B江堆石坝设计计算书.doc

1、目 录第一章 调洪演算- 1 -1.1 洪水调节计算- 1 -1.2 防浪墙顶高确定- 9 -第二章 L型挡墙计算- 10 -2.1 荷载计算- 10 -2.2 配筋计算- 12 -2.3 稳定计算- 13 -2.4 抗倾覆计算- 14 -第三章 泄水建筑物的设计- 14 -3.1 溢流堰选择，消能方式- 14 -3.2 溢流面曲线- 15 -3.3 挑射距离与冲刷坑深度的估算- 16 -第四章 趾板设计- 17 -4.1 趾板作用与最大剖面- 17 -4.2 趾板型式选择与尺寸计算- 17 -4.3 趾板宽度与分块- 18 -4.4趾板稳定计算- 19 -4.5 趾板配筋- 20 -第五章

2、复合土工膜强度及厚度校核- 21 -5.1 0.4mm厚土工膜- 21 -5.2 0.6mm厚土工膜- 22 -第六章 坝坡稳定计算- 23 -6.1 第一组滑动面- 23 -6.2 第二组滑动面- 24 -6.3 第三组滑动面- 25 -第七章 坝坡面复合土工膜稳定计算- 25 -7.1 混凝土护坡与复合土工膜间抗滑稳定计算- 25 -7.2 复合土工膜与下垫层间的抗滑稳定计算- 26 -第八章 副坝设计- 27 -8.1 副坝及主坝的连接及副坝型式选择- 27 -第九章 压力管道的结构设计- 29 -9.1钢管应力计算原理- 29 -9.2露天压力管道的设计- 34 -9.3外压稳定计算-

3、 45 -第十章 引水隧洞钢衬的计算- 46 -10.1地下埋管钢衬结构计算- 46 -第十一章 施工组织设计- 48 -11.1 施工调洪演算- 48 -11.2工程量计算- 52 -11.3主要建筑物施工组织- 54 -11.4 导流洞施工计算- 63 - 65 -第一章 调洪演算1.1 洪水调节计算1.1.1 水库水位-库容关系曲线表、 坝址水位-流量关系曲线根据水库水位-库容关系曲线表、 坝址水位-流量关系曲线（表1-2）,绘制水库水位-库容关系曲线(图1-1)、坝址水位-流量关系曲线(图1-2)。表1-1 水库水位库容关系曲线表水位（m）227.5236.08237.78248276

4、278.11库容（104m）011.0522.1172.01910.02145.2水位(m)227.5228.0228.5229.0229.5230.0230.5流量(m/s)06.028.966.77121.97196.05281.78表1-2 坝址水位-流量关系曲线表图1-1 水库水位-库容关系曲线图图1-2 坝址水位-流量关系曲线图1.1.2洪水调节计算方法利用瞬态法，结合水库特有条件，得初专用于水库调洪计算的实用公式如下： Q-q=v/t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 时段初末水库蓄水量之差(m3)；t 计算时段，一般取1-

5、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。1.1.3洪水调节具体计算1.1.3.1调洪演算过程通过洪水资料，作出设计情况和校核情况下的洪水过程线；假定堰高、堰宽，确定各情况下的起调流量；假定不同的下泄流量q,由洪水过程线求出库容V，由库容V，查水位-库容曲线，找出相应的水位H，从而，对于每一组情况下可作出一条QH曲线；根据公式Q=mH3/2,又可作出一条QH曲线；对应于每一种情况，可从Q-H图中确定相应的Q和H值。根据本工程软弱岩基，选用单宽流量约为2040 m3/s，允许设计洪水最大下泄流量245 m3/s，故闸门宽度约为6.125m12.25

6、m，选择三种宽度进行比较，假定溢流前缘净宽分别为8m、10m和12m,并假定三个堰顶高程，绘制出HQ曲线。并根据公式Q=mBH3/2求得的溢流堰的泄水能力曲线。正常蓄水位276.0m，库容为1910.0万m3；1.1.3.2 洪水过程线的模拟由于本设计中资料有限，仅有p=2%、p=0.1%的流量及相应的三日洪水总量，无法准确画出洪水过程线。设计中采用三角形法模拟洪水过程线。根据洪峰流量和三日洪水总量，可作出一个三角形，根据水量相等原则，对三角形进行修正，得到一条模拟的洪水过程线。图1-3设计洪水过程线 （P=2%）图1-4校核洪水过程线（P=0.1%）绘图，列表计算各曲线坐标点参数如下表1-3

7、 堰顶=270.0时Hq关系曲线270假定流量qi（m3/s）面积Si （2）增加库容Vi（万m3）总库容V（万m3）相应水位H（m）设计情况291.6838274.91794.9274.3182.251468481.62001.627772.92218727.62247.6278.4校核情况441.2860426.91946.9276.4220.61874.75930.52450.5279.1110.32438.51210.32730.3280表1-4 堰顶=271.0时Hq关系曲线271假定流量qi（m3/s）面积Si （2）增加库容Vi（万m3）总库容V（万m3）相应水位H（m）设计情况

8、291.6838274.91854.9275.1182.251468481.62061.6277.672.92218727.62307.6278.7校核情况441.2860426.92006.9277.1220.61874.75930.52510.5279.2110.32438.51210.32790.3280.2表1-5 堰顶=272.0时Hq关系曲线272假定流量qi（m3/s）面积Si （2）增加库容Vi（万m3）总库容V（万m3）相应水位H（m）设计情况291.6838274.91924.9276.1182.251468481.62131.627872.92218727.62377.6

9、278.8校核情况441.2860426.92076.9277.7220.61874.75930.52580.5279.6110.32438.51210.32860.3280.5根据公式Q=mBH3/2作出HQ关系曲线的计算列表：表1-6 溢洪道下泄能力曲线表H(m)012345678B=8mQ(m3/s)015.945.181.9127.6178.3234.4295.3360.8B=10mQ(m3/s)019.956.4103.6159.5222.9293369.2451B=12mQ(m3/s)023.967.7124.3191.4276.4351.5443541.2图1-5 B8 曲线图1

10、-6 B10 曲线图1-7 B12 曲线1.1.3 计算结果统计：表1-6 方案比较表方案堰顶宽堰顶高程(m)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270275.9229277.63331.62271276.8223278.33152.33272277.621127929234B=10米270275.4250277.13761.15271276.4241.3277.8361.21.96272277.2233278.63372.67B=12米270275266276.64140.68271275.9260.1277.53981.592

11、72276.7252278.33762.3注：1、超高H =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。1.2 防浪墙顶高确定堰顶上游L型挡墙应超过水库静水位以上高度h=2hL+h0+hc。库区多年平均最大风速12.6 m/s，吹程1.6Km。采用水工建筑物荷载设计规范官厅水库公式：式中：Vf计算风速，设计情况为洪水期多年平均最大风速的1.52倍，校核情况采用洪水期多年平均最大风速；D库面吹程，km；h0平均波浪中心线高出静水面的高度。1.2.1 设计状况Vf =（1.52）12.6=（18.925.2）m/s，取20m/s。2hL=0.0166Vf5/

12、4D1/3 =0.0166205/41.61/3=0.821mh0=cth=hc =0.7m得，h设=2hL+h0+hc=0.821+0.238+0.7=1.759m 顶=Z设+h设=276.4+1.759=278.059m1.2.2 校核状况Vf =12.6m/s2hL=0.0166Vf5/4D1/3 =0.016612.65/41.61/3=0.461mh0=cth=hc =0.4m得，h设=2hL+h0+hc=0.461+0.119+0.4=0.98m 顶=H设+h设=277.8+0.98=277.88m综上，取顶=279m。第二章 L型挡墙计算2.1 荷载计算根据朗肯土压力理论公式进行计算：E=0.5HK （21）式中：E 土压力； 土的容重； H 土体厚度； K 土压力系数。2.2.1 主动土压力主动土压力系数：K= (22)式中： 内摩擦角； 墙背与竖直线间夹角； 填土表面与水平面间夹角； 墙背与填土间的摩擦角；竖直的混凝土或砌体墙背取=(1/31/2)则=0，=0，=38.58取=1/3=1/338.58=12.86K= = =0.215主动土压力：E=0.5HK =0.52.19.81（277.8-276.5）20.215 =3.742kN2.2.2 被动土压力K= = =7.313被动土压力：E=0.5HK =