重力坝设计毕业.doc

《重力坝设计毕业.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重力坝设计毕业.doc（51页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、_目录48_1基本资料1.1.流域概况 嘉陵江是长江上游左岸的主要支流，发源于陕西凤县东北的秦岭山脉，流经陕西、甘肃、四川、重庆四省（直辖市），干流全长1120km，落差有2300m，平均比降2.05，全流域面积为15.98万平方千米，占长江流域面积的9%。嘉陵江水系发育，自上而下主要支流有西汉水、白龙江、东江、西河、渠江、涪江等。嘉陵江流域大部分属亚热带湿润季风气候。在中下段的盆地区，冬季温暖多雾，霜雪少见，上游段山区则冬季寒冷，霜雪较多，又多风暴，往往一雨成灾。春夏时节，流域内降雨自东向西移动，若遇季风弱而迟，则西部常形成春旱和初夏干旱天气。流域内年降水量在1000毫米以上，其中50%集中

2、在79月。而且降雨在区域上分布上很不均匀，一般聚集在盆地边缘的降水大于盆地中部。中游南充至合川的年径流量为300400mm；下游合川至重庆为400500mm；而南充至苍溪为川中径流量深低值区，仅300mm；中游苍溪以上至广元的大滩场，由300mm递增到600mm。流域多年平均径流量为698.8亿立方米，主要集中在汛期510月，汛期干流水量占全年径流量的75%83%，非汛期在11月到次年的4月，占17%25%。1.2水文气象特征坝址地区雨量丰沛，资料显示其多年平均降水量为995.8，多年平均流量598，相应多年平均径流量189亿，径流深309。多年平均气温16.6，多年平均风速1.9，多年平均最

3、大风速为13.2，多年平均地面温度19.2，多年平均水温15.5 。坝址区河段平直开阔河谷呈浅U形，谷底宽200350，在正常蓄水位458高程处谷宽778856，左侧为主河槽,枯水位370371，水面宽170200水深1.54.5河床覆盖层最厚处约13.5，基岩顶板高程352.9364 6。水库规划指标：水库正常蓄水位458，设计洪水位461.3，相应洪峰流量34500，校核洪水位463，相应洪峰流量37610，总库容40.67亿，防洪库容19.56亿，坝前淤沙高程373。表1-1 坝址各频率洪峰流量频率（P）%10.50.20.10.02洪峰流量（m3/s）28000308003250034

4、700396001.3地质条件（1）地形地貌 嘉陵江由北北西向南南东流经坝址区，流向170，河段平直开阔，呈浅“U”型河谷，谷底宽170350m，高程458m处谷宽778856m。河床左侧为主河槽，枯水位370371m、相应水面宽170200m、水深1.14.5m。河床覆盖层厚度一般610m，最厚处约13.5m，基岩顶板高程352.86364m。左岸山体宽厚，临江峰顶高程657.8m，岸坡中部高程480400m间为缓坡平台，平台宽150360m，长2500m，台面高程自上游至下游降低，斜坡段地形坡度2025。右岸山体临江峰顶高程550m，岸坡中分布两级缓坡平台，下级高程390410m，台地宽1

5、20150m，长大于500m，上级缓坡平台高程445460m，台地宽100120m，长约500m，斜坡段地形坡度1520。（2）地层岩性坝区出露地层为白垩系下统苍溪组（K1c）砂岩、粉砂岩、粘土岩，总厚度480m，为软硬相间不等厚的层状岩层。主要层位有K1c6-1、K1c4-2、K1c3-2、K1c2-3、K1c2-1等5层，除K1c4-2层为长石石英砂岩结构较疏松，为软岩外，其余4层均为较坚硬的岩屑砂岩，其中河床坝基下K1c2-1层砂岩厚2328m。坝区第四系分布较广，主要为河流冲积与崩滑堆积。河床冲积砂砾石厚613.50m；左岸古滑体厚度一般2040m，最大厚度63m。（3）地质构造坝址处

6、于九龙山背斜东南翼，岩层走向3060，微倾下游偏左岸，倾角15，未见断层。砂岩中两组陡倾角裂隙较发育，一组走向350360，倾向东或西，倾角7090；一组走向7590，倾向南或北，倾角7090。（4）水文地质坝址地下水按赋存介质可分为孔隙水、裂隙水和孔隙裂隙水。地下水主要以井、泉形式排泄于地表，流量较小，季节性变化大，砂岩层间裂隙水局部微具承压性，地下水水力联系差。地表水、地下水水质对砼均无侵蚀性。岩体透水性具有较明显的层状特征与不均一性，两岸砂岩中等透水；K1c4-2长石石英砂岩中强透水，粘土岩、粉砂岩和河床分布的砂岩为弱透水或微透水。（5）岩体风化与卸荷岩体风化受岩性和环境制约，不同部位表

7、现不同的风化特点。河床及漫滩基本上是微风化带，厚度小于3m；谷坡地带全强风化带厚度多小于2.0m，弱风化带厚度328m；左岸崩滑体平台下伏基岩全强风化带 厚度小于1.0m，弱风化带约4m左右。岩体卸荷与岩性、微地貌相关。江边岩体卸荷水平宽度较小，卸荷水平宽度一般小于20m，最大可达37m（平硐PD5）；两岸岸坡中部（460m平台以下）卸荷带水平宽度2566m，460m平台以上岸坡卸荷带水平宽度左岸较大，卸荷水平宽度6985m，右岸卸荷水平宽度4352m；砂岩的卸荷宽度大于粉砂岩或粘土岩的卸荷宽度。1.4工程枢纽任务本枢纽经过技术经济调查阶段，以及水利、水能计算，提出了如下参数，作为进行建筑物设

8、计的依据。正常蓄水位：458.0设计洪水位461.3校核洪水位463.0死水位（淤积结果）438最有利工作深度20水库防洪限制水位4422枢纽布置2.1工程等级及建筑物级别确定根据规范水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000，亭子口水利枢纽工程等别确定为一等，工程规模为大（1）型，主要建筑物级别为1级，电站厂房级别为2级，次要建筑物为3级。表2-1 水利水电枢纽工程的分等指标工程等别工程规模分等指标水库总库容（亿米）防洪灌溉面积（万亩）水电站装机容量（万千瓦）保护城镇及工矿区保护农田面积（万亩）一大（1）型10特别重要城市、工矿区500150120二大（2）型101重要城市、工矿区5

9、001001505012030三中 型10.1中等城市、工矿区10030505305四小（1）型0.10.01一般城镇、工矿区30550.551五小（2）型0.010.00150.55001001重要城市重要的1005005010021中等城市中等的30100205052一般城市一般的下游承受的最大洪水量，为了提高下游防洪标准，用闸门控制下泄量在下游承受的最大洪水量，即大坝允许承受的最大洪水量，把多余的洪水拦蓄在水库内。3.3调洪演算3.3.1堰顶高程设此堰的堰顶高程为440。3.3.2设计水头最高限制水位为459，正蓄水位H458，设堰顶高程为440，则堰上最大水头根据公式最高限制水位堰顶高

10、程进行计算，即45944019设计水头取最大水头的（0.750.95），即（0.750.95）所以有（0.750.95）19，取 0.851316.153.3.3流量系数的确定河底高程为360，所以上游的堰高为 440-36080因为设计水头16.15，所以 ，所以此堰为高堰。当，流量系数=0.502，而实际的，得=0.59。根据水力学中的关系图得各个水深的流量系数。3.3.4方案拟订根据所给资料，工程建成后可以对下游起到防洪作用，最大的下泄流量为，设表孔和底孔的最大单宽流量分别为，则沿流宽度根据公式 确定，可得：调洪演算采用坝址洪水，根据水量平衡原理用列表法计算，拟定孔口尺寸方案：8个表孔,

11、8个表孔堰顶高程为440m，堰顶采用“WES”曲线实用堰，堰顶设弧形工作闸门，堰宽112,闸门尺寸1422.8（宽高），用坝顶排架上的固定式启闭机启闭。 3.3.5计算下泄流量根据以上数据应用下泄流量的计算公式 计算下泄流量，其中其中=0.92，g=9.8，=Z-440根据以上数据和不同的堰宽可得不同水深时的下泻流量，列于表中：表3-3-1： 水位水深m流量系数下泄流量Q（堰宽112m)44000.00 0.3850.00 44110.06 0.392178.82 44220.12 0.402518.69 44330.19 0.413978.96 44440.25 0.421532.76 44

12、550.31 0.4322203.29 44660.37 0.4352916.42 44770.43 0.4433742.70 44880.50 0.4544686.24 44990.56 0.465665.72 450100.62 0.4696765.61 451110.68 0.4757905.27 452120.74 0.489102.21 453130.80 0.48510370.28 454140.87 0.4911709.06 455150.93 0.49513118.25 456160.99 0.514597.68 457171.05 0.50816243.18 458181.1

13、1 0.51117801.78 459191.18 0.51819570.15 460201.24 0.5221216.91 461211.30 0.52322959.61 462221.36 0.5324948.46 463231.42 0.53526920.27 3.3.6半图解法调洪演算依据水能规划教材所给的水库洪水调节计算原理，采用水量平衡方程式：，式中：分别为计算时段初，末的入库流量（）； 计算时段中的平均入库流量（），它等于；分别为计算时段初、末的下泄流量（）；计算时段中的平均下泄量（），即=；分别为计算时段初、末水库的蓄水量（）；为的差； 计算时段，须化为秒数。泄洪建筑物采用50

14、0年一遇洪水设计，洪峰流量为32500；1000年一遇洪水校核，洪峰流量为34700，为达到下游防洪要求时，限制下泄流量为19000。（1）计算并绘制单辅助线计算中V取溢洪道堰顶以上库容，计算时段取t=4h。计算过程见下表：表1-1-2：水库设计洪水单辅助曲线计算表(P=1%)堰宽112水库水位Z总库容V总堰顶以上库容VV/tqq/2(m)(亿m)(亿m)(m/s)(m/s)(m/s)(m/s)-1-2-3-4-5-6-73372003015153382.40.42777.78 102.60 51.30 2829.08 3392.80.85555.56 238.91 119.46 5675.0

15、1 3402.890.896180.56 420.36 210.18 6390.74 3413.241.248611.11 641.10 320.55 8931.66 3423.591.5911041.67 898.17 449.09 11490.75 3433.941.9413472.22 1189.08 594.54 14066.76 3444.292.2915902.78 1514.91 757.46 16660.23 3454.632.6318263.89 1872.80 936.40 19200.29 3465.133.1321736.11 2263.02 1131.51 22867

16、.62 3475.643.6425277.78 2685.29 1342.65 26620.42 3486.144.1428750.00 3139.47 1569.74 30319.74 3496.654.6532291.67 3625.49 1812.75 34104.41 3507.155.1535763.89 4143.38 2071.69 37835.58 利用表1-1-2中第(5)、(7)两栏相应的数据绘制成单辅助线如下图所示。图1-1-1 单辅助曲线图（2）调洪计算求qt过程和Zt过程并绘制单辅助线表1-1-4某水库半图解法调洪计算表(P=1%)堰宽112m时间t入库流量Q时段平均

17、入库流量qZ(h)(m/s)(m/s)(m/s)(m/s)m-1-2-3-4-5-60.00 0.00 15.00 30.00 337.0 4.00 938.25 469.13 454.13 41.33 337.2 8.00 1471.50 1204.88 1617.67 71.35 337.6 12.00 2004.75 1738.13 3284.45 124.41 338.2 16.00 2538.00 2271.38 5431.41 227.25 338.9 20.00 3071.25 2804.63 8008.78 560.97 340.6 24.00 3604.50 3337.88

18、10785.69 826.51 341.7 28.00 3795.79 3700.14 13659.32 1171.41 342.9 32.00 3431.11 3613.45 16101.36 1418.99 343.7 36.00 3103.45 3267.28 17949.65 1695.43 344.5 40.00 2809.33 2956.39 19210.61 1874.25 345.0 44.00 2545.49 2677.41 20013.77 1960.51 345.2 48.00 2308.87 2427.18 20480.44 2034.45 345.4 52.00 20

19、96.65 2202.76 20648.75 2114.35 345.6 56.00 1906.18 2001.42 20535.82 2187.22 345.8 60.00 1735.06 1820.62 20169.22 2270.75 346.0 64.00 1581.06 1658.06 19556.53 2072.99 345.5 68.00 1442.19 1511.63 18995.17 2013.49 345.4 72.00 1316.66 1379.43 18361.11 1946.28 345.2 在表中，库水位未达到防洪限制水位350m，所以不需再进行调洪，只需操作闸门将

20、库水位控制在防洪限制水位即可。 利用表中第(1)、(2)、(5)三栏相应的数据绘制成Qt，qt关系曲线，如图所示。图1-1-3设计洪水调洪曲线图然后利用第(1)、(6)栏相应的数据绘制成Zt关系曲线，如图所示。图1-1-4设计洪水zt曲线图查图可知，最大下泄流量qm发生在t=52h时刻，正好是qt曲线与Qt曲线的交即为所求。，。4非溢流坝剖面设计4.1设计原则重力坝在水压力及其他荷载的作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力维持抗滑稳定；同时依靠坝体自重产生大扬压力来抵消由于水压力引起的拉应力以满足强度要求。非溢流坝剖面设计的基本原则是：满足稳定和强度要求，保证大坝安全；工程量小，造价低；结构合理，运用方便；利于施工，方便维修。遵循以上原则拟订出的剖面，需要经过稳