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1、重力坝毕业设计-副本目 录摘 要41 前言52 基本资料62。1 工程概况62.2 水文62。3 地质72.4 任务和规模72。5 工程布置及主要建筑物82。6 水力机械、电工、金属结构及采暖通风82.7 消防措施92.8 施工92。9 环境保护93 水文水能计算103。1 枢纽等级及建筑物级别103。2 径流调节计算103。4 水库特征水位选择133。5 水轮机额定水头和机型选择143.6 泥沙入库计算154工程枢纽布置164.1 枢纽布置的任务和设计依据164。1.1枢纽布置的任务164。1。2 设计依据164。2 挡水建筑物174.3 泄水建筑物174。4 引水建筑物175 非溢流坝段剖
2、面设计185。1 坝顶高程的确定185。2坝顶宽度的确定205。3坝面坡度205。4坝底宽度205.5荷载计算205。5.1坝体自重205.5。2静水压力215.5.3扬压力215.5。4浪压力225。5。5泥沙压力235.5.6土压力235.5。7地震荷载245.5。8冰压力245.5.9荷载组合245.6抗滑稳定分析255.6。1重力坝失稳破坏形式255。6.2稳定分析方法及抗滑措施265。6.3正常工况下坝基抗滑稳定验算275。6。4特殊工况下坝基抗滑稳定验算285。6。5校核洪水位时坝基抗滑稳定验算295。7边缘应力的计算295.7.1基本假定295.7.2边缘应力的计算295。8地基
3、防渗与排水设施拟定316 溢流坝设计336.1泄水方式的选择336.2洪水标准的确定336.3孔口设计336.4溢流坝剖面设计346。5消能防冲设计357 导流洞、泄洪洞、发电洞计算387。1 第一期导流387。2 第二期导流387.3 导流洞计算397.3.1 导流洞进口段397。3。2 导流洞洞身计算397.3.3 导流洞出口段407.4 发电洞计算407.4。1 发电洞进口段417.4。2 发电洞洞身段417.4.3 发电洞出口段427。4.4闸门与门槽427。5 泄洪冲沙洞计算427。5.1 泄洪洞进口段437。5。2 泄洪洞洞身段437。5.3 泄洪洞出口段447.5。4闸门与门槽4
4、48细部构造设计458。1 坝顶构造458.2 分缝与止水468。3 廊道系统468.4 坝体防渗与排水478.5 坝体材料分区478。6 地基处理488.6.1地基开挖与清理488。6.2坝基的帷幕灌浆488.6.3坝基排水498.6。4坝基的固结灌浆508。6。5软弱带处理509厂房布置5110 结论52总结与体会54谢 辞55参考文献5660摘 要“TH”水电站位于伊犁哈萨克自治州伊宁县境内,伊犁哈什河玛札尔峡谷出口处,西距伊宁市51KM,附近有公路通往新源、尼勒克、伊宁市,交通较为方便。该电站拟装机容量为50MW左右,年发电量近期为2。46 108KWH,远景为 3。42 108KWH
5、,保证出力13.3MW,工作出力42.3MW。本次“TH”水电站混凝土重力坝设计旨在从课本、资料出发,独立完成对其溢流坝段(包括溢流坝的剖面设计,消能设计)、非溢流坝段(包括重力坝基本应力和特殊荷载的计算,重力坝边缘应力的计算,重力坝的剖面设计以及抗滑稳定分析),泄洪,引水隧洞的初步设计和计算,厂房的简略说明。关键词:混凝土重力坝;溢流坝段;非溢流坝段;稳定分析;细部构造Abstract”TH station is located in Ili Kazak Autonomous Prefecture in Yining County, khash Ili River Canyon mazhae
6、rexit, west Yining City 51KM, near the road leading to the new source Nileke, Yining City, the traffic is more convenient. The installed capacity of 50MW power plant to be about generating capacity in the near future for the 2。46108KW H, the vision for the 3.42108KW H, to ensure that efforts 13。3MW,
7、 work output 42.3MW。 The ”TH concrete gravity dam hydropower station designed from textbooks, information on starting, independent completion of its spillway paragraph (including the spillway section of the design, energy dissipation design), non-overflow dam paragraph (including the basic gravity s
8、tress and special loads, the gravity of the edge of stress, the gravity of the profile design and anti-slide stability analysis), spillway, diversion tunnel of the preliminary design and calculation, a brief description of the plant.Key Words:concrete gravity dam,spillway dam,non-overflow dam, Stabi
9、lity analysis,Construction Detail.1 前言本次毕业设计是根据教学要求,对水利水电专业本科毕业生进行最后一项教学环节.本次毕业设计是对“TH”水电工程进行重力坝设计。通过这次毕业设计,运用以前在课堂上学习的知识来解决和处理实际中遇到的问题,提高了我的分析能力,也系统的巩固了我综合运用基本理论的能力。本次设计结合“TH”水电站资料,重点进行重力坝设计,完成的主要内容包括以下几个方面:(1)根据基本资料进行简单的水文水能计算,特征水位的选择,泥沙入库计算。(2)枢纽设计任务和依据的确定,挡水建筑物、引水建筑物、泄水建筑物等水工建筑物布置。(3)非溢流坝的坝顶高程,坝
10、顶、坝顶宽度的确定,坝面坡度的选择,对大坝的基本荷载和特殊荷载计算,进行了大坝的抗滑稳定分析,以及大坝边缘应力的计算。(4)泄水方式的选择,洪水标准的确定,溢流坝的剖面设计,孔口设计和消能计算。(5)对一、二期导流进行了简单的说明,对发电洞,导流洞,泄洪、冲沙洞进行了简单的计算和设计。(6)坝体细部构造的设计(包括坝顶构造,分缝与止水,廊道系统,坝基防渗与排水,坝体材料的简单分区)(7)地基处理(包括坝基开挖与清理,坝基帷幕灌浆,坝基排水,坝基固结灌浆,软弱带处理)(8)厂房的简单布置说明。2 基本资料2.1 工程概况“TH”水电站位于伊犁哈萨克自治州伊宁县境内,伊犁哈什河玛札尔峡谷出口处,西
11、距伊宁市51,附近有公路通往新源、尼勒克、伊宁市,交通较为方便。坝址以上控制流域面积8650,域内雨量较多,草木茂盛,是天山西部林木主要产区之一。该电站拟装机容量为50左右,年发电量近期为2。46远景为 3。42,保证出力13.3,工作出力42.3。电站拟设4回路110出线,两回送往伊宁市中心变电所,两回和上游梯级电站联络,近期担任系统调峰,工程等级属三级。主体建筑物均按三级建筑物设计. 伊宁县系城乡电网改造的重点县,根据伊宁县“十五”水电农村电气化规划的要求,近期全县用电量将达到2。46亿kwh,同时伊宁县靠近伊宁市,整个伊犁地区工农业等发展快,规模较大,地域辽阔,电力缺口较大,为缓解缺电局
12、面,因此在伊宁兴建一座装机容量较大的电站是很有必要的。同时伊宁县目前小水电丰水低谷期电量富余,但丰水高峰期和枯水期供电不足,因此,兴建“TH”电站是非常必要的。2.2 水文“TH”水电站位于伊犁哈萨克自治州伊宁县境内,伊犁哈什河玛札尔峡谷出口处,坝址以上控制流域面积8650,域内雨量较多,草木茂盛,是天山西部林木主要产区之一。根据近三十年的水文资料记载,多年平均月流量120,多年平均径流量38。6108,实测最大洪峰流量830 。“TH”水电站附近有若干气象站,其中距离“TH水电站最近的是伊犁气象台.根据伊犁气象台多年的气象资料显示如下:1)资料年限29年(1972 2000)2)多年平均气温
13、8.43)历年最高气温37。9(1995年8月13日)4)历年最底气温40。4(1989年1月29 日)5)多年平均降雨量257.2mm6)最大一日降水42.6mm(1986年2月14日)7)历年平均蒸发量1709mm8)最大冻土深度62mm(1977年2月10日)9)最大积雪深度89cm(1989年2月4日)10)历年平均风速2。2m/s,历年最大风速40m/s.相应风向WSW(1985年9月21日)历年最多风向SE。2.3 地质本区位于阿吾勒力山西缘的中高山地区 阿吾勒力山为一圆形山体,山峰排列零乱与天上主脉相协调 主峰位于温泉以南约7Km,海拔2046m,而哈什河大桥水面高程约810m,
14、相对高差1100多米 山顶多呈浑圆状,冲沟受构造控制多为东西向,西北及北东向,沟深底窄呈V形。哈什河在阿吾勒力山玛札尔峡谷中,河床宽30m-40m,河谷宽100-200m,呈V字形,河流从坡约为4%,河流出玛札尔峡谷即为伊犁盘地,为堆积平坦地势,河床渐为第四系物质,河流从坡变缓。 阿吾勒力山北侧为第三系及第四系组成的丘陵地带,南侧为巩乃撕河谷,与哈什河河沿谷间的最薄山体约17-18Km.2.4 任务和规模 该电站拟装机容量为50左右,年发电量近期为2。46远景为 3.42,保证出力13.3,工作出力42。3。电站拟设4回路110出线,两回送往伊宁市中心变电所,两回和上游梯级电站联络,近期担任系
15、统调峰, “TH”电站的建立可以有效缓解伊犁地区的用电要求。2.5 工程布置及主要建筑物坝段位于玛札尔峡谷出口上游约11。5Km范围内,河流以北东流径坝质后拐向西而出峡谷坝段河床宽1516m,河流两岸坡角,基本对称,坝体座落在东图津河组第二大层第二小层角砾凝灰岩及其所夹绣镜体凝灰质砂岩上,岩性较均一.由于采用拱坝设计,工程量小,占地少,稳定性好.挡水建筑物为一座混凝土重力坝和一座粘土心墙的副坝。导流洞兼作泄水、冲沙洞,故要与引水发电洞的进口布置要相近,使发电洞的进口保证“门前清”.发电洞的进水口及导流泄洪冲砂洞的进水口均采用岸塔式布置,设有两道闸门,一为工作闸门,一为检修闸门,工作闸门后设有通
16、气孔。发电站厂房设在发电洞的末端下游侧的岸边。其主要尺寸为:主厂房长62。64m(装配厂长14.37m) 宽17。9m.副厂房厂长62。64m 宽10m.2.6 水力机械、电工、金属结构及采暖通风水轮机采用初选的HL240-LJ-225,单机额定出力Nr12.5MW。单机额定流量38.4m3/s。特征水头如下:=42。7m =35.2m =37.6m安装场位于主厂房左侧,有公路直接与之相接。发电机层与安装场同高程,主要布置发电机、调速器及机旁盘。发电机下面为水轮机层,除布置水轮机外,还布置滤水器及管路等。上游侧蝶阀坑布置有四台直径为2。8的饼型立轴蝶阀。安装场下面为油泵室。其高程与水轮机层地面
17、平齐。主厂房上游侧为电气副厂房,共分两层.上层为电器副厂房,下层是母线廊道。 水电站的通风是自然通风,采光为通过落地窗采光.2.7 消防措施以预防为主,消防结合,严格执行规范及有关政策;建筑结构材料、装饰材料采用非燃烧材料;建筑布置、交通道路组织、厂内交通满足防火要求;生产设备和备件采用符合国家行业规范防火要求的合格产品;所有消防及报警设备必须采用有公安消防部门生产许可证的合格产品,并按规程要求进行安装和检测;利用水利水电工程水源充足的特点,充分发挥消防优势。主厂房大门与公路相连接,在进厂大门外设有消防车回车场,主变压器和升压站均有消防车道直接到达。主、副厂房内消防分区、消防通道、消防疏散标志
18、及防火门窗等的设计等均符合有关规范要求。枢纽建筑室内外均设有消防给水系统,在主变压器下设有事故集油池。主变压器与近区变压器留有防火间距,电站设有火灾自动报警系统和消防联动系统,系统在功能上相互独立,采用二总线制,同时,火灾自动报警系统与全厂计算机监控系统相连。2。8 施工“TH水电站位于伊犁哈萨克自治州伊宁县境内,伊犁哈什河玛札尔峡谷出口处,西距伊宁市51,附近有公路通往新源、尼勒克、伊宁市,交通较为方便。工程布置特点和施工场地条件:本工程枢纽建筑物主要包括大坝、发电引水隧洞、导流、泄洪、冲沙洞和电站厂房等四部分.水库正常蓄水位857。9m,总库容为1400万m3。大坝为混凝土重力坝,坝轴线长
19、度172m,坝顶高程84.75m,最大坝高48.00m, 在溢流堰中部设3个支墩,溢流堰堰顶高程为857.90米,有压引水隧洞长270m,主洞断面为圆型,洞径6m,导流、泄洪、冲沙洞断面为城门型8.8410。6m(宽高).2。9 环境保护“TH”电站工程的兴建其有利影响是明显的、主要的.其中有利影响均发生在工程实施后,影响较深远。另外,工程实施也将不可避免对区域的自然环境、生态环境、社会环境将产生一定的不利影响,这种不利影响大部分发生在工程实施过程中,影响相对较轻。3 水文水能计算3。1 枢纽等级及建筑物级别工程等级属三级。主体建筑物均按三级建筑物设计3。2 径流调节计算根据“TH”水电站所在
20、的伊犁托海水文站月平均实测流量表的年平均流量进行典型年的经验频率统计见表31。表3-1 经验频率统计计算表 资料经验频率及统计参数的计算123456789年份年平均流量X(m3/s)序号年份大小排列Xi(m3/s)模比系数 KiKi-1(Ki1)2P=m/(n+1) (%)1970122119841681.394 0。39 0.155 2。9 1971136219741551.286 0.29 0.082 5.9 1972102319811491。236 0。24 0。056 8.8 1973143419961471。220 0。22 0。048 11。8 1974155519881471。2
21、20 0。22 0。048 14.7 1975145619791451。203 0.20 0.041 17。6 1976106719751451。203 0。20 0。041 20。6 1977101819731431.187 0。19 0.035 23.5 1978102919951421.178 0。18 0。032 26.5 19791451019851361。128 0。13 0.017 29。4 1980921119711361.128 0。13 0。017 32.4 19811491219861261.046 0.05 0。002 35。3 19821101319941241。02
22、9 0.03 0.001 38.2 19831001420021231.021 0。02 0.000 41。2 19841681519701221。012 0。01 0。000 44。1 19851361619911200。996 0。00 0.000 47。1 19861261719871150。954 -0.05 0。002 50.0 19871151819921100.913 -0.09 0.008 52.9 19881471919821100.913 0.09 0。008 55.9 1989902019971080.896 0。10 0。011 58.8 199010521200010
23、70.888 -0。11 0。013 61.8 19911202219761060.880 0。12 0。015 64。7 19921102319931050.871 0。13 0.017 67。6 19931052419901050。871 0.13 0。017 70.6 19941242519991020.846 0.15 0。024 73。5 19951422619781020。846 0.15 0。024 76.5 19961472719721020。846 -0.15 0.024 79.4 19971082819771010。838 0。16 0.026 82.4 199896291
24、9831000.830 0。17 0。029 85。3 1999102302001980。813 -0.19 0。035 88。2 2000107311998960.797 0.20 0。041 91.2 200198321980920。763 0.24 0.056 94.1 2002123331989900。747 -0.25 0。064 97。1 求和3977397733。000 0.00 0.986 平均Cv=0.176 模比系数 (Ki)=频率(P)=100%变差系数计算根据工程水文学公式:Cv=因为=0.986 n=33 Cv=0.176选配皮尔逊 型频率曲线表32 P配线成果表频率
25、(P)第一次配线=120。52=0。176=2.5=0.44第二次配线=120。52=0.176=6=1。056第三次配线=120.52=0。176=5=0。8811。466176。561。54185。601.521183.3151。309157.281。33160.291.327159。93101.232148。241.255148.841。236148。96201。144137.391.135136.791。136136。91500。985118.710。97116。900.974117。39750。875105.460。87104.850.872105.09900.7995.210。81
26、97.020.79896.17950。7488.580。7894。010。76291.84990。6678。940。7488.580.70885.33选择三个代表年:利用排列大小的流量和频率选在三个代表年。确定丰,平,枯频率丰水期 5% 流量Q=159。93 m3/s 1984年 丰水年 流量Q=168 m3/s平水期 50 流量Q=117。39 m3/s1991年 平水年 流量Q=120 m3/s枯水期 95 流量Q=91.84 m3/s1989年 枯水年 流量Q=90 m3/s图3-1 三个代表年日频率曲线在三个代表年的经验频率曲线上找出一个枯水年(95%)对应的流量(保证流量),在图3-
27、1上查得Q=30.7m3/s。根据枯水期的保证流量计算最小水头:N=13.3KW ,Q=30.7m3/s,水电站的效率系数 =0.90。95N保=9。81QH H=47 m3。4 水库特征水位选择根据已知资料得:(1) 兴利水位兴利库容(V)=1700万m3 兴利水位(Z)=857。864 m(2) 死水位死库容(V)=1100 万 m 死水位(Z)=852.500 m(3)初始水位起调库容=1300万m3 初始水位=855。83 m最大发电流量=154.79 m3/s 最大出力=50000KW发电平均水头=36。02 m(4)设计洪水位表33哈什河“TH”水文站1,3,5,7日洪量频率表时数
28、(天)WCvCsCs/CvP%=0。1P%=0。2P%=0。5P%=1P%=2P%=5P=10P=201440.280.802。86969285807467615431170.280。802。8625624322621219817816214351810.280.853.0428936934432430227324322172400。2750.833。00526500465436405365330294 “TH”水电站的水库洪水调节能力有限,采用调节库容与防洪库容完全不结合的方式。防洪库容校核洪量的1/22/3。取1/2正常运用设计情况下,(50年一遇)P=0.02100=2则设计防洪库容=4
29、05+1700(V)=1902.510 m3反查设计洪水位为:861.85 m(5)校核洪水位 校核防洪库容可按500年一遇,P=0。002100=0.2%则校核防洪库容=500+1700(V)=1950104 m3反查校核洪水位为:863.05 m3。5 水轮机额定水头和机型选择初选水轮机型号为HL240LJ-225 可以满足出力要求,水轮机的工作水头范围是:H=42。7 mH=35.2 mH=37.6 m3.6 泥沙入库计算 泥沙入库计算公式: =其中多年平均悬移质年输沙量 t-多年平均悬移质输沙量 t推移质输沙量与悬移质输沙量比值。(取0。2) 泥沙容重,1.1-1。9 t /m(取1。
30、9 t /m) =1651040。2=33104 t V本枢纽工程为3级,设水库使用50年则: V=17.3610450=868104 m3发查淤积高程为:851.44 m。4工程枢纽布置4。1 枢纽布置的任务和设计依据4。1。1枢纽布置的任务水利枢纽布置必需充分考虑地形、地质条件,使各种水工建筑物都能布置在安全可靠的地基上,并能满足建筑物的尺度和布置要求以及施工的必需条件。枢纽布置必需使各个不同功能的建筑物在其位置上各得其所,在运用中相互协调,充分有效的发挥所承担的任务,各个水工建筑物单独使用或联合使用的水流条件良好,上下游的河道冲淤变化不影响或少影响枢纽的安全运行,结构强度满足要求,即技术
31、上安全可靠。4。1。2 设计依据工程等级属三级。主体建筑物均按三级建筑物设计.洪水按50年一遇设计,500年一遇校核.多年平均月流量120,多年平均径流量38。6108。拟装机容量为50左右,年发电量近期为2。46远景为 3。42,保证出力13。3,工作出力42。3。枢纽工程区域河段呈形,坝址河谷呈V形,山坡陡峻,岩石多裸露,为中石炭统东图河津组海退时期火山喷发岩。区域无大的构造活动,岩性中等坚硬,一般抗压强度58,弹性模数值8001000。导流流量:1)第一期导流时段:导流流量为=377 2)第二期导流时段: 导流时段=6903)截流9月下旬,截流流量为=134下泄流量及相应的下游水位:拟建
32、水电站下游尾水位流量关系曲线由电站布置确定1)设计洪水位时最大下泄流量10662)校核洪水位时最大下泄流量14923)枯水期调节流量(P=95),下泄33。84。2 挡水建筑物挡水建筑物为一座重力坝和一座粘土心墙的副坝。主坝采用混凝土分段分层浇筑,粘土心墙副坝采用挖掘机挖运,载重自卸汽车运料上坝,羊足碾碾压,中间防水采用沥青、粘土混合灌浆,坝体排水采用棱体排水,迎水面采用混凝土面板防渗。4.3 泄水建筑物由于采用的冲沙导流洞兼做泄水隧洞,故要与引水发电洞的进口布置要相近,使发电洞的进口保证“门前清”具体洞线的位置见附图。4。4 引水建筑物发电洞的进水口也导流泄洪冲砂洞的进水口均采用岸塔式布置,
33、设有两道闸门,一为工作闸门,一为检修闸门,工作闸门后设有通气孔.其特征高程如下(计算过程见计算部分):发电洞底板高程:838.5m发电洞顶部高程:844.5m导流洞底板高程:820.0m导流洞顶部高程:832。0m泄洪洞底板高程:836.5m泄洪洞顶部高程:845.5m5 非溢流坝段剖面设计5.1 坝顶高程的确定可按下式进行计算:+2+ (5-1)式中,2波浪高度 m.波浪中心线至水库静水位的高度 m-取决于坝的级别和计算情况的安全超高,查表5-1.表5-1 安全超高 (m)荷载组合(运用情况)坝的级别1234、5基本组合(正常情况)0.70.50.40。3特殊组合(校核情况)0.50.40.
34、30。2本工程取0。4 m2=0。0166VD (52) 2=10。4(2) (5-3)2-波长 mV计算风速 m/s。多年平均最大风速的1.52倍.D-吹程 m (本水库的吹程为800 m)坝顶高程(或坝顶防浪墙顶高程)按下式计算,并选用其中的较大值。 式中,和分别按式(51)考虑。对于级的坝,如果按照可能最大洪水校核时,坝顶高程不得低于相应静水位,防浪墙顶不得低于波浪顶高程。防浪墙高度应与坝体在结构上连成整体,墙身应有足够的厚度,以抵挡波浪及漂浮物的冲击。 设计情况 2=0。0166VD 由基本资料=2.2 m/s 最大风速 40 m/s得V=2=4。4 m/s2=0。0166=0.982
35、 m 2=10。4(2)=10.4 m(当坝前水深H=43。05 m 则cth)带入公式,算出 m 防浪墙顶部高程: 校核情况 2=0.0166VD 由基本资料=2。2 m/s 最大风速 40 m/s得V=2。2 m/s2=10.4(2)=10.4 5.16 m0.103 m m防浪墙顶部高程: m综合、两种情况,取防浪墙顶部高程863.97m,防浪墙高度为0.8m则坝顶部高程为=863。17 m 最大坝高为863.17817=46。17 m5.2坝顶宽度的确定为了满足设备布置、运行、交通及设施的需要,经过分析选取“TH水电站的坝顶宽度为7m。5。3坝面坡度根据碾压混凝土坝基本剖面设计,上游坝
36、坡通常采用铅直面;下游剖面采用基本三角形顶点与校核洪水位齐平的剖面形式,则有折坡处向上延伸与校核洪水位相交。取下游边坡系数为。5.4坝底宽度由上下游起坡点高程、坡度、边坡系数等条件通过几何关系可得坝底宽度为36.84m,在坝高=(32。3241。55)范围内。说明坝底宽度符合要求。5。5荷载计算作用在重力坝的荷载主要有:坝体自重,上下游坝面上的水压力,扬压力,浪压力,泥沙压力,地震压力及冰压力等.设计重力坝时应根据具体的运用条件确定各种荷载的数值,并选择不同的荷载组合,用以验算坝体的稳定和强度。5.5。1坝体自重坝体自重是维持大坝稳定的主要荷载,其数值可根据坝的体积和材料容重计算确定 (54)
37、本工程采用碾压混凝土筑坝,取容重.5.5.2静水压力可按水利学原理计算,坝面上任一点静水压强.式中,为水的容重,为该点距水面的深度,将沿坝面积分后,即可求出作用在坝面上的静水压力的合力。当坝面为倾斜时,为计算简便,常将水压力分解为水平水压力和垂直水压力两部分进行计算。 (5-5) (56)式中,-坝前水深,; 上游坝坡系数; 水容重,取。5。5。3扬压力(1)坝基面扬压力对于坝基设有防渗帷幕和排水孔的实体重力坝,扬压力可按图(51)计算,在坝踵的扬压力强度为,在排水孔中心线上的扬压力强度为下游坝址扬压力强度为,其间均以直线连接,形成折线形扬压力分布。上式中的为扬压力折减系数,可根据坝基地质及防
38、渗、排水等具体情况拟定。我国重力坝设计规范建议:河床坝段;岸坡坝段。本工程取。图 51 有防渗排水时坝底扬压力分布图(2)坝体内部扬压力(折坡截面)坝体混凝土也有一定的渗透性,在水头作用下,库水仍会从上游坝面渗入坝体,并产生渗透压力。为了减小坝内渗透压力,常在坝体上游面附近的范围内,提高混凝土防渗性能,形成一定厚度的防渗层,并在防渗层后设坝身排水管。5。5.4浪压力由于影响波浪的因素很多,目前主要根据风速和吹程结合水库所在位置的地形,采用已建水库长期观测资料所建立的经验公式进行计算。公式2=0。0166VD,2=10.4(2)中,V为计算风速,设计情况宜采用洪水期多年平均最大风速的倍以上;校核
39、情况宜采用洪水期多年平均最大风速。2为波浪高度 m,2为波长 m。库面吹程系指坝前沿水面至对岸的最大直线距离,可根据水库形状确定。但若库形特别狭长,应以倍平均库面为准。由于空气的阻力比水的阻力小,波峰在静水面以上的高度大于波谷在静水位以下的深度,所以平均波浪中心线高出静水面,其值可按下式计算 (57) (58)5。5。5泥沙压力淤积计算年限可取为50年,对于多沙河流应专门研究决定。要准确计算泥沙压力是比较困难的,一般可参照经验数据,按土压力公式计算 (59)式中 泥沙对上游坝面的总水平压力,; 泥沙的浮容重,取; 泥沙的淤积高度,经计算; -泥沙的内摩擦角,对于淤积时间较长的粗颗粒泥沙,可取;
40、对于较细的粘土质泥沙,可取;对于极细的泥沙、粘土和胶质颗粒,可取,本工程取。当上游坝面倾斜时,除计算水平向泥沙压力外,尚应计算铅直向泥沙压力,即淤沙重.5。5。6土压力坝基开挖后,一般还要进行回填,但由于方量较少,压力小。所以本工程中,不计算土压力。5。5.7地震荷载拟静力法计算地震惯性力,混凝土重力坝沿高度作用于质点的水平向地震惯性力代表值可以按下式计算 (510)式中 -水平向设计地震加速度代表值,地震取; 地震作用效应折减系数,在水工建筑中,取;质点的动态分布系数,取;-集中在质点的重力荷载代表值;重力加速度.地震动水压力计算,单位宽度上的地震动水压力为 (511)式中 水体质量密度标准
41、值;坝前水深,m;,同上。作用点位于水面以下处。5.5.8冰压力冰压力在较高的重力坝设计荷载中常起控制作用,但冰冻作用会使混凝土表面剥蚀,破坏混凝土的耐久性。本工程由于冰压力较小,不考虑为基本荷载。5。5.9荷载组合作用在坝上的荷载,按其性质可分为基本荷载和特殊荷载两种。荷载组合情况分为两大类:一类是基本组合,指水库处于正常运用情况下可能发生的荷载组合,又称设计情况,有基本荷载组成;另一类是特殊组合,指水库处于非常运用情况下的荷载组合,又称校核情况,由基本荷载和一种或几种特殊荷载组成.“TH”水电站采用的荷载组合为表52荷载组合主要考虑情况荷 载自重静水压力泥沙压力扬压力浪压力冰压力地震荷载动水压力土压力基本组合设计洪水位情况12345特殊组合设计洪水位加7级地震情况12345-67