水电站枢纽布置.doc

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1、絮儿拂迭料蝇壳蔡嘎判悸善劫分赂潘枚癌抢挝虏讳邓阅侣克鹰盘鸿琴妥懦质劝奎因钎爆谗乎隧穿药扑嗽扬捅昔施吴宴滋靡茵扒坷冕增率津颖吗担登化慢蹲缠眼强搞粱缎睛吼蓝王修滑咎克起涨扶三诧癣杀筒塑帅妒头构稳输涵臻第界际梁献垮管诈龄峡滑淬恩党铰沏丑爆淫级审石倚爱谜徽劫拢能瞧几丈班擅庆瓜勒巳满堰轧髓并疚愧鹊决耘辗当逸漆缄蛾豫普削每挪尽集肿发迪删玫羞细痢粱邑敲力潦蕾宴赢忆它慕赊地坡瞳捣釉艇靛曝惮倾偿骆竭惜铺漠纱窿些伎及碳绊爱丢涯贴譬错暴讥松辟柳恢悉懈亏奖脱兽蕴拳棱陕引捕肮没呵咖易柬仆妻矽逞吝档婿跺击天渍弓隶岳醋侠奠弃洱区栽狭垂铝3黔西南民族职业技术学院毕 业 设 计计算说明书课 题： XX水电站枢纽布置设计班 级：

2、 11级水建【1】班专 业： 水利水电建筑工程专业姓 名： 学 号： 指导教师：黄启敏、罗礼红、惯嚣友腰谷搞版狂屿并降凭介尤萧氨侵乘酗萝重体昔园而驴匪阿程泉汕妨昆词渗宝缴叉酿攀忆候泪篆譬纠噶罢烂间瓮牡忧卒亢母员滚稻斟昌诱沏瑶老江蓬伺伐住痰图谦昆椽廓霖书躯时讫锦漳泰民酞谨别关咨浑涌车所饿卸快龄语酱坷聘烤窝祈毗撞雨场袖岁宰毕逃媒智归产管臻卤久宽钩赞若佰刨傈隔榷惫椰蔚爹盘播盒涝阜寡娠帅扣固藕力抖但墓玻阐疮悬劲敷吸嫂谴脐铜粥拦薄樱炯冰返吝桃骨憾恨乃困声佩砒才岂搭晨术扬仙慎氓趴益黎巫琼咳谓栏鼎答郎鉴泼朽数冷料反部诅从购斩狄涝回休瑟傍顶炸在窟追创奉晨万弗卓富公田造药翻而癣熔雍刽赖舅奈躁喳疹堰鸯哉尾愧哎十缅

3、棺朵晨遥水电站枢纽布置凸缴缨范防床讽叹魔闷妇下氨啪隙托响草箍焕殃铱苯派荫罚烟猩曼龄尿聋蓉磕艇巢袭粕滤笺色六扁士踪豆灾宣仅趟辕遂巍贯耘注叔城佬征驭揩宇坏劫吃婉衔凛盯慢蕾石潜闷硼朱篷沃扎蹋窘簧喉召族谨蛮伸骆公网哺迄践舔偷蝗涩嫉雨贵篱摩截耕窗腾蝗攻依摸蝇爆趣夹梅宜荫募脱儒惕巫冕档庸驹桓谆湍良汇买己蜕扎涣嚏画臼声冤煞咏钝业琶尘痢货欢这鉴症言烛战拖砍扯座船轻励呵脊烟镀壮镶或觅升焊蓉苑咋曰错篡牛腿广蔽盗牟滥斋难秘蜡监莽疥朋槐朝陡触绝株春冲性挫钨揭该抬瞻扛崭部春糕资翟绍堡晴宏舒粹言侦钮创沏羊歌稍饺屑码幼洁貌载谴德迷狡儿绝左媳酗点练灶工拭民气畸黔西南民族职业技术学院毕 业 设 计计算说明书课 题： XX水电站

4、枢纽布置设计班 级： 11级水建【1】班专 业： 水利水电建筑工程专业姓 名： 学 号： 指导教师：黄启敏、罗礼红、李康宁2013年06月20日前 言设计题目：XX水电站工程枢纽毕业设计1、 项目名称：xx水电站枢纽布置 二、工程地点及建筑规模：该水电站位于都匀市东南部的坝固镇明英附近的马尾河中下游河段。该水电站工程等别为等，挡水坝为4级建筑物，次要建筑物为5级。 三、设计要求1、设计者必须发挥独立思考能力，创造性的完成设计任务，在设计中应遵循技术规范，尽量采用国内外的先进技术与经验；2、设计者对待设计计算、绘图等工作，应具有严肃认真一丝不苟的工作作风，以使设计成果达到较高水平；3、设计计算要

5、求方法先进、依据可靠、数据正确、结果可信；4、设计者必须充分重视和熟悉原始资料，明确设计任务，在规定的时间内圆满完成要求的设计内容，设计结果要有独特见解，有创新、有应用价值；5、设计成果包括：设计说明书和计算书一份、设计图纸7张1#2#图。设计说明书和计算书要求格式规范、字迹工整、条理清楚、文字通顺、整齐美观，总字数至少在6000字以上，并有必要的图表。设计绘图，要求结构合理、工艺性好、表达完整清晰，要符合GB规定。四、设计内容1、本次毕业设计的重点为枢纽总体布置，大坝设计，水电站厂房布置设计； 2、坝轴线、坝型选择和枢纽布置方案比较与选择；3、大坝设计，包括非溢流坝和溢流坝设计；4、水电站厂

6、房布置设计，包括发电进水口、压力管道、主厂房、副厂房、变压器场、开关站的布置设计；5、坝体细部构造设计与地基处理方案的初步拟定；6、施工组织设计；7、设计绘图，要求结构合理、工艺性好、表达完整清晰，符合GB规定。五、毕业设计的目的毕业设计是完成培养高级技术人才基本训练的最后一个重要环节,也是专业学习中非常重要的校内实践性教学环节。通过毕业设计,使学生所学的专业知识得到系统的梳理和巩固,并受到综合训练，培养并提高学生运用所学专业知识解决实际问题的能力。在毕业设计中,学生应该做到以下要求:1、对所学专业的知识进行全面、系统的复习和巩固；2、提高运用所学专业知识解决实际问题的能力；3、了解水利水电工

7、程项目建设的全过程 ，熟悉各设计阶段的任务和内容；4、提高对设计资料分析的能力及使用各种规范的能力；5、学会通过图纸和设计说明书正确表达设计意图；6、提高利用计算机分析计算的能力及利用计算机制图的能力工程特性表序 号 及 名 称单 位数 量备 注一、水文1.流域面积 全流域 km21164 坝址以上 km29832.利用水文系列年限 a303.多年平均年径流量 万m3710004.代表性流量 多年平均流量m3/s22.5 实测最大流量m3/s1700实测日期2000年6月8日 调查历史最大流量 m3/s2810发生日期1908年 设计洪水流量(P= 3.3 %) m3/s2641 校核洪水流量

8、(P= 0.5 %) m3/s4114 施工导流流量(P=20%) m3/s13.75.泥沙 多年平均悬移质年输沙量 万t0.39 多年平均推移质年输沙量万t0.06二、水库 1.水库水位 校核洪水位 m702.20 设计洪水位m699.12 正常蓄水位 m693.40 死水位m693.402.水库容积 总库容(校核洪水位以下库容)万m3980.00 正常蓄水位以下库容 万m3431.70 防洪库容 万m3921.00防洪高水位至防洪限制水位 调节库容万m30正常蓄水位至死水位 兴利库容 万m30 死库容万m358.903.水量利用系数 %87三、下泄流量及相应下游水位 1.设计洪水位时最大泄

9、量m3/s2231 相应下游水位 m665.502.校核洪水位时最大泄量m3/s3654 相应下游水位 m666.303.调节流量 m3/s38.7水电站满载发电流量 相应下游水位 m665.10 4.最小流量m3/s6.9基荷发电流量5.电站单机引用流量m3/s13 电站引用流量m3/s39目 录前 言2工程特性表4第一章 综合说明71.1流域概括71.2水文气象7第二章 工程地质92.1 地形地质92.2 区域及水库地质92.4坝区工程地质122.5枢纽区工程地质132.6 岩体力学参数132.7 天然建筑材料142.8 工程地质评价15第三章 工程任务及规模171.1任务及任务17第四章

10、 工程布置及建筑物184.1坝轴线、坝型的确定184.2非溢流重力坝的设计204.3溢流重力坝的设计414.4进水口段的确定504.5引水管道的确定514.6水电站厂房的布置设计52第五章 施工组织设计585.1 概 述585.2施工导流方法585.3 围堰设计58第六章 结束语59第一章 综合说明1.1流域概括xx水电站位于都匀市东南部的坝固镇明英附近的马尾河中下游河段，为马尾河流域下游小水电梯级开发的五个电站之一，马尾河是长江流域沅江水系主干流清水江的上游河段。电站交通方便，有简易公路到达坝固镇，并经大坝通往右岸下游的甲丹等村寨。1.2水文气象1.2.1水文及气象都匀市位于贵州省南部，苗岭

11、南坡，东经10747，北纬25512626。东邻丹寨县、三都水族自治县，南抵独山县、平塘县，西接贵定县，北靠麻江县。马尾河是长江流域沅江水系主干流清水江的上游河段。马尾河的主流谷江河发源于苗岭中段最高峰斗蓬山（海拔1961m）南麓，自贵定县摆洗村向东流约1km进入都匀市境内弯河寨，经谷江后称谷江河，流至陆家寨与杨柳街河及摆楠河汇合后，由北向南贯穿都匀市区。市区河段又称剑江河，市区南端马尾以下称马尾河。该河段落差较大，宜建小型水电站，充分利用水资源，发展低能耗电力。都匀地区气候属中亚热带湿润气候，温和湿润，雨量充沛。该电站坝址以上流域内有都匀气象台，属国家基本站点，具有1958年2001年共41

12、年资料，资料项目齐全，代表性好。根据都匀气象台资料，都匀地区多年平均气温15.9，极端最高、最低气温为36.3（1966年8月17日）与-6.9(1977年1月30日)，月平均最高、最低气温为24.3(7月份)和5.6(1月份),无霜期237328d，平均289d。多年平均相对湿度79%，平均水面蒸发量800mm（E601蒸发器），陆面蒸发量650mm，洪水期多年平均最大风速13.3m/s，洪水期50年重现期的最大风速19.5 m/s，风区长度1.5km。流域内有文峰塔水文站，杨柳街、谷江、朗里、王司雨量站。朗里雨量站有19652000年共36年降水资料，多年平均降水量为1428.6mm，都匀

13、市区上游4个雨量站（含朗里雨量站）多年平均降雨量为1422.7mm。在水资源调查评价中，将多年平均值乘以0.8的修正系数，以与周围各站协调。xx电站坝址下游下司水文站，控制流域面积2159km2，为桃花坝址以上流域面积的2.24倍。下司站有19591998年共39年（缺1970年）实测水文资料，资料整编质量及代表性较好，可用于水文水利计算。P=2%、1%、0.5%的洪峰流量为3030、3572、4114 m3/s，枯季五年一遇施工洪水流量为194.5 m3/s，年输沙量为2631 m3,，泥沙浮容重6.5 kN/m3，泥沙内摩擦角1.2.2水文气象及径流条件都匀地区气候属中亚热带湿润气候，温和

14、湿润，雨量充沛。根据都匀市气象站1958年至2001年实测统计，多年平均气温15，极端最高气温36，极端最低气温-6.9。多年平均降雨量14210.6mm，年最大降雨量1840mm，年最小降雨量960mm，日最大降雨量100mm。多年平均水温12，极端最高水温24，极端最低水温3。洪水期多年平均最大风速13.3m/s。水库控制流域面积983km2，多年平均径流量 13.4 m3/s，4月10月为汛期，11月 3 月为枯水期。明英水电站工程水工建筑物主要在枯水季节施工。该电站坝址以上4.5km在建的桃花电站，集雨面积964km2，装机容量33000kW，调节库容为1792万m3。而明英电站集雨面

15、积983km2，与桃花电站相差19km2，不到2%，区间没有大的支流及引水工程，故该电站的水能计算，应以桃花电站调节后的径流量为基础推求水能参数。而桃花电站对明英电站的洪水没有影响。枯水期最大洪峰流量有桃花电站的控制，所以其枯水期最大洪峰流量为桃花电站发电机组尾水流量与明英电站到桃花电站区间径流量之叠加，对本工程的施工导流有所影响。第2章 工程地质2.1 地形地质2.1.1 测区地质测区位于贵州南部，是贵州高原向广西丘陵过渡的斜坡地带，主要山峰河谷的走向与背向斜轴向一致，背斜宽坦形成山岭，向斜狭窄形成河谷，为典型的隔槽式褶皱山区。本区发育的断层主要有蔓洞逆断层：位于测区东北蔓洞至兴仁一带，走向

16、北东，区内长约32km，产状12960，断距7001000m；造纸山断层：位于王司背斜南端，北起新场，南止于潘洞附近，长仅9.5km，产状9760,断层北端具有强烈的重晶室化、白云石化及微弱的硅化，两盘志留系页岩的拖曳小褶曲发育。这两个断层距离水库区均较远，对大坝的稳定及水库的渗漏基本无影响，此两断层在挽近无活动迹象，属稳定型地质构造。2.1.2 工程区地质工程区地处贵州高原向广西丘陵过渡的斜坡地带，左岸地形较为平坦，右岸多为陡岩，以中低山地貌为主，地面一般海拔8001100m，相对高差100300m。库区地貌以溶蚀类地貌为主，主要表现为丘峰浅洼地貌，河谷多为宽浅的“U”型横向谷，河流坡降4.

17、2。岩层总体倾向右岸偏上游，致使左岸以顺向边坡为主，右岸以反向边坡为主；库区两岸坡度多在1020之间，植被较发育。库区河流两岸有两级阶地分布，一级阶地高出水面14m，二级阶地57m。水库不存在可渗漏邻谷，库区内地下水向河流补给，有较好的水文地质条件，库区内库岸相对稳定，无大型固体径流源，不存在水库诱发地震的条件，工程地质条件较好2.2 区域及水库地质2.2.1 地形地貌库区地貌以溶蚀类地貌为主，主要表现为丘峰浅洼地貌，河谷多为宽浅的“U”型横向谷，河流坡降4.2。岩层总体倾向右岸偏上游，致使左岸以顺向边坡为主，右岸以反向边坡为主；库区两岸坡度多在1020之间，植被较发育。库区河流两岸有两级阶地

18、分布，一级阶地高出水面14m，二级阶地57m。2.2.2地层库区出露地层为寒武系上统炉山组地层，可分为上下两段。2.2.3地质构造库区范围无区域性地质构造通过，局部发育有次一级断裂，对水库稳定及库区蓄水无影响。2.2.4水文地质库区河流流向近北东30，地下水类型以纯炭酸岩溶洞裂隙水为主，岩性主要为厚层块状白云岩，地下水埋藏较浅，泉点出露高程均高于河流，两岸山体地下水向河流补给。水库周边无低矮邻谷，两岸山体宽厚，不存在邻谷和库区渗漏问题。2.2.5库区工程地质评价库区两岸坡度多在1020之间，植被较发育，库岸相对稳定。由于库区为宽谷型河谷，故不存在水库浸没问题。工程区地下水类型以纯炭酸岩溶洞裂隙

19、水为主，地下水埋藏较浅，地下水位较高，两岸山体均有地下水出露，且均多高于河水水位，水库两岸山体雄厚，库区内又无大的垂直河床方向的构造发育，库区成库条件良好，无绕渗及邻谷渗漏之忧。总之，水库不存在可渗漏邻谷，库区内地下水向河流补给，有较好的水文地质条件，库区内库岸相对稳定，无大型固体径流源，不存在水库诱发地震的条件，工程地质条件较好。2.3库区工程地质2.3.1 地形地貌库区地貌以溶蚀类地貌为主，主要表现为丘峰浅洼地貌，河谷多为宽浅的“U”型横向谷，河流坡降4.2。岩层总体倾向右岸偏上游，致使左岸以顺向边坡为主，右岸以反向边坡为主；库区两岸坡度多在1020之间，植被较发育。库区河流两岸有两级阶地

20、分布，一级阶地高出水面14m，二级阶地57m。2.3.2地层库区出露地层为寒武系上统炉山组地层，可分为上下两段。现由新到老分述如下：第四系（Q）：以坡积、冲积、崩积、残积层为主，成份为砂、粘土、砂卵石、碎石及块石等松散堆积物。厚010m。炉山组上段（3l2）：为浅灰、浅灰微带红色厚层粗晶白云岩，夹暗色白云岩，下部20100m为含砾鲕状白云岩夹浅灰色白云岩，底部还有一层黄绿色粘土质砂砾岩。厚62694m。炉山组下段（3l1）：为浅灰、灰白带肉红色厚层中晶白云岩，夹深灰色白云岩，底部常有含砾鲕状白云岩一层（与中统分界的标志）或多孔白云岩夹少量白云岩，白云岩中含被重结晶破坏过的白云岩砾石，向上每隔5

21、0100m夹有含砾鲕状白云岩一层。厚421826m。2.3.3地质构造库区范围无区域性地质构造通过，局部发育有次一级断裂，对水库稳定及库区蓄水无影响。2.3.4水文地质库区河流流向近北东30，地下水类型以纯炭酸岩溶洞裂隙水为主，岩性主要为厚层块状白云岩，地下水埋藏较浅，泉点出露高程均高于河流，两岸山体地下水向河流补给。地下水一般流量1090 l/s，地下水径流模数3.016.43 l/ sm2。2.3.5库区工程地质评价库区范围无区域性地质构造通过，局部发育有次一级断裂，对水库稳定及库区蓄水无影响。库区两岸坡度多在1020之间，植被较发育，库岸相对稳定。由于库区为宽谷型河谷，故水库浸没问题不严

22、重。库区河流流向近北东30，岩层走向主要为北东010，与河流流向大体一致。工程区地下水类型以纯炭酸岩溶洞裂隙水为主，地下水埋藏较浅，地下水位较高，两岸山体均有地下水出露，且均多高于河水水位，水库两岸山体雄厚，库区内又无大的垂直河床方向的构造发育，库区成库条件良好，无绕渗及邻谷渗漏之忧。总之，水库不存在可渗漏邻谷，库区内地下水向河流补给，有较好的水文地质条件，库区内库岸相对稳定，无大型固体径流源，不存在水库诱发地震的条件，工程地质条件较好。2.4坝区工程地质坝址区地形为近横向宽浅的不对称“U”型谷，右岸多为陡岩,左岸地形较为平坦，地形坡度约1525，河流坡降4.2。坝区出露地层为第四系（Q）、寒

23、武系上统炉山组上段（3l2），现由新到老分述如下：第四系（Q）：为砂土、亚粘土、粘土夹碎石、卵砾石等。厚度05.0m。寒武系上统炉山组上段第四层（3l2-4）：出露岩石为浅灰带肉红色厚层到块状细中晶白云岩,细小晶洞较发育,局部有硅化现象。厚度100.0m。寒武系上统炉山组上段第三层（3l2-3）：出露岩石为深灰色中厚层至厚层粗晶白云岩，岩体节理裂隙较发育。厚75.0m。寒武系上统炉山组上段第二层（3l2-2）：出露岩石为浅灰色中厚层白云岩夹薄层灰质白云岩。厚34.0m。寒武系上统炉山组上段第一层（3l2-1）：出露岩石为灰白带肉红色中厚层至厚层微细晶白云岩。厚度100.0m。岩层总体倾向NE，

24、倾向上游偏右岸，倾角2431。坝区构造较简单，无区域性断裂及褶皱发育，仅在大坝下游发育有两条规模较小的断层。2.5枢纽区工程地质坝区构造较简单，无区域性断裂及褶皱发育，仅在大坝下游发育有两条规模较小的断层，距离大坝较远，对水库蓄水及稳定均无影响。近坝区两岸山体雄厚，无低矮邻谷存在，坝区岩性以白云岩为主，岩体节理裂隙发育，岩溶弱发育，无深部基础渗漏之忧，局部沿裂隙或开挖破碎带渗漏，经基础固结及帷幕灌浆后，能达到稳定及防渗要求。坝后河床基岩裸露，岩体中至弱风化，未见断裂构造发育。岩体垂直弱风化深 35m ，节理裂隙发育，岩体完整性一般，岩体抗冲刷力一般。推荐值如下：白云岩： （强风化）a=1.61

25、.9 抗冲流速2m/s （弱风化）a=1.41.5 抗冲流速3m/s2.6 岩体力学参数坝区地层为寒武系上统岩炉山组上段地层，出露岩石为白云岩及灰质白云岩，岩体节理裂隙发育，且局部有细小晶洞发育，根据水利水电工程地质手册及岩石力学参数手册建议微弱风化岩体物理力学参数如表3-3： 表2-1 岩石物理力学指标推荐值岩石类别白云岩灰质白云岩抗压强度（Mpa）干燥5545饱和4530弹性模量(Gpa)干燥5045饱和4740泊桑比0.220.240.220.24抗剪断强度指标fR,0.90.9C, (Mpa)0.50.5抗剪强度指标f0.750.75纯摩（层面）0.550.5抗冲刷系数1.452.7

26、天然建筑材料大坝枢纽及厂房扩建工程共需砂石料约2.5万m3，为方便施工，减小投资，特选定以下两个料场：1、料场（主料场）：该料场位于大坝下游左岸，距大坝320m，需新建公路200m，；出露岩石为3l1地层灰白带肉红色厚层至块状细中晶白云岩，局部有细小晶洞发育，岩体节理裂隙发育。物理力学性质参考值：密度(2.77g/cm3)、饱和抗压强度(50MPa)，其物理力学性质较好，储量相对较少，且距离大坝相对较远，可作为备用砂石料场。有用层储量约15.6万m3。2、料场（备用料场）：该料场位于大坝上游右岸，距约大坝310m，有简易公路通往；出露岩石为3l2地层浅灰带肉红色中厚层至厚层中粗晶白云岩，岩体节

27、理裂隙发育，局部为铁质浸染。物理力学性质参考值：密度(2.75g/cm3)、饱和抗压强度(45MPa)，其物理力学性质较好，交通方便，储量丰富且较易开采，是理想的砂石料场。有用层储量约179.6万m3。两个料场砂石料总有用层储量约195.2万m3，为大坝枢纽工程工程所需砂石料的10倍以上，储量丰富，完全能够满足工程所需。各料场的砂石储量如表2-2：表2-2 砂 石 料 储 量 表料场编号勘察精度建材类别岩(土)性产地名称产地高程（m）地形坡度产地面积(万m2)平均厚度有用层储量(万m3)无用层储量(万m3)运距及开采条件有用层（m）无用层（m）详查砂石料白云岩坝下游左岸68072715-500

28、0.819.53.115.62.5距大坝约320m，需新建公路200m，开采较方便。砂石料白云岩坝上游右岸70578625-3505.731.52.6179.614.8距大坝约310m，有简易公路，开采方便。2.8 工程地质评价坝址区地形为近横向宽浅的不对称“U”型谷，右岸多为陡岩,左岸地形较为平坦，地形坡度约1525，两岸多为岩质边坡，边坡较稳定，河床段覆盖层厚约03m，主要为亚砂土夹岩屑、碎石、块石，砂卵砾石层等冲积、洪积、残坡积物。坝址两岸岩层产状911022431，岩层倾上游偏右岸。坝区构造较简单，无区域性断裂及褶皱发育，仅在大坝下游发育有两条规模较小的断层，距离大坝较远，对水库蓄水及

29、稳定均无影响。近坝区两岸山体雄厚，无低矮邻谷存在，坝区岩性以白云岩为主，坝肩、坝基岩体为3l2-4及3l2-3浅灰带肉红色厚层到块状细中晶白云岩，及深灰色中厚层至厚层粗晶白云岩，岩体节理裂隙发育，岩溶弱发育，无深部基础渗漏之忧，局部沿裂隙或开挖破碎带渗漏，经基础固结及帷幕灌浆后，能达到稳定及防渗要求。坝后河床基岩裸露，出露地层为3l2-3地层，出露岩石为深灰色中厚层至厚层粗晶白云岩，岩层倾上游偏右岸，岩体节理裂隙发育，裂面均为砂泥质冲填，岩体中至弱风化，未见断裂构造发育。岩体垂直弱风化深 35m ，节理裂隙发育，岩体完整性一般，岩体抗冲刷力一般。推荐值如下：白云岩： （强风化）a=1.61.9

30、 抗冲流速2m/s （弱风化）a=1.41.5 抗冲流速3m/s 第三章 工程任务及规模1.1任务及任务该电站位于都匀市东南部的坝固镇明英附近的马尾河中下游河段，距离明英2.5km、坝固镇5km。为满足泄洪的要求，大坝按4级建筑物设计，设计洪水标准为30年一遇设计，非常校核洪水标准为200年一遇洪水标准校核，相应下泄流量分别为2231m3/s 1和3654 m3/s 。第四章 工程布置及建筑物4.1坝轴线、坝型的确定方案二：坝轴线取在中游如图所示：上游坝轴线所处的河谷断面左右岸呈对称的4.1.1坝轴线的确定方案一：坝轴线取在上游如图所示：上游坝轴线所处的河谷断面呈对称的“U”型河谷，地质属稳定

31、型地质构造岩层总体倾向上游，致使左岸以顺向边坡为主，库区两岸坡度为1020之间。植被较为发育，库区河流两岸有两级阶级分布。坝轴线较长，库容小，比较开阔，开挖量大，工程成本高，宜修重力坝，且筑坝的材料需求大。“U”型河谷，岩层总体倾向上游，致使左岸以顺向边坡为主，库区两岸坡度为1020之间。植被较为发育，库区河流两岸有两级阶级分布。库容相对较大，淹没耕地面积较小，右岸有悬崖部分层理破坏大，破碎带多，坝轴线适中，投资减少，工期缩短宜修重力坝。方案三：坝轴线取在下游如图所示：上游坝轴线所处的河谷断面左右岸呈对称的“U”型河谷，岩层总体倾向上游，致使左岸以顺向边坡为主，库区两岸坡度为1020之间。植被

32、较为发育，库区河流两岸有两级阶级分布。下坝线左坝坝岸较长，工程量较大，左坝岸占有耕地，工程成本高。综上所述：根据各坝线的位置进行综合性比较，最终确定中坝线为坝轴线。4.1.2 坝型选择1、土石坝土石坝坝身不能溢流，必须修建溢洪道，导致建筑物分散，不利于管理。 施工导流条件差，围堰时要修筑导水隧洞或明渠导流，工程成本高。土料运输受气候的影响大，土石坝的填筑材料为散粒体结构，抗剪强度低， 防渗处理工作大，颗粒间粘结力小，土石坝的抗冲能力低，颗粒间存在较 大的孔隙，导致产生沉降。 2、拱坝拱坝对地形的要求，需要坝址上游宽阔，左右岸对称，岸坡平顺无突变，该处是宽浅的不对称“U”型谷，不能修筑拱坝。3、

33、重力坝重力坝对地形、地质条件适应性好，任何形状的河谷都可以修建重力坝.枢纽泄洪及导流问题容易解决.结构简单，体积大，有利于机械化施工.传力系统明确，便于分析与设计，运行期间的维护及检修工作量较少.建筑物布置集中便于管理。综上所述:根据重力坝，土石坝和拱坝的特点，进行综合性比较，最终选择混凝土重力坝。4.2非溢流重力坝的设计4.2.1 剖面设计（一）基本剖面的设计 根据重力坝的荷载特点与工作特点，基本剖面为三角形，如下图所示。（二）、实用剖面的确定4.2.1.1坝底高程、坝底宽度的确定 根据地形图资料得河底高程为662m，由地质资料可知该坝坝址覆盖层厚度为0-3m,弱风化层厚度为3-5m,所以开

34、挖深度为5m,水深6m，河底高程662m。坝底高程为654m。根据工程实践经验，下游坝坡坡率m=0.6-0.8，取m=0.8。则坝底宽度B=39.3m坝底高程=河底高程-8=654坝底宽B：1/0.8=（坝顶高-坝底高程）/B B=39.3m4.2.1.2坝顶宽度的确定 因为要考虑交通要求，所以宽度取6m。4.2.1.3坝顶高程该工程属于小（1）型，坝的安全级别为4级。正常蓄水位时：hc取0.3校核洪水位时：hc取0.2坝顶高程： 1）正常蓄水位时风速V=19.5m/s 吹程D=1500m波高：波长：壅高： 坝顶高程=正常蓄水位所以正常蓄水位对应的坝顶高程为694.89m2)校核洪水位时 风速

35、V=13.3m/s 吹程D=1500m波高：波长：壅高：坝顶高程=校核洪水位+0.92=702.20+0.92=703.12m所以相比之下，取校核洪水位是对应的坝顶高程（703.12）为大坝的坝顶高程。4.2.1.4细部结构 帷幕灌浆：根据要求，帷幕中心线距上游坝面6.25m，设置一排帷幕，孔距4m 廊道：选用城门洞形，宽3.5m，高5m。廊道底面距坝基面为4m,，廊道距上游面4m。4.2.2坝体强度和稳定承载能力极限状态验算4.2.2.1荷载组合计算1、荷载组合计算： 1）、坝体自重: 力臂： 上游水深H1下游水深H2上下游水位差H上游坝坡坡率n下游坝坡坡率m坝底宽度B扬压力折减系数39.4

36、m11.5m27.9m00.839.30.25正常蓄水位时的各项系数2) 、正常蓄水位时(1)静水压力上游静水压力下游静水压力力臂： （2）、扬压力力臂： (3)、浪压力坝前水深H=8.532=4.27(m)所以浪压力按深水波计算力臂： (4)、下游水重力臂：（5）、淤沙压力 坝前泥沙淤积高度：=669.00-654=15m 泥沙的容重： 淤沙的内摩擦角： 淤沙压力： 力臂： 校核洪水位时的各项参数上游水深H1下游水深H2上下游水位差H上游坝坡坡率n下游坝坡坡率m坝底宽度B扬压力折减系数48.2m12.3m35.9m00.839.3m0.25 2）、校核洪水位时（1） 、静水压力上游静水压力下

37、游静水压力力臂： （2） 、扬压力力臂：(3)、浪压力坝前水深H=5.782=2.89(m)所以浪压力按深水波计算力臂： (4)、下游水重力臂：（5）、淤沙压力 坝前泥沙淤积高度：=669.00-654=15m 泥沙的容重： 淤沙的内摩擦角： 淤沙压力： 力臂：2、承载能力极限状态1）、正常蓄水位（基本组合）时抗滑稳定性极限状态验算正常蓄水位时的荷载作用荷载符号大小(KN)作用方向作用点距坝基面形心距离（m）产生力矩（KN.m）力矩和（KN.m）自重W17073.2816.65117770.11-53485.86W216647.342.55-42450.72静水压力P17606.5613.13

38、-99874.13P2648.033.382481.95扬压力U14429.1100U21129.572.38-2688.38U3427.2216.53-7070.21U4640.8317057-11259.38浪压力PL20.910.39-0.39淤沙压力PS358.315-1791.55下游水重W518.4216.58-8595.40(1) 摩擦系数标准值粘聚力标准值，摩擦系数,粘聚系数的材料性能分项系数分别为1.3、3.0 。相应的设计值位：摩擦系数=0.9/1.3=0.69，粘聚力=500/1.5=166.67.选C10混泥土.抗压强度材料性能分项系数为1.5，则设计值位=10000/

39、1.5=6666.7（kpa). 因为结构安全级别为3级，则结构重要性系数，设计状况系数，结构系数作用效应函数： 抗力函数：所以: 经计算可知，即基本组合满足设计要求。（2） 坝址抗压强度极限状态 因为结构安全级别为3级，则结构系数=0.9，设计状况系数=1.0，结构系数=1.8.作用效应函数：抗力函数：2） 校核洪水位（偶然组合）时抗滑稳定性极限状态验算 校核洪水位时的荷载作用荷载符号大小(KN)作用方向作用点距坝基面形心距离（m）产生力矩（KN.m）力矩和（KN.m）自重W17073.2816.65117770.11-143116.27W216647.342.55-42450.72静水压力

40、P111383.8816.07-182938.95P2741.324.13039.41扬压力U14737.2200U21453.462.38-3459.23U3549.7216.53-9086.87U4824.5817.57-14487.87浪压力Pl8.510.26-2.21淤沙压力PS358.15-1791.55下游水重W593.0616.37-9708.39（1） 因为结构安全级别为3级，则结构系数=0.9，设计状况系数=0.25，结构系数=1.2.作用效应函数： 抗力函数：所以： 经过计算可知，该重力坝在校核洪水位情况下坝基面的抗滑稳定性满足要求。（2） 坝址抗压强度极限状态 偶然组合

41、时，取偶然状态对应的设计状况系数=0.85，结构系数=1.8，结构重要系数=0.9.作用效应函数：抗力函数：所以:所以经计算，该重力坝在校核洪水位情况下坝趾抗压强度满足要求。3）、上游坝踵不出现拉应力极限状态。因此上游坝踵不出现拉应力极限状态属于正常使用极限状态，故设计状况系数作用分项系数和材料性能分项系数都采用1.0。扬压力系数直接用标准值0.25代入计算，结构功能的极限值c=0.4.2.2.2坝体应力计算(一)正常蓄水位（基本组合）时坝体边缘应力计算正常蓄水位时的荷载作用荷载符号大小(KN)作用方向作用点距坝基面形心距离（m）产生力矩（KN.m）力矩和（KN.m）自重W17073.2816.65117770.11-53485.86W216647.342.55-42450.72静水压力P17606.5613.1