排水孔深度为帷幕灌浆深度的0.4~0.6倍,且坝高50m以上的深度不小于10m,排水孔深度设计取10.00m,孔距取2.50m,孔径取200mm,排水孔略向下游倾斜,与帷幕灌浆成10°交角。排水孔中心线距帷幕中心线2.00m。 2.2.5 地基处理
基岩开挖的边坡必须保持稳定,两岸岸坡尽量开挖成有足够宽度的台阶状,以确保坝体的侧向稳定。对于靠近坝基面的缓倾角软弱夹层,埋藏不深的溶洞、溶浊面应尽量挖除。开挖至距利用岩面0.5~1.0m时,应采用手风钻钻孔,小药量爆破,以免产生裂隙或增大裂隙。遇到易风化的页岩、黏土岩时,应留0.2~0.3m的保护层,待浇筑混凝土前再挖除。坝基应清到比较坚硬完整的完整的岩面,基面平整、水平即可,地基开挖后,在浇筑混凝土前,必须彻底清理、冲洗和修凿,风化、松动、软弱破碎的岩块都要清除干净,突出的尖角要打掉,光滑的岩面要凿毛,并用水冲洗干净,基岩表面不得残留有泥土、石渣、油渍等其它污物,排除基岩面上全部积水,基坑内原有的勘探钻孔、井、洞等均应回填封堵。 2.2.6 坝体材料分区
(1)上、下游最高水位以上坝体表层采用C15、W4、F100厚3.00m的混凝土。 (2)下游水位变化区的坝体表层采用C15、W8、F200厚3.00m的混凝土。 (3)上、下游最低水位以下坝体表层采用C20、W10、F100厚3.00m的混凝土。 (4)坝体靠近基础的底部采用C20、W10、F200厚8.00m的混凝土,满足强度要求。 (5)坝体内部采用C10、W2低热混凝土。
4
2.3 挡水坝段荷载计算
本设计荷载仅分析基本组合(2)及特殊组合(1)两种情况。
荷载基本组合(2)为设计洪水位情况,其荷载组合为:自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。
4.8设计82.72Pw78.90W1H11:0.8P2死水位 51.00W2设计45.50QPS3H2PS131.0043.12PS2P26.50U1U31U2rwHH设计洪水位坝体尺寸与荷载(m)24KN/m3,因廊道尺寸较小,计算自重时不考虑。
(2)静水压力。静水压力包括上下游的水平水压力和下游斜坡上的垂直水压力。 (3)扬压力。坝踵处的扬压力强度为γ坝址处为γ
ω
arwU4rwH2
(1)自重。坝体断面分为一个三角形和一个矩形分别计算,混凝土容重采用
ω
H1,排水孔线上为γ
ω
H2+?γ
ω
△H,
H2,其间均以直线连接,扬压力折减系数?=0.25。
(4)泥沙压力。大坝迎水面前泥沙的淤积高度计算至死水位51m,大坝迎水面前泥沙的淤积高度hs=51.0-31.0=20.0m,水平泥沙压力在垂直方向上呈三角形分布,泥沙干重度γ重度γ
sd取
13.5KN/m3,孔隙率n取0.42,内摩擦角φs取18°,泥沙的浮γ
ω
sb=γsd-(1-n)
=13.5-(1-0.42) ×10=7.7 KN/m3。单位长度大坝迎水面上的
5
水平泥沙压力值按公式Psk=1/2γsbhs
2
tan2(45°-φs/2)。坝址处河床岩面高程约
在38m左右,大坝背水面前泥沙的淤积高度hs=38.00-31.00=7.00m,除计算水平泥沙压力外还应计算竖直泥沙压力,其值按泥沙浮重度与泥沙体积的乘积求得。
(5)浪压力。计算风速取重现期为50年的年最大风速23m/s,风区长度取2600m,按鹤地水库试验公式gh2%/v02=0.00625v0(1/6)(gD/v02)(1/3)和gLm/v02=0.0386(gD/v02)(1/2)计算得累积频率为2%的波高h2%=2.07m,平均波长Lm=14.45m,经查表求得h1%=2.25m。
使波浪破碎的临界水Hcr=Lm/(4π)ln[(Lm+2πh1%)/(Lm-2πh1%)]=5.19m。 因为坝前水深H=82.50-31.00=51.50m,H>Hcr和H>Lm/2,发生深水波,单位长度大坝迎水面上的浪压力值按公式Pwk=1/4γ
ω
Lm(h1%+hz)计算。
波浪中心至计算静水位的高度hz=πh1%2/Lmcth(πH/Lm)=1.10m。 防浪墙顶高程为:82.50+h1%+hz+hc=82.5+2.25+1.10+0.40=86.25m。 上述荷载计算见计算表。
重 力 坝 基 本 荷 载 组 合 计 算 表
垂直力(kN) 水平力(kN) 荷 载 计 算 式 ↑ W1 自重 W2 P1 水压力 P2 Q u1 u2 扬压力 u3 0.25*37*6.5*10 601 902 151 813 382 100 21.56-1/2*6.5=18.31 21.56-1/3*6.5=19.39 1/3*20=6.67 1/3*7=2.33 21.56-0.8*7/3=19.69 51.5-14.45/2+(14.45/2 +1.1+2.25)/3=47.80 51.5-2/3*14.45=41.87 233 10928 11004 17490 5423 2973 18260 1/2*47.9*38.32*24 1/2*51.5*10 1/2*14.5*10 1/2*0.8*14.5*10 14.5*43.12*10 1/2*36.62*0.25*37*10 222力矩(kN.m) 对坝底截面形心力臂(m) ↙+ 21.56-2.4=19.16 2/3*38.32-21.56=3.99 1/3*51.5=17.17 1/3*14.5=4.83 21.56-1/3*0.8*14.5=17.69 0 2/3*36.62-21.56=2.85 118964 87884 5076 0 ↓ 6209 22026 841 → 13261 ← 1051 ↘- 227691 14877 0 4828 4.8*53.9*24 6252 1694 u4 1/2(1-0.25)*37*6.5*10 Ps1 泥沙压力 1/2*7.7*20.0*tan36 1/2*7.7*7* tan36 1/2*7.7*0.8*7 22222Ps2 Ps3 1/4*10*14.45*浪压力 Pw (14.45/2+1.1+2.25) 2-1/8*10*14.45 261 9449 29227 14456 1412 223085 302546 79461↘ 合 计 19778↓ 13044→
6
荷载特殊组合(1)为校核洪水位情况,其荷载组合为:自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。
4.8校核Pw84.7278.90H11:0.8P2死水位 51.00W2校核46.45QPS131.0043.12PS3PS2H2P26.502U1U31U2rwHH校核洪水位坝体尺寸与荷载(m)24KN/m3,因廊道尺寸较小,计算自重时不考虑。
(2)静水压力。静水压力包括上下游的水平水压力和下游斜坡上的垂直水压力。 (3)扬压力。坝踵处的扬压力强度为γ坝址处为γ
ω
arwU4rwH
(1)自重。坝体断面分为一个三角形和一个矩形分别计算,混凝土容重采用
ω
H1,排水孔线上为γ
ω
H2+?γ
ω
△H,
H2,其间均以直线连接,扬压力折减系数?=0.25。
(4)泥沙压力。大坝迎水面前泥沙的淤积高度计算至死水位51m,大坝迎水面前泥沙的淤积高度hs=51.00-31.00=20.00m,水平泥沙压力在垂直方向上呈三角形分布,泥沙干重度γ沙的浮重度γ
sd取
13.5KN/m3,孔隙率n取0.42,内摩擦角φs取18°,泥γ
ω
sb=γsd-(1-n)
=13.5-(1-0.42) ×10=7.7 KN/m3。单位长度大坝迎水
sbhs
2
面上的水平泥沙压力值按公式Psk=1/2γ
tan2(45°-φs/2)。坝址处河床岩面
高程约在38m左右,大坝背水面前泥沙的淤积高度hs=38.00-31.00=7.00m,除计算水平泥沙压力外还应计算竖直泥沙压力,其值按泥沙浮重度与泥沙体积的乘积求
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