重力坝设计内容
毕业设计 重力坝设计
毕业设计重力坝设计
1. 引言
重力坝是水利工程中常用的一种坝型，其主要特点是坝体厚重且体积大，具有重力作
用稳固坝体的特点。
在设计重力坝时，需要考虑到多种因素，如水文条件、地质条件、工
程造价等因素，以确保设计的坝体结构具有充分的安全性和经济性。
2. 水文条件
水文条件是设计重力坝时需要考虑的重要因素之一。
主要包括水文特征、水文历时和
频率以及预测值。
在设计重力坝时需要充分考虑降雨涝、暴雨及洪水等水文条件，预计出
各种水位的出现频率，并采用适当的控制水位高度的设计措施。
3. 地质条件
地质条件也是设计重力坝时需要充分考虑的一个因素。
主要包括地质构造、物理性质、地质力学性质和地质灾害等因素。
在设计重力坝时，需要对地质条件进行全面的地质勘测
及分析，并采取适当的加强坝体和基础的设计措施。
4. 坝体及基础的设计
重力坝的坝体具有良好的稳定性，是因为其坝体体积庞大且较宽厚，具有良好的抗滑性。
在设计坝体时需要注意选择坝体的材料及其强度，且坝体中的混凝土应加强措施，以
增强坝体的稳定性。
在基础设计方面，需要以地质灾害为基础，采取适当的加固措施以确
保重力坝的基础稳定性。
5. 结论
设计重力坝需要全面考虑水文条件、地质条件、坝体设计以及基础设计等多个因素。
仅仅注重单一因素，难以达到坝体的最佳安全和经济设计。
除上述因素外，设计过程中还
需要考虑成本和材料等多个因素，以确保设计出具有良好稳定性且经济性较高的坝体结
构。
[学士]重力坝毕业设计
![[学士]重力坝毕业设计](https://img.taocdn.com/s3/m/cbd9a4120622192e453610661ed9ad51f11d5452.png)
第一部分重力坝毕业设计第一章基本资料设计洪水位（P = 5 %）上游：510.15m下游：480.12m校核洪水位（P = 1 %）上游：510.64m下游：481.10m正常蓄水位上游：509m死水位：488m可利用河底高程478.5m混凝土容重：24 KN/m3坝前淤沙高程：486m泥沙浮容重 10 KN/m3，内摩擦角为20°混凝土与基岩间抗剪断参数值：f `= 0.6c `= 0.3Mpa坝基基岩承载力：［f］=1000Kpa坝基垫层混凝土：C15坝体混凝土：C15= 22m/s50年一遇最大风速为：v`= 16m/s多年平均最大风速为：v吹程 D =1000m第二章重力坝的断面选取与荷载计算第一节流量-水位关系曲线计算流量-水位关系曲线计算表注：流量-水位关系曲线河谷断面图第二节重力坝坝体断面1.坝顶高程的确定①. 正常水位时gD/v2=9.81×1000/222=20.279.81h/222=0.0076×22-1/12×(9.81×1000/222)1/3h=0.79m当gD/v2=20~250时，h为累计频率h5%的波高∴h1%=h=1.24h5%=0.98m9.81Lm/222=0.331×22-1/2.15×(9.81×1000/222)1/3.75Lm=8.65mh z =π×0.982/8.65×cth(2πH/ Lm)hz=0.35m△h=h1%+h z+h c=0.98+0.35+0.4=1.73m根据公式Q=δsεmB(2g)1/2H3/2 得H={Q/[δsεmB(2g)1/2]}2/3＝{66.18/[1×1×0.502×24×(2×9.81) 1/2]}2/3 =1.15m设计洪水位=509+1.15=510.15m坝顶高程=509+1.73=510.73m②校核洪水位时gD/v2=9.81×1000/162=38.329.81h/162=0.0076×16-1/12×(9.81×1000/162)1/3h=0.53m当gD/v2=20~250时,h为累计频率h5%的波高∴h1%=h=1.24h5%=0.66m9.81Lm/162=0.331×16-1/2.15×(9.81×1000/162)1/3.75Lm=6.29mh z =π×0.662/6.29×cth(2πH/ Lm)hz=0.22m△h=h1%+hz+hc=0.66+0.22+0.3=1.18m根据公式Q=δsεmB(2g)1/2H3/2 得H={Q/[δεmB(2g)1/2]}2/3＝{112.56/[1×1×0.502×24×(2×9.81) 1/2]}2/3s=1.64m校核洪水位=509+1.64=510.64m坝顶高程=510.64+1.18=511.82m,故取坝顶高程为512m而该坝的开挖深度为1.5m ∴坝高=512-478.5=33.5m2.坝顶宽度的确定坝顶宽度取坝高的9%，则坝顶宽度=33.5×9%=3.015m,故坝顶宽度取3.5m3.坝面坡度的确定下游面的坡度采用1：0.84.坝基防渗与排水设施的拟订距距坝踵5m处设一个帷幕灌浆断面图如下：第三节荷载计算摩檫系数f ＇Γk 、粘聚力C ＇ΓK 的材料性能分项系数分别为1.3、3.0， 则相应的设计值：摩檫系数f ＇Γ=0.6/1.3=0.46 粘聚力C ＇Γ=300/3=100 Kpa选用砼为C15，抗压强度性能分项系数为1.5，则设计值 fc=15000/1.5=10000 Kpa 扬压力系数α为0.2（查表得出） 1.设计洪水位W 1W 2W 3⑴.浪压力P 1=1/2γHL m /2=1/2×9.81×（0.98+0.35+8.65/2）×8.65/2=119.97 KNP 2=1/2γL m 2/4=1/2×9.81×8.652/4=91.75 KNP n = P 1+P 2 =119.97-91.75=28.22 KN P=1.2×P n =1.2×28.22=33.86 KNM 1n =-P 1×[1/3×(h 1%+h z +L m /2)+H 1-L m ]=-119.97×[1/3×（0.98+0.35+8.65/2）+31.65-8.65/2]=-3504.32 KN ·NM1=1.2M1n=1.2×(-3504.32)=-4205.18 KN·NM2n =P2×(1/3×Lm/2+H1-Lm/2)=91.75×(1/3×8.65/2+31.65-8.65/2)=2639.34 KNM2=1.2M2n=1.2×2639.34=3167.21 KN·N⑵.泥沙压力Psk =1/2γsbhs2tan2(45°-φs/2)=1/2×10×7.52×tan2(45°-20°/2)=137.89 KNPn =1.2Psk=1.2×137.89=165.47 KNM=-PnL=-165.47×1/3×7.5=-413.68 KN·N⑶.自重W1=γV1=24×3.5×33.5=2814 KNW2=γV2=24×23.3×29.1×1/2=8136.36 KNW3=γV3=9.81×1/2×1.62×1.62×0.8=10.30 KNW=W1+W2+W3=10960.66 KNM1=W1L1=2814×(26.8/2-3.5/2)=32783.1 KN·NM2=W2L2=8136.36×(26.8/2-3.5-23.3/2)=17357.57 KN·NM3=-W3L3=-10.30×(26.8/2-1/3×1.62×0.8)=-133.57 KN·N⑷.水压力上游：P1=1/2γH12=1/2×9.81×31.652=4913.45 KNM1=-P1L1=-4913.45×1/3×31.65=-51836.90 KN·N下游：P2=1/2γH22=1/2×9.81×1.622=12.87 KNM2=P2L2=12.87×1/3×1.62=6.95 KN·N⑸.浮托力P浮=γH2LB=9.81×1.62×26.8=425.91 KNM=0 KN·N⑹.渗透压力W1=γA1=9.81×1/2×5×[31.65-1.62-0.2×（31.65-1.62）=589.19 KNW2=γA2=9.81×5×0.2×（31.65-1.62）=294.59 KNW3=γA3=9.81×1/2×（26.8-5）×0.2×（31.65-1.62）=642.22 KNWK =W1+W2+W3=1526 KNW=1.2×1526=1831.2 KNM 1K =-W 1L 1=-589.19×(26.8/2-5/3)=-6913.17 KN ·N M 1=1.2 M 1K =8160.35 KN ·NM 2K =-W 2L 2=-1.2×294.59×(26.8/2-5/2)=-3211.03 KN ·N M 2=1.2 M 2K =-3853.24 KN ·NM 3K =-W 3L 3=-1.2×642.22×[26.8/2-5-(26.8-5)/3] =-727.85 KN M 3=1.2 M 3K =-873.42 KN ∑P=5099.91 KN ∑W=8284.51 KN∑M=-16296.96 KN ·N 2.校核洪水位W 1W 2W 3⑴.浪压力P 1=1/2γHL m /2=1/2×9.81×（0.66+0.22+6.29/2）×6.29/2=62.09 KN P 2=1/2γL m 2/4=1/2×9.81×6.292/4=48.52 KNP n = P 1+P 2 =62.09-48.52=13.57 KN P=1.2×P n =1.2×13.57=48.52 KNM1n =-P1×[1/3×(h1%+hz+Lm/2)+H1-Lm]=-62.09×[1/3×（0.66+0.22+6.29/2）+32.14-6.29/2]=-1883.60 KN·NM1=1.2M1n=1.2×(-1883.60)=-2260.32 KN·NM2n =P2×(1/3×Lm/2+H1-Lm/2)=48.52×(1/3×6.29/2+32.14-6.29/2)=1457.70KNM2=1.2M2n=1.2×1457.70=1749.24 KN·N⑵.泥沙压力Psk =1/2γsbhs2tan2(45°-φs/2)=1/2×10×7.52×tan2(45°-20°/2)=137.89 KNPn =1.2Psk=1.2×137.89=165.47 KNM=-PnL=-165.47×1/3×7.5=-413.68 KN·N⑶.自重W1=γV1=24×3.5×33.5=2814 KNW2=γV2=24×23.3×29.1×1/2=8136.36 KNW3=γV3=9.81×1/2×2.6×2.6×0.8=26.53 KNW=W1+W2+W3=10976.89 KNM1=W1L1=2814×(26.8/2-3.5/2)=32783.1 KN·NM2=W2L2=8555.4×(26.8/2-3.5-23.3/3)=17357.57 KN·NM3=-W3L3=-26.53×(26.8/2-1/3×2.6×0.8)=-337.11 KN·N⑷.水压力上游：P1=1/2γH12=1/2×9.81×32.142=5066.76 KNM1=-P1L1=-5066.76×1/3×32.14=-54281.89 KN·N下游：P2=1/2γH22=1/2×9.81×2.62=33.16 KNM2=P2L2=33.16×1/3×2.6=28.74 KN·N⑸.浮托力P浮=γH2LB=9.81×2.6×26.8=683.56 KNM=0 KN·N⑹.渗透压力W1=γA1=9.81×1/2×5×[32.14-2.6-0.2×（32.14-2.6）=579.57 KNW2=γA2=9.81×5×0.2×（32.14-2.6）=289.79 KNW3=γA3=9.81×1/2×（26.5-5）×0.2×（32.14-2.6）=631.74 KNWK =W1+W2+W3=1501.1 KNW=1.2×1501.1=1801.32 KNM1=-1.2W1L1=-1.2×579.57×(26.8/2-5/3)=-8160.35 KN·NM2=-1.2W2L2=-1.2×289.79×(26.8/2-5/2)=-3790.45 KN·NM3=-1.2W3L3=-1.2×631.74×[26.8-5-(26.8-5)/3] =-859.17 KN∑P=5215.35 KN∑W=8072.97 KN∑M=-18184.32 KN·N3. 抗滑稳定极限状态⑴基本组合时，取持久状况对应的设计状况系数ψ=1.0，结构系数γd=1.2γ0ψs(·)= γψ∑P=1.0×1.0×5099.91 =5099.91 KN1/γd R(·)= 1/γd（f＇Γ∑W+ C＇ΓA）=1/1.2（0.46×8284.51+100×26.8） =5409.06 KN∴γ0ψs(·)＜1/γdR(·)即基本组合时满足设计要求⑵偶然组合时，取偶然状况对应的设计状况系数ψ=0.85，结构系数γd=1.2γ0ψs(·)= γψ∑P=1.0×0.85×5215.35 =4433.05 KN1/γd R(·)= 1/γd（f＇Γ∑W+ C＇ΓA）=1/1.2（0.46×8911.05+100×26.8） =6837.38 KN∴γ0ψs(·)＜1/γdR(·)即偶然组合时满足设计要求4. 坝址抗压强度极限状态⑴基本组合时，设计状况系数ψ=1.0，结构系数γd=1.8γ0ψs(·)= γψ（∑W/T-6∑M/T2）×（1+m2）=1.0×1.0×[8284.51/26.8-6×(-16296.96)/26.82] ×（1+0.82） =730.23 Kpa≈0.73 Mpa1/γdR(·)=1/1.8×10000=5555.56 Kpa≈5.56 Mpa∴γ0ψs(·)＜1/γdR(·)即基本组合时满足设计要求⑵偶然组合时，设计状况系数ψ=0.85，结构系数γd=1.8γ0ψs(·)= γψ（∑W/T-6∑M/T2）×（1+m2）=1.0×0.85×[8072.97/26.8-6×(-18184.32)/26.82] ×（1+0.82） =631.68 Kpa≈0.63 Mpa1/γdR(·)=1/1.8×10000=5555.56 Kpa≈5.56 Mpa∴γ0ψs(·)＜1/γdR(·)即偶然组合时满足设计要求5.上游坝踵不出现拉应力极限状态因上游坝踵不出现拉应力极限状态属正常使用极限状态，故设计状况系数，作用分项系数和材料性能分项系数均采用1.0，扬压力系数直接用0.2代入计算，此处，结构功能的极限值C=0。
重力坝课程设计doc
重力坝课程设计doc
一.重力坝概述
重力坝是一种在河流中建设的大型水利工程，通常由一组拱形结构的混凝土或石头堆
砌而成，它的作用是把流过的河水向上压抑，以提高河流的稳定性，防止洪水，并利用流
过的水势将水压转化为电能供给公众使用。
二.重力坝的设计及施工
1.首先要进行地质勘探研究，以确定建造重力坝的最佳位置和材料。
2.重力坝的设计，要考虑重力坝的高度、深度等参数，还要确定其弯曲度、抗压强度
等技术要求，确定防洪排污设施等。
3.施工难度较大，要求施工人员具备较强的技术水平，建造时需要按照规划进行，尤
其是对混凝土施工要求严格，大坝结构要求较高。
4.建造完毕后，要经常进行检查和维护，以保证重力坝的安全运行。
三.重力坝的应用
1.重力坝的水利社会化应用在于控制洪水、改变河流水质，防止水库中的污染，提高
水生态环境等；
2.在水力发电方面，重力坝利用发电厂结构附属设备，从水势中提取能量而产生电能
供人们使用；
3.重力坝在航向规划中也得到了重要的应用，它可以改变河流的流向，从而改变其航向，有助于渡河船只的安全航行；
4.此外，重力坝建设也是一种美化环境的手段，它不仅能使人们对河流的自然环境被
更好的保护，而且还可以利用湖面动态变化来丰富景观，使河流被点缀成一种美丽的风景。
四.总结
重力坝是水利工程建设中重要的一环，在水力发电、洪水防治、航航向规划及美化景
观等方面均有着重要作用。
但是，由于重力坝设计施工难度较大，施工需求较高，在建设
及运营中均需要考虑多方面的因素，以保证重力坝的安全可靠。
重力坝设计资料
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、气象及泥沙资料通过对区域内水文气象资料的调查和分析计算，设计中所采用的水文、气象及泥沙参数见下表1。
（二）、地质资料1、坝址地质资料选定坝址河谷呈基本对称的“V”形谷，左岸山体坡角48°，右岸山体坡角46°，两岸地貌主要为侵蚀切割形成的平缓脊状山岭地貌，河谷地貌为侵蚀-构造类型。
坝址处出露地层为峨嵋山玄武岩(P2β)，岩层无产状，岩层倾向总体倾向河床下游偏右岸。
坝址处左右岸坡残坡积层厚度为0～2m，局部地段深达7m以上，河床上第四纪冲积覆盖层厚度为5m左右。
地表裸露的玄武岩呈强风化状，玄武岩地层上部强风化层在河床部位厚 3.6m，在河床左岸坡厚7.5m，在河床右岸坡厚8m，下部呈弱风化状，弱风化层在河床部位厚3m，在河床左岸坡厚4m，在河床右岸坡厚3.5m。
再往下为微风化和新鲜岩石。
经取样试验，结合有关工程经验类比，参考有关设计规范，地质专业提出了岩石（体）物理、力学参数，见表5-2～表5-4。
表5-2 岩土质物理力学性质建议指标表5-3 坝基岩体力学参数（三）特征水位表5-5 主要建筑物特征水位及流量（四）坝址处地形图三、要求1、拟定坝体尺寸，进行重力坝稳定计算及应力计算；2、提交成果（1）重力坝非溢流坝段剖面图，溢流坝段剖面图；（2）重力坝平面布置图。
1.坝基开挖深度的确定初步确定坝高在50~100m 的范围内，可建在微风化至弱风化的上部基岩上。
由地质资料，坝址处左右岸坡残坡积层厚度为0～2m ，局部地段深达7m 以上，河床上第四纪冲积覆盖层厚度为5m 左右。
地表裸露的玄武岩呈强风化状，玄武岩地层上部强风化层在河床部位厚3.6m ，在河床左岸坡厚7.5m ，在河床右岸坡厚8m ，下部呈弱风化状，弱风化层在河床部位厚3m ，在河床左岸坡厚4m ，在河床右岸坡厚 3.5m 。
重力坝设计毕业设计
重力坝设计毕业设计
重力坝是大块状结构的建筑体，并且其自身重力对坝体稳定的作用起着决定性的作用。
重力坝的设计首先需要确定坝的类型和材料。
常见的重力坝可以分为堆石坝、混凝土坝和钢筋混凝土坝等。
而材料可以为碾压碎石、砂石、混凝土等。
在设计重力坝时，首先需要进行水文和地质调查，确定坝址和基础条件。
然后进行坝体和坝基的稳定性分析，以确定坝体的高度、宽度和坝底厚度等参数。
同时，还需要对坝体进行应力分析，以确定材料的强度和坝身的稳定性。
在进行重力坝设计时，需要考虑到以下几个方面的问题：
1. 坝基的稳定性：要对坝基进行稳定性分析，包括地质勘察、基岩的强度和稳定性分析等。
2. 决策坡面稳定性：要进行决策坡面稳定性分析，包括内倾角、抗滑稳定性、抗滑系统的设计等。
3. 渗漏问题：要考虑渗漏问题，包括防渗壁的设计、渗漏量的计算等。
4. 强度分析：要对重力坝的强度进行分析，包括应力分析、变形分析等。
同时，要考虑重力坝在温度、水荷载、地震等载荷作用下的强度和稳定性。
5. 施工技术：要考虑重力坝的施工技术，包括施工方法、施工
工艺等。
同时，要考虑到施工过程中可能会遇到的问题，如地质灾害、基础沉降等。
以上是重力坝设计的一些基本内容，具体的设计过程和方法需要根据具体的项目条件来确定。
在设计过程中，需要全面考虑各种因素的影响，并做出合理的决策和设计方案。
最后，还需要进行可行性分析和经济性评价，以确定设计方案的技术可行性和经济可行性。
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。
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)重力坝设计说明书
网络教育学院《水工建筑物课程设计》题目：混凝土重力坝设计学习中心：专业：年级：年春/秋季学号：学生：指导教师：混凝土重力坝设计说明书目录第一章基本资料 (1)一、基本情况 (1)二、气候特征 (1)三、工程地质条件 (1)第二章大坝设计 (3)一、工程等级 (3)二、坝型确定 (3)三、基本剖面的拟定 (3)四、坝高计算 (3)五、挡水坝段剖面的设计 (4)第三章结构计算 (5)一、荷载及其组合 (5)二、挡水坝抗滑稳定分析计算 (7)三、挡水坝边缘应力分析与强度计算 (9)第四章细部构造设计 (13)一、材料区分及标号选择 (13)二、坝顶 (13)三、坝体防渗与排水 (13)四、坝体廊道系统 (13)第五章地基处理 (14)一、基底开挖 (14)二、固结灌浆 (14)三、惟幕灌浆与坝基排水孔 (14)第六章附件 (15)一、挡水坝段剖面图 (15)第一章基本资料一、基本情况本重力坝水库坝高53.9m，坝底高程31.0m，坝顶高程84.9m，坝基为微、弱风化的花岗岩层，致密坚硬，强度高，抗冲能力强。
水库死水位51.0m，死库容0.3亿m3，正常水位80.0m，设计状况时上游水位82.5m、下游水位45.5m，校核状况上游戏水位84.72m、下游水位46.45m。
二、气候特征1、根据当地气象局50年统计资料，多年平均最大风速14m/s，重现期50年最大风速23m/s，设计洪水位时2.6km，校核洪水位时3.0km；2、最大冻土层深度为125m；3、河流结冰期平均为150天左右，最大冰层1.05m。
三、工程地质条件1、坝址地形地质（1）、左岸：覆盖层2-3m，全风化带厚3-5，强风化加弱风化带厚3m，微风化层厚4m；（2）、河床：岩面较平整，冲积沙砾层厚约0-1.5m，弱风化层厚1m左右，微风化层厚3-6m；坝址处河床岩面高程约在38m 左右，整理个河床皆为微、弱风化的花岗岩层，致密坚硬，强度高，抗冲能力强；（3）、右岸：覆盖层3-5m，全风化带厚5-7，强风化加弱风化带厚1-3m，弱风化带厚1-3m，微风化层厚1-4m。
重力坝设计
重力坝设计重力坝是一种常用的大型水利工程，用于治理水资源、发电和防洪。
本文将针对重力坝的设计进行介绍。
重力坝的概念和作用重力坝是指利用坝体重量和坝底摩擦力抵抗水压，而稳定起水坝的一种坝型。
其主要作用包括：1.治理水资源。
重力坝可以控制水流，供给农业、工业和生活用水等，提高水资源的利用效率。
2.发电。
重力坝可以作为水力发电的设施，利用水能转化为电能。
3.防洪。
重力坝可以减少洪水对下游地区的威胁和损失。
重力坝的设计要点设计一座重力坝，需要考虑以下一些关键要点：1. 坝体的稳定性坝体的稳定性是重力坝设计的首要考虑因素。
一般来说，坝体稳定性需要考虑水压、地震、风等自然力对坝体的作用。
在满足以上自然因素的前提下，需要保证坝体的重量足够大，以此来抵抗水压，保证坝的稳定性。
2. 场地的选址与特征分析场地选址是重力坝设计的重要环节。
需要考虑地质条件、地形、气候和地水等因素，以确保设计出的坝体能够最大限度地发挥其河道防洪、蓄水、发电等多种功能。
此外，场地的土质特征也需要进行分析，以确定坝堆方案和基础设计。
3. 坝体形状和尺寸坝体形状和尺寸是影响重力坝性能的重要因素。
在坝体形状的确定时，需要研究坝体的倾斜角度、上游堆石体到坝顶的高度、坝顶宽度、坝面曲率等因素。
在坝体尺寸的确定中，要考虑地势、水流和地震等自然条件，以及坝体工程实践的经验，以确保设计出实用稳定的坝型。
4. 泄洪浸水口的设计重力坝一旦遭遇大洪水的袭击，坝体产生泄洪浸水的情况是不可避免的。
因此，坝体泄洪浸水口的设计是重要环节之一。
在设计中，需要考虑泄洪浸水口的数量、大小、位置等因素，如何在保证泄洪及防洪安全的前提下，实现泄洪浸水的目的。
重力坝的施工和管理重力坝建造需要采用大范围的土石方、钢筋混凝土浇筑和水利系统建设等多种复杂的施工工艺。
在施工过程中，必须按照合理的技术要求，在施工、验收、监测等各环节进行严格控制，避免施工过程中出现质量问题。
在日常管理中，还需要定期对坝体及其周围环境进行巡视和检查，以避免坝体出现裂缝和漏水等质量问题，确保重力坝长期带来的丰富水资源、发电和防洪的利益。
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(福州市)及附近 50 万亩农田和南江县(南平县) 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 内磨擦角为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，坝与基岩之间磨擦系数为 0.7，基岩允许抗压强度为 6.3Mpa ,坝基渗透系数(扬压力折减系数或者剩余水头系数) α α 可分别取 0.25，0.34。
1 25、建造材料有关数据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。
重力坝设计内容
重力坝设计内容、方法与步骤一重力坝设计所需基本资料<一>地形库区与坝址的地形地貌及高程，河流流向及河谷型状，地物与已成建筑物，村庄集中分布及内外交通、水电线路布置，显附有库区、坝址的地形图。
<二>地质包括库区及坝址地质情况。
坝址地质应已包括环境地质、地基岩石结构、岩层产状工程地质及水文地质情况，如断层破碎带分布、节理裂隙发育状况、地下水位与济量，透水带分布岸坡稳定性及崩坡积物分布、分化层深度。
建筑材料分布，储量及物力性坝轴线处基？的主要物理力学性质、钻孔柱状？<三>水文与气象1.水文水利计算成果：水库设计标准及相应的特征水位与库容，淤沙高程。
2.气象库区气候、降雨量、风速、冰冻情况。
<四>计算参数基岩抗剪或抗剪断指标，极限承载力或承载力标准值。
淤沙的抗剪指数及自重，地震烈度，水库吹程及冲坝系数、扬压力折减系数。
二总体布置确定重力坝位置，选定坝型及结构以及与两岸或？？建筑物的连接方式<一>坝型选择根据地址的地形、地质、建筑材料、施工条件及？？利用要求，选择适宜的重力坝结构形式；如当地地质较差，坝高不大，？当地具有足够的石料，可优先选择浆砌石宽？重力坝。
<二>坝轴线位置根据提供的坝址地形图，？？工程量，施工要求及其他建筑物布置特性，确定坝轴线。
<三>溢流坝段与非溢流坝段的位置通过水力计算确定溢流坝长度再消能要求确定在大坝中具体位置，其余部分为非溢流坝段。
三坝面拟定初拟确定重力坝挡水坝段与溢流坝段横纵剖面的形状与尺寸。
<一>基本剖面——三角形根据上游最高水位与坝基地质条件，？依类此法，初拟基本三角形顶点位置，底边位置及上下游的坝坡系数。
1.顶点：通常是顶点位置？？最高水位附近，当地质条件较差，剖面尺寸挖到条件时，顶点高程应适当高些。
2.底边：根据地形图反映的最大坝段地面高程，？出开挖深度的坝基高程？为三角形底边位置。
重力坝课程设计指南
重力坝课程设计指南
重力坝课程设计指南
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
重力坝课程设计指南
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。
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，左岸覆盖层厚度为3-8m，右岸覆盖层厚度为，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，左岸覆盖层厚度为3-8m，右岸覆盖层厚度为，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 cm 3 ，饱和密度 g/cm 3 ，干抗压强度 92-120MPa，饱和抗压强度 83-110MPa，软化系数，泊松比。
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，抗剪断凝聚力。
坝基高程为550m.正常水位设计水位校核水位（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的峡谷中，坝址集水面积，又知河底高程556-557m。
可算的水库容容量约为亿立方米，大坝的工程级别为中型级别。
第三部分非溢流坝段设计（1）剖面尺寸的拟定1、坝顶高程的确定坝顶高程分别按设计和校核两种情况，用下列公式进行：波浪要素按官厅公式计算:Δh = h1+ hz + hcΔh—库水位以上的超高，m；h1—波浪高度，m；hz —波浪中心线超出静水位的高度，m；hc —安全超高，按表2-1 采用,对于2级工程，设计情况hc＝，校核情况hc＝。
重力坝设计内容
第三部分枢纽布置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，左岸覆盖层厚度为3-8m，右岸覆盖层厚度为，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。
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，左岸覆盖层厚度为3-8m，右岸覆盖层厚度为，覆盖层主要为坡残积含碎石粘土层。
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。
基本参数干密度cm 3 ，饱和密度g/cm 3 ，干抗压强度92-120MPa，饱和抗压强度83-110MPa，软化系数，泊松比。
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，抗剪断凝聚力。
坝基高程为550m.正常水位设计水位校核水位工程级别：本水利枢纽坝址林地溪与国宝溪汇合口下游约的峡谷中，坝址集水面积，又知河底高程556-557m。
可算的水库容容量约为亿立方米，大坝的工程级别为中型级别。
第三部分非溢流坝段设计剖面尺寸的拟定坝顶高程的确定坝顶高程分别按设计和校核两种情况，用下列公式进行：波浪要素按官厅公式计算:Δh = h1+ hz + hcΔh—库水位以上的超高，m；h1—波浪高度，m；hz —波浪中心线超出静水位的高度，m；hc —安全超高，按表2-1 采用,对于2级工程，设计情况hc＝，校核情况hc＝。
重力坝的设计要点
重力坝的设计要点
1.综述
重力坝的坝轴线一般采用直线，但有时由于地形、地质条件的限制，采用折线或曲线。
设计要点择要叙述如下。
2.荷载组合
( 1 ) 坝体及其上固定设备的自重
( 2 ) 正常蓄水位或设计洪水位时的扬压力
( 3 ) 相应于正常蓄水位时的静水压力
( 4 ) 相应于设计洪水位时的动水压力重力坝
重力坝
( 5 ) 相应于正常蓄水位或设计洪水位时的浪压力
( 6 ) 冰压力
( 7 ) 土压力
( 8 ) 泥沙压力
( 9 ) 其他出现几率多的荷载
3.特殊荷载
( 1 )校核洪水位时的静水压力
( 2 )相应于校核洪水位时的扬压力
( 3 )相应于校核洪水位时的浪压力
( 4 )相应于校核洪水位时的动水压力
( 5 )地震荷载
( 6 )其他出现机率很少的荷载
4.断面拟定
坝顶在最高洪水位上要留有一定的安全超高。
坝顶宽度视运用和交通的需要而定。
坝的上游重力坝
面通常做成铅直面，或略向上游倾斜，一般坡度n=0~0.2;坝的下游面通常为均一的坡度，一般坡度 m=0.6~0.8。
坝底宽,一般为坝高的 7/10~9/10。
坝体断面需根据稳定和应力要求进行优化设计，求出坝体混凝土方量为最小的优化设计断面，并考虑布置和运行需要，作某些修正。
重力坝设计内容
重力坝设计内容重力坝设计内容、方法与步骤一重力坝设计所需基本资料<一>地形库区与坝址的地形地貌及高程，河流流向及河谷型状，地物与已成建筑物，村庄集中分布及内外交通、水电线路布置，显附有库区、坝址的地形图。
<二>地质包括库区及坝址地质情况。
坝址地质应已包括环境地质、地基岩石结构、岩层产状工程地质及水文地质情况，如断层破碎带分布、节理裂隙发育状况、地下水位与济量，透水带分布岸坡稳定性及崩坡积物分布、分化层深度。
建筑材料分布，储量及物力性坝轴线处基？的主要物理力学性质、钻孔柱状？<三>水文与气象1.水文水利计算成果：水库设计标准及相应的特征水位与库容，淤沙高程。
2.气象库区气候、降雨量、风速、冰冻情况。
<四>计算参数基岩抗剪或抗剪断指标，极限承载力或承载力标准值。
淤沙的抗剪指数及自重，地震烈度，水库吹程及冲坝系数、扬压力折减系数。
二总体布置确定重力坝位置，选定坝型及结构以及与两岸或？？建筑物的连接方式<一>坝型选择根据地址的地形、地质、建筑材料、施工条件及？？利用要求，选择适宜的重力坝结构形式；如当地地质较差，坝高不大，？当地具有足够的石料，可优先选择浆砌石宽？重力坝。
<二>坝轴线位置根据提供的坝址地形图，？？工程量，施工要求及其他建筑物布置特性，确定坝轴线。
<三>溢流坝段与非溢流坝段的位置通过水力计算确定溢流坝长度再消能要求确定在大坝中具体位置，其余部分为非溢流坝段。
三坝面拟定初拟确定重力坝挡水坝段与溢流坝段横纵剖面的形状与尺寸。
<一>基本剖面——三角形根据上游最高水位与坝基地质条件，？依类此法，初拟基本三角形顶点位置，底边位置及上下游的坝坡系数。
1.顶点：通常是顶点位置？？最高水位附近，当地质条件较差，剖面尺寸挖到条件时，顶点高程应适当高些。
2.底边：根据地形图反映的最大坝段地面高程，？出开挖深度的坝基高程？为三角形底边位置。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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，较完整，1两岸地形坡度为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。
可算的水库容容量约为0.12亿立方米，大坝的工程级别为中型级别。
第三部分非溢流坝段设计（1）剖面尺寸的拟定1、坝顶高程的确定坝顶高程分别按设计和校核两种情况，用下列公式进行：波浪要素按官厅公式计算:Δh = h1+ hz + hcΔh—库水位以上的超高，m；h1—波浪高度，m；hz —波浪中心线超出静水位的高度，m；hc —安全超高，按表2-1 采用,对于2级工程，设计情况hc＝0.5m，校核情况hc＝0.4m。
D—风区长度，m。
V—计算风速，水库为正常蓄水位和设计洪水位时，宜用相应洪水期多年0平均最大风速的1.5~2.0倍，校核洪水位时，宜用相应洪水期多年平均最大风速，m/s。
L—波长，m。
风区长度：D=14m ；计算风速；V0=29 m|s（取平均最大风速14.5m|s，取安全系数为2）；坝上游正常水位=642.00（m），上游设计水位=642.05+66/100=642.71（m）,上游校核水位=643.03+66/100=643.69（m）则设计水深=642.71-550.00=92.7（m），校核水深=643.69-550.00=93.7（m）。
根据公式计算的到：1h=2.6m，L=22.3m，hz=0.9，设计条件、正常蓄水位条件下：Δh = h1+ hz + hc =4m；坝顶高程为646m。
校核条件下：Δh = h1+ hz + hc=1.88m；坝顶高程为645.88m。
经比较可以得出坝顶或防浪墙高程为646m，并取防浪墙高1.9m。
则坝顶高程为：646-1.9=644.1m最大坝高为：644.1-550=94.1m1）坝底、顶宽度坝底底宽约为坝高的0.7~0.9倍。
坝顶应有足够的宽度，无特殊情况要求时坝顶宽度可采用8%~10%，一般不小于2米。
则坝顶宽度取7m，坝底宽度取75m。
2）坝坡的拟定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=0.2，下游边坡系数m=0.8。
初拟定的非溢流坝重力剖面图如图2-2：（2）荷载计算下游设计水位=565.11+66/100=565.7（m），下游校核水位=567.64+66/100=566.3（m）下游设计水深=565.7-550=15.7m，下游校核水深=566.3-550=16.3m1）、自重WW=V×γ混泥土=94.1×75×0.5×1×24=84690(KN)2)、静水压力P 上设=0.5×γ水×上设2H ×1=4215.1(KN) P 上校=0.5×γ水×上校2H×1=43064.4(KN)P 下设=0.5×γ水×下设2H ×1=1209.0（KN ） P 下校=0.5×γ水×下校2H ×1=1303.2（KN ）P 设=P 上设－P 下设=40942.1（KN ） P 校=P 上校－P 下校=41761.2（KN ） 3）扬压力U 设=0.5×γ水×（h 上设－h 下设）×T ×1=0.5×9.81×（92.7－15.7）×75×1=28326.4(KN) U 校=0.5×γ水×（h 上校－h 下校）×T ×1=0.5×9.81×（93.7－16.3）×75×1=28473.5(KN) （3）抗滑稳定分析 1）抗剪强度计算基本组合：K1=0.8*（84690-28326.4）÷40942.1=1.10（满足）特殊组合：K2=0.8*（84690-28473.5）÷41761.2=1.07（满足）3）抗剪断强度抗剪断摩擦系数1.0-1.1，抗剪断凝聚力09.-1.1MPa。
f′=1.1 c′=1100KPa基本组合：K=3.5（满足）3特殊组合：K=3.4（满足）4（4）应力分析ΣW——作用于计算截面以上全部荷载的铅直分力的总和，kN；ΣM——作用于计算截面以上全部荷载对坝基截面垂直水流流向形心轴的力矩总和，kN·m；B——计算截面的长度，m。
坝体最大主应力按下游边缘最大主应力计算：基本组合：M=G*LG=W*(T/2-T/3)G=84690×(75|6)=1058625 (KN*M) (逆时针方向）M=P设*（H设/3）PX=40942.1×（92.7/3）=1265110.89（KN*M）（顺时针方向）M=U设*LX=U*(T/2-T/3)UX=28326.4×(75/6)=354080(KN*M) （顺时针方向）∑M=1058625－1265110.89－354080 =-560565.89(KN*M)σyu=∑W/T+6∑M/2T=576.4＞0σyd=∑W/T+6∑M/2T=1772.3＞0∴满足条件特殊组合M=G*LG=W*(T/2-T/3)G=84690×(75|6)=1058625 (KN*M) (逆时针方向）M=P校*（H校/3）PX=41761.2*（93.7/3）=1304341.48 （KN*M）（顺时针方向）M=U校*LX=U*(T/2-T/3)UX=28473.5*（75/6）=4355918.75（KN*M）（顺时针方向）∑M=1058625－1304341.48 －4355918.7=-601635.2（KN*M）σyu=∑W/T+6∑M/2T=581.6＞0σyd=∑W/T－6∑M/2T=1816.1＞0∴经计算初拟的方案满足应力和稳定的要求，且其折点处的应力和稳定也均满足要求，初步符合要求。
第四部分溢流坝段设计（1）孔口设计1）泄水方式的选择为使得水库具有较大的超泄能力，采用开敞式孔口2）洪水标准的确定本次设计的重力坝是3级建筑物，查表可知采用50年一遇的洪水标准设计，500年一遇的洪水标准校核。
3）流量的确定设计成果如表：4）单宽流量的选择上游水位（m）最大下泄流量（sm3）正常642.00 0设计642.71 1059.4 校核643.69 1137.94坝址河段长 350m ，河床宽20m-30m 。
坝址处基岩比较坚硬完整，综合枢纽的布置和下游的消能防冲要求，单宽流量取50~100m 3。
5)孔口净宽拟定 由已知可列表：根据以上计算，溢流坝段孔口净宽取18m ，假设每孔宽度b 为6m ，则孔数n 为3。
6) 溢流坝段总长度（溢流孔口总宽度）的确定拟定中墩厚度d 为3m ，边墩厚度t 为2m ，则溢流坝段总长度0B 为：B =nb + (n-1)d +2t = 28 m7) 堰顶高程的确定取侧收缩系数为0.95，流量系数为0.502.因为过堰水流为自由出流，故σ=1。
溢流坝高程为638m ，计算结果见下表：堰上最大水头：堰顶最大水头Hmax=校核洪水位-堰顶高程 即 堰顶最大水头Hmax=9.7m定型水头为：s H=90% x 9.7=8.78）闸门高程门高=正常高水位-堰顶高程+（0.1~0.2）=4.1m按规定取门高5m（2）消能防冲设计（一）确定消能方式1）挑流消能:挑流消能是利用鼻坎将下泄的高速水流向空中抛射,使水流扩散,并掺入大量空气，然后跌入下游河床水垫后,形成强烈的旋滚,并冲刷河床形成冲坑,随着冲坑逐渐加深，水垫愈来愈厚,大部分能量消耗在水滚的摩擦中, 冲坑逐渐趋于稳定.挑流消能的工程量小、投资省,结构简单、检修施工方便.但下游局部冲刷不可避免,一般适用于岩基比较坚固的高坝或中坝。
2）流式消能:底流消能是在坝址下游设消力池,消力坎等,促使水流在底限定范围内产生水跃,通过水流内部的旋涡、摩擦、掺气和撞击消耗能量.底流消能具有流态稳定，消能效果好,对地质条件和尾水变幅适应性强及水流雾化等优点。
但工程量大，不宜排漂或排冰.底流消能适应于中低坝或基岩较软弱的河道,高坝采用底流消能需经论证。
3）面流式消能:面流消能是在溢流坝下游面设低于下游水位、挑角不大的鼻坎，将主流挑至水面，在主流下面形成旋滚，其流速低于表面，且旋滚水体的底部流动方向指向坝址，并使主流沿下游水面逐步扩散，减小对河床的冲刷，达到消能防冲的目的。
面流消能适用与水头较小的中、低坝，要求下游水位稳定，尾水较深，河道顺直，河床和河岸在一定范围内有较高抗冲能力，可排漂和排冰。
面流消能虽不需要做护坦，但因为高速水流在表面，并伴随着强烈的波动，流态复杂，使下游在很长距离内水流不平稳，可能影响电站的运行和下游航运，且宜冲刷两岸，因此也须采取一定的防护措施。
4）消力戽消能：消力戽消能是在溢流坝址设置一个半径较大的反弧戽斗，戽斗的挑流鼻坎潜没在水下，形不成自由水舌，水流在戽内产生旋滚，经鼻坎将高速的主流挑至表面。