淤地坝设计说明书.docxVIP

一、已知基本资料 1.流域沟道坝址地形图一张（1/1000）； 2.坝址以上集水面积5km2; 3.经勘测计算，求得坝高H与库容V、淤地面积A的关系见图； 4.流域年侵蚀模数K=10000t/km2,20年一遇设计洪水流量Q20=105m3/s，洪水总量W洪＝10万m3，200年一遇设计洪水流量Q200=180m3/s，洪水总量W洪＝17万m3； 5.沟道无常流水； 6.坝址附近有充足的筑坝土料，土壤内摩擦角φ＝20°，内聚力c=0.8t/m2 7.放水洞设计流量Q=0.5m3/s 二、设计任务、要求 1.掌握中小型淤地坝设计方法、步骤； 2.在1/1000地形图上进行枢纽布置； 3.拟定淤地坝断面形状及尺寸； 4.进行坝坡稳定分析计算(k=1.25)； 5.设计溢洪道及放水建筑物(卧管放水孔水深可取台阶高度)； 6.绘制设计图； 7.编写设计计算说明书。 三、设计步骤 1.淤地坝坝型选择 因为坝址附近有充足的筑坝土料，所以选择土坝；淤地坝对防渗性的要求小于水库的要求，沟道无常流水，故可采用施工方便的均质土坝。 坝址附近没有充足的水资源，故选用碾压坝。 2.坝址选择 在流域沟道坝址地形图中有两个轴线位置可以选择，其中轴线二处沟谷狭窄，上游地形开阔平坦，并处于口小肚大的葫芦口地形处，在轴线二处筑坝工程量小、库容大、淤地面积大。因此，选中在轴线二处筑坝。 3.拟定淤地坝断面形状及尺寸 （1）坝高 H=H拦+H滞+⊿H 拦泥库容和拦泥坝高的确定 根据公式，代入坝库排沙比ns=0，淤积年限T=5，γs=1.3，流域年平均侵蚀模数K和流域面积F由已知条件给出，计算得拦泥库容V拦=19.23*104m3 查H—V关系曲线得，拦泥坝高H拦=810.5-797.9=12.6m 滞洪库容和滞洪坝高的确定 采用试算法，拟定多个H滞，由计划淹没水深假设H滞，再由H-V曲线求得V滞，按公式Q泄=Q洪（1－V滞/W洪），求出Q泄，按堰流公式Q泄=MBH3/2求溢洪道宽度B，得出多组数据 坝高计算H滞/mV滞/m3Q泄/m3/sB/m24900053.5511.831.54500057.7519.652.560000426.642.35500047.258.47 经过多次假设计算，对工程作经济、技术比较，确定h滞为2.3米时合适，该h滞所对应的B、Q泄，V滞即为调洪计算所求。 安全超高 土坝安全加高值表 坝高H（m）＜1010-20＞20安全加高⊿H（m）0.5-1.01.0-1.51.5-2.0根据土坝安全加高值表，确定设计安全加高⊿H为1.5m 坝高校核 由W200=17万m3，算出Q校核=71.03m3/s，根据公式Q泄=MBH3/2，求出H校核=3.02m，H滞+⊿H-H校核=0.721，所以2.3+1=3.3即为最终h滞，校核完成。 坝高=H淤+H滞+⊿H=12.6+3.3+1.5=17.4m （2）坝断面结构构造及尺寸（含坝坡稳定分析计算(k=1.25)) （一）坝顶宽度 坝顶宽度根据坝高及交通要求确定，结合坝高、顶宽与边坡比表格与设计数据，确定顶宽为4M，上游坡坝坡比为1:2.0；下游坡坝坡比为1:1.5 （二）坝坡马道 对于坝高大于10~15m的土坝，考虑到施工行人、交通、堆放材料、机件方便和坝坡排水，常在坝高中部设1~1.5m宽的横向水平通道，即马道。本设计初设在坝高8.7m，即海拔806.6m处设一宽为1.5m的马道。 （三）坝边坡 设计马道后下游坡坝比在马道下部较缓，上部较陡，设计坡坝比马道以下为1:1.7；马道以上为1:1.3 （四）坝坡保护 （五）土坡稳定性分析 设计中有三个坡度，取最大坡度进行土坡稳定性分析，即下游马道上部土坡，使用泰勒稳定数法计算。 由土壤内摩擦角φ＝20°，坡脚为37.5°，φ′=φ/K=20/1.25=16°，查泰勒稳定数图表得：Ns=0.063 所以安全系数K=CNsγH=3.331.2，土坡稳定 4.溢洪道设计 （1）位置选择 河道右岸（上游向下游方向）边坡坡度较陡，左岸边坡坡度较缓；从地形上看，在左岸建设溢洪道工程量较小，相比较右岸节约资金，选择左岸设置溢洪道。 （2）布置形式 设计的淤地坝集水面积较大，泄洪量较大，按照工程安全的原则，选择堰流式溢洪道设计。 （3）水力计算 溢流堰尺寸计算 设计堰顶宽度为8.5m，因为堰上水深为H滞=3.3m，设计堰长=5*H滞=16.5m 陡坡段尺寸计算 计算临界水深hk 因为陡坡段为土基，所以设计断面为梯形 根据公式，采用试算法求hk, 临界水深计算HKQHkQ128.28811.448.0527961.132.841051.3