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1、土石坝设计计算说明书专业：水利水电建筑工程培班级：水工 1303姓名：王国烽成绩评定：20XX 年 10 月班指导老师：学号：李1310143目录一、基本材料.2水文气象资料.2地质资料.2地形资料.2工程等级.2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坝顶高程计算 .6正常蓄水位 .6设计洪水位 .7校核洪水位.8坝顶宽度.9坝坡.9 五、坝体构造设计.10坝顶.10上游护坡.10下游护坡.10防渗体.10排水体.11排水沟. 11- 1 -一、基本资料水文气象资料吹程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，
2、植被良好，森林分布面广，为湖北主要林区之一。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18m 厚的残坡积物。在峡谷出口处的左岸山坡，存在优厚130m，方量约150 万 m3 的坍滑堆积物，目前处于稳定状态。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 6090m。工程等级本工程校核洪水位以下总库容亿m3，正常蓄水位325m，相应库容亿m3，装机容量万kw，设计洪水位，校核洪水位，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DL518020XX的规定，本工程为二等大型工程。建筑材料情况坝址附近天然建筑
3、材料储量丰富。砂砾料下游勘探储量万 m3，石料总储量万 m3，各类天然建筑材料的储量和质量基本都能满足要求。- 2 -二、枢纽布置1、枢纽中的泄水建筑物应能满足工程需要的运用条件和要求。建筑物运用应灵活可靠，其泄洪能力应满足宣泄设计洪水、校核洪水要求，并应满足水库排沙、排污和排冰的要求。2、泄水建筑物的布置和结构型式，应根据地形、地质条件和泄洪规模、水头大小和防砂要求等综合比较后选定。可采用开敝式溢洪道和隧道。在地形有利的坝址，宣以开敝式溢洪道为主要泄洪建筑物。在布置开敝式溢洪道确有困难时，也可采用进口为开敝式，下接明流隧洞的形式。3、泄水和引水建筑物进、出口的边坡应是稳定的。其附近的坝坡和岸
4、坡，应有可靠的防护措施。出口应采取妥善的消能措施，并应使消能后的水流离开坝脚一定距离。4、泄水建筑物宜布置在岸边岩基上。对高、中坝不应采用布置在软基上的坝下埋管型式。低坝采用软基上埋管时应进行论证。在地震区的坝，采用坝下埋管时应按DL/T573的有关规定执行。- 3 -二、坝型选择坝型，就是按坝体材料、结构及传力方式、泄洪方式、施工方法等划分的不同大坝类型。按坝体材料划分，有土石坝、混凝土坝、 砌石坝等； 按结构受力方式划分，有土石坝、重力坝、拱坝、支墩坝、空腹坝、闸坝等；按泄洪方式划分，则有溢流坝、非溢流坝；按施工方法划分，有碾压土石坝、碾压混凝土坝、浇筑式混凝土坝等。坝型选择是指确定坝型的
5、论证工作，一般通过坝型比选工作来完成。坝型选择应综合考虑下列因素，经技术经济比较确定：1、 坝址区河谷地形、坝址基岩、覆盖层特征及地震烈度等基本地形地质条件。2、 筑坝材料种类、 性质、数量、位置和开采运输条件，以及枢纽建筑物开挖渣料的利用。3、 施工导流、 施工进度与分期、 填筑强度、 气象条件、施工场地、运输条件和初期度汛等施工条件。4、 坝高 : 高坝宜研究比较心墙堆石坝和混凝土面板堆石坝；低坝多采用均质坝。5、 枢纽布置、坝基处理以及坝体与泄水、引水建筑物等连接。6、 运行条件：如对渗漏水量要求，上、下游水位变动情况，分期建设等。 7 、 大坝及枢纽的工程量、工期和造价。一级、二级低坝
6、与三级及其以下的中坝，经过论证可采用土工膜防渗体。坝轴线较长的土石坝根据地形、地质及料场的具体条件，可分段采用不同坝型，在坝型变化处应设置渐变段。考虑坝址区地形地质条件、交通条件、气候条件、防渗土料特性及工程投资等因素，有竞争力的为人工材料面板坝和心墙坝堆石坝坝壳两种坝型。经综合比较，人工材料面板坝方案枢纽布置紧凑灵活，各建筑物相互施工干扰小，工期保证率高、投资较小。经综合比选最终选择采用人工材料面板坝坝型。- 4 -四、坝体剖面设计坝顶高程计算如题已知：坝高的计算，分别取正常水位，设计洪水位，校核洪水位计算取大值坝顶超高的确定，h=R+e+A 波浪平均爬高：RKKw1m22h2LKW2D风壅
7、高度 e 按公式 ecos 计算 , 二级坝采用多年平均最大风速的倍2gHm爬高： RKKw1m22h2LK 斜坡的粗糙率渗透系数，根据护面的类型查表m 单坡的坡度系数，若单坡坡角为, 则 m=cosKw 经验系数2h · 2L 平均波高和波长，km,采用宫厅水库公式计算宫厅水库公式 :2h=/4D1/3;2L=(2h)糙率渗透性系数K护面类型光滑不透水护面混凝土板护面K护面类型 砌石护面抛填两层块石抛填两层块石经验系数KWK 草皮护面 v0gh1 1- 5 -> KW初步拟定坝体采用人工材料面板坝，即m 的取值为1:1: ，取 m=。正常蓄水位V0gH3252401得 Kw=
8、1 ； K= ; V=20m/s 正常运用情况下采用多年平均的倍 ; D=1km ;H=85 ； A=12h5413 =2L2h=RKKw1112h2L=KW2Decos2gHm1020=621000285= h=因为所以 R 取； H85h=R+e+A=+1 =正常蓄水位时坝顶高程325+=- 6 -设计洪水位V0gH2401得:Kw=1;K= ；正常运用情况下采用多年平均的倍2h5413=2L2h=RKKw1112h2L=KW2Decos2gHm1020=6210002= h=因为所以 R 取； h=R+e+A=+1 =设计洪水位时坝顶高程+=- 7 -校核洪水位V0gH2401得:Kw=
9、1;K= ；非常运用条件，采用多年平均最大风速；H=KW2Decos2gHm1020=610002=2h5413=2L2h=RKKw1112h2L= h=因为所以 R 取； h=R+e+A=+1 =校核洪水位时坝顶高程+=为保证大坝安全运行，应选取较大值，坝顶高程, 取334m。河床平均高程240m。故坝高 94m,属于高坝。- 8 -坝顶宽度坝顶宽度应根据构造、施工、运行和抗震等因素确定。本坝为高坝，坝顶宽度为10m坝坡坝坡应该根据坝型、坝高、坝的等级、坝体和坝基材料的性质、坝所能承受的荷载及施工条件、运用条件等因素，技术经济比较确定，确坝坡可以参考一下规律：1、在满足稳定要求的前提下，尽可
10、能采用较陡的坝坡，以减少工程量2 、从坝体的上下游坝坡比心墙坝的坝坡缓，以满足抗渗稳定和结构稳定性的要求。3、均质坝的上下游坝坡通常比心墙坝的坝坡缓。4、心墙坝两侧坝壳采用非粘性土料，土体颗粒的内摩擦较大，透水性大，上下游坝坡可陡些，坝体剖面较小，但是施工干扰大5、粘土斜墙坝的上游坝坡比心墙坝的坝坡缓，而下游坝坡可比心墙坝坝坡陡些，施工干扰小，斜墙易断裂。6、土料相同时上游坝坡缓于下游坝坡，原因是上游坝坡经常浸在水中，土的抗剪度低，库水位下降时易发生渗流破坏。7、粘性土料的坝坡与坝高有关，坝高越大则坝坡越缓，而砂或者砂砾料霸体的坝坡与坝高关系不大。通常粘性土做成的坝坡，常沿着高度分成数段，每段
11、1030 米，从上而下逐渐放缓，相邻坡率差值取或者砂土和砂砾料坝体可不变坡，但一般也常采用变坡形式。8 、碾压堆石坝的坝坡比土坝陡。根据分析计算，选择人工材料面板坝，上游坝坡1:1:取 1: ，下游护坡1:1:(堆石 ) 取 1: 。- 9 -五、坝体构造设计坝顶坝顶宽度应根据构造、施工、运行和抗震等因素确定。因为是高坝坝顶宽度选用10m。坝顶盖面材料采用砂砾石作为主要材料。其不足之处在于洪水漫过防浪墙后，会冲蚀坝顶材料使防浪墙掏脚而被推倒，造成洪水漫顶失事。坝顶面向上、下游侧或下游侧放坡。坡度选 3%，以便于排除雨水，如上游侧设置不透水防浪墙，路面也可以向一侧倾斜。做好向下的排水系统。在坝顶
12、上游侧设置防浪墙，墙顶应高于坝顶 1m,防浪墙必须与防渗体紧密结合。防浪墙坚固不透水，并应设置伸缩缝，做好止水。上游护坡混凝土和钢筋混凝土板护坡：当筑坝地区缺乏石料时可采用此种型式。预制2m2m或 3m3m，厚为 。板的尺寸一般采用：方形板为、预制板底部设砂砾石或碎石垫层。现场浇筑的尺寸可大些，可采用 5m5m、10m10m甚至 20m20m。严寒地区冰推力对护坡危害很大，因此也有用混凝土板做护坡的，但其垫层厚度要超过冻深。下游护坡下游护坡类型有，干砌石： 堆石、卵石或者碎石； 草皮；钢筋混凝土框填石；其他形式。防渗体防渗体采用塑性心墙，位于坝体中央或稍微偏向上游，黏土、重壤土等粘性土料筑成。
13、顶部高程高于设计洪水位，且不低于校核洪水位。顶部的水平宽度应考虑机械化施工的需要，不应小于3m。底部厚度不宜小于水头的1/4 。如顶部设有防浪墙并与心墙紧密结合时，心墙顶部高程不受上述要求限制，但不得低于设计洪水位。-10-排水体选用棱体排水，可以降低坝体浸润线，防止坝坡土的渗透破坏和冻胀，在下游有水条件下可防止波浪淘刷，还可与坝基排水相结合，在坝基强度较大时，可以增加坝坡的稳定性。排水沟为了防止雨水冲刷下游坝坡，常设纵横向连通的排水沟。与岸坡的结合处， 也应设置排水沟以拦截山坡上的雨水。坝面上的纵向排水沟沿马道内侧布置，用浆砌石或混凝土板铺设成矩形或梯形。-11-专业：水利水电建筑工程培班级
14、：水工 1303姓名：王国烽班指导老师：学号：李1310143成绩评定：20XX 年 10 月目录一、基本材料 .2水文气象资料 .2地质资料 .2地形资料 .2工程等级 .2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坝顶高程计算.6正常蓄水位.6设计洪水位.7校核洪水位.8坝顶宽度.9坝坡.9五、坝体构造设计 .10坝顶 .10上游护坡 .10下游护坡 .10防渗体 .10排水体 .11排水沟 . 11- 1 -一、基本资料水文气象资料吹程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
15、区之一。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 18m 厚的残坡积物。在峡谷出口处的左岸山坡，存在优厚 130m，方量约 150 万 m3 的坍滑堆积物，目前处于稳定状态。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 6090m。工程等级本工程校核洪水位以下总库容亿 m3，正常蓄水位 325m，相应库容亿 m3，装机容量万 kw，设计洪水位，校核洪水位，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 20XX的规定，本工程为二等大型工程。建筑材料情况坝址附近天然建筑材料储量丰富。
16、砂砾料下游勘探储量万 m3，石料总储量万 m3，各类天然建筑材料的储量和质量基本都能满足要求。- 2 -二、枢纽布置1、枢纽中的泄水建筑物应能满足工程需要的运用条件和要求。建筑物运用应灵活可靠，其泄洪能力应满足宣泄设计洪水、校核洪水要求，并应满足水库排沙、排污和排冰的要求。2、泄水建筑物的布置和结构型式，应根据地形、地质条件和泄洪规模、水头大小和防砂要求等综合比较后选定。可采用开敝式溢洪道和隧道。在地形有利的坝址，宣以开敝式溢洪道为主要泄洪建筑物。在布置开敝式溢洪道确有困难时，也可采用进口为开敝式，下接明流隧洞的形式。3、泄水和引水建筑物进、出口的边坡应是稳定的。其附近的坝坡和岸坡，应有可靠的
17、防护措施。出口应采取妥善的消能措施，并应使消能后的水流离开坝脚一定距离。4、泄水建筑物宜布置在岸边岩基上。对高、中坝不应采用布置在软基上的坝下埋管型式。低坝采用软基上埋管时应进行论证。在地震区的坝，采用坝下埋管时应按DL/T573的有关规定执行。- 3 -二、坝型选择坝型，就是按坝体材料、结构及传力方式、泄洪方式、施工方法等划分的不同大坝类型。按坝体材料划分，有土石坝、混凝土坝、 砌石坝等； 按结构受力方式划分，有土石坝、重力坝、拱坝、支墩坝、空腹坝、闸坝等；按泄洪方式划分，则有溢流坝、非溢流坝；按施工方法划分，有碾压土石坝、碾压混凝土坝、浇筑式混凝土坝等。坝型选择是指确定坝型的论证工作，一般
18、通过坝型比选工作来完成。坝型选择应综合考虑下列因素，经技术经济比较确定：1、 坝址区河谷地形、坝址基岩、覆盖层特征及地震烈度等基本地形地质条件。2、 筑坝材料种类、 性质、数量、位置和开采运输条件，以及枢纽建筑物开挖渣料的利用。3、 施工导流、 施工进度与分期、 填筑强度、 气象条件、施工场地、运输条件和初期度汛等施工条件。4、 坝高 : 高坝宜研究比较心墙堆石坝和混凝土面板堆石坝；低坝多采用均质坝。5、 枢纽布置、坝基处理以及坝体与泄水、引水建筑物等连接。6、 运行条件：如对渗漏水量要求，上、下游水位变动情况，分期建设等。7 、 大坝及枢纽的工程量、工期和造价。一级、二级低坝与三级及其以下的中坝，经过论证可采用土工膜防渗体。坝轴线较长的土石坝根据地形、地质及料场的具体条件，可分段采用不同坝型，在坝型变化处应设置渐变段。考虑坝址区地形地质条件、交通条件、气候条件、防渗土料特性及工程投资等因素，有竞争力的为人工材料面板坝和心墙坝堆石坝坝壳两种坝型。经综合比较，人工材料面板坝方案枢纽布置紧凑灵活，各建筑物相互施工干扰小，工期保证率高、投资较小。经综合比选最终选择采用人工材料面板坝坝型。- 4 -