土石坝设计70901.docVIP

湖 南 水 利 水 电 职 业 技 术 学 院 Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power 课程设计指导书 课题名称 土石坝课程设计 姓 名： 李 超 班 级： 08级水工六班 学 号： 200801061947 指导老师： 刘 咏 梅 设计开始日期： 2010年04月15日 设计结束日期： 2010年 04月22日 水利工程系编 一、体剖面设计 土石坝的剖面是指坝坡大小，坝面坡度，护坡情况，坝顶宽度和坝顶高程以及地基的处理等。 1、坝坡 坝高约40m，故采用三级变坡。 ① 上游坝坡：1:3.0; 1:3.5。 ② 下游坝坡：1:2.5; 1:2.75; 1:3.0。 ③ 马道：第一级马道高程为331.00m，第二级马道高程为319.00m。其中马道宽度可采用2m。 2、坝顶宽度 本坝顶无交通要求，对中低坝最小宽度BBmin=5m取B=6m。其上面设置挡浪墙，高度为1.2m；坝面采用混泥土路面，厚度采用30dm，坡度设为2%，后设挡土墙其顶宽30，底宽为60。 3、坝顶高程 ①坝顶高程等于水库静水位与超高之和，并分别按以下运用情况计算，取其设计和校核中的最大值。 计洪水位加正常运用情况的坝顶超高 ②校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高。 计算公式和结果， Δ顶=Δ顶+R+e +A 其中： R=3.2*K*h*tanα h=0.166v5/4D1/3 R=3.2*1.0*0.166*(12*1.5)5/4*1/3.5=5.63m e=K*v2D*cosβ/(2*g*Hm) es=3.6*10-6*(12*1.5)2*1000*1/(2*9.8*341)=0.0018m ej=3.6*10-6*(12*1.5)2*1000*1/(2*9.8*341)=0.0017m A=0.5m 所以： Δ顶设=341+0.0018+5.63+0.5=347.2m Δ顶校=342+0.0017+5.63+0.5=348.2m 最后Δ顶=349m 4、地基处理 结合本坝坝基情况，从坝轴线剖面图可知，地基处理如下： ① 从坝右肩到钻2，覆盖层厚。清基开挖量大，故表面5~8m的黄土覆盖层，处理的方法是：预先浸水，促其湿陷，即在坝基上开挖纵横沟槽或坑，灌水，必要时随着浸水的过程预加荷重。我国黄土地区筑坝实践说明如不预加荷重，仅靠浸水使黄水湿陷的效果不大，而将在水库初蓄和二次蓄水时发生很大沉陷。下面3~5m厚的砂卵石层可用钻孔灌浆的方法。 ② 从钻2到河槽 覆盖层厚4~8m，可开挖截水槽，挖至弱风化层0.5m深处，内填中粉质壤土，截水槽横断面拟定：边坡采用1:1.5~1:2.0，底宽：渗径不小于(1/3~1/5)H，H一最大作用水头。 ③ 河槽处，水流常年冲刷，基岩裸露，抗风化能力强。坝体与岩基结合面，是防渗的薄弱环节，需设砼齿墙，以增加接触渗径。延长后的渗径L长为（1.05~1.10）倍原渗径，一般可布置4排。 左滩地到左坝肩，黄土厚3~7m，处理可采用预先浸水法，然且灌浆处理。 坝体与岸坡的连接。坝肩结合面范围内的所有腐植土层树根草根，均需彻底清除。岸坡应削成平顺的斜面，右岸削成1:4缓坡，岸坡上修建砼齿墙，左岸较陡，边坡开挖成1:0.75坡度。 5、护坡处理 引水坡采用混泥土护坡，背水坡采用草皮护坡。 二、坝体排水设备选择及尺寸拟定 常用的坝体排水有以下几种型式：贴坡排水、棱体排水、褥垫式排水。 贴坡排水不能降低浸润线。多用于润浸线很低和下游无水的情况，所以选用贴坡排水的方法。 三、渗流计算 1、计算情况选择。 渗流计算应按下游无排水的情况考虑。 2、渗流分析的方法 由两公式求的q1和q2然后使q1=q2求的q和溢出点高度a0。 3、计算断面及公式 q1=K*[H12-(H2+a0)2]/（2L’） q2=K* a0/(m2+0.5)*[1+H2/( a0+am*H2)] am= m2/[2*(m2+0.5)2] 4、单宽流量计算结果列表。 后得到a0=9m q= 0.000163074m2/s 5、绘制浸润线 正常蓄水位情况下，浸润线方程：y=(H12-2*q*x/K)^0.5 取不同组x值，后得到Y值，然后用不同的x、y绘制浸润线图。 四、稳定计算 1、分析情况选择 以上游正常高水位，而下游无水来验证上游坝坡稳定分析。 2、滑裂面形式 对于均质坝，上下游坝坡均为曲线滑裂面。采用圆弧法进行稳定计算。 3、不计条块间作用力的总应力法的稳定分析 步骤如下： 1) 利用B.B方捷耶夫法和费兰纽斯法确定最危险滑弧所对应圆心的范围。在扇