Решение задач на тему: Вариант гидроузла с каменно-земляной плотиной. Паспорт гидроузла. Определение отметки гребня

Введение

Курсовая работа охватывает дисциплины: гидротехнические сооружения, специальные подземные сооружения, механика грунтов, инженерная гидравлика.

Цель и задачи работы:

Тема данной работы - головной высоконапорный гидроузел на горной реке, сооружаемый для подачи воды в деривационную ГЭС (вопросы гидроэнергетики здесь не рассматриваются). Основными сооружениями гидроузла являются: каменно-земляная плотина на скальном основании, отводящий (строительный) туннель и береговой эксплуатационный водосброс (туннельного или открытого типа). Студент должен разработать рациональную компоновку гидроузла на основе заданных параметров водохранилища, гидрологических и геологических данных; с учетом прогноза геотехнических характеристик грунтовых материалов разработать рациональную конструкцию каменно-земляной плотины, выполнить необходимые суффозионно-фильтрационные и статические расчеты плотины, запроектировать основные элементы ее конструкции с учетом геотехнических характеристик грунтов плотины и основания, а также разработать схему пропуска расходов реки во время строительства и эксплуатации гидроузла, выполнить требуемые гидравлические расчеты и запроектировать водосбросные сооружения гидроузла.

Руководитель работы: проф., д. т. н. Ляпичев Ю.П.

Консультанты по разделам:

Каменно-земляная плотина - проф., д. т. н. Ляпичев Ю.П.

Водосбросные сооружения - проф., д. т. н. Ляпичев Ю.П.

II. Исходные данные для проектирования (задание 11)

а) Топографические данные:

1. План места строительства гидроузла и геологический разрез по его створу /Приложение I/.

б) Гидрологические данные:

Максимальные расчетные расходы реки: строительный расход: Q10% = 400 м3/сек, эксплуатационный расход; Q1% = 1200 м3/сек.

2. Кривая связи расходов и уровней воды в створе гидроузла

Расходы воды, м3/сек

Уровни НБ,

м

3. Отметка минимального уровня воды НБ: 91,0 м

4. Отметка максимального уровня воды НБ: 94,0 м

5. Расчетная скорость ветра: 28,0 м/сек

6. Максимальная сейсмичность района строительства: 8 баллов

7. Длина водохранилища по направлению господствующих ветров: 3км

в) Задаваемые параметры гидроузла:

1. Класс гидроузла: II

2. Состав основных сооружений: (плотина, водосбросы)

3. Отметка нормального подпорного уровня (НПУ): 145,5 м

4. Отметка уровня мертвого объема: 135,0 м

5. Кривая объемов водохранилища:

Отметки уровней воды ВБ, м

Объем водохранилища, 106м3

г) Геологические условия в створе гидроузла:

1. Физические расчетные характеристики грунтов и скальных пород основания

пород

Наименование

породы и плотность ее частиц, γ ч, т/м3

Степень трещиноватости,

(модуль, Мт)

Степень

выветрелости

(коэфф. - т, Квс)

Удельное водопоглощение,

q, л/мин на 1п. м.

Коэффициент фильтрации,

Кф, м/сут

известняки (2,72)

суглинки (2,77)

крупный песок (2,6)

2. Механические расчетные характеристики пород основания

пород

Временное сопротивление сжатию Rс, кгс/см2

Прочность на сдвиг

Модуль деформации

Е*103, кгс/см2

Коэффициент

Пуассона,

Коэффициент крепости, fкр

Сцепление

С, кгс/см2

Угол внутреннего

трения, tg 

д) Карьерные грунты:

Расчетные характеристики грунтов:

а) физические характеристики:

№ грунтов

Плотность частиц,

γ ч, т/м3

Пористость, n

Коэфф.-т фильтрации

Кф, см/с

Для связных грунтов (дополнительно)

Каръерная влажность,

W к,%

Оптимальная влажность, W опт,%

Максим. плотность сухого грунта, γсух (макс), т/м3

Число пластич-ности,

W пл,%

Предел раска-тыва-ния,

Wр,%

б) зерновой состав (содержание в % различных фракций крупностью d, мм)

№ грунтов и их наименование

<0,005 мм

0,005-0,05 мм

0,05-0,5 мм

0,5-5 мм

5-100 мм

100-500 мм

>500 мм (Dmax, мм)

1 морена

(200 мм)

2 галечник

3 камень

Состав работы:

В составе работы студенту необходимо:

1. Определить превышение гребня плотины над НПУ с учетом расчетных параметров волны.

2. Разработать противоволновое крепление верхового откоса крупным камнем

3. Выполнить прогноз геотехнических характеристик каръерных грунтов в плотине.

4. Разработать предварительный профиль каменно-земляной плотины с глинистым ядром с учетом природных условий строительства и геотехнических характеристик грунтов плотины.

Выполнить суффозионно-фильтрационные расчеты глинистого ядра плотины, запроектировать обратные фильтры и переходные зоны плотины.

Выполнить расчеты порового давления воды и осадок в глинистом ядре плотины к концу строительства плотины.

Выполнить на компьютере (программа UST) расчеты статической и сейсмической устойчивости откосов плотины во время эксплуатации.

8. На основе выполненных расчетов уточнить профиль плотины с разбивкой его на зоны грунтов, разработать конструкцию гребня плотины, основных элементов сопряжения глинистого ядра плотины со скальным основанием и береговыми примыканиями.

9. Разработать рациональную конструкцию берегового эксплуатационного водосброса (туннельного или открытого) и отводящего (строительного) туннеля с учетом возможности их совмещения.

10. Выполнить гидравлические расчеты эксплуатационного и строительного водосбросов, определив размеры сечений входного, транзитного и концевого участков, режим сопряжения бьефов с учетом устройств нижнего бьефа по гашению энергии потока;

11. Разместить водосбросы и грунтовую плотину на генплане с учетом топографических, гидрологических и геологических условий, добившись рациональной компоновки гидроузла.

Отчетные материалы:

1. Чертежи в ACAD (3 листа формата А3 или А2)

Лист 1. Генплан гидроузла и геологический разрез по створу с показом всех сооружений.

Лист 2. Грунтовая плотина. Результаты расчетов плотины. Поперечники и детали плотины. Лист 3. Эксплуатационный и строительный водосбросы. Продольный и поперечные разрезы.

Примечание: компоновка чертежей, масштабы и степень детализации сооружений устанавливаются студентом при консультации с преподавателем и утверждаются руководителем.

2. Пояснительная записка в Word (формат А4, 25-30 стр).

Введение. Оценка природных условий и исходных данных.

Глава I. Описание компоновки гидроузла с учетом схемы пропуска строительных и эксплуатационных расходов реки.

Глава 2. Каменно-земляная плотина:

1. Расчеты параметров волны и превышения гребня плотины над НПУ.

2. Расчет противоволнового крепления верхового откоса крупным камнем

3. Прогноз геотехнических характеристик грунтовых материалов в плотине.

4. Предварительный профиль каменно-земляной плотины с глинистым ядром.

5. Расчеты фильтрации и выходных градиентов фильтрации в глинистом ядре.

6. Расчеты (подбор) обратных фильтров и переходных зон плотины.

7. Расчеты порового давления воды (закрытая и открытая схемы) и осадок в глинистом ядре к концу строительства плотины.

8. Расчеты на компьютере (программа UST) статической и сейсмической устойчивости откосов плотины во время эксплуатации.

Глава 3. Водосбросные сооружения:

1. Гидравлические расчеты отводящего туннеля.

2. Гидравлические расчеты эксплуатационного водосброса.

3. Расчет режима сопряжения бьефов с учетом устройств НБ по гашению потока.

Список использованной литературы.

Примечание:

Графические материалы, формулы и таблицы, используемые в расчетах или получаемые в результате расчетов, проводятся в пояснительной записке со ссылкой на источники.

В начале записки прилагается задание (план местности, геологический разрез и др.).

Оглавление

- Глава

- Вариант гидроузла с каменно-земляной плотиной 2.1 Паспорт гидроузла. Определение отметки гребня грунтовой плотины

- Прогноз геотехнических характеристик грунтов в материалах плотины в ядре суглинок

- Расчет устойчивости откосов

- Пропуск строительных расходов

- Водосбросное сооружение

- Выбор водосброса

- Гидравлический расчет открытого берегового водосброса-быстротока Глава 3. Плотина из укатанного бетона УБ-2 вариант Б

- Основные характеристики укатанный бетон УБ

- Физико-механические характеристики укатанного и обычного бетонов

- Основные факторы, влияющие на прочность на сдвиг в швах УБ

- Современное состояние строительства плотин из укатанного бетона в мире

- Современные тенденции в проектировании плотин из укатанного бетона

- Определение отметки гребня плотины из укатанного бетона

- Гидравлический расчет водосбросного сооружения

- Расчеты устойчивости и напряжений в плотине по СНиПу Расчет плотины из укатанного бетона на прочность и устойчивость на сокращенный состав нагрузок СНиП 2.06.06-85 Литература

Список литературы

- Обязательная (нормативная).

- СНиП 33-01-2003. Гидротехнические сооружения. Основные положения. - М.: Госстрой РФ.

- СНиП 2.06.04-82. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения. - М.: Госстрой СССР.

- СНиП 2.06.06-85. Плотины бетонные и железобетонные. - М.: Госстрой СССР.

- СНиП 2.06.05-84. Плотины из грунтовых материалов. - М.: Госстрой СССР.

- СНиП 2.02.02-85. Основания гидротехнических сооружений. - М.: Госстрой СССР.

- СП 33-101. Расчетные гидрологические характеристики. - М.: Госстрой РФ.

- Обязательная (учебная).

- Рассказов Л.Н. и др. Гидротехнические сооружения. (Учебник, части 1 и 2). - М., Энергоиздат. 1996. - 780 с.

- Каганов Г.М., Румянцев И.С. Гидротехнические сооружения. (Учебное пособие, книги 1,2). - М., Энергоиздат.

- Чугаев Р.Р. Гидротехнические сооружения. (Учебное пособие, части 1 и 2). - М., Энергоиздат. 1985. - 620 с.

- Ляпичев Ю.П. Расчеты консолидации грунтовых плотин и оснований. (Учебное пособие) - М.: Изд. УДН, 1989. -120 с.