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河海大学毕业设计

目录第一章调洪演算 (4)1.1 洪水调节计算 (4)1.1.1 绘制洪水过程线 (4)1.1.2 洪水过程线的离散化 (5)1.1.3 时段内水位的试算 (5)1.1.4 方案最高水位和最大下泄流量的计算 (6)1.1.5 调洪演算方案汇总 (6)1.2 防浪墙顶高程计算 (7)第二章防浪墙计算 (9)2.1 防浪墙尺寸设计 (9)2.2 防浪墙荷载分析 (9)2.2.1 完建情况 (9)2.2.2 校核洪水位情况 (13)2.2.3 结果分析 (17)2.3 防浪墙配筋计算 (17)2.3.1 墙身配筋计算 (17)2.3.2 底板配筋计算 (18)2.4 抗滑稳定计算 (19)2.4.1 完建工况 (19)2.4.2 非常运用工况(校核洪水位情况) (19)2.5 抗倾覆计算 (20)第三章坝坡稳定计算 (20)3.1 坝体边坡拟定 (20)3.2 堆石坝坝坡稳定分析 (20)3.2.1 计算公式 (20)3.2.2 计算过程及结果 (22)第四章复合土工膜强度及厚度校核 (23)3.1 0.4mm厚土工膜 (23)3.2 0.6mm厚土工膜 (24)第五章坝坡面复合土工膜稳定计算 (25)5.1混凝土护坡与复合土工膜间抗滑稳定计算 (25)5.2复合土工膜与下垫层间的抗滑稳定计算 (25)5.1 最大断面设计 (26)5.2 趾板剖面的计算 (26)第六章副坝设计 (28)6.1 副坝顶宽验算 (28)6.2 强度和稳定验算 (29)6.2.1 正常蓄水位情况 (29)6.2.2 校核洪水位情况 (31)第七章施工组织设计 (33)7.1 拦洪高程 (33)7.1.1 隧洞断面型式、尺寸 (33)7.1.2 隧洞泄流能力曲线 (33)7.1.3 下泄流量与上游水位关系曲线 (34)7.1.4 计算结果 (35)7.2 堆石体工程量 (36)7.2.1 计算公式及大坝分期 (36)7.2.2 计算过程 (37)7.2.3 计算结果 (39)7.3 工程量计算 (39)7.3.1 堆石坝各分区工程量 (39)7.3.2 趾板工程量 (40)7.3.3 混凝土面板工程量 (41)7.3.4 副坝工程量 (41)7.3.5 防浪墙工程量 (42)7.4 堆石体施工机械选择及数量计算 (42)7.4.1 机械选择 (42)7.4.2 机械生产率及数量计算 (42)7.5 混凝土工程机械数量计算 (45)7.5.1 混凝土工程施工强度 (45)7.5.2 混凝土工程机械选择 (46)7.6 导流隧洞施工 (46)7.6.1 基本资料 (46)7.6.2 开挖方法选择 (46)7.6.3 钻机爆破循环作业项目及机械设备的选择 (47)7.6.4 开挖循环作业组织 (47)8.1 引水渠设计 (50)8.2控制堰的结构设计 (50)8.2.1闸室布置与构造 (50)8.3 泄槽水力计算 (52)8.3.1 泄槽水力计算 (52)8.3.2 边墙设计: (56)8.4 具体挑流消能计算 (59)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20~50m ³/s ,允许设计洪水最大下泄流量245m3/s ,故闸门宽度约为4.9m~12.25m ,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274.0m 、273.0m 、272.0m 三种进行比较。

起调水位可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4—1 设计洪水过程线 (流量(/(h)图1-1 设计洪水过程线(h )流量(/图4—2 校核洪水过程线 (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,调洪演算只会取到中间的部分,所以,把点取在18h-20h 之间即可。

取点如下表:表1-1 p=2%洪水过程线表1-2 p=0.1%洪水过程线1.1.3 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 .0m ,堰顶高程272.0m ,堰宽9m 条件下24.12h-39h 时段试算为例,说明该计算是如何进行的。

时间(h ) 18 21 24 27 29.8 30 3336 39 来水流量(m³/s ) 9.68 28.31 60.42 212.74 364.5 316.2 77.84249.86时间(h ) 1821242729.830333639来水流量(m³/s ) 8.73 51.97 143.12 352.62 551.5 530.07 198.44 57.34 11.53表1-1 时段内水位试算算例表中:堰上水头=假定水位H 2-272.6;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 m 3/s )/2; 增加水量=(时段内来水量平均值-q 平均)×(39-24);时段末库容=1934.71+ 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= 111.47·X-28855.5拟合(x 为库容)。

1.1.4 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276.0m ,堰顶高程272.0m ,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。

表1-2 方案最高水位和最大下泄流量计算算例 时间(h) 时段末水位H 2(m )时段末下泄流量q 2(m 3/s) (一) 26.37 276.00 152.09 (二) 27.00 276.27 167.75 (三) 30.00 277.19 224.79 (四) 33.00 277.17 223.49 (五)36.00275.88145.301.1.5 调洪演算方案汇总下面,我以列表的方法将调洪演算的计算数据整理如下表所示:校核洪水 起调水位276.0m 堰顶高程272m 闸门宽9m时间水位 库容 宽度B H 下泄流量 来水量 q 平均 Q 平均 库容变化△V 新库容 误差 24.12 276 1934.71 9 4 152.09 152.09 27 276.9 2010.54 9 4.9 206.21 352.62 179.15 252.36 75.9 2010.61 0.07 30 278.61 2201.16 9 6.61 323.09 530.07 264.65 441.35 190.83 2201.37 0.22 33 278.95 2238.61 9 6.95 348.03 210.3 335.56 370.19 37.39 2238.55 -0.06 36 277.41 2067.39 9 5.41 239.23 59.7 293.63 135 -171.32 2067.29 -0.1 39 275.89 1897.96 9 3.89 145.86 10.79 192.55 35.25 -169.891897.51 -0.45表1-3 调洪演算结果汇总表格堰顶高程 宽度 最大下泄流量 最高洪水位 单宽流量 最大下泄流量 最高洪水位 单宽流量 274 8 184.42 278.92 23.05 274 9 197.44 278.76 21.94 274 10 366.34 280.7 36.63 273 8 200.39 278.2 25.05 273 9 207.48 277.92 23.05 273 10 213.87 277.68 21.39 346.03 279.45 34.6 272 8 215.6 277.46 26.95 272 9 224.79 277.19 30.8 272 10236.88 277.01 23.691.2 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。

表1-4 安全超高计算表表1-5 安全超高计算表1 正常蓄水位 276 2.8 278.8 防浪墙顶高程坝顶高程2 设计洪水位 277.01 2.8 279.81281279.83校核洪水位279.451.47280.04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2.8 1.42 0.68 0.7 设计水位 2.8 1.42 0.68 0.7 校核水位1.47 0.77 0.3 0.4 KΔ 经验系数Kwh(2%) 平均波高h 平均波长L0.9 1 1.31 0.587 9.32 0.9 1 1.31 0.587 9.32 0.9 1 0.71 0.32 6.21 坡度系数m风速W 吹程D 风向与坝轴线夹角 坝前水深H 1.55 18.9 1.6 0 49.1 1.55 18.9 1.6 0 50.46 1.5512.61.652.23为281m。

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1~1.2m,本设计取1.2m,则坝顶高程为279.8 m。

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计成悬臂梁的形式。

本设计中防浪墙顶高程281m,底高程277m,坝顶高程279.8m。

防浪墙墙高4.0m,墙厚0.5m,底板长4.0m,底板厚0.5,防浪墙上游侧底部位设置0.8m宽的小道,以利于检查行走。

如图2-1所示:图2-1 防浪墙尺寸图图2—1 防浪墙尺寸图2.2 防浪墙荷载分析防浪墙受到的荷载有:自重、墙上堆石土料重、墙后土压力、静水压力、前趾上水重和风浪压力。

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