Характеристика природных условий района строительства. Гидравлические и статистические расчеты, проектирование водосливной плотины. Конструирование подземного контура и фильтрационные расчеты. Гидравлический расчет пропуска строительных расходов.
Строительство гидроузла предположительно будет вестись на осадочных горных породах. Слой основания представлен песком средней крупности со следующими физико-механическими характеристиками: - удельный вес частиц грунта gч = 26,6 КН/м3; Строительство ведется в заданном створе I-I, в виду ряда достоинств: а) в выбранном створе русло реки сужается, что упрощает строительные работы . б) при строительстве гидроузла в данном створе существенно не изменяется геология самой реки. Уровни воды в реке зависят от величины расходов.Состав комплексного гидроузла: 1. Бетонная водосливная плотина. Существует 3 варианта компоновки гидроузла: - русловая - все бетонные сооружения располагаются в русле реки.Рисберма - расположенный за водобоем участок крепления русла, где происходит дальнейшее уменьшение осредненных скоростей и пульсации скоростей. Выбор удельного расхода в курсовом проекте происходит после определения удельных расходов рисбермы по 3 методам. Расчетный расход в курсовом проекте выбираем равным , с учета вычета расхода ГЭС. Задаемся допустимой скоростью в зависимости от вида грунта, в данном случае это песок среднезернистый: Отметка дна , отметка поверхности воды при определяется по кривой данной в задание . Для того, чтобы выбрать удельный расход из определенных ранее тремя методами, необходимо проанализировать полученные результаты, по которым можно будет выбрать наиболее экономические выходной.Ширина пролетов водосливной плотины может быть принята согласно стандартным значениям: 6,7,8,10,12,14,16,18,20,24 м. Водосливная плотина представляет собой комплекс водосливных пролетов - секций. Размеры секции водосливной плотины, фундаментная плита которой покоится на песчаных грунтах не должна превышать 40 м.Необходимо определить отметку порога водослива, запроектировать профиль водослива и решить вопрос о размещении затворов. В курсовом проекте используем водослив практического профиля, т.к. это позволяет уменьшить стоимость гидромеханического оборудования, размещенном на водосливе. Отметка порога водослива назначается такой, чтобы при создаваемом напоре на пороге был возможен пропуск расчетного паводка при . Для этого используем универсальную формулу расхода водослива: , Где m - коэффициент расхода водослива; Для определения снижения коэффициента расхода за счет устройства горизонтальной вставки используем формулу: , где d = 0,3?Н dгор, где - общая ширина вставки на водосливном пороге, включая горизонтальную вставку;Все пролеты открыты на 0,25Н Все пролеты открыты на 0,5Н Определяем расходы воды через один пролет при различных открытиях Где а-величина открытия затвора, - коэффициент вертикального сжатия струи, определяемая по формуле Айтшуля Определяем расход через один водосливной пролет при разных значениях открытия затвора, для этих же случаев определяем коэффициент вертикального сжатия струи, сжатую и раздельную глубину. а(м) ?b Q1 hсж1 hсж2 hсж3 hсж4 Vсж hраздОтметка NФПУ достигается при пропуске катастрофического расхода Qпов. Расход на водосливе при пропуске катастрофического расхода: , Где Qпов.Водобойная плита предназначена для крепления русла в зоне гидравлического прыжка. Так как, водобойная плита под действующими на нее силами может всплыть, опрокинуться в сторону нижнего бьефа или сдвинуться, то необходимо провести соответствующие расчеты. Расстояние до гасителей: Рассчитываем длину прыжка: По формуле Чертоусова: по формуле Войнича-Сяноженского: Принимаем длину прыжка Водобойная плита, находясь в зоне гидравлического прыжка, испытаем большие гидромеханические нагрузки. Определяем вес водобойной плиты во взвешенном состоянии: Эпюра осредненного дефицита давления представляет собой треугольник: Сила фильтрационного противодавления: Определение пульсационной составляющей гидродинамического давления: критическая глубина потока на водобойной плитеРисберму выполняют в виде крепления, постепенно облегчающегося по течению. Толщину плиты в начале рисбермы назначают равной двум третям от толщины водобоя. Находим длину крепления русла за водосливом: Вычисляем длину рисбермы: Проектируем плиты рисбермы: Первая плитаПодземный контур проектируется в целях уменьшения фильтрационного противодавления на плотину, уменьшения фильтрационных потерь из водохранилища, обеспечения фильтрационной прочности грунтов основания.Плотина стоит на песке средней крупности, что позволяет устраивать вертикальные элементы, для увеличения пути фильтрации.После конструирования подземного контура мы проверяем его на возможность нарушения фильтрационной прочности грунта основания.Согласно схеме имеем длину горизонтальной проекции условно непроницаемой части подземного контура на участке до дренажа под подошвой плотины l0 = 36,9 м, длину вертикальной проекции S0 = 20 м.Фильтрационный расход определяем по формуле: , Где Н - полный напор;Статический расчет производим для секции водосливной плотины. Расчет ведем при наихудшем сочетании действующих нагрузок: в верхнем бьефе уровень воды находится на отметке NНПУ, а в нижнем бьефе на минимальном
План
Содержание
1. Анализ условий района строительства
1.1 Природные условия
1.2 Состав и компоновка гидроузла
2. Гидравлические расчеты и проектирование водосливной плотины
2.1 Выбор удельного расхода
2.2 Проектирование водосливного фронта
2.3 Определение отметки порога водослива
2.4 Гидравлический расчет сопряжения бьефов при маневрировании затворами
2.5 Определение пропуска поверочного расхода
2.6 Расчет и конструирование водобойной плиты
2.7 Конструирование рисбермы и ковша
3. Конструирование подземного контура и фильтрационные расчеты
3.1 Конструирование подземного контура
3.2 Расчет фильтрационной прочности основания
3.3 Определение эпюры фильтрационного противодавления
5.3 Гидравлический расчет пропуска первого строительного паводка
Заключение
Библиографический список
1. Анализ условий района строительства
1.1 Природные условия
Вывод
В состав данного гидроузла входят: бетонная водосливная плотина, здание ГЭС, земляная плотина, шлюз.
В данном курсовом проекте выбрана пойменная компоновка гидроузла. Водосливная плотина и здание ГЭС, расположены на правом берегу. Полная длина всего гидроузла в створе составляет 4124.1 м. Отметка гребня грунтовой плотины составляет 132 (м).
Водослив располагается на песчаном основании. Водосливной фронт состоит из 7-ми пролетов по 16 м. Полная ширина водослива с учетом быков составляет 136м. Высота - 19.11. Удельный расход составляет 41м/с2. Напор на гребне водослива равен 8,88. Отметка гребня находится на отметке 120,12.
Профиль водослива - практический (конструирование проводилось по методу Офицерова-Кригера). На нем расположено 9 затворов - 7 основных и ремонтных. Расчет маневрирования затворами показал, что во всех случаях удалось затопить гидравлический прыжок. Следовательно, устройство колодца не требуется. Общая длина крепления русла в нижнем бьефе - 130,8 м. В конце крепления русла располагается ковш, необходимый для защиты грунта от размыва.
Для защиты плотины от фильтрации в качестве противофильтрационного устройства мы выбрали глинистый понур и двухшпунтовый подземный профиль. Фильтрационный расход составил 5,71 м3/с.
Здание ГЭС располагается на левом берегу, его длина составляет 200 м.
Для пропуска судов в гидроузле запроектирован шлюз, к которому сделаны подходные каналы. Эти каналы позволяют судам без помех передвигаться во время строительства гидроузла.
Список литературы
1. Методические указания к выполнению проекта водосбросной бетонной плотины в составе гидроузла на нескальном основании./ Сост.: С.М. Слисский, Е.В. Кузнецова. - М.:МИСИ, 1983.
2. Гидротехнические сооружения / Под ред. Л.Н. Рассказова, ч.1 и 2, М.: Стройиздат, 1996.
3. СНИП 2.06.01-86. Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования. М.: 1989.
4. СНИП 2.06.06-85. Плотины бетонные и железобетонные. М.: 1986.
5. СНИП 2.06.04-82. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения. - М.: 1986.
6. СНИП 2.02.02-85. Основания гидротехнических сооружений. М.: 1988.
