重力坝设计思路
3、重力坝的材料分区的意义
Ⅰ区——为上、下游最高水位以上坝体表层混凝土。在寒冷地区多采用厚2m～3m的抗冻混凝土，一般用C15、P4、F100~F200。
Ⅱ区——为上、下游水位变化区的坝体表层混凝土，多采用厚3m～5m的抗渗、抗冻并具有抗侵蚀性的混凝土,一般用C15、P8、F150~F300。
Ⅲ区——分别为上、下游最低水位以下坝体表层混凝土，其抗渗性要求较高，多采用厚2～3m的抗渗混凝土,一般用C20、P10、F100。
Ⅳ区——为坝体靠近基础的底部混凝土，主要满足强度要求,一般用C20、P10、F200、DW。V区——为坝体内部混凝土，多采用低标号低热混凝土,一般用C10~15、P4~2、Dw。
Ⅵ区——抗冲刷部位的混凝土，如溢流面、泄水孔、导墙和闸墩等。抗压强度不低于20MPa～25MPa（90d龄期），严寒地区应满足抗冻要求,一般用C25以上、F200～F300。
二、重力坝的坝顶构造
§3-4溢流重力坝的剖面设计
泄水重力坝既时挡水建筑物，又是泄水建筑物
一、溢流重力坝的泄水方式：
1. 坝顶溢流
2. 坝深泄水孔泄水
溢流重力坝的作用：承担泄水、放水、排砂、放空水库和施工导流等任务
二、设计要求：
1. 满足稳定和强度要求外；
2. 还需要按实际要求确定：
位置选择、泄水方式的组合、泄量分配、
3. 堰顶和泄水孔口高程与位置
三、溢流重力坝
（一）溢流重力坝的工作特点
1、足够尺寸，良好体形、较大m；
2、水流平顺、不产生振动或、负压，不免空蚀、空穴；
3、不产生严重的冲刷；
4、主流在河床部位，不产生折冲水流
5、有控制灵活的下泄设备
（二）孔口设计
1、设计步骤：
2、选定泄水方式，拟定泄水布置方案和若干剖面；
3、初定孔口尺寸，按规定进行洪水标准的调洪演算，确定防洪库容、设计和校核水位以及相应的下泄流量；
4、估算淹没损失以及枢纽造价，进行综合比较，确定最优方案。
（三）溢流坝的体形设计
1曲线的组成：
2曲线的设计要求：
顶部曲线
堰顶溢流曲线下游段：WES曲线：n=1.85；
克奥曲线：给定坐标值和施工非常方便。上游段：三圆弧曲线：
给定方程的曲线：
大孔口泄流
设有胸墙下游段：φ一般取0.96，
定型设计水头Hd=(0.75～0.95HMAX
上游段同前。
反弧段：
中间直线段
3剖面设计
（四）设计具体步骤：
1. 洪水标准
2. 孔口型式：
开敞溢流式：
大孔口溢流式：
3. 孔口尺寸：
溢流孔口尺寸与堰型、堰顶高程和单宽流量q等有关，由水力计算确定；初拟时，溢流堰净宽，设溢流孔每孔净宽为b，孔数为n个，令闸墩厚度为d,则溢流坝前缘总宽度。
4. 计算公式：
堰流：
孔流：
5. 泄洪要求
四、闸门和启闭机
闸门类型：
类型位置及作用启闭特点闸门类型
工作闸门堰顶；调节下泄流量启闭力大、动水中启闭；平面闸门弧形闸门
事故闸门紧急运用时动水中启闭；平面闸门
检修闸门短期挡水，检修设备启闭力小、静水中启闭；平面闸门、浮箱闸门、叠梁闸门
平面闸门弧形闸门的比较：
平面闸门：结构简单、闸墩受力条件好，各孔口可以共用一个活动式启闭机；缺点：启闭力大，闸墩厚
弧形闸门：启闭力小，闸墩薄；无门槽，水流平顺；
缺点：闸墩长，受力条件差，。
活动式：多用于平面闸门，兼用于起吊工作闸门和检修闸门
固定式：固定于工作桥上，多用于弧形闸门
五、闸墩和工作桥
闸墩形状
闸墩厚度
闸墩长度和高度
闸墩的边墙
闸墩分缝
横缝的位置
设在闸墩中间：地基不均匀沉降时不影响闸门的启闭；
设在溢流孔跨中：易受地基不均匀沉降影响，水流从缝上过，造成局部水流不顺
六、消能防冲设计
1、消能工的设计原则和型式：
2、底流消能：
特点及措施：底流消能工作可靠，但工程量较大，多用于低水头、大流量、地质条件较差的溢流重力坝。
护坦构造与设计：
护坦的稳定计算确定护坦的厚度：
抗滑措施：
稳定措施（锚固后的计算）后的校核：
护坦的分缝以及材料：
3、挑流消能
鼻坎挑流消能设计主要包括：选择合适的鼻坎型式、鼻坎高程和挑射角度、反弧半径、鼻坎构造和尺寸；计算挑射距离和最大冲坑深度；校核挑射水流形成的冲坑是否影响坝体的安全。
设计的主要内容：
挑距计算：
冲刷坑深度计算：
挑流鼻坎体形的设计：
扩上坎
连续坎
差动坎
斜挑坎
扭曲坎
高低坎
窄缝坎
分流墩
4、面流消能与消力戽消能：
其优点是：下游河床可以不设护坦，工程量小；水流表面可以过木、排冰，不会损伤坝面。缺点是：对下游水深有较高要求；波状水跃衰减慢，对电站运行及下游航运不利，且易冲刷两岸。
5、下游折冲水流以及防治措施：
由于下游水流不能迅速在平面上扩散，使在主流两侧容易形成回流，主流受到压缩，使护坦后的单宽流量增加，流速在长距离内不能降低，引起河床的冲刷；当两侧的回流强度不同、水位不同时，还可能将主流压向一侧，形成折冲水流。
§3-6重力坝的深式泄水孔
一、坝身泄水孔的作用及工作条件
作用：
预泄水库，增大水库调蓄能力
放空水库以检修
排放泥沙，减少水库淤积
随时向下游放水，满足航运或灌溉要求
施工导流
工作条件：
二、坝身泄水孔的形式及布置
有压泄水孔
无压泄水孔
双层泄水孔
分类：
1 按作用：
泄洪孔
发电孔
冲沙孔
放水孔
灌溉孔
导流孔
尽量考虑一孔多用
2 按流态
有压泄水孔
无压泄水孔
3 按高程
表孔、中孔和底孔
三、有压泄水孔
见深孔中东风图
1进口曲线
进口曲线应该满足的要求：减少
进水口体形设计局部水头损失，提高泄水能力，控制负压，防止空蚀。
进口曲线：符合流线规律，常采用1/4的椭圆曲线：α取0.30
喇叭进水口
三向圆柱进水口
三向椭圆进水口
推荐垂直轴线椭圆方程：表2-16
小型工程直接才用圆柱和斜圆柱
2闸门和闸门槽
设计目的：防止设计不当引起空蚀
矩形门槽v<10m/s
矩形收缩门槽v>10m/s
闸门：采用平面闸门和弧形闸门
各自的优缺点：
闸门槽、运用、启闭力、空蚀可能性、结构复杂性
3孔身
有压泄水孔多采用矩形断面，泄流能力较小的有压泄水孔则常采用圆形断面。孔身铺设钢筋或者钢板。
无压泄水孔常采用矩形，孔顶预留足够的空间，高度可以是静水位以上加30%～50%的水深。
门槽后为自由射流设计的水舌曲线。明流段可以向侧向扩散。
4渐变段
L=(1.5～2.0)D，边壁收缩率控制在1：10～1：5之间。
5竖向连接
有压孔用圆弧连接：R大于5倍孔径
无压孔用抛物线连接：
6平压管和通气孔
平压管设于检修闸门和工作闸门之间；直径由充水时间决定。
平压管作用：静水中启闭检修门
7泄水孔的应力分析(略)
四、无压泄水孔的设计
见大朝山剖面图
布置及组成：平面上布置成直线；过水断面为矩形或城门洞形。
由压力短管和明流段组成。
1 压力短管
组成：进口曲线段、检修门槽段、压坡段1：4--1：6
2 明流段
必须保证稳定无压流，禁止明满流交替，孔顶应预留足够的安全超高。
槽底抛物线方程：
3 通气孔面积计算同前
§3-7重力坝的材料和构造
一、混凝土重力坝的材料
1、混凝土的强度指标
设计强度与混凝土的龄期：坝体混凝土抗压设计强度的龄期一般用90d，最多不超过180d。同时还规定28d龄期的抗压强度不得低于7.5Mpa。设计抗拉强度的龄期采用28d，一般不采用后期强度。
2、混凝土的耐久性要求
抗渗性W2、W4、W6、W8、W10、W12等六级
抗冻性F400、F300、F200、F150、F100、F50 等六级
抗磨性以混凝土的最低强度等级作要求
如在什么条件下混凝土强度等级不得低于多少等
抗侵蚀性
以混凝土的最低强度等级作要求
如在什么条件下混凝土强度等级不得低于多少等
3、重力坝的材料分区的意义
Ⅰ区——为上、下游最高水位以上坝体表层混凝土。在寒冷地区多采用厚2m～3m的抗冻混
凝土，一般用C15、P4、F100~F200。
Ⅱ区——为上、下游水位变化区的坝体表层混凝土，多采用厚3m～5m的抗渗、抗冻并具有抗侵蚀性的混凝土,一般用C15、P8、F150~F300。
Ⅲ区——分别为上、下游最低水位以下坝体表层混凝土，其抗渗性要求较高，多采用厚2～3m 的抗渗混凝土,一般用C20、P10、F100。
Ⅳ区——为坝体靠近基础的底部混凝土，主要满足强度要求,一般用C20、P10、F200、DW。V区——为坝体内部混凝土，多采用低标号低热混凝土,一般用C10~15、P4~2、Dw。
Ⅵ区——抗冲刷部位的混凝土，如溢流面、泄水孔、导墙和闸墩等。抗压强度不低于20MPa～25MPa（90d龄期），严寒地区应满足抗冻要求,一般用C25以上、F200～F300。
二、重力坝的坝顶构造
1.非溢流坝段，坝顶上游常设置防浪墙，以降低坝体的高度
2.溢流坝段，溢流坝段上部结构应根据运用要求布置。一般应有闸墩、工作桥、闸门、启闭设施、胸墙及交通桥等
(1)闸墩：闸墩在平面形状上应尽可能使水流平顺，长度要满足坝顶的布置要求；最大高程应和坝顶平齐；门槽颈部厚不小于1.0m～1.5m。
(2)导流墙：导流墙的高程应高出掺气后的水面线0.5m～1.5m。在下游河床中可允许墙顶有一定的漫溢
三、重力坝的防渗措施
采用一层具有防渗、抗冻和抗侵蚀的混凝土，作为坝体的防渗设施。防渗层厚度一般为1/20～1/10水头，但不小于2m。
排水管幕上游坝面的距离一般为作用水头的1/15～1/25，且不小于2.0m
四、重力坝的分缝横缝、纵缝、水平施工缝
分缝的目的：防止由于温度变化和地基不均匀沉降导致坝体裂
1、横缝
横缝与坝轴线垂直，将坝体分成若干个坝段，横缝间距一般为15m～20m。
永久性横缝可兼作沉降缝和温度缝，缝面常为平面，可不留缝宽。当不均匀沉降较大时，需留缝宽1cm～2cm，缝间用沥青油毛毡隔开，缝内须设置专门的止水
临时性横缝其缝面设置键槽，埋设灌浆系统
2、纵缝
纵缝是平行于坝轴线方向的缝，其作用是为了适应混凝土的浇筑能力、散热和减小施工期的温度应力
3、水平施工缝
水平施工缝是新老混凝土的水平结合面。每层浇筑块的厚度约为 1.5m～4.0m，基岩表面约
0.75m～1.0m，以利散热
五、坝体的廊道系统
满足帷幕灌浆、排水、观测和检修坝体的需要，须在坝内设置各种廊道或竖井，构成廊道系统
1. 基础灌浆廊道
2.坝体检修和排水廊道
3.坝内廊道附近的应力状况
3-8 重力坝的地基处理
一、地基处理的目的
提高基岩的强度和整体性，防渗
二、对坝基的要求：
1) 足够的抗压和抗剪强度；
2) 良好的整体性和均匀性
3) 足够的抗渗性和耐久性
三、坝基的开挖和清理
1) 坝基面开挖高程的确定
70m以上：新鲜、微风化或弱风化基岩下部
70～30m ：微风化弱分化上部基岩
同一工程中两岸较高的部位，其利用基岩面的标准可以河床部位适当放宽。
2) 坝基面清理：
基岩开挖后，在浇筑混凝土前，需进行彻底的清理和冲洗，包括清除松动的岩块、打掉凸出的尖角
3) 坝基面开挖形状：
坝段的基础面上下游高差不宜过大，并尽可能开挖成略向上游倾斜，若基岩面高差过大或向下游倾斜，宜开挖成大台阶状
四、坝基加固
（一）坝基固结灌浆
定义：对坝基进行低压浅层灌水泥浆加固地基
目的：提高基岩整体性和强度，降低地基的透水性
位置：
孔的布置、直径：孔深一般为5m～8m；局部地区及坝基应力较大的高坝可适当加深；帷幕区宜配合帷幕深度确定，一般采用8m～15m。
灌浆压力：一般无混凝土盖重时为0.2MPa～0.4MPa；有盖重时为0.4MPa～0.7MPa。（八）断层和破碎带、软弱夹层和溶洞的处理
1、断层和破碎带处理
开挖回填混凝土：
混凝土塞：宽度断层宽度的1.5或2倍；约为1/4、1/10坝底宽。
混凝土斜塞或平塞
2、软弱夹层处理
挖除后回填混凝土
坝踵混凝土齿墙
夹层设混凝土塞
坝趾设混凝土深齿墙
坝趾下游侧设混凝土抗滑桩
坝趾下游岩体设预应力锚索。
3、溶洞处理
开挖、回填、灌浆等
五、坝基防渗、排水
坝基防渗处理目的是：减少坝基及绕坝渗漏；防止较大渗流对坝基产生渗透破坏；减小作用在坝基底面上的扬压力，提高坝体的抗滑稳定性。
1、坝基帷幕灌浆
帷幕灌浆目的：降低坝底渗透压力，防止坝基内产生机械或者化学管涌，减少坝基渗流量。
帷幕位置：靠近上游面距坝轴线附近
帷幕深度、孔径、灌浆压力
进入相对隔水层3～5米；
相对隔水层的吸水量要求：
坝高大于70米：ω＜0.01L/M3
坝高30～70米：ω=0.01～0.03L/M3
坝高30米以下：ω=0.03～0.05L/M3
注浆压力：帷幕表层段的注浆压力不宜小于1～1.5倍坝前静水头，孔底段:：注浆压力不宜小于2～3倍坝前静水头。
孔距一般1.5～4m。排距略小于孔距。
帷幕的厚度：帷幕内的渗透坡降不超过允许值；
帷幕能得到的厚度与孔的排数关系：l=(n-1)c1+c2
2、坝基排水
排水孔幕：距帷幕大于2米，可以略向下游倾斜10度～15度；
孔径150～200mm，孔距2～3m，孔深为帷幕深度的0.4～0.6倍，而且高中坝排水孔深应大于10m。
排水孔幕在混凝土坝中的部分预埋钢管，待帷幕灌浆后才能钻孔。
较高的坝还可以采用走排措施。
六、两岸处理
当河岸较陡，又有顺坡剪切裂隙时，要校核岸坡沿裂隙的稳定性，必要时应开挖削坡，若开挖量大，也可采用预应力锚系钢筋固定岸坡。
若岸坡平缓稳定，岸坡坝段可直接建在开挖的岸坡基岩上；若岸坡较陡，但基岩稳定，为使岸坡坝段稳定，可考虑把岸坡开挖成梯级，利用基岩和混凝土的抗剪强度增加坝段的抗滑稳定，但应避免把岸坡挖成大梯级，以防在梯级突变处引起应力集中，产生裂缝
§3-9碾压混凝土重力坝
广西红水河龙滩碾压混凝土重力坝，装机540万kw，总投资240亿。
1碾压混凝土与常态混凝土相比的优点：
工艺简单工期缩短
胶凝料用量少120~160kg/m3，水泥约为：60~90kg/m3
减少了温升、温控简单；
不设纵缝，节省了模板和接缝灌浆费用
采用大型施工机械，提高运输和填筑功效
降低工程总造价
2 碾压混凝土重力坝的设计
1）材料：
胶凝材料用量少。
粉煤灰占的比重一般为30%~50%；
砂率30%；水胶比0.45~0.7
外加剂占胶凝材料的0.25%
2）施工控制：
以稠度作为控制指标（震动密实时间VC值表示）。要求：15~20秒
3）混凝土的分区
金宝银式：
内部碾压混凝土，外部2~3米的常态混凝土作为防渗层。铺筑层厚0.5~0.7米。
施工可用滑模或者外部钢筋混凝土为模板。材料c15~c20
4）坝体防渗
常态混凝土或者富胶凝材料的混凝土，约布置于上游3米处；
喷涂合成橡胶薄膜防渗层；
沥青砂浆防渗层
5）坝体排水
排水管或者砂柱
6）坝体分缝
通仓浇筑、不设纵缝，或不设横缝；铺筑层0.5米，0.75米.
震动切缝机，设钢板后震动；
7）坝内廊道
一般设一层廊道；高坝设两层廊道
8）温控
水化热低，但坝上升较快，水化热增温过程持续长。
减少温升措施：
减少水泥用量，选用低热水泥；
冷却原材料；
冰屑和代替部分绊水
合理安排施工时间
§3-10其他形式重力坝
一、浆砌石重力坝
浆砌石重力坝历史悠久常用石料和胶结材料砌成。
(一)砌石重力坝的特点
与混凝土重力坝比较，浆砌石重力坝有如下优点：
(1)就地取材，工程造价低。
(2)不需要温度控制，不设纵缝，可增加坝段长度
(3)省模板，省脚手架，减少木材、钢材用量。
(4)施工方便，技术简单，施工干扰较少，按排灵活。
也存在如下缺点：
1)人工砌体质量不易保证；
2)需要人工多，劳动强度大；
3)砌体防渗性能差，需另设防渗层
4)工期长，常用于中小工程。
(二)浆砌石重力坝的材料
(1)石料
(2)胶结材料：常用的胶结材料有水泥砂浆、细石混凝土和混合砂浆
(三)浆砌石坝体防渗
机械化要求低，多用人工砌筑，浆砌石通常采用的防渗方法有以下三种：
(1)混凝土板(墙)防渗。在浆砌石重力坝迎水面浇筑一道混凝土防渗面板(如图2-61所示)或距上游坝面o．5～2m内浇筑混凝土防渗墙。防渗板(墙)底部厚度取1／30～1／60最大水头，顶厚不小于o．3m，板内设温度钢筋，砌体内设预埋锚筋，嵌入基岩1～2m，并与地基防渗帷幕连成整体，板沿坝轴线10～20m分缝，缝内设止水。防渗墙是用砌浆石或混凝土预制块代替模板浇筑在一起而成的防渗体，施工时省去了模板，其它要求与混凝土防渗板相同。
(2)钢丝网水泥喷浆护面防渗。在上游坝面挂一层或二层钢丝网，喷上水泥沙浆作防渗层，厚度一般为5～6cm，应根据水头大小选定。
(3)砌石勾缝防渗。上游坝面用质地良好的条石或块石砌好防渗层，用高强度等级水泥沙浆勾缝。防渗层厚度约为坝体最大水头的1／1s一1／20，砌缝深约2～3cm，砌缝厚约2—3cm，勾缝突出砌体o．5～lcm。该防渗体经济，施工简单，防渗效果差，只用于低水头浆砌石坝。(四)溢流坝面衬护
溢流坝面应根据工程规模、泄流量的大小、流速的高低选择不同的衬护方式和厚度。
①当堰顶流速较大时，溢流坝面至挑流鼻坎全部用钢筋混凝土衬护，厚约o．5～1．5m，通过锚筋与砌体锚固在一起，沿坝轴线方向每隔10一20m做一条伸缩缝；
②流速不大时，在堰顶和鼻坎部位用混凝土衬护，直线段用条石衬护；
③流速较小时，允许全部用质地良好，抗冲力强的条石衬护。
(五)浆砌石分缝
浆砌石坝不设纵缝，横缝的间距比混凝土重力坝大，一般为20～30m，最大不超过50m，并应与防渗设备的伸缩缝一致。特殊情况，在沿坝轴线方向，基岩特性或地形变化较大处应设横缝，以适应可能发生的不均匀沉降。
(六)浆砌石重力坝的其他要求
为使砌体与基岩结合良好，在砌石前先浇注0.3～1.0m厚的混凝土垫层，以便砌石。
坝体廊道分混凝土廊道和条石拱圈廊道。工程较大而且较重要，用混凝土廊道；工程较小．用砌石廊道。浆砌石重力坝内廊道数量应尽量减少。
浆砌石坝的坝体排水、地基处理，抗滑稳定及应力计算等可参见《混凝土重力坝设计规范》及《浆砌石坝设计规范》.
二、宽缝重力坝
1、定义：将实体重力坝横缝的中下部扩宽成具有空腔的重力坝。
2、特点：
扬压力的小；
节省混凝土10~20%；
侧向散热面加快；
模板用量增加；
分期导流不便；
3、坝体尺寸
坝宽L
缝宽比：2S/L=0.2~0.25
上下游坝面坡率：n\m
头部及尾部宽度：
且不小于3米；下游3至5米，且大于2米。
应力计算：工字形截面
新安江：105米，坝段20米，缝宽8米。
三、空腹重力坝
1、工作特点：
坝体尺寸
开孔率：空腹面积和坝体剖面宽度之比：10%至20%
空腹高约为坝高的1/3，净跨约为坝底全宽的1/3；
顶拱采用椭圆形或者复合圆弧形曲线，长轴接近满库时水压力和坝体自重的合力方向，可以减免空腹周边的拉应力。
上游铅直，下游边的坡率大致为0.6~0.8。
四、支墩坝
由支墩和面板组成；支墩依靠自重维持稳定；
按结构分类：
1大头坝不另设面板；悬臂大头辽宁的恒仁单支墩大头坝
2连拱坝面板是一系列依在支墩上的连拱广东梅山
3平板坝面板是平板
支墩坝与实体重力坝比较：
大头坝与宽缝重力坝接近，但可以进一步节省工程量，缩短工期，降低工程造价，实用较多；连拱坝：钢筋用量多，模板复杂对地基条件和施工工艺要求高；
面板坝：易产生裂缝，只能用于较低的坝，当河谷宽阔、地基条件差、而缺少适宜的土料和混凝土骨料时，选用。
大头坝
湖南的札溪大头坝，高104，
头部形式：平头、圆弧、折线
支墩形式：
开敞式单支墩、封闭式单支墩、开敞式双支墩、封闭式双支墩
坝段基本尺寸
重力坝设计说明书
重力坝设计说明书 《水工建筑物》课程设计 姓名： 专业： 学号： 基本资料一、基本情况 本重力坝水库坝高53.9m，坝底高程31.0m，坝顶高程84.9m ， 坝基为微、弱风化的花岗岩层，致密坚硬，强度高， 抗冲能力强。 3水库死水位51.0m，死库容亿m，正常水位80.0m，设计状况时上游水位82.5m、下游水位45.5m，校核状况上游戏水位84.72m、下游水位46.45m。二、气候特征 1、根据当地气象局50年统计资料，多年平均最大风速14m/s，重现
期50年最大风速23m/s，设计洪水位时2.6km，校核洪水位时3.0km； 2、最大冻土层深度为125m； 3、河流结冰期平均为150天左右，最大冰层1.05m。三、工程地质条件 1、坝址地形地质（1）、左岸：覆盖层2-3m，全风化带厚3-5，强风化加弱风化带厚3m，微风化层厚4m； （2）、河床：岩面较平整，冲积沙砾层厚约0-1.5m，弱风化层厚1m 左右，微风化层厚3-6m；坝址处河床岩面高程约在38m左右，整理个河床皆为微、弱风化的花岗岩层，致密坚硬，强度高，抗冲能力强；（3）、右岸：覆盖层3-5m，全风化带厚5-7，强风化加弱风化带厚1-3m，弱风化带厚1-3m，微风化层厚1-4m。 2、天然建筑材料：粘土料、砂石料和石料在坝址上下游2-3km均可开采，储量足。粘土料各项指标均满足土坝防渗体土料质量技术要求。砂石料满足砼重力坝要求。 大坝设计 一、工程等级 3 3本水库死库容亿m，最大库容未知，估算约为5亿m左右。根据现行《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180-2003），按水库总库容确定本工程等别为Ⅱ等，工程规模为大（2）型水库。枢纽主要建筑物挡水、泄水、引水系统进水口建筑物为2级建筑物，施工导流建筑物为3级建筑物。二、坝型确定
水工建筑物重力坝课程设计报告书
水工建筑物课程设计 ——重力坝 ：武亮 学号： 2011101812 班级： 11水利水电工程（本）04 指导老师：洁
目录 一、原始资料(数据) (2) 二、坝体剖面拟定 (3) 三、稳定分析 (5) 四、应力分析 (13) 五、溢流坝面设计 (15) 六、细部构造设计 (17) 七、地基处理设计 (19) 附录1：参考资料 (21) 附录2：坝体剖面图 (21)
一、原始资料(数据) 某枢纽以发电为主，兼顾防洪灌溉。水库建成后，还可以提高下游二个水电站的出力和发电量。该工程坝型为混凝土重力坝。 1、水库特征： 1.1、水库水位： ①正常蓄水位—349米 ②设计洪水位—349.9米 ③校核洪水位—350.4米 1.2、下泄流量及相应下游水位：①千年一遇洪水的下泄流量13770s m 3，相应下游水位271.90米；②五千年一遇洪水的下泄流量15110m 3，相应下游水位27 2.63米 1.3、库容：总库容为17.9亿立方米 考虑开挖后，坝基面高程269m 2、综合利用效益： 2.1、装机容量20万千瓦，年发电量7.4亿度。 2.2、防洪：可将千年一遇洪峰流量以18200s m 3削减至13770s m 3；可将五千年一遇洪峰流量从21200s m 3削减至15110m 3；可灌溉农田30万亩；此外还可改善航运条件，库区可从事养殖。 3、自然条件： 3.1、地形：坝址位于峡谷出口段，左岸地势较低，山坡较缓；右岸地势较高，山坡较陡。 3.2、地质：坝址出露岩层为志留系圣母山绿色含砾片岩。岩性坚硬完整，新鲜岩石饱和极限抗压强度在60-80Mpa 以上，坝上游坡角为绢云母绿泥石英片岩, 饱和极限抗压强度为30-40 Mpa 。 坝基坑剪断摩擦系数f 经野外试验及分析研究确定为1.0-1.1；坝基坑抗剪断凝聚力为0.6-0.8 Mpa 。 3.3、水文地质：坝址水文地质较简单。相对不透水层埋藏深度一般在35米以，
重力坝设计计说明书
重力坝设计书 姓名：谢龙基 专业：水利水电建筑工程学号：1223111043
一基本资料 1.1工程概况 1、工程地理位置、工程任务和规模 燕云电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州松潘境内的岷江河右岸一级支流热务沟梯级开发的第一级，该电站工程的主要任务是发电。 燕云电站为单一径流引水式电站，电站取水枢纽控制流域面积660.8km2。电站有效库容120万m3，电站设计引用流量16.99m3/s，设计工作水头127.51m，装机18.0MW（2×9.0MW）。根据《防洪标准》（GB50201－94）及《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准（DL/T 5180—2003）》规定本工程为IV等小（1）型工程，主要水工建筑物为4级，次要水工建筑物和临时性水工建筑物为5级。坝体设计洪水标准为30年一遇，校核洪水标准为300年一遇。 2、对外交通规划及施工场地条件 燕云水电站位于松潘县燕云乡境内，首部枢纽、引水线路及厂址有松潘县至黑水县省级公路相通，并与国道213线相连，电站建设区距松潘县县城约109km，距成都约356km，对外交通较为方便。 鉴于各支洞无公路与主要交通公路相通，故需修建临时公路或施工便道，将各主要施工建筑物与对外交通相连。 工程区首部枢纽河段左岸有大片河滩地，施工布置较为方便；引
水隧洞各施工支洞及跨沟暗涵处施工均位于山坡或或沟内，施工场地较为狭窄，施工布置比较困难；厂区部位施工场地较为开阔，施工布置较为方便。 3、施工期间综合利用要求及通航 本工程以发电为主要目标，无航运、漂木等综合利用要求。施工期间无断流情况出现，对下游供水及厂、闸址间河道的生态环保用水均无影响。 4、供应条件 1）主要建筑材料供应 本电站施工对外交通运输以公路运输为主。工程区附近天然建材储量丰富，质量也满足本工程需要。 主要建筑材料钢材从成都采购，综合运距为356km，木材、油料、炸药由松潘县供应，综合运距为109km，水泥由拉法基水泥厂供应，综合运距为270km。 2）施工机械修配 工程施工机械设备与汽车修理可依托松潘县地方机械修理厂承担，工地只设机修站和汽车保养站。 3）施工供电和施工供水 本工程施工由当地地方电网供电。 热务沟及工程区内水质良好，施工生产、生活用水可抽取热务沟水或就近截取支沟水。 4）施工队伍及施工设备和物质采购
重力坝设计内容
第三部分枢纽布置 （1）坝型的选择 坝型根据：坝址基岩岩性为燕山早期第三次侵入黑云母花岗岩，河岸边及冲沟底部见有弱风化基岩出露。河床冲积层厚度一般为2.0-2.5m，左岸覆盖层厚度为3-8m，右岸覆盖层厚度为0.5-5.0m，覆盖层主要为坡残积含碎石粘土层。且河床堆积块石、孤石和卵石，但是缺乏土料。浆砌石重力坝虽然可以节约水泥用量，但不能实现机械化施工，施工质量难以控制，故本工程采用混凝土重力坝。 （2）坝轴线的选取 坝址河段长350m，河流方向为N20E，其上、下游河流方向分别为S70E 和S80E。坝址河谷呈“V”型，两岸 h山体较雄厚，地形基本对称，较 1 完整，两岸地形坡度为30°-40°。河床宽20-30m，河底高程约 556-557m。坝轴线取在峡谷出口处，此处坝轴线较短，主体工 程量小，建库后可以有较大库容。 （3）地形地质 坝址基岩岩性为燕山早期第三次侵入黑云母花岗岩，河岸边及冲沟底部见有弱风化基岩出露。河床冲积层厚度一般为2.0-2.5m，左岸覆盖层厚度为3-8m，右岸覆盖层厚度为0.5-5.0m，覆盖层主要为坡残积含碎石粘土层。 （4）坝基参数 坝址地质构造主要表现为断层、节理裂隙。坝址发育11 条断层。建议开挖深度：河中5m，左岸6-12m，右岸6-15m。 （5）基本参数 干密度2.61g/cm 3 ，饱和密度2.62 g/cm 3 ，干抗压强度 92-120MPa，饱和抗压强度83-110MPa，软化系数0.9，泊松比
0.22-0.23。混凝土与基岩接触面抗剪断指标：Ⅲ类岩体，抗剪断摩擦系数 1.0-1.1，抗剪断凝聚力09.-1.1MPa。坝基高程为550m. 正常水位642.00m 设计水位642.71m 校核水位643.69m （6）工程级别：本水利枢纽坝址林地溪与国宝溪汇合口下游约2.5km的峡谷中，坝址集水面积144.5km2，又知河底高程556-557m。可算的水库容容量约为0.12亿立方米，大坝的工程级别为中型级别。 第三部分非溢流坝段设计 （1）剖面尺寸的拟定 1、坝顶高程的确定 坝顶高程分别按设计和校核两种情况，用下列公式进行： 波浪要素按官厅公式计算: Δh = h1+ hz + hc Δh—库水位以上的超高，m； h1—波浪高度，m； hz —波浪中心线超出静水位的高度，m； hc —安全超高，按表2-1 采用,对于2级工程，设计情况hc＝0.5m，校核情况hc＝0.4m。
浆砌石重力坝课程设计报告书
《水工建筑物》系列课程设计 --------重力坝电算课程设计 指示书
一、设计任务：浆砌石重力坝典型剖面设计 二、设计内容：根据提供的水文、水利计算成果，在分析研究所提供的资料的基础上， 进行水工建筑物的设计工作，设计深度为初步设计。主要设计内容为： 1、确定水利枢纽工程和水工建筑物的等级、洪水标准 2、通过稳定、强度分析，拟定坝体经济断面尺寸； 3、通过坝基水平截面处坝体内部应力分析，定出坝体混凝土分区方案； 4、坝体细部构造设计：廊道布置、坝体止水、坝体排水及基础防渗和排水等。 三、设计作法 分析基本资料，根据课堂所学内容，参照规范[1～3]各相应部分进行设计，对设计参数进行选取、方案进行拟定等。 设计中所需基本资料，除已给定之外，还有自行研究确定的。 四、基本资料 (一)、设计标准：某水库位于某河道的上游，库区所在位置属高山峡谷地区。根据当地的经济发展要求需修建水库，该工程以发电、灌溉、防洪为主。拟建的水库总库容1.33亿立方米，电站装机容量9600kw。工程等级、建筑物级别以及各项控制标准、指标按现行的国家规范规范[4]自行确定。 (二)、坝基地质条件 1、开挖标准：本工程坝体在河床部分的基岩设计高程原定在827.20m。 2、力学指标：坝体与坝基面接触面的抗剪断摩擦系数f＇=1.05，粘结力系数c＇＝ 900kPa。 3、基岩抗压强度：15002 kg /cm (三)、特征水位 经水库规划计算，坝址上、下游特征水位如下： P=0.1%校核洪水位为909.92m，相应下游水位为861.15m； P=1% 设计洪水位为907.32m，相应下游水位为859.80m； 正常挡水位为905.70m；相应下游水位为855.70m； 淤沙高程为842.20m； (四)、荷载及荷载组合 荷载组合根据实际情况并参照规范[1～3]要求。具体计算时选取了1种有代表性或估计
重力坝毕业设计
第一章设计基本资料及任务 第一节设计基本资料 一、枢纽任务 本工程同时兼有防洪、发电、灌溉、渔业等综合利用。水电站装机容量为21.75万kW，装3台机组。正常蓄水位为110.5m，死水位为86.5m，三台机满载时的流量为405m3/s。采用坝后式厂房。工程建成后，可增加保灌面积90万亩，减轻洪水对下游城市和平原的威胁。在遇P=0.02%和P=0.1%频率的洪水时，经水库调节后，洪峰流量可由原来的18200m3/s、14100 m3/s分别削减为6800 m3/s和6350 m3/s；水库蓄水后形成大面积水域，为发展养殖业创造有利条件。 二、基本资料 1、规划数据 本重力坝坝高86.9m，坝全长368m，溢流坝位于大坝中段长度73米，非溢流坝分别接溢流坝两侧各147.5m，坝顶宽度8m，坝底宽度80.5m，坝底高程28m，坝顶高程114.9m，正常蓄水位110.5m，死水位86.5m。 坝址处的河床宽约120m，水深约1.5～4m。河谷近似梯形，两岸基本对称，岸坡取约35o。 2、工程地质 坝基岩性为花岗岩，风化较深，两岸达10m左右。新鲜花岗岩的饱和抗压强度为100～200MPa，风化花岗岩为50～80Mpa。坝址处无大的地质构造。 3、其他资料 - 1 -
（1）风向吹力：实测最大风速为24m/s，多年平均最大风速为20m/s，风向基本垂直坝轴线，吹程为4km。 （2）本坝址地震烈度为7度。 （3）坝址附近卵砾石、碎石及砂料供应充足，质量符合规范要求。 三、表格 表1比选数据 - 2 -
表2岩石物理力学性质 四、参考文献 1．混凝土重力坝设计规范水利电力部编 2．水工建筑物任德林河海大学出版社 3．水工设计手册泄水与过坝建筑物水利电力出版社 4．混凝土拱坝及重力坝坝体接缝设计与构造水电部黄委会编 第二节设计任务 一、枢纽布置 （1）拟定坝址位置 - 3 -
毕业设计守口堡混凝土实体重力坝设计说明书
第一篇守口堡混凝土实体重力坝设计说明书 第一章工程概况 第一节工程简况 守口堡水利枢纽工程位于南洋河支流黑水河上，坝址位于阳高县城西北二十华里守口堡村北500米处，坝址以上控制流域面积291平方公里，本水库是以防洪为主，结合灌溉等综合利用的中型水利工程。正常储水位1242.0米，总库容1020万立方米,其中兴利库容 740万立方米，死库容 496.2万立方米。 本工程为三等工程，大坝按Ⅲ级建筑物设计。设计洪水为100年一遇，校核洪水为500年一遇。设计洪水位为1245.938米，设计下泄流量为362.6m3/s，相应的下游水位为1200.5米，校核洪水位为1248.348米，校核下泄流量为1281.5m3/s，相应下游洪水位为1202.0米。 守口堡水利枢纽工程大坝由挡水坝、溢流坝、底孔坝段等建筑物组成。坝顶高程1248.2米，最大坝高60.2米，大坝为混泥土重力坝，坝顶总长350米。溢流坝顶高程为1242.0米，溢流前沿总长30米，共俩孔，每孔宽15米。挑流鼻坎高程为1205米，挑射角30。；泄流底孔地板高程为1203米，控制断面尺寸为4×4㎡，检修闸门采用平板门，工作闸门采用弧形门，进口采用压板式进口，挑流鼻坎高程为1204.0米，挑射角为30。。 宽缝重力坝的宽缝部分用废弃的风化石料填筑，以减少宽缝处混泥土面的温度变化幅度，避免产生裂缝；同时又节省模板，便于搭脚手架，施工安全。坝体混泥土防渗墙厚6～11米，下游在地面以下采用浆砌石墙，地面以上采用预制混泥土板作模板。 坝基为花岗片麻岩，基岩摩擦系数f=0.95。大坝按地震烈度七度设防。 基础处理主要是挖除风化层，对坝基采取灌浆等加固和防渗处理措施。 第二节工程建设的作用及意义 守口堡水利枢纽工程下游黄、黑水河两岸有土地7万亩，土质肥沃、地势平坦，其中耕地面积约为63万亩，另外其下游有京包铁路、同公路、部队营房、村庄及农田，故水库的首要任务是防洪，另外一重要任务是灌溉，通过水库调蓄，充分利用水源，灌溉农田53000亩，其中新增灌溉面积近4万亩；通过水库蓄清缓洪，可以延长灌溉时间，
重力坝设计
重力坝课程设计 一、目的 1、学会初拟重力坝尺寸的方法； 2、掌握重力坝抗滑稳定计算和应力计算； 3、进一步认识重力坝的结构特点。 二、基本资料 （一）、水文、气象及泥沙资料 通过对区域内水文气象资料的调查和分析计算，设计中所采用的水文、气象及泥沙参数见下表1。 （二）、地质资料
1、坝址地质资料 选定坝址河谷呈基本对称的“V”形谷，左岸山体坡角48°，右岸山体坡角46°，两岸地貌主要为侵蚀切割形成的平缓脊状山岭地貌，河谷地貌为侵蚀-构造类型。坝址处出露地层为峨嵋山玄武岩(P2β)，岩层无产状，岩层倾向总体倾向河床下游偏右岸。坝址处左右岸坡残坡积层厚度为0～2m，局部地段深达7m以上，河床上第四纪冲积覆盖层厚度为5m 左右。地表裸露的玄武岩呈强风化状，玄武岩地层上部强风化层在河床部位厚3.6m，在河床左岸坡厚7.5m，在河床右岸坡厚8m，下部呈弱风化状，弱风化层在河床部位厚3m，在河床左岸坡厚4m，在河床右岸坡厚3.5m。再往下为微风化和新鲜岩石。 经取样试验，结合有关工程经验类比，参考有关设计规范，地质专业提出了岩石（体）物理、力学参数，见表5-2～表5-4。 表5-2 岩土质物理力学性质建议指标 表5-3 坝基岩体力学参数 （三）特征水位
（四）坝址处地形图 三、要求 1、拟定坝体尺寸，进行重力坝稳定计算及应力计算； 2、提交成果 （1）重力坝非溢流坝段剖面图，溢流坝段剖面图；（2）重力坝平面布置图。
1.坝基开挖深度的确定 初步确定坝高在50~100m 的范围内，可建在微风化至弱风化的上部基岩上。由地质资料，坝址处左右岸坡残坡积层厚度为0～2m ，局部地段深达7m 以上，河床上第四纪冲积覆盖层厚度为5m 左右。地表裸露的玄武岩呈强风化状，玄武岩地层上部强风化层在河床部位厚3.6m ，在河床左岸坡厚7.5m ，在河床右岸坡厚8m ，下部呈弱风化状，弱风化层在河床部位厚3m ，在河床左岸坡厚4m ，在河床右岸坡厚3.5m 。再往下为微风化和新鲜岩石。综合考虑工程量、工程造价、坝的稳定决定开挖12m 相对比较合理，由地质图可知开挖高程为1328m 。 2.校核洪水位，设计洪水位的确定 设计洪水流量s m Q /4003= 校核洪水流量s m Q /6003= 一般软弱岩石单宽流量q=s m s m /50/3033- 设计洪水流量下溢流坝宽L=8～12m 校核洪水流量下溢流坝宽L=12～20m 取L=20m m=0.5，ξ=1，L=20m 正常蓄水位 1388m 2 /30 2H g mnb Q ξ= 得 =设计0H 4.338m =校核0H 5.684m 设计H =1388+4.338=1392.338m 校核H =1388+5.684=1393.684m 3.累计频率为1%时的波浪高度和波浪中心线高于静水位的计算
《水工建筑物课程设计》-混凝土重力坝设计
《水工建筑物课程设计》 题目：混凝土重力坝设计 学习中心：江苏扬州市邗江区教师进修学校奥鹏学 习中心[11]VIP
1 项目基本资料 1.1 气候特征 根据当地气象局50年统计资料，多年平均最大风速14 m/s，重现期为50年的年最大风速23m/s，吹程：设计洪水位 2.6 km，校核洪水位3.0 km 。 最大冻土深度为1.25m。 河流结冰期平均为150天左右，最大冰厚1.05m。 1.2 工程地质与水文地质 1.2.1坝址地形地质条件 （1）左岸：覆盖层2～3m，全风化带厚3～5m，强风化加弱风化带厚3m，微风化厚4m。 （2）河床：岩面较平整。冲积沙砾层厚约0～1.5m，弱风化层厚1m左右，微风化层厚3～6m。坝址处河床岩面高程约在38m左右，整个河床皆为微、弱风化的花岗岩组成，致密坚硬，强度高，抗冲能力强。 （3）右岸：覆盖层3～5m，全风化带厚5~7m，强风化带厚1～3m，弱风化带厚1～3m，微风化厚1～4m。 1.2.2天然建筑材料 粘土料、砂石料和石料在坝址上下游2~3km均可开采，储量足，质量好。粘土料各项指标均满足土坝防渗体土料质量技术要求。砂石料满足砼重力坝要求。 1.2.3水库水位及规模 ①死水位：初步确定死库容0.30亿m3，死水位51m。 ②正常蓄水位：80.0m。 注：本次课程设计的荷载作用只需考虑坝体自重、静水压力、浪压力以及扬压力。 表一 本设计仅分析基本组合(2)及特殊组合(1)两种情况： 基本组合(2)为设计洪水位情况，其荷载组合为：自重+静水压力+扬压力+泥沙
压力+浪压力。 特殊组合(1)为校核洪水位情况，其荷载组合为：自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。 1.3大坝设计概况 1.3.1工程等级 本水库死库容0.3亿m3，最大库容未知，估算约为5亿m3左右。根据现行《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180-2003），按水库总库容确定本工程等别为Ⅱ等，工程规模为大（2）型水库。枢纽主要建筑物挡水、泄水、引水系统进水口建筑物为2级建筑物，施工导流建筑物为3级建筑物。 1.3.2坝型确定 坝型选择与地形、地质、建筑材料和施工条件等因素有关。确定本水库大坝为混凝土重力坝。 1.3.3基本剖面的拟定 重力坝承受的主要荷载是水压和自重，控制剖面尺寸的主要指标是稳定和强度要求。由于作用于上游面的水压力呈三角形分部，所以重力坝的基本剖面是三角形，根据提供的资料，确定坝底宽度为43.29m（约为坝高的0.8倍），下游边坡m=0.8，上游面为铅直。
混凝土重力坝设计
XXXXXX 继续教育学院 毕业论文 题目XXX水库 混凝土重力坝枢纽设计 专业水工 层次专升本 姓名 学号
前言 关键词：重力坝剖面稳定应力细部构造地基处理 本次设计容为南家口水利枢纽，坝型选择为混凝土重力坝，坝轴线选择和枢纽布置见1号图SG-01家口水库平面图所示。 整座重力坝共分53个坝段，主要有非溢流挡水坝段、溢流表坝段、溢流底坝段和电站厂房坝段。其中非溢流挡水坝段每坝段宽15米，分布于大坝两端；厂房坝段每段宽16米，布置在靠近右岸的主河床上，装机3台机组；底坝段每段宽22米，布置在厂房坝段左侧的主河床上；溢流坝段每段宽18米，布置在滦河主河床上。详见1号图SG-02下游立视图。 挡水坝段最大断面的底面高程为128米，坝顶高程为228米，防浪墙高1.2米，最大坝高为101.2m，属高坝类型。坝顶宽12米，最优断面的上游坝坡坡率为1:0.2，上游折坡点高程为181米，下游坝坡坡率为1:0.7，下游折坡点高程688.98英尺，详细情况参见1号图SG-03挡水坝剖面图。 溢流坝段最大断面的底面高程为126米，堰顶高程210米，溢流堰采用WES曲线设计，直线段坡率为1：0.7，反弧段半径取25.0米，鼻坎高程取159米，上游坝坡坡率取1：0.2，折坡点高程为181米，上游坝面与WES曲面用1/4椭圆相连，详细情况见1号图SG-02溢流堰标准横断面图所示。 本枢纽溢流堰采用挑流式消能，挑角取250。止水采用两道紫铜中间加沥青井的形式。坝基防渗处理（主要依据上堵下排的原则），上游帷幕灌浆（两道），下游侧设置排水管。 以非溢流挡水坝段为计算选择断面，进行了抗滑稳定分析和应力分析，分别采用抗剪断计算法和材料力学法计算法进行计算，最终验算满足抗滑稳定，上游坝踵没有出现拉应力，设计剖面合理可行。 本次设计只是部分结构物设计，考虑问题较单一，采用基础资料一般以书本为主，跟实际情况难免有出入，敬请读者批评指正。 编者 2008.9
闸坝设计报告
1.4 挡水建筑物 1.4.1 结构布置 挡水建筑物由左、右岸挡水坝组成。 左、右岸挡水坝坝型均为混凝土重力坝，①坝段为右岸挡水坝段，⑤坝段为左岸挡水坝段，坝段长分别为13.3m、24.9m，坝顶宽6.0m，坝顶高程2213.00m。 ①、⑤坝段均建在覆盖层上，最低建基面高程2260.50m，最大坝高12.5m。坝体上游侧在高程2269.50m处以1∶1的反坡向上游悬挑1.5m至高程2211.00m，牛腿厚2.0m；高程2269.50m～2261.50m为铅直面，高程2261.50m～2262.50m 段坡度为1∶0.5。下游坝坡坡度为1∶1，起坡点高程为2261.50m。在上、下游高程2262.50m处设宽2.0m平台，重力坝最大底宽16.0m。 1.4.2 设计计算 1.4. 2.1 坝顶高程计算 根据DL5108-1999《混凝土重力坝设计规范》的规定，坝顶高程按正常蓄水位和校核洪水位加相应的高差ΔH确定，并取两者中最大值作为坝顶(或防浪墙顶)高程，ΔH值按下式计算： △H=h1%+h z+h c(1.4-1) 式中： △H—坝顶或防浪墙顶至设计水位的高差，m； h1%—波高，m； h z—波浪至设计水位的高差，m； h c—安全超高，m。 波浪要素按DL5011-1991《水工建筑物荷载设计规范》中的官厅水库公式计算，重力坝坝顶高程计算结果见表1.4-1。 表1.4-1 重力坝坝顶高程计算成果表
根据表1.4-1坝顶高程计算成果，确定重力坝坝顶高程为2213.00m 。 1.4.2.2 稳定应力计算 a) 计算公式 按SL319-2005《混凝土重力坝设计规范》的有关公式及规定，对座落于覆盖层地基上的重力坝分别采用纯摩公式和材料力学公式计算抗滑稳定和基底应力。 抗滑稳定安全系数计算公式： C f G K H ∑= ∑ (1.4-2) 式中： K C —沿坝基底面的抗滑稳定安全系数； f —坝基底面与地基之间的摩擦系数； G ∑—作用在坝段上的全部竖向荷载，kN ； H ∑—作用在坝段上的全部水平向荷载，kN 。 基底应力计算公式： m a x m i n G M P A W ∑∑=± (1.4-3) 式中： max min P —基底应力的最大值或最小值，kPa ； G ∑—作用在坝段上的全部竖向荷载，kN ； M ∑—作用在坝段上的全部竖向和水平荷载对于基础底面垂直水流方 向的形心轴的力矩，kN·m ； A —坝段基底面的面积，m 2； W —坝段基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩，m 3。 b) 计算工况及荷载组合： 1) 工况1：基本组合1(正常蓄水工况) 上游水位为正常蓄水位2210.00m ，下游无水。 荷载作用组合：自重+水重+静水压力+扬压力+浪压力+泥沙压力。 2) 工况2：基本组合2(设计洪水工况)
土石坝设计计算说明书
土石坝设计计算说明书 专业：水利水电建筑工程 指导老师：李培 班级：水工1303班 姓名：王国烽 学号：1310143 成绩评定： 2015年10月
目录 一、基本材料 (2) 1.1水文气象资料 (2) 1.2地质资料 (2) 1.3地形资料 (2) 1.4工程等级 (2) 1.5建筑材料情况 (2) 二、枢纽布置 (3) 三、坝型选择 (4) 四、坝体剖面设计 (5) 4.1坝顶高程计算 (6) 4.1.1 正常蓄水位 (6) 4.1.2 设计洪水位 (7) 4.1.3 校核洪水位 (8) 4.2坝顶宽度 (9) 4.3坝坡 (9) 五、坝体构造设计 (10) 5.1坝顶 (10) 5.2上游护坡 (10) 5.3下游护坡 (10) 5.4防渗体 (10) 5.5排水体 (11) 5.6排水沟 (11)
一、基本资料 1.1水文气象资料 吹程1km，多年平均最大风速20m/s，流域总面积2971km2。上游地形复杂，沟谷深邃，植被良好，森林分布面广，为湖北主要林区之一。 1.2地质资料 河床砂卵砾石最大的厚度达23m。两岸基岩裸露，支局不存在有1~8m厚的残坡积物。在峡谷出口处的左岸山坡，存在优厚1~30m，方量约150万m3 的坍滑堆积物，目前处于稳定状态。 1.3地形资料 坝址位于古洞口峡谷段，河谷狭窄，呈近似“V”型，河面宽60~90m。 1.4工程等级 本工程校核洪水位以下总库容1.38亿m3，正常蓄水位325m，相应库容1.16亿m3，装机容量3.6万kw，设计洪水位328.31m，校核洪水位330.66m，河床平均高程240m。混凝土面板堆石坝最大坝高120m。根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003的规定，本工程为二等大（2）型工程。1.5建筑材料情况 坝址附近天然建筑材料储量丰富。砂砾料下游勘探储量318.5万m3，石料总储量21.86万m3，各类天然建筑材料的储量和质量基本都能满足要求。
重力坝课程设计
设计内容 一、 确定工程等级 由校核洪水位446.31 m 查水库水位———容积曲线读出库容为1.58亿3 m ，属于大（2）型，永久性水工建筑物中的主要建筑物为Ⅱ级，次要建筑物和临时建筑物为3级。 一、 确定坝顶高程 (1)超高值Δh 的计算 Δh = h1% + hz + hc Δh —防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差，m ； H1% —累计频率为1%时的波浪高度，m ； hz —波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差，m ； hc —安全加高，按表3－1 采 内陆峡谷水库，宜按官厅水库公式计算（适用于0V ＜20m/s 及 D ＜20km ） 下面按官厅公式计算h1% ， hz 。 113 120 22000.0076gh gD v v v -??= ??? 11 3.75 2.150 220 00.331m gL gD v v v -??= ??? 2 2l z h H h cth L L ππ= 式中：D ——吹程，km ，按回水长度计。 m L ——波长，m z h ——壅高，m V0 ——计算风速
h——当 2 20250 gD v =:时，为累积频率5%的波高h5%;当 2 2501000 gD v =:时， 为累积频率10%的波高h10%。 规范规定应采用累计频率为1%时的波高，对应于5%波高，应由累积频率为P（%）的波高hp 与平均波高的关系可按表B.6.3-1 进行换 超高值Δh 的计算的基本数据 设计洪水位校核洪水位 吹程D（m）524.19965.34 风速 v（m）2718 安全加高 c h（m）0.40.3 断面面积S（2 m） 1890.5719277.25 断面宽度B（m）311.80314.44 正常蓄水位和设计洪水位时，采用重现期为50 年的最大风速，本次设计 27/ v m s =；校 核洪水位时，采用多年平均风速，本次设计 18/ v m s =。 a.设计洪水位时Δh 计算： 18902.57 60.62 311.80 m S H m B === 设 设 波浪三要素计算如下： 波高： 2 1 13 12 2 9.819.81524.19 0.007627 27 27 h-?? ?? =? ? ?? h=0.82m 波长： 1 1 3.75 2.15 22 9.819.81524.19 0.33127 2727 m L-?? ?? =? ? ??
重力坝坝顶超高计算书实用标准格式
实用标准文档 混凝土重力坝坝顶超高计算书标准格式 工程设计分院坝工室 2006.3.
核定：审查：校核：编写：
——水电站工程（或水库工程、水利枢纽工程） 混凝土重力坝坝顶高程计算书 1计算说明 1.1适用范围（设计阶段） 本计算书仅适用于工程设计阶段的（坝型）坝顶超高/高程计算。 1.2工程概况 工程位于省市（县）的江（河）上。该工程是以为主，兼顾、、等综合利用的水利水电枢纽工程。 本工程规划设计阶段（或预可行性研究阶段，可行性研究阶段/初步设计阶段，招标设计阶段）设计报告已于年月经审查通过。水库总库容×108m3，有效库容×108m3，死库容×108m3；灌溉面积亩；水电站装机容量MW，多年平均发电量×108 kW·h，保证出力MW。选定坝址为，选定坝型为。 根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003，工程等别为等型工程，拦河坝为级永久水工建筑物。（因拦河大坝坝高已超过其规定的高度，拦河坝应提高级，按级建筑物设计。） 1.3计算目的和要求 通过混凝土重力坝坝顶上游防浪墙顶与正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位高差的计算，以确定防浪墙顶高程和大坝高度，为坝体断面设计及坝体工程量计算提供可靠的依据。
1.4计算原则和方法 1.4.1计算原则 (1)坝顶上游防浪墙顶与正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位的高差，包括 最大浪高、波浪中心线至水库静水位的高度和安全超高。 (2)确定的坝顶高程不得低于水库正常蓄水位及设计洪水位。 (3)坝顶高程的确定尚需考虑枢纽中其他建筑物(如船闸坝顶桥下通航净空) 对坝顶高程的要求。 1.4.2计算方法 因选定坝型为（混凝土重力坝），防浪墙顶在水库静水位以上的高差按《混凝土重力坝设计规范》DL 5108-1999式(11.1.1)计算，即： h=h1%+h z+h c 式中，h—防浪墙顶至水库静水位的高差，m； —浪高，m； h 1% 波浪中心线至水库静水位的高度，m； h z 安全超高，m。 h c 1.5计算工况 (1)正常蓄水位+相应的墙顶高差； (2)设计洪水位+相应的墙顶高差； (3)校核洪水位+相应的墙顶高差。 2计算依据 2.1规程规范和相关的技术文件 (1)规程规范 《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003。
清水河重力坝设计说明书
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第一章清水河某电站的工程条件 1.1.气象、水文 清水河流域属亚热带高原气候区，由于大气环流和流域地形影响，气候类型较为复杂，垂直变化十分明显，多年平均气温为14.1C。 流域内降水较多，但年内及地区分配极不均匀，年降雨量为1130mm，4～10月占全年降水量的86.5%。支流独木河上游为多雨区，多年平均降雨量超过1200mm。每年5～8月为暴雨集中的季节，降雨量占全年的60%。 坝址集雨面积为4328km2，多年平均流量76m3/s，多年平均来水量23.97亿m3，径流系数0.48。 流域洪水特性与暴雨特性和流域自然地理条件密切相关。洪水过程一般从5月份开始，到10月份结束，汛期洪水较为频繁，年最大洪峰多出现在6～7月。设计洪水标准（P=1%时），洪峰流量为5240m3/s，相应3天为洪量6.0亿m3。校核洪水标准（P=0.1%）时，洪峰流量为7430m3/s，相应3天洪量为8.4亿m3。 坝址多年平均年输沙量52.8万t，主要集中在汛期，占全年输沙量的 92.8%，其中5～7月来沙量占全年的73.8%。 1.2.工程地质 电站地处云贵高原的黔中地区，区域内碳酸盐岩广布，属中低山岩溶山地地貌，地层自寒武系至三迭系均布分布。区域地处黔北台隆、遵义断拱南部，属扬子准台地中稳定的III级构造单元，自中更新世以来，区域内无断裂活动迹象，构造环境稳定，地震基本烈度为6度。 水库河段均属峡谷型水库。库区构造以南北向为主，北东向和北西向断裂也很发育。南明河近坝6km库段大部分为横向谷，上游库段为走向谷，左岸为顺向坡；独木河库段大部为走向谷，右岸为顺向坡。 水库两岸山体雄厚，其间分布有多层隔水层和相对隔水层，不存在向邻谷渗漏问题。 水库库岸多为坚硬的灰岩、白云岩组成，一般稳定性较好。局部以软岩为
重力坝毕业设计开题报告
毕业设计（论文） 开题报告 题目榆林王圪堵水库枢纽 布置及重力坝设计 专业水利水电工程 班级 学生 指导教师 2013 年 一、毕业设计(论文)课题来源、类型
本设计题目来源于王圪堵水库工程实际，属设计类课题。王圪堵水库坝址位于榆林市横山县城关镇西北12km，榆靖高速公路无定河大桥以上2.5km、芦河入无定河口以上5.5km处的无定河干流上，距榆林市区60km。按照榆林能源化工基地建设要求及治黄大局的拦沙要求，确定水库任务是供水、拦沙和灌溉等综合利用。在本次设计中所用到的主要工程相关资料都来源于实际工程的设计资料。 二、选题的目的及意义 1. 选题目的 本次毕业设计是对大学四年所学知识的总结和运用，通过对王圪堵水库的了解和个人知识的掌握，本次毕业设计选择《榆林王圪堵水库枢纽布置及重力坝设计》作为题目。本课题主要解决a.水库的枢纽布置，包括坝址选择，电站厂房的选址，各种水工建筑物的选型等一系列布置问题。b.混凝土重力坝的专题设计，包括坝型的选择比较，大坝尺寸的设计，抗滑稳定的计算，大坝结构图的绘制等。通过本次设计，运用几年来所学的理论知识及专业知识，结合毕业设计的任务进行思考、分析应用，提高我们独立思考与独立工作的能力，同时也加强了计算、绘图、编写设计文件、使用规范、手册能力的培养，使我们成为合格的水利人才。 2. 选题意义 (1).王圪堵水利枢纽主要由大坝、泄洪洞、溢洪道、放水洞、坝后电站等建筑物组成。它是无定河中游的一项水沙控制工程，按照《陕西省水资源开发利用规划》、《陕西省榆林能源化工基地供水水源规划》和《黄河治理开发规划纲要》对无定河开发治理的要求，项目开发的目标是在流域水土保持综合治理基础上，河流生态基流不受影响的前提下，调蓄无定河水资源，并经优化配置，以供定需就近向榆横煤化学工业区、鱼米绥盐化学工业区供水，缓解工业区近中期用水矛盾，向14.6万亩农田灌溉补水，提高灌区灌溉保证率，改善农业生产条件，支撑榆林能源化工基地建设和发展，拦蓄泥沙、减少入黄泥沙，为治黄大业作贡献。按照无定河开发治理要求以及项目开发目标，王圪堵水库的建设任务是供水、拦沙和灌溉等综合利用。在工程建设过程中主要存在以下几个问题：水库区存在淹没农田、村庄、道路、桥梁等现象，浸没面积约756亩，库区两岸不存在永久性渗漏问题，水库蓄水后预计塌岸总方量约9259万m3，塌岸问题较为突出；坝址区河床
重力坝设计例题
讲解重力坝设计例题： 一．基本资料 某高山峡谷地区规划的水利枢纽，拟定坝型为混凝土重力坝，其任务以防洪为主、兼顾灌溉、发电，为3级建筑物，试根据提供的资料设计非溢流坝剖面。 1．水电规划成果上游设计洪水位为355.0 m，相应的下游水位为331.0 m；上游校核洪水位356.3 m ，相应的下游水位为332.0 m；正常高水位354.0 m；死水位339.5 m。 2．地质资料河床高程328.0 m，约有1~2 m覆盖层，清基后新鲜岩石表面最低高程为326.0m。岩基为石炭岩，节理裂隙少，地质构造良好。抗剪 断强度取其分布的0.2分位值为标准值，则摩擦系数 ' ck f=0.82，凝聚力' ck c =0.6MPa。 3．其它有关资料河流泥沙计算年限采用50年，据此求得坝前淤沙高程337.1 m。泥沙浮重度为6.5kN/ m3 ，内摩擦角φ=18°。 枢纽所在地区洪水期的多年平均最大风速为15m/s，水库最大风区长度由库区地形图上量得D=0.9km。 坝体混凝土重度γc =24kN/m3，地震设计烈度为6度。拟采用混凝土强度等级C10，90d龄期，80%保证率，fckd强度标准值为10MPa，坝基岩石允许压应力设计值为4000kPa。 二．设计要求： （1）拟定坝体剖面尺寸确定坝顶高程和坝顶宽度，拟定折坡点的高程、上下游坡度，坝底防渗排水幕位置等相关尺寸。 （2）荷载计算及作用组合该例题只计算一种作用组合，选设计洪水位情况计算，取常用的五种荷载：自重、静水压力、扬压力、淤沙压力、浪压力。列表计算其作用标准值和设计值。 （3）抗滑稳定验算可用极限状态设计法进行可靠度计算。
重力坝课程设计
南昌工程学院 课程设计（论文）任务书 一1 课程设计(论文)题目重力坝课程设计 2课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求 某枢纽以了发电为主, 兼顾防洪灌溉. 水库建成后. 还可以提高下游二个水电站的出力的发电量. 该工程坝型为混凝土重力坝. (一)水库特征; 一水库水位. 1.正常蓄水位--349M. 2. 设计洪水位---349.9M 3校核洪水位---350.4M 二下游流量及相应下游水位.. 1 千年一遇洪水的下泄流量.13770 米3/秒.. 相应下流水位271.90米 2 五千年一遇洪水的下泄流量.15110 米3/秒.. 相应下流水位272.63米 三. 库容: 总库容为17.9亿. 考虑开挖后. 坝基面高程269M (二) 综合利用效益: 装机容量20万千瓦, 年发电量.7.4亿度., 防洪: 可将千年一遇洪峰流量以18200米3/秒削减至13770米3/秒: 可将五千年一遇洪峰流量以21200米3/秒削减至15110米3/秒: 可灌溉农田30万亩: 此外还可以改善航运条件, 库区可从事养殖. (三)自然条件. 1 地形. 坝址位于峡谷出口段. 左岸地势较低.山坡较缓.右岸地势较高.山坡较陡. 2 地质. 坝址出露岩层为志留系圣母山绿色含砾片岩.岩性坚硬完整.新鲜岩石饱和极限抗压强度在60—80MPA以上. 坝上游坡角为绢云母绿泥石英片岩. 饱和极限抗压强度在30—40MPA. 坝基坑剪断擦系数F经野外试验及分析研究确定为 1.0—1.1: 坝基坑剪断凝聚力为为0.6—0.8MPA. 3 水文地质坝址水文地质较简单.相对不透水层埋藏深度一般在35米以内.库区无渗漏问题 4 气象资料最高气温为42度. 最低气温为-8度.多年平均最大风速为14米/秒. 水库吹程为1.4KM 5 淤泥:百年后坝前淤沙高程为286.6米.淤积泥沙内摩擦角取0度.淤沙浮容重为8000N/M
重力坝毕业设计
目录 摘要： (1) 前言 (2) 第一部分设计说明书 (3) 1基本资料 (3) 1.1自然条件及工程 (3) 1.2坝址与地形情况 (3) 1.3工程枢纽任务与效益 (4) 2枢纽布置 (5) 2.1枢纽组成建筑物及其等级 (5) 2.2坝线、坝型选择 (5) 2.3枢纽布置 (8) 3洪水调节 (10) 3.1基本资料 (10) 3.2洪水调节基本原则 (13) 3.3调洪演算 (14) 3.4调洪计算结果 (17) 4非溢流坝剖面设计 (18) 4.1设计原则 (18) 4.2剖面拟订要素 (19) 4.3抗滑稳定分析与计算 (21) 4.4应力计算 (22) 5溢流坝段设计 (24) 5.1泄水建筑物方案比较 (24) 5.2工程布置 (25)
5.3溢流坝剖面设计 (25) 5.4消能设计与计算 (28) 6细部构造设计 (32) 6.1坝顶构造 (32) 6.2廊道系统 (33) 6.3坝体分缝 (34) 6.4坝体止水与排水 (35) 6.5基础处理 (36) 6.6混凝土重力坝的分区 (38) 第二部分计算说明书 (39) 1洪水调节 (39) 1.1调洪演算 (39) 1.2调洪计算结果及分析 (55) 2非溢流坝段计算 (57) 2.1非溢流坝段经济剖面尺寸拟定 (57) 2.2抗滑稳定分析 (60) 2.3 应力分析计算 (65) 3消能防冲设计 (68) 3.1消力池的水力计算 (68) 3.2辅助消能工设计 (71) 致谢....................................................... 错误！未定义书签。参考文献. (73)
重力坝课程设计报告doc
设计内容 一、 确定工程等级 由校核洪水位446.31 m 查水库水位———容积曲线读出库容为1.58亿3 m ，属于大（2）型，永久性水工建筑物中的主要建筑物为Ⅱ级，次要建筑物和临时建筑物为3级。 一、 确定坝顶高程 (1)超高值Δh 的计算 Δh = h1% + hz + hc Δh —防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差，m ； H1% —累计频率为1%时的波浪高度，m ； hz —波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差，m ； hc —安全加高，按表3－1 采 内陆峡谷水库，宜按官厅水库公式计算（适用于0V ＜20m/s 及 D ＜20km ） 下面按官厅公式计算h1% ， hz 。 113 120 22000.0076gh gD v v v -??= ??? 11 3.75 2.150 220 00.331m gL gD v v v -??= ??? 2 2l z h H h cth L L ππ= 式中：D ——吹程，km ，按回水长度计。 m L ——波长，m z h ——壅高，m V0 ——计算风速
h——当 2 20250 gD v =时，为累积频率5%的波高h5%;当 2 2501000 gD v =时， 为累积频率10%的波高h10%。 规范规定应采用累计频率为1%时的波高，对应于5%波高，应由累积频率为P（%）的波高hp 与平均波高的关系可按表B.6.3-1 进行换 超高值Δh 的计算的基本数据 设计洪水位校核洪水位 吹程D（m）524.19 965.34 风速 v（m） 27 18 安全加高 c h（m） 0.4 0.3 断面面积S（2m） 1890.57 19277.25 断面宽度B（m）311.80 314.44 正常蓄水位和设计洪水位时，采用重现期为50 年的最大风速，本次设计 27/ v m s =；校 核洪水位时，采用多年平均风速，本次设计 18/ v m s =。 a.设计洪水位时Δh 计算： 18902.57 60.62 311.80 m S H m B === 设 设 波浪三要素计算如下： 波高： 2 1 13 12 2 9.819.81524.19 0.007627 27 27 h-?? ?? =? ? ?? h=0.82m 波长： 1 1 3.75 2.15 22 9.819.81524.19 0.33127 2727 m L-?? ?? =? ? ??