水工建筑物课程设计

目录

第一章基本资料 (1)

第二章坝体坡面拟定 (7)

第一节坝体坡面拟定……………………………………………………

7

第二节荷载计算…………………………………………………………

10

第三章抗滑稳定分析 (13)

第四章应力分析 (15)

第五章细部结构设

计 (16)

第六章地基处理与两岸连接 (24)

第一节地基处理 (24)

第二节重力坝与两岸连接 (26)

第一章基本资料

(一)工程概况

顺河水量丰沛,顺河中游与豫运河上游的礼河、还乡河分水岭均较单薄,并处于低山丘陵区,最窄处仅10余公里。通过礼河、洲河及输水渠道,可通向唐山市;经还乡河、陡河可通秦皇岛市。为解决唐山市、秦皇岛市两地区用水,国家决定修建顺河水库。顺河水库位于河北省唐山、承德两地区交界处,坝址位于迁西县扬岔子村的顺河干流上,控制流域面积33700平方公里,总库容为25、5亿立方米。水库距迁西县城35公里,有公路相通。

水库枢纽由主坝、电站及泄水底孔等组成,水库主要任务就是调节水量,供天津市与唐山地区工农业及城市人民生活用水,结合引水发电,并兼顾防洪要求,尽可能使其工程提前竣工获得收益,尽早建成。

根据水库的工程规模及在国民经济中的作用,枢纽定为一等工程,主坝为I

级建筑物,其她建筑物按II级建筑物考虑。

(二)水文分析

(1)、年径流:顺河水量较充沛,顺河站多年平均年径流量为24、5亿立方米占全流域的53%,年内分配很不均匀,主要集中在汛期七、八月份。丰水年时占全年50~60%,枯水年占30~40%,而且年际变化也很大。

(2)、洪水:多发生在七月下旬至八月上旬,有峰高量大涨落迅速的特点,据调查近一百年来有六次大水,其中1883年最大,由红痕估算洪峰流量约为24400—27400m3/s,实测的45年资料中最大洪峰流量发生在1962年为18800m3/s。

(3)、泥沙:本流域泥沙颗粒较粗,中值粒径0、0375毫米,全年泥沙大部分来自汛期七、八月份,主要产于一次或几次洪峰内且年际变化很大,由计算得,多年平均悬移质输沙量为1825万吨多年平均含沙量7、45公斤/立方米。推移质缺乏观测资料。可计入前者的10%,这样总入库沙量为2010万吨。淤砂浮容量为

0、9吨/立米,内摩擦角为12度。淤砂高程157、5米。

(三)气象

库区年平均气温为10℃左右,一月最低月平均产气温为零下6、8℃,绝对最低气温达零下21、7℃(1969年)7月份最高月平均气温25℃,绝对最高达39℃(1955年),本流域无霜期较短(90—180天)冰冻期较长(120—200天),顺河站附近河道一般12月封冻,次年3月上旬解冻,封冻期约70—100天,冰厚0、4—0、6米,岸边可达1米,流域内冬季盛行偏北风,风速可达七八级,有时更大些,春秋两季风向变化较大夏季常为东南风,多年平均最大风速为21、5米/秒,水库吹程D=3公里。

(四)工程地质

库区地质:顺河水库、库区属于中高山区,河谷大都为峡谷地形,只西城至北台子一带较为宽阔沿河两岸阶地狭窄,断续出现不对称,区域内无严重的坍岸及渗透问题。第四大岩层(Arl4)为角闪斜长片麻岩。具粗粒至中间细粒千状花岗变晶结构,主要矿物为斜长石、石英及角闪石,本岩层体厚层块状、质地均一、岩性坚硬、抗风化力强、工程地质条件较好,总厚度185米左右。岩石物理力学性质:岩石容重2、68—2、70吨/立米,饱与抗压强度,弱风化与微分化岩石均在650公斤/厘米2以上,有的可达1100公斤/厘米2以上,混凝土与岩石的摩擦系数微分化及弱风化化下部,可取f=1、10、c=7、5kg/cm²。

地震:库区附近历史地震活动较为频繁,近年来微繁。弱震任不断发生,其中1936年与1976年两年内发生6度左右地震,1977年6月国家地震局地震地质大队对本区域地震问题作了鉴定,水库的基本烈度为6度,考虑到枢纽的重要性,与水库激发地震的可能性拦河坝设防烈度采用7度。

(五)枢纽建筑物特性指标

项目单位指标备注

水位校核洪水位米227、2 设计洪水位米225、7 正常蓄水位米224、7 汛期限制水位米216、0 死水位(发电) 米180、0 校核洪水位尾水位米156、8 设计洪水尾水位米152、0 正常尾水位米138、4

库容总库容亿立米25、5 计入十年淤积调洪库容亿立米7、4

兴利库容亿立米19、5

共用库容亿立米5、6

死库容亿立米4、2 计入十年淤积坝型混凝土重力坝

坝顶溢孔数孔19

堰顶高程米闸墩的中墩厚度为

3米

每孔净宽米15、0

工作闸门尺寸米米1515 弧形钢闸门

启闭机(2)

台19 固定式卷扬机设计洪水下泄能力32300

校核水位下泄量42900 限泄275003

泄水孔进口底高程米160、0 弧形闸门底孔数目孔 4

工作阀尺寸米*米5*7

启闭机台 4

设计水位泄水能力米^3/秒4340

校核水位泄水能力米^3/秒4430

电站引水道水管道进口高程米170、0 三条引水管道管线长度米121、0

管径米5、0

最大引水流量米³/秒104 每条引水道工作阀门米*米3-5*7

工作阀门启闭机台 3

平板检修闸门米*米5*8、5

检修门启闭机台 1 400/25吨门机

电主厂房尺寸长*米*米72*19、1*39、

(六)坝型、坝址选择

(1)坝型选择

坝址地形地质条件,河谷断面比较宽浅,两岸不对称,坝址区域为花岗岩结构,岩体就是厚层块状,质地均一,抗风化强,工程地质条件好,覆盖层及风化层较薄弱。

建筑材料:经勘测,坝址附近有丰富的砂石料,但缺土料,只有很薄的表层堆积物。

根据以上情况进行综合分析如下:

拱坝方案:河谷断面宽浅,不就是V字型,两岸不对称,没有合适的地质条件,故该方案不可行。

土石坝方案:坝址付近没有适宜的地形像溢洪道,若开挖溢洪道,则开挖量较大,并且当地土料比较缺乏,故也不可取。

重力坝方案:混凝土重力坝与浆砌石重力坝都不能充分利用当地的自然条件,泄洪问题容易解决,施工容易。浆砌石重力坝虽然节约水泥用量,但不能实现机械化施工、施工方便、速度快、缩短工期,故本工程采用混凝土重力坝。

(2)坝址选择: