水工建筑物课程设计(3)

根据计算HS?8.8m a?0.28 b?a?0.16

0.87?3ax2(0.16?8.8?y)2 则椭圆方程为：??1

(0.28?8.8)2(0.16?8.8)2二、 WES曲线设计 其方程为： xn?kHsn?1y n?1.85,k?2.0,HS?8.8

则：x1.85?2.0?8.80.85y或y?0.079x1.85 直线段与WES曲线相切时，切点C的横坐标为: xc??k(m?n)?1n?1?2.0?HS???0.7?1.85??11.85?1?8.8?13.53(m)

三、 反弧半径的确定

根据工程经验 ??25? 挑流鼻坎应高出下游最高水位（335.2m）1~2m,鼻坎的高程为335.2+1=336.2（m）。

高差H0?校核水位-坎顶高程?386.96?336.2?50.76(m)

过流宽度B0?24?2?4?32(m) 流能比 KE?Q校B0gH01.5?1696?0.045

32?9.81?50.761.5坝面流速系数 ??31?0.055?0.90 0.5KE v??2gH0?0.90?2?9.81?(386.96?336.2)?28.2(ms)

坎前水深为：Q1696h?校??1.81(m)B0v32?28.2 反弧半径R为：R?（4~10）h?7.24~18.1(m)取R为10m。 Rcos??10?cos25??9.06(m)

反弧段的圆心求法：先画一条平行于坝下游面且相距圆弧半径R的直线，再画一条与坝顶点相距为Rcos25?的水平线，两线交点即为圆心。

3.3 消能防冲设计

根据地形地质条件，选用挑流消能。根据已建工程经验，挑射角θ=25°，挑流鼻坎应高出下游最高水位（335.2m）1~2m,鼻坎的高程为335.2+1=336.2（m）。

一、 反弧半径的确定

坎顶水流流速v按下式确定:

v??2gH0?0.90?2?9.81?(386.96?336.2)?28.2(ms)坎前水深为：Q校1696 h???1.81(m)B0v32?28.2反弧半径R为：R?（4~10）h?7.24~18.1(m) 取R为10m。

二、 水舌的挑距L及可能最大冲坑的深度t'k估算

挑距计算：

v1?29.8?1.1?32.78ms h1?hcos??1.81?cos25??1.64(m) h2?336.2?332?4.2(m) L?1?22v1sin?cos??v1cos?v1sin2??2g(h1?h2)?

???g?

1?32.782?sin25?cos25??32.78?cos25?32.782sin225??2?9.81(1.64?4.2) 9.81???95.0(m)

冲坑深度计算：

Q1250??52.1m3(s?m) H?386.96?335.2?51.76(m) q?nb24 H2?335.2?332?3.2(m)

t'k??q0.5H0.25?H2?1.1?52.10.5?51.760.25?3.2?18.03(m)

95.0Lt'k??5.27?2.5~5.018.03

由此可知，挑流消能形成的冲坑不会影响大坝安全。 另外，为了避免小流量时产生贴面流，掏刷坝脚，可在挑流鼻坎后面做一短段护坦，以保护坝脚安全。

第四章 重力坝主要构造

4.1 坝顶构造

一、 非溢流坝。坝顶上游设置防浪墙，与坝体连成整体，其结构为钢筋混凝土结构。防浪墙在坝体横缝处留有伸缩缝，缝内设止水。墙高1.2m，厚度为30cm，以满足运用安全的要求。坝顶采用混凝土路面，向两侧倾斜，坡度为2%，两边设有排水管，汇集路面的雨水，并排入水库中。坝顶公路两侧设有宽0.75m人行道，并高出坝顶路面20cm，坝顶总宽度为7m，下游设置栏杆及路灯。细部构造图略。

二、 溢流坝。溢流坝上部设有闸墩、闸门、门机、交通桥等结构和设备。

闸门的布置：工作闸门布置在溢流坝的顶稍偏下游一些，以防闸门部分开启时水舌脱离坝面形成负压。采用平面钢闸门，门的尺寸：高×宽=8m×8m，工作闸门的上游设有检修闸门，二门之间的间距为2m。

闸墩：闸墩的墩头形状，上游采用半圆形，下游采用流线型。其上游布置工作桥，顶部高程取非溢流坝坝顶高程，即386.96m；下游布置交通桥，桥面高程为非溢流坝坝顶高程。中墩的厚度为3m，边墩的厚度为2m，溢流坝的分缝设在闸孔中间，故没有缝墩。工作闸门槽深1m，宽1m，检修闸门槽深0.5m，宽0.5m。

导水墙：边墩向下游延伸成导水墙。其长度延伸到挑流鼻坎的末端；高度经计算得3.5m。导水墙需分缝，间距为15m，其横断面为梯形，顶宽取0.5m。细部构造图略。

4.2 分缝与止水

一、 横缝。垂直于坝轴线布置，缝距为15m，缝宽为2cm，内有止水。

二、 止水。设有两道止水片和一道防渗沥青井。止水片用1.0mm厚的紫铜片，第一道止水片距上游坝面1.0m。两道止水片间距为1.0m，中间设有直径为20cm的沥青井，止水片的下部深入基岩30cm，并与混凝土紧密嵌固，上部伸到坝顶。

三、 纵缝。纵缝为临时性缝，缝内设有键槽，待混凝土充分冷却后，水库蓄水前进行灌浆。纵缝与坝面正交，缝距为15m。

四、 水平缝。混凝土浇筑块厚度为4m，纵缝两侧相邻坝块的水平缝错开布置，上下层混凝土浇筑间歇为5d，上层混凝土浇筑前对下层混凝土凿毛，并冲洗干净，铺2cm厚的水泥浆。

4.3 廊道系统

一、 基础廊道。位置：廊道底部距坝基面5m，上游侧距上游坝面7m;形状：城门洞形，底宽3m，高3.5m，内部上游侧设排水沟，并在最低处设集水井。平行于坝轴线方向廊道向两岸沿地形逐渐升高，坡度不大于40?。

一、 坝体廊道。自基础廊道沿坝高每隔20m设置一层廊道，共设两层。底部高程分别为352m、372m，形状为城门洞形，其上游侧距上游坝面3m，底宽1.5m，高2.5m，左右岸各有一个出口。

4.4 坝体防渗与排水

一、 坝体防渗。在坝的上游面、溢流面及下游面的最高水位以下部分，采用一层厚2m具有防渗性能的混凝土作为坝体的防渗设施。 二、 坝体排水。距离坝的上游面3m沿坝轴线方向设一排竖向排水管幕。管内径为15cm，间距为3m，上端通至坝顶，下端通至廊道，垂直布置。排水管采用无砂混凝土管。

4.5 坝基的防渗与排水

由于坝趾处河床上有2~3m的覆盖层，有1~2m的风化层，地基开挖时应把覆盖层和严重的风化层全部挖除，坝底面的最底高程为327.0m，顺水流方向挖成锯齿状，并在上下游坝面开挖一个浅齿墙。沿坝轴线方向的两岸岸坡坝段基础，开挖成有足够宽度的分级平台，平台的宽度为至少1/3坝段长，相邻两级平台的高差不超过10m。注意根据横缝的布置、开挖的深度调整平台的宽度和高程。

一、 坝基的防渗处理。在基础灌浆廊道内钻设防渗帷幕和排水孔幕。防渗帷幕采用膨胀水泥浆做灌浆材料，其位置布置在靠近上游坝面的坝基及两岸。帷幕的深度取10~30m，河床部位深，两岸逐渐变浅，灌浆孔直径取80mm，方向垂直，孔距取2m，设置一排。 二、 坝基排水。坝基的排水孔幕布置在防渗帷幕的下游，向下游倾斜，与灌浆帷幕的夹角为10?，孔距取3m，孔径为130mm，孔深为10~15m，沿坝轴线方向设置一排。

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