混領(lǐng)土面板堆石壩畢業(yè)設(shè)計計算書

1、第一章調(diào)洪演算41.1 洪水調(diào)節(jié)計算41.1.1 繪制洪水過程線41.1.2 洪水過程線的離散化51.1.2 時段內(nèi)水位的試算51.1.3 方案最高水位和最大下泄流量的計算61.1.4 調(diào)洪演算方案匯總71.2 防浪墻頂高程計算7第二章防浪墻計算102.1 防浪墻尺寸設(shè)計102.2 防浪墻荷載分析102.2.1 完建情況102.2.2 校核洪水位情況142.2.3 結(jié)果分析172.3 防浪墻配筋計算172.3.1 墻身配筋計算172.3.2 底板配筋計算182.4 抗滑穩(wěn)定計算192.4.1 完建工況192.4.2 非常運(yùn)用工況（校核洪水位情況）192.5 抗傾覆計算19第三章壩坡穩(wěn)定計算21

2、3.1 壩體邊坡擬定213.2 堆石壩壩坡穩(wěn)定分析213.2.1 計算公式213.2.2 計算過程及結(jié)果22第四章混凝土面板計算234.1 面板厚度及寬度234.2 面板配筋23第五章趾板設(shè)計245.1 最大斷面設(shè)計245.2 趾板剖面的計算24第六章副壩設(shè)計266.1 副壩頂寬驗(yàn)算266.2 強(qiáng)度和穩(wěn)定驗(yàn)算266.2.1 正常蓄水位情況27由水工建筑物表4-1得：“3級建筑物，基本組合情況下抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)”，故滿足要求。286.2.2 校核洪水位情況29第七章施工組織設(shè)計317.1 攔洪高程317.1.1 隧洞斷面型式、尺寸317.1.2 隧洞泄流能力曲線317.1.3 下泄流量與上游水位

3、關(guān)系曲線327.1.4 計算結(jié)果327.2 堆石體工程量337.2.1 計算公式及大壩分期337.2.2 計算過程347.2.3 計算結(jié)果367.3 工程量計算367.3.1 堆石壩各分區(qū)工程量367.3.2 趾板工程量387.3.3 混凝土面板工程量387.3.4 副壩工程量397.3.5 防浪墻工程量397.4 堆石體施工機(jī)械選擇及數(shù)量計算397.4.1 機(jī)械選擇407.4.2 機(jī)械生產(chǎn)率及數(shù)量計算407.4.2.1 周期性運(yùn)行機(jī)械生產(chǎn)率及數(shù)量40 (7-4)407.5 混凝土工程機(jī)械數(shù)量計算427.5.1 混凝土工程施工強(qiáng)度427.5.1.1 趾板427.5.1.2 混凝土面板427.5

4、.1.3 防浪墻437.5.1.4 副壩437.5.2 混凝土工程機(jī)械選擇437.6 導(dǎo)流隧洞施工437.6.1 基本資料437.6.2 開挖方法選擇437.6.3 鉆機(jī)爆破循環(huán)作業(yè)項(xiàng)目及機(jī)械設(shè)備的選擇447.6.4 開挖循環(huán)作業(yè)組織44第一章調(diào)洪演算1.1 洪水調(diào)節(jié)計算根據(jù)本工程軟弱巖基，選用單寬流量約為2050m³/s，允許設(shè)計洪水最大下泄流量245m3/s，故閘門寬度約為，本設(shè)計方案選擇8m、9m、10m三種堰寬進(jìn)行演算比較。堰頂高程一般低于正常蓄水位2m以上，因此選擇274.6m、273.6m、272.6m、27m四種進(jìn)行比較。起調(diào)水位可以選擇正常蓄水位或防洪限制水位，在方案

5、列舉中也對兩者分別進(jìn)行了計算。1.1.1 繪制洪水過程線由于本設(shè)計中資料有限，僅有p=2%、p=0.1%的流量及相應(yīng)的三日洪水總量，無法準(zhǔn)確畫出洪水過程線。設(shè)計中采用三角形法模擬洪水過程線。根據(jù)洪峰流量和三日洪水總量，可作出一個三角形，根據(jù)水量相等原則，對三角形進(jìn)行修正，得到一條模擬的洪水過程線，如圖1-1、圖1-2所示。圖1-1 設(shè)計洪水過程線圖1-2 校核洪水過程線1.1.2 洪水過程線的離散化本次調(diào)洪演算采用的是列表試算法，試算中需要知道各個時段起始點(diǎn)的來水流量數(shù)值，故需要把CAD繪制的洪水過程線離散成點(diǎn)來使用。根據(jù)已繪制的曲線可知，調(diào)洪演算只會取到中間的部分，所以，把點(diǎn)取在18h-20

6、h之間即可。取點(diǎn)如下表：表1-1 p=2%洪水過程線表1-2 p=0.1%洪水過程線1.1.2 時段內(nèi)水位的試算列表試算法進(jìn)行調(diào)洪演算的基本思路是逐時段地對下一時段的初始狀態(tài)進(jìn)行試算，在時段內(nèi)，實(shí)際上將來水過程和下泄過程看作線性變化，因此是各時段內(nèi)水位的試算構(gòu)成了調(diào)洪演算，下面以設(shè)計狀況起調(diào)水位276 .6m，堰頂高程272.6m，堰寬9m條件下h-27h時段試算為例，說明該計算是如何進(jìn)行的。校核洪水起調(diào)水位276.2m 堰頂高程274m 閘門寬10m33.00 280.34 2394.00 10.00 6.34 337.22 210.30 317.29 370.19 57.13 2394.2

7、8 0.28 表1-1時段內(nèi)水位試算算例表中：堰上水頭=假定水位H2-27；下泄流量由說明書公式（4-5）算得；下泄流量平均值=（q+時段初下泄流量即）/2；增加水量=（時段內(nèi)來水量平均值-q平均）×（27-24）；時段末庫容=+1.1.3 方案最高水位和最大下泄流量的計算每一時段末的水位能夠通過試算得出后，我們即可逐時段地進(jìn)行演算得出一個方案的最高水位及其對應(yīng)的最大下泄流量。當(dāng)上游水位達(dá)到最高時，一定是來水量和下泄流量再次相等時，因此在發(fā)現(xiàn)下泄流量大于來水量時，我們就該在最后試算的時段內(nèi)再細(xì)化時段，直到所選時段末來水流量等于下泄流量，此時段末的水位和下泄流量即為最高水位和最大下泄流

8、量。下面以設(shè)計狀況起調(diào)水位276.6m，堰頂高程272.6m，堰寬9m條件下的最高水位和最大下泄流量計算為例，說明該計算是如何進(jìn)行的。表1-2 方案最高水位和最大下泄流量計算算例1.1.4 調(diào)洪演算方案匯總下面，我以列表的方法將調(diào)洪演算的計算數(shù)據(jù)整理如下表所示：6.00 10.00 278.00 236.17 23.62 279.44 345.23 表1-3 調(diào)洪演算結(jié)果匯總表格1.2 防浪墻頂高程計算根據(jù)碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范計算壩體安全超高，如表1-4所示。表1-4 安全超高計算表表1-5 安全超高計算表分別將正常蓄水位、設(shè)計洪水位和校核洪水位與其相應(yīng)的安全超高求和，根據(jù)其中的最大高程值，即

9、可確定防浪墻頂高程，如表1-5所示，防浪墻頂高程取為。根據(jù)混凝土面板堆石壩設(shè)計規(guī)范要求，防浪墻頂要高出壩頂，本設(shè)計取，則壩頂高程為2m。第二章防浪墻計算2.1 防浪墻尺寸設(shè)計懸臂式擋土墻是將擋土墻設(shè)計成懸臂梁的形式。本設(shè)計中防浪墻頂高程281m，底高程277m,壩頂高程2m。防浪墻墻高m，墻厚，底板長，底板厚，防浪墻上游側(cè)底部位設(shè)置寬的小道，以利于檢查行走。如圖2-1所示：圖2-1 防浪墻尺寸圖2.2 防浪墻荷載分析防浪墻受到的荷載有：自重、墻上堆石土料重、墻后土壓力、靜水壓力、前趾上水重和風(fēng)浪壓力。以上荷載有四種組合工況：完建情況、正常擋水位情況、設(shè)計洪水位情況以及校核洪水位情況。2.2.1

10、 完建情況完建情況為防浪墻完建尚未蓄水的情況，此時擋墻前無水，故荷載只有自重、土重以及土壓力。受力情況見圖2-2。由于擋墻后壩頂路面采用的是細(xì)堆石料，故試驗(yàn)參數(shù)選用A組。圖2-2 防浪墻完建情況荷載示意圖1)擋墻自重標(biāo)準(zhǔn)值（沿壩軸線方向取單位寬度，即米，下同）：；。2)堆石體自重標(biāo)準(zhǔn)值：³；3)土壓力完建情況作用在墻身上的作用力只有墻后填土壓力。由于靜止土壓力大于主動土壓力，為安全起見，墻后填土壓力采用靜止土壓力。土壓力采用朗肯土壓力理論計算，取單寬1m。靜止側(cè)壓力系數(shù)：°；上式中：內(nèi)摩擦角，°。靜止土壓力標(biāo)準(zhǔn)值：4)基底應(yīng)力的計算（2-1）式中：擋墻基底應(yīng)力的最

11、大值或最小值；作用在擋墻上全部垂直于基底面的荷載（kN）；作用在擋墻上的全部荷載對于擋墻底板底部中點(diǎn)的力矩之和；擋墻基底面的面積（）；擋墻基底面對于基底面中點(diǎn)平行前墻方向的截面矩（）墻身自重對底板底部中點(diǎn)的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：（逆時針）；蓋土重對底板底部中點(diǎn)的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：（順時針）；靜止土壓力對底板底部中點(diǎn)的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值： (逆時針) (順時針)計算得：5)I-I截面承受的彎矩設(shè)計值：；（逆時針）；6)-截面承受的彎矩設(shè)計值：圖2-3 防浪墻地板完建情況荷載示意圖土重產(chǎn)生的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：（順時針）；底板自重產(chǎn)生的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：''；（順時針）；底板右側(cè)靜止土壓力產(chǎn)生的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：；作用點(diǎn)距L

12、型擋墻底板的距離為：；合力作用點(diǎn)距截面中軸線的豎向距離：；（順時針）；基底應(yīng)力產(chǎn)生的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：基底應(yīng)力的合力作用點(diǎn)距底板右側(cè)的距離：'基底應(yīng)力的合力作用點(diǎn)距截面的距離：' (逆時針）則-截面承受的彎矩設(shè)計值：(順時針）。2.2.2 校核洪水位情況此時上游水位為校核洪水位，荷載包括：自重、土重、擋墻后土壓力、前趾上水重、擋墻前靜水壓力及浪壓力。受力情況見圖2-4。圖2-4 防浪墻校核洪水情況荷載示意圖1)W1、W2、G均與前相同2)前趾上水壓力標(biāo)準(zhǔn)值：；3)靜水壓力標(biāo)準(zhǔn)值：；4)浪壓力標(biāo)準(zhǔn)值：由于，壩前水深，故為深水波。波浪中心線至靜水位高度：總浪壓力：；擋土墻在校核洪水位以下

13、的高度：；浪壓力在校核洪水位以下的高度：；由，則總浪壓力部分作用在擋墻上。根據(jù)浪壓力分布圖計算得出作用在防浪墻上的浪壓力：作用在墻身上的浪壓力：作用在墻身上浪壓力的作用點(diǎn)距I-I截面的距離：5)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值判斷墻后填土壓力類型：被動土壓力系數(shù)：被動土壓力：；遠(yuǎn)大于靜止土壓力與浪壓力的和，故可判斷在此種情況下土壓力不可能是被動土壓力。且靜止水壓力和浪壓力之和亦大于主動土壓力，故土壓力采用靜止土壓力。靜止土壓力系數(shù)：°；則靜止土壓力：；6)基底應(yīng)力的計算墻身自重對底板底部中點(diǎn)的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：（逆時針）；蓋土重對底板底部中點(diǎn)的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：（順時針）；靜止土壓力對底板底部中點(diǎn)的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值： (

14、逆時針)上游水重對底板底部中點(diǎn)的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值： (逆時針)；靜止水壓力對底板底部中點(diǎn)的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值： (順時針)；浪壓力對底板底部中點(diǎn)的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值： (順時針)；(順時針)計算得：7）I-I截面承受的彎矩設(shè)計值：作用在墻身上的土壓力產(chǎn)生的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：（逆時針）；作用在墻身上的靜止水壓力產(chǎn)生的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：（順時針）；作用在墻身上的浪壓力產(chǎn)生的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：（順時針）；I-I截面承受的彎矩設(shè)計值：（順時針）8）-截面承受的彎矩設(shè)計值：土重產(chǎn)生的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：（順時針）；底板自重產(chǎn)生的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：（順時針）；底板右側(cè)靜止土壓力產(chǎn)生的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：；作用點(diǎn)距L型擋墻底板的距離為：；合力作用點(diǎn)距截面中軸線的豎向距

15、離：；（順時針）；基底應(yīng)力產(chǎn)生的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：基底應(yīng)力的合力作用點(diǎn)距底板右側(cè)的距離：基底應(yīng)力的合力作用點(diǎn)距截面的距離：(逆時針）則-截面承受的彎矩設(shè)計值： (逆時針）。2.2.3 結(jié)果分析兩種工況下?lián)鯄讘?yīng)力均大于0，無拉應(yīng)力出現(xiàn)。平均基底應(yīng)力均小于地基允許承載力25Mpa，最大基底應(yīng)力不大于地基允許承載力的倍；且擋墻基底應(yīng)力的最大值與最小值之比為和，均小于規(guī)范允許的。所以基底應(yīng)力滿足要求。兩種工況下防浪墻墻身I-I截面和底板-截面承受的彎矩設(shè)計值如下：1) I-I截面承受的彎矩設(shè)計值：完建情況：(逆時針)；校核洪水情況：(順時針)。2)-截面承受的彎矩設(shè)計值：完建情況：(順時針)；校核洪水情

16、況：(逆時針)。由以上數(shù)據(jù)可知，防浪墻墻身I-I截面和底板-截面都是在完建工況承受最大彎矩，故防浪墻的配筋只考慮完建情況即可。防浪墻墻身在校核洪水情況承受上游水壓力、浪壓力，這些荷載相對于完建情況只承受墻后土壓力的工況是有利的，從I-I截面兩種工況下承受的彎矩設(shè)計值即可得到驗(yàn)證。防浪墻底板在校核洪水情況下的基地應(yīng)力比完建工況的基底應(yīng)力大，同時豎向壓力也比完建工況的豎向壓力大，由計算結(jié)構(gòu)可知兩種工況彎矩方向相反，校核洪水工況的彎矩值較小，故以完建工況承受的彎矩值為最危險工況進(jìn)行受拉鋼筋配筋計算。2.3 防浪墻配筋計算2.3.1 墻身配筋計算根據(jù)水工擋土墻設(shè)計規(guī)范SL-379-2007，對L型擋墻

17、的豎直墻身部分簡化為懸臂板按受彎構(gòu)件計算。由于防浪墻處于水位變動區(qū)，故環(huán)境類級為三類，混凝土保護(hù)層厚c=30mm，a=35mm；取單位寬度，即b=1000mm，混凝土采用C25，則軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值。鋼筋采用HRB335，。截面有效高度：。截面抵抗矩系數(shù)：<<，屬于適筋破壞。則鋼筋面積：<，故采用最小配筋率配筋：選配鋼筋間距小于允許最大間距300mm，全截面配筋。在受力鋼筋內(nèi)側(cè)應(yīng)布置與受力鋼筋相垂直的分布鋼筋，選配，在下游側(cè)采用構(gòu)造對稱配筋。2.3.2 底板配筋計算-截面上主要受基底反力和土壓力作用，由-截面在兩種工況下承受的實(shí)際彎矩可知，最危險工況應(yīng)為完建工況。根據(jù)水工擋土

18、墻設(shè)計規(guī)范SL-379-2007,前趾和底板配筋可按固支在墻體上的懸臂板按受彎構(gòu)件計算。<<，屬于適筋破壞。則鋼筋面積：<，故按照最小配筋率配筋。選配鋼筋間距小于允許最大間距300mm，全截面配筋。在受力鋼筋內(nèi)側(cè)應(yīng)布置與受力鋼筋相垂直的分布鋼筋，選配，底板下側(cè)采用構(gòu)造配筋。2.4 抗滑穩(wěn)定計算根據(jù)水工擋土墻設(shè)計規(guī)范規(guī)定：土質(zhì)地基上擋土墻沿基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，應(yīng)按下式計算：(2-2)式中： 擋土墻沿基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)； 擋土墻基底面與地基之間的摩擦系數(shù)，強(qiáng)風(fēng)化千枚巖，??； 作用在L型擋墻上的全部水平荷載。2.4.1 完建工況靜止土壓力：() ；土蓋重： ()；擋墻自

19、重：； () ；抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)：>，故在此工況下，防浪墻滿足抗滑穩(wěn)定要求。2.4.2 非常運(yùn)用工況（校核洪水位情況）靜止土壓力：（）；土蓋重：（）；擋墻自重：；（）；水平靜水壓力：（）；垂直靜水壓力：（）；浪壓力：（）；抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)：>故在此工況下，防浪墻滿足抗滑穩(wěn)定要求。2.5 抗傾覆計算根據(jù)水工擋土墻設(shè)計規(guī)范（SL379-2007）規(guī)定，土質(zhì)地基上的擋土墻，在同時滿足以下2個規(guī)定的要求時，可不進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定計算。1、在各種計算情況下，擋土墻平均基底應(yīng)力不大于地基允許承載力，最大基底應(yīng)力不大于地基允許承載力的倍；擋土墻基地應(yīng)力的最大值與最小值之比不大于（特殊組合）。由前兩種

20、工況下的地基應(yīng)力計算可知：本設(shè)計擋土墻同時滿足以上2個規(guī)定，故不進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定計算。第三章壩坡穩(wěn)定計算3.1 壩體邊坡擬定主壩壩頂寬度為8m。上、下游壩坡均取為1：5。3.2 堆石壩壩坡穩(wěn)定分析由于上游坡面有混凝土面板防滲，并起到保護(hù)壩坡面的作用，且上游坡面承受較大的水壓力作用，故上游坡面的抗滑穩(wěn)定性一般能滿足要求，不需要進(jìn)一步進(jìn)行驗(yàn)算；下游坡面不設(shè)置混凝土面板和坡腳蓋重等利于壩坡穩(wěn)定的措施，故此次堆石壩的壩坡穩(wěn)定分析僅針對下游壩坡進(jìn)行。3.2.1 計算公式計算時，先假定下游壩坡坡度系數(shù)m，繪制堆石體的橫剖面圖，然后在橫剖面圖上，假定幾種由折線組成的可能滑動面，如圖3-1：圖3-1折線法計算簡

21、圖將滑動土體分為ABFG、BCEF和CDE兩塊，各塊重量分別計為、，三塊土體底面的抗剪強(qiáng)度均為。采用折線滑動靜力計算法，假定條塊間作用力分別為、，其方向?yàn)樗?。則ABFG土塊的平衡式為：（3-1）BCEF土塊的平衡式為：（3-2）CDE土塊的受力狀況為：（3-3）在CDE土塊穩(wěn)定的情況下，令其，代入可得：其中，；下面假設(shè)K值，計算，并分類討論：（1）若，說明假設(shè)的K正好；（2）若（向右），說明假設(shè)的K太大，應(yīng)重新擬定K值計算；（3）若（向左），說明假設(shè)的K太小，應(yīng)重新擬定K值計算。計算出K值之后，假定不同的滑動面，算出最小安全系數(shù)，判斷K值是否滿足規(guī)范要求。若不滿足，須改變壩坡的坡度，重新計算

22、。常用的土石壩壩坡穩(wěn)定分析方法有：瑞典圓弧法、畢肖普法和折線法。瑞典圓弧法較適用于土壩，厚土斜墻和厚土心墻堆石壩。折線法較適用于混凝土面板堆石壩，薄土斜墻和薄土心墻堆石壩，本次采用折線法。3.2.2 計算過程及結(jié)果表3-1 不同滑動面對應(yīng)的安全系數(shù)K計算根據(jù)水工設(shè)計手冊關(guān)于土石壩穩(wěn)定要求的規(guī)定，由表、第和條可知，3級土石壩在正常運(yùn)用條件下最小安全系數(shù)應(yīng)不小于K。由程序取點(diǎn)計算得，最小安全系數(shù)為>，因此下游壩坡是穩(wěn)定的。第四章混凝土面板計算4.1 面板厚度及寬度根據(jù)混凝土面板堆石壩設(shè)計規(guī)范SL22898關(guān)于面板厚度的相關(guān)規(guī)定，如下：8.2.1 面板厚度的確定應(yīng)滿足下列要求：1、應(yīng)能便于在其

23、內(nèi)布置鋼筋和止水，其相應(yīng)最小厚度為；2、控制滲透水利梯度不超過200；3、在達(dá)到上述要求的前提下，應(yīng)選用較薄的面板厚度，以提高面板柔性和節(jié)約材料，減低造價。8.2.2 面板頂部厚度宜取，并向底部逐漸增加，在相應(yīng)高度處的厚度可按式（）確定： (8.2.2)中低壩可采用等厚面板。本設(shè)計堆石壩屬于中壩，設(shè)計采用的等厚度面板。單塊面板寬度通常為1218m，其中15m最為普遍，本設(shè)計中單塊面板寬度采用15m。在需要布置垂直縫部位的面板采用相對較窄寬度的面板，采用面板寬度，以利于滑模施工。4.2 面板配筋根據(jù)混凝土面板堆石壩設(shè)計規(guī)范SL22898關(guān)于面板配筋的相關(guān)規(guī)定，如下：8.4.1 面板應(yīng)采用單層雙向

24、鋼筋，鋼筋宜置于面板截面中部，每向配筋率為0.3%0.4%，水平向配筋率可少于豎向配筋率。8.4.2 在拉應(yīng)力區(qū)或岸邊周邊縫及附近可適當(dāng)配置增強(qiáng)鋼筋。8.4.3 計算鋼筋面積應(yīng)以面板混凝土的設(shè)計厚度為準(zhǔn)。本設(shè)計水平向采用0.35%的配筋率，豎向采用0.4%的配筋率。取單位寬度的面板計算，得水平向鋼筋面積,豎向鋼筋面積。根據(jù)水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)附錄3表2,水平向布置，豎向布置水平鋼筋放在上面，以利于施工和行走。第五章趾板設(shè)計5.1 最大斷面設(shè)計趾板厚度取，根據(jù)混凝土面板堆石壩設(shè)計規(guī)范（SL228-98）規(guī)定，趾板厚度小于2m時，可不進(jìn)行抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算。趾板的寬度可根據(jù)趾板下基巖的允許水力梯度和地基

25、處理措施確定，同時為滿足施工要求（灌漿作業(yè)需要），其最小寬度應(yīng)大于3m。允許的水力梯度宜符合表5-1的規(guī)定。表5-1水力梯度表風(fēng)化程度新鮮、微風(fēng)化弱風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化全風(fēng)化允許水力梯度20102051035趾板下游面應(yīng)垂直于面板，面板端部下堆石體厚度不小于。為滿足面板無軌滑模起始面要求，趾板斜長段長度應(yīng)大于5.2 趾板剖面的計算趾板橫截面如圖示：圖5-1趾板橫截面圖1）岸坡段趾板剖面橫剖面上面板迎水面與水平線的夾角由下式計算：(5-1)式中：面板垂直于壩軸線方向的設(shè)計坡度，；趾板段兩端點(diǎn)高度之差； 趾板段兩端點(diǎn)在沿壩軸線方向的距離。2）河床段趾板剖面當(dāng)CB平行于壩軸線時，夾角由下式計算： (5-2)式

26、中：面板垂直于壩軸線方向的設(shè)計坡度，；3）計算過程及結(jié)果表5-2 趾板分段表表5-3 各段趾板尺寸計算表第六章副壩設(shè)計副壩最低的底高程為2m，頂部與主壩平齊，為2m，頂寬與主壩同寬，取為m，擋墻高與主壩相同，取。如圖示：圖6-1 副壩最大斷面剖面圖6.1 副壩頂寬驗(yàn)算壩底最小寬度（6-1）式中：H 壩高，； 混凝土容重，； 水容重，； 揚(yáng)壓力折減系數(shù)，河岸取為。計算得<，故采用矩形斷面型式，寬度取為米。6.2 強(qiáng)度和穩(wěn)定驗(yàn)算采用摩擦公式，計算校核水位下的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)：（6-2）式中： 作用于滑動面以上的力在鉛直方向分量代數(shù)和； 作用于滑動面以上的力在水平方向分量代數(shù)和； 作用在滑動面

27、上的揚(yáng)壓力；滑動面上抗剪摩擦系數(shù)，根據(jù)資料，混凝土與弱風(fēng)化千枚巖之間的摩擦系數(shù)為，取。6.2.1 正常蓄水位情況6.2.1.1 荷載計算副壩荷載如圖6-2所示：圖6-2 副壩正常蓄水情況荷載示意圖1)揚(yáng)壓力：揚(yáng)壓力折減系數(shù)，故排水孔處揚(yáng)壓力折減為：；排水孔設(shè)置在離上游面處，故總揚(yáng)壓力為：2)浪壓力（6-3）式中：水的容重；波浪波長，正常蓄水位時為；波浪浪高，正常蓄水位時為；波浪中心線高出靜水位高度。3）靜水壓力4)壩體自重穩(wěn)定驗(yàn)算采用摩擦公式，計算校核水位下的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)：（6-4）式中：作用于滑動面以上的力在鉛直方向分量代數(shù)和；作用于滑動面以上的力在水平方向分量代數(shù)和；作用于滑動面上的揚(yáng)

28、壓力；滑動面上抗剪摩擦系數(shù)，根據(jù)資料，混凝土與弱風(fēng)化千枚巖之間的摩擦系數(shù)為，取。由上計算得：>由水工建筑物表4-1得：“3級建筑物，基本組合情況下抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)”，故滿足要求。6.2.1.3 壩體強(qiáng)度驗(yàn)算作用在副壩上的所有荷載對基底面截面形心的力矩之和：<所有荷載的合力作用點(diǎn)位于副壩基底截面截面形心以內(nèi)，上下游邊緣的垂直正應(yīng)力均為正值，即為壓應(yīng)力，沒有拉應(yīng)力出現(xiàn)，故壩體強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。6.2.2 校核洪水位情況6.2.2.1 荷載計算副壩荷載如圖6-3所示：圖6-3 副壩校核洪水情況荷載示意圖1)揚(yáng)壓力：；揚(yáng)壓力折減系數(shù)，故排水孔處揚(yáng)壓力折減為：；排水孔設(shè)置在離上游面處，故總揚(yáng)

29、壓力為：2)浪壓力3）靜水壓力4)壩體自重穩(wěn)定驗(yàn)算穩(wěn)定安全系數(shù)：>，故滿足穩(wěn)定要求。.2.3 壩體強(qiáng)度驗(yàn)算作用在副壩上的所有荷載對基底面截面形心的力矩之和：<所有荷載的合力作用點(diǎn)位于副壩基底截面截面形心以內(nèi)，上下游邊緣的垂直正應(yīng)力均為正值，即為壓應(yīng)力，沒有拉應(yīng)力出現(xiàn)，故壩體強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。第七章施工組織設(shè)計7.1 攔洪高程7.1.1 隧洞斷面型式、尺寸導(dǎo)流隧洞直徑為，隧洞進(jìn)口底高程為227.5m,出口底高程為，隧洞長200m，底坡.為0. 5%。7.1.2 隧洞泄流能力曲線假定一系列隧洞下泄流量，求出對應(yīng)的隧洞平均流速，然后根據(jù)有壓流計算公式（7-1），計算出上游水位，繪制隧洞泄

30、水能力曲線；（7-1）式中：流量系數(shù)，?。凰矶雌骄魉?；隧洞進(jìn)口計算水深；隧洞出口底坎以上水深，可根據(jù)隧洞下泄流量從壩址水位流量關(guān)系曲線上查得。表7-1 隧洞下泄能力計算表格7.1.3 下泄流量與上游水位關(guān)系曲線在繪有5%頻率洪水過程線（采用設(shè)計洪水洪峰流量折半后的洪水過程線作為5%頻率洪水過程線）的坐標(biāo)圖上，假定三條泄水過程線，求出相應(yīng)的攔蓄庫容和下泄流量，再根據(jù)水位庫容關(guān)系曲線查出相應(yīng)的上游水位；圖7-1洪水過程線（P=5%）表7-2 下泄流量與上游水位關(guān)系曲線在繪有隧洞泄流能力曲線的坐標(biāo)圖上，繪出相應(yīng)的點(diǎn)、，過三點(diǎn)繪下泄流量與上游水位關(guān)系曲線，兩曲線相交于點(diǎn)，則對應(yīng)于點(diǎn)的水位即為所求的攔

31、洪水位。7.1.4 計算結(jié)果查圖7-2，得攔洪水位m, 下泄流量m3/s。攔洪高程=攔洪水位+安全超高=248.42+（23），取攔洪高程251.0m。圖7-2攔洪水位曲線圖7.2 堆石體工程量7.2.1 計算公式及大壩分期根據(jù)大壩分期，各期工程量按下列公式計算(梯形河谷)： (7-2)式中：計算部分壩體工程量（）；計算部分壩體頂部長度（）；計算部分壩體高度（）；計算部分壩體頂寬（）；計算部分壩體底部長度（）；(7-3)式中：計算部分壩體工程量（）；計算部分壩體填筑有效工日（）。圖7-3大壩分期示意圖7.2.2 計算過程7.2.2.1 第期上游圍堰工程量：。下游圍堰工程量：?？偣こ塘浚菏┕すて?/p>

32、為，有效工日T=6天。施工強(qiáng)度：7.2.2.2 第期：主壩壩底高程到攔洪高程，即。施工工期為，有效工日。施工強(qiáng)度：7.2.2.3 第期：主壩攔洪高程到防浪墻底高程，即。施工工期為，有效工日。施工強(qiáng)度：7.2.2.4 第期：防浪墻底高程至壩頂高程，即。施工工期為，有效工日。施工強(qiáng)度：7.2.3 計算結(jié)果表7-3 堆石體工程量及施工強(qiáng)度施工分期（圍堰）位置高程(m)251.0工程量(m³)1827269404施工工期有效工日(d)6132平均施工強(qiáng)度(m³/d)最大施工強(qiáng)度(m³/d)施工分期位置高程(m)251.0工程量(m³)228488施工工期有效工日

33、(d)27159平均施工強(qiáng)度(m³/d)最大施工強(qiáng)度(m³/d)7.3 工程量計算7.3.1 堆石壩各分區(qū)工程量大壩填筑量的計算截面如表7-4所示，各個截面面積如表7-5所示，大壩填筑量如表7-6所示。表7-4 計算截面匯總表表7-5 計算截面面積匯總表表7-6 各段壩體填筑工程量7.3.2 趾板工程量7-6：表7-7趾板工程量7.3.3 混凝土面板工程量7-8。表7-8 混凝土面板工程量計算表7.3.4 副壩工程量副壩軸線長度為m，將副壩沿壩軸線方向分為三個壩段，繪出各壩段的橫剖面，求出平均斷面面積，再乘以壩段長度求得工程量。表7-9副壩各段面每米工程量計算表（單位：m3

34、）表7-10副壩工程量計算表（單位：m3）7.3.5 防浪墻工程量L型擋墻長為2m，斷面面積為m2，工程量為2×3.75=m3。7.4 堆石體施工機(jī)械選擇及數(shù)量計算7.4.1 機(jī)械選擇開挖機(jī)械：正向鏟 W200(2m3)；運(yùn)輸機(jī)械：自卸機(jī)車佩爾利尼T20(載重量20T,容積11.7 m3)；整平機(jī)械：推土機(jī)移山-80；壓實(shí)機(jī)械：振動碾 YZ3-50。7.4.2 機(jī)械生產(chǎn)率及數(shù)量計算7.4.2.1 周期性運(yùn)行機(jī)械生產(chǎn)率及數(shù)量式中： 土斗或車箱幾何容積； 土斗或車箱的充盈系數(shù)； 時間利用系數(shù)； 體積換算系數(shù)； 機(jī)械運(yùn)行一次循環(huán)時間； 挖土機(jī)裝滿一車的斗數(shù)； 挖土機(jī)循環(huán)工作的時間；可取分鐘

35、，包括調(diào)車、等待時間，本設(shè)計取2min。1、正向鏟：，2、自卸機(jī)車：，,3、振動碾的生產(chǎn)率：（7-5）式中：碾壓機(jī)械開行速度，V=1500m/h；滾筒長度(m),；搭接長度(m)，；鋪土厚度(m)，；壓實(shí)遍數(shù)，n=6；時間利用系數(shù)，；體積換算系數(shù)，；4、推土機(jī)查定額，移山-80臺班產(chǎn)量為-，推土機(jī)生產(chǎn)率為，取為。機(jī)械數(shù)量: ，取2臺。5、配套機(jī)械數(shù)量計算汽車容量的合理范圍為410倍挖土機(jī)斗容，即式中：土斗數(shù)；正向鏟土斗容積自卸汽車容積且，故滿足汽車容量要求。一臺正向鏟正常工作時，配合的汽車數(shù)，由下式確定：（7-6），取，即一臺正向鏟配備臺自卸汽車。，滿足要求。6、機(jī)械數(shù)量計算（7-7）式中：施

36、工機(jī)械數(shù)量；各期最大施工強(qiáng)度，；采用臺班制，本工程采用一天2班制；施工機(jī)械效率，。表7-11機(jī)械施工方案及數(shù)量表項(xiàng)目種類施工機(jī)械數(shù)量開挖正向鏟W200(2m3)2臺運(yùn)輸佩爾利尼T2024輛壓實(shí)推土機(jī)移山-802臺振動碾YT3-502臺7.5 混凝土工程機(jī)械數(shù)量計算7.5.1 混凝土工程施工強(qiáng)度7.5.1.1 趾板趾板的混凝土工程量，施工期取66天。平均施工強(qiáng)度：；最大施工強(qiáng)度：。7.5.1.2 混凝土面板混凝土面板工程量為m3，工期取140天。平均施工強(qiáng)度：；最大施工強(qiáng)度：。7.5.1.3 防浪墻825，施工期為30天。最大施工強(qiáng)度：。7.5.1.4 副壩副壩混凝土工程量為。施工期20天。平均施工強(qiáng)度：；最大施工強(qiáng)度：。7.5.2 混凝土工程機(jī)械選擇1、混凝土工程最大工作強(qiáng)度2、混凝土拌合設(shè)備設(shè)計采用JZM-500拌合機(jī)。生產(chǎn)率為。3、混凝土澆筑系統(tǒng)選擇及計算拌和機(jī)數(shù)量：，選2臺拌和機(jī)。澆筑方案為：拌合站拌和，攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸上壩。7.6 導(dǎo)流隧洞施工7.6.1 基本資料 1、導(dǎo)流隧洞長