[精品论文]乌溪江水电站枢纽布置及岔管设计说明书.doc

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1、课件之家精心整理资料-欢迎你的欣赏目 录目 录1摘 要5ABSTRACT5第一章 设计基本资料71.1 流域概况和地理位置71.1.1 水文条件71.1.2气象条件81.1.3工程地质91.1.4 当地建筑材料101.2 设计资料101.2.1水能规划101.2.2 挡水建筑物及泄水建筑物111.2.3 引水建筑物111.2.4 水电站建筑物111.2.5 专题111.3 设计任务111.3.1 枢纽布置、挡水及泄水建筑物111.3.2 水电站引水建筑物111.3.3 水电站厂房121.3.4 其他12第二章 水轮机132.1 水头H、H、H选择132.1.1 的确定132.1.2 的确定13

2、2.1.3 的确定132.2 水轮机选型132.2.1 HL200型水轮机方案的主要参数选择142.2.2 HL180型水轮机方案的主要参数选择162.3 调速设备及油压设备选择182.3.1调速功计算182.3.2 接力器选择192.3.3 调速器的选择202.3.4 油压装置202.4 水轮机安装高程202.5 水轮机蜗壳及尾水管202.6 水轮机进水阀和起重设备22第三章 发电机233.1 主要尺寸233.2 水轮发电机重量23第四章 混凝土重力坝244.1 枢纽工程等级244.2 剖面设计244.2.1 基本剖面244.2.2 实用剖面254.3 稳定与应力校核274.4 混凝土坝的材

3、料与构造294.3.1材料294.3.2构造294.5 地基处理304.5.1开挖与清理304.5.2坝基帷幕灌浆304.5.3坝基排水设施30第五章 混凝土溢流坝315.1 溢流坝孔口尺寸的确定315.1.1 溢流坝下泄流量的确定315.1.2溢流孔口尺寸确定和布置315.1.3 堰顶高程的确定325.1.4闸门的选择325.2 溢流坝剖面设计325.2.1 溢流面曲线335.3 溢流坝稳定验算345.4 溢流坝的结构布置345.5 消能与防冲355.5.1鼻坎的型式和尺寸355.5.2 挑射距离和冲刷坑深度的估算35第六章 引水建筑物366.1 引水隧洞整体布置366.1.1洞线布置366

4、.1.2垂直方向366.2 细部构造366.2.1 隧洞洞径366.2.2 闸门断面尺寸366.2.3 拦污栅断面366.3 调压室376.3.1 调压室功用376.3.2 设置调压室的条件376.4 压力管道设计386.4.1 管道内径估算386.4.2岔管处管道直径的确定386.4.3托马断面396.5 调压室设计比较416.5.1 阻抗式调压室416.5.2 差动式调压室43第七章 主厂房尺寸及布置497.1 主厂房长度确定497.1.1机组间距497.1.2 端机组段长度497.1.3 安装间长度497.2 主厂房宽度确定497.3 主厂房主要高程确定507.3.1尾水管底板高程507

5、.3.2基岩开挖高程507.3.3水轮机层地面高程507.3.4主阀廊道地面高程507.3.5发电机层地面高程和安装间地面高程507.3.6尾水平台高程517.3.7吊车轨顶高程517.3.8厂房天花板高程和厂房顶部高程517.4 起重设备517.5 厂区布置52第八章 岔管538.1 材料538.2 水力计算538.2.1水力计算应包括水头损失计算和水锤计算，计算应符合下列规定：538.2.2 水锤计算应根据本电站及电力系统的运行情况确定计算工况。水锤压力初步计算可按下列工况进行：538.3 岔管548.3.1布置548.3.2 荷载和允许应力548.3.3 抗外压稳定分析548.3.4 结

6、构设计558.3.5 构造要求558.3.6 岔管结构分析方法55摘 要乌溪江水电站座落于浙江省乌溪江，湖南镇，属于梯级开发电站，根据地形要求，其开发方式为有压引水式。坝区地质条件较好，主要建筑物（混凝土重力坝），泄水建筑物（混凝土溢流坝），引水建筑物（有压引水遂洞、调压室和压力钢管），河岸式地面厂房。水库设计洪水位237.5m，相应的下泄流量5400m3/s；校核洪水位239.0m，相应的下泄流量9700m3/s；设计蓄水位231.0m，设计低水位191.2m。本设计确定坝址位于山前峦附近，非溢流坝坝顶高程239.5m。坝底高程115.0m。最大坝高124.5m。上游坝坡坡度1：0.1，下游

7、坝坡坡度1：0.8，溢流坝堰顶高程221.81m。引水遂洞进口位于坝址上游凹口处，遂洞全长1138.8m。洞径8m，调压室位于厂房上游228.1m左右处，高程254.4m左右的山峦上，型式为差动式。厂房位于下游荻青位置。设计水头94.6m，装机容量44.25=17万kW，主厂房净宽18.98m，净长68.6m。水轮机安装高程115.8m，发电机层高程126.455m，安装场层高程129.455m。厂房附近布置开关站，主变等。受地形限制，尾水平台兼作公路用，坝址与厂区通过盘山公路连接，形成枢纽体系。另外，本设计还对岔管体型设计及进行了结构计算。AbstractThe Wuxijiang hydr

8、opower station is located in HuNan Town in ZheJiang province ,which belongs to a chain of exploitation .According to the demand of topographic form ,I choose diversion hydropower station . The geology condition is good .The main construction conclude the water retaining structure (the concrete non o

9、ver-fall dam) ,the release works (the concrete overfall dam) ,the diversion structure (pressure seepage tunnel ,the surge-chamber ) ,and the surface power station .The design water level is 237.5m ,its corresponding flow amount is 5400m3/s .The check level is 239.0m ,its corresponding flow is 9700m3

10、/s .The regular water retaining level is 231.0m .The dam site is near the former saddle .The crest elevation of the non-over-fall dam is 239.5m ,and the base elevation is 115.0m ,The max height of the dam is 124.5 m ,The upstream dam slope is 1:0.1 ,the downstream dam slop is 1:0.8 ,the spillway cre

11、st elevation is 221.81m .The inducer of the seepage tunnel is located at the recess place ,The length of tunnel is 1138.8 m ,the diametric of which is 8m .The surge-chamber is located at the mountain , which is about 221.81m from the work shop building and is type is differential motion.The workshop

12、 building is located at downstream ,the design level of the turbine is 94.6 m , the equipped capacitor is 170000kW ,the clean width is 18.98 m , its whole length is 68.6 m . The fix level of the turbine is 115.8 m , and the height of dynamo is 126.455m . Near the workshop building , there are switch

13、 station and the main transformer and so on .This design is concluded branch pipe. 关键词：水利枢纽；挡水建筑物；泄水建筑物；稳定；水轮机；引水隧洞；调压室；厂房；岔管。第一章 设计基本资料 1.1 流域概况和地理位置乌溪江属衢江支流，发源于闽、浙、赣三省交界的仙霞岭，于衢县樟树潭附近流入衢江，全长170公里，流域面积2623平方公里。流域内除黄坛口以下属衢江平原外，其余均属山区、森林覆盖面积小，土层薄，地下渗流小，沿江两岸岩石露头，洪水集流迅速，从河源至黄坛口段，河床比降为1/1000，水能蕴藏量丰富。流域内已

14、建成二级水电站，第一级为湖南镇水电站，坝址位于衢县境内乌溪江区山前峦处，坝址以上流域面积为2151平方公里。第二级为黄坛口水电站，坝址位于衢县黄坛口公社。坝址以上流域面积为2328平方公里。1.1.1 水文条件湖南镇坝址断面处多年平均径流量为83.0m/s。实测最大洪峰流量为5440 m/s，（1954年），千年一遇洪水总量（4日）为11.0亿立方米，洪峰流量为11300m/s。万年一遇洪水（4日）总量为16.2亿立方米，洪峰流量为16600m/s。保坝洪水总量为17.2亿立方米，洪峰流量为22000m/s。表1-1 坝址断面处（山前峦）水位流量关系曲线水位（m）122.71123.15123

15、.5124.04125.4126.6128.5流量（m/s）105010020050010002000水位（m）130.1132.6135.3137.6139.8141.8流量（m/s）300050007500100001250015000表1-2 电站厂房处获青水位流量关系曲线水位（m）115115.17115.39115.57115.72115.87116流量（m/s）1020406080100120水位（m）116.13116.25116.37116.47117.05117.9118.5流量（m/s）1401601802004007001000水位（m）119.45120.3121.97

16、123.2125.65127.8129.8流量（m/s）150020003000400060008000100001.1.2气象条件乌溪江流域属副热带季风气候，多年平均气温10.4，月平均最低气温4.9，最高气温28。多年平均降雨为1710mm ，雨量年内分配极不均匀，4、5、6三个月属梅雨季节，降雨量占全年的50%左右。7、8、9月份会受台风过境影响，时有台风暴雨影响，其降雨量占全年的25%左右。 表1-3 水库水位面积、容积曲线高程（m）水库面积（m）总库容（m）25059.842592.5424554.92305.6924049.962043.5423545.931803.8223041

17、.91584.2422538.11384.2422034.31203.2421531.151039.6221027.99891.7720524.61760.2720021.22646.6919519.11544.8719016.99454.6218514.94374.7918012.89305.221709.37193.621606.66113.771504.9555.721.1.3工程地质库区多高山峡谷，平原极少。地层多为白垩纪流纹斑岩及凝灰岩分布，柱状节理及顺坡向节理裂隙普遍，断裂构造不甚发育，受水库回水影响，可能有局部土滑、崩塌等情况，但范围不会很大，因此库区的岸坡稳定问题是不严重的。唯

18、坝前水库左岸的梧桐口至坝址一段地形陡峭，顺坡裂隙较为发育，经调查有四处山坡因顺坡裂隙切割，不够稳定，每处不稳定岩体为23万立方米，在水库蓄水过程中，裂隙中充填物受潮软化，易崩塌、滑落，由于距坝趾较近，在施工过程中应注意安全。库区未发现有经济价值的矿床，仅湖南镇上游破石至山前峦一带有30余个旧矿，经地质部华东地质局浙西队调查，认为无经济价值。本工程曾就获青、项家、山前峦三个坝址进行地质勘测工作，经分析比较，选用了山前峦坝址。山前峦坝址河谷狭窄，河床仅宽110m左右，两岸地形对称，覆盖层较薄，厚度一般在0.5m 以下，或大片基岩出露，河床部分厚约24m。岩石风化普遍不深，大部分为新鲜流纹斑岩分布，

19、局部全风化岩层厚1m左右，半风化带厚约212m，坝址地质构造条件一般较简单，经坝基开挖仅见数条挤压破碎带，产状以西北和北西为主，大都以高倾角发育，宽仅数厘米至数十厘米，规模及影响范围均不大，坝址的主要工程地质问题为左岸顺坡裂隙发育，差不多普及整个山坡，其走向与地形线一致，影响边坡岩体的稳定性。坝址地下水埋置不深，左岸为1126m，右岸1534m。岩石透水性小，相对抗水层（条件吸水量0.01L/dm）埋深不大，一般在开挖深度范围内，因此坝基和坝肩渗透极微，帷幕灌浆深度可在设计时根据扬压力对大坝的影响考虑选用。坝址的可利用基岩的埋置深度，在岸1012m，右岸69m，河中68m，详见坝址地质剖面图。

20、坝体与坝基岩石的摩擦系数采用0.68。引水建筑物沿线为流纹斑岩分布。岩石新鲜完整，地质条件良好。有十余条挤压破碎带及大裂隙，但宽度不大，破碎程度不严重。厂房所在位置地形陡峻，覆盖极薄，基岩大片出露，岩石完整，风化浅，构造较单一。有两小断层，宽0.50.8m，两岸岩石完好。本区地震烈度小于6度。1.1.4 当地建筑材料 本工程需要砾石约186万立方米，砂67万立方米。经勘测，砂的粒径偏细，砾石超粒径的含量偏多，其他指标均能满足要求，但坝址附近几个料场的贮量不能完全满足设计要求。故不足的砾石用轧石解决，轧石料场选在大坝左岸距坝址0.812公里的范围内。不足的砂料用楼里村附近的几个料场补充，距坝址2

21、.53 公里。坝址至衢县的交通依靠公路，衢县以远靠浙赣铁路。1.2 设计资料1.2.1水能规划a .校核洪水位：239.0m，校核最大洪水下泄流量9700m/s；b .设计洪水位：237.5m，设计洪水最大下泄流量5400m/s；c .设计蓄水位：231.0m；d .设计低水位：191.2m；e .装机容量：17万kW，即44.25=17万kW；f .机组机型：自选1.2.2 挡水建筑物及泄水建筑物a.挡水建筑物： 混凝土重力坝b.泄水建筑物： 混凝土溢流坝c.其它 ：无 1.2.3 引水建筑物 有压引水 1.2.4 水电站建筑物河岸式地面厂房 1.2.5 专题岔管1.3 设计任务1.3.1

22、枢纽布置、挡水及泄水建筑物要求对整个水利枢纽进行布置（包括挡水及泄水建筑物、引水建筑物、厂房、对外交通、进水口及开关站等，绘出枢纽平面布置图）要求根据现有资料设计挡水及泄水坝段的断面型式，进行必要的稳定计算，绘出挡水及泄水坝的剖面图。1.3.2 水电站引水建筑物根据地形、地质条件选顶引水隧洞的路线，并设计隧洞断面的型式，绘出引水隧洞的布置图（含进水口）。根据地形、地质及水力计算，确定调压室的位置、型式和尺寸并绘出调压室剖面图。1.3.3 水电站厂房根据所选机型及水位计算条件，确定厂房的轮廓尺寸，并绘出发电机层、水轮机层和蜗壳层的平面布置图以及厂房的横剖面图。对厂区进行布置并绘出平面布置图（包括

23、开关站、主变场、厂房、尾水渠和对外交通等）1.3.4 其他岔管设计（包括岔管体型设计及结构计算）第二章 水轮机2.1 水头H、H、H选择根据N=8.3QH绘NH曲线图。2.1.1 的确定a. 校核洪水位下最大下泄流量9700，查获青水位流量关系曲线得下游水位129.5m,净水头H=96（239-129.5）=105.12mb. 设计洪水位下最大下泄流量5400,查获青水位流量关系得下游水位124.915m,净水头H=96（237.5-124.915）=108.1mc. 设计蓄水位下四台机组满发查NH曲线图得H=109.97m=max105.12,108.1,109.97=109.97m2.1.

24、2 的确定设计低水位下四台机组满发查NH曲线图得H=71.5m2.1.3 的确定加权平均水位94.6m 引水式水电站=94.6m2.2 水轮机选型根据该水电站的水头工作范围71.5109.97m，查水电站水轮机系列型谱表选择合适的水轮机型有HL200、HL180型两种。现将这两种水轮机作为初选方案，分别求出其有关参数，并进行比较分析。本电站4台机组，装机容量N=170000kW，发电机效率=97，则水轮机单机出力N=43814.43kW2.2.1 HL200型水轮机方案的主要参数选择2.2.1.1转轮直径假定=90%，查型谱表得在限制工况下单位流量=0.95m转轮直径=2.39 m 式中 -

25、水轮机额定出力,kW； - 水轮机限制工况下单位流量，； - 设计水头，m； - 发电机效率，%。 选用与之接近而偏大的标称直径=2.5m。2.2.1.2转速 n查型谱表得最优工况下单位转速式中n - 水轮机转速，r/min； - 原型最优单位转速，r/min； - 加权平均水头，m； - 标称直径，m。选用与之接近而偏大的标准同步转速n=300r/min 。2.2.1.3效率及单位参数修正查型谱表得最优工况下模型最高效率，模型水轮机直径，效率修正值原型最高效率效率修正值（与上述假定相同） 3% 单位转速可不加修正，同时，单位流量也可不加修正。 2.2.1.4工作范围的检验 =0.863 水轮

26、机最大引用流量：=52.46 与特征水头相对应的单位转速： 在HL200型水轮机模型综合特性曲线图上画出工作范围。2.2.1.5 水轮机吸出高度Hs计算 由,0.863,在该型号水轮机模型综合特性曲线中查得模型气蚀系数=0.105.根据设计水头Hr=94.6m查水电站图2-26得气蚀系数修正值=0.018，下游平均水位查获青水位流量关系曲线得=115.74m，故水轮机吸出高度Hs=10-（）H=-1.764m。式中-水轮机安装位置的海拔高程，m； -气蚀系数； -气蚀系数修正值； H水轮机水头，取为设计水头，m。2.2.2 HL180型水轮机方案的主要参数选择2.2.2.1转轮直径假定=90%

27、，查型谱表得在限制工况下单位流量=0.86m转轮直径=2.5m，取标称直径=2.5m2.2.2.2转速 n查型谱表得最优工况下单位转速，取n=250r/min2.2.2.3效率及单位参数修正查型谱表得最优工况下模型最高效率，模型水轮机直径，效率修正值原型最高效率效率修正值 （与上述假定相同） 3% 单位转速可不加修正，同时，单位流量也可不加修正。 2.2.2.4工作范围的检验 =0.863 水轮机最大引用流量： =52.46与特征水头相对应的单位转速： 在HL180型水轮机模型综合特性曲线图上绘出工作范围。2.2.2.5 水轮机吸出高度Hs 由,0.863,在该型号水轮机模型综合特性曲线中查得

28、模型气蚀系数=0.086.根据设计水头Hr=94.6m查水电站图2-26得气蚀系数修正值=0.018，下游平均水位查获青水位流量关系曲线得=115.74m，故水轮机吸出高度Hs=10-（）H=10-（0.086+0.018）94.6=0.033m表21 水轮机方案参数对照表序号项目HL200HL1801模型转轮参数推荐使用的水头范围(m)90125901252最优单位转速（r/min）68.067.03最优单位流量（L/s）8007204限制工况单位流量9508605最高效率90.792.06气蚀系数0.1050.0867原型水轮机参数工作水头范围（m）71.5109.9771.5109.97

29、8转轮直径（m）2.5259转速（r/min）30025010最高效率（%）93.494.311额定出力（kW）43814.4343814.4312最大引用流量（）52.4652.4613吸出高度（m）-1.7640.033根据水轮机方案参数对照表可看出，两种不同机型方案在同样水头下满足额定出力情况下，HL180型具有工作范围好，气蚀系数小，安装高程高等优点，故选择HL180型水轮机。2.3 调速设备及油压设备选择2.3.1调速功计算 式中 最高水头 ，m； Q最大水头下额定出力时的流量，；水轮机直径，m。属于大型调速器，接力器调速柜和油压装应分别进行计算和选择2.3.2 接力器选择 2.3.

30、2.1 接力器直径计算选额定油压为2.5MPa，则每个接力器直径为 式中 标准正曲率导叶参数，由，查得； 最高水头 ，m； -导叶相对高度。由此，在水电站机电设备表4-4中选择与之接近而偏大的的标准接力器。232.2 接力器最大行程 式中 水轮机导叶最大开度，mm。式中 -原型和模型水轮机导叶轴心圆直径； -原型和模型水轮机导叶数目； -模型水轮机导叶最大开度。采用系数1.8，则2.3.2.3 接力器容积计算两个接力器的总容积 2.3.3 调速器的选择大型调速器的型号是以主配压阀的直径来表征的，主配压阀的直径，导叶关闭时间，管内油流速，则选择与之相邻而偏大的DT-80气液压型调速器。2.3.4

31、 油压装置此处油压装置不考虑空放阀和进水阀的用油，则压力油罐的容积由此，在水电站机电设备表4-2种选则与之相邻而偏大的YZ-1.6分离式油压装置。2.4 水轮机安装高程一台水轮机额定流量Q=52.46m/s,查获青水位流量关系曲线得设计尾水位=115.5m。水轮机安装高程Zs=+Hs+b/2=115.783m,取为115.8m。式中 -设计尾水位，m； Hs水轮机安装高程，m； b-导叶高度，m。2.5 水轮机蜗壳及尾水管金属蜗壳，断面为圆形，座环蝶形边切线与水平中心线夹角=55，蜗壳包角=345。通过任一断面i的流量Q=Q/360，断面半径 = 式中 蜗壳断面流速 ，根据水轮机设计水头查水电

32、站图2-8得v=7.5m/s； -断面半径，m；蜗壳包角；相应的最大流速，。由水轮机转轮直径查得：座环外径=410cm，内径=340cm ，则r=D/2=2.05m，r=D/2=1.7m断面中心距a=r+,断面外半径R=r+2表2-2 涡壳计算表格从蜗壳鼻端至断面i的包角（）断面半径（m）断面中心距(m)断面外半径(m)3451.463.514.973001.363.414.772551.263.314.572101.143.194.331651.013.064.071200.862.913.77750.682.733.41300.432.482.91尾水管尺寸的确定：采用弯肘形尾水管：a.进

33、口直锥段 单边扩散角=8b.中间弯肘段h=1.35D=3.375m, D=1.35D=1.352.5=3.375m, h=0.675D=1.6875m, L=1.82D=4.55mc.出口扩散段尾水管水平长度L=4.5D=11.25m，尾水管高度h=2.6D=6.5m，h=1.22D=3.05m，顶板仰角=15，B=2.72D=6.8m。由于下游布置副厂房，尾水管加长至15.55m。2.6 水轮机进水阀和起重设备采用蝴蝶阀，直径D，进口断面直径D=3.5m，D=，选用蝴蝶阀直径D。最重吊运部件重量162t，机组台数4台，选用一台双小车桥式起重机，名义起重量2100t，跨度L第三章 发电机由N=

34、42500kW和250r/min，套用水电站机电设备附表8，选择SF42.5-24/520型发电机。3.1 主要尺寸定子内径=4600mm，定子铁芯长度=1820mm，定子铁芯外径=5200mm，定子机座外径，风罩内径D2 =8800mm，转子外径=4572mm，下机架最大跨度，定子机座高度= 2980mm，上机架高度=1250mm，永磁机高度=600mm，定子支座支承面至下机架支承面或下挡风板之间的距离=540mm，下机架支承面主主轴法兰底面距离=1105mm，转子磁轭轴向高度=2550mm，发电机主轴高度=6968mm，定子铁芯水平中心线至法兰盘底面距=3180mm3.2 水轮发电机重量水

35、轮发电机的总重量 G=318t，发电机转子重量 G=162t第四章 混凝土重力坝4.1 枢纽工程等级水电站装机容量17万kW，水库校核洪水位239.0m，查水库水位容积关系曲线得水库总库容，故工程规模为大（1）型，主要建筑物级别：1级，次要建筑物：3级，临时建筑物：4级。4.2 剖面设计重力坝剖面设计的任务在于选择一个既满足稳定回去强度要求，又使体积最小和施工简单、运行方便的剖面。4.2.1 基本剖面重力坝的基本剖面，一般指在主要载荷作用下满足坝基面稳定和应力控制条件的最小三角剖面。因此，基本剖面分析的任务是在满足强度和稳定的要求下，根据给定的坝高求得一个最小的坝底宽度，也就是确定三角形的上下

36、游坡度。为分析方便计，沿坝轴线方向取单位长度的坝体进行研究，其上下游面的水平投影长度分别为和。假定上游库满水位平三角形顶点水深为，下游无水。坝的载荷只考虑上游水平压力、水重和坝体自重以及扬压力，在此情况下，讨论及应如何取值才能满足安全和经济的要求。按在主要荷载作用下剖面满足坝基面稳定和应力控制条件确定坝底最小宽度。联立求解B/H=，B=。式中B坝底宽度，m；H基本剖面坝高，m；坝体材料容重，；水的容重，；扬压力折减系数,按规范坝基面取0.25；摩擦系数，由资料可得本设计采用0.68；k 基本组合安全系数。其中H=239-115=124m，坝体材料容重r=24kN/m，水容重r=10kN/m，坝

37、基摩擦系数f=0.68，扬压力折减系数=0.25，基本组合安全系数k=1.0.解得，B=84.66m4.2.2 实用剖面4.2.2.1 坝顶高程a.设计洪水位情况山区峡谷受台风影响，取计算风速V=14m/s,有效吹程2000m，采用官厅水库计算公式。故h=0.0284故平均波长L=0.3313由于，h相当于累积频率5%的波高。查水工建筑物表2-12得h=0.71m。波浪中心线高出计算静水位h。安全超高查水工建筑物表4-5得h=0.7m，故坝顶上游防浪墙顶应超出水库静水位高度。坝顶上游防浪墙顶高程=设计洪水位+b.校核洪水位情况h=0.71m，h,安全超高查得h,故坝顶上游防浪墙顶应超出水库静水

38、位高度。坝顶上游防浪墙顶高程=校核洪水位+比较上述两种情况得坝顶防浪强顶高程为240.5m，防浪墙高度取1m，最后确定坝顶高程为239.5m，查坝轴线工程地质剖面图得可利用基岩最低点高程115m， 故最大坝高=239.5-115=124.5m。其中坝顶上游防浪墙顶应超出水库静水位高度式中累积频率为1%波浪高度，m；波浪中心线高出静水位的高度，m；安全超高，m。(基本组合：=0.7m，特殊组合：=0.5m) ， ，h 式中计算风速，m/s； h -波高，m； D -风区长度，m； L-平均波长，m； h-累积频率1%的波高，m； H -坝前水深，m。4.2.2.2坝顶宽度 坝顶宽度b=（8%10

39、%）H，且不宜小于3m，取10m。4.2.2.3剖面形态由上可知，采用上游坝面上部铅直、而下部呈倾斜，这样可利用部分水重来增强坝的稳定性。采用的折坡高程为175.0m，坡度为1:0.1，下游坡m=0.8，坝底宽度B=105.2m。最终确定的剖面如下图所示：图4-1 非溢流坝剖面4.3 稳定与应力校核本设计采用定值安全系数法进行抗滑稳定分析，采用材料力学法进行应力分析。混凝土重力坝及坝上结构设计时，应根据水工建筑物的级别，采用不同的水工建筑物结构安全级别，见下表。 表4-1水工建筑物结构安全级别水工建筑物级别水工建筑物结构安全级别 1 2、3 4、5 按照承载能力极限状态作用基本组合设计时应考虑

40、的基本作用一般包括：a1.坝体及其上永久设备自重；b1.静水压力；c1.相应正常蓄水位或防洪高水位时的扬压力；d1.淤沙压力；e1.相应正常蓄水位或防洪高水位的重现期50年一遇风速引起的浪压力；f1.冰压力（与浪压力不并列）；g1.相应于防洪高水位时的动水压力。偶然作用一般包括：a2.校核洪水位时的上下游静水压力b2.相应于校核洪水位时的扬压力c2.相应于校核洪水位时的浪压力d2.相应于校核洪水位时的动水压力e2.地震作用基本组合1:正常蓄水位情况，作用包括a1，b1，c1，d1，e1基本组合2:防洪高水位情况，作用包括a1，b1，c1，d1，e1，f1偶然组合1:校核洪水位情况，作用包括a1

41、，d1，a2，b2，c2，d2偶然组合2:地震情况，作用包括a1，b1，c1，d1，e1，e2抗滑稳定安全系数：k= 式中作用于滑动面以上的力在铅直方向投影的代数和； 作用于滑动面以上的力在水平方向投影的代数和； U -作用于滑动面上的扬压力； f -滑动面上的抗剪摩擦系数； K -抗滑稳定安全系数。表4-2 抗滑稳定安全系数K荷载组合1级坝2级坝3级坝基本组合1.101.051.05特殊组合11.051.001.00特殊组合21.001.001.00假定任一水平截面上的垂直应力呈直线分布，采用材料力学偏心受压公式计算。 式中作用于计算截面以上全部荷载的铅直分力总和； 作用于计算截面以上全部荷

42、载对截面形心的力矩总和； B - - 计算截面沿上下游方向的宽度。4.4 混凝土坝的材料与构造4.3.1材料采用的混凝土编号为4.3.2构造4.3.2.1坝顶结构采用实体结构，顶面按路面设计，在坝顶上布置排水系统和照明设备，坝顶宽10m，坝顶高程为239.5m。4.3.2.2坝体分缝横缝将坝体沿坝轴线方向分成若干坝段，其缝面常为平面，不设键槽，不进行灌浆，使各坝段独立工作。缝的宽度取1cm，横缝间距为20m，横缝止水用两道金属止水片（紫铜片或不锈钢片）和一道防渗沥青井。纵缝是为了适应混凝土的浇筑能力和减小施工期温度应力而设置的临时缝，本设计采用两条垂直纵缝，间距30m。为了加强坝体的整体性，缝面设置键槽，槽的短边和长边大致与第一及第二主应力相交，使槽面基本承受正压力。且键与槽互相咬合，可提高纵缝的抗剪强度。4.3.2.3坝内廊道为进行帷幕灌浆，集中与排除