钟吕水利枢纽堆石坝设计计算书

水利水电工程专业毕业设计1目录第一章调洪演算31.1洪水调节计算………………………………………………………………31.2防浪墙顶高确定……………………………………………………………7第二章L型挡墙计算102.1L型挡墙荷载计算…………………………………………………………102.2最危险工况判定…………………………………………………………142.3L型挡墙的抗滑稳定计算…………………………………………………142.4L型挡墙的基底应力计算…………………………………………………162.5L型挡墙抗倾覆稳定计算…………………………………………………172.6L型挡墙配筋计算…………………………………………………………18第三章复合土工膜强度及厚度校核233.10.4mm厚土工膜…………………………………………………………233.20.6mm厚土工膜…………………………………………………………24第四章坝坡稳定计算254.1第一组滑动面……………………………………………………………254.2第二组滑动面……………………………………………………………264.2第三组滑动面……………………………………………………………264.4第四组滑动面……………………………………………………………274.5第五组滑动面……………………………………………………………284.6第六组滑动面……………………………………………………………284.7第七组滑动面（马道）……………………………………………………294.8第八组滑动面（马道）……………………………………………………304.9第九组滑动面（马道）……………………………………………………304.10第十组滑动面（马道）……………………………………………………31第五章坝坡面复合土工膜稳定计算325.1混凝土护坡与复合土工膜间抗滑稳定计算………………………………325.2复合土工膜与下垫层间的抗滑稳定计算…………………………………32第六章副坝的设计346.7趾板设计……………………………………………………………………38第七章拦洪水位确定42钟吕水利枢纽堆石坝设计27.1洪水调节原理………………………………………………………………427.2隧洞下泄能力曲线的确定…………………………………………………42第八章工程量计算458.1堆石体施工…………………………………………………………………458.2混凝土工程量及机械数量计算……………………………………………50第九章导流洞施工计算539.1基本资料……………………………………………………………………539.2开挖方法选择………………………………………………………………539.3钻机爆破循环作业项目及机械设备的选择………………………………539.4开挖循环作业组织…………………………………………………………53附图一：水库水位----库容关系曲线56附图二：坝址水位----流量关系曲线56附图三：调洪演算Q～H曲线(设计)57附图三：0.4mm土工膜厚度验算63附图四：0.6mm土工膜厚度验算64水利水电工程专业毕业设计3第一章调洪演算1.1洪水调节计算1.1.1洪水调节计算方法利用瞬态法，结合水库特有条件，得出用于水库调洪计算的实用公式下：Q-q=△v/△t(1-1)式中：Q——计算时段中的平均入库流量（m3/s）；q——计算时段中的平均下泄流量（m3/s）；△v——时段初末水库蓄水量之差(m3)；△t——计算时段，一般取1-6小时，本设计取4小时。即在一个计算时段内，入库水量与下泄水量之差为该时段中蓄水量的变化。1.1.2洪水调节具体计算用三角形法（高切林法）拟出洪水过程线，如图1-1、1-2。根据本工程软弱岩基，选用单宽流量约为20m3/s～40m3/s，允许设计洪水最大下泄流量240m3/s～260m3/s，故闸门宽度约为6m～13m，选择四种宽度进行比较，假定溢流前缘净宽分别为7m、8m、9m和10m，并假定三个堰顶高程，绘制出Z～Q曲线。并根据公式232HgmBQ求得的溢流堰的泄水能力曲线。正常蓄水位276.3m，库容为1943.44万m3；绘图（如附图），列表计算各曲线坐标点参数如下：钟吕水利枢纽堆石坝设计4图1-1设计洪水过程线(P=2%)图1-2校核洪水过程线(P=0.1%)水利水电工程专业毕业设计5表1-1设计洪水水位～流量关系表工况高程（m）下泄流量（m3/s)面积(m2)增加库容△Vi（万m3）初始库容V（万m3）最终库容V（万m3）水位（m）设计工况27110015583.325609995.741599640021606395.74278.2515012585.254530690.001599640020527090.00277.2820010054.443619598.001599640019615998.40276.462507705.842774102.001599640018770502.40275.4727210015583.325609995.741661714022227135.74278.8115012585.254530690.001661714021147830.00277.8420010054.443619598.401661714020236738.40277.022507705.842774102.401661714019391242.40276.2627310015583.325609995.741723786022847855.74279.3615012585.254530690.001723786021768550.00278.3920010054.443619598.401723786020857458.40277.732507705.842774102.401723786020011962.40276.99表1-2溢洪道下泄能力曲线表闸门宽（m)流量系数m堰上水头（m）侧收缩系数ε下泄流量Q(m3/s)堰顶高程271时水位（m)堰顶高程272时水位（m)堰顶高程273时水位（m)70.50201027127227310.9815.2527227327420.9642.2627327427530.9476.0327427527640.92114.5627527627750.9156.6227627727860.88201.3127727827970.86247.9127827928080.86302.8927928028180.50201027127227310.9817.4827227327420.9748.5527327427530.9587.5827427527640.93132.3527527627750.91181.4827627727860.9233.9927727827970.88289.0927827928080.86346.16279280281钟吕水利枢纽堆石坝设计6续表1-2溢洪道下泄能力曲线表90.50201027127227310.9819.727227327420.9754.8427327427530.9599.1327427527640.94150.1427527627750.92206.3427627727860.91266.6727727827970.89330.2727827928080.88396.472792802810.50201027127227310.9921.9227227327420.9761.1327327427530.96110.692742752761040.94167.9227527627750.93231.227627727860.92299.3527727827970.9371.4627827928080.89446.792792802811.1.3计算结果统计高程（m）下泄流量（m3/s)面积(m2)增加库容△Vi（万m3）初始库容V（万m3）最终库容V（万m3）水位（m）27315022662.588158527.411723786017237860281.6520019345.826964495.071723786017237860280.5825016676.966003704.881723786017237860279.7230014307.065150541.601723786017237860278.9535012105.394357939.361723786017237860278.244009996.813598851.601723786017237860277.56水利水电工程专业毕业设计71.1.4计算结果统计表1-3方案比较表方案堰顶高程(m)堰顶宽（m）设计洪水位(m)设计下泄流量(m3/s)12717276.69187.0022718276.41202.5032719276.16215.50427110275.96226.0052727277.41174.5062728277.18190.0072729276.96204.50827210276.77216.5092737278.18164.00102738277.98179.00112739277.79191.001227310277.53207.50注：1.超高△Z=校核洪水位-正常蓄水位；2.发电引用最大流量5m3/s，相对较小，在计算时不予考虑。3.计算见附图。1.2防浪墙顶高确定根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001，堰顶上游L型挡墙在水库静水位以上高度按下式确定：y=R+e+A(1-2)式中：y——坝顶超高；R——最大波浪在坝坡上的爬高，按式（1-3）中的h1%计算；E——最大风雍水面高度，按式（1-4）中的hz计算；A——安全超高，按表1-4选用。库区多年平均最大风速12.6m/s，吹程1.6Km。表1-4土坝坝顶安全超高值(m)运用情况坝的级别IIIIIIIV、V正常1.51.00.70.5非常0.70.50.40.3波浪要素采用鹤地水库公式：钟吕水利枢纽堆石坝设计8312081020%200625.0VgDVVgh，2120200386.0VgDVgLm，mmzLHcthLhh22%1（1-3）式中%2h—累积频率为2%的波高(m)；Lm—平均波长(m)；V0为水面以上10m处的风速，正常运用条件下III级坝，采用多年平均最大风速的1.5倍；非常运用条件下的各级土石坝，采用多年平均最大风速。设计波浪爬高值根据工程等级确定，3级坝采用累积频率为1%的爬高值。按上述公式算出的为，再根据频率法按下表可得出。表1-5不同累积频率下的波高与平均波高比值(hp/hm)hm/Hm%p0.010.1124510142050900.13.422.972.422.232.021.951.711.61.430.940.370.1～0.23.252.822.32.131.931.871.641.541.380.950.431.2.1正常蓄水位和设计设计洪水位状况V=1.5×12.6=18.9m/s.mgVVgDVh16.181.99.189.18160081.900625.000625.02312231281%2mgVVgDLm317.981.99.189.18160081.90386.00386.022122212查表1-5，因为hm/Hm接近于0，故mhhm52.023.216.123.2%2，则mhhm259.152.042.242.2%1221%23.141.25923.14480.5349.3179.317zmmhHhcthcthmLL221%23.141.25923.1449.270.5349.3179.317zmmhHhcthcthmLLA=0.7m得，Δh正=