钟吕水利枢纽堆石坝设计计算书（一）.doc

1、目录第一章 调洪演算- 4 -1.1 洪水调节计算- 4 -1.1.1 洪水调节计算方法- 4 -1.1.2 洪水调节具体计算- 4 -1.1.3 计算结果统计- 5 -1.2 防浪墙顶高确定- 5 -1.2.1 正常蓄水位和设计设计洪水位状况- 6 -1.2.2 校核状况- 7 -第二章 L型挡墙计算- 9 -2.1 L型挡墙荷载计算方法- 9 -2.1.1荷载计算方法- 9 -2.1.2抗滑稳定演算方法- 11 -2.1.3L型挡墙的基底应力计算方法- 11 -2.2 各工况下的L型挡墙计算- 11 -2.2.1工况一：刚完建时- 12 -2.2.2工况二：校核洪水工况下- 14 -2.2

2、.3L型挡墙抗倾覆稳定计算- 17 -2.3 L型挡墙配筋计算- 17 -2.3.1墙身配筋计算- 17 -2.3.2底板配筋计算- 19 -第三章 复合土工膜设计中的相关计算- 21 -3.1复合土工膜与垫层间的抗滑稳定计算- 21 -3.1.1、混凝土护坡与复合土工膜间抗滑稳定计算- 21 -3.1.2复合土工膜与下垫层间的抗滑稳定计算- 22 -3.2复合土工膜的应力校核计算- 23 -3.2.1应力校核计算方法- 23 -3.2.2 0.4mm厚土工膜应力校核计算- 23 -3.2.3 0.6mm厚土工膜应力校核计算- 25 -第四章 坝坡稳定计算- 27 -4.1 第一组滑动面- 2

3、7 -4.2 第二组滑动面- 28 -4.3 第三组滑动面- 29 -第五章 第二建筑物设计(非专题)- 30 -5.1控制堰设计- 30 -5.2出口消能设计- 31 -5.2.1反弧段设计- 31 -5.2.2挑射距离与冲刷坑深度的估算- 32 -第六章趾板设计- 34 -6.1趾板剖面设计（具体方法见说明书）- 34 -6.2趾板配筋- 36 -第七章 副坝设计- 37 -7.1最大剖面设计- 37 -7.2副坝的稳定验算- 38 -7.2.1荷载计算：- 39 -7.2.2稳定验算（抗剪强度公式）：- 40 -7.2.3坝体强度验算- 40 -7.2.4副坝与主坝的连接- 40 -7.

4、2.5副坝的地基处理防渗设计- 41 -第八章 拦洪水位确定- 42 -8.1洪水调节原理- 42 -8.2隧洞下泄能力曲线的确定- 42 -第九章 工程量计算- 46 -9.1堆石体施工- 46 -9.1.1施工强度计算- 46 -9.1.2施工机械选择及数量分析- 49 -9.2混凝土工程量及机械数量计算- 52 -9.2.1 趾板- 52 -9.2.2 混凝土面板- 52 -9.2.3 挡浪墙- 54 -9.2.4 副坝- 54 -9.2.5 混凝土工程机械选择数量计算- 54 -第十章 导流洞施工计算- 56 -10.1基本资料- 56 -10.2开挖方法选择- 56 -10.3钻机爆

5、破循环作业项目及机械设备的选择- 56 -10.4开挖循环作业组织- 56 -10.4.1 确定开挖断面面积S- 56 -10.4.2炮眼数量的确定和布置- 57 -10.4.3循环作业进尺计算- 57 -10.4.4确定钻孔、出渣机械数量- 58 -10.4.5计算总工期- 58 -图1-1：水库水位-库容关系曲线- 60 -图1-2：坝址水位-流量关系曲线- 60 -图1-3：设计洪水过程线(P=2%)- 61 -图1-4：校核洪水过程线(P=0.1%)- 61 -图1-5：调洪演算QH曲线(设计与校核状况)- 62 -图1-6：拦洪水位确定- 67 -图1-7：0.4mm土工膜厚度验算-

6、 68 -图1-8：0.6mm土工膜厚度验算- 68 -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 (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 时段初末水库蓄水量之差(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（高切林法）拟出洪水过程线，如附图3、4。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

7、水最大下泄流量255 m3/s，故闸门宽度约为6.375m12.75m，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，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作图计算，在设计和校核洪水过程线图中，每单位面积代表库容360m3。正常蓄水位276.0m，库容为1910.0万m3；本工程汛前限制水位设为取为堰顶高程绘图（如附图），列表计算各曲线坐标点参数如下：表1-1 溢洪道下泄能力曲线表（B=8m）H(m)123456789Q(m3/s)17.477448.552987.5799132.3476181.481233.9882

8、89.093346.16404.648表1-2 溢洪道下泄能力曲线表（B=9m）H(m)123456789Q(m3/s)21.924561.1314110.688167.9249231.2018299.347371.456446.788524.721表1-3 溢洪道下泄能力曲线表（B=10m）H(m)123456789Q(m3/s)26.371773.7099133.796203.5023280.9226364.707453.818547.416644.7941.1.3 计算结果统计表1-4 方案比较表方案堰顶宽(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/

9、s)超高（m）Q/B1堰顶高程272.0(m) 8272.2195279.12993.124.375210277221278.63402.622.1312276.6242278370220.166674堰顶高程272.5(m)8277.6190279.52903.523.75510277.3215278.93302.921.5612277235278.53652.519.583337堰顶高程273(m) 8278180279.92853.922.5810277.6205279.33253.320.5912277.3230278.93552.919.1666710堰顶高程273.5(m) 827

10、8.4175280.32764.321.8751110278200279.73153.7201212277.7220279.33453.318.3333313堰顶高程274(m) 8278.7170280.62704.621.251410278.4195280.13104.119.51512278.1215279.73403.717.91667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。1.2 防浪墙顶高确定根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： y=R+e+A式中y-坝顶超高；R-最

11、大波浪在坝坡上的爬高，按h1%算；e-最大风雍水面高度，按hz算；A-安全超高。库区多年平均最大风速12.6 m/s，吹程1.6Km。表1-6 土坝坝顶安全超高值(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：，式中累积频率为2%的波高(m)； Lm平均波长(m) ； V0为水面以上10m处的风速，正常运用条件下III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

12、。表1-7不同累积频率下的波高与平均波高比值(hp/hm)hm/Hm0.010.1124510142050900.13.422.972.422.232.021.951.711.61.430.940.370.10.23.252.822.32.131.931.871.641.541.380.950.431.2.1 正常蓄水位和设计设计洪水位状况V =1.512.6=18.9m/s.查表1-7，因为hm/Hm接近于0，故，则A =0.7m得，h正=h设= R+e+A =1.259+0.534+0.7=2.4924m 正=Z正+h正 =276.0+2.4924=278.4924m 顶=Z设+h设 =277.0+2.4924=279.4924m1.2.2 校核状况V =12.6m/s查表1-7，因为hm/Hm接近于0，故，则A =0.4m得，h校= R+e+A =0.697+0.246+0.4=1.343m校=Z校+h校 =278.6+1.343=279.943m综上，暂取堰顶高程为280m。因为考虑预留沉降：(280-227.5)(0.2%0.4%)=0.1050.21m取为0.2m，所以放浪墙顶高程修至280.2m，则坝顶高程为280.2-1.2=279m(规范中要求防浪墙超高1.2m或以上)第二章 L型挡墙计算2.1 L型挡墙荷载计算方法2.1.