橡胶坝工程总体布置复习过程.docx

1、橡胶坝工程总体布置复习过程第四章 拦蓄水（橡胶坝）工程设计4.1 基本资料根据河道总体规划，在浦河河道上修建两座橡胶坝，分别为仲官村橡胶坝和达莲堡橡胶坝。现将两橡胶坝的设计情况分述如下：1、 仲官村橡胶坝位于桩号处，该处的工程地质条件为：两岸地面耕土层厚0.32m厚；粉土1.41.5m厚；砾砂层厚0.60.8m厚，该层的允许承载力30t/m2 。根据河道设计资料知，仲官村橡胶坝的底高程为66.00m,已达到第四层圆砾层，其承载力为36 t/m2，具有较好基础特性。 地下水位较高，达66.4m。土壤采用湿容重18.6KN/m3，土壤的内摩擦角为=17，比重G=2.72，含水率w=25.5%,压缩

2、系数a=0.47Mpa-1，压缩模量Es=3.67Mpa，内聚力c=25Mpa.上游渠道设计流量为239.8m3/s。2、 达莲堡橡胶坝位于桩号处，其工程地质条件为：两岸地面耕土层厚0.30.5m厚；中砂0.53.5m厚；粉质粘土0.02.7m；圆砾层厚2.83.2m厚，该层的允许承载力16t/m2 ; 强风化花岗岩，该层的允许承载力50t/m2 。根据河道设计资料知，达莲堡橡胶坝的底高程为61.05m,在第四层圆砾层。为了使工程长期发挥作用，将第四层土加固处理。 地下水位较高，达m。土壤采用湿容重18.6KN/m3，土壤的内摩擦角为=17, 比重G=2.72，含水率w=25.5%,压缩系数a

3、=0.47Mpa-1，压缩模量Es=3.67Mpa，内聚力c=25Mpa。上游渠道设计流量为252.3m3/s。4.2工程总体布置(一)仲官村橡胶坝1、坝体段坝底板高程为66.00 m ，坝顶高程为69.50 m，橡胶坝高为2.5m，单跨。坝总长为40m，坝底板宽为8m，为钢筋混凝土结构，考虑到采用的锚固型式，底板厚取为0.8m，下设 10 cm的C10混凝土垫层和20cm的粗沙垫层，底板下面前后各设一道齿墙以增强坝体抗滑稳定性，齿墙深2m。墙底板中间设沥青木板沉陷缝2cm。两侧为钢筋混凝土挡土墙，墙高3.5m。锚固槽为30*28cm,长为40m，两个锚固槽中心距为3.9m.。2、上游防渗铺盖

4、段为减少水流对上游的冲刷，采用钢筋混凝土的防渗铺盖，长15m，厚0.4m，上下层配12钢筋，间距25cm。下设 10 cm的C10混凝土垫层和20cm的粗沙垫层。两侧为钢筋混凝土挡土墙，墙高3.5m。下设齿墙，前齿深3m、后齿深1.5m，均为钢筋混凝土结构。在顺水方向7.5m处设横缝，并设齿墙。3、下游陡坡与消能段鉴于总体规划的要求，从坝底板高程起向下有3m的落差。从稳定的角度考虑，采用陡坡形式连接。陡坡坡比1：4，长17.2m，在中间处设分缝并设齿墙，陡坡开始处也设有齿墙，厚为0.6m。消能段长18m，起始处和中间处设分缝并设齿墙，厚为0.6m，消能段末端设高为1.4m、宽为0.5m的尾坎，

5、尾坎下设齿墙。 消力池水平段设直径为6cm的排水孔，孔距1.5m，呈梅花状排列，端头用钢丝绑扎两层无纺布。混凝土标号为200#，面层和底层均配12钢筋，间距25cm。下铺设C10混凝土10cm和砂砾10cm。两侧为钢筋混凝土挡土墙，墙高4.9m。 全长为35.7m，其中陡坡段17.2m，余为18.5m的水平段，厚为0.6m。均为钢筋混凝土结构。4、下游海漫段为防止过坝水流的剩余能量冲刷河床，在消力池下设海漫工程。海漫总长为30m，分两段布设。前段是长为10m的埋石混凝土海漫，厚为0.45m，下铺20cm粗沙，并设3排排水孔，排水孔的规格和排列方式同消力池段；后段是长为20m的干砌石海漫，厚为0

6、.40m,向下铺设25cm的粗砂。两侧为钢筋混凝土挡土墙，墙高3.5m。则平面尺寸为坝长40m，顺河道方向总长为88.7m，其中上游铺盖段15m，坝体段8m，陡坡段与消能段35.7m，海漫段30m。上游铺盖、坝底板、消力池、海漫及挡土墙的沉降缝、止水缝位置见设计图纸，止水缝处设止水。上游挡土墙设止水，下游挡土墙设排水孔。表4-1 仲官村橡胶坝主要工程特性项目名称数据坝体坝顶高程68.50m底板高程66.00m底板厚度0.8m底板宽8m坝高2.5m坝长40m上游钢筋混凝土铺盖高程66.00m厚度0.40m长度15m下游钢筋混凝土陡坡与消能段高程61.60m池深1.4m池长18m陡坡长17.2m埋

7、石混凝土海漫高程63.00m厚度0.45m长度10m浆砌石海漫高程63.00m厚度0.40长度20m（二）达莲堡橡胶坝1、坝体段坝底板高程为61.05 m ，坝顶高程为63.55 m，橡胶坝高为2.5m，单跨。坝总长为40m，坝底板宽为8m，为钢筋混凝土结构，考虑到采用的锚固型式，底板厚取为0.8m，下设 10 cm的C10混凝土垫层和20cm的粗沙垫层，底板下面前后各设一道齿墙以增强坝体抗滑稳定性，齿墙深2m。墙底板中间设沥青木板沉陷缝2cm。两侧为钢筋混凝土挡土墙，墙高5m。锚固槽为30*28cm,长为40m，两个锚固槽中心距为3.9m.。2、上游防渗铺盖段为减少水流对上游的冲刷，采用钢筋

8、混凝土的防渗铺盖，长15m，厚0.4m，上下层配12钢筋，间距25cm。下设 10 cm的C10混凝土垫层和20cm的粗沙垫层。两侧为钢筋混凝土挡土墙，墙高3.5m。下设齿墙，前齿深3m、后齿深1.5m，均为钢筋混凝土结构。在顺水方向7.5m处设横缝，并设齿墙。3、下游消能段坝下游设钢筋混凝土结构的消力池，全长为14.8m。首段为长4.8m的1：4的陡坡，余为10m的水平段，厚为0.5m。消力池末端设高为0.5m、宽为0.5m的尾坎，尾坎下设齿墙。消力池水平段设直径为6cm的排水孔5排，孔距1.5m，呈梅花状排列，端头用钢丝绑扎两层无纺布。混凝土标号为200#，面层和底层均配12钢筋，间距25

9、cm。下铺设C10混凝土10cm和砂砾10cm。两侧为钢筋混凝土挡土墙，墙高4.9m。4、下游海漫段为防止过坝水流的剩余能量冲刷河床，在消力池下设海漫工程。海漫总长为20m，分两段布设。前段是长为5m的埋石混凝土海漫，厚为0.45m，下铺20cm粗沙，并设3排排水孔，排水孔的规格和排列方式同消力池段；后段是长为15m的浆砌石海漫，厚为0.40m,向下铺设25cm的粗砂。两侧为钢筋混凝土挡土墙，墙高6m。则平面尺寸为坝长40m，顺河道方向总长为57.8m，其中上游铺盖段15m，坝体段8m，消力池段14.8m，海漫段20m。上游铺盖、坝底板、消力池、海漫的沉降缝、止水缝位置见设计图纸，止水缝处设止

10、水。上游挡土墙设止水，下游挡土墙设排水孔。表4-2 达莲堡橡胶坝主要工程特性项目名称数据坝体坝顶高程63.55m底板高程61.05m底板厚度0.8m底板宽8m坝高2.5m坝长40m上游钢筋混凝土铺盖高程61.05m厚度0.40m长度15m下游钢筋混凝土消力池高程59.85m池深0.7m池长14.8m埋石混凝土海漫高程60.55m厚度0.45m长度5m干砌石海漫高程60.55m厚度0.40长度15m4.3 橡胶坝体设计因两橡胶坝坝体部分的尺寸和规模相同，故两橡胶坝的坝袋和锚固设计叙述如下。综合考虑有关资料，橡胶坝的坝袋采用堵头式，锚固型式采用楔块锚固，为了便于施工，采用外锚。4.3.1坝袋设计1

11、、按坝前水深达到设计高度2.5m，坝后无水的情况作为计算的控制条件。坝袋设计的主要设计指标和设计参数：坝高H1=2.5m； 内压比H0/H1=1.5；坝袋内压水头H0=1.5H1=3.75m。2、根据橡胶坝技术规范，利用查表法得袋壁环向拉力T=3.125吨/米2 ； 坝袋上游段弧长S1=3.927m；坝袋下游段弧长S0=4.2142m； 上游坝袋贴底长n=2.5m；下游坝袋贴底长x0=1.0915m；坝袋单宽容积V0=9.002(m3，则坝袋充胀容积为V=9.002*40=360m3；上游袋壁段的曲率半径R0=2.5m，在上游段其为一常数。下游袋壁的曲率半径Ri=T/P=T/(H0-H),各段

12、Ri的计算结果见下表1；下游坝面曲线段坐标见表2；3、坝袋有效周长L0采用双锚的坝袋，分为坝袋有效周长LO和底垫片有效周长I0 两部分。采用查表法计算出：LO=3.927+4.2142=8.1412m ；I0=2.5+1.0915=3.5915m坝袋和底垫片加工时，需加上锚固所需长度L，楔块锚固所需长度为1.6m。则坝袋实际周长： 坝袋L=9.74m；底垫片I=5.19m4、坝袋强度安全系数K：根据工程的重要性和制造厂家的实际条件，选用坝袋胶布型号J180140-2,其径向强度为360KN/m,纬向强度为280KN/m，则安全系数为K=360/31.25=11.52,按要求计算K值应大于4以上

13、，完全满足强度要求。5、坝袋结构设计按橡胶坝技术指南坝袋胶布技术设计，选用二布三胶。内层胶厚为1mm，夹层胶厚为0.5mm，表层胶厚为2mm，骨架材料为锦纶帆布二层，单层厚为1.3mm，设计坝袋总厚度为6.1mm。堵头胶布选用一布二胶，坝袋径向强度为180KN/m，纬向强度为140KN/m。堵头与坝袋的交角处，需加固处理。在坝袋与底垫片之间，应夹一层海绵止水胶，确保坝袋在安装后，达到密封不漏水。表4-3 下游袋壁曲率半径Ri计算结果序号Hi(m)Pi=(H0-H)（吨/米）T(吨/米)Ri=T/Pi(米)12.251.383.1252.2622.001.633.1251.9231.751.88

14、3.1251.6641.502.133.1251.4751.252.383.1251.3161.002.633.1251.1970.752.883.1251.0980.503.133.1251.0090.253.383.1250,92100.003.633.1250.86注：Hi是等分点高度；H是每等分段中点高度，也是以Ri为半径的圆弧段的起点。表4-4 下游坝面曲线段坐标X(米)1.0911.53171.69071.7951.86951.92021.95271.96921.97121.9595Y(米)00.1250.250.3750.50.6250.750.8751.001.1251.9341.89471.8411.77171.6851.5781.44651.28251.0710.77401.251.3751.51.6251.751.8752.002.1252.252.3752.56、坝袋总面积F=9.7440+9.0022+0.940+0.740+0.93.6=474.84 m2； 底垫片总面积f=(3.59+1.8)（40+1.8）=225.4m2 ，海绵止水胶厚10mm，要求宽为200mm，总长为4