拱坝课程设计

《水工建筑物课程设计》

学院：土木工程学院

专业名称：水利水电工程学号： 22

*名：***

指导老师：邹爽老师

提交时间： 2015年1月6日

拱坝课程设计

一、目的

1、学会初拟拱坝尺寸的方法；

2、掌握拱坝坝肩稳定计算和应力计算；

3、进一步认识拱坝的结构特点。

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℃，最冷月1月平均℃，最热月7月平均℃，极端最高气温℃（1963年5月29日），极端最低气温℃（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，年平均日照时数，为贵州全省各县之冠。全年无霜期，大风日数，冰雹日数，雷暴日数，雾日天数，降雪日数，最大积雪深度27cm。多年平均风速s，最大风速s，全年以SE（东南风）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，丰水期(5～10月)平均降雨量，占全年降雨量的%，枯水期(11月至次年4月)平均降雨量，占全年降雨量的%，最大一日降水量为（1984年7月23日），降水量≥的日数193d，降水量≥的日数28d，降水量≥的日数7d，降水量≥的日数，多年平均水面蒸发量为（20cm蒸发皿）。吹程为600米。

（二）特征水位

表5-5 主要建筑物特征水位及流量

（三）、地质资料

1、地形地貌

下坝址河谷深切，为横向谷，河流由SE（东南）向转向NE（东北）向。两岸坡山体地形坡度较陡，其中在1890m高程以下地形坡度较陡，基岩裸露；上部地形稍缓，为坡耕地、林地和荒坡，残坡积层厚度最大达10m，一般3～5m；地形为浅切中山地形，河谷地形呈较宽缓的“V”形谷，河床冲积层厚度达。右岸坡在高程修建有一条通乡油路，宽9m左右。两岸地貌主要为侵蚀切割形成的尖棱状山脊地貌，为侵蚀构造类型。下坝址河面高程，河面宽43m；坝线位置河谷地形在高程时宽高比为，下坝址河流位于二塘向斜北东翼，靠二塘向斜轴部发育。坝址区右岸坡上游80m位置发育一条小溪沟（即锅厂小河），为下切侵蚀型溪沟，锅厂小河交汇口高程，溪沟地形随着山体地形的抬高，溪沟河床在1890m高程以下基岩裸露，基本上无冲积层，两岸多为耕地和林地，残坡积层厚度不大，一般为3m左右。

3、地层岩性

下坝址出露基岩地层主要为二叠系上统峨嵋山玄武岩组(P2β)玄武岩，地层总体倾向河床下游，其在坝址区分布特征是坝址地形与岩层之间构成横向河谷。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左右。

某水库下坝址的岩土层具体构成情况如下：

（1）二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2β）：厚度10～1294m。属岩浆岩地层，主要为暗绿、暗灰蓝、油绿色细粒玄武岩、拉斑玄武岩，上部夹一层

厚度4～6m的玻屑凝灰岩，在～1866m高程夹有2至3层厚度3～8cm的软弱夹层，为铁质粘土岩或铜质凝灰岩。玄武岩新鲜岩石坚硬，但表面易风化成碎块状，坝基岩体工程地质分类为中硬岩，属于BⅢ1类。

（2）第四纪覆盖层(Q4)：在河谷两岸坡上为残坡积层，成分为褐黄褐色的含碎石粘土。河床上为冲积层，成分为块石、碎石、沙卵石、砂砾石、细粉沙和少量淤泥等组成。

4、地质构造

下坝址位于二塘向斜北东翼。坝址区玄武岩为岩浆岩，属喷出岩，岩层无产状，主要结构面为不同时期玄武岩喷出的流层理层面，玄武岩流层理层面倾向与早期下部沉积岩的成层方向一致，总体倾向河床上游偏右岸。

在下坝址无区域性断裂地质构造发育通过。但在下坝址锅厂小河左岸和水库右岸的山坡上发育有次生F1张性断层（不明原因断层），向库区上游延伸，总体走向为北西走向，倾角近直立，北西端延伸到库区上坝址和下坝址之间，南东端直抵库区内炉山镇尖山附近，长约800m左右。该断层断距一般为，未见破碎带。

下坝址玄武岩中节理裂隙发育，发育密度较高，在河谷左右岸按勘察规范要求统计的节理裂隙产状见表3-4-3。主要有两个方向发育，第一组节理裂隙产状为走向170°，倾向260°，倾角为70～80°或近直立；第二组节理裂隙产状为走向65～80°，倾向155～170°，倾角近直立。节理裂隙向下延伸深度大，大部分节理裂隙内无充填物，呈闭合状，向下延伸到微风化和新鲜基岩后，裂隙逐渐尖灭，少数节理裂隙内偶有充填物。地表岩层呈强风化状，岩体一般较破碎，多呈块状。

2、坝址地质资料

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 坝基岩体力学性质参数

表3-4-12 坝基结构面力学参数

大坝抗滑稳定计算的物理力学参数表

（四）附坝址处地形图及地质剖面图（见CAD图）

三、要求

1、拟定坝体尺寸，进行拱坝稳定计算及应力计算；

2、提交成果

（1）设计计算及说明书。

（2）拱坝非溢流坝段剖面图，溢流坝段剖面图；（3）拱坝平面布置图及下游立视图。

拱坝课程设计计算书

1、确定开挖高程：

根据坝高小于50米时，可建在弱风化中下部至上部基岩上，及其他相关条件，选择坝底高程为1844m 。

2、确

定坝高：

①设计洪水位、正

常蓄水位：

由资料得V 0=s D=

m h h gD m

L H cth L h h m h L m

D V h V

l z l l 766.06182.0*24.1*24.172.137.207.201000

6.08.9181.0208.7)(4.10618.00166.0%5%12

2

8.03/14

/50

====⨯⨯⨯=======ππ

安全加高：)4(4.0级水工建筑物m h c =

m h h h c z 347.1h

%1=++=∆

防浪墙顶高程：+= ②校核洪水位：