坝木水利枢纽工程说明书.doc

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1、前言弹指间，三年的大学生活即将结束。如今毕业在即，为了进一步熟悉所学的理论知识，能把理论知识应用到实践去使理论与实践能更好的结合，加深自己对理论知识的理解和吸收能力，所以我们认真的开始了我们的这次毕业设计。要做好这份设计，就需要我们能全面了解一份设计的基本步骤，工程的基本建设程序，以及编制施工组织设计的基本步骤。另外必须对设计基本资料及相关规范进行全面的、有重点的了解，才能按时、保质保量的完成这次设计任务。非溢流坝是水闸重力坝的一部分，重力坝结构的基本图元对象应体现对象之间的包容关系和组装原则，而且各基本图元对象要尽可能地具有相对的独立性。因为一般重力坝都是分段建筑的（碾压混凝土重力坝除外），

2、因此以坝段来考虑基本对象的划分，重力坝可分为非溢流坝段和溢流坝段。溢流坝一般由混凝土或浆砌石筑成。按坝型有溢流重力坝、溢流拱坝、溢流支墩坝和溢流土石坝。后者仅限于溢流面和坝脚有可靠防护设施、单宽流量比较小的低坝。和厂房结合在一起，作为泄洪建筑物的坝内式厂房溢流坝、厂房顶溢流和挑越厂房顶泄流的厂坝联合泄洪方式，可用在高山狭谷地区，是宣泄大流量时，解决溢洪道和电站厂房布置位置不足的一种途径，也是从溢流坝发展起来的新形式。 溢流坝过流形式有：坝顶溢流(跌流)，坝面溢流，大孔口坝面溢流。前两者属表面溢流，能顺利排放冰凌等漂浮物。堰顶可设或不设闸门。无闸门的溢流坝，蓄水位只能与堰顶齐平，泄洪时要靠壅高库

3、水位形成水头，逐渐增加泄量，适用于较小水库或具有较长溢流前沿的溢流坝。设有闸门的溢流坝，能够调节水库蓄水位和下泄流量。其堰顶高程和溢流前沿长度需根据水库和枢纽建筑物功能、泄水要求经水库调洪计算确定。 在设计过程中，主要考虑的方面有：自然条件分析，施工条件分析，施工组织设计，而重点在于大坝的总体布置设计。要求根据所学理论知识和查阅各种参考资料，严重按照规程规范进行本次毕业设计，做到有理有据，有条不絮，使所做的设计有一定的参考价值，同时让这次毕业设计真正达到其应有的效果。1 .工程概况1.1概述坝木三级水电站位于云南省文山州广南县杨柳井乡阿用河上，电站厂房距县城65km，是一座引水式水电站。阿用河

4、是右江干流西洋江的一级支流。阿用河伏流经用底河，流域面积1136平方公里，河流长度32km，河道平均坡降18125；流域多年平均降雨量1150mm。阿用河段天然落差232m，经过多年实测冒水处平均流量15.37m3s，河流峡长，水流急，落差大，水力资源丰富，两岸树木茂盛，植被良好。阿用滩多水急、落差大、水力资源丰富，总落差232m，由于过去交通不便，流域内水利水电开发程度较低，目前整个流域，内已建成电站工程只有木利水电站，总装机800kw，在建电站有坝木二级电站，装机2400kW。拟建坝木三级水电站位于阿用河中下游，为引水式电站，主要靠引水坝木二级电站的尾水及区间来水发电，初拟电站装机容量21

5、2000+8000=32000kW，年均发电量14135万kW.h。1.2水库特性 坝木三级水电站是一座引水式电站，其主要任务为发电，电站总装机212000+8000=32000kW，该电站的建成可增加广南县电网的供电电源，提高电网供电能力，缓解广南用电的供需矛盾，促进工农业的发展，电站建成以后，每年可为广南县提供14135万kW.h电量。1.3主要建筑物及其尺寸(1)大坝：布置在坝轴线上；(2)溢洪道：堰顶高程为660.00m； (3)水电站：装机容量32000千瓦，2台机组；(4)供水、灌溉放水口：主要灌区位于河流右岸，渠首底高程656.00m，灌溉引用流量0.5 m3/s，渠道边坡11；

6、(5)维持河道的生态用水和环境用水的放水口：洞底高程为657.00m，通过挡水坝下泄下游河段环境基流为1.75 m3/s，与供水、灌溉放水口是同一个放水口。2. 设计基本资料2.1 地址区自然条件简况2.1.1 流域概况阿用河是右江干流西洋江的一级支流。阿用河伏流经用底河，流域面积1020平方公里，河流长度32km，河道平均坡降18125；流域多年平均降雨量1150mm。2.1.2 气象流域属中亚热带高原季风气候区，工程所在地多年平均降雨量1150mm，年平均气温16.7，最高气温36.2，最低气温5.5，蒸发量为1668.5mm。1）降雨量工程所在地多年平均降雨量1150mm。两站降雨量如表

7、2-1。表2-1 各站年降雨量表 单位：mm月 年站 名123456789101112全年西林15.819.128.867.9150.8192.9193.2173.989.779.350.816.41079.广南13.715.525.562.2135.9184.0189.3205.0115.867.030.417.01061.2）气温流域内年平均气温16.7，最高气温36.2，最低气温5.5。各站各月平均气温如表2-2。 表2-2 各站平均气温 单位：月 年站 名123456789101112年平均西林10.412.216.920.423.925.025.424.622.919.915.411

8、.319.1广南8.110.915.119.721.222.422.721.620.416.212.39.616.73）蒸发量阿用河流域内蒸发量为1668.5mm，两站月平均蒸发量如表2-3表2-3 各站月平均蒸发量情况表 单位：mm月 年站 名123456789101112全年西林55.4775.9135.0157.2171.3145.4153.8139.7118.699.763.754.31370广南86.6117.3189.5223.8204.5155.6159.3141.5123.4105.184.980.016684）风速本流域属中亚热带高原季风气候区，受地形影响，地面风的地理分布不

9、具有规律性，流域内最大风m/s。各站平均风速见表2-4。表2-4 各站平均风速表 单位：m/s月 年站 名123456789101112年平均西林0.91.11.41.51.31.01.00.90.90.90.90.81.1广南1.92.42.62.52.01.51.41.21.11.21.31.51.75）湿度流域内多年平均相对湿度79%，以8月份最大，3月份最小，两站月平均相对湿度详见表2-5。表2.25 各站平均相对湿度 单位：%月 年站 名123456789101112年平均西林81777272758082838282838279广南78757069748183868483828079

10、2.2 水文特性a）基本资料广南县阿用河流域主要来水量均为地下河，由于地下河分水岭很难准确划分，本阶段坝址以上集雨面积依据广西壮族自治区地质局水文地质工程队1980年出版的西林幅、广南幅区域水文地质普查报告”及水文地质图中划分的地下分水岭，勾绘坝址以上集雨面积，经量算得坝木三级水电站坝址以上集雨面积为1020km2。b）径流分析根据电站流域附近雨量站实测降雨资料分析，阿用河每年汛期一般从6月份开始，7、8、9月份为最丰水期，12月至次年5月为枯水期。故水文年度的划分为本年的6月至次年的5月。广南县阿用河与同一流域上游的西洋江的地形、地貌、气候、特性及土壤植被情况基本上相似。故用水文比拟法按集雨

11、面积比的一次方移用广南县西洋街水文站实测径流资料至电站坝址，计算得坝址多年平均径流为22.75m3/s。 Cv=0.31，适线选择Cv=2.5Cs，计算成果见表1.2-1。表1.21 水电站年径流计算成果表频 率(%)KP流量 (m3/s)11.8933.0821.7630.851.5727.48101.4124.68151.3223.1201.2421.7251.1820.65500.9616.8750.7813.65850.6912.08900.6411.2950.579.66c）设计洪水阿用河坝木三级水电站的取水源是为地下河，由于无实测资料，本次设计采用西洋街参证站洪峰水文比拟法进行分析

12、计算设计洪水。 通过对西洋街站19592005年共47年实测连续洪峰流量系列进行频率统计，通过适线确定设计洪水统计参数及西洋街站各设计频率洪水值，再按本电站坝址与西洋街站面积比的0.67次方移用，其成果见表1.2-2。表1.2-2 设计洪水比较表项目洪峰均值（m3/s）CvCs/Cv各频率设计流量（m3/s）备注0.5%1%2%3.33%5%10%20%西洋街水文站3650.54.011501022894812730602478阿用引水坝633562492447402331263坝木三级水电站厂房位于阿用河与西洋江汇合口，厂房以上集雨面积为1136km2，其洪水直接受西洋江洪水影响，设计洪水直

13、接采用水文比拟法，用面积比的0.67次方移用西洋街水文站设计洪水，其成果详见表1.2-3。表1.2-3 电站厂房设计洪水成果表P(%)0.5123.33510Q(m3/s)683607531482434358d）施工期洪水坝址洪峰采用坝址47年枯水期，114月份最大流量系列，进行频率计算，得多年平均流量17.1m3/s，Cv=0.44，以皮尔逊III型配线，取Cv=0.45，Cs=3.5 Cv。厂房洪峰按厂房与坝址面积比的0.67次方移用。施工洪水成果见表1.2-4 表1.2-4 施工期(114月)设计洪水枯水期坝址洪峰(m3/s)厂房洪峰 (m3/s)P=20%P=50%P=20%P=50%

14、114292031 21 12415616 6 14737 3 e）泥砂本流域内没有泥沙测验资料，阿用河源头由多条地下河从溶洞溢出成为地表河汇流而成。因为阿用河流域为石灰溶岩地区，泉点、斗漏、落水洞汇成的地下河遍布。暴雨所造成的冲刷，泥沙含量较少。因为石山区土层少，即使冲刷泥沙在内涝区，地下河沉积，溢出后河水含沙量较小，河水清晰，多年来耒见淤积的现象，因此，本工程泥沙不另进行估算。 2.3 地质概况工程所在区域地貌单元属云桂高原东南部边缘，为侵蚀、剥蚀型中山地貌，局部有岩溶地貌发育，以裸露型岩溶峰丛为主。阿用河大致北西南东向，河谷为不对称“U”型谷，自然坡降23%。两岸有不对称、不连续阶地发育

15、，部分河段河中基岩裸露，部分河段则为砂砾石覆盖。根据中国地震动参数区划图（GB183062001），本工程区地震动峰值加速度为0.05g，反应谱特征周期为0.35S，属地震相对安全区。地下水、地表水为中性重碳酸钙型水，对混凝土没有侵蚀性。工程引水坝坝高较小，水库正常水位不超过原河槽，库区中厚层细砂岩夹泥岩，为隔水岩系地层，无邻谷渗漏问题。水库周边坡度属中等偏缓，库岸部分基岩出露，部分为第四系坡、残积粉质粘土夹碎石，地形地质条件对库岸稳定有利。坝基岩性为厚层细砂岩，因此可以认为坝基岩体整体性良好，不会形成大的集中渗漏通道，坝基和坝肩隔水层上限线埋深较浅，进行浅层帷幕灌浆，即可满足防渗需要；坝后消

16、力池以外的河之中基岩岩性及产状同坝基一致，抗冲刷能力强。引水渠道全线覆盖层为第四系坡残积粉质粘土夹碎石，基岩为三迭系中统板纳组下部细砂岩，砂质泥岩，泥层，强风化。2.4 建筑材料及水源大坝为混凝土坝，建筑材料主要为碎石、砂、水泥。由于坝址地区地势比较平坦，就地取材不合适，因此建筑材料需要从外运来。水源：施工用水主要是阿用河中的水；生活用的自来水从离坝址近的村庄引来。2.5 坝基岩石及砂砾石的物理力学性质坝基岩石为三迭系中统板纳组下部细砂岩，砂质泥岩，泥层，强风化。砂砾石缺乏粘性,容易产生水破坏、渗透破坏、冰冻破坏、松散破坏现象。2.6 工程任务和规模2.6.1工程任务坝木三级水电站是一座引水式

17、电站，其主要任务为发电，电站总装机212000+8000=32000kW，该电站的建成可增加广南县电网的供电电源，提高电网供电能力，缓解广南用电的供需矛盾，促进工农业的发展，电站建成以后，每年可为广南县提供14135万kW.h电量。2.6.2建设规模2.6.2.1 正常水位阿用河坝址以上两岸耕地、村庄众多，高程较低，上游无适合建水库的条件，电站按无调节水库设计，拟建低坝引水，引水坝正常水位按不超出原河槽、不淹没上游农田、村庄考虑，拟定正常水位为660m。2.6.2.2最低发电水位引水坝的渠道引水口底板高程为656.00m，按最小发电流量推求得最低发电水位引水位为657.44m，前池最低发电水位

18、为652.00m。2.6.2.3装机容量根据坝址以上控制集雨面积、来水量及设计水头，初拟电站规模28000+12000=28000kW（方案）、212000+8000=32000kW（方案）、312000=36000kW（方案）三种方案比较。综合比较后本阶段推荐方案，即电站总装机容量212000+8000=32000kW。2.6.2.4电站取水对下游用水的影响分析据调查，电站引水发电后将使引水坝至电站厂房之间21.9km河道形成减水区。该河段沿岸分布有坝木屯、阿用街、那外屯，人口共560人，耕地1590亩，现状生活、灌溉用水为0.5m3/s。 据调查，此段居民生活及耕地灌溉均引用阿用河水，电站

19、建成后将上游水引至下游厂房发电，使该河段水量减少，会严重影响居民生活及耕地灌溉用水，必须采取工程措施以满足该减水段各用水户的用水要求。所以坝木水电站在坝的右岸布置有供水、灌溉放水口，引用0.5m3/s个流量，这样就可以满足该减水区沿岸生活、灌溉需水。减水段区间没有特别的生态保护目标，但为了减小对天然河流的影响，维持河道的生态用水和环境用水，水电站发电运行时挡水坝应相应下放环境基流。环境基流采用多年平均径流量的10计算，确定通过坝木挡水坝下泄下游河段环境基流为1.75m3/s。考虑环境基流后，对减水段区间的水环境影响就很小了。2.7 水库特性表序号名称单位数量备注一水文1坝以上集雨面积km210

20、202利用水文系列年473多年平均年径流量亿m3/s5.44代表性流量多年平均流量m3/s22.75设计洪峰流量(P=5%)m3/s263校核洪峰流量(P=1%)m3/s562施工导流流量(P=20%)m3/s29二水库1校核洪水位m663.97设计洪水位m663.2正常蓄水位m660死水位m653.53水库容积总库容万m383正常蓄水位以下库容万m3死库容万m3三下泄流量及相应下游水位1设计洪水时最大泄量m3/s362.87相应下游水位m656.52校核洪水时的最大泄量m3/s500.51相应下游水位m657.2四工程效益指标1发电效益装机容量kW32000保证出力(P=85 %)kW600

21、6多年平均发电量 万kw.h14135年利用小时数h44173. 主要建筑物型式选择与枢纽布置3.1 坝型选择1、 坝轴线选择 阿用河坝址以上两岸耕地、村庄众多，高程较低，上游无适合建水库的条件，因此，坝建在下游地区。通过看坝址平面图和研究该地区的地质情况，确定坝轴线在A、B两点的连线上。A点坐标为（4905.9612 ，4926.2130），B点坐标为（4963.7507，4964.9822）。2、坝型选择坝是水利枢纽工程的主体，坝型的合理性对枢纽工程的设计、施工、投资、运用和技术经济指标将产生决定性的影响。坝型选择和坝址选择是相互联系的，坝型选择也是根据地质条件、建筑材料和施工条件来确定。

22、从建筑材料和施工条件来考虑，本工程可建重力坝、大头坝、支墩坝、拱坝，不宜建土坝；从地质、地形条件考虑，建拱坝不够理想，因为河谷较宽，地形、地质对稳定很不利；从枢纽布置来考虑，建土石坝不甚是和，因为泄洪建筑物布置较困难。综合来考虑，建 坝 的 材 料 可 采 用 混 凝土，坝 型 采 用重力坝、宽 缝 重力坝、空腹 重力坝、梯 形 坝 和大头坝较为适宜，从设计角度来考虑，可着重考虑重力坝和宽缝重力坝两种坝型。从经济方面考虑，重力坝比较适宜。经过对坝型进行详细的分析比较，本枢纽选择混凝土实体重力坝。3、泄水建筑物型式选择泄水建筑物应与坝型结合考虑，重力坝一般多采用坝顶泄洪或坝身孔口泄洪式，经各方面

23、分析比较，本枢纽工程泄水建筑物采用WES曲线型溢流坝坝顶自溢泄水，不设闸门。溢流坝段设在河床中间，前缘正向上游来水主流方向，下游出口方向与原河道的主河槽水流方向一致。消能方式采用底流消能。4、挡水建筑物型式选择挡水建筑物是用以拦截江河，形 成 水 库 和 壅 高水位，如各种坝和闸，以及为 抗 御 洪 水或挡潮，沿江河海岸修建的提防、海塘等。经上述分析得，本枢纽工程挡水建筑物采用混凝土实体重力坝。非溢流坝设在溢流坝的两端与两岸连接。3.2 工程等别与建筑物级别依据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL-2522000），共分为五等。水利水电枢纽工程分等指标工程等别工程规模分等指标水库总库容（亿m3

24、）防洪治涝灌溉供水发电保护城镇及工矿企业的重要性保护农田面积（万亩）治涝面积(万亩）灌溉面积（万亩）供水对象的重要性装机容量（万kw）大（1）型10特别重要500200150特别重要120大（2）型101.0重要5001002006015050重要12030中型1.00.1中等100306015505中等305IV小（1）型0.10.01一般30515350.5一般51V小（2）型0.010.001530.51总库容是指校核洪水位以下的静态库容。灌溉面积与治涝面积是指设计面积。本枢纽工程的装机容量32000kw，灌溉面积1590亩，总库容83万m3，则枢纽的工程等别为IV等。由于本枢纽失事后损

25、失严重，所以主要永久建筑物等级提高一级，则主要永久建筑物的等级为3级。3.3坝顶高程的确定坝顶或坝顶上游防浪墙高于静水位的超高h，可按下式计算：h=hl+hz+hc式中hl 、hz 、hc -波浪高度、波浪中心线至静水位的高度、安全加高，m 。坝顶高出水库静水位的高度h校=hm+hz+h坝顶高出水库静水位的高度h设=hm+hz+hc坝顶高程H校=校核洪水位+h坝顶高程H设=设计洪水位+h坝顶高程取H校、H设中的最大值. 校核洪水位情况下：年平均风速V=1.7m/s；吹程D=130.3m波浪高度hm=0.0166V5/4D1/3=0.16m波长Lm=10.4（hm）0.8=2.4m波浪中心线到静

26、水面的高度hz=2（hm）2/Lm=0.07m安全超高按3级建筑物取值hc=0.3m 坝顶高出水库静水位的高度h校=hm+hz+hc=0.53m设计洪水位情况下：波浪高度hm=0.0166(1.5V)5/4D1/3=0.18m波长Lm=10.4（hm）0.8=2.64m波浪中心线到静水面的高度hz=2（hm）2/Lm=0.077m安全超高按3级建筑物取值hc=0.4m 坝顶高出水库静水位的高度h设=hm+hz+hc=0.657m两种情况下的坝顶高程分别如下：校核洪水位时: 663.97+0.53=664.50m设计洪水位时：663.20+0.80=663.857m选两种情况最大值664.50m

27、 ；坝底高程为653.04m，即坝基开挖深度为3m，则坝高为664.50-653.04=11.46m 。坝顶高程详细计算过程见计算书 ：（P 1） 。3.4 枢纽布置1、枢纽布置原则（1）枢纽布置要保证各建筑物在任何工作条件下都能正常工作。（2）在满足建筑物的强度和稳定安全条件下，使枢纽的总造价和年运行费用较低。（3）充分发挥枢纽的综合效益，尽量使一个建筑物发挥多种功能。（4）枢纽布置应与施工导流、施工方法和施工进度结合考虑，应使施工方便，并尽可能缩短工期。（5）尽可能使枢纽中的部分建筑物早日投产，提前生效。（6）考虑到远景规划，应对远期扩大装机容量留有余地。亦应考虑到分期开发，在枢纽布置时，

28、应满足高坝规划、低坝施工的要求。（7）枢纽的外观与周围环境相协调，在安全经济的条件下尽量注意美观。2、枢纽布置（1）大坝：布置在坝轴线A-B上；A点坐标为（4905.9612 ，4926.2130），B点坐标为（4963.7513，4964.9825）。（2）供水、灌溉放水口布置在坝的右岸。 (3) 溢流坝布置在大坝中部，两边为非溢流坝。 4. 挡水坝段设计4.1 基本剖面设计（1）坝顶宽度的确定本工程按人行道要求，运行和交通要求，取5米。（2）坝坡的确定 利用部分水重增加稳定，根据工程经验，上游坝坡采用1：:02，下游坝坡按坝底宽度约为坝高的0.70.9倍，挡水坝段采用1:0.7。（3）上下

29、游折坡点高程的确定 理论分析和工程实验证明，混凝土重力坝上游坝面可做成折坡，折坡点一般位于1/32/3坝高处，以便利用上游坝面水重增加坝体的稳定。 根据坝高确定为11.5m，则1/3H=11.461/3=3.82m，折坡点高程=653+3.82=656.82m； 2/3H=11.462/3=7.64m，折坡点高程=653+7.67=660.64m；所以折坡点高程适合位于656.82m660.64m之间，则取上游折坡点高程为657.04m。挡水坝段下游折坡点在统一高程662.50m处。（4）坝底宽度的确定由几何关系可得坝底宽度为B=40.2+5+9.460.7=12.422m。（5）排水廊道排水

30、廊道距上游坝面3m ，距坝底2m ，廊道尺寸为1.5m 2.0m（宽高）。（6）排水孔幕距上游坝面1.8m处设有排水孔幕。（7）非溢流坝段纵剖面示意图【见计算书 P 3 】。4.2 坝体稳定分析及应力分析一、稳定分析由上述非溢流剖面设计计算得知校核洪水位情况下的波浪三要数： 波浪中心线到静水面的高度hz=0.07m 波浪高度波浪高度hm=0.16m 波浪长Lm=2.4mLm/2=1.2m坝前水深H，为深水波；波高转化为累计频率h1%时的波高。灌浆处及排水处扬压力折减系数取=0.25,；水重度Yw=10KN/m3；混凝土的重度Yc=24KN/m ，混凝土强度为C20 。（1） 正常蓄水位情况1

31、正常蓄水位情况下的荷载计算过程见计算书 ：（P 3 P 5 ）。2 抗滑稳定分析 由于坝址岩层类别为III类，查规范SL-319-2005得：抗剪断摩擦系数f =0.91.1 ,本工程取f =0.9 ；抗剪断凝聚力C =0.7Mpa=700Kpa。KS=f (W-U)+ C A/ P=40.73.0 ,满足抗滑稳定要求。（2） 校核洪水位情况1 校核洪水位情况下的荷载计算过程见计算书 ：（P 5P 7 ） 。2 抗滑稳定分析由于坝址岩层类别为III类，查规范SL-319-2005得：抗剪断摩擦系数f =0.91.1 ,本工程取f =0.9 ；抗剪断凝聚力C =0.7Mpa=700Kpa。KS=

32、f (W-U)+ C A/ P=14.532.5 ，满足抗滑稳定要求。 （3）设计洪水位情况 由上述非溢流剖面设计计算得知设计洪水位情况下的波浪三要数： 波浪中心线到静水面的高度hz=0.077m 波浪高度波浪高度hm=0.18m 波浪长Lm=2.64mLm/2=1.825 m坝前水深H，为深水波；波高转化为累计频率h1%时的波高。灌浆处及排水处扬压力折减系数取=0.25,；水重度Yw=10KN/m3；混凝土的重度Yc=24KN/m 。1 设计洪水位情况下的荷载计算过程见计算书 ：（P 7 P 9 ）。 抗滑稳定分析由于坝址岩层类别为III类，查规范SL-319-2005得：抗剪断摩擦系数f

33、=0.91.1 ,本工程取f =0.9 ；抗剪断凝聚力C =0.7Mpa=700Kpa。KS=f (W-U)+ C A/ P=17.252.5 ，满足抗滑稳定要求。（4）施工工况1 施工工况下的荷载计算过程见计算书 ：（ P 9 ）。二、边缘应力分析正常蓄水位、校核洪水位、设计洪水位、施工工况四种情况下的应力计算过程见计算书 ：（P11 P23 ） 。三、坝内应力计算正常蓄水位、校核洪水位、设计洪水位、施工工况四种情况下的坝内应力计算过程见计算书 ：（P12 P24 ）。4.3 荷载及荷载组合（1）荷载：自重、静水压力、动水压力、扬压力、浪压力、泥沙压力、冰压力、土压力、地震作用。（2）本工程

34、的荷载组合：荷载组合主要考虑情况荷载类别基本组合1、正常蓄水位情况2、设计洪水位情况3、施工工况特殊组合1、校核洪水情况4.4 强度、稳定指标分析总结1、强度校核（1）运用期：运用期：坝体上游面的垂直应力不出现拉应力，由上述所有工况计算可知，正常蓄水位、校核洪水位、设计洪水位三种荷载组合下坝体上游面的垂直应力不出现拉应力，满足要求。 坝体最大应力不应大于混凝土的容许应力值【s】=20002500 KPa。由上述所有工况应力计算可知：smax=228.88 KPa 【s】，满足要求。（2）施工期：坝体任何截面上的任何主应力不大于混凝土的允许应力【s】=20002500 KPa。，满足要求。2 坝

35、体下游面，允许有不大于0.25MPa的主拉应力。由上述正常蓄水位、校核洪水位、设计洪水位、施工工况四种荷载组合应力计算中最大应力：smax=286.90 KPa小于混凝土抗压的允许应力值，坝体上游面也未出现拉应力值，满足要求。 综上所述，坝体的所有应力满足运用期和施工期的要求。2、稳定分析抗滑稳定安全系数KS基本组合3.0特殊组合（1）2.5（2）2.3(1) 正常蓄水位情况：KS=f (W-U)+ C A/ P=40.73.0 ,满足抗滑稳定要求。（2）校核洪水位情况：KS=f (W-U)+ C A/ P=14.532.5 ，满足抗滑稳定要求。（3）设计洪水位情况：KS=f (W-U)+ C

36、 A/ P=17.252.5 ，满足抗滑稳定要求。5. 溢流坝段设计5.1 溢流坝剖面设计(1)设计孔口宽度b=10m ，孔口数n=3 ，则溢流孔净宽B=nb=30m 。（2）泄水方式的选择为使水库有较大的泄水能力，本工程采用开敞式实用溢流堰。 （3）堰顶高程：由资料可知，堰顶高程为660.00m 。（4）坝坡的确定 利用部分水重增加稳定，根据工程经验，上游坝坡采用1:0.2，下游直线段的坝坡采用1:0.7。（5）上游折坡点高程的确定与非溢流坝的折坡点高程一样，则折坡点高程为657.04m。（6）坝底宽度的确定由CAD可知溢流坝坝底宽度为B=9.97m。（7）桥墩高5.0m ，宽3m，厚d1=

37、1m，前部为为半径为1m的半圆形。边墩厚d2=1m ，前部为圆弧型。（8）溢流坝段总长L：nb+（n-1）d1+2 d2=34m 。（9）排水廊道排水廊道距上游坝面3m ，距坝底2m ，廊道尺寸为1.5m 2.0m（宽高）。（10）排水孔幕距上游坝面1.8m处设有排水孔幕。 (11) 溢流坝曲面设计 【详细计算过程见计算书P26 P28 】。（12）溢流坝段纵剖面示意图 【 见 计算书 P 28 】。5.2 堰面水深计算1、校核洪水位：流速系数j=0.97 流速V=8.56m/s 校核洪水位是的最大泄流量Q=500.51 m3/s堰面水深h=Q/（VB）=1.95 m2、设计洪水位：流速系数j

38、=0.97 流速V=0.97m/s 校核洪水位是的最大泄流量Q=500.51 m3/s堰面水深h=Q/（VB）=1.57 m取两种情况的最大值，则堰面水深h=1.95 m 。 【详细计算过程见计算书P29 】 。5.3 消能设计1、跃前水深hc hc=1.3m2、跃后水深hc”:hc”=5.76mht=4.2m故下游发生远离式水跃，需建消力池。3、池长计算Lk：水跃长度Lj=6.9（ hc”- hc）=33.26 m池长Lk=（0.70.8）Lj，取Lk=0.7Lj=24 m4、池深S ：z=0.34m 池深S=s hc”- ht-z=1.94 m 为方便施工S取2m。【详细计算过程见计算书P

39、31 P32 】 。5.4 导水墙设计导水墙布置在溢流坝两个边墩的下游，厚度为0.5m；由于堰面水深为1.95m，则导水墙的高度取2.0m。5.5 荷载计算及坝体稳定分析 波浪中心线到静水面的高度hz=0.07m 波浪高度波浪高度hm=0.16m 波浪长Lm=2.4mLm/2=1.2m坝前水深H，为深水波；波高转化为累计频率h1%时的波高。灌浆处及排水处扬压力折减系数取=0.25,；水重度Yw=10KN/m3；混凝土的重度Yc=24KN/m ，混凝土强度为C20 。(1) 正常蓄水位情况 正常蓄水位情况下的荷载计算过程见计算书 ：（P33 P34 ） 。 抗滑稳定分析 由于坝址岩层类别为III

40、类，查规范SL-319-2005得：抗剪断摩擦系数f =0.91.1 ,本工程取f =0.9 ；抗剪断凝聚力C =0.7Mpa=700Kpa。KS=f (W-U)+ C A/ P=31.433.0 ,满足抗滑稳定要求。(2) 校核洪水位情况 校核洪水位情况下的荷载计算过程见计算书 ：（P35 P37 ） 。抗滑稳定分析由于坝址岩层类别为III类，查规范SL-319-2005得：抗剪断摩擦系数f =0.91.1 ,本工程取f =0.9 ；抗剪断凝聚力C =0.7Mpa=700Kpa。KS=f (W-U)+ C A/ P=11.392.5 ，满足抗滑稳定要求。（3）设计洪水位情况 由上述非溢流剖面

41、设计计算得知设计洪水位情况下的波浪三要数： 波浪中心线到静水面的高度hz=0.077m 波浪高度波浪高度hm=0.18m 波浪长Lm=2.64mLm/2=1.32 m坝前水深H，为深水波；波高转化为累计频率h1%时的波高。灌浆处及排水处扬压力折减系数取=0.25,；水重度Yw=10KN/m3；混凝土的重度Yc=24KN/m，混凝土强度为C20。设计洪水位情况下的荷载计算过程见计算书 ：（P38 P40 ） 。 抗滑稳定分析由于坝址岩层类别为III类，查规范SL-319-2005得：抗剪断摩擦系数f =0.91.1 ,本工程取f =0.9 ；抗剪断凝聚力C =0.7Mpa=700Kpa。KS=f (W-U)+ C A/ P=13.832.5 ，满足抗滑稳定要