1、. . 畢 業(yè) 設(shè) 計題目攔河樞紐橡膠壩初步設(shè)計（方案一） 院 部 水利土木工程學(xué)院 專業(yè)班級 屆 次 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 二O一二年六月十八日裝訂線. . . 目 錄1綜合說明- 3 -2 工程規(guī)劃- 4 -2.1基本資料- 4 -2.2壩址選擇- 6 -2.3工程等級及樞紐布置- 8 -3壩袋設(shè)計- 12 -3.1壩袋結(jié)構(gòu)型式設(shè)計- 12 -3.2.壩袋設(shè)計計算- 13 -3.3.壩袋膠布結(jié)構(gòu)設(shè)計- 20 -4 壩基土建工程設(shè)計- 24 -4.1底板的設(shè)計- 24 -4.2底板應(yīng)力和穩(wěn)定計算- 27 -4.3防滲排水設(shè)計- 37 -4.4消能防沖設(shè)計- 44 -4.5岸墻、邊墩和翼

2、墻設(shè)計- 54 -5 橡膠壩錨固系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計- 62 -5.1錨固線的布置- 62 -5.2.錨固構(gòu)件計算- 63 -6橡膠壩的控制系統(tǒng)設(shè)計- 67 -6.1充排方式- 67 -6.2動力設(shè)備選型設(shè)計- 67 -6.3管路布置設(shè)計- 68 -6.4 控制室的設(shè)計- 70 -參考文獻(xiàn)- 71 -致謝詞- 72 -Eye recorded1 comprehensive instructions-3- 2 engineering planning-4- 2.1 basic material-4- 2.2 Dam site choice-6- 2.3 project level and the gen

3、eral layout-8- 3 dam bag design-12- 3.1 Dam bag structure types of design -12 - 3.2 Dam bag design calculations-13- 3.3 Dam bag tape structure design-20- 4. Civil engineering design of the dam foundation -24- 4.1 the floor design-24- 4.2 bottom stress and stability of calculation-27- 4.3 the seepage

4、 control drainage design-37- 4.4 back can prevent blunt design-44- 4.5 shore wall, side pier and wing wall design-54- 5 rubber dam anchor system structure design-62- 5.1 The layout of the anchor line -62- 5.2 Anchor component calculations-63- 6 the rubber dam control system design-67- 6.1 filling dr

5、ainage mode-67- 6.2 the power equipment type design-67- 6.3 pipeline layout design-68- 6.4 control room of design-70- Reference-71- Thanks word-72- - 74 -攔河樞紐橡膠壩初步設(shè)計（方案一）作者： 水電 班指導(dǎo)教師： 教授設(shè)計內(nèi)容簡介：近年來，由于橡膠壩具有許多壩型所沒有的優(yōu)點，在國內(nèi)外取得了飛速的發(fā)展，該壩型具有良好的應(yīng)用和發(fā)展前景。橡膠壩是一座中型的橡膠壩，有灌溉、防洪、旅游、生態(tài)等效益。橡膠壩采用多跨、堵頭、充水型橡膠壩。壩長480米，內(nèi)外

6、壓比為1.25，安全系數(shù)為6.0 。關(guān)鍵詞：橡膠壩；壩袋設(shè)計；壩基土建工程；錨固型式；充排水系統(tǒng)Big river mouth yavin yavin 2 block rubber dam the river hub preliminary design (plan one)Author: HanFengyuan class one grade 2008 of Water conservancy and hydropower professional Teacher: YanHongLiang professorBrief introduction of design : In recent

7、years, due to the rubber dam has many of the advantages of the dam without, both at home and abroad and made a rapid development, the dam type has good application and development prospect. Mouth 2 yavin rubber dam is a medium-sized rubber dam, irrigation, flood control, tourism, ecological benefit,

8、 etc. Burma mouth 2 by rubber dam across, versatile block, water filling type rubber dam. The dam is 480 metres long, inside and outside pressure ratio 1.25, safety coefficient is 6.0. Keywords: rubber dam; Dam bag design; Of the dam foundation in civil engineering; Anchor type; Filling drainage sys

9、tem.1綜合說明2號壩攔蓄樞紐工程位于大汶河干流處，京福高速西側(cè)1.1公里處，總蓄水量700萬m3，形成面積2900畝的水面。該工程的興建，對加快大汶河攔蓄工程建設(shè)步伐，使大汶河成為泰安市的水上觀光帶、綠色生態(tài)帶、文化傳承帶、快速發(fā)展帶，具有重要的意義。工程建成后，可形成“一眼觀六橋”的泰安“南大門”水景觀，能有效抬升沿河兩岸“汶陽田”地下水位；可在不修復(fù)磚舍壩的情況下，解決肥城南部四個鄉(xiāng)鎮(zhèn)幾十萬畝農(nóng)田灌溉；為寧陽經(jīng)濟開發(fā)區(qū)提供生態(tài)環(huán)境支撐和水資源保障；同時結(jié)合大汶河文化遺址保護項目建設(shè)，帶動當(dāng)?shù)芈糜挝幕a(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2號壩攔蓄樞紐工程為三等工程，其中主要建筑物為三級，次要建筑物為四級，自北岸

10、至南岸依次布置:引水閘及引水暗渠、水電站、調(diào)節(jié)閘、橡膠壩。橡膠壩共八孔，每孔長60米，第一孔至第五孔壩袋高度為5米，第六孔至第八孔壩袋高度為4米；調(diào)節(jié)閘共三孔，單孔6米，弧形閘門擋水；水電站裝機總?cè)萘?90KW,由兩臺320KW和一臺250KW水輪機組成。2 工程規(guī)劃2.1基本資料2.1.1流域概況大汶河流域位于山東省中部，北以泰山山脈與小清河及南北大沙河分流，東以魯山，南以蒙山支脈與沂河、泗河毗鄰，西界黃河。流域東西長208km，南北寬30100km，行政區(qū)劃包括濟南、泰安、萊蕪、淄博、濟寧5個市地的11個縣市區(qū)，流域面積9069km2，約占全省面積的6。擬建汶口2#壩位于泰安市岱岳區(qū)大汶口

11、鎮(zhèn)王家院村南，京福高速公路汶口大橋下游約1500m的大汶河上。汶口2#壩工程，總蓄水量700萬m3，形成面積2900畝的水面。該工程的興建，對加快大汶河攔蓄工程建設(shè)步伐，使大汶河成為泰安市的水上觀光帶、綠色生態(tài)帶、文化傳承帶、快速發(fā)展帶，具有重要的意義。工程建成后，可形成“一眼觀六橋”的泰安“南大門”水景觀，能有效抬升沿河兩岸“汶陽田”地下水位；可在不修復(fù)磚舍壩的情況下，解決肥城南部四個鄉(xiāng)鎮(zhèn)幾十萬畝農(nóng)田灌溉，能有效抬升沿河兩岸“汶陽田”地下水位；為寧陽經(jīng)濟開發(fā)區(qū)提供生態(tài)環(huán)境支撐和水資源保障；同時結(jié)合大汶河文化遺址保護項目建設(shè)，帶動當(dāng)?shù)芈糜挝幕a(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2.1.2水文氣象大汶河流域?qū)偃A北暖溫帶

12、半溫潤季風(fēng)性大陸性氣候區(qū)，年平均氣溫12.6，無霜期在200天以上，多年平均降水689.6mm，降水隨時空變化較大，主要表現(xiàn)為四個方面：一是降水年際間變化較大，如1964年流域平均降水1327.8mm，而1988年流域平均降水僅455.2mm，豐枯比達(dá)2.92；二是降水年內(nèi)分配不均，年內(nèi)降水主要集中于汛期的79月，約占全年降水量的5070，而汛期降水又多集中于幾場暴雨之內(nèi)，如1957年全年降水871.3mm，僅7月一月降水就達(dá)501.8mm，占全年降水的57.6；三是降水在地域上分布不均，總的趨勢是降水山區(qū)多于平原，東部多于西部，如新泰多年平均降水達(dá)738.8mm，而東平僅為640.0mm；四

13、是具有豐、枯交替出觀、周期變化和持續(xù)時間較長的規(guī)律，如19611964年的豐水期，年平均降水為930.5mm，比多年平均多34.9，19861989年的枯水期，年均降水502.0mm，比多年平均少27.2。 由于降水的時空變化較大，因此流域內(nèi)水旱災(zāi)害時常發(fā)生。風(fēng)向和風(fēng)力隨季節(jié)變化很大，冬季多偏北風(fēng)，夏季多偏南風(fēng)，泰安、肥城、寧陽為最大，風(fēng)速達(dá)20ms。據(jù)市氣象局資料統(tǒng)計，流域多年平均蒸發(fā)量為564.8mm，月蒸發(fā)量9月份最高，自東向西為350.5452.5mm。根據(jù)場區(qū)水質(zhì)分析資料，地下水對混凝土具弱腐蝕性，地下水對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具弱腐蝕性。根據(jù)氣象資料，本區(qū)凍土深度0.46m。2.1

14、.3工程地質(zhì)大汶河流域以上多為山區(qū)，下游為丘陵平原。山區(qū)約占總控制面積的75%，丘陵平原約占25%。山區(qū)主要以青石山和砂石山為主，主要巖石為花崗巖，花崗片麻巖和部分灰?guī)r、石灰?guī)r、砂礫石等。丘陵平原為第四紀(jì)沉積巖，同時也有變質(zhì)巖。土壤性質(zhì)多為砂土、亞砂土、砂壤土。設(shè)計河段的右岸自舊縣至岱道庵有一條東南西北的大斷層。上游山區(qū)的植被條件一般青石山區(qū)植樹造林較好，草皮生長較密，水土流失不嚴(yán)重，而砂石山區(qū)植樹造林較差，草皮生長不好，水土流失較重。大汶河攔蓄工程項目區(qū)域地下水可分為孔隙水、裂隙水和裂隙巖溶水。孔隙水主要分布于第四系；中洪積物中，主含水層為砂層。裂隙水主要分布于泰山群變質(zhì)巖和石灰?guī)r系的砂巖、

15、礫巖的構(gòu)造裂隙和風(fēng)化裂隙中，分布不均勻，季節(jié)性變化較大。裂隙巖溶水主要分布于寒武系、奧陶系灰?guī)r地層中。沿河兩岸地下水的補給來源廣泛，有大氣降水、山區(qū)丘陵的側(cè)向補給及河流補給。第四系孔隙水多在山前沖洪積扇前緣溢出。大汶河攔蓄工程項目區(qū)域土壤主要有砂土、砂壤土、輕壤土、中壤土和重壤土等五種，其中砂土主要分布在匯河及苗河下游，面積較小，土質(zhì)松散，粘粒含量少，孔隙度大，透水性好。砂壤土豐要分布于沿河兩岸的河漫灘上，粘粒含量高于砂土水的供應(yīng)充足。輕壤土主要分布于沿河階地，土層較厚，孔隙度中等。土層淺，質(zhì)地適中等。中壤土主要分布于沿河階地以外的平原綏崗地，粘粒含量較高，土層厚度不均，透水性較差，但易保水肥

16、。重壤土主要分布于河洼地，由于多年淤積，土質(zhì)粘重，孔隙度小。根據(jù)勘測得到的結(jié)論：（1）攔河樞紐段所處場地工程地質(zhì)條件較好，巖土層分布均勻，隨深度增加承載力逐步加大，適宜樞紐的建設(shè)。（2）據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001），場區(qū)地震動參數(shù)峰值加速度為0.05g，反應(yīng)譜特征周期為0.45s，相應(yīng)于地震基本烈度為度。（3）勘察場地地勢平坦，河道內(nèi)勘探孔口高程最大值88.40m，最小值85.61m，地表相對高差2.79m，表層以中粗砂為主，部分基巖裸露，其下為寒武系灰?guī)r、頁巖。2.2壩址選擇橡膠壩壩址的選擇應(yīng)根據(jù)橡膠壩的特點及運用方式要求綜合考慮地形.地質(zhì).水文.氣象.泥沙.管理和其它

17、因素，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。（1） 壩址應(yīng)選擇在堅硬緊密的天然土基上，雖然橡膠壩重量比其它閘壩輕，且地基受力均勻，但壩址仍然盡量選在堅硬緊密的天然土基上。（2）壩址應(yīng)選擇在水流平順及河岸岸坡穩(wěn)定的河段，不應(yīng)選在河流水流條件發(fā)生突然變化的河段。這不僅避免發(fā)生波狀水躍和折沖水流，防止有害的沖刷和淤積，而且使過壩水流平穩(wěn)，減輕壩袋振動及磨損延長壩袋使用壽命。（3）對于多泥沙河流，壩址不應(yīng)選在縱坡突然變緩的河段，以減少淤積。如一定要在這樣的河道上建壩時，應(yīng)將基礎(chǔ)地板適當(dāng)抬高，并在底板高程以下修排沙泄流閘孔。（4）壩址選擇還應(yīng)考慮施工導(dǎo)流.交通運輸.基坑排水.施工供水及電源條件.。（5）壩址選擇應(yīng)考慮

18、便于壩袋檢修維護及工程管理運用。壩址選擇時要考慮建壩后是否具備檢修條件，因橡膠壩的特點之一是跨度大，一般不設(shè)檢修閘門，應(yīng)盡量選在不筑堰的情況下，能夠進行維修的地點。（6）壩址選擇應(yīng)考慮樞紐建筑物的合理布置。重要工程應(yīng)有水工模型實驗論證。擬建壩址區(qū)為喀斯特巖溶地貌，巖性為灰?guī)r、頁巖。部分巖石溶蝕明顯，溶溝、溶槽發(fā)育，且局部發(fā)育有溶洞，但總體工程地質(zhì)條件較好，巖土層序分明，厚度均勻，自上而下風(fēng)化減弱，承載力逐漸增大，適宜建筑物的修建。根據(jù)擬建建筑物結(jié)構(gòu)特點，攔河樞紐可使用天然地基，以3層灰?guī)r頁巖互層做基礎(chǔ)持力層。該層性質(zhì)穩(wěn)定，承載力較高，為良好的基礎(chǔ)持力層。承載力特征值可按360kpa考慮。根據(jù)標(biāo)

19、準(zhǔn)貫入試驗結(jié)果，結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗，壩址區(qū)地基巖土承載力特征值綜合評價見表4.7.1： 樞紐各土層地基承載力特征值 表4.7.1承載力大小分層地基承載力（kPa）第1層壤土140第2層中粗砂150第3層灰?guī)r頁巖互層360第3-1層頁巖300第5層灰?guī)r5502.3工程等級及樞紐布置2.3.1工程等級及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL252-2000水利水電工程等別劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)、SL265-2001水閘設(shè)計規(guī)范，本橡膠壩工程定為三等工程，橡膠壩、控制室分別為三級建筑物。根據(jù)國家防洪標(biāo)準(zhǔn)（GB50201-94），本河段設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。橡膠壩采用同標(biāo)準(zhǔn)，即設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇洪水，壩址處設(shè)

20、計洪峰流量為Q=8108m3/s。2.3.2工程布置及主要建筑物汶口2號壩攔蓄樞紐工程位于大汶河干流處，京福高速西側(cè)1.1公里處。攔河樞紐工程自北岸至南岸依次布置:引水閘及引水暗渠、水電站、調(diào)節(jié)閘、橡膠壩。橡膠壩共八孔，每孔長60米，第一孔至第五孔壩袋高度為5米，第六孔至第八孔壩袋高度為4米；調(diào)節(jié)閘共三孔，單孔6米，弧形閘門擋水。水電站裝機總?cè)萘?90KW,由兩臺320KW和一臺250KW水輪機組成。樞紐工程主要建筑物包括三個部分：（1）攔河壩南岸自蔣集鎮(zhèn)花觀村至北岸王家院村南河道上，修建攔河壩，回水至汶口鎮(zhèn)明石橋，形成面積為2900畝，蓄水量700萬m3的水面，設(shè)計壩頂高程93.50m，上、

21、下游護坡比均采用1:2.5。（2）泄水閘在擬建大壩右側(cè)修建泄水閘一座，泄水閘為C20鋼筋砼結(jié)構(gòu)，3孔，采用6×6m弧形鋼閘門。（3）發(fā)電站泄水閘右側(cè)修建發(fā)電站一座，3臺機組，2臺320千瓦機組，1臺250千瓦機組。本設(shè)計為橡膠壩樞紐設(shè)計2.3.3工程規(guī)模。工程規(guī)模應(yīng)根據(jù)水文水利計算研究確定，具體可參照SL278-2002，水利水電工程水文計算規(guī)范和SL104-95水利工程水利計算規(guī)范的規(guī)定進行。橡膠壩工程的規(guī)模主要是指壩的高度和長度。（1）設(shè)計壩高設(shè)計壩高是指壩袋內(nèi)壓為設(shè)計內(nèi)壓，壩上游水位計算水位，壩下游水位為零時的壩袋擋水高度。確定壩高時應(yīng)考慮壩袋坍肩和褶皺處溢流的影響。底板高程比

22、河床高0.20.4m，左岸三孔取88.6m，右岸五孔取87.6;壩高 左岸： H=92.6-88.6=4.0米右岸： H=92.6-87.6=5.0米我國水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL287-98，橡膠壩技術(shù)規(guī)范規(guī)定橡膠壩的適用范圍是壩高5m及其以下的袋式橡膠壩工程，壩高超過5m或特殊用途時應(yīng)進行專門的技術(shù)論證和實驗研究。（2）壩長設(shè)計。壩長是指兩岸端墻之間的壩袋的距離。壩長的確定，應(yīng)滿足校核流量時上游水位不超過防洪限制水位，下游單寬泄流量不超過允許單寬泄流量。考慮壩袋運輸、安裝、檢修方便以及運行管理要求，單跨最大壩長在100m以內(nèi)為宜。對于冰凌等漂浮物較多的河段，單跨在20-30m為宜。本橡膠壩設(shè)計為八孔

23、充水式，邊墩為直墻式，每孔壩長60米（3）工程結(jié)構(gòu)橡膠壩整個工程結(jié)構(gòu)主要由三部分組成：基礎(chǔ)土建部分包括基礎(chǔ)底板、邊墩、上下游翼墻、上下游護坡、上游防滲鋪蓋、下游護坦、海漫、防沖槽等。這部分的作用是將上游水流平順而均勻的引入并通過橡膠壩，并保證水流過壩后不產(chǎn)生淘刷。固定橡膠壩的基礎(chǔ)地板要能抵抗通過錨固系統(tǒng)傳遞到底板的壓力，使壩體得到穩(wěn)定。擋水壩體。即橡膠壩袋和錨固結(jié)構(gòu)，用水將壩袋充脹后即可調(diào)節(jié)水位和控制流量。控制及觀測系統(tǒng)。包括充脹壩體的充排設(shè)備、安全及觀測裝置等。如空壓機、壓力表、水封管、水位計等。2.3.4 泵房機電設(shè)備的選型14號水泵選用便拆式管道離心泵，型號為SLB350-12.5，單泵

24、配套功率為55kw，流量為1200立米/h，揚程為12.5米。5號水泵選用便拆式管道離心泵，型號為SLB250-12.5，單泵配套功率為30kw，流量為550立米/h，揚程為12.5米。集水池內(nèi)設(shè)潛水排污泵，型號為50WQ（）15-8-0.75，配套功率為0.75kw,出水口接入放水主管道。電動葫蘆功率為1.6kw,泵室底板下設(shè)C15砼墊層，厚100mm。DN1000電動蝶閥4個，單個功率為0.75kw；DN500電動蝶閥3個，單個功率為0.55kw;DN4000電動蝶閥1個，單個功率為0.50kw，DN350電動蝶閥8個，單個功率為0.37kw;DN250電動蝶閥2個，單個功率為0.30kw

25、.2.3.5消防本工程的防火設(shè)計按現(xiàn)行的水利水電工程設(shè)計防火規(guī)范（SDJ278-90）執(zhí)行。控制室各層均按設(shè)計防火規(guī)范配置消火栓和滅火器。3壩袋設(shè)計3.1壩袋結(jié)構(gòu)型式設(shè)計3.1.1壩袋結(jié)構(gòu)型式的選擇:壩袋的結(jié)構(gòu)，從外形上可分為袋式，帆式和混合式。袋式分為單袋式和多袋式。單袋式是按照設(shè)計壩高安裝一個袋囊，達(dá)到擋水高度，多用于壩高較低的工程，是目前國內(nèi)外通常采用的壩型。該橡膠壩的設(shè)計壩高為：南岸三孔4.0米；北岸五孔5.0米。3.1.2壩袋的內(nèi)外壓比壩袋的設(shè)計內(nèi)外壓比是指壩袋的內(nèi)壓高度與壩袋設(shè)計高度的比。當(dāng)壩高一定時，壩袋的外形尺寸主要受壩袋內(nèi)壓水頭的影響。內(nèi)壓水頭與壩袋的有效周長成反比，與壩袋的

26、拉力成正比。根據(jù)調(diào)查充水式橡膠壩采用的設(shè)計內(nèi)外壓比范圍是1.251.60之間。從運用角度出發(fā)，沒有特別要求時，內(nèi)壓比無需選擇太大。從強度角度講，壩高較小時，強度的選擇基本不受材料限制，內(nèi)壓比選擇幅度很大，為節(jié)省壩袋材料，可選取較大值。而高壩的強度選擇受材料限制很大，宜選取較小值。在內(nèi)壓比選擇幅度較大時，內(nèi)外壓比的選擇應(yīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。橡膠壩的壩袋的設(shè)計內(nèi)外壓比取為1.25。3.1.3壩袋強度設(shè)計的安全系數(shù)壩袋強度設(shè)計安全系數(shù)定義為壩袋抗拉強度與壩袋設(shè)計計算強度之比，這是一種不論建筑物等級而采用的單一安全系數(shù)法。在制定<<橡膠壩技術(shù)規(guī)范>>時規(guī)定 “壩袋強度設(shè)計安全

27、系數(shù)充水壩應(yīng)不小于6.0，充氣壩應(yīng)不小于8.0”。充水壩強度設(shè)計安全系數(shù)下限定為6.0，這是調(diào)查國內(nèi)已建的橡膠壩壩袋強度設(shè)計安全系數(shù)的選取情況。在具體計算壩袋強度安全系數(shù)時，直接采用壩袋膠布名義強度值計算時，應(yīng)扣除15%-25%的膠布強度損失。3.2.壩袋設(shè)計計算3.2.1 左岸壩袋設(shè)計計算（1）橡膠壩的設(shè)計壩高H=4m壩袋的設(shè)計內(nèi)外壓比=1.25 查橡膠壩技術(shù)規(guī)范表2.2-1充水式橡膠壩壩袋設(shè)計參數(shù)表可得: 由計算可得:壩袋徑向計算強度 T = 3.75 × 42 = 60 KN/m上游壩面曲線段長度 S1 = 1.8464 × 4 = 7.3856 m下游壩面曲線段長度

28、 S = 1.8097 × 4 =7.2388 m壩袋上游段貼地段長度 n = 1.4142 × 4 = 5.6568 m 壩袋下游段貼地段長度 x0 = 0.6473 × 4 = 2.5892 m 雙錨壩袋有效周長 L0 = S1 + S = 14.6244 m 雙錨壩底墊片有效長度 n + x0 = 8.246 m壩袋上游段曲率半徑 R1 = 1.5 × 4 = 6 m有效周長加錨固長度即為加工長度，而錨固長度L = 0.6 m，則總周長L = 14.6244 + 8.246 + 2 × 0.6 = 24.0704 m壩袋單寬容積 V =

29、1.8405 × 42 = 29.448 m3壩袋橫斷面曲線坐標(biāo)，坐標(biāo)選取如圖.3.2.1.1 圖.3.2.1.1上游壩面曲線坐標(biāo):查<橡膠壩工程技術(shù)指南>附表1-2，充水式橡膠壩橢圓曲線坐標(biāo)表由=1.25可列下表 表3.2.1.2一0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.64730.81380.87290.91110.93700.95380.96320.96610.9630二0.450.500.550.600.650.700.750.800.850.95400.93930.91860.89150.85740.81550.76410.7

30、0110.6226三0.900.951.000.52120.37780.000把H1 = 4 m代入表格可得下游壩面曲線點坐標(biāo)表3.2.1.3一y0.0000.2000.4000.6000.8001.0001.2001.4001.600x2.58923.25523.49163.64443.74803.81523.85283.86443.8520二y1.8002.0002.2002.4002.6002.8003.0003.2003.400x3.81603.75723.67443.56603.42963.26203.05642.80442.4904三y3.6003.8004.000x2.08481

31、.51120.0000（2）壩袋堵頭設(shè)計堵頭處相應(yīng)壩袋內(nèi)壓比為1:1.31查橡膠壩技術(shù)規(guī)范表B.2.2.-1，充水式橡膠壩壩袋設(shè)計參數(shù)表可得 將H1=4 - 0.8=3.2m 代人得T=4.05×3.22=41.472KN/mS1=1.7428×3.2=5.577mS=1.7646×3.2=5.647mX0=0.5772×3.2=1.847mn=1.27×3.2=4.064mR=1.3065×3.2=4.181m壩袋堵頭外形尺寸如圖3.2.1.4圖3.2.1.43.2.2 右岸壩袋設(shè)計計算橡膠壩的設(shè)計壩高H=5 m壩袋的設(shè)計內(nèi)外壓比=

32、1.25 查橡膠壩技術(shù)規(guī)范表2.2-1充水式橡膠壩壩袋設(shè)計參數(shù)表可得: 由計算可得:由計算可得:壩袋徑向計算強度 上游壩面曲線段長度 下游壩面曲線段長度 下游貼地段長度 上游貼地段長度 上游壩面曲線段半徑 壩袋有效周長 底墊片有效長度 壩袋單寬容積 壩袋橫斷面曲線坐標(biāo)，坐標(biāo)選取如圖.3.2.2.1圖.3.2.2.1上游壩面曲線坐標(biāo):查<橡膠壩工程技術(shù)指南>附表1-2，充水式橡膠壩橢圓曲線坐標(biāo)表由=1.25可列下表 一0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.64730.81380.87290.91110.93700.95380.96320.9661

33、0.9630二0.450.500.550.600.650.700.750.800.850.95400.93930.91860.89150.85740.81550.76410.70110.6226三0.900.951.000.52120.37780.000把代入表格可得下游壩面曲線點坐標(biāo)一y0.0000.250.500.751.001.251.501.752.00x3.23654.06904.36454.55554.6854.7694.8164.83054.815二y2.252.502.753.003.253.503.754.004.25x4.77004.69654.59304.45754.28

34、74.07753.82053.50553.113三y4.504.755.00x2.6061.8890.000（2）壩袋堵頭設(shè)計堵頭處相應(yīng)壩袋內(nèi)壓比為1:1.27查橡膠壩技術(shù)規(guī)范表B.2.2.-1，充水式橡膠壩壩袋設(shè)計參數(shù)表可得壩袋堵頭外形尺寸如圖3.2.2.2圖3.2.2.23.3.壩袋膠布結(jié)構(gòu)設(shè)計3.3.1壩袋膠布結(jié)構(gòu)壩袋膠布的主要材料是橡膠和帆布.橡膠在壩袋中起膠合密封和保護受力的作用。對橡膠材料的基本要求是:耐大氣老化，耐水性，耐侵蝕，耐磨損，和有足夠的抗拉強度.抗撕裂性能.柔性好.耐撓曲.耐久性能好，以及適宜橡膠加工工藝。左岸：由壩袋拉力T = 60 × 6 = 360 KN

35、/m 和壩高H=4.0m，選用壩袋型號JBD4.0-300-2，壩袋膠布型號為J300300-2。 壩袋為一布兩膠，膠布層數(shù)為兩層，外層膠厚為6.00mm內(nèi)層膠厚為4.00mm。壩袋膠布的徑向強度為600KN/m，考慮25%膠布強度損失后膠布強度為450KN/m。壩袋強度安全系數(shù)K=600 / 60×(1-25%) =7.5>6.0故滿足設(shè)計要求。右岸：由壩袋拉力和壩高H=5.0m，壩袋采用藍(lán)色有縫搭接壩袋，壩袋型號，壩袋膠布型號為，壩袋膠布采用錦綸帆布。 壩袋為兩布三膠，膠布層數(shù)為三層，外層膠厚為6.50mm內(nèi)層膠厚為4.50mm，夾層膠厚為0.4mm。查橡膠壩工程技術(shù)指南表

36、C.0.4得壩袋膠布的徑向強度為900KN/m，考慮25%膠布強度損失后膠布強度為675KN/m。 壩袋強度安全系數(shù)故滿足設(shè)計要求。3.3.2壩袋展開圖根據(jù)橡膠壩的多跨布置，在岸邊采用直墻邊墩，在中墩處采用直墻式連接。(一)左岸壩袋展開圖a為錨固長度，本設(shè)計定a=0.6m 則壩袋長度 A = 60 m E=52m F = 4 m壩袋寬度的計算:根據(jù)橡膠壩設(shè)計指南充水壩采用穿孔式鋼壓板錨固，錨固長度為60cm，即=0.6mB =S1+S+2a=14.6244+2×0.6=15.8244m C=S1+S=5.577+5.647=11.224mD=(B-C)/2=2.3m壩袋展開圖如圖3.

37、3.2.1圖3.3.2.1 (二)右岸壩袋展開圖A = 60 mE = 52 m圖3.3.2.24 壩基土建工程設(shè)計橡膠壩的土建工程包括基礎(chǔ)底板、邊墩(岸墻)、中墩、上下游翼墻、上下游護坡、上游防滲鋪蓋、下游消力池、護坦、海漫、防沖槽等。4.1底板的設(shè)計橡膠壩的基礎(chǔ)底板是承受其上部自重、水重及荷載，并向地基傳遞的結(jié)構(gòu)， 同時它又是地下輪廓線的主要組成部分，限制通過地基的滲透水流，減小地基滲透變形的可能性，并保護地基免受泄水水流的沖刷。因此，壩底板必須具有足夠的堅固性、整體性、抗?jié)B性和耐久性。壩底板常采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。4.1.1底板順?biāo)鞣较虻拈L度底板順?biāo)鞣较虻拈L度即底板寬度應(yīng)滿足壩袋坍落線

38、的寬度要求，并在上下游應(yīng)留有足夠的安裝檢修的交通道。底板寬度等于壩袋坍落寬度與上下有壩袋的安裝檢查維修所需要的交通要道之和，一般交通要道上游與下游各取0.5-1.0m(包括壩袋殘余變形值所需貼地長度在內(nèi)),本工程上游取1.0m,下游取1.0m。基礎(chǔ)底板長度的計算公式如下。對于雙錨固的橡膠壩L=( L02 + L03 ) / 2+ L1+ L2式中 L02-雙錨固時壩袋的有效周長 mL03-雙錨固時壩袋的有效周長 mL1-上游交通道長度，取為1.0mL2-下游交通道長度，取為1.0m左岸：取 L=( 14.6244 + 8.246 ) / 2+ 1.0+ 1.0=13.4352 m所以本設(shè)計取L

39、= 14 m 右岸： 所以本設(shè)計取L= 17.5 m 4.1.2底板厚度的確定 底板厚度應(yīng)根據(jù)地基土質(zhì)作用荷載等因素確定，在滿足基礎(chǔ)抗滑穩(wěn)定底板強度和剛度的條件下來確定。227-98橡膠壩技術(shù)規(guī)范建議，壩底厚度常采0.5-0.8，應(yīng)滿足管路布置和結(jié)構(gòu)需要，對有防凍和特殊要求的工程可適當(dāng)加厚。本設(shè)計有防凍要求，底板厚度取為1.0 m。4.1.3底板高程橡膠壩基礎(chǔ)底板高程的選定不僅與壩高壩袋周長及工程造價有直接關(guān)系，還與運用要求及壩袋檢修關(guān)系密切。壩底板高程定的低一些，可以加大下泄流量，但壩袋高度增加，壩袋周長加長，壩袋檢修條件差。因此，在不影響泄流的情況下，壩底板高程比上游河床地形平均高程適當(dāng)抬

40、高0.2-0.4m，這不但可使整個高程造價降低，檢修條件改善和便于觀測，而且可防止過壩推移質(zhì)泥沙隨水流卷入壩袋底部，從而減輕壩袋的磨損。壩底板高程比上游河床地形平均高程適當(dāng)抬高0.2-0.4m，取為0.4m。左岸壩底板高程為88.60m；右岸壩底板高程為87.60m。4.1.4底板型式 基礎(chǔ)底板形式有平底板、低堰底板、折線底板和反拱底板等。充水壩只適用于平底板，且平底板施工方便，本設(shè)計采用鋼筋混凝土平底板。采用堵頭形式的橡膠壩，充壩時和邊墩的結(jié)合部位出現(xiàn)坍肩現(xiàn)象，引起局部溢流，影響橡膠壩的正常運行。在工程上采取將邊墩與壩袋接觸部位的混凝土表面做得盡量光滑、部底板局部抬高等方法來消除影響。4.1

41、.5底板分縫為了防止和減少由于地基不均勻沉降溫度變化和混凝土干縮引起的裂縫，必須沿垂直于水流向?qū)Φ装暹M行分段，即設(shè)置若干道順?biāo)飨虻挠谰每p，分段長度不宜過大，亦不宜過小。由于基礎(chǔ)地基為土基，鋼筋混凝土底板順?biāo)飨虻挠谰每p的縫距不宜大于35m。本工程底板上永久縫的構(gòu)造形式采用鉛直貫通縫，每孔60.0m，距邊墩或中墩4m處各設(shè)一個，再在距邊墩或中墩21.3m處各設(shè)一個，所以每孔分4個永久縫。4.1.6底板地下輪廓的形狀和尺寸根據(jù)地基的地質(zhì)條件、壩上下游的水頭差，并結(jié)合考慮壩袋錨固槽（深度和位置）的需要來選定壩底板地下輪廓的形狀和尺寸。在壩底板的上、游端，通常設(shè)有0.5-1.5m的齒墻，既能增加滲徑

42、長度，降低壩基底部滲透壓力，減小滲透水流的出逸坡降，又能增加壩基的抗滑穩(wěn)定性。但齒墻深度不宜超過2.0m，否則施工 有困難。左岸：在上下游端設(shè)置深度為1.0m 的齒墻，齒墻上游寬度為1.0m，下游寬度為0.5 m。如圖4.1.6.1右岸：在上下游端設(shè)置深度為1.5m 的齒墻，齒墻上游寬度為1.0m，下游寬度為0.5 m。如圖4.1.6.2如圖4.1.6.1如圖4.1.6.24.2底板應(yīng)力和穩(wěn)定計算4.2.1荷載計算及組合（1）左岸荷載計算及組合壩袋及壩底板自重按其幾何尺寸及材料重度計算確定。在橡膠壩結(jié)構(gòu)使用的建筑材料，主要有混凝土和鋼筋混凝土。混凝土的重度可采用23.5-24.0，鋼筋混凝土的

43、重度采用24.5-25.0，壩袋膠布的重度可采用12.0壩袋重:Wd =12 × (L0+2a) ×d=12×(14.624+0.6×2) ×0.01135=2.155KN/mL0 ：壩袋有效周長a：錨固長度d：壩袋厚度底板重:壩內(nèi)水體壓力壩袋內(nèi)壓數(shù)值上等于壩高水頭產(chǎn)生的靜水壓力。靜水壓力 。應(yīng)根據(jù)橡膠壩不同運用情況時最不利的上下游水位組合條件確定。壩袋充滿水后擋水部分為曲面，靜水壓力可分為水平分力和垂直分力。水平分力：垂直分力：風(fēng)壓力 忽略不計浪壓力的計算：作用在橡膠壩上的浪壓力應(yīng)根據(jù)壩前風(fēng)向、風(fēng)速、風(fēng)區(qū)長度、風(fēng)區(qū)內(nèi)的平均水深以及壩前實際波態(tài)

44、的判別等確定。浪壓力計算公式可按照GB50286-98<<堤防工程設(shè)計規(guī)范>>或SL265-2001推薦的公式。關(guān)于計算風(fēng)速的取值，采用DL5077-1997的有關(guān)公式。a平均波高和平均波周期可按蒲田公式計算 式中：平均波高 計算風(fēng)速，參與荷載基本組合時用重現(xiàn)期為50年的最大風(fēng)速， 風(fēng)速取為20 D 風(fēng)區(qū)長度取河道寬，為534.5m 風(fēng)區(qū)內(nèi)平均水深，為4m 代入上式： -平均波周期 查堤防工程設(shè)計規(guī)范表C.1.3-2得b由建筑物的級別為三級，查水閘設(shè)計規(guī)范SL2652001表E.0.1-1得 波列累積頻率P=5%。 查堤防工程設(shè)計規(guī)范表C.1.3-1 求得 c臨界水深

45、因為 ，并且，即4>0.463 且 4>7.02/2=3.51 浪壓力按如下公式計算： 揚壓力的計算計算壩基礎(chǔ)地面揚壓力（即浮托力與滲透壓力之和）的水位計算條件，應(yīng)和計算靜水壓力的水位組合條件相對應(yīng)。 壩基內(nèi)未設(shè)水泥帷幕灌漿和排水孔，最不利工況擋水時下游無水不設(shè)浮托力。（2）右岸岸荷載計算及組合壩袋重:底板重:壩內(nèi)水體壓力靜水壓力水平分力：垂直分力：風(fēng)壓力 忽略不計浪壓力 4.2.2壩基底應(yīng)力的計算橡膠壩在施工和運用期間，其工作條件是經(jīng)常變化的，這時壩底板的作用力也隨之改變。因此，在進行壩底板穩(wěn)定計算時，首先應(yīng)分析在施工和運用過程中可能出現(xiàn)的工作狀態(tài)，并選出其中起控制作用的情況，作

46、為穩(wěn)定計算的條件。本區(qū)地震烈度為6度，根據(jù)我國水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范SDJ1078設(shè)計烈度在6度以下時除對重要工程采取抗震結(jié)構(gòu)和工程措施外可不做抗震設(shè)計。故不考慮地震影響，按完建和正常運用兩種工況計算。（1） 完建期: 左岸完建期這時壩上下游無水，壩底邊無揚壓力，只有壩及底板自身的重量，壩底板對地基的壓力較大。取為1米作為計算單元 a荷載及彎矩的計算 壩袋重： 水體壓力： 底板重： 彎矩 壩袋重量對底板形心產(chǎn)生的彎矩： 壩袋水體對底板形心產(chǎn)生的彎矩： 底板重對底板形心產(chǎn)生的彎矩為 b壩基應(yīng)力計算 基底面積 壩基底面對垂直水流向形心軸的截面矩 c地基反力的平均系數(shù) 滿足設(shè)計要求右岸完建期經(jīng)計算滿

47、足設(shè)計要求（2） 正常運用期左岸正常運用期橡膠壩建成后，一般上游水位與壩頂齊平，下游無水。最不利條件是上下游水位差最大的情況。取1米長壩段作為計算單元。 a荷載及彎矩的計算 荷載 壩袋及水體重： 底板重： 靜水壓力： 揚壓力： 浪壓力： 作用在壩底板上的垂直力之和： 彎矩 作用在底板上的力對垂直于水流方向底板中心軸產(chǎn)生的力矩： 和W2產(chǎn)生的彎矩由（1）計算得： 垂直水壓力產(chǎn)生的彎矩： 揚壓力產(chǎn)生的彎矩： 浪壓力產(chǎn)生的彎矩： 水平水壓力產(chǎn)生的彎矩： 則：地基上的作用力對基底中心產(chǎn)生的彎矩之和 b基底應(yīng)力的計算 基底面積 壩基底面對于垂直水流向形心軸的截面矩 c地基反力的平均系數(shù) 右岸正常運用期經(jīng)

48、計算滿足設(shè)計要求4.2.3地基底板穩(wěn)定計算基礎(chǔ)底板的抗滑穩(wěn)定計算由于底板下設(shè)有齒墻，所以底板的滑動不是沿底板的下表面和地基土壤表面而是沿上下游齒墻最低點的連線的土體中滑動。抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)計算采用： 式中：壩基底面與巖石地基之間的抗剪斷摩擦系數(shù)，可按橡膠 壩工程技術(shù)指南表4-9的規(guī)定采用。取0.68 C'壩基底面與巖石地基之間的抗剪斷粘結(jié)力，Kpa，可按橡 膠壩工程技術(shù)指南表4-9的規(guī)定采用.取0.45 所有水平力之和 B垂直水流方向的計算寬度，取1.0m L兩齒墻之間的長度。 作用于地板上的垂直荷載 Kc本建筑為三級建筑物，查橡膠壩工程技術(shù)指南，基本組合Kc=3.00（1） 正常運用期抗滑穩(wěn)定計算左岸正常運用期抗滑穩(wěn)定計算 垂直力之和： 水平力之和： 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)