B江水利枢纽工程设计计算书（二）.doc

1、目 录第一章 调洪演算41.1洪水调节计算41.1.1 洪水调节计算方法41.1.2 洪水调节具体计算41.1.3 计算结果统计71.2 防浪墙顶高确定7第二章 防浪墙计算102.1 防浪墙尺寸设计102.2 危险工况下的荷载内力计算102.2.1 完建未蓄水工况下的荷载计算112.2.1.1 整体荷载计算112.2.1.2 1-1截面荷载计算132.2.1.3 2-2截面荷载计算142.2.2 校核洪水位工况下的荷载计算152.2.2.1 整体荷载计算152.2.2.2 1-1-截面荷载计算172.2.2.3 2-2截面荷载计算182.3 防浪墙配筋计算192.3.1竖墙配筋计算192.3.

2、2 底板配筋计算202.4 抗滑稳定计算212.5 抗倾覆计算22第三章 坝坡稳定分析233.1 坝坡值选定233.2 坝坡稳定计算过程233.2.1 假定滑动面计算25第四章 副坝284.1副坝设计284.2 强度和稳定验算294.2.1 荷载计算30第五章 趾板剖面计算(专题一)325.1 趾板横截面325.1.2 岸坡段趾板剖面325.1.3 河床段趾板剖面325.3 配筋计算35第六章 溢洪道设计（专题二）376.1 引水渠设计376.2控制堰的结构设计376.2.1闸室布置与构造376.3 泄槽水力计算396.3.1 泄槽水力计算396.3.2 边墙设计：426.3.2.1 边墙尺寸

3、426.3.2.1 边墙抗滑稳定分析436.4 具体挑流消能计算.45附 录48参考文献51第一章 调洪演算1.1洪水调节计算1.1.1 洪水调节计算方法本次洪水调节运用水库调洪计算公式，即： （1-1）式中 Q计算时段中的平均入库流量（m3/s）；q计算时段中的平均下泄流量（m3/s）；v时段始末水库蓄水量之差(m3)；t计算时段，一般取1-6小时，本设计取4小时即在一个计算时段内，入库水量与下泄水量之差为该时段中蓄水量的变化。1.1.2 洪水调节具体计算用三角形法拟出洪水过程线，如图1-1：图1-1 洪水过程线根据本工程软弱岩基，选用单宽流量约为2040m3/s，允许设计洪水最大下泄流量2

4、60 m3/s，故闸门宽度约为6.25m12.5m，选择三种宽度进行比较，假定溢流前缘净宽分别为8m，9m和10m,并假定三个堰顶高程，分别为271m,272m和273m，绘制出ZQ曲线。并根据公式求得的溢流堰的泄水能力曲线。设计时用AutoCAD和Microsoft Office Excel作图列表计算，分别作出设计洪水过程线和校核洪水过程线后，进行调洪演算。正常蓄水位276.8m，库容为1999.1万；本工程汛前限制水位设为274.8m,相应库容为1835.0万m3绘图（如附图），列表计算各曲线坐标点参数如下：表1-1 设计洪水水位流量关系曲线堰高下泄流量（m3/s）面积（m2）增加库容

5、（m3）初始库容（m3）总库容（m3）相应水位（m）27120012585.2545306901599640020527090277.282501194636195981599640019615998276.46300860327741021599640018770502275.4727220015583.3256099951661714022227135278.8125012585.2545306901661714021147830277.8430010054.4436195981661714020236738277.0227320015583.32560999517237860228478

6、55279.3625012585.2545306901723786021768550278.3930010054.4436195981723786020857458277.73表12 关系曲线（m）（B8m）（m3/s）（B10m）（m3/s）（B12m）（m3/s）0000117.521.926.4248.661.173.7387.6110.7133.84132.3167.9203.55181.5231.2280.96234299.3364.77289.1371.5453.88346.2446.8547.49413.1524.7644.8根据 （1-2）可得出与的关系，联立表11结果，可得出

7、调洪演算的结果，见附图一至三。 1.1.3 计算结果统计 根据附图一至三所示结果，得出以下可行方案：表13 可行方案统计方案堰顶宽堰顶高程(m)起调流量 Q起调(m3/s)设计洪水位(m)设计下泄流量(m3/s)校核洪水位(m)校核下泄流量(m3/s)超高（m）1B=8米271124.4277.0249.0278.33311.5227287.6277.6223279.53172.73B=9米271150.1276.8265277.53170.7427299.1277.4235278.73281.95B=10米271167.9276.6272277.53460.76272110.7277.225

8、1278.43411.6注：1.超高Z =校核洪水位-正常蓄水位；2.发电引用最大流量5m3/s，相对较小，在计算时不予考虑。3.计算见附图。以上方案中，设计下泄流量均不大于允许最大下泄流量260m3/s，因而方案的选择需通过经济技术比较选定。本设计对此只做定性分析。各个方案中应选择在满足最大下泄流量的情况下下泄能力较大的方案。方案1与方案6较好。一般来说超高Z大，坝增高大坝工程量加大；B大则增加隧洞的开挖及其它工程量，而Q/B越大消能越困难，衬砌要求也高。在1方案和6中，6方案Q/B远远小于方案，下游消能处理简单，故选择6方案，即堰顶高程272.0m，溢流孔口净宽10m；综上所述该方案设计洪

9、水位277.2m，设计下泄流量251 m3/s，校核洪水位278.4m，校核泄洪量341m3/s。1.2 防浪墙顶高确定据碾压式土石坝设计规范,堰顶上游L型挡墙在水库静水位以上高度按下式确定： (1-3)式中：y 坝顶超高,m； R 最大波浪在坝坡上的爬高，m；e 最大风雍水面高度， m；风壅水面高度可按式计算式中计算点处的风壅水面高度风区长度综合摩阻系数取计算风向与坝轴线法线的夹角A 安全超高,m； 吹程，Km； 坝前水深，m； 风向与坝轴线法线方向的夹角，本设计中取0； 安全超高，由坝的等级及运用情况按表选用，m。库区多年平均最大风速12.6 m/s，吹程1.6km。表1-4 土坝坝顶安全

10、超高值(m)运用情况坝 的 级 别IIIIIIIV、V正常1.51.00.70.5非常0.70.50.40.3波浪要素采用鹤地水库公式： （1-4） （1-5） （1-6）式中： 累 平均波长(m)。V0为水面以上10m处的风速，正常运用条件下级坝，采用多年平均最大风速的1.5倍；非常运用条件下的各级土石坝，采用多年平均最大风速。设计波浪爬高值根据工程等级确定，3级坝采用累积频率为1%的爬高值。按上述公式算出的为，再根据频率法按下表可得出。表1-5 不同累积频率下的波高与平均波高比值（）0.010.1124510142050900.13.422.972.422.232.021.951.711.

11、61.430.940.370.10.23.252.822.32.131.931.871.641.541.380.950.43波浪中心线高出计算静水位hz按下式计算： （1-7）式中： 水深； 累积频率1%的波高。由CAD计算可得以下计算结果：表1-6 波浪要素计算原始数据 V0（m/s）18.912.6g（N/kg）9.819.81D（m）16001600h(2%)（m）1.310690.713449L（m）9.3169686.211312H(洪水位)（m）278.4276.8H（坝底高程）（m）227.5227.5Hm（平均水深）（m）50.949.3hm(平均波高)（m）0.5877530

12、.319932h(1%)（m）1.4223630.774237e（m）00cos11A(安全超高)（m）0.70.4地震安全超高（m）00Y(静水位以上高度)（m）3.603.31设计洪水位 + 正常运用下的超高 = 280.1 ；校核洪水位 + 非常运用下的超高 = 280.4；综上，取顶=280.4m坝顶高 = 280.4-1.2=279.4m 防浪墙高为280.4-276.8= 3.6 m-第二章 防浪墙计算2.1 防浪墙尺寸设计 防浪墙顶高程280.4m，坝顶高程为279.2m，故防浪墙顶高出坝顶1.2m。该防浪墙高3.6m，底板宽4.0m，具体各部分尺寸见图2-1。图2-1 防浪墙尺寸2.2 危险工况下的荷载内力计算该防浪墙可受到的荷载在各种工况下的组合有：完建未蓄水工况：墙体自重、防浪墙上的堆石盖重、墙后土压力正常蓄水位：墙体自重、防浪墙上的堆石盖重、墙后土压力静水压力、前趾上水重和风浪压力。设计洪水位：墙体自重、防浪墙上的堆石盖重、墙后土压力、静水压力、前趾上水重和风浪压力。校核洪水位：墙体自重、防浪墙上的堆石盖重、墙后土压力、静水压力、前趾上水重和风浪压力。显然，第一种情