重力坝毕业设计

目录
前言............................................ 错误!未定义书签。

第一部分设计说明书
1基本资料 (1)
1.1自然条件及工程 (3)
1.2坝址与地形情况 (1)
1.3水库规划资料 (3)
2枢纽布置 (4)
2.1 枢纽组成建筑物及其等级 (4)
2.2枢纽布置 (5)
3洪水调节 (5)
3.1基本资料 (5)
3.2洪水调节基本原则 (6)
3.3调洪演算 (6)
4非溢流坝剖面设计 (9)
4.1设计原则 (9)
4.2剖面拟订要素 (9)
4.3抗滑稳定分析与计算 (11)
4.4应力计算 (12)
5.溢流坝段设计 (13)
5.1泄水建筑物方案比较 (13)
5.2工程布置................................. 错误!未定义书签。

5.3溢流坝剖面设计 (14)
5.4消能设计与计算 (14)
6细部构造设计 (15)
6.1坝顶构造 (15)
6.2廊道系统 (15)
6.3坝体分缝 (16)
6.4坝体止水与排水 (17)
6.5基础处理 (18)
第二部分设计计算书
1.调洪演算 (25)
1.1调洪演算的目的 (25)
1.2调洪演算的基本原理和方法 (25)
1.3调洪的基本资料 (27)
1.4调洪演算的过程计 (27)
1.5调洪计算结果 (40)
2坝体剖面设计 (40)
2.1非溢流坝段计算 (40)
2.2溢流坝剖面设计 (43)
2.3下游消能设计 (47)
2.4 WES堰面水面线计算 (49)
3.荷载计算及组合 (53)
3.1抗滑稳定分析 (53)
4.稳定分析. (60)
5.应力分析 (62)
5.1弯矩计算 (62)
6.应力分析计算 (65)
参考文献 (68)
致谢 (69)
某某重力坝毕业设计
前言
本次毕业设计是根据根据教学要求，对水利水电专业本科毕业生进行的最后一项教学环节。

本毕业设计内容为宁溪水利枢纽工程，它基本包括了一般水利枢纽所需进行的坝工初步设计的全过程。

某某水电站位于贵州省东北部沿河县境内，系乌江干流规划开发的第七个梯级，上游120.8公里为思林水电站，下游7公里为沿河县城。

沙沱水电站以发电为主，兼顾航运、防洪及灌溉等任务。

某某坝址控制流域面积54508平方公里，多年平均流量951立方米/秒。

初拟电站正常蓄水位365米，汛期限制水位351米（6—8月），死水位350米。

水库总库容6.31亿立方米，调节库容4。

13亿立方米，电站装机容量100万千瓦，与构皮滩水电站联合运行保证出力35.66万千瓦，多年平均发电量38.77亿千瓦时，机组年利用小时3877。

枢纽工程拟建垂直升船机，设计可通航500吨机动驳，2020年过坝货运量按193.2万吨(其中下水173.6万吨)规划.电站枢纽为二等工程,主要水工建筑物为二级建筑物。

此工程建成后可以保护广大的农田和城镇，免受洪水和渍涝灾害，从而减免国民经济的损失，具有很好的社会经济效益。

大坝为混凝土实体重力坝，坝顶高程为368.05m，最大坝高88.05m。

泄洪坝段位于河床中部，两侧为挡水坝段。

电站采用右岸引水式，水库的防洪库容，可满足本工程2000年防洪标准。

设计的基本内容包括枢纽总述，坝型选择及枢纽布置，主要建筑物的设计与计算，细部构造设计及地基处理等。

根据设计总要求，设计内容偏重于坝型选择与主要建筑物的设计，而由于时间关系对建筑物中电站厂房坝段的设计及施工导流设计两部分设计这里不进行叙述。

本书在阐述过程中，尽可能的配置了许多的插图、附表和附录，以供参阅。

本次设计期间要特别感谢指导老师吴海林老师的悉心指导。

由于时间仓促，限于本人的水平以及以前从未进行过工程实践缺乏经验，特别是对本设计的工程所在地也未进行过实地考察，因此，书中如有不当和错误之处，恳望各位老师和读者谅解予以指正。

第一部分设计说明书
1基本资料
1.1自然条件及工程
某某水电站位于贵州省东北部沿河县境内，系乌江干流规划开发的级，上游120.8公里为思林水电站，下游7公里为沿河县城。

乌江是典型的山区河流，全长
1037公里(其中贵州境内为874公里)，干流天然落差2124米，平均比降2.05‰。

乌江流域地势由西南向东北倾斜，东西向高差大，流域面积87900平方公里，在贵州境内有67500平方公里。

自河源到乌江渡，定为乌江上游，长448公里，这段河道河谷深切，纵坡陡峻，伏流众多，洪枯水位变幅特大。

从乌江渡到沿河县城为乌江中游，长346公里，河道穿行于深山谷之中，礁石林立，滩险密布，有名的璇塘天生桥镇天洞、一子三滩号称“四大天险”，均在此段。

从沿河县城到重庆市的涪陵河口为乌江的下游，长243公里，此段河道河谷宽窄相间，两岸多有田地分布，农田和居民点较为集中。

本流域属亚热带季风气候区。

冬季主要受西伯利亚冷气流的影响，夏季受印度洋孟加拉湾的西南暖湿气流和西太平洋的海洋性气侯影响。

流域内雨量丰沛，某某坝址以上流域多年平均降水量为1091.0mm。

多年平均水面蒸发量为753.8mm，年际之间相差较大，年内各月也相差很大。

多年平均相对湿度一般在76%以上。

多年平均风速为0.7m/s，实测最大风速为25m/s，相应风向为E。

多年平均远近雷暴日为46.5日，七月份最多为9.0日。

沿河站气温统计表见表1-7。

沿河站地温水温统计表见表1-8。

注：表中地温为沿河站统计，水温因沿河站无水温观测资料，根据上游思南水文站统计。

1.2坝址与地形情况
坝址处河床狭窄,（普通洪水流量时）死河滩，坝址附近河床坡度甚陡，水流湍急，有小瀑布，右岸地势较高，左岸地势较低，有起伏之山头。

坝址处为震旦纪砂岩。

左岸风化较严重，深达3 ~ 4m，且夹有页岩。

水层岩岩层为向斜层之一翼微倾向上游。

坝址处水流急，故无砂卵石等淤积物。

无侵蚀地下水。

附近曾发生6级地震，设计应按7级进行考虑。

1.3水库规划资料
2枢纽布置
2.1枢纽组成建筑物及其等级
2.1.1根据枢纽的任务确定枢纽组成建筑物
根据某某水电站以发电为主，兼顾航运、防洪及灌溉等任务，故需的永久建筑物包括挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、开关站、通航建筑物。

为便于施工，还需要导流建筑物、施工围堰等临时建筑物。

2.1.2确定建筑物等级
根据已知条件：正常蓄水位365m,对应库容7.70亿m，水库总库容9.10亿m3，3水库装机容量1.120千W，按表2-1知水库属Ⅱ等大（2）型工程，主要建筑物拦河坝、溢流堰、拉沙底孔为2级建筑物，查2-2知主要建筑物等级为Ⅱ级时，相应的
次要建筑物等级为3级，则引水道、消能防冲、导墙、挡墙为3级，厂房按装机也
属3级，导流围堰、明渠等临时建筑物为4级。

2.2枢纽布置
2.2.1布置原则：
根据坝址的建坝条件，枢纽布置主要考虑以下原则：
（1）坝址洪水洪峰流量大，且河谷狭窄，所以要求尽可能加宽溢流前缘，减少单宽流量，以便泄洪安全可靠，上下游流态好，不影响个建筑物的正常运行。

（2）应积极稳妥地采用先进技术，尽量减少工程量，节省工程投资，以便加快施工进度，缩短施工工期，争取提前发电。

（3）在枢纽布置时，引水系统应优先考虑坝式进水口，做到管理运行方便，缩短引水隧洞长度，尽可能不设调压井，厂房尽可能布置在完整的基岩上，特别要注意厂后边坡的稳定。

2.2.2枢纽的总体布置
拦河坝在水利枢纽中占主要地位。

在确定枢纽工程位置时，一般先确定建坝河段，再进一步确定坝轴线，同时还要考虑拟采用的坝型和枢纽中建筑物的总体布置，合理解决综合利用要求。

一船地，泄洪建筑物和电站厂房应尽量布置在主河床位置。

供水建筑物位于岸坡。

(1)溢流坝的布置。

溢流坝的位置应使下泄洪水、排冰时能与下游平顺连接．不致冲淘坝基和其他建筑物的基础，其流态和冲淤不致影响其他建筑物的使用。

(2)泄水孔的布置。

泄水孔一般设在河床部位的坝段内，进口高程、孔数、尺寸、形式应根据主要用途来选择。

狭窄河谷泄水孔宜与溢流坝段相结合，宽敞河谷二者可分开；排沙孔应尽量靠近发电进水口，船闸等需要排沙的部位。

(3)非溢流坝的布置。

非溢流坝一般布置在河岸部分并与岸坡相连，非溢流坝与溢流坝或其他建筑物相连处，常用边墙、导墙隔开。

连接处尽量使迎水面在同一平面上，以免部分建筑物受侧向水压力作用改变坝体的应力。

在宽阔河道上以及岸坡覆盖层、风化层极深时，非溢流坝段也可采用土石坝。

3洪水调节
3.1基本资料
3.1.1洪水过程线的确定
本设计中枢纽主要任务是发电，兼做防洪之用，所以必须在选定水工建筑物的设计标准外，还要考虑下游防护对象的防洪标准。

由资料知混凝土坝按500年一遇（P=0.2%）洪水设计，2000年一遇（P=0.05%）洪水校核。

绘出设计洪水过程线和校核洪水过程线：
图3.1 校核洪水过程线
图3.2 设计洪水过程线
3.1.2相关曲线图
图3.3 水位容量关系曲线图
3.2洪水调节基本原则
在已确定选择混凝土实体重力坝的情况下，从提高泄流能力，便于运用管理和闸门维修，节省工程投资角度出发，泄洪方式以坝顶泄流最为经济。

故按坝顶溢流的方式进行洪水调节计算，以确定坝顶高程和最大坝高。

调洪演算采用半图解法。

3.2.1确定工程等别和级别
根据SDJ12-78《水利水电工程枢纽等级划分和设计标准（山区、丘陵区部分）》结合宁溪枢纽所给定的特征水位和基本资料，通盘考虑水库总库容、防洪效益、装机容量等因素，该工程为二等大型工程，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。

由表3-2-1可知永久性建筑物设计洪水标准为：正常运用（设计）洪水重现期为500年，非常运用（校核）洪水重现期为2000年。

3.2.2水库防洪要求
本水库的设计标准为500年，校核标准为2000年，某某水库洪水调节除保证本工程设计标准以外，还担负着提高下游防洪标准的任务。

3.3调洪演算
3.3.1调洪演算的目的
根据水位～库容曲线以及某某坝址设计洪水过程线，孔口尺寸、孔数以及堰顶高程，利用调洪演算来确定设计洪水位和校核洪水位，为后面坝顶高程的确定奠定基础。

3.3.2调洪演算的基本原理和方法
(a)根据库容曲线Z-V ，以及用水力学公式计算Q-Z 关系 采用开敞式溢流时，利用下式计算
式中：Q
溢——溢流流量，单位为3/m s ；
n ——为闸孔数；
b ——过水断面宽度，单位为m ；
m ——堰的流量系数，本设计中取0.5；
ε——侧收缩系数，根据闸墩厚度及墩头形状而定，ε在（0.9~0.95）
中取值，本设计中取0.9；
H ——堰顶全水头，单位为m 。

3.3.3计算说明
a)由洪水资料获得入库洪水量；
b)时段平均入库流量：由前、后时的入库洪水量取平均值得到； c)下泄水量：由水库水位确定(水库水位未知)；
d)时段平均下泄流量：由前、后时的下泄流量取平均值得到；
e)时段内水库水量变化V ∆：由“时段平均入库流量”-“时段平均下泄流量”×3600得到；
f)水库存水量：与水库水位有关(水库水位未知)。

本次调洪计算采用《水能规划》书中介绍的半图解计算，依据书中所给的水库洪水调节原理，采用水量平衡方程式
式中：Q 1，Q 2——分别为计算时段初、末的入库流量（3
/m s ）；
Q ——计算时段中的平均入库流量（m 3/s ），它等于(Q 1+Q 2)/2； q 1,q 2——分别为计算时段初、末的下泻流量（m 3/s ）；
q ——计算时段中的平均下泻流量（m 3/s ），即q = (q 1
+q 2
)/2；
V 1，V 2——分别为计算时段初、末的水库的蓄水量（m 3）； V ∆——为V 2和V 1之差；
t ∆——计算时段，一般取1～6小时，需化为秒数。

利用3/2
0q nb ε=溢，可求出一个对应的下泻流量，即可求出该对应时段
的平均下泻流量，即可求得下泄流量q 和2
V q
t +∆的关系，建立辅助图线，再根据水量平衡方程式
变形可求出
22111211()222
V q V q Q Q q t t +=+-++∆∆ 由初始的调洪下泄流量1q 可以在辅助图线上查的
11
2
V q t +∆的值利用水量平衡
公式的变形公式可求的
22
2
V q t +∆，再在辅助图形上查的相应的2q ，同理可求的3q ，45,q q ········，画出下泄流量和相应的入库流量与时间的关系图线，求的其交点，
求出最大下泄流量，查出相应的水位。

综合考虑该库调洪要求，用半图解法进行调洪。

洪演算方案拟定如下，共有两个方案，详细情况列于表3.2。

调洪过程详细见计算书。

表 3.2 调洪演算方案
注：表示孔口尺寸(m)(宽⨯高)，即宽m ，高m
3.3.4调洪计算结果
经综合比较后选择方案一，堰宽128m 。

遇设计洪水(500年一遇)时，调洪后水库最大泄量为230051.61m ³/s ，水库最高水位为365.61m ；遇校核洪水(2000年一遇)
时，调洪后水库最大泄量为25624.3m ³/s ，水库最高水位为376.71m 。

此时，枢纽的设计、校核和正常工况情况下上游水位、最大下泄流量和下游水（根据最大下泄流量由坝址处流量-水位曲线查得）。

4非溢流坝剖面设计
4.1设计原则
重力坝在水压力及其他荷载的作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力维持抗滑稳定；同时依靠坝体自重产生大扬压力来抵消由于水压力引起的拉应力以满足强度要求。

非溢流坝剖面设计的基本原则是：①满足稳定和强度要求，保证大坝安全；②工程量小，造价低；③结构合理，运用方便；④利于施工，方便维修。

遵循以上原则拟订出的剖面，需要经过稳定及强度验算，分析是否满足安全和经济的要求，坝体剖面可以参照以前的工程实例，结合本工程的实际情况，先行拟定，然后根据稳定和应力分析进行必要的修正。

重复以上过程直至得到一个经济的剖面。

4.2剖面拟订要素
4.2.1坝顶高程的拟订
坝顶高程由静水位+相应情况下的风浪涌高和安全超高定出。

即∇＝静水位＋
h ∆.式中：h ∆＝l z c h h h ++（l h ＝15
3
4
00.166v D 为波浪高度；0v 为计算风速；D为吹程；z h 为波浪中心线超出静水位的高度；c h 为安全超高。

）
表4.1 相关风速
采用官厅公式计算：
1
5
3
4
0.0166
l
h v D
=，0.8
10.4()
c
L h
=
（ D——吹程，m;L——波长，m;）
非溢流坝坝顶安全超高h
c
值表如下：
表4-2-2 水工建筑物结构安全级别
计算过程详见计算书,成果列于下表：
表4.3坝高
计算结果表明，坝顶高程由校核洪水位控制，考虑由泄洪和结构要求确定的剖面，稳定安全系数有较大的余幅，坝踵也未出现拉应力，取坝顶高程368.05m ，将超高置于坝顶以上，坝顶上游再设实体防浪墙。

4.2.2坝顶宽度的拟订
为了适应运用和施工的需要，坝顶必须有一定的宽度。

一般地，坝顶宽度取最大坝高的8 %~10%，且不小于2m。

综合考虑以上因素,坝顶宽度8
B m
=.
4.2.3坝坡的拟订
考虑坝体利用部分水重增加其抗滑稳定，根据工程实践，上游边坡系数n=0.1～0.2，下游边坡系数m=0.6～0.8。

4.2.4上、下游起坡点位置的确定
上游起坡点位置应结合应力控制标准和发电引水管、泄水孔等建筑物的进口高程来定，初拟上游起坡点高程为290m，下游起坡点的位置应根据坝的实用剖面形式、坝顶宽度，结合坝的基本剖面得到（最常用的是基本剖面的顶点位于校核洪
水位处），由于起坡点处的断面发生突变，故应对该截面进行强度和稳定校核。

4.2.5剖面设计
上游n=0,m=0.7,B=61.64m 初选剖面尺寸。

4.3抗滑稳定分析与计算
4.3.1分析的目的
核算坝体沿坝基面或地基深层软弱结构面的抗滑稳定的安全度。

4.3.2滑动面的选择
滑动面选择的基本原则：研究坝基地质条件和坝体剖面形式，选择受力较大,抗剪强度低,最容易产生滑动的截面作为计算截面。

一般有以下几种情况：①坝基面②坝基内软弱层面③基岩缓倾角结构面④不利的地形⑤碾压混凝土层面等。

由已知基本资料知，坝址处为震旦纪砂岩。

左岸风化较严重，深达 3 ~ 4m，且夹有页岩。

水层岩岩层为向斜层之一翼微倾向上游。

基坑抗滑稳定控制面为混凝土与基岩接触面,故对非溢流坝段只需对坝基面进行抗滑稳定分析。

4.3.3对坝基面进行抗滑稳定计算
坝体建基面抗滑稳定根据规范规定，按抗剪断强度公式计算，公式为：'
K——抗滑稳定安全系数，不小于下表的规定：
s
∑——作用于接触面上竖直方向的合力，kN;
W
∑——作用于接触面上水平方向的合力，kN;
P
'f——抗剪断摩擦系数；
'c——抗剪断凝聚力，kPa；
A——计算截面面积；
计算结果如下表
满足稳定要求。

4.4应力计算
4.4.1分析的目的
检验所拟坝体断面尺寸是否经济合理，并为确定坝内材料分区，某些部位配筋提供依据。

4.4.2分析方法
应力分析的方法有理论计算和模型试验两类。

理论计算又分为材料力学法和弹性理论法，材料力学法计算简便，适应面广，并有一套比较成熟的应力控制标准，目前仍被普遍采用，适应于地质比较简单的高坝；本工程坝高366.08.8m -280m=88.05m在大于70m范围内，采用材料力学分析法。

4.4.3 材料力学法的基本假设
1、坝体混凝土为均质、连续、各向同性的弹性材料；
2、视坝段为固接于地基上的悬臂梁，不考虑地基变形对坝体应力的影响，并认为各坝段独立工作，横缝不传力；
3、假定坝体水平截面上的正应力y σ按直线分布，不考虑廊道等对坝体应力的影响。

4.4.4荷载组合
1、设计洪水情况：自重+设计洪水位对应的静水压力+扬压力+浪压力+沙压力；
2、校核洪水情况：自重+校核洪水位对应的静水压力+扬压力+浪压力+沙压力；
4.4.5应力计算
在一般情况下，坝体的最大和最小应力都出现在坝面，所以，在重力坝设计规范中规定，首先应校核坝体边缘应力是否满足强度要求。

计算公式如下：
1、水平截面上的正应力y σ，因为假定正应力y σ按直线分布，所以按偏心受压公式26W M yu B B σ∑∑=+；yd σ=2
6W M
B B ∑∑-；来计算上下游边缘应力，其中：
W ∑——作用于计算截面以上全部荷载的铅直分力的合力，kN;
M ∑——作用于计算截面以上全部荷载对截面垂直水流流向形心轴的力矩总
和，kNm；
B ——计算截面的长度， 2、剪应力τ
Pu ——上游面水压力强度, n ——下游坝坡坡率
Pd ——上游面水压力强度, m ——上游坝坡坡率 3、水平正应力x σ
xu σ=Pu -u n τ xd σ=Pd +d m τ
4、主应力
1u σ=（1+2n ）yu σ-Pu 2n 2u σ=Pu 1d σ=（1+2m ）yd σ-Pd 2m 2d σ=Pd
重力坝非溢流坝段的荷载主要有：自重、静水压力、浪压力、泥沙压力、扬压力、冰压力、地震荷载等，常取1m 坝长进行计算。

应力计算结果如下：（以下应力单位均为KPa） 1、计扬压力
由上面的公式计算出各个应力，分析可看出由以上可以看出坝体边缘应力状态良好，未出现拉应力的情况。

2、不计扬压力
不计扬压力时其应力计算与计扬压力是计算方法一样，主要分析①垂直正应力
yu σ和yd σ、②剪应力u τ，d τ、③水平正应力xu σ, xd σ、④第一主应力u 1σ,d 1σ、⑤
第二主应力五种应力，详情见计算说明书。

由成果分析，以上可以看出坝体边缘应力状态良好，未出现拉应力的情况。

5.溢流坝段设计
5.1泄水建筑物方案比较
5.1.1布置原则
（1）坝址洪峰流量大,泄水建筑物要有较大的泄流能力和灵活可靠的运行方式。

考虑下游的防洪要求，泄水建筑物应有较好的泄流能力。

（2）坝址左岸陡峭，右岸为顺向坡，采用了右岸引水式厂房，两岸没有布置溢洪道的条件，加上选择了混凝土重力坝，所以采用河床坝身泄洪方式。

5.1.2泄洪方案选择
由第三章中的调洪演算中可知选取第一个方案为最终方案：8个表孔。

8个表孔堰顶高程为345m ，孔口净宽8×16=128m ，设计洪水位为365.61m ，相应下泄量q为23051.6，校核洪水位为366.81m ，相应下泄量q为25624.3s m /3。

5.2工程布置
5.2.1溢流表孔
8个表孔布置于河床中间坝段，孔口净宽16m ，墩厚5m ，总宽128m 。

堰顶高程345m ，堰顶上游为三圆弧曲面，堰顶下游面为“WES”曲面，与下游坝坡相切。

坝址部位用圆弧与消力池衔接。

堰顶上游部位设平板闸门，坝顶用单向移动式门机启闭，堰顶设弧形工作闸门，用坝顶排架上弧形启闭机启闭。

闸墩厚5m ，墩长17m ，头部为半圆形，尾部为“Y”型宽尾墩。

下游消能工采用宽尾墩加消力池，具体数据祥见后文和图纸。

5.3溢流坝剖面设计
溢流坝的基本剖面为截顶三角形，一般其上游面为铅直或折线面，溢流面由顶部的曲线、中间的直线和底部的反弧三部分组成。

5.3.1顶部曲线
根据《混凝土重力坝设计规范》和《水力学》上册，将堰面曲线设计为“WES ”剖面曲线，上游面采用三圆弧连接，下游面采用幂曲线。

定型设计水头d H 按堰顶最大作用水头max Z H 的75%~95%计算（m ），考虑到在校核洪经试算，取定型设计水头d H =88%max Z H 。

即d H =88%×（366.71-345）=19.1m ，此时在校核洪水位闸门全开时产生负压，但在允许范围内，满足规范要求。

上游面采用三圆弧连接，其半径见计算书
5.3.2中间直线段的确定
顶部的曲线段确定后，中部的直线段分别与顶部曲线、底部的反弧段相切，其坡度一般与非溢流坝段下游坡率相同，即为1：0.7。

直线与幂曲线相切时，切点C的坐标为c c (x ,y )：
5.3.3反弧段
堰顶剖面曲线的下游与一倾斜直线段相切，直线段的坡度与非溢流坝下游面相同，即1：0.7，直线段的下部与反弧段相切。

对于底流衔接，以便将水流平顺地导入下游，防止水流跌落的冲击力对坝基础的冲刷，反弧半径r=30m见计算书
5.4消能设计与计算
由于坝址处洪峰流量大，河谷较窄，故下泄的单宽流量较大。

在校核工况下，最大下泄量达25624.3s m 3时的堰上单宽流量为187.48m s m 3。

因此消能设施尤显重要。

现根据《水力计算手册》、《水力学》和《混凝土重力坝设计规范》，采用挑流消能。

5.4.1闸墩的设计
闸墩厚=D 5m ，墩长32m ，头部为半圆形，在距坝轴线1.5m 处采用半径为
=2
D
2.5m 的半圆相接，在距坝轴线0.5m 处设置检修门槽，门槽宽度为1.0m ，深度为0.5m ，尾部为“Y”型宽尾墩。

在闸墩尾部设置“Y”型宽尾墩，利用宽尾墩的以下特性，提高消能效果。

（1）水流特点：
由于墩尾加宽，水流接近宽尾墩尾部时，水面逐渐壅高，贴近边壁的水面比孔中心附近的水面壅高更甚。

水面壅高的程度随流量和宽尾的体型尺寸而变化，由于水面壅高，闸室出口处射流上缘水面与坝面夹角显著加大，为水流沿铅直方向扩散创造了条件。

各孔水流出闸室后，受宽尾墩作用，沿程横向收缩，竖向扩散，在坝面上形成窄而高的多股“水墙”。

这种横向收缩使坝面水深增加2~3倍甚至更大。

由于坝面水流与空气的接触面积大大增加，因而水流的掺气量也大大增加。

（2）掺气特性：
(a)宽尾墩闸室内水面逐渐壅高，水面切线与坝面的夹角α也逐渐加大，使水流沿竖向加速扩散；
(b)墩尾出流与空气的接触面积成倍增加；
(c)水流出闸室后，两侧紊流边界层立即暴露在空气中，可以造成大量掺气，与底层紊流边界层接触，所以底层水流掺气发展较快。

（3）坝面压力：实际观测，宽尾墩尾部的压力提高，消除了负压，墩头压力变化不大。

6细部构造设计
6.1坝顶构造
坝水管，汇集路面的雨水，并排入水库中。

坝顶公路两侧设有宽1m的人行道，并高出坝顶路面20cm，下游侧设置栏杆及路灯。

（见图：非溢流坝坝顶布置）
顶上游设置防浪墙，与坝体连成整体，其结构为钢筋混凝土结构。

防浪墙在坝体横缝处留有伸缩缝，缝内设止水。

墙高为1.2m，厚度为50cm，以满足运用安全的要求。

坝顶采用混凝土路面，向两侧倾斜，坡度为2%，两边设有排
图6.1 坝顶布置
6.2廊道系统
6.2.1基础灌浆廊道
位置：廊道底部距坝基面的距离不小于1.5倍的洞宽，取4m ，廊道底部高程为290m ，上游侧（中心点）距上游坝面的距离为0.05-0.1倍的作用水头，且不小于4-5 m ，取
7.14m。

形状：城门洞形，底宽2.5m，高3.5m，内部上游侧设排水沟，并在最低处设集水井。

平行于坝轴线方向廊道向两岸沿地形逐渐升高，坡度不大于40。

基础灌浆廊道的断面采用上圆下方的城门洞形，尺寸为2.5m×3.5m（宽×高）见下图，以满足钻孔、灌浆工作空间的需要。

在廊道顶部和底部应埋设一些
吊钩和轨道，以便用来搬动机件。

灌浆廊道的高程低于尾水位。

在廊道近下游侧
设有集水井。

用水泵抽水向下游排出。

图6.2 基础灌浆廊道
6.2.2检查排水廊道：
为了检查，观测，巡视和排除渗水，靠近坝体上游面处每隔15~30m高程设置
一检查廊道兼做排水廊道。

廊道也采用上圆下方的型式，尺寸此处选和基础廊道
相同。

检查廊道分别布置布置于非溢流坝和溢流坝内，纵向排水廊道沿不同高程
分设自流式排水设备。

图6.3检查排水廊道
图6.4 廊道布置图
6.2.3排水管
靠近坝的上游面沿坝轴线方向设一排竖向排水管幕。

管内直径为15cm，间距
为15m，上端通至坝顶，下端通至廊道，垂直布置。

排水管采用无砂混凝土管。

6.3坝体分缝
6.3.1横缝
横缝垂直于坝轴线设置，将坝体分成若干个坝段，横缝间距15m，一般间距一
般为12～20m，缝宽1～2cm，取1cm，横缝为永久缝，缝面为平面，缝内设止水。

6.3.2纵缝
为了适应混凝土浇注能力和减小施工期温度能力，常用平行于坝轴线方向的
纵缝把一个坝段分成几块浇注。

本工程设垂直纵缝，取间距15m.
6.3.3水平施工缝
混凝土浇筑块厚度一般为1.5-4m 本工程取4m，在靠近基岩附近用0.75-1.0m 的薄层浇筑以利于散热，减少升温，防止开裂。

纵缝两侧相邻坝块的水平缝错开布置，以减小坝体水平截面的抗剪强度。

上下层混凝土浇筑间歇为5d，上层混凝土浇筑前必须用风水枪或压力水冲洗施工缝面上的浮渣灰土和水泥乳膜，使表面成为干净的麻面，铺2cm厚的水泥砂浆。

6.5 坝体分缝。