心墙土石坝及其泄水建筑物水面线计算的设计计算书.doc

1、目 录第一调洪演算- 3 -一，设计资料- 3 -二，调洪演算- 4 -三，计算结果- 9 -第二坝顶高程计算- 10 -一，风壅水面高度- 10 -二，波浪计算波高和平均波长- 11 -三，平均波浪爬高- 11 -四，坝顶超高- 11 -五，计算成果- 11 -第三土石料的设计- 12 -一粘性土料的设计- 12 -二. 砂砾料设计- 15 -第四渗流计算- 19 -一渗流计算内容- 19 -二渗流计算水位组合情况- 20 -三计算方法- 20 -四.计算断面与计算情况- 21 -第五大坝稳定校核- 24 -一，计算方法- 24 -二，源程序- 26 -三，工况选择与稳定计算成果- 31 -

2、四，成果分析- 31 -第六细部结构计算- 31 -一，反滤层的设计计算- 31 -二，护坡设计- 34 -第七隧洞水力计算- 34 -一，设计条件- 35 -二，平洞段底坡- 35 -三，隧洞水面曲线的计算- 36 -四，隧洞断面尺寸- 39 -五，出口消能验算- 40 -第八施工组织设计- 41 -一，工日分析- 41 -二，调洪演算- 42 -附录- 45 -第一调洪演算一，设计资料单位洪水过程线中，洪峰流量为120,设计洪峰流量为1680，校核洪峰流量为2320，采用以峰控制的同倍比放大，计算结果如下：表1-1 设计洪水过程线流量时段（6h）单位洪水过程线流量（）设计洪水过程线流量（）

3、157025070031101540455770537.552562839272230881723891318210101401179812570132.53514114 表1-2 校核洪水过程线流量时段（6h）单位洪水过程线流量（）校核洪水过程线流量（）1596.67250966.6731102126.674551063.33537.5725.00628541.33722425.33817328.67913251.331010193.33117135.3312596.67132.548.3314119.33二，调洪演算以起调流量为开始点A，向右做三条直线与洪水过程线相交于B1，B2，B3计算

4、相应直线ABi（或ABi）与洪峰过程线所包围的面积（即相应调节库容）和相应的隧洞最大下泄流量，并VH曲线上根据V总查出高程H。在单位过程线上所围面积A，换算不同频率下的相应调节库容V。由各调节库容与正常蓄水位以下库容（423106 m3）之和得V总。根据相应高程H，在QH曲线上根据交点找出相应的隧洞最大下泄流量。设计洪水过程线和校核洪水过程线见下图由公式 , （1-1）其中淹没系数=1（不淹没） 流量系数m=0.502 侧收缩系数 （1-2）溢流孔数n=1 边墩系数k =0.70（圆弧形） 则=1-0.14H/B 当H/B1,取H/B=1 假定四个方案计算如下：1. 堰顶高程2813m，B=7

5、m起调流量Q=436.0设计：选Q=630，560，490V1=455.8 对应高程2824.79mV2=458.6 对应高程2824.91mV3=461.4 对应高程2825.04m校核：选Q=676.7，580，483.3V1=482.1 对应高程2825.95mV2=487.3 对应高程2826.18mV3=492.7 对应高程2826.42m作图如下：2. 堰顶高程2814m，B=7m起调流量Q=373.48设计：选Q=630，560，490V1=457.5 对应高程2824.86mV2=460.5 对应高程2825.0mV3=463.7 对应高程2825.14m校核：选Q=676.7

6、，580，483.3 V1=484.3 对应高程2826.05mV2=489.9 对应高程2826.30mV3=495.9 对应高程2826.56m作图如下：3. 堰顶高程2812m，B=8m起调流量Q=573.41设计：选Q=770，700，630V1=448 对应高程2824.44mV2=450 对应高程2824.53mV3=452.1 对应高程2824.62m校核：选Q=870，773.3，676.7V1=469.1 对应高程2825.38mV2=473 对应高程2825.55mV3=477.1 对应高程2825.73m作图如下：4. 堰顶高程2811m，B=8m起调流量Q=651.89

7、设计：选Q=840，770，700V1=444.6 对应高程2824.29mV2=446.3 对应高程2824.37mV3=448.2 对应高程2824.45m校核：选Q=966.7，870，773.3V1=463.6 对应高程2825.13mV2=467.0 对应高程2825.28mV3=470.6 对应高程2825.44m作图如下：5. 堰顶高程2810m, B=8m起调流量Q=733.66，设计：选Q=910，840，770V1=441.5 对应高程2824.14mV2=443.1 对应高程2824.22mV3=444.6 对应高程2824.29m校核：选Q=966.7，870，773.

8、3V1=461.7 对应高程2825.05mV2=464.8 对应高程2825.19mV3=468.0 对应高程2825.33m作图如下：三，计算结果表1-3 调洪演算成果表方 案堰顶高程孔口尺寸(m)工 况流量Q ()调节库容V()上游水位 (m)超高Z (m)1=2813设计552459.002824.931.73B=7校核632484.762826.072.872=2814设计488464.202825.161.96B=7校核576489.962826.303.103=2812设计687.5450.422824.551.35B=8校核762.5473.242825.562.364=281

9、1设计750447.002824.401.20B=8校核825467.402825.302.105=2810设计808442.602824.201.00B=8校核900463.502825.131.93根据各项因素比较，选用4方案，=2811m B=8m。第二坝顶高程计算一，风壅水面高度 （2-1）式中e-计算点处的风壅水面高度，m；D-风区长度，m；K-综合摩阻系数，取3.6；-计算风向与坝轴线法线的夹角，（22.5）。二，波浪计算波高和平均波长 (2-2) (2-3)式中h,gD/W2 在20250之间,为累积频率5%的波高h5，gD/W2 在2501000之间,为累积频率10%的波高h1

10、0，累积频率P的波高hp与平均波高hm的比值可由表查到。三，平均波浪爬高 (2-4)设计波浪爬高值应根据工程等级确定，2级坝采用累积频率为1%的爬高值.正向来波在单坡上的平均波浪爬高可按下式或有关规定计算:式中 Rm平均波浪爬高m单坡的坡度系数,若坡角为a,即等于cota K斜坡的糙率渗透性系数，根据护面类型查规范得0.78 Kw经验系数,查规范得1.0四，坝顶超高 (2-5)式中y坝顶超高R最大波浪在坝坡上的爬高，m（按规范二级大坝设计情况为1.0,山区丘陵去校核情况0.5） e最大风壅水面高度 A安全加高（按规范二级大坝设计情况为1.0,山区丘陵校核情况0.5）五，计算成果表2-1 坝顶高

11、程计算成果图项目设计+正常运用正常+正常运用校核+非常运用正常+非常运用+地震上游静水位2824.42823.22825.32823.2河底高程2750275027502750坝前水深Hm74.473.275.373.2吹程D15000150001500015000风向与坝轴线夹角22.522.522.522.5风速w21211414平均波长Lm17.0019117.0019111.3274811.32748平均波高hm1.075251.075250.6477320.647732护坡粗糙系数K0.780.780.780.78上游坝面坡脚m2.752.752.752.75经验系数kw1111平均波浪爬高Rm1.1397191.1397190.7220360.7220361%波浪爬高R1%2.5415732.5415731.6101391.610139安全超高A110.51风浪引起坝前壅高e0.0150720.0153190.0066190.006809超高y3.5566463.5568932.1167582.616948坝顶高程2827.9572826.7572827.4172825.817坝高77.9566576.7568977.4167675.81695坝顶高程沉陷后0.3%2828.1912826.9872827.6492826.