闸坝设计报告.doc

1.4 挡水建筑物 1.4.1 结构布置 挡水建筑物由左、右岸挡水坝组成。 左、右岸挡水坝坝型均为混凝土重力坝，①坝段为右岸挡水坝段，⑤坝段为左岸挡水坝段，坝段长分别为13.3m、24.9m，坝顶宽6.0m，坝顶高程2213.00m。①、⑤坝段均建在覆盖层上，最低建基面高程2260.50m，最大坝高12.5m。坝体上游侧在高程2269.50m处以1∶1的反坡向上游悬挑1.5m至高程2211.00m，牛腿厚2.0m；高程2269.50m～2261.50m为铅直面，高程2261.50m～2262.50m段坡度为1∶0.5。下游坝坡坡度为1∶1，起坡点高程为2261.50m。在上、下游高程2262.50m处设宽2.0m平台，重力坝最大底宽16.0m。 1.4.2 设计计算 1.4.2.1 坝顶高程计算 根据DL5108-1999《混凝土重力坝设计规范》的规定，坝顶高程按正常蓄水位和校核洪水位加相应的高差ΔH确定，并取两者中最大值作为坝顶(或防浪墙顶)高程，ΔH值按下式计算： △H=h1%+hz+hc (1.4-1) 式中： △H—坝顶或防浪墙顶至设计水位的高差，m； h1%—波高，m； hz—波浪至设计水位的高差，m； hc—安全超高，m。 波浪要素按DL5011-1991《水工建筑物荷载设计规范》中的官厅水库公式计算，重力坝坝顶高程计算结果见表1.4-1。 表1.4-1 重力坝坝顶高程计算成果表 工 况 正常蓄水位工况 校核洪水位工况 水 位(m) 2210.00 2211.86 高差 △H 波高(m) 0.81 0.35 波浪至设计水位的高差(m) 0.21 0.10 安全超高(m) 0.50 0.40 高差合计△H(m) 1.58 0.85 计算坝顶高程(m) 2211.58 2212.10 根据表1.4-1坝顶高程计算成果，确定重力坝坝顶高程为2213.00m。 1.4.2.2 稳定应力计算 a) 计算公式 按SL319-2005《混凝土重力坝设计规范》的有关公式及规定，对座落于覆盖层地基上的重力坝分别采用纯摩公式和材料力学公式计算抗滑稳定和基底应力。 抗滑稳定安全系数计算公式： (1.4-2) 式中： KC—沿坝基底面的抗滑稳定安全系数； f—坝基底面与地基之间的摩擦系数； —作用在坝段上的全部竖向荷载，kN； —作用在坝段上的全部水平向荷载，kN。 基底应力计算公式： (1.4-3) 式中： —基底应力的最大值或最小值，kPa； —作用在坝段上的全部竖向荷载，kN； —作用在坝段上的全部竖向和水平荷载对于基础底面垂直水流方向的形心轴的力矩，kN·m； A—坝段基底面的面积，m2； W—坝段基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩，m3。 b) 计算工况及荷载组合： 1) 工况1：基本组合1(正常蓄水工况) 上游水位为正常蓄水位2210.00m，下游无水。 荷载作用组合：自重+水重+静水压力+扬压力+浪压力+泥沙压力。 2) 工况2：基本组合2(设计洪水工况) 上游水位为设计洪水位2269.12m，下游水位2268.91m。 荷载作用组合：自重+水重+静水压力+扬压力+浪压力+泥沙压力。 3) 工况3：基本组合3(工程完建工况) 上、下游无水。 荷载作用组合：自重。 4) 工况4：特殊组合1(校核洪水工况) 上游水位为校核洪水位2211.86m，下游水位2210.13m。 荷载作用组合：自重+水重+静水压力+扬压力+浪压力+泥沙压力。 5) 工况5：特殊组合2(正常蓄水位+地震情况) 上游水位为正常蓄水位2210.00m，下游无水。 荷载作用组合：自重+水重+静水压力+扬压力+浪压力+泥沙压力+地震作用。 挡水建筑物抗滑稳定及基底应力计算成果见表1.4-2。 表1.4-2 挡水建筑物坝基抗滑稳定及基底应力计算成果 建筑物 荷载 组合 计算工况 抗滑稳定 安全系数 坝基应力 (kPa) 不均匀系数 [k] k 上游 下游 [η] η 挡 水 建 筑 物 基本 组合 正常蓄水位 1.05 2.14 120.34 216.05 2.0 1.195 设计洪水位 1.05 3.0 16.83 152.38 2.0 1.983 完建工况 1.05 +∞ 113.94 192.44 2.0 1.689 特殊 组合 校核洪水位 1.00 1.99 81.92 133.33 2.5 1.516 地震工况 1.00 1.56 141.5