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水利水電工程技術設計階段
碾壓混凝土實體重力壩
設計大綱範本
(大中型)
水利水電勘測設計標準化資訊網
2023年3月
工程技術設計階段
碾壓混凝土實體重力壩設計大綱
主編單位:
主編單位總工程師:
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主要編寫人員:
軟體開發單位:
軟體編寫人員:
勘測設計研究院
年月目次1. 引言 4
2. 設計依據檔案和規範 4
3. 設計基本資料 4
4 壩體布置 6
5. 水力設計 7
6. 壩體斷面設計 8
7. 碾壓混凝土材料配合比及層面抗剪斷引數的試驗 12
8. 壩體穩定應力分析 13
9. 壩體構造 16
10. 壩基處理設計 16
11. 壩體觀測設計 17
12. 專題研究 17
13. 工程量計算 17
14. 設計成果 18
1 引言
1.1 適用範圍
本設計大綱範本適用於技施設計階段一般地區大中型碾壓混凝土重力壩的設計。
工程位於 ，是以為主，兼有等綜合利用的水利水電樞紐工程。擋水建築物為碾壓混凝土實體重力壩，最大壩高 m，水庫正常蓄水位 m，總庫容億m3，電站機組臺，**機容量 mw，多年平均發電量億kw·h。
2 設計依據檔案和規範
2.1 主要依據檔案
(1) 工程可行性研究報告；
(2) 工程可行性研究報告審批檔案；
(3) 工程技術設計任務書；
(4)有關工程檔案和會議紀要。
2.2 主要設計規範
(1)sdj 12-78水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準(山區、丘陵區部分)(試行)及補充規定；
(2)gb 50201-94防洪標準；
(3)sdj 21-78混凝土重力壩設計規範(試行)及補充規定；
(4)dl/t 5005-92碾壓混凝土壩設計導則；
(5)sl 48-94水工碾壓混凝土試驗規程；
(6)sdj 341-89溢洪道設計規範；
(7)sdj 10-78水工建築物抗震設計規範(試行)；
(8)sdj 20-78水工鋼筋混凝土結構設計規範(試行)；
3 設計基本資料
3.1 工程等別和建築物級別
(1)工程等別為等；
(2)建築物級別為級。
3.2 **烈度
(1)**基本烈度度；
(2)**設防烈度度。
3.3 洪水標準
(1)設計工況洪水重現期ｔs＝ a；
(2)校核工況洪水重現期ｔx＝ a。
3.4 水庫淤積
(1)泥沙淤積高程 m；
(2)泥沙內摩擦角 °；
(3)泥沙浮容重 kn/m3。
3.5 氣溫與水溫
(1)月平均氣溫，見表1。
表1 月平均氣溫表單位：℃
(2)絕對最高氣溫 ℃；
(3)絕對最低氣溫 ℃；
(4)多年平均氣溫 ℃；
(5)水庫水溫 ℃。
3.6 風速與吹程
(1)相應於洪水期多年平均最大風速 m/s；
(2)風的吹程 km。
3.7 冰情
(1)冰期月～ 月；
(2)冰蓋最大厚度 m；
(3)流冰特徵：冰塊厚度 m；
面積 m2；
流速 m/s；
流冰破碎強度 mpa；
流冰量 m3。
3.8 地質資料
(1)地質年代 ；
(2)岩性 ；
(3)岩層走向 ；
(4)岩層傾向 ；
(5)岩層傾角 。
(6)壩基岩石物理力學指標
①岩石抗壓強度，見表2。
表2 岩石抗壓強度單位：mpa
②壩建基面抗剪斷強度引數：
微風化岩石
弱風化岩石
③岩體變形特性，見表3。
表3 岩體變形特性指標
(7)壩址岩石風化深度，見表4。
表4 壩址岩石風化深度
4 壩體布置
4.1 布置原則
4.2 洩洪建築物設計資料
(1)洩洪孔口型式 ；
(2)洩洪孔口尺寸 m× m；
(3)洩洪孔口孔數孔；
(4)閘門型式 ；
(5)堰頂高程 m；
(6)堰面曲線方程 ；
(7)閘墩厚度 m；
(8)放空孔型式 ；
(9)放空孔孔口尺寸 m× m；
(10)放空孔孔數孔；
(11)放空孔進口底板高程 m；
(12)放空孔閘門型式 ；
(13)消能型式及消能工幾何尺寸 。
4.3 壩軸線座標
壩軸線控制點座標，見表5。
表5 壩軸線控制點座標單位：m
4.4 壩體分塊分段
自右(左)起1號壩塊～ 號壩塊為壩段， 號壩塊～ 號壩塊為壩段。
5 水力設計
5.1 洩洪能力計算
(1)表孔洩流能力計算：
(1)式中：q——流量，m3/s；
mz——流量係數；
ε——收縮影響係數；
σm——淹沒係數；
b——溢流堰總淨寬，m；
hx——計入行進流速的堰上水頭，m；
g——重力加速度，m/s2
(2)底孔洩流能力計算：
(2)式中： q——流量，m3/s；
μ——孔口流量係數；
ak——出口處孔口面積，m2；
hz——計入行進流速的孔口堰上水頭，m；
g——重力加速度，m/s2。
5.2 洩洪建築物調洪演算成果
調洪演算成果，見表6。
表6 調洪演算成果表
5.3 整體水力學模型試驗
6 壩體斷面設計
6.1 設計原則
6.2 基本斷面選擇
6.3 計算假定
(1)混凝土重度 24 kn/m3
(2)按擬靜力法計算**慣性力
水平向**係數ｋh＝
**慣性力係數ｆｑ＝
(3)揚壓力圖形
圖1 河床壩段壩基面圖2 碾壓混凝土層面及
岸坡壩段壩基面
6.4 作用在壩體上的荷載及荷載組合
6.4.1 作用在壩體上的荷載
圖3 作用在壩體上的荷載
(1)水平力：上游水壓力ｈ1＝ ；
水平泥沙壓力ｈ2＝ ；
上游面冰壓力ｈ3＝ ；
上游面浪壓力ｈ4＝ ；
下游麵水壓力ｈ5＝ ；
**時作用於壩體庫水慣性力ｈ6＝ ；
**時壩體水平向慣性力ｈ7＝ ；
**時泥沙動土壓力ｈ8＝ ；
洩洪時反弧段動水壓力水平分力
(2)垂直力：壩體自重ｖ1＝ ；
作用在上游傾斜面上的垂直壓力(包括水重及泥沙重)ｖ2＝ ；
作用在壩基面上揚壓力ｖ3＝ ；
**時壩體垂直向慣性力ｖ4＝ ；
棉花灘碾壓混凝土重力壩設計要點
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