鐘呂水利樞紐復(fù)合土工膜防滲面板堆石壩設(shè)計 計算書(打印)

1、完整設(shè)計圖紙請聯(lián)系本人，參見豆丁備注。 HYPERLINK :/ docin /lzj781219 :/ 目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc17539 1 調(diào)洪演算 PAGEREF _Toc17539 - 3 - HYPERLINK l _Toc25128 1.1 洪水調(diào)節(jié)計算 PAGEREF _Toc25128 - 3 - HYPERLINK l _Toc28617 1.1.1 洪水調(diào)節(jié)計算方法 PAGEREF _Toc28617 - 3 - HYPERLINK l _Toc9257 1.1.2 洪水調(diào)節(jié)具體計算 PAGEREF _Toc9257 - 3

2、- HYPERLINK l _Toc31859 1.1.3 方案選擇 PAGEREF _Toc31859 - 10 - HYPERLINK l _Toc11202 1.2 防浪墻頂高確定 PAGEREF _Toc11202 - 10 - HYPERLINK l _Toc27645 2 L型擋墻計算 PAGEREF _Toc27645 - 12 - HYPERLINK l _Toc7370 2.1 L型擋墻尺寸設(shè)計 PAGEREF _Toc7370 - 12 - HYPERLINK l _Toc25115 2.2 危險工況分析 PAGEREF _Toc25115 - 13 - HYPERLINK

3、 l _Toc18031 2.2.1 工況一 PAGEREF _Toc18031 - 13 - HYPERLINK l _Toc2636 2.2.2 工況二 PAGEREF _Toc2636 - 15 - HYPERLINK l _Toc794 2.2.3 基底應(yīng)力的計算 PAGEREF _Toc794 - 18 - HYPERLINK l _Toc18096 2.2.4 結(jié)果分析 PAGEREF _Toc18096 - 20 - HYPERLINK l _Toc16477 2.3 L型擋墻配筋計算 PAGEREF _Toc16477 - 20 - HYPERLINK l _Toc23230

4、2.3.1 墻身配筋計算 PAGEREF _Toc23230 - 20 - HYPERLINK l _Toc14163 2.3.2 底板配筋計算 PAGEREF _Toc14163 - 21 - HYPERLINK l _Toc6297 2.4 抗滑穩(wěn)定計算 PAGEREF _Toc6297 - 22 - HYPERLINK l _Toc24872 2.4.1 校核洪水位工況 PAGEREF _Toc24872 - 22 - HYPERLINK l _Toc3597 2.4.2 完建工況 PAGEREF _Toc3597 - 23 - HYPERLINK l _Toc20630 2.5 抗傾覆

5、計算 PAGEREF _Toc20630 - 23 - HYPERLINK l _Toc8352 3 壩坡穩(wěn)定計算 PAGEREF _Toc8352 - 24 - HYPERLINK l _Toc8537 3.1 壩體邊坡擬定 PAGEREF _Toc8537 - 24 - HYPERLINK l _Toc27090 3.2 堆石壩壩坡穩(wěn)定分析 PAGEREF _Toc27090 - 24 - HYPERLINK l _Toc14505 3.2.1 計算公式 PAGEREF _Toc14505 - 24 - HYPERLINK l _Toc31437 3.2.2 計算過程及結(jié)果 PAGEREF

6、 _Toc31437 - 25 - HYPERLINK l _Toc29213 4 復(fù)合土工膜計算 PAGEREF _Toc29213 - 26 - HYPERLINK l _Toc13800 4.1 復(fù)合土工膜與墊層間的抗滑穩(wěn)定計算 PAGEREF _Toc13800 - 26 - HYPERLINK l _Toc1154 4.1.1 混凝土護(hù)坡與復(fù)合土工膜間抗滑穩(wěn)定計算 PAGEREF _Toc1154 - 26 - HYPERLINK l _Toc17712 4.1.2復(fù)合土工膜與下墊層間的抗滑穩(wěn)定計算 PAGEREF _Toc17712 - 27 - HYPERLINK l _Toc2

7、0066 4.2 復(fù)合土工膜的應(yīng)力校核計算 PAGEREF _Toc20066 - 28 - HYPERLINK l _Toc7949 5 趾板設(shè)計 PAGEREF _Toc7949 - 30 - HYPERLINK l _Toc15996 5.1 設(shè)計趾板剖面 PAGEREF _Toc15996 - 30 - HYPERLINK l _Toc26956 5.2 趾板剖面的計算 PAGEREF _Toc26956 - 31 - HYPERLINK l _Toc21810 6 副壩設(shè)計 PAGEREF _Toc21810 - 33 - HYPERLINK l _Toc30063 6.1 副壩頂寬

8、驗算 PAGEREF _Toc30063 - 33 - HYPERLINK l _Toc11802 6.2 強度和穩(wěn)定驗算 PAGEREF _Toc11802 - 33 - HYPERLINK l _Toc10341 6.2.1 荷載計算 PAGEREF _Toc10341 - 34 - HYPERLINK l _Toc15184 6.2.2穩(wěn)定驗算 PAGEREF _Toc15184 - 35 - HYPERLINK l _Toc26695 6.2.3 壩體強度驗算 PAGEREF _Toc26695 - 36 - HYPERLINK l _Toc19592 7 泄水建筑物非專題 PAGER

9、EF _Toc19592 - 37 - HYPERLINK l _Toc18470 8 施工組織設(shè)計 PAGEREF _Toc18470 - 37 - HYPERLINK l _Toc2846 8.1 攔洪高程 PAGEREF _Toc2846 - 37 - HYPERLINK l _Toc21485 8.1.1 隧洞斷面型式、尺寸 PAGEREF _Toc21485 - 37 - HYPERLINK l _Toc27339 8.1.2 計算結(jié)果 PAGEREF _Toc27339 - 38 - HYPERLINK l _Toc7935 8.2 主體工程量計算 PAGEREF _Toc7935

10、 - 38 - HYPERLINK l _Toc29162 8.2.1 計算公式及大壩分期說明 PAGEREF _Toc29162 - 38 - HYPERLINK l _Toc23747 8.2.2 計算過程 PAGEREF _Toc23747 - 39 - HYPERLINK l _Toc6870 8.2.3 計算結(jié)果 PAGEREF _Toc6870 - 40 - HYPERLINK l _Toc10358 8.3 工程量清單計算 PAGEREF _Toc10358 - 41 - HYPERLINK l _Toc7420 8.3.1 堆石壩工程量計算 PAGEREF _Toc7420 -

11、 41 - HYPERLINK l _Toc18535 8.3.2 副壩工程量計算 PAGEREF _Toc18535 - 42 - HYPERLINK l _Toc18338 8.3.3 趾板工程量計算 PAGEREF _Toc18338 - 43 - HYPERLINK l _Toc12334 8.3.4 L型擋墻工程量計算 PAGEREF _Toc12334 - 44 - HYPERLINK l _Toc17340 8.4 堆石體施工機械選擇及數(shù)量計算 PAGEREF _Toc17340 - 44 - HYPERLINK l _Toc25004 8.4.1 機械選擇 PAGEREF _T

12、oc25004 - 44 - HYPERLINK l _Toc32129 8.4.2 機械生產(chǎn)率及數(shù)量計算 PAGEREF _Toc32129 - 44 - HYPERLINK l _Toc2756 (8-5) PAGEREF _Toc2756 - 44 - HYPERLINK l _Toc15269 8.5 混凝土工程機械數(shù)量計算 PAGEREF _Toc15269 - 47 - HYPERLINK l _Toc28213 8.5.1 趾板 PAGEREF _Toc28213 - 47 - HYPERLINK l _Toc22879 8.5.2 L型擋浪墻 PAGEREF _Toc22879

13、 - 47 - HYPERLINK l _Toc22530 8.5.3 素混凝土及無砂混凝土 PAGEREF _Toc22530 - 48 - HYPERLINK l _Toc421 8.5.4 副壩 PAGEREF _Toc421 - 48 - HYPERLINK l _Toc8771 8.5.5 混凝土工程機械選擇 PAGEREF _Toc8771 - 48 - HYPERLINK l _Toc32071 8.6 導(dǎo)流隧洞施工 PAGEREF _Toc32071 - 49 - HYPERLINK l _Toc13654 8.6.1 根本資料 PAGEREF _Toc13654 - 49 -

14、 HYPERLINK l _Toc29383 8.6.2 開挖方法選擇 PAGEREF _Toc29383 - 49 - HYPERLINK l _Toc1739 8.6.3 鉆機爆破循環(huán)作業(yè)工程及機械設(shè)備的選擇 PAGEREF _Toc1739 - 49 - HYPERLINK l _Toc11817 8.6.4 開挖循環(huán)作業(yè)組織 PAGEREF _Toc11817 - 49 -1 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： (1-1)式中 , 計算時段初、時段末的入庫流量，m3/s；, 計算時段初、時段末的平

15、均下泄流量，m3/s； 時段初、時段末水庫蓄水量之差，m3； 計算時段公式的意義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)具體計算調(diào)洪演算原理由于本設(shè)計中資料有限，僅有p=2%、p=0.1%的流量及相應(yīng)的三日洪水總量，無法準(zhǔn)確畫出洪水過程線。設(shè)計中采用三角形法模擬洪水過程線。根據(jù)洪峰流量和三日洪水總量，可作出一個三角形，根據(jù)水量相等原那么，對三角形進(jìn)行修正，得到一條模擬的洪水過程線，如圖1-1、圖1-2 。根據(jù)本工程軟弱巖基，選用單寬流量約為2050m3/s，允許設(shè)計洪水最大下泄流量245m3/s，故閘門寬度約為4.9m12.5m，選擇四種寬度進(jìn)行比

16、擬，假定堰寬分別為7m、8m、9m和10m,并假定270m、272m、274m、276m這三個堰頂高程。由于本工程是以發(fā)電為主要任務(wù)的樞紐工程，故本設(shè)計中以引水發(fā)電流量作為起調(diào)流量5m3/s。但是因其較小，故而在實際操作中會出現(xiàn)先放水再攔洪的情況。鑒于本工程等別較低且沒有足夠的水文資料，所以采用近似的方法高切林法，并為了擴(kuò)大范圍，多取幾組最大下泄量向曲線的左邊做切線。運用高切林法做出不同起調(diào)水位所對應(yīng)的不同攔洪庫容，在此根底上加上不同的堰頂高程所對應(yīng)的庫容，做出分別對應(yīng)于不同堰高情況下的總庫容，據(jù)此在庫容水位曲線上查得相應(yīng)水位，便可做出三條不同堰高情況下的ZQ曲線。本設(shè)計中溢洪道取單孔閘門、圓

17、弧形邊墩。由允許設(shè)計洪水最大下泄量，閘門寬度一般為612米。假定堰寬分別為7m、8m、9m和10m，并假定270m、272m、274m、276m這三個堰頂高程。本設(shè)計中采用溢洪道泄洪，故泄水線按堰流公式計算。 (1-2)式中：側(cè)收縮系數(shù)；m流量系數(shù)，m=0.502； B溢流孔口凈寬； H堰上水頭。注：1由于在初步設(shè)計是不考慮淹沒出流的情況，故淹沒系數(shù)直接取為1。2由水力學(xué)書可知。單孔閘門，那么，圓弧邊墩，那么，由上可得上述公式簡化為：。1洪水過程線 圖1-1 P=2%的洪水過程線圖1-2 P=0.1%的洪水過程線2各方案計算數(shù)據(jù)表11 ZQ關(guān)系曲線工況流量VV初，270mV總h設(shè)計300129

18、725015027550校核50100280200801.36300流量VV初，272mV總h設(shè)計300148425015050校核50100200300流量VV初，274mV總h設(shè)計300169427625015050校核502841002006300279流量VV初，276mV總h設(shè)計300191025015050校核50100200282.5300表1-2 溢洪道下泄能力曲線表堰頂高程堰寬BmhHoHo/bq270.00 7.00 270.00 0.00 0.00 1.00 0.00 272.00 2.00 0.29 0.94 41.49 274.00 4.00 0.57 0.89 11

19、0.23 276.00 6.00 0.86 0.83 189.45 278.00 8.00 1.14 0.77 271.56 280.00 10.00 1.43 0.71 351.40 8.00 270.00 0.00 0.00 1.00 0.00 272.00 2.00 0.25 0.95 47.77 274.00 4.00 0.50 0.90 128.01 276.00 6.00 0.75 0.85 222.11 278.00 8.00 1.00 0.80 321.84 280.00 10.00 1.25 0.75 421.68 9.00 270.00 0.00 0.00 1.00 0.0

20、0 272.00 2.00 0.22 0.96 54.06 274.00 4.00 0.44 0.91 145.79 276.00 6.00 0.67 0.87 254.77 278.00 8.00 0.89 0.82 372.13 280.00 10.00 1.11 0.78 491.96 10.00 270.00 0.00 0.00 1.00 0.00 272.00 2.00 0.20 0.96 60.35 274.00 4.00 0.40 0.92 163.57 276.00 6.00 0.60 0.88 287.44 278.00 8.00 0.80 0.84 422.42 280.0

21、0 10.00 1.00 0.80 562.24 272.00 7.00 272.00 0.00 0.00 1.00 0.00 274.00 2.00 0.29 0.94 41.49 276.00 4.00 0.57 0.89 110.23 278.00 6.00 0.86 0.83 189.45 280.00 8.00 1.14 0.77 271.56 282.00 10.00 1.43 0.71 351.40 8.00 272.00 0.00 0.00 1.00 0.00 274.00 2.00 0.25 0.95 47.77 276.00 4.00 0.50 0.90 128.01 27

22、8.00 6.00 0.75 0.85 222.11 280.00 8.00 1.00 0.80 321.84 282.00 10.00 1.25 0.75 421.68 9.00 272.00 0.00 0.00 1.00 0.00 274.00 2.00 0.22 0.96 54.06 276.00 4.00 0.44 0.91 145.79 278.00 6.00 0.67 0.87 254.77 280.00 8.00 0.89 0.82 372.13 282.00 10.00 1.11 0.78 491.96 10.00 272.00 0.00 0.00 1.00 0.00 274.

23、00 2.00 0.20 0.96 60.35 276.00 4.00 0.40 0.92 163.57 278.00 6.00 0.60 0.88 287.44 280.00 8.00 0.80 0.84 422.42 282.00 10.00 1.00 0.80 562.24 274.00 7.00 0.502 274.00 0.00 0.00 1.00 0.00 276.00 2.00 0.29 0.94 41.49 278.00 4.00 0.57 0.89 110.23 280.00 6.00 0.86 0.83 189.45 282.00 8.00 1.14 0.77 271.56

24、 284.00 10.00 1.43 0.71 351.40 8.00 0.502 274.00 0.00 0.00 1.00 0.00 276.00 2.00 0.25 0.95 47.77 278.00 4.00 0.50 0.90 128.01 280.00 6.00 0.75 0.85 222.11 282.00 8.00 1.00 0.80 321.84 284.00 10.00 1.25 0.75 421.68 9.00 0.502 274.00 0.00 0.00 1.00 0.00 276.00 2.00 0.22 0.96 54.06 278.00 4.00 0.44 0.9

25、1 145.79 280.00 6.00 0.67 0.87 254.77 282.00 8.00 0.89 0.82 372.13 284.00 10.00 1.11 0.78 491.96 10.00 0.502 274.00 0.00 0.00 1.00 0.00 276.00 2.00 0.20 0.96 60.35 278.00 4.00 0.40 0.92 163.57 280.00 6.00 0.60 0.88 287.44 282.00 8.00 0.80 0.84 422.42 284.00 10.00 1.00 0.80 562.24 276.00 7.00 276.00

26、0.00 0.00 1.00 0.00 278.00 2.00 0.29 0.94 41.49 280.00 4.00 0.57 0.89 110.23 282.00 6.00 0.86 0.83 189.45 284.00 8.00 1.14 0.77 271.56 286.00 10.00 1.43 0.71 351.40 8.00 276.00 0.00 0.00 1.00 0.00 278.00 2.00 0.25 0.95 47.77 280.00 4.00 0.50 0.90 128.01 282.00 6.00 0.75 0.85 222.11 284.00 8.00 1.00

27、0.80 321.84 286.00 10.00 1.25 0.75 421.68 10.00 276.00 0.00 0.00 1.00 0.00 278.00 2.00 0.20 0.96 60.35 280.00 4.00 0.40 0.92 163.57 282.00 6.00 0.60 0.88 287.44 284.00 8.00 0.80 0.84 422.42 286.00 10.00 1.00 0.80 562.24 表1-3 調(diào)洪演算結(jié)果匯總表堰寬Bm堰頂高程m設(shè)計洪水位設(shè)計下泄流量校核洪水位校核下泄流量72702752721432742768270272278.43527

28、42769270272274276102702722742761641.1.3 方案選擇由于設(shè)計洪水位不適合小于本設(shè)計的正常蓄水位276.1m，故舍棄堰頂高程為270m的各組方案。各組方案的設(shè)計下泄流量均小于245m333/s。1.2 防浪墻頂高確定據(jù)?碾壓式土石壩設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?,堰頂上游L型擋墻在水庫靜水位以上高度按下式確定： (1-3)式中：y 壩頂超高,m； R 最大波浪在壩坡上的爬高，m；e 最大風(fēng)雍水面高度， m；A 平安超高,m； 吹程，Km； 壩前水深，m； 風(fēng)向與壩軸線法線方向的夾角，本設(shè)計中取0； 平安超高，由壩的等級及運用情況按表選用，m。庫區(qū)多年平均最大風(fēng)速12.6 m/s，

29、吹程1.6km。表1-4 土壩壩頂平安超高值(m)運用情況壩 的 級 別 = 1 * ROMAN I = 2 * ROMAN II = 3 * ROMAN III = 4 * ROMAN IV、 = 5 * ROMAN V設(shè)計校核波浪要素采用鶴地水庫公式： 1-4 1-5 1-6式中： 累積頻率為2%的波高(m)； 平均波長(m)。V0為水面以上10m處的風(fēng)速，正常運用條件下級壩，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1-5 不同累積頻率

30、下的波高與平均波高比值hp/hm124510142050900.95波浪中心線高出計算靜水位hz按下式計算： 4-7式中： 水深； 累積頻率1%的波高。由CAD計算可得以下計算結(jié)果：表1-6 波浪要素計算原始數(shù)據(jù) 工程單位正常設(shè)計校核V0m/sgN/kgDm160016001600h(2%)mLmH(洪水位)mH壩底高程mHm平均水深mhm(平均波高)mR(1%)memA(平安超高)m0地震平安超高m000Y(壩頂高程)m故擋墻頂高程應(yīng)為281.46m，考慮施工方便和施工的精度，選取L型擋墻頂高程為281.5m。根據(jù)?混凝土面板堆石壩設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?要求，防浪墻頂要高出壩頂11.2m，本設(shè)計取1.2

31、m，那么壩頂高程為280.3m。2 L型擋墻計算2.1 L型擋墻尺寸設(shè)計如以下圖示：壩頂高程278.2m。L型擋墻頂高程取為279.4m，高出壩頂1.2m。L型擋墻高5m，底板長4.0m,擋墻厚0.5m,前方凸出0.6m。如圖2-1：圖2-1 L型擋墻尺寸圖2.2 危險工況分析擋土墻受到的荷載有：擋墻自重、擋墻上堆石土料重、墻后土壓力、靜水壓力、前趾上水重和風(fēng)浪壓力。以上荷載有以下四種組合：完建后未蓄水、正常蓄水位、設(shè)計洪水位以及校核洪水位。以上工況中有兩種極限情況：剛剛完建墻前無水和校核洪水位。下面就這兩種工況進(jìn)行最危險工況的判斷：2.2.1 工況一本工況為剛完建尚未蓄水的情況，此時擋墻前無

32、水，故荷載只有自重、土重以及土壓力。受力情況見圖2-2。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。圖2-2 剛完建蓄水工況(1擋墻自重；。(2堆石體自重；(3土壓力初步估計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。土壓力采用庫倫土壓力理論計算，取單寬1m。主動土壓力系數(shù)：= 2-1式中： 內(nèi)摩擦角； 墻背與豎直線間夾角； 填土外表與水平面間夾角； 墻背與填土間的摩擦角；豎直的混凝土或砌體墻背取=(1/31/2)那么=0，=0，取=1/3=1/3故= =主動土壓力：；(4對I-I截面的彎矩逆時針；(5對-截面的彎

33、矩Pz 逆時針；順時針；作用點距L型擋墻底板的距離為：；作用點距底板中軸線的豎向距離；那么 順時針； 那么 (順時針。2.2.2 工況二此時為校核洪水位情況下，荷載包括：自重、土重、擋墻后土壓力、前趾上水重、擋墻前靜水壓力及浪壓力。受力情況見圖2-3。(1W1、W2、G均與前相同(2前趾上水重；(3靜水壓力Pc；(4浪壓力由于m，壩前水深m，m可得,故為深水波。波浪中心線至靜水位高度：總浪壓力:；擋土墻在校核洪水位以下的高度：；浪壓力在校核洪水位以下的高度：；由，那么總浪壓力全部作用在擋土墻上。浪壓力的作用點距I-I截面的距離： 令，求得浪壓力距離I-I截面為1.89m。(5土壓力判斷墻后填土

34、壓力是何種土壓力： 假設(shè)是被動土壓力，那么被動土壓力系數(shù)= 由上可算出：；遠(yuǎn)大于靜水壓力與浪壓力的和，故可判斷在此種情況下土壓力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。靜止側(cè)壓力系數(shù)：；上式中： 內(nèi)摩擦角， 。那么靜止土壓力：；浪壓力與靜水壓力之和為55.94KN，接近靜土壓力，假設(shè)根本符合實際情況。(6對I-I的彎矩 順時針； 順時針； 逆時針；彎矩之和： 逆時針(7對-截面的彎矩 逆時針；順時針 順時針；作用點距L型擋墻底板的距離為：；作用點距底板中軸線的豎向距離；那么 順時針； 作用點距L型擋墻底板的距離為： 逆時針；那么 (順時針

35、。2.2.3 基底應(yīng)力的計算2.2.3.1 完建工況 2-1上式中：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； 擋墻基底面的面積； 擋墻基底面對于基底面中點平行前墻方向的截面矩墻身自重對底板底部中點的力矩逆時針；蓋土重對底板底部中點的力矩順時針；主動土壓力對底板底部中點的 (逆時針) (順時針)計算得：2.2.3.2 校核洪水位工況；墻身自重對底板底部中點的力矩 逆時針；蓋土重對底板底部中點的力矩 順時針；水重對底板底部中點的力矩 (逆時針)；靜止水壓力對底板底部中點的 (順時針)；靜止土壓力對底板底部中點的

36、 (逆時針)；浪壓力對底板底部中點的力矩 (順時針)； (順時針)計算得：2.2.4 結(jié)果分析由計算結(jié)果可知，I-I截面和-截面的最危險工況都是完建工況?；讐毫∮诟壮休d力25kPa,且無拉力出現(xiàn)。且，根據(jù)?水工擋土墻設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?表6.3.1規(guī)定：中等堅硬地基土質(zhì)根本荷載組合情況下的允許值為2.00，故滿足根底承載力要求。2.3 L型擋墻配筋計算2.3.1 墻身配筋計算根據(jù)?水工擋土墻設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)SL_379-2007?，對L型擋墻的豎直墻身局部簡化為懸臂板按受彎構(gòu)件計算。由公式(6-9)計算彎矩： (6-9) 其中，為彎矩設(shè)計值，按照相應(yīng)的組合計算求得，系數(shù)K取1.2。根據(jù)?水工擋土墻設(shè)計標(biāo)

37、準(zhǔn)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?水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)?附錄一查得，水位變動區(qū)或有侵蝕性地下水的地下環(huán)境，環(huán)境條件取三類。根據(jù)?水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)?表3-2，三類環(huán)境條件下，板的混凝土保護(hù)層最小厚度。,由?水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)?，鋼筋抗拉強度設(shè)計值，混凝土采用C25號，由?水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)?，軸心抗壓強度設(shè)計值為。截面有效高度為。配筋計算按以下步驟進(jìn)行： (6-10) (6-11) (6-12)取截面上部進(jìn)行分析，工況一時，順時針，工況二時：，逆時針。故本截面的控制工況為完建工況。截面有效高度。截面抵抗矩系數(shù)： =0.015 =0.544 屬

38、于適筋破壞。 那么鋼筋面積：1000465/3002計算的配筋率：=0.058% =0.15%故采用最小配筋率配筋：選配鋼筋間距小于允許最大間距300mm，全截面配筋。在受力鋼筋內(nèi)側(cè)應(yīng)布置與受力鋼筋相垂直的分布鋼筋，取，選配，在下游側(cè)采用構(gòu)造對稱配筋。2.3.2 底板配筋計算取截面右局部進(jìn)行分析，工況一時，逆時針。工況二時，逆時針。-截面上控制工況為校核洪水位工況。根據(jù)?水工擋土墻設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)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?；追戳ψ饔命c距-截面：基底反力在-2-2截面產(chǎn)生的彎矩： (逆時針)；各力在2-2截面產(chǎn)生的彎矩之和； 截面抵抗矩系數(shù)：，屬于

39、適筋破壞。 鋼筋面積：配筋率：故采用最小配筋率配筋：選配鋼筋間距小于允許最大間距300mm，全截面配筋。在受力鋼筋內(nèi)側(cè)應(yīng)布置與受力鋼筋相垂直的分布鋼筋，取，選配，在下游側(cè)采用構(gòu)造對稱配筋。2.4 抗滑穩(wěn)定計算根據(jù)?水工擋土墻設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?6.3.5規(guī)定：土質(zhì)地基上擋土墻沿基底面的抗滑穩(wěn)定平安系數(shù)，應(yīng)按下式計算： (6-7)式中： 擋土墻沿基底面的抗滑穩(wěn)定平安系數(shù)； 擋土墻基底面與地基之間的摩擦系數(shù)，強風(fēng)化千枚巖=0.3-0.38，取=0.3； 作用在L型擋墻上的全部水平荷載。取一米長的擋土墻進(jìn)行分析：2.4.1 校核洪水位工況靜止土壓力：； 靜止水壓力：；浪壓力：； 土蓋重： ()； 擋墻自重：；

40、。() ； 水重： ()那么抗滑穩(wěn)定系數(shù)遠(yuǎn)大于允許值1.1，故滿足條件。2.4.2 完建工況主動土壓力：那么抗滑穩(wěn)定系數(shù)由于，故L型擋墻滿足抗滑穩(wěn)定要求。2.5 抗傾覆計算圖2-4 抗傾覆驗算示意圖根據(jù)?水工擋土墻設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?SL379-2007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；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。由前兩種工況下的地基應(yīng)力計算可知：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。3 壩坡穩(wěn)定計算3.

41、1 壩體邊坡擬定根據(jù)?碾壓式土石壩設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?5.4.1，主壩頂寬取為8m。根據(jù)?混凝土面板堆石壩設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?5.2.1和5.2.2規(guī)定，本設(shè)計的上游壩坡取1：1.55。根據(jù)?碾壓式土石壩設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?5.2.5，在下游252m高程處設(shè)寬度為2m的馬道，馬道上下游壩坡均取1：1.53。3.2 堆石壩壩坡穩(wěn)定分析3.2.1 計算公式計算時，先假定以堆石體的坡面，與水平面相交的坡角，繪制堆石體的橫剖面圖，然后在橫剖面圖上，假定幾種由折線組成的可能滑動面，如圖6-6：圖3-1 折線法計算簡圖將滑動土體分為DEC和ADE兩塊，各塊重量分別計為W1、W2,兩塊土體底面的抗剪強度分別為、。采用折線滑動靜力計算法，

42、假定條塊間作用力為P，其方向為水平。那么DEBC土塊的平衡式為： 3-1ADE土塊的平衡式為： 3-2考慮各滑動面上抗剪發(fā)揮程度一樣，兩式中平安系數(shù)應(yīng)相等，因此可聯(lián)立方程求解。3.2.2 計算過程及結(jié)果表6-1 壩坡穩(wěn)定平安系數(shù)試算表24471863245918822347155423591566215312532173127620432053由于在校核洪水位情況下的壩坡抗滑穩(wěn)定最小平安系數(shù)為1.04，小于上表中最小的平安系數(shù)1.42，故可知下游壩坡是穩(wěn)定的。上游壩坡由于沒有水流的滲透且有較大的豎直水壓力作用，故不必要進(jìn)行分析可以確定其壩坡穩(wěn)定。4 復(fù)合土工膜計算4.1 復(fù)合土工膜與墊層間的抗

43、滑穩(wěn)定計算4.1.1 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，且在每塊護(hù)坡混凝土板面設(shè)4排=1、孔距3m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。由?水利水電土工合成材料應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)SL/T225-98?可得：等厚度且透水性良好的防護(hù)層下土工膜防滲體的抗滑穩(wěn)定平安系數(shù)計算公式為： 4-1式中： 上墊層土料與土工膜之間的摩擦角； 土工膜鋪放坡角。由受力平衡可得平安系數(shù)為： 4-2公式推導(dǎo)為：式中：摩

44、擦系數(shù)；壩坡與水平面夾角；粘結(jié)力；混凝土保護(hù)層厚度取10；混凝土密度；受力分析時取的小塊現(xiàn)澆混凝土的體積；上述混凝土與復(fù)合土工膜的接觸面積?，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、分別計算穩(wěn)定平安系數(shù)。當(dāng)不考慮粘結(jié)力時，明顯小于35的一般要求，所以在本設(shè)計中，采用考慮粘結(jié)力，且根據(jù)文獻(xiàn)資料采用0.1 kg/cm2，此時的公式變?yōu)椋猴@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?？紤]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，使其平安系數(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

45、料采用0.577，粘結(jié)力按0.0、分別計算。由受力平衡可得平安系數(shù)為：公式推導(dǎo)如前，只是參加了土工膜重量式中：所有符號代表的意義如前，為單位面積土工膜重量。當(dāng)不考慮粘結(jié)力時，同樣不滿足35的一般要求，故也考慮粘結(jié)力為時，公式變?yōu)椋簼M足抗滑穩(wěn)定的系數(shù)要求。而實際情況是粘結(jié)力大于0.1MPa，故復(fù)合土工膜滿足抗滑穩(wěn)定要求。4.2 復(fù)合土工膜的應(yīng)力校核計算按?水利水電土工合成材料應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)SL/T225-98?規(guī)定：土工膜應(yīng)力校核采用曲線交會法來計算。其原理如以下圖： 其中的曲線1的計算公式為：。本設(shè)計采用的土工膜情況為：250m高程以上采用0.4mm厚度的復(fù)合土工膜；250m高程以下采用0.6m

46、m厚度的復(fù)合土工膜，以下采用曲線交會法進(jìn)行應(yīng)力校核計算。在水位最高的情況下，即校核洪水位情況下，進(jìn)行應(yīng)力校核：對于膜厚為0.6mm的土工膜，最危險處位于227.5m高程，此時水壓力最大，為：，取。那么按可以求出第一條T曲線。同理可求得對于膜厚為0.4mm的土工膜，最危險處位于250m高程，此時水壓力最大，為：，取，那么按可以求出第二條T曲線。用上述兩條曲線與給定的復(fù)合土工膜拉伸曲線相交，得出的交點的縱坐標(biāo)即相應(yīng)的工作拉力T，那么應(yīng)力平安系數(shù)可如下式求得：由Excel可得出以下計算結(jié)果：表4-1 復(fù)合土工膜厚度計算及強度分析表工況相應(yīng)的T相應(yīng)的TmaxKT由上表可知：表中所有平安系數(shù)均大于?水利

47、水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)SL/T225-98?中的標(biāo)準(zhǔn)要求，故土工膜厚度滿足要求。5 趾板設(shè)計5.1 設(shè)計趾板剖面直板段厚度取0.4m,小于2m,不進(jìn)行抗滑穩(wěn)定驗算。趾板的寬度可根據(jù)趾板下基巖的允許水力梯度和地基處理措施確定，其最小寬度宜為3m。允許的水力梯度宜符合表5-1的規(guī)定。表5-1 水力梯度表 風(fēng)化程度新鮮、微風(fēng)化弱風(fēng)化強風(fēng)化全風(fēng)化允許水力梯度20102051035趾板的厚度可小于相連接的面板的厚度，但不小于0.3m。趾板下游面應(yīng)垂直于面板，面板地面以下的趾板高度不應(yīng)小于0.9m，兩岸壩高較低部位，可放寬要求。中低壩的趾板應(yīng)建在強風(fēng)化巖層以下，故H/S=510。5.2 趾板剖面

48、的計算趾板橫截面如圖示：圖5-1 趾板橫截面圖1岸坡段趾板剖面夾角由下式計算： (5-1)式中： m 上游邊坡，m=1.5； (C-B) 趾板段兩端點高度之差； L 趾板段兩端點在沿壩軸線方向的距離。2河床段趾板剖面夾角由下式計算： (5-2)式中：m 上游邊坡，m=1.55；計算結(jié)果如下表：表5-2 趾板各坡角計算表位置長度寬度角度左岸13左岸2103左岸313左岸424左岸5115左岸6325左岸733河床右岸3235右岸25右岸14356 副壩設(shè)計副壩最低的底高程為267.5m，頂部與主壩平齊，為280.3m，臨水面垂直，背水面傾斜，坡度為1：0.7，頂寬與主壩相等，取為8m，擋墻高與主

49、壩相同，取1.2m。剖面設(shè)計類似于重力壩，如以下圖所示：圖6-1 副壩剖面圖6.1 副壩頂寬驗算壩底最小寬度 B= 6-1式中：H 壩高，； 混凝土容重，=24kN/m3； 水容重，3； 揚壓力折減系數(shù)，河岸取為0.35。，故取底寬為9m。6.2 強度和穩(wěn)定驗算采用摩擦公式，計算校核水位下的抗滑穩(wěn)定平安系數(shù)： 6-2式中： 作用于滑動面以上的力在鉛直方向分量代數(shù)和； 作用于滑動面以上的力在水平方向分量代數(shù)和； 作用在滑動面上的揚壓力； 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0.50.6，取0.5。6.2.1 荷載計算副壩受力見圖6-2示：圖6-2 副壩計算簡圖1、

50、揚壓力：；考慮在河岸段，揚壓力折減系數(shù)=0.35，故排水孔處揚壓力折減為： ；排水孔設(shè)置在離上游面2.5m處，故總揚壓力為：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。前面已經(jīng)算出為8.8KN。3、靜水壓力 4、壩體自重 采用摩擦公式，計算校核水位下的抗滑穩(wěn)定平安系數(shù)： 6-4式中： 作用于滑動面以上的力在鉛直方向分量代數(shù)和； 作用于滑動面以上的力在水平方向分量代數(shù)和； 作用于滑動面上的揚壓力； 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，取。由上計算得：由?水工建筑物?表2-7得：“3級建筑物，特殊組合下?lián)鯄Φ淖钚∑桨蚕禂?shù) ，

51、故滿足要求。6.2.3 壩體強度驗算可按?混凝土重力壩設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?DL5108-1999采用分項系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計方法：用材料力學(xué)法算出壩址、壩踵處的應(yīng)力以及折點截面處壩體的上下游面應(yīng)力，分別取完建工況和校核洪水工況進(jìn)行應(yīng)力校核。 完建工況在完建工況下，上游并未蓄水，由于擋墻體積較小，故可認(rèn)為折坡處應(yīng)力滿足要求，只需驗證壩基面應(yīng)力狀況。重力對底面形心的彎矩M：經(jīng)過計算，壩基面最大最小應(yīng)力分別為0.37MPa和0.19MPa，并不出現(xiàn)拉應(yīng)力，而且應(yīng)力小于25MPa，故滿足條件。 校核洪水工況此工況下應(yīng)該分別計算折坡處和壩基面的應(yīng)力狀況。壩基面：重力 順時針折坡面：重力 靜水壓力 那么各種力對該面形心

52、的合力矩為經(jīng)過計算，壩基面的最大最小應(yīng)力分別為0.42MPa和0.04MPa，折坡面的最大最小應(yīng)力為0.47MPa和0.084MPa，也滿足要求。7 泄水建筑物非專題8 施工組織設(shè)計8.1 攔洪高程8.1.1 隧洞斷面型式、尺寸導(dǎo)流隧洞直徑為2.4m，隧洞進(jìn)口底高程為227.5m,出口底高程為226.5m，隧洞長200m,底坡為0.125%。計算的根本原理同上面的調(diào)洪演算，所用公式為：式中：流速 Ho：進(jìn)口水深 ：出口水深假定幾個隧洞的下泄流量，分別計算出相應(yīng)的上游水位，由于隧洞較小，故隧洞下泄能力曲線和流量水位關(guān)系曲線一般會相交在有壓段，故只畫出有壓局部的下泄流量與水位關(guān)系曲線。表8-1 流

53、量水位關(guān)系曲線Q壩址水位hpvHo水庫水位Q壩址水位25228.44 1.94 5.53 4.09 231.59 25228.44 30228.52 2.02 6.63 5.12 232.62 30228.52 40228.67 2.17 8.84 7.68 235.18 40228.67 60228.92 2.42 13.26 14.83 242.33 60228.92 65228.98 2.48 14.37 17.04 244.54 65228.98 70229.04 2.54 15.47 19.43 246.93 70229.04 75229.09 2.59 16.58 21.98 24

54、9.48 75229.09 80229.14 2.64 17.68 24.70 252.20 80229.14 90229.23 2.73 19.89 30.65 258.15 90229.23 120229.49 2.99 26.53 52.62 280.12 120229.49 160229.77 3.27 35.37 91.52 319.02 160229.77 200230.03 3.53 44.21 141.40 368.90 200230.03 圖8-2 隧洞下泄能力曲線增加庫容下泄流量Q(m3/s)相應(yīng)水位Zm300155250150508.1.2 計算結(jié)果按以上計算結(jié)果繪制隧洞

55、泄流能力曲線與P=5%洪水曲線，見附圖：查圖，得攔洪水位254m，取平安超高2m，故壩體的攔洪高程為256m, 下泄流量為80m3/s。8.2 主體工程量計算8.2.1 計算公式及大壩分期說明根據(jù)大壩分期，各期工程量按以下公式計算(梯形河谷)： (8-3)式中： 計算局部壩體工程量,m3； 計算局部頂部長度,m； 計算局部底部長度,m；H 計算局部壩體高度,m；B 計算局部壩體頂寬,m； 計算局部壩體上、下游邊坡坡度。大壩各期平均施工強度Q粘土、砂礫 (8-4)圖8-4 梯形河谷及大壩剖面示意圖圖8-5 大壩分期示意圖8.2.2 計算過程表8-3 各期施工工程量計算表部位HLlm1m2bVm上

56、游圍堰3.00 88.75 66.00 1.50 1.40 5 2120.89 下游圍堰0.00 0.00 2120.89 27.50 143.25 60.50 1.55 1.53 99379938.74 一期大壩252-2564.00 154.75 143.25 1.55 1.53 8353092.13 二期大壩256-27418.00 208.25 154.75 1.55 1.53 28 177588.18 6.30 219.50 208.25 1.55 1.53 823737.29 注：1.由于所給地形條件有限，下游圍堰確切位置無法確定，故將其大致取為工程量等于上游圍堰。256m高程，由

57、于馬道處參數(shù)有變化，故將其分為兩段來計算。8.2.3 計算結(jié)果表8-4 主體工程量及施工強度施工分期說明位置高程()圍堰224.5256256274工量()施工工期有效工日(天)2011123645平均施工強度()最大施工強度()8.3 工程量清單計算8.3.1 堆石壩工程量計算將堆石壩沿壩軸線方向分為六個壩段，繪制出每個壩段的平均斷面，再由各壩段長度求得工程量。各壩段的平均斷面示意圖如以下圖圖中：綠線為地面線，紅線為開挖線。圖8-6 堆石壩平均斷面 查圖可得，各斷面每米工程量見表7-4： 表8-4 堆石壩各段面每米工程量計算表 單位：m3壩段長度開挖現(xiàn)澆混凝土保護(hù)層無砂混凝土下墊層過渡層主堆

58、石區(qū)下游堆石區(qū)塊石護(hù)坡1單寬32合計65362單寬合計3單寬156合計9438117264單寬合計5單寬合計總工程量 8.3.2 副壩工程量計算將副壩沿壩軸線方向分為三個壩段，繪制出每個斷面，求出副壩的平均斷面，再乘以副壩長度求得工程量。所取壩段的斷面如以下圖：圖中：紅線為地面線，藍(lán)線為開挖。圖8-7 副壩壩段2斷面查圖得，各斷面每米工程量見表8-6：表8-5 副壩各段面每米工程量計算表 單位：m3序號剖面123一壩基面開挖二壩體混凝土表8-6 副壩各段面及總工程量計算表 單位：m3各壩段工程量及合計m3)分區(qū)過渡段壩段2壩段3合計長度5516開挖混凝土32121062.4 8.3.3 趾板工

59、程量計算趾板共分為11段，其工程量計算見表8-8：表8-8 趾板各段面及總工程量計算表趾板左岸1左岸2左岸3左岸4左岸5左岸6左岸7河床右岸3右岸2右岸1單寬面積2長度1013241132332343分段工程量46總工程量8.3.4 L型擋墻工程量計算L型擋墻長度主壩段單寬工程量主壩段工程量副壩段長度副壩單寬工程量副壩工程量總工程量2238.4 堆石體施工機械選擇及數(shù)量計算8.4.1 機械選擇開挖機械：正向鏟 W200(2m3)；運輸機械：自卸機車 佩爾利尼T20(載重量20T,容積11.7 m3)；壓實機械：振動碾 YT3-50。8.4.2 機械生產(chǎn)率及數(shù)量計算8.4.2.1 周期性運行機械生產(chǎn)率及數(shù)量 (8-5)式中： 土斗或車箱幾何容積； 土斗或車箱的充盈系數(shù)； 時間利用系數(shù)； 體積換算系數(shù)； 機械運行一次循環(huán)時間； 挖土機裝滿一車的斗數(shù)； 挖土機循環(huán)工作的時間；可取12.5分鐘，包括調(diào)車、等待時間。(1) 正向鏟挖掘機：， 那么：。(2) 自卸機車：，(3) 振動碾的生產(chǎn)率： 8-6式中：V 碾壓機開行速度，V=1500m/h；B 滾筒長度(m), B=2.0m；C 搭接長度(m)，C=0.2m；h 鋪土厚度(m)，h=0.8m；n 壓實遍數(shù)，n=6； 時間利用系數(shù)，； 體積換算