重力坝具体布置计算溢流荷载项目设计书
重力坝课程设计任务书
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、气象及泥沙资料某水库所在流域属亚热带季风湿润气候，立体带状气候明显，其特点是“冬长夏短，春秋相连、雨热同季、干湿分明”。
流域内无气象观测资料，其气象资料参照威宁县气象站资料：多年平均气温10.4℃，最冷月1月平均1.9℃，最热月7月平均17.7℃，极端最高气温30.6℃（1963年5月29日），极端最低气温-15.3℃（1977年2月9日）。
年平均相对湿度80%，最大在秋季，达85%左右，最小在春季，在73%上下，全年平均雾日数76.0d，年平均日照时数1805.4h，为贵州全省各县之冠。
全年无霜期208.6d，大风日数29.3d，冰雹日数2.6d，雷暴日数66.4d，雾日天数83.7d，降雪日数32.2d，最大积雪深度27cm。
多年平均风速3.2m/s，最大风速20.7m/s，全年以SE风为多，频率为17%。
流域水汽主要来自印度洋孟加拉湾，由于地势较高，多年平均相对湿度较其它地区低。
流域内地表径流主要来自降雨，但降雨时空上分布不均，大多集中在每年5～10月，降雨量占全年降雨总量的80-90%。
暴雨一般出现在5～10月，日降雨量大于100mm的暴雨主要出现在6～8月，汛期比其他地区出现晚，降雨量较其它地区少，根据威宁县气象站历年实测资料统计：多年平均降雨量为909.7mm，丰水期(5～10月)平均降雨量795.4mm，占全年降雨量的87.7%，枯水期(11月至次年4月)平均降雨量114.3mm，占全年降雨量的12.3%，最大一日降水量为105.9mm（1984年7月23日），降水量≥0.1mm的日数193d，降水量≥10.0mm 的日数28d，降水量≥25.0mm的日数7d，降水量≥50.0mm的日数1.3d，多年平均水面蒸发量为1282.5mm（20cm蒸发皿）。
重力坝设计计算(DOC)
山王庙水库大坝稳定及应力计算1 基本资料1.1坝型选择：山王庙水库大坝采用砼重力坝。
1.2为了保证大坝的安全，下游设护坦。
1.3大坝的高度：计算得上游校核水位为2108.98m设计水位为2108.71m,下游校核水位为2079.00m 设计水位为2078.60m,开挖高程为2075m坝顶高程为2111.00m,堰顶高程为2108.00m。
粗估最大坝高：2111-2075=36.00m。
1.4溢流堰：可用曲线型实用堰（长研型、克奥型、WES型）、折线型；利用当地材料，且为小型溢流坝，采用WES型。
1.5大坝的稳定及边缘应力计算：计算时可以考虑风浪及泥沙压力。
建筑物等级为5级建筑物。
1.5.1实用堰的剖面尺寸：坝轴线长12.0m；溢流堰口长10.0m；堰顶水深：校核水深为0.98m、设计水位为0.71m；下游水深t :校核水深为4.00m、设计水位为3.60m；1.5.2非溢流坝段的剖面尺寸：坝轴线长：左岸3个坝段、55.0m,右岸6个坝段、100.0m；上游水位：校核水位为2108.98m 设计水位为2108.71m；下游水深t :校核水深为4.00m、设计水位为3.50m；2溢流坝段的稳定和应力计算：只计算最不利情况一一校核洪水时溢流情况；下游水位：坝址水位~流量曲线得为2079.0m；上游水位：2108.98m；2.1荷载计算： 表2-1溢流坝段荷载计算表荷载及代号 荷载计算（10KN ）方向力臂计算（m力矩(10KN.m )坝体自重G (1/2) X 27.4 X 33.0 X 2.4=1085.04+30.0/2-2.6-27.6/3=3.2 3472.128 坝体自重G 2 (1/2 )X 2.6 X 13.0 X 2.4=40.5630/2-2/3 X 2.6=13.267 538.096 上游水重W (1/2 ) (33.98+20.98 )X 2.6=71.44830/2-1.3=13.7 978.838 上游泥沙重W (1/2 )X 2.6 X 14.36 X 0.8=14.934 t 30/2-2.6/3=14.133 211.07 下游水重W (1/2 )X 3.2 X 4.0=6.40 + -(30/2-3.20/3 ) =-13.93-89.17 上游水压力P 2 (1/2 )X 33.98 X 33.98=577.32―33.98/3=11.33 -6539.11 上游泥沙压力P r (1/2 ) X 14.98 X 14.98 X 0.53 X 0.8=47.57 —14.98/3=4.99 -237.53 下游水压力P l 2(1/2 )X 4.0 =8.0V — (1/3 )X 4.0=1.333 10.67 堰面动水压力：1.94 X 20 (COS25^COS53) /9.8=1.2064— 6.07.23 1.94 X 20 ( SIN250+SIN530) /9.8=4.84 + 15-2.715=12.285 -59.40 浮托力V 30.0 X 4.0=120.0t 0渗透压力U (1/2 )X 29.98 X 0.25 X 25.0=93.69 t -(30/2-5-25/3) =-1.667-156.15 渗透压力U 2(1/2 )X( 29.98+7.495 )X 5.0=93.69t-(30/2-5/2 ) =-12.5-1171.10合计刀W刀P刀M不计入扬压力合计— 1218.382616.89 -1655.008 计入扬压力合计911.002616.89-2982.2582.602.2验算抗滑稳定性：(1) 采用抗剪断强度公式计算，其稳定安全系数为：K= (f，刀W+CA) / 刀P;查前述地质提供的数据：f，=1.0 , C=1.10Mpa,代入公式：K= (1.0 X 911.002+1.10 X 30.0 X 100) /616.89=6.83 > 2.5 (见规范要求), 满足稳定要求。
重力坝设计方案
一、前言1、流域概况及枢纽任务××是罗江上的一条南北向大支流，河流全长295公里，流域面积850平方公里。
流域形状略呈菱形，上下游狭窄，中游宽大，河道坡陡流急，具有暴涨暴落的特性。
本枢纽工程以发电为主，兼顾防洪、灌溉，对航运和木材筏运也适当加以解决。
水库总库容22.6亿立方米，装机容量24.8万千瓦，灌溉上游农田130万亩，确保减免昌州市（市）及附近50万亩农田和南江县（县）的洪灾。
2、经水文、水利调洪演算确定：死水位200.15m；发电正常水位215.5m，相应下游水位163.88m；设计洪水位216.22m，相应下游水位169.02m，通过河床式溢洪道下泄流量5327.70m3/s；校核洪水位217.14m，相应下游水位169.52m，通过河床式溢洪道下泄流量6120.37 m3/s；泥沙淤积高程174.6m，淤沙干容重14.1KN/m3（浮容重=8.71 KN/m3），孔隙率n=0.45摩擦角为φ=15o；电站进水口底板高程为186.20m（坝式进水口）。
3、气象资料相应洪水季节50年重现期最大风速的多年平均值为17.3m/s，相应设计洪水位时吹程2.54km，相应校核洪水位时吹程2.66km。
4、地质勘测资料坝址处河床地面高程为146.10m，河床可利用基岩高程为140m，坝与基岩之间摩擦系数为0.7，基岩允许抗压强度为6.3Mpa ,坝基渗透系数（扬压力折减系数或剩余水头系数）α1α2可分别取0.25，0.34。
5、建筑材料有关数据5.1 龄期为90天，强度等级C15标号的混凝土允许抗压强度为4.3Mpa。
5.2 砂石料有3个主要料场：5.2.1 房村料场位于坝上游右岸22公里处，与公路边小山丘相连，附近河岸地形开阔，可供加工堆存之用，分布呈长方形，长1350m，宽234m，表土层3～4m，露出水面0～7m。
5.2.2 湖料场位于坝址下游62公里的江中靠右岸，附近有铁路干线的某一车站，全长1580m，宽390m，露出水面0～9m。
重力坝设计-泄流计算1
设闸门。
3、校核洪水位=校核洪水位情况下的堰上水头 Hw +堰顶高程
3
Q溢 Cm s L 2g Hw2 代入各系数及校核洪水流量得：
3
1 0.502 (1 0.0127Hw) 17.1 29.81 Hw2
用试算法代入试算后得出： H w 10.66m 。
1) 0
k]
Hw nb
1 0.2[(11) 0.45 0.45] Hw 7.1
1 0.2 0.45Hw 7.1
1 0.0127Hw
其中， n 为溢流孔数， n 1 ； b 为每孔的净宽， b 7.1m； 0 为
闸墩形状系数，闸墩头部采用圆弧形，则 0 0.45 ； k 为边墩头部形状，边
由此得出：
校核洪水位= Hw +堰顶高程=10.66+1695.89=1706.55m。
154
补充：（鹤地公式）
对丘陵、平原地区水库，其风浪要素值宜按鹤地水库试验公式计算：
gh2% vo2
1
0.00625vo8
(
gD ) vo21 3gLm0.0386(gD
)
1 2
vo2
vo2
式中：h2%——累积频率为 2%的波高（m）；
3
通过公式： Q溢 Cm s L 2g Hw2
C——上游堰面为铅直时，C=1.0；
m ——流量系数，参考教材《水力学》，采用垂直上游堰面（n=0），
且 Hw Hd （设计水头）时，得出 m md 0.502 ；
——侧收缩系数（见教材《水力学》黄河水利出版社 P206）：
153
1 0.2[(n
重力坝方案设计书82807
重力坝设计一．基本资料1．地理位置某水库枢纽位于某江上游，东经111。
～111。
30，，北纬24。
30，～25。
30，。
2．流域概况某江属珠江水系，全长125km，发源于湘桂交界的都庞岭，由北向南流经盆地、峡谷、丘陵等地区进入广东省后汇入珠江。
流域内水量充沛，气候湿润，土壤肥沃，是发展农业生产的有利条件。
年平均降雨量超过1500mm，多集中在5、6、7月，占全年降雨量的46%，以致造成春秋两季干旱。
丘陵地区矿产丰富，特别是有色金属锡矿占重要地位，急需用电开发和冶炼。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
3．建筑规模本水库枢纽工程是以灌溉为主兼顾发电和供水的综合利用工程，水库总库容为5.2亿m3,其中有效库容为3.5亿m3,灌溉农田18万亩。
电站装机容量为4×0.32=1.28万kw,拦河坝高42m,工程总投资×亿元。
该工程等别为二等，拦河坝为Ⅱ级建筑物。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
4．水文气象资料坝址以上控制集雨面积1230km2,多年平均流量31.6m3/s,平均径流量1.0亿m3。
（1）水库特性采用某站26年雨量系列并以该站3日暴雨频率值作设计依据，推求设计洪水过程线。
大坝为Ⅱ级建筑物，按校核洪水为1000年一遇，设计洪水为100年一遇。
坝址下游无防洪要求，坝顶闸门采用5孔5m×12m的弧形闸门进行调洪，正常高水位182m泄洪时(堰顶高程为176m),水库特性见表2-1-1。
残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
表2-1-1 水库特性表分类指标名称上游水位(m)下游水位(m)相应下泄流量(m3/s)水位校核洪水位（0.1%) 184.73 153.10 3124.00 设计洪水位(1%) 183.00 151.30 2243.00 消能防冲设计洪水位(2%)182.55 150.90 2030.00 正常高水位182.00 144.80 0(关闸门时) 死水位172.00续表分类指标名称上游水位(m) 下游水位(m)相应下泄流量(m3/s)库容总库容(亿m3) 5.20兴利库容(亿m3)3.50调洪库容(亿m3)0.80死库容(亿m3) 0.90 调节性能为多年调节（2）设计流量经水能计算，压力管最大设计流量为Q=11.5m3/s。
(完整版)重力坝设计计算书
水工建筑物课程设计设计名称：混凝土重力坝设计学院：土木工程学院专业：水利水电工程专业年级： 2012学号：**********学生姓名：**指导教师：邹爽老师2015年7月16日目录一、设计坝顶高程1.确定坝基开挖高程 (1)2.计算坝顶高程 (1)二、绘制坝基开挖线 (2)三、设计非溢流坝段1.设计实用剖面 (3)2.实用坝体剖面稳定及强度验算 (4)四、设计溢流坝段1.孔口形式及溢流坝前沿总长 (15)2.溢流面体型设计 (15)五、溢流坝段稳定验算1.溢流坝段剖面图 (18)2.设计洪水位状况 (19)3.校核洪水位情况 (21)六、设计消能工1.选择鼻坎形式 (24)2.确定挑角、鼻坎高程和反弧半径 (24)3.计算挑距和下游冲刷坑深度 (24)七、坝体细部构造拟定1.橫缝布置 (28)2.坝顶的布置 (28)3.廊道系统 (28)4.橫缝灌浆，固结灌浆，排水措施 (29)八、附录重力坝设计资料 (30)一、设计坝顶高程1.确定坝基开挖高程由相关水文、地质等资料初步估计坝高为50米左右，可建在微风化至弱风化上部基岩上，又下坝址河面高程1858.60m ，综合槽探、硐探、钻探和地表地质勘察资料，坝址区左右岸坡残坡积层厚度达3～5m ，局部地段深达10m ，河床上第四纪冲积覆盖层厚度为8.8m 左右；结合风化线深度，初步拟定坝基最低开挖高程为1843.50m 。
大坝校核洪水为500年一遇，坝体级别为4级。
2.计算坝顶高程坝顶应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶的高程应高于波浪顶高程，其与正常蓄水位或校核洪水位的高差，选择两者中防浪墙顶高程的高者作为选定高程。
(1).相关资料(2). 计算h l 根据官厅公式计算： 当20gDV =20～250 时，为累计频率5%的波高h 5%; 当20V gD=250～1000 时，为累计频率10%的波高h 10%; 本设计20V gD=（9.8×0.6×103）/20.72=13.723 故取h l ≈h 5%.（3）.计算防浪墙顶高程及基本剖面坝高二、绘制坝基开挖线坝高超过100m时，坝可建在新鲜、微风化或弱风化下部基岩上；坝高在50～100m时，可建在微风化至弱风化上部基岩上；坝高小于50m时，可建在弱风化中部至上部基岩上。
水利枢纽工程重力坝设计说明书及计算书
青河雷口水利枢纽工程设计学生： ***指导老师：***三峡大学水利与环境学院摘要：重力坝设计是电站工程设计的主要组成部分，其方案合理与否，将对工程安全及投资产生极大的影响。
本文主要根据所提供的地质、地形等基础资料，对枢纽建筑物进行坝轴线、坝型的选择，通过分析、比较，选择合理的枢纽布置方案，最后选定设计方案为混凝土实体重力坝，并分多种荷载组合情况进行稳定验算和应力分析，从而得到既安全又经济的最优剖面。
方案中重力坝设计共分两部分，即非溢流坝段和溢流坝段。
此外，为避免水流对坝体的冲刷作用，本方案还考虑设置溢流坝两侧导流墙，通过计算确定其高度及厚度等参数。
Abstract: The design of Dam is the main component in the design of power station engineering, which will have a tremendous impact on the security and investment of projects,wheather its programme reasonable or not. According to the giving geological,terrain and other basic informations,this paper choose axis and style of hub buildings and through the analysis,comparison to choose the concrete gravity dam as a reasonable hub layout programme.And meanwhile it makes checking stability and stress analysis in a variety of situations,so that it gets a safety and economic profile.The design of dam is divided into two parts in the programmes, that is non-overflow dam section and overflowing dam section. In addition, in order to avoid the dam is erosioned by the impact of water, the programme also consider installing spillway diversion on both sides of the wall and through calculating to determined its height ,thickness and other parameters。
重力坝设计计算书
鄂-01水利水电枢纽工程毕业设计计算书学 生：宋明京指导老师： 殷德胜三峡大学科技学院1调洪演算选定溢流堰堰顶高程H ，取为470米。
初始下泄流量为发电流量135.96m 3/s 。
1.1拟溢流坝段的基本尺寸及计算过程方案一（1） 堰孔净宽的确定采用设置闸门的溢流坝，采用开敞式溢流。
闸墩的长度和宽度应满足布置闸门、工作桥、交通桥和启闭机械的要求。
所需的前沿净宽ln=28m ，做成4孔，每孔净宽7m ，闸墩宽取3m ，边墩取2m ，则溢流坝段净宽为：B=44m 。
（2） 设计洪水位p%=0.2%时调洪的试算堰顶高程取470m ，堰宽B=n*b=44米, 2t h ∆=。
根据坝址库容曲线由水位查相应的库容：绘制q=f(v)关系曲线，2/32)(H g mnb v f q ε==其中m=0.502,n=4,b=11,ε=0.93。
表1-1图1由水位下泄流量及所给的洪水过程线P=0.2对应的流量关系运用试算法推求水库水位过程如表1-2所示。
123图2图3从表中可以得到设计水位h1设=484.2m，最大下泄流量为4880.64m3/s方案二采用设置闸门的溢流坝，采用开敞式溢流。
闸墩的长度和宽度应满足布置闸门、工作桥、交通桥和启闭机械的要求。
所需的前沿净宽ln=32m ，做成4孔，每孔净宽8m ，闸墩宽取3m ，边墩取2m ，则溢流坝净宽为：B=48m 。
设计洪水位p%=0.2%时调洪的试算堰顶高程取470m ，堰宽B=n*b=48米, 2t h ∆=。
根据坝址库容曲线由水位查相应的库容：绘制q=f(v)关系曲线，2/32)(H g mnb v f q ε==其中m=0.502,n=4,b=11,ε=0.93。
表1-3 水库水位z~q 及z~V 曲线图4图5由水位下泄流量关系及洪水过程线P=0.2推求设计洪水位与时间的关系及各量与时间关系如表1-4所示（下表）。
表1-412图6根据表中数据可得到设计水位h2设=483.5m，最大下泄流量为4964.96m3/s。
重力坝课程设计指南
重力坝课程设计指南
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五、计算说明书参考下列次序编写
第一章 基本资料 1.1 基本资料
第二章 非溢流坝设计 2.1 剖面设计 2.2 荷载计算 2.3 稳定分析 2.4 应力分析
重力坝课程设计指南
二、设计要求
1、分析基本资料 熟识设计基本资料。 2、非溢流坝断面设计 （1）拟定断面； （2）抗滑稳定分析； （3）坝体应力分析。 3、溢流坝设计 （1）孔口设计； （2）拟定溢流坝断面； （3）消能方式选择，进行消能设计； （4）溢流坝顶布置，包括闸墩、门槽、工作桥、交通桥、 闸门等。
重力坝课程设计指南
4、根据地基开挖情况，确定最大坝高处建基面高程，则可 算出最大坝高及底宽。
5、抗滑稳定分析 （1）基本组合和偶然组合，基本组合有正常蓄水位情况和 设计洪水情况，偶然组合有校核洪水情况和地震情况。考虑的 主要荷载有自重、水压力、浪压力、淤沙压力及扬压力。可以 从以上荷载组合中分别选一种基本组合（如设计洪水位情况） 和一种偶然组合（如校核洪水位情况）计算。绘出荷载分布图， 分别计算荷载，计算结果列表表示。
重力坝课程设计指导书
一、研究资料 熟识设计资料，明确设计要求。
重力坝课程设计指南
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二、非溢流坝断面设计
1、大坝按3级建筑物设计，计算防浪墙顶高程（防浪墙高 度1.2m），确定坝顶高程，波浪要素用官厅公式计算。
2、坝顶宽度考虑交通要求按7m计算。 3、根据经验数据上游坡率n=0.0~0.2，下游坡率m=0.6~0.8， 拟定实用的断面，基本断面三角形顶点在坝顶附近。
重力坝课程设计指南
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。
(完整版)重力坝设计计算书
水工建筑物课程设计设计名称：混凝土重力坝设计学院：土木工程学院专业：水利水电工程专业年级： 2012学号：**********学生姓名：**指导教师：邹爽老师2015年7月16日目录一、设计坝顶高程1.确定坝基开挖高程 (1)2.计算坝顶高程 (1)二、绘制坝基开挖线 (2)三、设计非溢流坝段1.设计实用剖面 (3)2.实用坝体剖面稳定及强度验算 (4)四、设计溢流坝段1.孔口形式及溢流坝前沿总长 (15)2.溢流面体型设计 (15)五、溢流坝段稳定验算1.溢流坝段剖面图 (18)2.设计洪水位状况 (19)3.校核洪水位情况 (21)六、设计消能工1.选择鼻坎形式 (24)2.确定挑角、鼻坎高程和反弧半径 (24)3.计算挑距和下游冲刷坑深度 (24)七、坝体细部构造拟定1.橫缝布置 (28)2.坝顶的布置 (28)3.廊道系统 (28)4.橫缝灌浆，固结灌浆，排水措施 (29)八、附录重力坝设计资料 (30)一、设计坝顶高程1.确定坝基开挖高程由相关水文、地质等资料初步估计坝高为50米左右，可建在微风化至弱风化上部基岩上，又下坝址河面高程1858.60m ，综合槽探、硐探、钻探和地表地质勘察资料，坝址区左右岸坡残坡积层厚度达3～5m ，局部地段深达10m ，河床上第四纪冲积覆盖层厚度为8.8m 左右；结合风化线深度，初步拟定坝基最低开挖高程为1843.50m 。
大坝校核洪水为500年一遇，坝体级别为4级。
2.计算坝顶高程坝顶应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶的高程应高于波浪顶高程，其与正常蓄水位或校核洪水位的高差，选择两者中防浪墙顶高程的高者作为选定高程。
(1).相关资料(2). 计算h l 根据官厅公式计算： 当20gDV =20～250 时，为累计频率5%的波高h 5%; 当20V gD=250～1000 时，为累计频率10%的波高h 10%; 本设计20V gD=（9.8×0.6×103）/20.72=13.723 故取h l ≈h 5%.（3）.计算防浪墙顶高程及基本剖面坝高二、绘制坝基开挖线坝高超过100m时，坝可建在新鲜、微风化或弱风化下部基岩上；坝高在50～100m时，可建在微风化至弱风化上部基岩上；坝高小于50m时，可建在弱风化中部至上部基岩上。
2 重力坝设计(参考教材)
2 重力坝设计2.1 重力坝设计的基本内容重力坝设计是在全面掌握和认真分析坝址地区的水文、泥沙、地形、地质、地震资料和综合利用要求、运用要求、水库淹没情况、施工条件以及所在河段上下游河流规划要求的基础上，在认真研究渡讯方案的基础上，进行枢纽布置，以及确定枢纽中各种建筑物(非溢流坝、溢流坝、泄水孔、水电站、通航建筑物、取水建筑物、过木建筑物、过鱼建筑物的型式、尺寸、结构等，通过详细的稳定和应力分析，确定出既满足安全要求，经济实用，并且便于施工的建筑物。
2.1.1 枢纽布置2.1.1.1 坝型、坝轴线选择坝型坝址选择是水利枢纽设计的重要内容。
不同的坝址可以选用不同的坝型，同一个坝址也可考虑几种不同的枢纽布置方案。
坝址和坝型的选择主要是根据地形、地质和河势等条件，并结合考虑施工、建材等因素而确定，在枢纽规划阶段、可行性研究阶段、技术设计与施工详图设计阶段，由于工作的深度的要求不同，应是一个反复比较和论证的过程。
(1)地质条件重力坝一般应建在岩基上，且坝址必须是稳定的。
坝址地基要力求完整、坚硬，地质构造简单，尽量避开裂隙、节理密集区，特别是要避开可有倾向下游的缓倾角，且又含有夹泥的裂隙节理区。
(2)地形条件重力坝的坝轴线一般是直线，与河流流向近于正交，既使由于要避开不利的地质条件需要斜交时，交角也不易太小，以免下泄洪水不畅。
若坝址有横河向断裂，则坝轴线易放在断裂下游。
横河断面上。
对于高山峡谷区，坝址选在峡谷地段，坝轴线短，坝体工程量小。
(3)筑坝材料坝址附近应有足够的符合要求的建筑材料(4)施工条件坝址附近应有开阔地形，便于布置施工场地，距离交通干线近，便于交通运输。
(5)综合效益选择坝址应综合考虑防洪、发电、航运、旅游、环境等各部门的经济效益。
一般地，混凝土重力坝应选择河谷宽阔，地质条件较好，当地有充足的砂卵石或碎石料场。
坝轴线宜采用直线。
2.1.1.2 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，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。
重力坝毕业设计计算书
参考文献 .................................................. - 44 -
精品资料
_______ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ______________________________________________________________________________________________________
1.1 建筑物级别 .........................................................- 1 1.2 设计洪水的计算 .....................................................- 1 -
重力坝计算书
1.1堤顶及防浪墙顶高程确定
1.1.1堤顶高程计算公式
本工程设计洪水标准为30年一遇，校核洪水标准为300年一遇，坝顶高程应大于坝前水位+坝顶超高。而坝顶超高=累计频率1%的波高+风壅高度+安全加高
（1.1）
1.1.2安全加高
本工程堤防级别为4级，设计洪水时，安全加高应为0.40m，校核洪水时，安全加高应为0.30m。
下游水位218.00m，下游水深218.00-210.50=7.50m
水平向：
一区：
三区：
垂直向：
二区：
四区：
表1.10正常使用工况下静水压力汇总表
分区
水平力(kN)
垂直力(kN)
力臂(m)
力矩(kN m)
一区
4562.88
10.17
-46404.49
二区
684.43
12.88
8815.46
三区
-275.91
1.82
1.76
1.70
1.66
1.52
1.45
1.34
1.00
0.4
2.01
1.78
1.68
1.64
1.60
1.56
1.44
1.39
1.30
1.01
0.5
1.80
1.63
1.56
1.62
1.49
1.46
1.37
1.33
1.25
1.01
1.1.4坝顶超高的计算
表1.3超高值Δh 的计算的基本数据
设计洪水位
9643.65
三区
-593.51
3.67
2178.18
重力坝计算书
After analysis, non-overflow dam spillway and the stress are sufficient.
KEYWORDS：water power station ,Concrete gravity dam, Overflow dam
11059.20
3.20
35389.44
476.55
11437.20
-
37976.58
1.4
1.4.1
静水压力是作用在上、下游坝面的主要荷载，计算时常分解为水平水压力P和垂直水压力W两种。静水压力按照3种工况进行计算，分别是设计工况、校核工况、正常使用工况。
1、水平水压力P的计算公式：
（1.7）
式中： 计算点处的作用水头(m)；
1.34
1.00
0.4
2.01
1.78
1.68
1.64
1.60
1.56
1.44
1.39
1.30
1.01
0.5
1.80
1.63
1.56
1.62
1.49
1.46
1.37
1.33
1.25
1.01
1.1.4坝顶超高的计算
表1.3超高值Δh的计算的基本数据
设计洪水位
校核洪水位
吹程 （m）
800.00
800.00
力矩作以下规定：以坝底中心为力矩，逆时针为正，顺时针为负。
1.3.3.2
图1.2实体重力坝自重计算图
一区：
二区：
三区：
表1.8实体坝计算汇总表
分区
体积(m3)
自重(kN)
力臂(m)
重力坝具体布置计算溢流荷载项目设计书
重力坝具体布置计算溢流荷载项目设计书1 基本资料及枢纽布置1.1 基本资料1.1.1 地形地质地形情况见附图。
河床高程325m。
约有2—3m复盖层，岩石为磷状灰岩，较完整，节理不发育，风化层厚l～2m，无特殊不利地质构造。
1.1.2 水文本枢纽属中型水库三等工程。
永久性重要建筑物为三级，按规范要求，采用50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。
经水文水利计算，有关数据如下表多年平均最大风速15m／s；水库吹程D=2.5公里；混凝土重度24kN／m3；淤沙浮重度9.5KN/m3；内摩擦角120度；地震波计烈度6度；基岩允许抗压强度3×103kpa；混凝土与基岩之间抗剪断参数f’=0.9；c’=700kpa；岩石冲坑系数a=1.31.1.4 本枢纽选用混凝土重力坝由非溢流重力坝段和溢流坝段组成。
1.2 枢纽布置1.2.1 坝址和坝型选择坝址、坝型的选择是水利枢纽布置的重要内容，二者相互联系。
不同的坝址可选择不同的坝型。
本设计中河谷宽阔，地址条件好，所以选择为重力坝。
1.2.1.1 地质条件地质条件是坝址、坝型选择的重要条件，重力坝需建在岩基上，其重力坝枢纽布置关键因素是地质条件，所以在考虑地质条件时应注意，断层破碎带、软弱夹层，垂直水流的陡倾斜角断层，应尽量避开岩溶地区查明潜伏溶洞、暗河、溶沟和沟槽等对建筑物的影响，应对不利影响作出研究和论证。
1.2.1.2 地形条件不同的坝对地形的要求也不一样，在山谷地区布置水利枢纽时，应尽量少高边坡开挖，坝址选在河谷段，坝轴线断减小坝体工程量，但对泄水和发电不利。
在坝址选择时，要注意坝址位置是否对取水防沙及漂木有利。
1.2.1.3 建筑材料坝址附近有足够数量符合要求的建筑材料。
采用混凝土时，要求可作骨料用的沙卵石或碎石料厂。
1.2.1.4 施工要求要便于施工导流，坝址附近应有开阔的地形，便于布置施工场地，应从长远利益出发，正确对待施工条件问题。
1.2.1.5 综合效益对不同的坝址要综合考虑防洪、灌溉、发电、航运、旅游等部门的经济效益对环境的影响。
水利水电建筑工程重力坝设计书
水利水电建筑工程重力坝设计书供应条件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工程建设期间所需的临时工，生产物资等可在松潘县招募和采购。
省内水电专业施工队伍众多，可实行招投标选择施工队伍。
取水建筑物～重力坝位于岷江一级支流小姓沟与其一级支流泗拉柯沟交汇处下游约90m左右处的小姓沟上。
小姓沟由NW向SE流经坝区，谷底宽为110～150m。
右岸为10～20°的缓坡，左岸为30～45°的斜坡和峻坡。
燕云电站取水口地形图1.3工程地质河床右岸为10～20°的缓坡，根据坝轴线坝ZK4、坝ZK5钻探资料揭示，上部为1.00～1.85m左右的崩坡积层（QCoL+dl4）亚粘土夹块碎石；下部为中生界三迭系西康群中统杂谷脑下段（T2z1）岩层：灰色钙质石英细砂岩（或绿灰色凝灰质砂岩）与少量深灰色粉砂质板岩及灰黑色透镜状～薄层状结晶灰岩的不等厚间互层。
先将上部的崩坡积层（QCoL+dl4）亚粘土夹块碎石和局部不稳定坡体彻底清除，再将坝坝基础置于中生界三迭系西康群中统杂谷脑下段（T2z1）岩层上，其承载能力满足坝坝对地基的要求。
建议将坝肩崁入基岩3～5m，坝肩强卸荷岩体呈强透水状态，应加强防渗处理措施，防止沿坝肩接头渗漏，并对边坡和坝肩作好抗冲刷处理措施和护岸工程处理措施。
河床左岸为30～45°的斜坡和峻坡，根据坝轴线坝ZK1、坝ZK2钻探资料揭示，上部为2.50～3.60m左右的崩坡积层（QCoL+dl4）亚粘土夹块碎石；下部为中生界三迭系西康群中统杂谷脑下段（T2z1）岩层：灰色钙质石英细砂岩（或绿灰色凝灰质砂岩）与少量深灰色粉砂质板岩及灰黑色透镜状～薄层状结晶灰岩的不等厚间互层。
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重力坝具体布置计算溢流荷载项目设计书1 基本资料及枢纽布置1.1 基本资料1.1.1 地形地质地形情况见附图。
河床高程325m。
约有2—3m复盖层，岩石为磷状灰岩，较完整，节理不发育，风化层厚l～2m，无特殊不利地质构造。
1.1.2 水文本枢纽属中型水库三等工程。
永久性重要建筑物为三级，按规要求，采用50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。
经水文水利计算，有关数据如下表多年平均最大风速15m／s；水库吹程D=2.5公里；混凝土重度24kN／m3；淤沙浮重度9.5KN/m3；摩擦角120度；地震波计烈度6度；基岩允许抗压强度3×103kpa；混凝土与基岩之间抗剪断参数f’=0.9；c’=700kpa；岩石冲坑系数a=1.31.1.4 本枢纽选用混凝土重力坝由非溢流重力坝段和溢流坝段组成。
1.2 枢纽布置1.2.1 坝址和坝型选择坝址、坝型的选择是水利枢纽布置的重要容，二者相互联系。
不同的坝址可选择不同的坝型。
本设计中河谷宽阔，地址条件好，所以选择为重力坝。
1.2.1.1 地质条件地质条件是坝址、坝型选择的重要条件，重力坝需建在岩基上，其重力坝枢纽布置关键因素是地质条件，所以在考虑地质条件时应注意，断层破碎带、软弱夹层，垂直水流的陡倾斜角断层，应尽量避开岩溶地区查明潜伏溶洞、暗河、溶沟和沟槽等对建筑物的影响，应对不利影响作出研究和论证。
1.2.1.2 地形条件不同的坝对地形的要求也不一样，在山谷地区布置水利枢纽时，应尽量少高边坡开挖，坝址选在河谷段，坝轴线断减小坝体工程量，但对泄水和发电不利。
在坝址选择时，要注意坝址位置是否对取水防沙及漂木有利。
1.2.1.3 建筑材料坝址附近有足够数量符合要求的建筑材料。
采用混凝土时，要求可作骨料用的沙卵石或碎石料厂。
1.2.1.4 施工要求要便于施工导流，坝址附近应有开阔的地形，便于布置施工场地，应从长远利益出发，正确对待施工条件问题。
1.2.1.5 综合效益对不同的坝址要综合考虑防洪、灌溉、发电、航运、旅游等部门的经济效益对环境的影响。
1.2.2 本枢纽的等级和拦和坝的级别确定本枢纽库容1090万m3，其他资料没有给出，所以根据《水利水电枢纽等级划分标准》确定本枢纽为三等工程。
根据工程的级别查得，拦河坝为三级建筑物。
1.2.3 枢纽的总体布置1.2.3.1 非溢流坝非溢流坝主要起挡水作用，布置与左右两岸，右岸非溢流坝段，从右往左，1号－5号坝段，共5个坝段，坝段长18.5m，8号－15号坝段，每个坝段长18m，沿坝轴线全长为136.5 m,坝顶高程381.5m，防浪墙顶高程为382.7m，重力坝最大坝高61.5m，最大坝宽47.2m。
1.2.3.2 河床溢流坝为使洪水下泄顺畅，溢流坝布置在河床主流上，分为2坝段，每段长17m，沿坝轴线长34m，坝顶高程 372.9m，最大坝底宽 59m，为满足洪水的下泄要求，在溢流坝顶设3个泄水孔，每孔宽8 m，溢流面采用WES剖面曲线，采用挑流消能，同时为了满足工作桥与交通桥的要求，溢流坝设4个闸墩，其中2个中墩，每个长15m，宽3m,2个边墩，每个长15m，宽2m,为了防止坝面水流向西，侧溢流边墩向下游延伸为导水墙，长15m，高3m。
1.2.3.3枢纽沿坝轴线全长270.5m，共分为15个坝段，枢纽详细布置见图纸。
2 非溢重力流坝剖面设计2.1 坝体剖面尺寸拟定2.1.1 坝顶高程的确定坝顶高程分别把按设计洪水位计校核洪水位两种情况进行设计，取二者中的较大值，作为选定的坝顶高程为了交通和运用管理的安全，非溢流重力坝的坝顶必须高出静水位。
其高出的△h为：△h=hc +hz+hc其中：hc：波浪高程hz：波浪中心线高出静水位的高度cmhc：安全超高浪长、浪高的确定采用官厅公式，计算风速V在设计洪水位时采用多年平均最大风速的2倍，在校核洪水位时采用多年平均最大风速，安全超高hc根据规规定，设计时取0.5m。
校核市取0.4m。
官厅公式：31212120076.0⎥⎦⎤⎢⎣⎡=-vgDvvghc.75.312015.21020331.0⎥⎦⎤⎢⎣⎡=-v gD v v gh c （m ）式中：v 0：计算风速 D ：风区长度h z ：波浪中心线高出正常蓄水位的高度 H ：坝前水深（1）设计水位情况：风区长度D=2.5km ，计算风速v 0在设计洪水情况下取多年平均风速的2北纬30m/s 。
波高: h c =gv v gD v312012100076.0⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=8.9303025008.9300076.02312121⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯- =8367.91008.37532.00076.0⨯⨯⨯ =1.581m 波长：L=.75.312015.210331.0⎥⎦⎤⎢⎣⎡-v gD vgv 2=8367.914135.22056.0331.0⨯⨯⨯ =15.084m波浪中心线至计算水位的校核： h z =L h cthLhc ππ22H>L 12≈Lhcth π h z =m L hc 520.0084.15581.114.322=⨯=πm h 501.24.0520.0581.1=++=∆ 坝顶高程=380.2+2.501=382.701m（2）校核洪水位情况，风区长度D=2500计算风速为平均年最大风速的1倍为15m/s 。
波高h c =gv v gD v312012100076.0⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=8.9151525008.9150076.02312121⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯- =9592.227752.47980.00076.0⨯⨯⨯ =0.665m 波长：L=.75.312015.210331.0⎥⎦⎤⎢⎣⎡-v gD vgv 2=8.9151525008.915331.0275.31215.21⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯- =9592.224930.31838.0331.0⨯⨯⨯ =7.533m波浪中心线至计算静水位的高度： h z =m L hc 184.0533.7665.014.322=⨯=πm h 149.13.0184.0665.0=++=∆ 坝顶高程=381.5+1.149=382.649m取防浪墙高度 1.2m,则设计坝顶高程为382.701-1.2=381.5m ，设计坝顶高381.5-320=61.5m ，校核坝顶高程为382.649-1.2=381.4m ，校核最大拔高为381.4-320=61.4列表计算坝顶高程2.1.2 坝顶宽度的确定坝顶宽度在考虑交通要求按７cm 拟定，如图示坝宽为7-0.25-.05-0.25=6m2.1.3 坝坡的确定根据工程经验,考虑利用部分水增加坝体稳定,上游坝面采用折坡,起坡点,按要求为1/3-2/3坝高,该工程拟折坡点高程为361.0m,上部铅直,下部为1:0.2的斜坡,下游坝破取1:0.75,基本三角形顶点高程为372.17≈372.2以上铅直坝面。
重力坝剖面设计图2.1.4 坝体防渗排水根据上述尺寸算得坝体最大宽度为54.3m ，分析地基条件，要求设防渗灌浆帷幕和排水幕，灌浆帷幕中心线距上游坝距6.047，排水孔中心线距防渗帷幕中心线3.26m ，拟设廊道系统，实体重力坝剖面设计暂不计入廊道的影响，廊道为2.5275.3m ⨯，底距地面5m ，帷幕灌浆孔距廊道壁0.5处，排水孔距廊道下游壁0.5m 处，采取排水孔与重线的斜角010=α，倾角下游这样的排水孔距帷幕灌浆孔在坝基的水平距离为m tg 26.35.151020=+⨯拟定的非溢流坝剖面如下所示1:11:1372.2380.2382.7非溢流坝剖面图1:0.751:0.2300320325325345365351.0320325332.12.2 荷载作用及组合以设计洪水位情况为例，进行稳定和应力的极限状态验算。
根据荷载组合表2-8，设计洪水情况的荷载组合包含：自重+静水压力+淤沙压力+扬压力+浪压力。
沿坝轴线取单位长度1m 计算。
2.2.1 自重将坝体剖面分成两个三角形和一个长方形计算其标准值，廊道的形状暂不计入。
KN 56.245231*24*2.52*15.39*21W KN103321*245.617W KN 4034.41*24*41*2.821W 321===⨯⨯==⨯=2.2.2 静水压力按设计洪水时的上下游水平水压力和斜面上的垂直水压力分别计算其标准值。
KN 4.7171*21.1*8.9*21PH KN 8.177571*2.60*8.9*21PH 2221====2.2.3 垂直压力KN06.538075.9*1.12*8.9*21PV KN 38.16478.9*2.8*41*21PV KN 912.15422.19*2.8*8.9PV 321====== 2.2.4 泥沙压力()KN 3801*2.0*20*20*5.9*21P KN 9.124521245*tan *20*5.9*21P SKV22SKH ===⎪⎭⎫ ⎝⎛-=水平：垂直： 泥沙压力分水平方向和垂直方向计算。
泥沙浮重度为9.53m /KN ，摩擦角o 12S =φ，水平淤沙压力标准值为)2s (45tan hs *21P o 22sb SK φγ-=。
2.2.5 浪压力坝前水深大于1/2，波长（2/h 采取下式计算浪压力标准值）。
)(*4121h h L r P m w Wk += ()52.0581.1*084.15*8.9*41+=64.77=2.2.6 扬压力扬压力强度在坝址处为1rH ，排水孔中心线上为)2(2H rH +，坝址处为2rH 。
2.2.7 浮托力：（W ） 41.37281*7*35.54*8.9=2.2.8 渗透力：（1.2） 25.5471*307.9*24*25.0*8.92==U KN26.1324043.45*24*25.0*8.9*213==U KN 88.8201*307.9*)25.0*2424(*8.9*214=-=U KN2.3 抗滑稳定分析本次采用抗滑稳定极限状态法，经验算，设计洪水位坝基面满足抗滑稳定要求。
大坝以防洪为主， 3级建筑物对应可靠度设计中的结构安全级别为二级，结构重要系数9.0=o r ，坝体上的荷载分为两种组合。
基本组合取偶然状况对应的设计状况系数1.0=φ，结构系数为2.1=d r ，偶然组合省略。
坝址抗压强度极限状态的设计状况系数为φ=0.85,结构系数为3.1=d r 。
可靠度设计要求均采用作用设计值和强度设计值，作用标准值乘以作用分项系数后的值的作用设计值。
材料强度标准值乘以材料性能分项系数后的值为材料强度设计值。
本社及有关作用分项系数查表2-9得，自重为1.0，静水压力为1.0，渗透压力1.2，浮托力为1.0，淤沙压力为1.2，浪压力为1.2，混凝土材料的强度系数为1.35。