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土石坝毕业设计完成稿

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考虑采用机械施工,防渗体顶面宽度为3m;顶面高程满足高于正常运用情况下的静水位0.6~0.8m,且不低于非常运用情况下的静水位。实际选取0.7m,则防渗体顶面高程为768.1+0.7=768.8m;上游坡度均为1:3.5,下游坡度为1:2.5,则底宽为3+(768.8-697)×(3.5-2.5)=74.8m,满足斜墙底宽不小于H/5=(768.9-697)÷5=14.38m。

因此,本坝防渗体采用碾压式粘土斜墙,顶宽3m,底厚74.8m。 2、尺寸确定

斜墙顶部和上游坡设保护层,以防冲刷、冰冻和干裂,保护层材料常用砂、砾石或碎石,其厚度不得小于当地冰冻和干裂厚度。

(1)上游反滤层

本坝将防渗体向下延伸至不透水层形成截水槽,边坡取1:1,底宽11,深5。 斜墙反滤层:上游设三层反滤层 第一层:粗砂,粒径≥15mm,厚0.5m。

第二层:小卵石或碎石,粒径15~75mm,厚0.5m。 第三层:卵石或块石,粒径75~250mm,厚0.5~0.6m。

斜墙反滤层:下游设一层反滤层:粗砂,粒径≥15mm,厚0.5m。 (2)顶部反滤层

顶部反滤层厚度为1.5m,采用附近料场的砂砾料。 七、排水体

本设计采用棱体排水。校核洪水时下游水位705.6m,选顶面高程为707m,采用堆石体,内坡为1:3.0,外坡为1:3.0。顶宽为马道宽2米。 八、细部构造设计 1、坝顶构造

坝顶上游侧设置防浪墙,采用浆砌石,其底部与斜墙连接,高2.75米,宽0.8米。坝顶设坝顶面向下游设2%斜坡。 2、护坡

(1)上游护坡

上游上部由734.5m至防浪墙设砌石护坡,护坡厚40cm,其下设砂砾反滤层110cm,结构为: 第一层:粗砂,粒径≥15mm,厚0.2m。

第二层:小卵石或碎石,粒径15~75mm,厚0.3m。 第三层:卵石或小块石,粒径75~250mm,厚0.6m。 上游下部分为干砌块石护坡,厚度50cm。 (2)下游护坡

下游采用碎石和卵石全护坡,厚20cm。

第三节坝体渗流计算

一、土坝渗流计算的目的

(1)确定坝体浸润线和下游逸出点位置,绘制坝体及地基内的等势线分布图或流网图,为坝体稳定核算、应力应变分析和排水设备的选择提供依据。以便在不同部位正确采用土壤的容重,抗减强度等物理指标。

(2)计算坝体与坝基的渗流量,以便估计水库渗漏损失和确定坝体、排水设备尺寸。

(3)确定坝坡出逸段和下游地基表面的出逸比降,以及不同土层之间的渗透比降,以判断该处的渗透稳定性。 (4)确定库水位降落时下游坝壳内自由水面的位置,估算由此处产生的孔隙压力,供上游坝坡稳定分析之用。 二、计算方法

渗流计算方法采用有限深透水地基上设灌浆帷幕的土石坝渗流,帷幕灌浆的防渗作用可以用相当于不透水底版的等效长度代替。 三、计算组合方式

按下列水位组合情况计算:

(1)上游采用正常高水位与下游相应的最低水位; (2)上游设计洪水位与下游相应的最高水位; (3)上游校核洪水位与下游相应的最高水位; 四、计算

坝体做有防渗墙以拦截透水地基上的渗流。计算公式采用有限透水地基上带截水槽的斜墙的渗流计算方法。 (一)最大断面0+220:由附图6得河底高程699.0m。 1、上游采用正常高水位与下游相应的最低水位

上游正常高水位取为兴利水位767.2,下游相应低水位取为700.55m。 基础采用防渗处理,视为基础不透水。 (1)计算示意图

y1:3.51:3.0KH2H1hKOaOKTLxT斜 墙 坝 渗 流 计 算 图算

(2)渗流量计

①通过斜墙的渗流量

K0(H1?h2)(H?h)计算公式:q1??K01?T

2?sin??1式中,K0=0.44×10cm;H1=70.2m;δ=(3+74.8)/2=38.9;sinα=0.32; δ1=74.8;T=0; ②心墙后的渗流量

2K(h2?H2)(h?H2)计算公式:q2??KT?T

2(L?m2H2)L?0.44T-5

2式中:K=1×10cm/s;H2=3.55;L=356.5;m2=3;KT=10 cm/s;T=0; ③渗流量计算结果

根据水流连续条件,则q1=q2=q 求得h=8.48m;q=0.86×10m/S (3)斜墙后的浸润线方程

-52

-2-2

计算公式:

式中,H1为防渗体斜墙后水位的高程,H1=h=8.48

则由上式简化得:y+0.172x=71.91

2

也即:y=√71.91-0.172x x/m 0 50 150 300 y/m 8.48 7.96 6.79 4.51 2、上游设计洪水位与下游相应的最高水位

上游设计洪水位为768.1,下游相应高水位取为705.60m。

基础采用防渗处理,视为基础不透水。

(1)计算示意图

y1:3.0K11:3.5HhK2OHaOKxTTL斜 墙 坝 渗 流 计 算 图算

①通过心墙的渗流量

2计算公式:q?K0(H1?h2)(H?h)12?sin??K10??T

1式中,K-5

0=0.44×10cm;H1=71.1m;δ=(3+74.8)/2=38.9;sinα=0.32 δ1=74.8;T=0; ②斜墙后的渗流量

计算公式:qK(h2?H22)(h?H2)2?2(L?mH?KT?T

22)L?0.44T式中:K=1×10-2cm/s;H2=8.6;L=356.5;m2=3;KT=10-2 cm/s;T=0; ③渗流量计算结果

根据水流连续条件,则q1=q2=q 求得h=11.47m q=0.87×10-5 m2/S (3)斜墙后的浸润线方程

计算公式:

式中,H1为防渗体斜墙后水位的高程,H1=h=11.47m

2)渗流量计

(简化得:y2

+0.174x=131.5609

从而得:

x/m 0 50 150 300 y/m 11.47 11.08 10.27 8.91 3、上游校核洪水位与下游相应的最高水位

上游校核洪水位取为兴利水位770.4,下游相应高水位取为705.60m。

基础采用防渗处理,视为基础不透水。

(1)计算示意图

y1:3.0K11:3.5HhK2OHaOKxTTL斜 墙 坝 渗 流 计 算 图算

①通过斜墙的渗流量

K2计算公式:q?0(H1?h2)(H?h)12?sin??K10??T

1式中,K-5

0=0.44×10cm;H1=73.4m;δ=(3+74.8)/2=38.9;sinα=0.32;

δ1=74.8;T=0;

②斜墙后的渗流量

2)渗流量计

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