《土石坝电算》课程设计面板堆石坝设计

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1、土石坝电算课程设计 土石坝电算课程设计学生姓名： 学 号： 专业班级： 水利水电(1)班 指导教师： 二一一年六月十七日目 录前言 第一章 设计工程概况1 11 流域概况及枢纽概况1 12 地形地质1 13 建筑材料1 14 水文2 15 气象2 16 其他有关资料2第二章 坝剖面设计2 21 坝顶高程确定2 22 坝顶宽度确定6 23 坝坡确定6 24 坝面排水6 25 确定建基面6 26 堆石体材料分区7 27 面板及防渗结构设计8 28 分缝和止水设计9第三章渗流稳定计算分析 11 31 渗流计算1132 手算稳定计算12 33 电算稳定计算16第四章 地基处理22 41 趾板区基础开挖

2、及处理22 42 堆石体坝基处理22 43 地基缺陷处理22 44 基础固结灌浆与帷幕灌浆22第五章 结束语23 51 成果评价23 52 问题展望23 53 课设感受24参考文献 25 前言根据水工建筑物课程教学大纲的要求，安排1周时间进行土石坝电算课程设计。其目的与要求：1、课程设计安排在“水工建筑物”课程内容学习完成之后进行，课程设计作为综合性实践环节，是对平时作业的一个补充，课程设计包括土石坝设计的主要理论与计算问题，通过课程设计可以达到综合训练的目的。2、课程设计的目的，是使学生融会贯通“水工建筑物”课程所学专业理论知识，完成土石坝较完整的设计计算过程，以加深对所学理论的理解与应用。

3、培养综合运用已学的基础理论知识和专业知识来解决基本工程设计问题的初步技能，全面分析考虑问题的思想方法、工作方法。3培养设计计算、绘图、编写设计文件、使用规范手册和应用计算机的能力。4提高查阅和应用参考文献和资料的能力。第一章 设计工程概况1 1 流域概况及枢纽任务某水库枢纽位于某河上游，全河流域面积5863km2，流向自北向南，干流的平均比降为2%-3%。流域内多石山，小部分为丘陵，水土流失不严重。本枢纽工程是以发电为主兼顾灌溉和供水的综合利用工程，水库的总库容为1450万m3，发电引水高程为197.5m，最大引水流量为73m3/s，发电装机容量3万kW。灌溉下游左岸耕地2.3万m2，灌溉最大

4、引水流量35m3/s，引水高程202.5m。1 2 地形地质坝址处的岩体可大致分为新鲜岩石、弱风化、强风化及河床卵石覆盖层。河槽高程为181.8m，河槽处卵石覆盖层为4m，强风化层厚度为3m，弱风化层厚度为6m，基岩岩体较完整，无特殊不利地质构造。两岸风化较深呈带状，覆盖层较少，厚度一般地2-3m ，强风化层厚12m，弱风化层厚度为58m，坝址两岸均为花岗岩，岩石坚硬，裂隙不发育。1 3 建筑材料 粘土料、砂料、石料在坝址上、下游均有，坝址下游5公里以内砂储量丰富，可供建筑使用。表1-1 土石料计算参数材料重度kN/m3含水量%孔隙摩擦角(度)凝聚力kPa渗透系数K(cm/s)粘土18.728

5、e=0.65171533.610-4砂砾料19.519n=25%3506.010-2土石料2022e=0.4528101.810-3堆石料2215n=25%38014 水文 坝址以上控制集雨面积128km2，多年平均流量3.5 m3/s，平均年径流量9776.2 m3。 经水文水利规划(工程等别为三等，经调洪演算)得：上游设计洪水位为235.0m，相应的下游水位为184.2m，库容为1135万m3，岸边溢洪道相应的泄量为1238 m3/s；上游校核洪水位为236.5m，相应的下游水位为185.3m，库容为1243万m3，岸边溢洪道相应的泄量为1675 m3/s；上游正常高水位为233.2m，相

6、应的下游水位为183.5m，库容为898万m3；死水位为200m，相应的库容为42万m3。15 气象 本地区洪水期多年平均最大风速12m/s，水库的风区长度（吹程）为2.6km。16 其它有关资料 坝基弱风化上限高程为174.8m，岸边溢洪道堰顶高程取为226.5m。第二章 坝剖面设计21 坝顶高程确定坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应分别按以下运用情况计算，取其最大值：A、正常蓄水位+正常运用条件的坝顶超高；B、设计洪水位+正常运用条件的坝顶超高；C、校核洪水位+非常运用条件的坝顶超高；D、正常蓄水位+非常运用条件的坝顶超高+地震安全超高。 坝顶安全超高d的计算公式为：-最大波浪在坝坡

7、上的爬高，m -最大风浪引起的坝前水位壅高，m -安全加高，m其中风浪引起的坝前水位壅高：（因为m=1.4，1.25m1.5时，可由m=1.25和m=1.5的计算值按内插法确定） m=1.5时，波浪在坝坡上的爬高：m=1.25时，波浪在坝坡上的爬高：式中： -综合摩阻系数(可取) -设计风速，（取12） -库水平均水深，m（取51.4m） -风向与坝轴线法线方向的夹角（取）。-分别为设计波高（m）和波长（m）-坝坡糙率渗透系数（取0.90）-经验系数（取1.0）D-有效吹程(m)（取2600m）坝顶高程等于水库静水位与超高之和，并分别按以下运用情况计算，取其最大值：A. 正常蓄水位+正常运用条

8、件的坝顶超高 （采用混泥土护面） （）m=1.5时：m=1.25时：m=1.4时，内插法得： （e很小，所以忽略不计。） （大坝等级为3级）B. 设计洪水位+正常运用条件的坝顶超高 （采用混泥土护面） （）m=1.5时：m=1.25时：m=1.4时，内插法得： （e很小，所以忽略不计。） （大坝等级为3级）C. 校核洪水位+非常运用条件的坝顶超高 （采用混泥土护面） （）m=1.5时：m=1.25时：m=1.4时，内插法得： （e很小，所以忽略不计。） （大坝等级为3级）D. 正常蓄水位+非常运用条件的坝顶超高+地震安全超高 （采用混泥土护面） （）m=1.5时：m=1.25时： m=1.4时

9、，内插法得： （e很小，所以忽略不计。） （大坝等级为3级）表2-1 坝顶高程计算表工况计算风速V风壅高度e波浪爬高R安全加高(m)坝顶超高坝顶高程（m/s）（m）（m）正常运用非常运用地震涌浪（m）（m）正常运用正常蓄水位180.0031.60.72.3235.5正常运用设计洪水位180.002911.60.72.3237.3正常运用校核洪水位120.001261.00.41.4237.9正常运用+地震180.0031.60.41.03.0236.2表2-2 各种情况下坝顶高程工况坝顶高程最大坝顶高程正常蓄水位+正常运用条件的坝顶超高233.2+2.3=235.5m237.9m设计洪水位+正

10、常运用条件的坝顶超高235.0+2.3=237.3m校核洪水位+非常运用条件的坝顶超高236.5+1.4=237.9m正常蓄水位+非常运用条件的坝顶超高+地震安全超高233.2+3.0=236.2m面板坝顶部上游面普遍设置L形钢筋混凝土防浪墙，防浪墙底部宜高出正常蓄水位，取墙高4米，因此坝顶高程为防浪墙高程减去防浪墙高度1.2 m，则坝顶高程为236.7 m。防浪墙底部要求高于正常蓄水位，其底部高程为233.9m正常蓄水位233.5m，故满足要求。当地震烈度不大于6度时，不考虑地震影响。坝高=坝顶高程-河槽高程=236.7-181.8=54.9 m，30m坝高54.9m70m，属于中坝。22

11、坝顶宽度确定坝顶宽度一般58m，相应于面板顶部高程的宽度不应小于9m，以满足面板施工时浇筑平台的需要，本设计取10m，图2-1为坝顶结构详图。图2-1 坝顶结构详图23 坝坡确定上游面采用1:1.4，下游面采用1：1.3；高程220m，200m处各设一马道，马道宽2.5m。24 坝面排水由于面板后堆石透水性好几乎不受渗透力的影响，故可不设坝体排水，而只设坝面排水。坝轴向排水沟设于马道内侧，尺寸为0.2m0.3m(深宽)，顺坡向排水沟设置四道，排水沟均用浆砌石砌筑。25确定建基面面板堆石坝基础开挖深度，因河槽高程为181.8m，河槽处卵石覆盖层为4m，强风化层厚度为3m，弱风化层厚度为6m，混凝土面板堆石坝建基面不需要开挖，只需清除表面的腐植土，所以河床处大坝建基面的高程为181.8m。趾板要求开挖到强风化下限，河床处趾板建在174m高程上。26堆石体材料分区根据运行期间对坝体各部位