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1、河海大学水工建筑物课程设计0目录第一章 工程参数及基本资料.1 一 工程参数 .1 二 基本资料 .1 第二章 工程等级及设计标准.3 一 确定工程等级 .3 二 设计标准 .3 第三章 枢纽布置.3 一 选择坝轴线和坝址 .3 二 结构布置 .3 第四章 剖面设计.4 堰顶高程、校核洪水位及坝顶高程的确定 .4 一 溢流坝下泄流量的确定 .4 二 溢流空口尺寸的确定 .4 三 溢流坝堰顶高程确定 .4 四 校核洪水位的确定 .5 五 坝顶高程的确定 .5 非溢流坝剖面设计 .5 一 剖面尺寸的确定 .6 二 确定实用剖面尺寸 .6 非溢流坝段稳定和应力分析 .7 一 荷载组合及荷载计算 .7
2、 稳定验算 8 应力（强度）验算 8 第五章 溢流坝剖面设计和应力稳定分析10 一 溢流坝剖面拟定 11 二 消能效果估算 12 第六章 坝体细部构造及地基处理13 一 坝顶结构 13 二 坝体分缝 13 三 坝内廊道 14 四 坝的地基处理 14河海大学水工建筑物课程设计0第一章第一章 工程参数及基本资料工程参数及基本资料一一 工程参数工程参数工程效益坝底高程 （m）正常蓄水 位（m）设计洪水 位发电死水 位（m）防洪灌溉面积 （万亩）装机 （万千瓦）130227.7229.7183保证下游 两库的抗 洪保坝安 全34.04.0二二 基本资料基本资料1. 地形资料，见地形图，虚线为新鲜岩面的
3、等高线。 2. 坝址处的水位流量关系曲线 流量 （m3 /s）401202006001000200030004000500060007000水位 （m ）134. 44134. 78135. 40136. 20136. 80137. 80138. 60139. 20139. 80140. 30140. 803.水库库容关系曲线 高 程 （m ）135145155165175185195205215225235245容 积 （1 06m3 ）0.0 11.7 58.3 838. 2044. 22876. 23120 .97179 .26254 .00349 .60466 .10683 .304.
4、设计洪水河海大学水工建筑物课程设计1由实测及历史调查资料，经频率分析，推得 Q=1400m3/sec，Cv=1.0，Cz=3.5Cv ，其频率曲线为 P（%）0.21251050 Qp(m3/sec )1073073105920416029201850对应 P=0.2%的 Q0.2%=10730m3/sec ，由调洪演算求得对应的设计洪水下泄流 量 Q=4450m3/sec , P=0.1%的 Q0.1%=12000m3/sec ，经调洪演算求得对应的下泄 流量 Q=5530m3/sec 。 5.气温与风速风向月 份123456789101112最 低 气 温 （ ）- 15. 3- 14.
5、2- 7.8- 0.14.711. 419. 015. 19.01.3- 6.1- 9.3最 大 风 速 （m /se c）10151213109111088109风 向按基本垂直坝轴线考虑吹 程 （k m）10.06.泥沙淤积：库区植被茂密可以不考虑泥沙淤积。 7.地震按 8 度烈度计算。 8.坝址地质：岩性为花岗岩，强度较高，两岸节理，裂隙发育，单位吸水率 0 ，不出现拉应力。故坝的强度能满足应力控制标准。y3.溢流坝的结构布置 （1）闸门布置 溢流坝上设工作闸门和检修闸门 a.工作闸门：常用平面门和弧形门，一般布置在溢流堰堰顶点，以 减 小闸门高度 b检修闸门：位于工作闸门之前，全部溢流
6、孔通常只备有 12 个检修闸门，供检修工作闸门交替使用（都采用平面闸门） （2）闸墩 a.闸墩的长度应满足工作桥，交通桥及启闭机布置的要求，取长度 L= 30m b闸墩的厚度应满足强度和布置门槽的要求，取宽度为 d=4.0 m c.闸墩的高度取决于闸门和启闭机的形式，应保证开启后闸门的底 缘高出水库最高洪水位，并保留有一定的安全超高，与非溢流坝坝顶齐 平，取闸墩高程=234.68 m d平面闸门门槽深 0.52.0m，取 1.0m （3）边墩和导水墙 在溢流坝和非溢流坝段设边墩，边墩向下游延伸成为导水墙。导墙 长度一般延伸至消力池末端，采用挑流消能，至少延伸至挑坎末端，导 水墙墙顶高出水面 1
7、m，导墙厚 1.5m。第五章第五章 消能设计及消能效果估算消能设计及消能效果估算一消能设计一消能设计因为该溢流坝水头高，下游有一定的水垫深度，岩基条件良好，故采用挑 流消能方式。算坝型时采用连续挑流鼻坎，其优点有构造简单，施工方便，水 流平顺，射程较远，挑射角为 20，反弧段半径 R= 16 m， 鼻坎高程=142 m，高出下游水位 12m，以利于挑流水舌下游的掺气。二二 消能效果估算消能效果估算（1）挑射距离的确定 )(2sinsincos2122 11hhgvvgvLc其中： L：水舌挑距（m）鼻坎末端至冲刷坑最深点的水平距离河海大学水工建筑物课程设计12V1：坝顶表面流速(m/s)取平均
8、流速 Vc的 1.1 倍 ：鼻坎挑射角度 h1：hccos 坝顶水深的铅直投影高度 h2：坝顶至河床表面高差（m） g：重力加速度 得 L= 133.14 m （2）挑流冲坑最大水深 T11. 089. 0r44. 2kzhT k其中：: 冲刷坑系数，对于坚强完整的类良好的岩石rk=0.71.1（均值为 0.9） ，坚强而不完整的类中等岩石=1.11.4（平均rkrk值 1.25） ，软弱破碎的类质量差的岩石=1.41.8（平均 1.60） ，本次取rk0.9：鼻坎单宽流量 q 所决定的临界水深，并取kh32/qghkZ：上下游水位差，取较大情况为校核洪水位。得 T=28.17 m 7.352
9、.55 故为安全设计。stT第六章第六章 坝体细部构造及地基处理坝体细部构造及地基处理一一 坝顶结构坝顶结构坝顶采用实体结构，顶面按路面设计，在坝顶布置排水系统和照明设备。二二 坝体分缝坝体分缝混凝土重力坝在运用期由于温度变化发生伸缩变形和地基可能产生不均 匀沉降而引起裂缝，以及为了适应施工期混凝土浇筑能力和温度控制等， 设置垂直坝轴线横缝和平行于坝轴线纵缝。1.横缝及止水 永久性横缝将坝体沿坝轴线分成若干坝段，缝面为平面，不设键槽，不河海大学水工建筑物课程设计13进行灌浆，缝的宽度取为 1cm。缝内用沥青油毛毡填充，横缝的间距即坝 段长度为 20m，溢流坝段每个坝段长为 20m。 为防止水流
10、沿横缝渗漏，缝内设止水设备，采用两道金属片和一道防渗 沥青井，金属止水片厚度为 1.01.6mm，在缝中弯折成 U 型，止水片埋入 混凝土长度为 20cm，第一道止水片距离上游坝面约为 0.52.0m。以后各 道止水间距离为 0.51.0m。沥青井方形，尺寸为 25X25cm，预支混凝土 块高 1m 厚 10cm，止水设备必须与坝基连接，止水片下端伸入基岩 40cm，沥青井埋入基岩 30cm，止水下游设排水孔，孔径取为 15cm。2.纵缝和水平缝 纵缝是为了适应混凝土的浇筑能力和减小施工期温度而设置的临时缝， 纵缝的布置为垂直纵缝，纵缝的间距为 15cm，为加强坝体的整体性，缝面 设置键槽，坝
11、体排水。 为减少渗水对坝体的有害影响，降低坝体中的渗透压力在靠近上游坝面 处设置排水管，将坝体渗水由排水管排入廊道再由廊道汇集集水井，用水 泵排向下游，排水管至上游坝面距离为 6m，排水管间距为 3 米，管内径为 25cm。三三 坝内廊道坝内廊道基础帷幕灌浆廊道沿纵向设在坝踵附近，廊道上游壁到上游坝面的距离 应不小于 0.050.1 倍水头，且不小于 45m，取 6m。宽度 2.53m，取 3m；高度 3.03.5m，取 3.5m。坝体纵向排水检查廊道一般靠近坝的上游 侧面每隔 1530m 高差设计一层，取高差为 20m，基础廊道距基面距离不 小于 1.5 倍底宽，即 4.5m，取 5m。基础
12、灌浆廊道轴线成沿地形向两岸逐 渐升高，纵坡度一般不宜陡于 4050。四四 坝的地基处理坝的地基处理1.坝基的开挖和清理 坝基开挖是把覆盖层及风化破碎的岩石挖掉，使大坝直接建在完整的基 岩上。坝基开挖深度对于高坝应挖到新鲜或微风化下部的基岩，坝基开挖 的边坡为 1:1（注意修改，不同的设计不一样）（注意修改，不同的设计不一样） 。 2.坝基的固结灌浆 当基础岩石比较良好，仅在坝基处上游，下游应力较大的地区进行灌浆。3. 坝基帷幕灌浆 （1）帷幕深度 根据岩基透水性，坝体承受水头和降低坝底渗透压力的要求确定， 相对不透水层深度在单位吸水率 =0.01 升/分米时为 20m，因而 帷幕深度不小于 25m。河海大学水工建筑物课程设计14（2）帷幕厚度 根据帷幕灌浆允许的渗透坡降确定，帷幕钻孔方向垂直，因基岩较 完整。 4.坝基排水设施 为收集并排走由地基渗透过来的水，进一步降低坝体扬压力，在防渗帷 幕后设排水系统。
