消力池穩(wěn)定計(jì)算

1、*水庫工程上壩址重力壩方案消力池穩(wěn)定計(jì)算稿（可研階段）*2019年11月審定:審查:校核:編寫: TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 1計(jì)算目的1. HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 2計(jì)算要求1. HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 3計(jì)算依據(jù)1. HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 4計(jì)算過程1. HYPERLINK l bookmark12 o Current Documen

2、t 4.1基本參數(shù)1. HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 4.2計(jì)算公式2. HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 4.3計(jì)算過程4. HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 4.4計(jì)算成果5. HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 4.5 結(jié)論5.1計(jì)算目的根據(jù)水工結(jié)構(gòu)布置和水力學(xué)計(jì)算成果，計(jì)算可行性研究階段上壩址重力壩方 案消力池底板的抗浮條件，確定抗浮處理措施和工程量。2計(jì)算要求滿足可行性研究階段要求。3

3、計(jì)算依據(jù)混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范SL319-2018水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范 SL744-2016溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范SL253-2018*水庫工程上壩址重力壩方案水力學(xué)計(jì)算稿4計(jì)算過程4.1基本參數(shù)消力池底板總長30m，寬43m，底板厚2m,底板高程1349m。消力池結(jié)合 下游開挖布置，對基礎(chǔ)進(jìn)行固結(jié)灌漿處理，固結(jié)灌漿孔的間、排距均為 2m,呈 方形布置，壩基面孔深入基巖 8m。為增強(qiáng)護(hù)坦與基礎(chǔ)連接布置基礎(chǔ)插筋錨固，插筋為252mx2m，入基巖深5.0m。水力學(xué)基本參數(shù)建筑物級別：4級水庫正常畜水位：1392m消能防沖設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：5%-校核洪水位(P=0.5%):394.19m消能防沖設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)水庫水位：1

4、393.48m校核洪水標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)下泄流量：271m3/s消能防沖標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)下泄流量：151m3/s校核洪水標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)下游水位：1355.15m消能防沖標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)下游水位：1354.42m堰頂咼程：1392m設(shè)計(jì)洪水位(P=3.33%):1393.62m底部高程：1345m設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)下泄流量：172m3/s底板高程：1349m設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)下游水位：1354.6m底流消能躍前水深按取泄槽末端的水深，根據(jù)泄槽水面線結(jié)果取末端水深底流消能計(jì)算成果工況躍前水深hi躍后水深h2流速VFr1自由水躍長度池長出口流速設(shè)計(jì)洪水0.1394.77728.79824.67132.00425.6030.714校核洪

5、水0.2185.99328.96719.82839.85031.8801.025消能防沖0.1224.47728.75626.27330.04624.0370.6484.2計(jì)算公式消力池底板抗浮穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算按照不設(shè)排水孔考慮，計(jì)算工況：宣泄消能防沖的洪水流量。宣泄設(shè)計(jì)洪水流量。宣泄校核洪水流量。根據(jù)溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范SL 253-2018規(guī)定，底板的抗浮穩(wěn)定計(jì)算公式按照下式計(jì)算：R B BQi Q2式中：P1底板自重，KN ；P2底板頂面上的時(shí)均壓力，KN ；P3當(dāng)采用錨固措施時(shí)，地基的有效重量，KN ；Q1底板頂面上的脈動壓力，KN ；Q2底板底面上的揚(yáng)壓力；護(hù)坦自重護(hù)坦長度30m，寬度43m，

6、厚度2m,混凝土容重24KN/m3。(2)時(shí)均壓力時(shí)均壓力的計(jì)算公式按水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范SL744-2016中的要求,式中：Ptrwhcosptr過流面上計(jì)算點(diǎn)的時(shí)均壓強(qiáng)代表值(N/m2)；w水的重度，(kg/m3)；h計(jì)算點(diǎn)的水深；9結(jié)構(gòu)物底面與水平面的夾角，9 =0(3)脈動壓力脈動壓力的計(jì)算公式按水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范SL744-2016計(jì)算:PfmPf A式中：Pf脈動壓力，N ;pf脈動壓強(qiáng)，N/m2;A作用面積，m2;面積均化系數(shù)，按水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范SL744-2016表7.5.1取值；其中正、負(fù)號應(yīng)按不利設(shè)計(jì)條件選定面積均化系數(shù)結(jié)構(gòu)部位平底消力池底板結(jié)構(gòu)分塊 尺寸Lm/

7、h20.511.5b/h20.511.50.511.50.511.5pm-0.550.460.40.440.370.320.370.310.27注: Lm-結(jié)構(gòu)塊順流向的長度，m； b-結(jié)構(gòu)塊垂直流向的長度，m； h2-第二共軛水深，mPf3.0Kpv2式中：Kp脈動壓強(qiáng)系數(shù)，按水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范SL744-2016表7.5.2取值；P水的密度，Kg/m ；v 相應(yīng)工況下水流計(jì)算斷面的平均流速，m/s(對消力池水流，可取收縮斷面的平均流速)；平底消力池底板的脈動壓強(qiáng)系數(shù) Kp結(jié)構(gòu)部位Fr13.5Fr1 3.5所在位置0.0 x/L0.20.030.030.2vxv/L0.60.050.07

8、0.6vxv/L1.00.020.04注：表中Fr1為收縮斷面的弗勞德數(shù)，x為計(jì)算斷面離消力池起點(diǎn)的距離, m； L為消力池的長度揚(yáng)壓力揚(yáng)壓力計(jì)算時(shí)按照雖設(shè)有排水設(shè)施，但均考慮為不可靠的狀態(tài)下進(jìn)行計(jì)算,偏安全。錨固地基有效自重按溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范SL253-2018中附錄B.2.4計(jì)算:P3rTAT S 丄 30d3式中：P3錨固地基的有效重量，kN ；yr巖石浮重度，KN/m3;An根錨筋護(hù)坦的計(jì)算面積，m2;T 錨固地基的有效深度，m；d 錨筋直徑，m；L錨筋間距，m；S錨筋錨入地基的深度，m。L L -*八-4 -p.-:r-J1g1zIT圖4.4-1錨固力計(jì)算簡圖錨筋錨入地基的深度S=5.

9、0m，錨筋的間距L=2m4.3計(jì)算過程混凝土底板重度計(jì)算護(hù)坦寬度(m)護(hù)坦厚度(m)混凝土容重KN/m3護(hù)坦長度(m)護(hù)坦重量KN432243061920時(shí)均壓力P2計(jì)算計(jì)算工況起始水深(m)躍后水深(m)水容重(KN/m 3)護(hù)坦起始端 時(shí)均壓強(qiáng)(KN/m 2)護(hù)坦末端時(shí) 均壓強(qiáng)(KN/m 2)護(hù)坦時(shí)均壓力(KN/m 2)設(shè)計(jì)洪水0.1394.7779.811.36346.86431106.14校核洪水0.2185.9939.812.13458.79139296.90消能防沖0.1224.4779.811.19843.91629098.63錨固地基有效自重P3計(jì)算巖石天然容重(KN/m 3)

10、錨筋間距(m)錨筋長度(m)錨筋直徑(mm)有效重量(KN)27252579460.77脈動壓強(qiáng)Pf計(jì)算計(jì)算工況流速v(m/s)Fr水密度(kg/m3)脈動壓強(qiáng)前段(N/m 2)(00.2L)脈動壓強(qiáng)中段(N/m 2)(0.20.6L)脈動壓強(qiáng)后段(N/m 2)(0.61.0L)設(shè)計(jì)洪水28.798324.6711000373206220124880校核洪水28.967519.8281000377606293425173消能防沖28.756126.2731000372116201924807注：查表得，前段 Kp=0.03，中段Kp=0.05，后段Kp=0.02脈動壓力Pf計(jì)算計(jì)算工況部位垂直

11、流向長度 b(m)順流向長度 Lm(m)第二共軛水深 h2(m)Lm/h2b/h2Bm脈動壓 力(KN )設(shè)計(jì)洪水前段4364.7779.0012.0930.32888.59中段43124.7779.0012.0930.278665.78后段43124.7779.0012.0930.273466.31校核洪水前段4365.9937.1751.6690.323117.48中段43125.9937.1751.6690.278767.90后段43125.9937.1751.6690.273507.16消能防沖前段4364.4779.6052.2340.292784.13中段43124.4779.6052.2340.278640.42后段43124.4779.6052.2340.273456.17揚(yáng)壓力計(jì)算計(jì)算工況下游水位(m)底板底部高程(m)揚(yáng)壓力總水頭(m)a揚(yáng)壓力強(qiáng)度(KN/m 2)揚(yáng)壓力(KN)設(shè)計(jì)洪水1354.63477.6154.9496177.24校核洪水1355.153478.15160.33103137.44消能防沖1354.423477.42153.1793899.364.4計(jì)算成果抗浮穩(wěn)定計(jì)算成果計(jì)