土坝坝顶高程计算说明书.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流土坝坝顶高程计算说明书.精品文档.土坝坝顶高程计算说明书1 计算基本资料达兰河流域属大陆性气候，其特点是光照充足，夏季炎热，冬季寒冷，干燥少雨，蒸发量大，春季多风，库区最大风速18m3/s,多年平均最大风速12.6m3/s,风向多顺河，风向基本上与坝轴线正交，吹程D=5.3km。东田水库属内陆峡谷水库。东田水库枢纽工程的特征水位如下：l 死水位1400.0ml 正常蓄水位1435.5ml 设计洪水位1437.66ml 校核洪水位1440.25m本工程地震基本烈度为度，根据中华人民共和国国家经济贸易委员会发布的水工建筑物抗震设计规范（DL507

2、32000）总则所述：设计烈度为度时，可不进行抗震计算，但对1级水工建筑物仍应按规范采取适当的工程措施。2 设计计算情况根据中华人民共和国水利部发布的碾压式土石坝设计规范（SL274-2001），第5.3.3条，坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按以下运用条件计算，取其最大值：(1) 设计洪水位加正常运用条件下的坝顶超高超高；(2) 正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高；(3) 校核洪水位加正常运用条件下的坝顶超高；(4) 正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高，再按本规范5.3.2条规定加地震 安全加高。本工程地震基本烈度为度，故由水工建筑物抗震设计规范（DL50732000）知不考虑地

3、震加高。第5.3.4条规定：当坝顶上游侧设有防浪墙时，坝顶超高可改为对防浪墙顶的要求。但此时在正常运用条件下，坝顶应高出静水位0.5m；在非常运用条件下，坝顶应不低于静水位。第5.3.5规定，设计计算风速的取值应遵循下列规定：(1) 正常运用条件下的1级、2级坝，采用多年平均年最大风速的1.52.0倍；(2) 正常运用条件下的的3级、4级和5级坝，采用多年平均年最大风速的1.5倍；(3) 非常运用条件下，采用多年平均年最大风速。本次设计大坝为3级，故正常运用情况下，采用多年平均年最大风速的1.5倍，即：W=12.61.5=18.9m/s；非常运用条件下，采用多年平均年最大风速，即：W=12.6

4、m/s。 第5.3.6规定坝顶应预留竣工后的沉降超高。3 坝顶超高计算混凝土面板堆石坝的设计中坝顶上游常采用高防浪墙，采用高防浪墙可以减少较多的坝体填筑量，节省工程投资。防浪墙高一般为46m，且与混凝土面板相结合。故面板坝的坝顶超高应采用重力坝的坝顶超高计算公式进行计算。3.1 坝顶超高计算公式防浪墙顶高程由各种水库静水位加超高h所得数值的最大值确定。(1) 根据中华人民共和国水利部发布的混凝土重力坝设计规范（SL319-2005），第8.1.1条，坝顶在水库静水位以上的超高按下式计算： （附录C-1）式中： 防浪墙顶至特征水位（正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位）的高差，m；频率为1%的波高

5、，m；波浪中心线至特征水位（正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位）的高差，m；安全超高，m；由碾压式土石坝设计规范 （SL 274-2001）表5.3.1查得3级建筑物设计情况为=0.7m，山区、丘陵区的校核超高=0.4m。(2) 由碾压式土石坝设计规范 （SL 274-2001）附录A.1波浪计算知，对于内陆峡谷水库，当设计计算风速W20 m/s, ，吹程D=5.3km20km时，波浪的波高和平均波长可采用官厅水库公式计算： (附录C-2) (附录C-3) 式中： h当=20250时，为累积频率为5%的波高，m；当=2501000时，为累积频率为10%的波高，m。 g重力加速度（m2/s），g

6、=9.81m2/s； D吹程，km，D=5.3km；W设计计算风速，正常运用情况时W =18.9 m/s，非常运用情况时W =12.6m/s； Lm平均波长，m。(3) 波浪中心线至水库特征水位（正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位）的高差可由下式计算： （附录C-4）式中： H挡水建筑物迎水面前的水深，m,设计所选坝址处原河床底部高程为1384.0m, H正=51.5m, H设=53.66m, H校=56.25m。3.2 竣工后坝体预留沉降附表C-1 超高值及防浪墙顶高程计算统计表列表项目正常运用情况非常运用情况设计洪水位+正常超高正常蓄水位+正常超高校核洪水位+非常超高正常蓄水位+非常超高1

7、=+防浪墙顶 高程Z(m)1440.3161438.1561442.0051437.255特征水位Z(m)1437.661435.51440.251435.5=+超高值h(m)2.6562.6561.7551.755水头H(m)53.6651.556.2551.5吹程D（km）5.3设计计算 风速V0(m/s)18.912.6V02357.21158.76gD/V02145.553327.494平均波长Lm(m)11.59311.5937.7247.724波高h(m)1.1391.1390.6860.686累计频率为1%的波高h1%1.4141.4140.9710.971h1%2/Lm0.54

8、20.5420.3840.3842H/Lm29.08327.91345.76041.895cth(2H/Lm)1111波浪中心线至特征水位的高差hz(m)0.5420.5420.3840.384安全加高hc(m)0.70.70.40.44 坝体预留竣工后沉降超高确定根据规范碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）第5.3.6条知，坝体应预留竣工后沉降超高，各坝段的预留沉降超高应根据相应坝段的坝高而变化，预留沉降超高不应计入坝的计算高度，在坝体中段预留竣工后沉降超高值为0.30.5m。同时混凝土面板堆石坝设计规范（SL228-98）第5.1.4条也规定：坝顶应预留沉降超高，其值可参考类似工程

9、确定。沉降超高的设置应由坝头处的零值，渐变到坝最高处得最大值，用局部放陡顶部坝坡实现沉降超高。现拟定坝体沉降为1.0m。5 结论及结果分析5.1 结论根据附表C-1计算结果，取最大值为防浪墙顶高程，即校核洪水位加非常运用条件下的坝顶超高值，现取值为1442.01m；墙顶高出坝顶1.2m,坝顶高程为1440.81m。5.2 结果分析面板坝坝顶高程计算不同于一般土石坝的坝顶高程计算，面板坝的防浪墙与面板紧密结合且为高放浪墙，波浪多数会沿防浪墙上爬；一般的土石坝防浪墙是和把内部防渗体相结合，波浪是沿坝坡向上攀爬。二者性质截然不同，计算原理自然不同。面板坝的波浪运动原理类似于重力坝，故而超高应按照重力坝的超高计算公式计算更为合理些。另外，按不同方法计算超高相差较大，按土石坝的计算超高值比按重力坝的计算超高值要大相当大的尺寸，这样面板坝按重力坝公式计算，可以又减少坝体填筑量，降低工程投资。综上所述，按此法设计更为经济合理些。