力是何種土壓力： 若是被動土壓力，則=235.07 KN遠(yuǎn)大于靜止水壓力與浪壓力，故不可能是被動土壓力。且靜止水壓力和浪壓力之和亦大于主動土壓力，故該工況下土壓力近似為靜止土壓力。=17.98 KN 對底截面產(chǎn)生的彎矩M1=17.981.78/3 =10.67 KNM(逆時針)2.2最危險工況判定由于抗滑穩(wěn)定驗算和基底應(yīng)力驗算時不同工況下雖然荷載大小不同，但各種工況下的規(guī)范允許值也不同，故不宜判斷何種工況為最危險工況，為避免判斷錯誤，對四種工況均進(jìn)行驗算。擋墻配筋計算時的最危險工況判定具體見2.6。2.3L型擋墻的抗滑穩(wěn)定計算 摩擦公式： （2-7）式中：KC 沿基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，基本組合為1.25，特殊組合為1.1 f 摩擦系數(shù)，f=0.50.6,取f=0.5； 作用在擋墻上全部垂直于基底面的荷載（kN）； 作用在擋墻上全部平行于基底面的荷載（kN）。工況一：正常蓄水位（如圖2-3） 主動土壓力：（）;土蓋重： ()； 擋墻自重： () 則抗滑穩(wěn)定系數(shù)KK=1.25，滿足要求。工況二：完建工況 同正常蓄水位工況工況三：設(shè)計洪水位工況 見圖（2-4）靜止土壓力：（）； 靜止水壓力：（）；浪壓力：（）； 土蓋重： ()； 擋墻自重： () ； 水重： ()則抗滑穩(wěn)定系數(shù)KK=1.1，滿足要求。工況四：校核洪水位(如圖2-6)靜止土壓力：（）； 靜止水壓力：（）；浪壓力：（）； 土蓋重： ()； 擋墻自重： () ； 水重： ()則抗滑穩(wěn)定系數(shù)KK=1.1，滿足要求。2.4L型擋墻的基底應(yīng)力計算 （2-8）式中：擋墻基底應(yīng)力的最大值或最小值； 作用在擋墻上全部垂直于基底面的荷載（kN）； 作用在擋墻上的全部荷載對于擋墻底板底部中點的力矩之和；A 擋墻基底面的面積（A=14=4m2）；W 擋墻基底面對于基底面中點平行前墻方向的截面矩（）。工況一：正常蓄水位（如圖2-3）墻身自重對底板底部中點的力矩M1=41.1251.15=47.29（逆時針）；蓋土重對底板底部中點的力矩M2=137.400.55=75.57（順時針）；主動土壓力對底板底部中點的M3=17.485(逆時針)(順時針)圖2-8計算得：工況二：完建工況同正常蓄水位工況工況三：設(shè)計洪水位工況（見圖2-4）：墻身自重對底板底部中點的力矩M1=41.1251.15=47.29（逆時針）；蓋土重對底板底部中點的力矩M2=137.400.55=75.57（順時針）；水重對底板底部中點的力矩M3=1.941.7=3.298(逆時針)；靜止土壓力對底板底部中點的M4=26.652.8/3=24.87(逆時針)；靜止水壓力對底板底部中點的M5=3.3800.83/3=0.935(順時針)；浪壓力對底板底部中點的力矩M6=20.9890.97=20.36(順時針)；(順時針)圖2-9計算得:工況四：校核洪水位(見圖2-6)墻身自重對底板底部中點的力矩M1=41.1251.15=47.29（逆時針）；蓋土重對底板底部中點的力矩M2=137.400.55=75.57（順時針）；水重對底板底部中點的力矩M3=10.481.7=17.816(逆時針)；靜止土壓力對底板底部中點的M4=26.652.8/3=24.87(逆時針)；靜止水壓力對底板底部中點的M5=25.502.28/3=19.38(順時針)；浪壓力對底板底部中點的力矩M6=13.581.66=22.54(順時針)；(順時針)計算得：圖2-10各種工況下?lián)鯄ζ骄讘?yīng)力均小于地基允許承載力，最大基底應(yīng)力不大于地基允許承載力的1.2倍；且擋墻基底應(yīng)力的最大值與最小值之比為1.4小于規(guī)范允許的2.5。所以基底應(yīng)力滿足要求。2.5L型擋墻抗傾覆穩(wěn)定計算根據(jù)水工擋土墻設(shè)計規(guī)范（SL379-2007）6.4.3規(guī)定，土質(zhì)地基上的擋土墻，在同時滿足以下2個規(guī)定的要求時，可不進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定計算。1. 在各種計算情況下，擋土墻平 均基底應(yīng)力不大于地基允許承載力，最大基底應(yīng)力不大于地基允許承載力的1.2倍；2. 擋土墻基地應(yīng)力的最大值與最小值之比不大于2.5（特殊組合）。 本設(shè)計擋土墻同時滿足以上2個規(guī)定，故不進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定計算。2.6L型擋墻配筋計算（注：以下鋼筋 代表II級鋼、代表I級鋼）2.6.1墻身配筋計算最危險工況判定：工況一：正常蓄水位 墻身底截面上只受到主動土壓力產(chǎn)生的彎矩。 其產(chǎn)生的彎矩M112.6412.3/3=9.69 kNm（逆時針）工況二：完建工況 與正常蓄水位工況相同圖工況三：設(shè)計洪水位靜止土壓力產(chǎn)生的彎矩M1=1.9778 kNm（逆時針） 靜止水壓力產(chǎn)生的彎矩M2=0.06 kNm（順時針） 浪壓力產(chǎn)生的彎矩M3=11.26 kNm（順時針） 工況四：校核洪水位 靜止土壓力產(chǎn)生的彎矩M1=10.67 kNm（逆時針） 靜止水壓力產(chǎn)生的彎矩M2=9.22 kNm（順時針） 浪壓力產(chǎn)生的彎矩M3=16.07 kNm（順時針） 配筋計算： （2-9）式中： 安全級別，該防浪墻屬3級，結(jié)構(gòu)安全級別為II級，； 設(shè)計狀況系數(shù)，； 圖2-11 、 永久、可變荷載分項系數(shù)，浪壓力取1.2；靜止土壓力和主動土壓力取1.2 ；靜水壓力取1.0 工況四位最危險工況根據(jù)水工擋土墻設(shè)計規(guī)范SL_379-2007,墻身配筋可按固支在底板上的懸臂板按受彎構(gòu)件計算。由于防浪墻處于水位變動區(qū)，故環(huán)境類級為三類，混凝土保護(hù)層厚度c=30mm，a=35mm,取單位寬度1m進(jìn)行計算，混凝土采用C20，則軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值。鋼筋采用級鋼筋，截面抵抗矩系數(shù)： （2-10）式中： 結(jié)構(gòu)系數(shù)，屬于適筋破壞。 鋼筋面積：配筋率：故采用最小配筋率配筋：選配10110（），分布鋼筋采用10250。在下游側(cè)采用構(gòu)造對稱配筋，配10110，分布鋼筋采用10250。 配筋圖見細(xì)部構(gòu)造圖。2.6.2底板配筋計算圖2-12根據(jù)水工擋土墻設(shè)計規(guī)范SL_379-2007,前趾和底板配筋可按固支在墻體上的懸臂板按受彎構(gòu)件計算。最危險工況判定：基底反力作用點距2-2截面 基底反力在2-2截面產(chǎn)生的彎矩：（基地反力見圖2-12） (逆時針)；蓋土重在此截面產(chǎn)生的彎矩=137.402.9/2=199.23（順時針）；自重在此截面產(chǎn)生的彎矩（順時針）；各力在2-2截面產(chǎn)生的彎矩之和：圖2-13 工況三：設(shè)計洪水位基底反力作用點距2-2截面 基底反力在2-2截面產(chǎn)生的彎矩：（基地反力見圖2-13） (逆時針)；各力在2-2截面產(chǎn)生的彎矩之和：圖2-14工況四：校核洪水位基底反力作用點距2-2截面 基底反力在2-2截面產(chǎn)生的彎矩：（基地反力見圖2-14） (逆時針)；各力在2-2截面產(chǎn)生的彎矩之和： 故最危險工況為校核洪水位工況。圖2-15由于防浪墻處于水位變動區(qū)，故環(huán)境類級為三類，混凝土保護(hù)層厚度c=30mm，a=35mm,取單位寬度1m進(jìn)行計算，混凝土采用C20，則軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值。鋼筋采用級鋼筋，。 截面抵抗矩系數(shù)：式中： 結(jié)構(gòu)系數(shù)，屬于適筋破壞。 鋼筋面積：配筋率：故采用最小配筋率配筋：選配10110（），分布鋼筋采用10250。第三章 復(fù)合土工膜計算3.1 4mm厚土工膜250高程以上鋪設(shè)0.4mm厚復(fù)合土工膜，故其所承受最大水壓力：拉應(yīng)力為 ：（取b=0.01m）計算結(jié)果如下： 表3-1應(yīng)變（%）122.535101520拉應(yīng)力t（kN/m）5.804.103.673.352.591.831.501.30應(yīng)變土工膜拉伸實驗曲線數(shù)據(jù)如下表（縱向）表3-2縱向（%）1235810拉應(yīng)力（kN/m）1.412.743.935.958.299.55注：，土工膜拉伸實驗曲線數(shù)據(jù)如下表 (橫向)表3-3應(yīng)變（%）1235810拉應(yīng)力（kN/m）1.73.224.466.348.479.69注：， 取表（3-1）、表（3-2）、和表（3-3）分別與兩條土工膜拉伸實驗曲線相交，見附圖八，得數(shù)據(jù)如下表： 表3-4邊界情況TK1K2長條縫縱向3.552.6430.3360.98.5423.07橫向3.762.3933.6966.88.9627.95注：T、單位為kN/m，、單位為%； K1 =/T，K2=/； 根據(jù)經(jīng)驗，當(dāng)K1、K2均大于5時，即認(rèn)為所用土工膜強(qiáng)度滿足要求。3.20.6mm厚土工膜255高程以下鋪設(shè)0.6mm厚復(fù)合土工膜，故其所承受最大水壓力：在垂直于長條方向，拉應(yīng)力最大，為 （取b=0.01m）計算結(jié)果如下表表3-5應(yīng)變（%）122.535101520拉應(yīng)力T（kN/m）10.907.716.896.294.873.452.812.44注：T=1.069/。土工膜拉伸實驗曲線數(shù)據(jù)如下表(縱向)3-6應(yīng)變（%）1235810拉應(yīng)力（kN/m）2.214.386.4410.0413.7415.4注：，土工膜拉伸實驗曲線數(shù)據(jù)如下表(橫向)3-7(%)1235810T1.573.646.38.7611.6113.16注：， 取表（3-5）、表（3-6）、和表（3-7）分別與兩條土工膜拉伸實驗曲線相交，見附圖九，得數(shù)據(jù)如下表： 表3-8邊界情況TK1K2長條縫縱向6.342.939.5162.26.2321.45橫向6.303.037.9469.56.0223.17注：T、單位為kN/m，、單位為%； K1 =/T，K2=/； 根據(jù)經(jīng)驗，當(dāng)K1、K2均大于5時，即認(rèn)為所用土工膜強(qiáng)度滿足要求。具體圖見附圖八、附圖九。第四章 壩坡穩(wěn)定計算 材料浮重度用土力學(xué)公式可求得，為7.004.1第一組滑動面圖4-1 第一組滑動面 ; ； ; ；把已知數(shù)據(jù)代入上兩式，并聯(lián)立求解可得：； 。4.2第二組滑動面圖4-2 第二組滑動面示意圖 ; ； ; ；把已知數(shù)據(jù)代入上兩式，并聯(lián)立求解可得：； 。4.3第三組滑動面圖4-3 第三組滑動面示意圖 ; ； ; ；把已知數(shù)據(jù)代入上兩式，并聯(lián)立求解可得：； 。4.4第四組滑動面圖4-4 第四組滑動面 ; ； ; ；把已知數(shù)據(jù)代入上兩式，并聯(lián)立求解可得：； 。4.5第五組滑動面 圖4-5 第五組滑動面示意圖 ; ； ; ；把已知數(shù)據(jù)代入上兩式，并聯(lián)立求解可得：； 。第五章 壩坡面復(fù)合土工膜穩(wěn)定計算5.1混凝土護(hù)坡與復(fù)合土工膜間抗滑穩(wěn)定計算現(xiàn)澆混凝土保護(hù)層厚10，設(shè)豎縫，縫距15m，縫內(nèi)放瀝青處理過的木條1m長，間斷1，且在護(hù)坡混凝土板線設(shè)=1、孔距2m的排水孔，使其暢通排水。因此水庫水位降落時，混凝土護(hù)坡與復(fù)合土工膜間的水與水庫水位同步下降，對混凝土板不產(chǎn)生反壓力。故竣工期、滿蓄期以及水位下降期抗滑穩(wěn)定分析相同?，F(xiàn)澆混凝土與復(fù)合土工膜的摩擦系數(shù)采用0.6，粘結(jié)力按0.0、0.1 kg/cm2分別計算穩(wěn)定安全系數(shù)。由受力平衡可得安全系數(shù)K為： （5-1）式中：f為摩擦系數(shù)；為壩坡與水平面夾角；c為粘結(jié)力；t為混凝土保護(hù)層厚度（取10）；為混凝土密度。 當(dāng)不考慮粘結(jié)力時 當(dāng)粘結(jié)力為時：顯然，經(jīng)過涂瀝青處理和現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡后，壩坡是穩(wěn)定的。5.2復(fù)合土工膜與下墊層間的抗滑穩(wěn)定計算考慮不利運行情況，分竣工期未蓄水和水庫滿蓄運行兩種情況。由于蓄水后水壓力使復(fù)合土工膜對下墊層施加很大壓力，使其安全系數(shù)更大，故只計算竣工期未蓄水情況。復(fù)合土工膜與墊層水泥漿之間摩擦系數(shù)根據(jù)文獻(xiàn)資料采用0.577，粘結(jié)力c=0.0、0.1kg/2分別計算。由受力平衡可得安全系數(shù)K為： （5-2）式中：f為摩擦系數(shù)；為壩坡與水平面夾角；c為粘結(jié)力；t為混凝土保護(hù)層厚度（取10）；為混凝土密度；為土工膜重量。當(dāng)不考慮粘結(jié)力時當(dāng)粘結(jié)力為時：故復(fù)合土工膜滿足抗滑穩(wěn)定要求。第六章 副壩的設(shè)計由于右岸山體頂高程較低，低于壩高，且有個埡口，故應(yīng)修建副壩，以擋水。圖6-1 副壩剖面圖6.1副壩的型式選擇副壩的形式可以選為：重力式擋墻、堆石壩體等，本工程如果考慮原料的來源方便，考慮采用與主壩一樣材料的復(fù)合土工膜堆石壩。根據(jù)地形條件得出，河岸右側(cè)副壩所在位置的山坡上下游坡度都較陡，如按上下游坡度則布置不下。故本設(shè)計擬采用重力式擋墻。副壩采用重力式混凝土擋墻，考慮到汽車上壩要求，在副壩的壩頂做公路面，使其與主壩同寬，壩頂高程與主壩同高，為279.5m。墻身頂寬5m，臨水面垂直。其剖面圖見下圖：其中，壩底最小寬度B= （6-1） H三角形基本剖面的高。H= 混凝土容重，=23.5kN/m3； 水容重，=9.81kN/m3；揚壓力折減系數(shù)，河岸取為0.35；則 B=m，同時要考慮副壩壩頂交通要求，取副壩底寬B=6.66m。下游坡度m=，在0.60.8之間，滿足要求。6.2副壩的穩(wěn)定驗算用安全系數(shù)法，采用摩擦公式，計算校核水位下的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K： K= （6-2）式中： W作用于滑動面以上的力在鉛直方向分量代數(shù)和； P作用于滑動面以上的力在水平方向分量代數(shù)和； U 作用于滑動面上的揚壓力； f 滑動面上抗剪摩擦系數(shù)，根據(jù)資料，混凝土與弱風(fēng)化千枚巖之間的摩擦系數(shù)為f=0.50.6，取f=0.5；圖6-1 副壩計算簡圖6.2.1工況一：正常蓄水位1） 揚壓力Fa=H=9.818.5=83.385kNFb= Fa=83.385kN考慮在河岸段，揚壓力折減系數(shù)=0.35 Fc=0.35 Fb=0.3583.385=29.185U=0.5( FbFc )10.5Fc5.66=0.5(83.385+29.185)1+0.529.1855.66=138.88KN2）浪壓力： （6-3）式中： 水的容重； 波浪波長； 波浪浪高； 波浪中心線高出靜水位高度。 =9.819.317（1.259+0.534）/4 = 40.970kN3）靜水壓力 4）副壩重 2.穩(wěn)定驗算（抗剪強(qiáng)度公式）：由水工建筑物表2-7得，擋墻的K=1.05（3級建筑物，基本組合），則K=1.751.05， 抗滑穩(wěn)定滿足要求。6.2.2工況二 完建工況同工況一6.2.3工況三：設(shè)計洪水位1） 揚壓力Fa=H=9.819.53=93.489kNFb= Fa=93.489kN考慮在河岸段，揚壓力折減系數(shù)=0.35 Fc=0.35 Fb=0.3593.489=32.721U=0.5( FbFc )10.5Fc5.66=0.5(73.575+25.751)1+0.525.7515.66=155.705KN2） 浪壓力 =9.819.317（1.259+0.534）/4 = 40.970kN3）靜水壓力 4）副壩重 2穩(wěn)定驗算（抗剪強(qiáng)度公式）： 由水工建筑物表2-7得，擋墻的K=1.05（3級建筑物，基本組合），則K=1.411.05， 抗滑穩(wěn)定滿足要求。6.2.4工況四：校核洪水位.1） 揚壓力Fa=H=9.8110.98=107.714kNFb= Fa=107.714kN考慮在河岸段，揚壓力折減系數(shù)=0.35 Fc=0.35 Fb=0.35107.714=37.70U=0.5( FbFc )10.5Fc5.66=0.5(107.714+2537.70)1+0.537.705.66=179.398KN2） 浪壓力 =9.816.211（0.697+0.246）/4 = 14.364kN3）靜水壓力 4）副壩重 2穩(wěn)定驗算（抗剪強(qiáng)度公式）： 由水工建筑物表2-7得，擋墻的K=1.0（3級建筑物，特殊組合），則K=1.111.05， 抗滑穩(wěn)定滿足要求。 第七章 趾板空間布置（專題）7.1趾板分段 趾板分段具體如下：第一段長36.14m，分3小段，15m，15m，6.14 m，寬7m第二段長28.37m，分3小段，8.86m，15m，4.51m，寬4m第三段長83.36m，分6小段，10.49m，415m，12.87m，寬4m第四段長55.59m，分5小段，2.13m，315m，8.46m，寬4m第五段長26.89m，分3小段，6.54m，15 m，5.35m,寬3m第六段長77.73m，分6小段，9.65m，415m，8.08m，寬3m第七段長 10.52m，分1小段，長10.52m。寬3m趾板總共21塊。從左岸第一小段起，分別標(biāo)為1，2，3，19，20,21號趾板。7.2趾板剖面設(shè)計：7.2.1確定角根據(jù)混凝土面板壩工程得橫剖面上趾板坡角，公式如下： （7-1）式中：B,C為BC段趾板兩端點的高程； L趾板BC段在壩軸線方向上的投影長度； m面板垂直于壩軸線方向上的設(shè)計坡度，即堆石壩上游坡面。當(dāng)CB垂直于壩軸線時，L=0,則=0。當(dāng)CB平行于壩軸線時，則公式變?yōu)椋?由上述公式可計算出趾板坡角，從而可確定趾板各剖面尺寸，各剖面趾板坡角計算結(jié)果如表:表7-1 各趾板角度計算：折線段參數(shù)第一段第二段第三段第四段第五段第六段第七段b257.6