钟吕水利枢纽新材料坝设计计算书（正常蓄水位276.2）.doc

1、目 录第一章 调洪演算41.1 洪水调节计算41.1.1 绘制洪水过程线41.1.2 洪水过程线的离散化51.1.2 时段内水位的试算51.1.3 方案最高水位和最大下泄流量的计算61.1.4 调洪演算方案汇总71.2 防浪墙顶高程计算7第二章 防浪墙计算102.1 防浪墙尺寸设计102.2 防浪墙荷载分析102.2.1 完建情况102.2.2 校核洪水位情况142.2.3 结果分析172.3 防浪墙配筋计算172.3.1 墙身配筋计算172.3.2 底板配筋计算182.4 抗滑稳定计算192.4.1 完建工况192.4.2 非常运用工况（校核洪水位情况）192.5 抗倾覆计算19第三章 坝坡

2、稳定计算213.1 坝体边坡拟定213.2 堆石坝坝坡稳定分析213.2.1 计算公式213.2.2 计算过程及结果22第四章 混凝土面板计算234.1 面板厚度及宽度234.2 面板配筋23第五章 趾板设计245.1 最大断面设计245.2 趾板剖面的计算24第六章 副坝设计266.1 副坝顶宽验算266.2 强度和稳定验算266.2.1 正常蓄水位情况27由水工建筑物表4-1得：“3级建筑物，基本组合情况下抗滑稳定安全系数” ，故满足要求。286.2.2 校核洪水位情况29第七章 施工组织设计317.1 拦洪高程317.1.1 隧洞断面型式、尺寸317.1.2 隧洞泄流能力曲线317.1.

3、3 下泄流量与上游水位关系曲线327.1.4 计算结果327.2 堆石体工程量337.2.1 计算公式及大坝分期337.2.2 计算过程347.2.3 计算结果367.3 工程量计算367.3.1 堆石坝各分区工程量367.3.2 趾板工程量387.3.3 混凝土面板工程量387.3.4 副坝工程量397.3.5 防浪墙工程量397.4 堆石体施工机械选择及数量计算397.4.1 机械选择407.4.2 机械生产率及数量计算407.4.2.1 周期性运行机械生产率及数量40 (7-4)407.5 混凝土工程机械数量计算427.5.1 混凝土工程施工强度427.5.1.1 趾板427.5.1.2

4、 混凝土面板427.5.1.3 防浪墙437.5.1.4 副坝437.5.2 混凝土工程机械选择437.6 导流隧洞施工437.6.1 基本资料437.6.2 开挖方法选择437.6.3 钻机爆破循环作业项目及机械设备的选择447.6.4 开挖循环作业组织44第一章 调洪演算1.1 洪水调节计算根据本工程软弱岩基，选用单宽流量约为2050m/s，允许设计洪水最大下泄流量245m3/s，故闸门宽度约为4.9m12.25m，本设计方案选择8m、9m、10m三种堰宽进行演算比较。堰顶高程一般低于正常蓄水位2m以上，因此选择274.6m、273.6m、272.6m、271.6m四种进行比较。起调水位可

5、以选择正常蓄水位或防洪限制水位，在方案列举中也对两者分别进行了计算。1.1.1 绘制洪水过程线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，如图1-1、图1-2所示 。图1-1 设计洪水过程线图1-2 校核洪水过程线1.1.2 洪水过程线的离散化本次调洪演算采用的是列表试算法，试算中需要知道各个时段起始点的来水流量数值，故需要把CAD绘制的洪水过程线离散成点来使用。根据已绘制的曲线可知，调洪演算只会取

6、到中间的部分，所以，把点取在18h-20h之间即可。取点如下表：时间（h）1821242729.830333639来水流量（m/s）9.6828.3160.42212.74364.5316.277.84249.86表1-1 p=2%洪水过程线时间（h）1821242729.830333639来水流量（m/s）8.7351.97143.12352.62551.5530.07198.4457.3411.53表1-2 p=0.1%洪水过程线1.1.2 时段内水位的试算列表试算法进行调洪演算的基本思路是逐时段地对下一时段的初始状态进行试算，在时段内，实际上将来水过程和下泄过程看作线性变化，因此是各时段

7、内水位的试算构成了调洪演算，下面以设计状况起调水位276 .6m，堰顶高程272.6m，堰宽9m条件下24.12h-27h时段试算为例，说明该计算是如何进行的。校核洪水 起调水位276.2m 堰顶高程274m 闸门宽10m时间水位库容宽度BH下泄流量来水量q平均Q平均库容变化V新库容误差21.81 276.20 1934.71 10.00 2.20 68.93 68.93 24.00 276.45 1960.38 10.00 2.45 81.01 146.79 74.97 107.86 25.93 1960.64 0.26 27.00 277.74 2104.18 10.00 3.74 152

8、.79 352.62 116.90 249.71 143.43 2103.81 -0.36 30.00 279.83 2337.15 10.00 5.83 297.36 530.07 225.07 441.35 233.57 2337.75 0.60 33.00 280.34 2394.00 10.00 6.34 337.22 210.30 317.29 370.19 57.13 2394.28 0.28 36.00 278.90 2233.48 10.00 4.90 229.12 59.70 283.17 135.00 -160.02 2233.98 0.49 表1-1 时段内水位试算算例表

9、中：堰上水头=假定水位H2-272.6；下泄流量由说明书公式（4-5）算得； 下泄流量平均值=（q+时段初下泄流量即152.09 m3/s）/2； 增加水量=（时段内来水量平均值-q平均）（27-24）；时段末库容=1977.1+ Q增加；计算水位由水位库容关系曲线查得，简便起见，按直线y= 111.47X-28855.5拟合（x为库容）。1.1.3 方案最高水位和最大下泄流量的计算每一时段末的水位能够通过试算得出后，我们即可逐时段地进行演算得出一个方案的最高水位及其对应的最大下泄流量。当上游水位达到最高时，一定是来水量和下泄流量再次相等时，因此在发现下泄流量大于来水量时，我们就该在最后试算的

10、时段内再细化时段，直到所选时段末来水流量等于下泄流量，此时段末的水位和下泄流量即为最高水位和最大下泄流量。下面以设计状况起调水位276.6m，堰顶高程272.6m，堰宽9m条件下的最高水位和最大下泄流量计算为例，说明该计算是如何进行的。时间(h)时段末水位H2（m）时段末下泄流量q2（m3/s)（一）26.37 276.60 152.09 （二）27.00 276.66 155.41 （三）29.80 277.61 213.19 （四）30.00 277.69 218.32 （五）31.00 277.96 235.92 表1-2 方案最高水位和最大下泄流量计算算例1.1.4 调洪演算方案汇总下

11、面，我以列表的方法将调洪演算的计算数据整理如下表所示： 调洪演算方案汇总草表方案堰顶高程m闸门宽度m设计洪水位设计下泄流量Q设计单宽流量校核洪水位校核下泄流量1.00 274.00 8.00 278.98 187.81 23.48 2.00 9.00 278.72 194.95 21.66 3.00 10.00 280.69 365.52 36.55 4.00 273.00 8.00 278.19 199.81 24.98 5.00 9.00 277.92 207.48 23.05 6.00 10.00 278.00 236.17 23.62 279.44 345.23 7.00 272.00

12、 8.00 277.72 231.19 28.90 8.00 9.00 277.60 251.94 27.99 9.00 10.00 277.26 254.83 25.48 表1-3 调洪演算结果汇总表格1.2 防浪墙顶高程计算根据碾压式土石坝设计规范计算坝体安全超高，如表1-4所示。超高Y最大波浪爬高R最大风浪壅高e安全超高A正常蓄水位2.81.420.680.7设计水位2.81.420.680.7校核水位1.470.770.30.4K经验系数Kwh(2%)平均波高h平均波长L0.911.310.5879.320.911.310.5879.320.910.710.326.21坡度系数m风速W

13、吹程D风向与坝轴线夹角坝前水深H1.5518.91.6049.11.5518.91.6050.461.5512.61.6052.23 表1-4 安全超高计算表1正常蓄水位276.22.8279防浪墙顶高程坝顶高程2设计洪水位278.02.8280.8280.912813校核洪水位279.441.47280.91表1-5 安全超高计算表分别将正常蓄水位、设计洪水位和校核洪水位与其相应的安全超高求和，根据其中的最大高程值，即可确定防浪墙顶高程，如表1-5所示，防浪墙顶高程取为281.2m。根据混凝土面板堆石坝设计规范要求，防浪墙顶要高出坝顶11.2m，本设计取1.2m，则坝顶高程为279.8m。第二章 防浪墙计算2.1 防浪墙尺寸设计 悬臂式挡土墙是将挡土墙设