重力坝毕业设计

毕业设计目录摘要1英文摘要2.第1章设计依据5.工程等级及建筑物级别5.设计基本资料6.工程概况6.1.2.2 气象6.1.2.3 水文7.1.2.4 工程地质8.1.2.5 土层承载力特征值9.工程概况12第2章坝型、坝轴线选择及工程总体布置1.32.1 坝型、坝轴线选择13坝型的选择1.32.1.2坝轴线的选择132.2 工程总体布置1.3第3章坝工设计153.1 挡水坝段断面设计153.1.1 坝顶高程1.53.1.2 坝顶宽度1.63.1.3坝坡选择1.6坝基渗流及稳定分析17坝体稳定和应力计算24基础及边坡处理33细部结构设计34重力坝的分缝与止水37溢洪道设计.38溢洪道工程布置39溢洪道水力计算与校核.40溢洪道稳定应力分析计算423.2.4溢洪道交通桥设计45坝体下游冲沟护坡设计46下游冲沟设计46下游冲沟防护稳定计算463.4人工湖防护边坡设计483.4.1 护岸设计483.4.2 护岸边坡稳定分析49参考资料55结语56致谢57.英文文献59坝的安全与地震6367附录毕业设计摘要该工程位于郑州市西南6km三李村，规划面积330亩。根据国家防洪标准GB50201-94有关规定，防洪标准按平原区滨海区的规定确定为10年一遇设计，20年一遇校核。初步估算，湖面面积约4亩，库容约2万m。本设计的水利水电工程等级为小2型，主要建筑物的级别为五级。为与同一工程资料的土石坝方案进行方案比照，本设计选用重力坝，挡水坝段坝顶高程，坝顶宽度3m右岸挡水坝坝基最低开挖高程231.8m,最大坝高5.5m；左岸挡水坝坝基最低开挖高程231.8m,挡水坝段上游坝坡，下游坝坡1:。该工程人工湖的流量为3/s,并且重力坝坝高为5.5m,则只需要修建宽顶堰式溢洪道即可宣泄该流量。为宣泄超过水库调蓄能力的洪水或降低库水位，保证工程安全而修建溢洪道，该小型重力坝枢纽利用坝肩和坝头的有利地形修建溢洪道，可节省工程量，是一般较常见的布置形式。设计中需考虑土质边坡在受到外界环境因素的影响下，极易造成滑塌,特别是库区内边坡，水库施工或运行期，受内水和外水压力作用，加之湖水浸泡，土体抗剪强度降低，需要对库区内边坡加以治理以保证土质边坡的稳定性以及工程安全。本设计进行了坝址、坝轴线、坝型的选择以及枢纽布置、坝体剖面拟定、稳定计算及应力分析、细部结构设计、地基处理设计、坝体下游冲沟护坡设计以及人工湖防护边坡设计，并最后绘制出设计图纸。关键词：溢洪道；土质边坡；稳定计算及应力分析；坝体下游冲沟护坡设计；人工湖防护边坡设计；23英文摘要AbstractTheprojectislocatedinthe6kmsouthwestofZhengzhouCity,ThreeLicun,theplanningareais330mu.AccordingtothenationalstandardGB50201-94floodcontrol,floodcontrolstandardisinaccordancewiththeprovisionsofBinhaiplainregionfor10yearsanddesign,20yearsandcheck.Preliminaryestimates,thelakeareaofabout4mu,about20000m3capacity.Waterconservancyandhydropowerengineeringlevelofthisdesignissmall(2),themainbuildingisatlevelfive.Forcomparisonprogram,thisdesignisgravitydam.Thedesignofgravityretainingdamcrestelevation238.3m,thecrestwidthis3m.Therightbankofdamfoundationexcavationofthelowestelevationis231.8m,Thehighestheightofdamis5.5m,theleftbankofdamfoundationexcavationofthelowestelevationis231.8m,retainingdamupstreamslopeofdamis1:0.2,thedownstreamdamslopeis1:0.7.Theengineeringdataofartificiallakeflowrateis2.05m3/s,andthedamheightis5.5m,weonlyneedtobuildthespillwaytodischarge.Asthestoragecapacityofthereservoirfloodventoverorloweringthewaterlevel,toensurethesafetyoftheprojectandtheconstructionofspillway,thefavorableterrainthesmalldamabutmentandthedamheadhubbyconstructionofspillway,whichcansavetheamountofwork,anditisgenerallymorecommonarrangement.Inthedesignweneedtoconsiderthesoilslopeareinfluencedbytheexternalenvironmentalfactorsofdesign,extremelyeasytocausethecollapse,especiallyinthereservoirareaslope,reservoirconstructionoroperationperiod,undertheactionofinternalandexternalwaterpressure,andwaterimmersion,soilshearstrengthdecreases,wecanneedforthereservoirslopewithmanagementtoensurethestabilityofsoilslopeandtheengineeringsafety.Thisdesignwascarriedoutthesiteofthedam,thedamaxis,theselectionofdamtypeandlayout,sectionprofiledevelopment,stablestresscheck,sectionoptimization,detaildesignofstructure,foundationtreatmentdesign,downstreamofthedambodygullyslopeprotectiondesignandman-madeslopeprotectiondesign,anddrawouttherelevantdesignchartatlast.Keywords:thespillwaydischarge；thesoilslope;thedownstreamofthedambodygullyslopeprotectiondesign；man-madeslopeprotectiondesign第1章设计依据工程等级及建筑物级别本工程位于郑州市西南6km三李村，规划面积330亩。根据国家防洪标准GB50201-94有关规定，防洪标准按平原区滨海区的规定确定为：10年一遇设计，20年一遇校核。初步估算，湖面面积约4亩，库容约2万m。表1-1水利水电工程分等指标工程等别工程规模水库总库容亿m防洪治涝灌溉供水发电保护城镇及工矿企业重要性保护农田力由治涝面积力由灌溉面积力由供水对象重要性装机容量万KwI大1型10特别重要500200150特别重要120R大2型10重要5001002006015050重要12030m州中等100306015505中等305IV小1型305153551V小2型531注：1.水库总库容指水库最高以下的静库容。2.治涝面积和灌溉面积均指设计面积。根据其所属工程等别及其在工程中的作用和重要性分为五级，见表1-2:表1-2永久性建筑物的级别工程等别永久性建筑物的级别主要建筑物次要建筑物I11R22m33IV44V55初步估算，湖面面积约4亩，库容约2万m3。本设计的水利水电工程等级为小2型，主要建筑物的级别为五级。设计基本资料工程概况工程位于郑州市西南6km三李村，规划面积330亩。根据国家防洪标准GB50201-94,防洪标准按平原区滨海区的规定确定为10年一遇设计，20年一遇校核。初步估算，湖面面积约4亩，库容约2万m3。本地区年均降雨600700mm集水面积2。工程处于低丘陵沟壑地带，岩土构成主要为黄色粉质中壤土。人工湖坐落在天然宽40m-50m长50nn-60mHi沟内，冲沟出口处为坝轴线位置；坝轴线下游10m15m处，另有一深15m20m的深沟，设计需要重点研究其对大坝稳定造成不利影响。工程建设详细位置见附图勘探点平面位置布置图。1.2.2气象郑州市地处暖温带，属大陆性季风气候，四季分明，干湿明显，春季干旱多风沙，夏季炎热多雨，秋季凉爽，冬季干冷多风，雨雪稀少。郑州市的干燥度指数k值小于，属湿润区。a气温：年平均气温C,极端最高气温43C,极端最低气温C,年最高气温多出现在7月和8月。b降雨：年平均降雨量640mm24小时降雨量多年平均值100mm每年7、8、9三个月的降雨量是全年降雨量的55%c冻土深度：年平均地面结冰时间约为60天，标准冻深小于60cm,地面以下100mms结平均为55天。d风向及风速：冬季盛行西偏北，夏季盛行南偏东，春、秋季则交替出现；根据郑州市气象史了解，郑州市年平均风速约，瞬时最大风速到达了26米/秒,风力为10级。1.2.3 水文GB50318-2000,雨水量应按下式计算确定:1.2.3.1 人工湖设计流量根据城市排水工程规划标准Q=q?巾？F式中：q雨强度；径流系数；F汇水面积m2表1-3径流系数区域情况径流系数也建筑稠密的中心区建筑稀疏的居住区建筑较稀疏的居住区1.2.3.2 参数选取取径流系数少,汇水面积330亩,F=330X667=22011061.2.3.3 设计雨强表1-4设计频率雨量成果表t时间Ht(mm)CvCsKp设计雨量(mm)1小时45v76911126小时70v121v147v18124小时100v1702052521.2.3.4 设计洪峰流量计算为安全计算，按照t=1小时计算，Ht=45mm10年一遇，xx3/s；20年一遇，xx3/s；50年一遇，XX3/s。1.2.4 工程地质工程区位于郑州市西南6km三李村，S316省道西侧郑州市新殡仪馆西，紧邻郑州市新殡仪馆。处于郑州市西南低丘陵沟壑地带，地形为一冲沟，人工湖坐落在天然宽40m-50m长50m-60mHi沟内。1.2.4.1 区域地质构造及区域稳定性工程场址位于郑州市西南部，大地构造位置属华北断块区南部，豫皖断块的开封凹陷的西边缘，区域地质构造较复杂，对场址有影响的北东向区域活动断裂构造带主要有三条：即太行山前断裂带、聊城一兰考断裂带和汾渭断陷盆地构造带，强地震大部分发生在这三个构造带上，北西向的区域活动断裂主要有两条：新乡一商丘断裂带和封门口一五指岭断裂带，这两条断裂带发生过中等强度地震。它们对本区发生不同强度地震起严格的控制作用，总的来说，本区北纬35o以北主要受北东向断裂构造控制，而35o以南场区位于35o以南主要受近东西向的秦岭纬向构造所支配。场地附近历史地震及现今小震很少，仅发生过两次4级以上地震，即1928年郑州市北郊4级地震、1814年郑州市西南贾峪5级地震。其它两次为1974年郑州市北郊邙山级地震，1984年郑州市郑庵级地震，因此，近场区内的地震活动强度和频度都很低。豫北地区及其附近多震区的强震有1870年磁县7.5级地震和1937年荷泽7级地震，这些地区近年45级地震时有发生。另外，禹州、登封交界地带1992年又发生了级地震。因此，就地震活动而言，近场区存在发生6级地震的背景。根据建筑抗震设计标准GB50011-201O,郑州市抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为，设计地震分组为第二组。地层渗透性本次勘探主要针对坝基第低液限黏土及第层低液限粉土进行了室内渗透性试验18组。根据试验结果及郑州市地区经验，拟建场地内涂层均属弱透水层。渗透系数建议值低液限黏土为5X10-5cm/s；低液限粉土为6x10-4cm/s1.2.5 土层承载力特征值根据室内试验及现场标贯试验，结合郑州市西南区域地层经验资料，经综合分析后提供各层土的承载力特征值及各土层100200KPa压力段的压缩模量值，并据此对各层土的压缩性作出评价见表1-5。表1-5各层土承力特征值及压缩性指标表层号fak(KPa)110220230250压缩模里Es(Mpa)压缩性评价中中低中1.2.5.1 坝址区工程地质根据本次勘探钻孔揭露情况，本区岩性为第四系全新统人工杂填土、素填土及第四系上更新统粉质黏土、粉土，各土层自上而下分述如下，详见表1-6。表1-6物理加纪由质t痴统计表表2.5.1层号岩土名称含水率w%比重Gs-重度YkN/m3干重度丫kN/m孔隙比-饱和片S%液限皿%塑限旭%塑，心指凌Ip-腋1主剪切q消谨缩试天然f:粒组20.070.00mm5=EW表3-5校核工况下荷载计算结果荷载作用分项系数偏心距mi设计值kN设计弯矩值kN*mi自重W十W十W一水平水压力PH一PH2000垂直水压力PV十PV2000扬压力浮托力U1000渗透压力U2一U3一U4总计EpEW混凝土重力坝坝体稳定采用抗剪强度公式计算，坝基应力采用材料力学法计算,计算公式按照混凝土重力坝设计标准SL319-2005采用。1 .抗剪强度的计算公式K= fEWEp3-6式3-6中：K一按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数；f坝体混凝土与坝基接触面的抗剪摩擦系数；Uw一作用于坝体上全部荷载对滑动平面的法向分力，kN；Ep一作用于坝体上全部荷载对滑动平面的切向分力，kN;混凝土重力坝坝体稳定采用抗剪强度公式计算时，各种荷载组合情况下的坝体混凝土与坝基接触面的抗剪摩擦系数的安全系数见表3-6所示表3-6坝基面抗滑稳定安全系数K荷载组合坝的级别123基本组合特殊荷载11.001.0021.001.002 .坝基面的垂直应力的计算公式：_EW6EMeryz13-7JBB2式3-7中：by一坝踵、坝趾垂直应力，MpaUW一作用于1m坝长上全部荷载在坝基截面上法向力总和,kN；ZjM一作用于1m坝长上全部荷载对坝基截面形心轴的力矩总和，；B一计算坝基截面长度，成3 .计算采用指标按照开挖后坝体建于素填土之上，摩擦系数取，坝基面各土层的c、小值见表3-7。表3-7各土层的c、小值建议值表快男CkPa15201522（。）22182416饱和固结快剪CkPa11151216（。）17818104 .坝体稳定及应力计算结果挡水坝段沿坝基坝体稳定和应力计算结果见表3-8,均满足混凝土重力坝设计标准。表3-8挡水坝段坝体稳定及应力计算结果35毕业设计计算，况抗滑稳定安全系数应力(Mpa)k，k坝踵标准要求坝趾地基允许压应力基本组合设计洪水位0特殊组合校核洪水位0