引水式电站闸坝枢纽工程设计说明本科设计资料(6)

2020-02-21 16:53

?min=153.482kPa

闸基反力不均匀系数η=1.73<2.00 闸基反力不均匀系数满足要求

(校核特殊情况)

且 ?max〈400 kPa=[R] 地基承载力满足要求

(3)正常高水位情况

泄洪闸段: ?max=236.208 kPa ?min=228.872 kPa

闸基反力不均匀系数η=1.03<1.50 闸基反力不均匀系数满足要求

且 ?max〈400 kPa=[R] 地基承载力满足要求

冲沙闸段: ?max=276.966 kPa

?min=227.802 kPa

闸基反力不均匀系数η=1.215<1.50 闸基反力不均匀系数满足要求

且 ?max〈400 kPa=[R] 地基承载力满足要求

(4)地震荷载情况

泄洪闸段: ?max=269.531kPa ?min=195.549kPa

闸基反力不均匀系数η=1.37<2.00 闸基反力不均匀系数满足要求

(地震特殊情况)

且 ?max〈400 kPa=[R] 地基承载力满足要求

冲沙闸段: ?max=321.483kPa

?min=183.285kPa

闸基反力不均匀系数η=1.75<2.00 闸基反力不均匀系数满足要求

(地震特殊情况)

且 ?max〈400 kPa=[R] 地基承载力满足要求

5 闸室的布置和构造 5.1 底板:

常用的底板有水平底板和低实用堰底板两种类型,设计中采用水平底板。

为了适应地基不均匀沉陷和减少底板内的温度应力,在沿水流方向用横缝将底板闸室分为2部分。横缝设置在闸墩中间,闸墩与底板连在一起,以不会出现过大的不均匀沉陷。 底板顺水方向的长度,取决于上部结构布置并满足结构强度和抗滑稳定要求。长度根据渗透允许坡降,以及防渗墙防渗折减系数确定。L=0.3×14/0.15=28m。同时,根据经验:对沙砾石地基,可取(1.5~2.0)H(H为上、下游水头差)。L=21m~28m。

同时底板厚度也必须满足强度和刚度的要求。此设计中采用底板厚度3m,在上下游端各设置1m深3m宽的齿墙。在上游齿墙中部作0.8m厚的防渗墙。

5.2 闸墩:

闸墩承受闸门传来的水压力,也是坝顶桥梁的支承。

闸墩的平面形状,在上游端为了使水流平顺,减少孔口水流的侧收缩,采用半圆形,且R=2m(泄洪闸)。在下游端为了减少墩后水流的水冠和冲击波,同样采用半圆形。闸墩断面数据具体如下图所示:

闸墩厚度与闸门形式有关。采用平面闸门是需设闸门槽,工作闸门槽深0.5~2.0m,宽1~4m,门槽处的闸墩厚度不得小于1~1.5m,以保证有足够的强度。弧形闸门闸墩的最小厚度为1.5~2.0m,如果是缝墩,墩厚要增加0.5~1.0m,由于闸墩较薄,需要配置受力钢筋和温度钢筋。

闸墩的长度和高度,应满足布置闸门、工作桥、交通桥和启闭机械的要求。平板闸门多用活动式启闭机,当交通要求不高时,工作桥可兼做交通桥使用,闸门门机高度应能将闸门吊出门槽。在正常运用中,闸门提起后,可用锁定装置挂在闸墩上。交通桥要求与非溢流坝坝顶齐平。

6 两岸连接挡水重力坝段。

水闸与两岸或土坝等建筑物相接,必须设置连接建筑物,包括:上、下游翼墙和边墩(或边墩和岸墙),有时还需设有防渗刺墙,其作用为:

1) 挡住两侧填土,维持土坝及两岸的稳定。

2) 当水闸泄水或引水时,上游翼墙主要用于引导水流平顺进闸,下游翼墙使出闸水流均匀扩散,减少冲刷。

3) 保护两岸或土坝边坡不受过闸水流的冲刷。

4) 控制通过闸身两侧的渗流,防止与其相连的按坡或土墙产生渗透变形。 5) 在软弱地基上设有独立岸墙时,可以减少地基沉陷对闸身应力的影响。 在水闸工程中,两岸连接建筑物在整个工程中所占比重较大,有的可达工程总造价的15%~40%,闸孔愈少,所占比重愈大。因此,在水闸设计中,对连接建筑物的形式选择和布置,应予以足够的重视。 6.1 结构尺寸

两岸连接挡水重力坝段为软基上的加筋混凝土重力坝。除去建在相对承载力较高碳质

千枚岩上的坝段,有15m的重力坝段建在软基上。该坝段坝顶高程1637.2(同闸室段),坝挡水面向内削掉2m以利用水重帮助坝体满足稳定要求,同时减少水泥用量,减少坝体自身重量以减少坝基应力。在1637.2m高程以下1.33m 建一牛腿,其上为交通桥。背水面的上部(高程1628.3m以上)垂直,同迎水面同建一牛腿。下部(高程1628.3m以下)呈1:2.14坡,坝趾和坝踵垂直水平面。坝顶宽10m,坝底宽26m,前后分别设3m长的齿墙。坝筑完后,下游面用开挖土料回填到高程1628.3m,以增加下游坝体重量,以减少坝基最大应力。

两岸连接挡水重力坝段如下图所示:

6.2 抗滑稳定计算

1).计算情况

(1)完建情况 (2)校核洪水情况

(3)地震情况

2).荷载组合

(1)完建情况:自重

(2)校核洪水情况:自重+水重+静水压力+扬压力+浪压力+风压力

(3)地震情况:校核洪水情况+地震荷载(地震动水压力+地震动土压力+地震

惯性力)

3).计算公式

(1)抗滑稳定安全系数的计算公式为:

Kc?f?G ?H 式中符号意义同前 (2)土压力及淤沙压力

?12 Ps??sbhstg2(450?s)

22 式中 Ps-------坝面每米宽度上的水平泥沙压力,kN/m ?sb------淤沙的容重,kN/m3 Hs-------坝段前泥沙淤积厚度,m ?s-------淤沙的内摩擦角,0 4).计算结果 (1)正常高水位情况

Kc=4.447>1.05 挡水坝段抗滑稳定满足要求 (2)地震荷载情况

Kc=21.9>1.05 挡水坝段抗滑稳定满足要求 6.3 地基应力计算:荷载组合同前,公式同前。 计算结果:

(1)完建情况 ?max=301.461kPa

?min=187.6767kPa

闸基反力不均匀系数η=1.60<1.20(空库时)

闸基反力不均匀系数满足要求

且 ?max〈400 kPa=[R] 地基承载力满足要求 (2)正常高水位情况 ?max=283.2744kPa ?min=204.501kPa

闸基反力不均匀系数η=1.385<1.50 闸基反力不均匀系数满足要求 且 ?max〈400 kPa=[R] 地基承载力满足要求 (3)地震荷载情况 ?ma=297.8795kPa x ?min=230.5433kPa

闸基反力不均匀系数η=1.29<1.50 闸基反力不均匀系数满足要求 且 ?max〈400 kPa=[R] 地基承载力满足要求

7 铺盖和护坦 7.1 铺盖:

铺盖主要用来延长渗径,应具有相对不透水性,为适应地基变形,也要有一定的柔性。铺盖常用粘土、粘壤土或者沥青混凝土做成,有时也可用钢筋混凝土作为铺盖材料。

1).布置:铺盖分三部分。第一部分为拦河闸上游的铺盖,其作用不做防渗要求,只作为防止闸上游河床的冲刷。第二部分是右岸弯道导流墙前的铺盖,其作用是保护导流墙基础,并使弯道凹岸河底形成定床。第三部分是上述二部分的连接段,其作用是防止排沙闸钱的冲刷,保护束水墙和进水口的前挡砾坎的基础。

2).结构尺寸:铺盖均为2m厚,具体结构为下部钢筋混凝土厚1.6m,上部铺砂岩条石厚0.4m。防渗墙顺水方向长40m,根据结构沉陷要求,分为5部分。一为束水墙上游的部分,从中间分为2部分,其二为泄洪闸段,也分为2部分,最后为进水口段,独自分为一部分。防渗铺盖上游齿墙深度深于铺盖底1m。

防渗墙上游齿墙外的开挖斜坡均回填大块石。 7.2 护坦:

护坦用来保护河床免受高速水流的冲刷。对其他形式的消能工,当可能产生临近坝址的冲刷时,也需要在坝址下游设置护坦。护坦厚度应满足稳定要求,即在扬压力和脉动压力等荷载作用下不被浮起。

作用于护坦上的动水压力比较复杂,需要由水工模型试验确定。

护坦厚度是可以变化的,即靠上游侧厚,下游侧薄,也可以做成等厚的。本设计中采用等厚的。为了防止护坦混凝土受基岩约束产生温度裂缝,在护坦内应设置温度伸缩缝,顺河流流向的缝一般与闸墩中心线对应。为了降低护坦底部的扬压力。应设置排水系统,排水沟尺寸约为20cm×20cm。

当护坦上的水流流速很高时,应采用抗蚀耐磨混凝土,本设计中采用抗蚀耐磨的300号混凝土。

1).布置:护坦顺水流方向长50m,其中10m长的护坦为水平护坦,其余40m长的护坦纵坡1:17.8。上游端顶高程同闸底板高程,为1622m,下游端顶高程为1619m。整个护坦宽38.5m,其下游布置成无扩散。护坦厚2m,其中下部钢筋混凝土板厚1.6m,上部采用


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