土石坝泄水建筑物布置及体型设计
水利水电工程中泄水建筑物设计原则及方案研究
水利水电工程中泄水建筑物设计原则及方案研究摘要：在水利水电工程中，泄水建筑物是枢纽工程的重要组成部分，是保证水利水电工程枢纽和水工建筑物安全、减免洪涝灾害的重要建筑物。
本文结合黑石罗水库的泄水建筑物设计方案，为同类工程的总体布置以及设计提供参考。
关键词：水利水电工程；泄水建筑物；设计原则；设计方案我国多数地区缺水问题严重，特别是内陆干旱地区，水资源短缺对经济发展的制约影响大，所以必须注重水利工程建设发展。
水利水电工程建设发展，可以处理好地区防洪、农业灌溉、发电、生态保护等问题。
泄水建筑物是保证水利水电工程枢纽和水工建筑物的安全、减免洪涝灾害的重要的水工建筑物，其造价常占工程总造价的很大部分。
为适应水利水电工程建设发展需要，特选择云南省昭通市黑石罗水库的泄水建筑物的设计方案供设计参考。
1工程概况黑石罗水库位于云南省东北部的昭通市，水库总库容4992.1万m³，属集镇和农村人畜生活供水及农业灌溉供水为主，兼有下游村镇、农田防洪保护作用的中型水利工程。
设计供水人口15.1万人、灌溉面积5.5万亩，工程等别为Ⅲ等。
水库枢纽工程主要由混凝土面板堆石坝、溢洪洞、输水隧洞及泄洪冲沙隧洞、导流隧洞组成，由于土石坝坝高超过70m，级别提高一级，故大坝级别为2级，溢洪洞、输水隧洞及泄洪冲沙隧洞等主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，临时建筑物级别为5级。
坝址区属于侵蚀低～中山地貌，河谷呈不对称“V”型，主要地层为第四系冲洪积、崩塌堆积及残坡积；基岩为三迭系飞仙关组粉细砂岩夹页岩，岩层平缓，节理面陡倾，岩体节理裂隙发育。
2泄水建筑物与设计原则2.1泄水建筑物水利水电工程常用的泄水建筑物有：（1）低水头水利枢纽的滚水坝、拦河闸和冲沙闸；（2）高水头水利枢纽的溢流坝、溢洪道、泄水孔、泄水涵管、泄水隧洞；（3）由河道分泄洪水的分洪闸、溢洪堤；（4）由渠道分泄入渠洪水或多余水量的泄水闸、退水闸；（5）由涝区排泄涝水的排水闸、排水泵站。
泄水建筑物
• 正常溢洪道在布置运作上有时也可分为主 溢洪道和副溢洪道，但这种布置是有条件 限制的，应根据地形地质，枢纽布置，坝 形，洪水特性及对下游的影响等因素研究 确定。主溢洪道宣泄常见的洪水，而非常 溢洪道在特大洪水或者少见的洪水时才会 启用，因此，运行机会少，可用简单的结 构建造，以获得全面综合的经济效益。
第四章 泄水建筑物
第一节 泄水建筑物的分类与作用 定义：用来宣泄水流的水工建筑物成为泄水 建筑物
分类
一、按功能分 1、泄洪建筑物 2、泄水孔 二、按泄水方式分 1、坝顶溢流式 2、大孔口溢流式 3、坝身泄水孔 4、明六泄水道 5、泄水洪水 2、预泄库水 3、放空水库 4、排泄泥沙 5、引水取水 6、施工导流
二、其他形式的溢洪道
• 1、侧槽溢洪道：侧槽溢洪道的泄槽与溢流 堰轴线平行。水流通过溢流堰后进入侧槽， 然后转约90°进入泄槽流入下游。侧槽溢 洪道一般由溢流堰、侧槽、泄水道和出口 消能段等组成。 • 侧槽沿程均有水流注入，会形成紊流，因 此要求建筑在坚硬的岩石基础上，进行较 强的衬砌，以保证安全。
泄水隧洞的工作特点
• 1、泄水隧洞是一种地下结构，与一般的地 下建筑物一样，水工隧洞开挖后，周围岩 体的应力平衡状态遭破坏，容易引起岩石 破碎、掉落。所以水工隧洞必须进行衬砌。 • 衬砌指的是为防止围岩变形或坍塌，沿隧 道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永 久性支护结构。
• 2、水工隧洞具有深式过水建筑物特征。隧 洞进口位于水下，闸门承受较大水压。洞 身在泄水时，要承受高流速、高水压力。 所以，要求隧洞体型要与之相适应，以免 产生破坏。 • 3、施工场地狭窄。由于隧洞的断面小，施 工场地狭窄，工作面小。且洞内施工程序 多，相互干扰变大，容易产生事故。
三、按布置形式分
土石坝(黏土心墙)毕业设计说明书、计算书
目录摘要 0Abstract (1)前言 (2)第1章设计的基本资料 (4)1。
1概况 (4)1.2基本资料 (4)1.2。
1地震烈度 (4)1.2。
2水文气象条件 (4)1.2。
3坝址地形、地质与河床覆盖条件 (5)1。
2。
4建筑材料概况 (6)1。
2.5其他资料 (7)第2章工程等级及建筑物级别 (8)第3章坝型选择及枢纽布置 (9)3。
1 坝址选择及坝型选择 (9)3.1.1 坝址选择 (9)3。
1。
2 坝型选择 (9)3。
2 枢纽组成建筑物确定 (9)3。
3 枢纽总体布置 (9)第4章大坝设计 (10)4.1 土石坝坝型选择 (10)4。
2 坝的断面设计 (10)4。
2.1 坝顶高程确定 (10)4。
2.2 坝顶宽度确定 (13)4。
2.3 坝坡及马道确定 (13)4.2.4 防渗体尺寸确定 (13)4。
2.5 排水设备的形式及其基本尺寸的确定 (14)4。
3 土料设计 (15)4。
3.1 粘性土料设计 (15)4.3.2 石渣坝壳料设计(按非粘性土料设计) (16)4。
4 土石坝的渗透计算 (17)4。
4.1 计算方法及公式 (17)4.4。
2 计算断面及计算情况的选择 (18)4.4.3 计算结果 (18)4。
4。
4 渗透稳定计算 (19)4.5 稳定分析计算 (20)4。
5。
1 计算方法与原理 (20)4。
5。
2 计算公式 (20)4.5。
3 稳定成果分析 (21)4。
6 地基处理 (21)4.6。
1 坝基清理 (21)4.6。
2 土石坝的防渗处理 (21)4。
6。
3 土石坝与坝基的连接 (22)4.6.4 土石坝与岸坡的连接 (22)4.7 土坝的细部结构 (22)4。
7。
1 坝的防渗体、排水设备 (22)4.7.2 反滤层设计 (23)4。
7.3 护坡及坝坡设计 (23)4.7.4 坝顶布置 (25)第5章溢洪道设计 (26)5.1 溢洪道路线选择和平面位置的确定 (26)5。
坝工部分以挡水建筑物和泄水建筑物为主的土石坝水利枢纽设计毕设说明书
说明书摘要该江位于我国西南地区，本工程拦河坝为碾压式粘土心墙土石坝。
由于山区水位暴涨暴落，所以设置成兴利库容和拦洪库容完全不结合，即正常蓄水位和汛限水位均为2822.5米。
本设计是侧重于坝工部分以挡水建筑物和泄水建筑物为主的土石坝水利枢纽设计。
第一步，通过调洪演算得到最佳的溢流堰孔口净宽和堰顶高程方案，比较不同类型的土石坝在施工特点，技术经济等方面的优劣，最终确定大坝坝型为粘土心墙土石坝，并且初定了大坝的轮廓尺寸。
然后通过土料设计，对照指标确定了砂砾料场及粘土料场的位置。
再次选择坝体的三个典型断面对大坝进行渗流计算，画出流网图，校核渗流逸出处的渗透坡降确定是否满足要求。
然后通过vb编程进行稳定分析，最终进行坝体细部构造设计。
第二步，进入主要建筑物设计阶段。
确定出大坝的型式及坝址和坝轴线。
另外确定该枢纽的组成建筑物，包括挡水建筑物、泄水建筑物、水电站厂房等。
第三步，进入第二主要建筑物设计阶段。
确定出泄水建筑物的尺寸，型式和结构，定为泄水隧洞。
然后进行轴线选择和水力计算，从下泄能力、净空余幅、挑距和冲刷深度等方面校核设计的可行性。
最后进行细部构造设计。
第四步，进行初步的施工组织设计。
确定导流标准，施工分期。
定出开始日期、截流日期、拦洪日期、封孔蓄水日期、初始发电日期和竣工日期。
最后进入专题设计，隧洞衬砌应力计算，利用理正岩土分析软件，计算衬砌及配筋。
本设计以《碾压式土石坝设计规范SL274-2001》为基本设计依据，外加参考了与土石坝的有关资料和书籍。
由于知识有限，对于本设计中的不妥及错误之处，恳请批阅批评指正。
在设计过程中得到了束一鸣，王玲玲，苏怀智等老师的知道，再次表示由衷的感谢。
本设计共历时9周。
关键词：粘土心墙土坝04021104 卢珊珊AbstractThe River is located in southwest China, the project includes the RCC dam with clay core wall of earth-rock style. The water level rise due to storm down the mountains,so the active Storage is not combined with the detention storage, that is, normal water level and flood control level are both 2822.5 meters. The dam was designed in part to focus on retaining buildings and discharge structure-based design of earth-rock dam water control project.A first step, through the Flood Regulating and Calculating to get the best net width of the overflow weir Orifice and the altitude of weir top, then compare different types of earth-rock features in the course of construction, technical and economic advantages and disadvantages, and ultimately determine the type of clay dam earth-rock core, and the outline of an initial size of the dam. Through the soil and then design, the control indicators to determine the gravel and clay material yard field position. Once again chosen the three typical cross-section of dam for seepage calculation, draw network maps, checking the seepage infiltration gradient to determine whether to meet the requirements. Use Visual basic programming to analyze the stability, and ultimately to carry out detailed structural design of the dam.The second step, to enter the main building design stage. To determine the type and the dam site and dam axis. In addition to determine the composition of the hub structures, including retaining structures, drainage structures, such as hydropower plants.The third step is the second major phase of building design. To determine the size of Discharge structure, type and structure of the tunnel for discharge. To select the axis and then proceed hydraulic calculation, from the discharge capacity of more than pieces of headroom, and washed out from the depth of checking the feasibility of the design. Finally design the detail of the Structural .The fourth step is a preliminary design of the construction organization. Diversion to determine standards, the construction phases. Set start date, closure date, flood detention date, the date of reservoir impoundment, the initial generation date and completion date.Finally enter the topic design, calculate the tunnel lining stress, the use of geotechnical analysis software is the rationale for calculating the lining and reinforcement.The design based on the "Code for Design of roller compacted earth dam SL274-2001", along with reference to the relevant information with the earth dam and books. Due to the limited knowledge about the design of the inappropriate and wrong, ask for his approval in criticism. During the design process, very appreciate for the directions by Professor Shu Yi-Ming, Wang Ling-Ling, Su Huai-Zhi, once again express our sincere gratitude.The design period is a total of nine weeks.Key words: Clay, Core wall of earth, Dam目录第一章前言 (8)1.1 毕业设计的主要目的和作用 ........................................ 错误！未定义书签。
《水电工程设计》第04章 土石坝设计
第四章土石坝设计第一节概述一、土石坝类型（一）碾压式土石坝根据坝体横断面的防渗材料及其结构，辗压式土石坝分为以下三类：1. 均质坝坝体的绝大部分是由大体上均一的土料组成。
2. 分区坝坝体由土质防渗体及若干透水性不同的土料分区所构成，其中土质防渗体设在坝体中部或稍向上游倾斜的称为心墙坝或斜心墙坝，设在坝体上游面或接近上游面的称为斜墙坝。
此外，还有其它形式的分区坝，如上游断面为防渗土料、下游断面为透水料；由坝中心向外壳透水性逐渐增大的分区坝等。
3. 人工防渗材料坝坝的防渗体由沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料组成，而其余部分由土石料构成。
其中防渗体在上游面的称为面板坝，防渗体在坝体中央的称为心墙坝。
沥青混凝土防渗体也可做成斜心墙。
震动辗的发明和应用极大地提高了坝体质量、目前大都采用碾压式土石坝。
本章以后所提到的土石坝指的就是这种坝型。
（二）水中填土坝在坝的填筑面筑畦埂，分成若干畦块，向畦块内灌水深几十厘米，然后向水中填土，填土厚度约为水深的2.5~4倍。
由运输工具压实或用拖拉机专门碾压。
所用土料宜为结块的但易于湿化崩解的，黄土类土及含砾风化粘性土最适宜。
筑这种坝应有充足的水源，每立方米填土需水约1m3。
与碾压坝相比，水中填土坝可省去碾压设备，对土料含水量限制不严，小雨可以施工，故填土单价较低，施工速度较快。
但填土干容重较低，孔隙压力较高，施工期对坝坡稳定不利。
故施工速度也受到一定限制，坝坡较平缓，工程量比碾压式坝大些。
对于高坝，应仔细研究，并与碾压式坝作经济比较然后选定。
水中填土坝一般采用均质坝。
如果坝址有多种土料，亦可采用多种土质坝，在坝壳部位填筑抗剪强度高的砂卵石、风化岩块或开挖基础和泄水建筑物的石渣，而将水中填土限制在心墙或斜墙部位。
这种坝型目前已较少采用。
（三）水力冲填坝在坝的填筑面上下游边筑围埂，把泥浆输送到围埂形成的沉淀池内，泥浆经脱水固结，形成均匀密实的坝体，称为水力冲填坝。
自流式冲填坝是将坝两岸高处的黄土或砾质风化土用水枪冲成泥浆，自流入沉淀池，我国俗称水坠坝。
狭窄河谷当地材料坝泄水建筑物布置及体型设计
（ Ｘ ｉ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ｙ ａ ｎ ｄ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ，￣ ｒ ｔ ｉ ｍ ｑ ｉ ８ ３ ０ ０ ０ ０ ， Ｘ ｉ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
（ ３ ） 岸 坡 陡 。左 岸 岸 坡 较 陡 ，坡 度 多 在 ６ ０ 。～
８ ０ 。 ，局部 为 陡 坎 ；右 岸 山体 高 陡 ，坡 度 多 在 ５ ０ 。～
８ ５ 。 ，局部 近直 立 。岸边 溢 洪 道 布 置 较 难 ，布 置 中 易
出现槽 身脱 空或岸 坡挖 深较大 等 问题 。
水利水电技术 第 ４ ４卷
２ ０ １ ３年第 ７期
狭 窄 河 谷 当地 材 料 坝 泄 水 建 筑 物 布 置 及 体 型 设 计
洪 新
（ 新疆水 利水 电勘 测设计 研 究院 ，新疆 乌鲁木 齐 ８ ３ ０ ０ ００ ）
摘 要 ：基 于某 水 电工程泄 水建 筑物水 工模 型试验 成果 ，对该 泄水 建筑物 的布 置 、体 型设计 进行 了方
５ ０ ０年一 遇 ，洪 峰 流量 ８ １ ６ ． ８ ２ ｎ ｉ ／ ｓ ，校 核洪 水 ５ ０ ０ ０ 年一 遇 ，洪 峰 流量 １ ０ ５ ０ ． ５ ８ ｉ ｎ ／ ｓ 。
（ ２ ） 河道顺 直 ，弯道 少 。峡谷 河 段 河 道顺 直 ，仅 有 一个 弯道 ，泄水 建筑 物 出 口位置 布置 困难 。
ｄ ｉ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｅ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｆ ｉ ｃ ｓ ｏ ｌ ｖ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ ａ ｓ ｗ ｅ ｌ １ ．Ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｒ ｅ ｓ ｕ １ ｔ ｈ ａ ｓ ａ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏｒ ｆ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ —
泄水建筑物溢洪道设计
第六章河岸溢洪道教学要求：了解溢洪道作用和工作特点，掌握溢洪道设计的基本步骤和方法，熟悉溢洪道的细部构造和地基处理方法。
第一节概述在水利枢纽中，必需设置泄水建筑物。
溢洪道是一种最常见的泄水建筑物，用于排泄水库的多余水量、必要时防空水库以及施工期导流，以满足安全和其他要求而修建的建筑物。
溢洪道可以与坝体结合在一起，也可以设在坝体以外。
混凝土坝一般适于经坝体溢洪或泄洪，如各种溢流坝。
此时，坝体既是挡水建筑物又是泄水建筑物，枢纽布置紧凑、管理集中，这种布置一般是经济合理的。
但对于土石坝、堆石坝以及某些轻型坝，一般不容许从坝身溢流或大量泄流；或当河谷狭窄而泄流量大，难于经混凝土坝泄放全部洪水时，需要在坝体以外的岸边或天然垭口处建造溢洪道（通常称河岸溢洪道）或开挖泄水隧洞。
河岸溢洪道和泄水隧洞一起作为坝外泄水建筑物，适用范围很广，除了以上情况外，还有：（1）坝型虽适于布置坝身泄水道，但由于其他条件的影响，仍不得不用坝外泄水建筑物的情况是：①坝轴线长度不足以满足泄洪要求的溢流前缘宽度时；②为布置水电站厂房于坝后，不容许同时布置坝身泄水道时；③水库有排沙要求，而又无法借助于坝身泄水底孔或底孔尚不能胜任时（如三门峡水库，除底孔外，又续建两条净高达13m的大断面泄洪冲沙隧洞）。
（2）虽完全可以布置坝身泄水道，但采用坝外泄水建筑物的技术经济条件更有利时，也会用坝外泄水建筑物。
如：①有适于修建坝外溢洪道的理想地形、地质条件，如刘家峡水利枢纽高148m的混凝土重力坝除坝身有一道泄水孔外，还在坝外建有高水头、大流量的溢洪道和溢洪隧洞；②施工期已有导流隧洞，结合作为运用期泄水道并无困难时。
岸边溢洪道按泄洪标准和运用情况，可分为正常溢洪道（包括主、副溢洪道）和非常溢洪道。
正常溢洪道的泄流能力应满足宣泄设计洪水的要求。
超过此标准的洪水由正常溢洪道和非常溢洪道共同承担。
正常溢洪道在布置和运用上有时也可分为主溢洪道和副溢洪道，但采用这种布置是有条件的，应根据地形、地质条件、枢纽布置、坝型、洪水特征及其对下游的影响等因素研究确定，主溢洪道宣泄常遇洪水，常遇洪水标准可在20年一遇至设计洪水之间选择。
大坝水利枢纽布置及泄水建筑物设
大坝水利枢纽布置及泄水建筑物设计一、大坝水利枢纽布置1. 大坝的选择与布置大坝是水利工程中的重要组成部分，它主要用于拦截水体形成蓄水库，并提供稳定的水源供应。
在选择大坝的位置时，需要考虑以下几个因素：•地质条件：大坝的建设需要稳定的地质条件，通常选择坚硬的岩石或者厚实的黏土作为基础。
•水文条件：需要确定大坝所处水体的水源情况、水流量等方面的信息，以便确定大坝的高度和长度。
•地貌条件：选择地貌平坦或者适宜建设的地点，以便降低施工难度。
•经济条件：综合考虑建设投资、运营成本等经济因素，选择最优的建设方案。
大坝布置主要包括坝体主体和附属结构的设置。
坝体主体主要包括溢洪道、放空洞、冲击坎、溢流堰等构筑物，它们的布置应根据大坝水文、地质等条件灵活选择，以保证工程的安全性和可靠性。
2. 溢洪道溢洪道是大坝工程中的重要泄水结构，主要用于在洪水来临时，将多余的水流引导至安全地点，以保证大坝的安全运行。
溢洪道的选择和设计需考虑以下几个因素：•洪水流量：根据设计洪水，确定溢洪道的设计流量。
•洪水过程：了解洪水的流量变化过程，确定溢洪道开启和关闭的时机。
•溢洪流型：根据溢洪流型选择适当的溢洪道形式，如自由溢流式、控制溢流式等。
溢洪道的设计要满足以下几个基本要求：•正常下泄：确保大坝正常下泄的能力，以确保水库的正常运行。
•洪水安全：在设计洪水下，能够安全、稳定地排洪，保证大坝的安全。
•通行交通：考虑溢洪道安全通行和溢洪水对下游的交通影响，确保交通畅通。
•砂淤处理：要考虑溢洪道对砂淤的影响，采取相应的疏浚措施，确保溢洪道的畅通。
二、泄水建筑物设计1. 泄水建筑物的类型泄水建筑物是大坝工程中的重要组成部分，它主要用于控制和调节水库的出流，以维持一定的水位和水流量。
根据不同的用途和功能，泄水建筑物可以分为以下几种类型：•泄洪道：用于控制洪水的泄洪，通常位于大坝的下游，通过调节泄洪流量，防止洪水对下游产生影响。
•底孔排水孔：用于控制水库的水位，通过开启或关闭排水孔，可以调节水位，以满足水库的用水需求。
2水库工程图纸要求
水库工程图纸要求一、综合说明1、河流流域和工程地理位置示意图除图集中附图外，该图要附在报告的综合说明一章最前面，为A4或A3图，一般采用相应比例尺的水系图或1：5万地形图剪裁。
二、工程地质（1）各比较方案工程地质图；（2）挡水建筑物、泄水建筑物及输水建筑物地质纵横剖面图；（3）天然建筑材料场分布图天然建筑材料场分布图附于报告的地质相应章节中。
三、工程任务与规模1、工程总体布局示意图；该图一般用1：10000地形图绘制，除图集中附图外，还应附于工程任务与规模章节的最后面。
2、水位-库容-面积曲线图；一般绘制为A2或A3图，除附于图集中外，还应附于工程任务与规模章节的相应位置。
3、水库水位与泄水建筑物泄水能力泄流曲线图；一般为A4图，附于报告中。
4、水库调洪过程示意图；一般为A4图，附于报告中。
四、工程布置及建筑物1、工程总布置图（1）坝址比较方案工程总布置图新建工程，一般有坝址比选，需附比选方案布置图；对于没有坝址比选及除险加固工程，不需该图。
（2）确定坝址总体布置方案比较图（3）选定工程总布置图建设项目总平面布置图也称“总体布置图”、“总平面图”，指按一定比例绘制的，表示建筑物、构筑物方位、间距以及道路、管道网、绿化、竖向布置和基地邻界等情况的图纸。
它是在画有等高线或加上坐标方格网的地形图上，画上原有的和拟建的建筑物、构筑物外轮廓的水平投影，以反映建筑物、构筑物的平面形状、位置、朝向、相互关系和与周围地形、地物的关系，表明建设工程的总体布局。
建设项目总平面布置图的主要内容包括：①指北针、风向玫瑰图；②坐标网、地形等高线及测量成果表；③建筑物控制点坐标、用地范围转角坐标、道路交叉坐标，建筑物轴线及沿轴线桩号；④建筑物标高，道路交叉点标高、道路纵向坡度；⑤地基开挖开口线；⑥道路绿化带、网的位置；⑦建筑物、构筑物一览表；⑧工程特性表（见可研或初设编制规程附录B）及图例、说明、图签等。
图纸说明中应明确:①坝址地形图高程系统（黄海高程），座标系统（北京座标系或假设座标），测图单位（本院测量队），测图时间（年月），等高距等基本数据；②工程洪水标准（包括设计洪水、校核洪水）及其峰值；2、建筑物平面图和剖视（面）图等包括挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物平面布置图、纵横剖面（视）图、立面图及必要的一些大样图等。
水库土石坝设计
工程泄洪建筑物有溢洪道和导流泄洪洞。溢洪道净宽60米，分设5孔闸门，每孔闸门净宽12米，堰顶高程762米。通过施工导流、拦洪、泄洪度汛、非常时期放空水库以及在可能情况下有利于排沙等方面的综合分析和比较，泄洪洞洞径确定为8米，进口底高程703.35米。
土石坝按坝高分为：低坝、中坝和高坝。按其施工方法分为：碾压式土石坝；冲填式土石坝；水中填土坝和定向爆破堆石坝等。碾压式土石坝是应用最为广泛的一种坝型。按照土料在坝身内的配置和防渗体所用的材料种类，碾压式土石坝有以下几种主要类型：
1、均质坝：坝体断面分防渗体和坝壳，基本上是由均一的黏性土料（壤土、砂壤土）筑成。
坝址区基岩以紫红色、紫灰色细砂为主，间夹砾岩、粉沙岩和少数砂质页岩。地层岩相变化剧烈，第四系除灰度不大的砂层、卵石层外，主要是黄土类土，在大地构造上处于相对稳定区，未发现有大的断裂构造迹象。
坝址区左岸有一大塌滑体，体积约45×104m3, 对工程布置有一定影响。
本区地震基本烈度为6度，建筑物按7度设防。
本次我们的任务是设计挡水坝枢纽工程。
第二节 基本资料
一、地形和地质图
ZF坝址区地形图见附图5，ZF土坝坝线工程地质剖面图见附图6。
二、库区工程地质条件
库区附近分水岭高程均在820m 以上，基岩出露高程，大部分在800m 左右，主要为紫红色砂岩，间夹砾岩、粉沙岩和砂质页岩。新鲜基岩透水性不大。未发现大的构造断裂，水库蓄水条件良好。
QH河为山区性河流，两岸居民及耕地分散，除库水位以下有一定淹没外，浸没问题不大，库区也未发现重要矿产。
水利水电工程毕业设计_水利枢纽布置及泄水建筑物设计
XX理工大学毕业设计（论文）题目XXXX水利枢纽布置及泄水建筑物设计专业水利水电工程班级学生指导教师XXXX水利枢纽工程布置及泄水建筑物设计摘要XXXX水库坝址位于汉江支流玉带河下游，该水库是以供某工厂工业用水为主，兼补偿下游农田灌溉用水，以及防洪、发电、养鱼等综合利用水利枢纽工程。
本次毕业设计分析了坝址的地形和地质条件，对比几种坝型最终选取常态混凝土重力坝和坝轴线并进行了枢纽布置。
枢纽建筑物包括泄水建筑物、挡水大坝、底孔、供水管道和电站等。
然后对该工程的溢流坝及底孔的形式和消能及防冲进行了设计。
坝体剖面的稳定和应力计算，荷载组合取了基本组合和特殊组合两种不同的情况，以正常蓄水位时的荷载组合作为基本组合；以校核荷载和地震荷载作为特殊组合。
设计中选取了坝基面和廊道底部截面作为计算截面，对坝体的两种稳定和强度都进行了计算，结果都满足要求。
本次设计的主要成果有：设计说明书1份，设计图纸6张以及其他相关附图附表等。
关键词：常态混凝土重力坝；溢流坝；底孔；设计。
Copper cash dam water conservancy hub project layout andWater discharge building designABSTRACTCopper cash dam located in hanjiang river dam site tributary jade belt linked to the downstream,the reservoir for a factory in industrial water is given priority to,and compensation of farmland irrigation water downstream, and flood control,power generation,fish,and other comprehensive use of water conservancy hub project.The graduation design analysis of the dam site topographical and geological conditions,compared several dam type selection ultimately normal concrete gravity dam and dam axis and the general layout.Hub buildings including outlet structure,Block water dam,underport,Water supply pipe and power stations.Then the spillway and bottom outlet in the form of engineering and the energy dissipationand scour protection design.The stability of the dam profile and stress calculation,the load combination to take thebasic combinations and special combination of two different situation,normal water level of theload combination as the basic combination;c hecking loads and seismic loads as special combinations.In the design of the dam foundation and corridor on the surface as the section at the bottom section on the dam two stability and strength are calculated,the result is meet the requirements.The design of the main achievements are:a design specifications,design drawings and other relevant drawings six pictures schedule,etc.Keywords:normal concrete gravity dam;Overflow dam;underport;Design.前言毕业设计是学生综合应用在校所学的知识、结合工程实际，进行一次系统的、有机的解决工程实际问题的实践性环节，其目的是巩固课本的专业知识，并使之系统化，培养学生综合应用所学知识解决实际问题的能力，并初步掌握设计水利枢纽工程的内容、原则、方法和步骤，进一步提高学生设计、计算、绘图和编写说明书的能力等。
泄水建筑物分类功能与案例讲义
•流溪河拱坝
•滑雪道式
适用于下泄流量较 大，要求下泄水流落 点远离坝址，或利用 厂房顶溢流的拱坝。
我国已建的乌江渡 重力拱坝、东江拱坝、 紧水滩拱坝等都采用 了这种形式。
•乌江渡拱坝
七、溢流坝的下游连接
1.挑流消能
2.底流消能
2.底流消能
3.面流消能
4.消力戽消能
4.3坝身泄水孔
•S2斜率= 1:4、5、6（检修门 后）
无压泄水孔
–2）无压段
• 洞顶净空
– 孔顶矩形：净空高度=（0.3-0.5） h max不掺气
– 孔顶拱形：拱脚距水面高度= （0.2-0.3） h 不掺气
• 底坡i
– 直线：i>ik – 抛物线：y=15.5y1/2 或y=x2/6H H—工作闸门孔口中心线处水头
实践证明：可能出现的最大洪水比设计中采 用的 万年一遇的洪水还要大，其原因：
1、设计采用的万年一遇洪水是调查资料经过 处理后得到的，历史上是否出现过比这更 大的洪水，很难说
2、人类对生态环境的破坏，尤其是乱砍滥伐 森林，使洪水径流、汇流的时间更短，洪 水更集中，峰值更大。
为此，从工程安全和经济利益全面考虑， 大中型水库除有正常（主要）溢洪道之外， 加设非常（辅助）溢洪道是非常必要的。
一、重力坝的泄水孔
1.作用：预泄水库、排沙、导流、发电供水 2.工作条件：孔内流速高，易引起空蚀、闸门振 动，孔道体形设计重要；深水闸门水压力大、启 闭力大，门体结构、止水、启闭设备复杂，检修 不便。
3.类型：
• 1）按所处高度分：中孔、底孔 • 2）按布置层数分：单层、双层 • 3）按流态分：有压、无压
无压泄水孔
–3）通气孔二个
– 检修门后通气孔、平压管同于 有压孔
水闸施工导流—导流建筑物设计
1.不过水土石围堰 2.过水土石围堰 3.混凝土围堰 4.钢板桩格型围堰 5.草土围堰
导流建筑物设计
（三）围堰的平面布置与堰顶高程
1.围堰的平面布置 围堰的平面布置一般应按导流方案、主体工程的轮廓和对围堰提出的 要求而定。 2.围堰的堰顶高程 堰顶高程取决于导流设计流量及围堰的工作条件。 下游围堰的堰顶高程由下式决定：
导流建筑物设计
四、导流方案选择案例
（一）明渠导流典型实例
1、工程概况 水口水电站位于闽江干流的常年通航河段。坝址处河床宽约 380m，水深约6～lOm，覆盖层一般为8～10m，最厚达20m以上。 枢纽工程从右岸到左岸依次为右岸升船机及船闸、河床溢流坝段、左 岸引水坝段ห้องสมุดไป่ตู้坝后厂房。 2、导流方案选择 为满足导流及通航要求，结合枢纽布置，并考虑河床水深较大、 覆盖层深厚，不利于修建纵向围堰的特点，初期导流采用右岸大明渠 方案。
分期导流布置示意图
（b ） (a) 二期施工；(b) 三期施工Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ—表示施工分期
导流分期与围堰分段示意图
导流建筑物设计
二、围堰工程
围堰是导流工程中的临时 挡水建筑物，用来围护施工基 坑，保证水工建筑物能在干地 施工。在导流任务完成以后， 如果围堰对永久建筑物的运行 有妨碍或没有考虑作为永久建 筑物的一部分时，应予拆除。
导流建筑物设计
三、导流建筑物的选择
水利水电施工导流方式包括各施工阶段导流泄水建筑物的型式、 布置及导流程序。导流方式主要取决于坝型及地形、地质条件，导流 流量的大小也有重要影响，一些位于通航河流的工程还必须妥善解决 施工期间的航运问题，不少河流还有漂木要求。
施工导流方式一般有分期围堰导流、明渠导流和隧洞导流。在施 工过程中根据需要还可采用永久泄水建筑物导流等。
土石坝泄水建筑物布置及体型设计
土石坝泄水建筑物布置及体型设计摘要:通过分析某大中型土石坝水库的泄水建筑物工程特点，我们从工程所在区自然环境、地形特征、泄水建筑物水力因素等着手分析，对该过程泄水建筑物的布置及体型设计做了系统的论述与完善，妥善的处理了泄水建筑物布置及泄洪问题，能够达到枢纽所要求的各种项目内容。
关键词: 土石坝; 水工模型试验; 泄水建筑物; 布置; 设计前言这些年来，由于我国水库工程的逐渐发展进步，水库大坝工程对于我国的防灾减患和国民经济发展有着极大的影响。
然而还是有部分水库在发展期间，也存在着很多问题，如泄水建筑物设计不合理，防洪性能差等，只要出现问题，不仅会影响到人们的生产生活，还会制约我国水利工程的发展。
以下我们来对土石坝泄水建筑物的布置设计相关因素进行详细探讨：1工程概况某土石坝水库属红河水系，水库径流面积5.8 k㎡，距县城7㎞。
是一座以灌溉为主，兼顾人畜饮水及下游防洪综合利用的中水库工程。
工程总投资105万元。
水库在1992年10月进行投建，1993年8月完工。
拦河坝工程都是均质坝，设计灌溉面积12.22万亩，总库容为1280万m3，兴利库容1266万m3，校核洪水位1193.7m,设计洪水位1193.2m，正常蓄水位1193.0m，死水位1176.0m，输水建筑物设立在左岸，为有压涵洞，坝下埋管，坝后放水，溢洪道布置于右岸，为开敞式正槽溢洪道，进口设有闸墩和闸板，必要时可以供水，增加蓄水量，水库主要灌溉周边1250万亩农田地，承担供给约3000人、2000头大牲畜的饮用水。
水库各建筑物抗震程度在Ⅶ度。
大坝设计洪水重现期为 50 年( P = 2%) ，相应洪峰流量 275 m3 / s; 校核洪水重现期为 1000 年( P= 0. 1%) ，相应洪峰流量 478 m3 / s;消能防冲设计洪水重现期为 30 年一遇，相应洪峰流量 242 m3 / s。
在水库除险加固项目中，水文资料的收集和整理是很重要的环节，一般内容就是对水库实施防护标准复核，复核原设计的堤坝防洪要求和设计洪水是否要调整，水库大坝的抗洪性是否符合我国当前的标准规定，设计的最大下泄量能否安全下泄。
茅坪溪土石坝设计说明书
目录1设计基本资料 (1)1.1工程概况 (1)1.2水文气象 (1)1.3地形地质条件 (1)1.4毛坪溪防护大坝 (2)1.4.1 设计标准 (2)1.4.2 平面布置 (2)1.5其它设计资料 (2)1.5.1 工程特征水位 (2)1.5.2 地震烈度 (2)1.5.3 筑坝材料的技术指标 (2)1.6设计内容与要求 (4)1.6.1 设计目的 (4)1.6.2 设计内容 (4)1.6.3 设计成果 (4)2 坝址及坝型的选择 (5)2.1 坝址的选择 (5)2.2坝型选择 (5)3 坝工设计 (7)3.1 坝顶高程 (7)3.2坝顶宽度 (9)3.3 坝坡 (9)3.4 防渗体设计 (9)3.5 排水设备 (10)4 渗流计算 (11)4.1 设计说明 (11)4.1.1 土石坝渗流分析的任务 (11)4.1.2 渗流分析的工况 (11)4.1.3 渗流分析的方法 (11)4.2 渗流计算 (11)4.2.1 基本假定 (11)4.2.2 水力学分析方法 (11)4.3总渗流量计算 (13)4.4渗流稳定结果分析 (17)4.4.1 正常蓄水位下渗流稳定分析 (17)4.4.2 校核洪水位下渗流稳定分析 (18)5 土石坝坝坡稳定分析及计算 (19)5.1设计说明 (19)5.1.1设计任务 (19)5.1.2计算工况 (19)5.1.3 计算方法 (19)5.2 .稳定计算 (20)5.2.1基本原理与计算方法 (20)5.2.2上游水位大约在坝底以上1/3坝高处的上游坝坡 (22)5.2.3 其他工况的稳定计算 (26)5.2.3.2 最危险滑弧位置的确定 (27)5.3 沉降量计算 (44)5.3.1基本假定 (44)5.3.2方法与步骤 (44)5.3.3坝基沉降量计算 (45)6. 土石坝细部构造设计及土料的选择 (48)6．1坝顶 (48)6.2护坡 (48)6.3 排水体 (50)6.4坝体与坝基防渗设计 (51)6.5土石坝土料的选择 (51)6.5.1 坝壳对土石料要求 (51)6.5.2防渗体对土石料的要求 (51)6.5.3 排水设施和护坡的结构布置 (52)6.5.4 反滤层的结构布置 (52)7.地基处及裂缝处理 (53)7.1 坝基清理 (53)7.2 土石坝的防渗处理 (53)7.3 土石坝与坝基的连接 (53)7.5裂缝处理 (53)8. 工程量计算 (55)8.1 坝基开挖工程量计算 (55)8.2 坝体工程量计算 (55)参考文献 (57)谢辞 (58)1设计基本资料1.1工程概况茅坪溪防护工程的缘由：茅坪溪是长江上的小支流，其出口位于三峡大坝上游约1km 的右岸。
面板堆石坝泄水建筑物设计
溢洪道设计 流量校核 3702m ³/s 设计 2660m ³/s1、进水渠为引流平顺，其进口形状做成喇叭口，为减小损失其长度不宜过长。
由于是在基岩上，引流段截面设计为接近矩形的梯形，边坡为1:0.5,。
由于溢洪道位于破碎带上，F17断层由此经过，渗漏稳定问题严重，应采用混凝土砌护兼做防渗铺盖，一般厚度0.3~0.5m ，不设止水、排水或锚筋，本设计取衬砌厚度0.4m 。
2、控制段通过调洪演算，溢流堰顶高程为598m ，堰上最大水头为max H =607.35 -598=9.35m ，则堰上定性水头d H =(0.65~0.85)max H =6.0775~7.9475m ，所以可以取堰上定性水头d H =7m 。
取流量系数为0.45，d H P 1=0.2，d H H 0=0.6。
所以1P =1.4m ，0H =4.2m 。
下游堰高P 2应大于0.6H d ，由调洪演算可知，溢流堰净宽65m ，闸孔数为5，闸门采用弧形闸门，闸门孔宽高为13×10m ，一般，对于露顶弧形闸门来说，其弧面半径R=（1.1~1.5）h ，故半径R 可取为7.15~9.75m ，初步拟定为9m 。
闸墩厚度设为1.5m ，共设4个。
边墩厚度设为2.5m 。
溢洪道总宽B=b+(n-1)D=65+4×1.5=71m 。
闸墩顶高程=校核洪水位+安全加高=607.35+0.4=607.75m 确定堰面曲线根据规范及工程经验，堰顶上游采用三圆弧曲线，下游为幂曲线，如图 所示。
幂曲线方程为;y H x d 85.085.12=故可的得幂曲线方程为：85.10956.0x y =其中： 1R =0.5d H =3.5m ；2R =0.2d H =1.4m ； 3R =0.04d H =0.28m ；1L =0.175d H =1.225m ； 2L =0.276d H =1.932m ； 3L =0.282d H =1.974m ；堰面曲线坐标计算表X 0.511.5 22.533.544.555.56Y0.03 0.10 0.20.34 0.52 0.73 0.97 1.24 1.54 1.88 2.24 2.63剖面衔接计算直线段和堰面曲线切点xc 、yc 确定溢流堰顶部曲线的长短对流量系数有一定的影响，当堰面曲线长度不足以保持标准实用堰的外形轮廓时，流量系数将受到影响而降低。
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M讨aterials________________________
第204137卷年第33
期 月
土石坝泄水建筑物布置及体型设计
韩艳
(德阳润成工程咨询有限公司，四 川 德 阳 618000)
钢筋混凝土。
泄 槽 段 水 平 长 度 I48.5〇m ，宽 由 19. 00 m 渐 变 至 9. 00 m ，渐 变 段 长 49. 50 m。泄槽 底 坡 为 i =1:3.0,泄槽边墙经计 算 高 3. 00 m ，采 用直立式，厚 100 cm,泄 槽 底 板 厚 50 cm，均 米 用 C2 0 混凝土衬撤。
置 及 泄 洪 消 能 问 题 ，可 满 足 枢 纽 所 承 担 的 各 项 任 务 要 求 ,
关 键 词 ：土石 坝 ；水 工 模 型 试 验 ；泄 水 建 筑 物 ；布 置 ；设 计
中图分类号:TV65
文献标志码:B
文章编 号 ：1672 - 4011 (2017)03 - 0050 - 02
DOI ：10. 3969/j.issn.1672 -4011. 2017. 03. 027
2 洪水调节资料
该 工 程 不 设 汛 期 限 制 水 位 ，调 洪 时 拟 从 正 常 蓄 水 泣 起
调 ，在涨水段控制闸门开度按泄流能力与人库洪水之小值下
泄 ，立 至 闸 门 全 开 ，当 洪 水 位 达 到 5 0 年 一 遇 设 计 洪 水 位
992. 81 m 时 ，放空f t 洪隧洞全开泄流，退水段按自由泄洪，直
1 工程概况
某 土 苔 坝 水 库 是 一 座 以 灌 溉 、城 镇 供 水 为 主 ,兼 有 灌 区
人畜供水的中型水利工程。设 计 灌 溉 面 积 12. 2 2 万 亩 ，水库
正 常 蓄 水 位 991 5〇 m ，总 库 容 IM O 万 m3，最 大 坝 高
51. 50
水库枢纽工程包括拦河大坝、溢 洪 道 、放 空 泄 洪 （导 流 ）
m 采 用 底 流 式 消 能 ，原 设 计 消 力 池 深 4. 00 ，池 长 40. 00 m ，底 板 厚 1. 00 m ，采 用 C2 0 混凝土衬砌，底板高程939. 00m0 边墙采用衡重式，墙 痛 11.00 m ，顶 高 程 950. 00m ，顶 宽 1.00 m ，底 宽 3.00 m ，衡 童 台 宽 2. 10 m ，上 墙 和 下 墙 坡 比 均 采 用 1 C :0. 3,采 用 2 0 混 凝 土 衬 砌 。消 力 池 后 由 尾 水 渠 与 河 床 相 C 接 ，尾水渠底板和边墙均采用 2 0 混凝土衬砌，底 板 厚 30. 00 cm,边 墙 厚 100. 00 cm,尾水 渠 长 3〇.00 mQ
• 50 •
道下泄流M 226 m3/sfi
3 泄水建筑物结构设计
3.1 溢洪道结构设计
溢 洪道布置在左坝肩，由进水渠、控 制 段 、泄 槽 段 、消能
段组成a 鐘调洪 演 算 ，原 设 计 溢 流 堰 堰 高 程 988. 50 m ，采用 有闸控制宽顶堰，溢 流 净 宽 15.00 m ，溢 洪 道 长 367. 29 m ，进 m 水渠底宽与闸室控制段相同，为 19.00 ，进水渠采用矩形断 面。进 水 渠 长 133. 79 m。底 板 厚 30 cm,采 用 C2 0 混凝土衬 砌 ，边墙厚1〇〇 cm,采 用 C2 0 混凝土衬砌。
洪水位（？= 2 % ) 为 9 9 2 . 8 1 111，相应最大下泄流量245 1113/3,
其 中 溢 洪 道 下 泄 流 量 245 m3/s ;消 能 防 冲 洪 水 位 （ P = 3. 3 3 % )为 991 59 m ，相应最大下泄流量2 % m3/ s ，其中溢洪
收 稿 日 期 =2017-01 -11 作 者 简 介 : 韩 艳 （1983 - ) ，女 ，陕 西 洛 南 人 ，工 程 师 ，主 要 从 事 水 利 水 电 工 程 结 构 设 计 。：
摘 要 ：基 于 某 中 型 土 石 坝 水 库 枢 纽 工 程 泄 水 建 筑 物 水 工 模
型 试 验 成 果 ，从 工 程 自 然 条 件 、地 形 地 质 条 件 、泄 水 建 筑 物 水
力 条 件 等 因 素 出 发 ，对 该 工 程 泄 水 建 筑 物 的 布 置 、体 型 设 计
进 行了方案调整和优化。较 好 地 解 决 了 枢 纽 泄 水 建 筑 物 布
隧 洞 、取 水 隧 洞 等 建 筑 物 ; 拦 河 大 坝 采 用 沥 青 混 凝 土 心 墙 堆
石 坝 ，溢洪道布置在大坝左岸，放 空 泄 洪 （导 流 ）隧洞位于左
岸 溢 洪 道 和 大 坝 之 间 ，大 坝 设 计 洪 水 重 现 期 为 5 0 年 （ P = 2 % ) ，相应洪峰流量275 m3/ s ;校核洪水重现期为1000年 (P =0. 1 % ) ，相应洪 峰 流 量 478 m V s;消能防冲设计洪水重现 期 为 3 0 年 一 遇 ，相应洪峰流量242 m3/ s0
控 制 段 长 15.00 m ，宽 19.00 m ，顶 部 高 程 993. 90 m ，设 m 工作门和交通桥。溢 流 堰 堰 顶 高 程 为 988. 50 。设三孔闸 门 ，中墩厚2.00 m ，中 墩 前 后 均 为 半 园 形 ，半 轻 R = 1.00 m。 边 墩 顶 厚 2.00 闸 底 板 厚 2.00 m ，闸墩、底 板 均 采 用 C20
至水库消落回正常蓄水位^
根据溢洪道的地形条件，为 减 少 开 挖 ，并 尽 增 加 溢 流
堰的泄流能力，经综合分析研究，溢 流 堰采用宽顶堰，原设计
堰 顶 高 程 988. 50 m ，初 拟 溢 流 净 宽 15. 00 m ，设 3 孔平面钢闸 门 ，闸 门宽5.00 m ，进行洪水调节计算，确 定 水 库 校 核 洪 水 位 （ P = 〇. 1 % ) 为 993. 46 m ，相应最大下泄流量420 m V s，其中溢洪道下泄 流 量 300 m3/ s ，放 空 泄 洪 隧 洞 下 泄 流 輦 Q = 120 m V s;设计