最新土坝坝顶高程计算说明书

土坝坝顶高程计算说

明书

土坝坝顶高程计算说明书

1 计算基本资料

达兰河流域属大陆性气候，其特点是光照充足，夏季炎热，冬季寒冷，干燥少雨，蒸发量大，春季多风，库区最大风速18m3/s,多年平均最大风速12.6m3/s,风向多顺河，风向基本上与坝轴线正交，吹程D=5.3km。东田水库属内陆峡谷水库。

东田水库枢纽工程的特征水位如下：

●死水位1400.0m

●正常蓄水位1435.5m

●设计洪水位1437.66m

●校核洪水位1440.25m

本工程地震基本烈度为Ⅵ度，根据中华人民共和国国家经济贸易委员会发布的《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073－2000）总则所述：设计烈度为Ⅵ度时，可不进行抗震计算，但对1级水工建筑物仍应按规范采取适当的工程措施。

2 设计计算情况

根据中华人民共和国水利部发布的《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），第5.3.3条，坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按以下运用条件计算，取其最大值：

(1)设计洪水位加正常运用条件下的坝顶超高超高；

(2)正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高；

(3)校核洪水位加正常运用条件下的坝顶超高；

(4)正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高，再按本规范5.3.2条规定加地

震安全加高。

本工程地震基本烈度为Ⅵ度，故由《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073－2000）知不考虑地震加高。

第5.3.4条规定：当坝顶上游侧设有防浪墙时，坝顶超高可改为对防浪墙顶的要求。但此时在正常运用条件下，坝顶应高出静水位0.5m；在非常运用条件下，坝顶应不低于静水位。

第5.3.5规定，设计计算风速的取值应遵循下列规定：

(1)正常运用条件下的1级、2级坝，采用多年平均年最大风速的1.5～2.0

倍；

(2)正常运用条件下的的3级、4级和5级坝，采用多年平均年最大风速的1.5

倍；

(3)非常运用条件下，采用多年平均年最大风速。

本次设计大坝为3级，故正常运用情况下，采用多年平均年最大风速的1.5倍，即：W=12.6×1.5=18.9m/s；非常运用条件下，采用多年平均年最大风速，即：W=12.6m/s。

第5.3.6规定坝顶应预留竣工后的沉降超高。

3 坝顶超高计算

混凝土面板堆石坝的设计中坝顶上游常采用高防浪墙，采用高防浪墙可以减少较多的坝体填筑量，节省工程投资。防浪墙高一般为4～6m ，且与混凝土面板相结合。故面板坝的坝顶超高应采用重力坝的坝顶超高计算公式进行计算。 3.1 坝顶超高计算公式

防浪墙顶高程由各种水库静水位加超高△h 所得数值的最大值确定。

(1) 根据中华人民共和国水利部发布的《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2005），第8.1.1条，坝顶在水库静水位以上的超高h ∆按下式计算：

c z h h h h ++=∆%1 （附录C-1）

式中：

h ∆——防浪墙顶至特征水位（正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位）

的高差，m ；

%1h ——频率为1%的波高，m ；

z h ——波浪中心线至特征水位（正常蓄水位、设计洪水位或校核洪

水位）的高差，m ；

c h ——安全超高，m ；

由《碾压式土石坝设计规范 》（SL 274-2001）表5.3.1查得3级建筑物设计情况为c h =0.7m ，山区、丘陵区的校核超高c h =0.4m 。

(2)由《碾压式土石坝设计规范 》（SL 274-2001）附录A.1波浪计算知，对于内陆峡谷水库，当设计计算风速W<20 m/s , ，吹程D=5.3km<20km 时，波浪的波高和平均波长可采用官厅水库公式计算：

3

/1212/120076.0⎪⎭

⎫ ⎝⎛=-W gD W W gh (附录C-2)

75

.3/1215.2/12331.0--⎪

⎭

⎫ ⎝⎛=W gD W W gL m (附录C-3)

式中：

h ——当2W gD =20～250时，为累积频率为5%的波高%5h ，m ；当

2W gD =250～1000时，为累积频率为10%的波高%10h ，m 。

g ——重力加速度（m 2/s ），g =9.81m 2/s ；

D ——吹程，km ，D =5.3km ；

W ——设计计算风速，正常运用情况时W =18.9 m/s ，非常运用情

况时W =12.6m/s ；

L m ——平均波长，m 。

(3)波浪中心线至水库特征水位（正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位）的高差可由下式计算：

m

m

z L H

cth

L h h ππ2%

12=

（附录C-4） 式中：

H——挡水建筑物迎水面前的水深，m,设计所选坝址处原河床底部

高程为1384.0m, H正=51.5m, H设=53.66m, H校=56.25m。3.2 竣工后坝体预留沉降

及防浪墙顶高程计算统计表

附表C-1 超高值h

4 坝体预留竣工后沉降超高确定

根据规范《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）第5.3.6条知，坝体应预留竣工后沉降超高，各坝段的预留沉降超高应根据相应坝段的坝高而变化，预留沉降超高不应计入坝的计算高度，在坝体中段预留竣工后沉降超高值为0.3～0.5m。同时《混凝土面板堆石坝设计规范》（SL228-98）第5.1.4条也规定：坝顶应预留沉降超高，其值可参考类似工程确定。沉降超高的设置应由坝头处的零值，渐变到坝最高处得最大值，用局部放陡顶部坝坡实现沉降超高。现拟定坝体沉降为1.0m。