溢洪道坝体稳定计算书
溢流坝稳定计算范文
溢流坝稳定计算范文溢流坝是一种主要用于防洪的重要水利工程，它通过溢流流量放大的效果，起到增大了水库的调蓄容量，减小了水库泄洪所需的泄洪流量和泄洪时间的作用。
溢流坝的稳定计算是指对溢流坝在正常运行和设计洪水情况下的稳定性进行计算和分析。
下面将从坝体的稳定性、坝基的稳定性和洪水冲击力对溢流坝的稳定性进行详细介绍：一、坝体的稳定性坝体的稳定性是指坝体在受到各种荷载作用下不发生破坏的能力。
坝体的稳定性计算主要包括坝体自重、水压、坝顶荷载和地震作用等荷载的计算。
在计算坝体的稳定性时，需要考虑坝体的几何形状、材料的力学性质和荷载的作用方式等因素。
1.坝体的自重计算：根据溢流坝的几何形状和材料的密度可以计算出坝体的自重。
2.水压的计算：计算溢流坝在水库存水时产生的水压力，一般根据库容曲线和水库的设计洪水位计算水压。
3.坝顶荷载的计算：考虑坝顶的固定物体或运动物体对坝体的荷载作用，如排污设备、溢流坝的水槽和操作工作人员等。
4.地震作用的计算：考虑地震对溢流坝的影响，需要根据地震活动区的地震波参数和溢流坝的地基土壤的特性进行计算。
二、坝基的稳定性坝基的稳定性是指坝基在受到各种作用力后不发生破坏的能力。
坝基的稳定性计算主要包括坝基的承载力和坝基下滑等稳定性计算。
1.坝基承载力的计算：考虑坝基的土壤性质、坝基的形状和坝基下方的地应力等因素，计算坝基的承载力，确保坝基的稳定性。
2.坝基下滑的计算：考虑坝基土壤的内摩擦角、坝基的重力和水力荷载等因素，计算坝基的稳定性，以防止坝基出现下滑现象。
三、洪水冲击力对溢流坝的稳定性影响洪水冲击力是指在洪水过程中水流对坝体的冲击力。
溢流坝需要能够承受设计洪水的冲击力，保持其稳定性，防止破坏。
洪水冲击力对溢流坝的稳定性影响主要取决于洪水的流量、流速、流向和冲击力的传递路径等因素。
对于溢流坝的稳定计算，需要考虑洪水冲击力对坝体和坝基的影响。
一般采用有限元分析和数值模拟的方法，结合实测数据和工程经验，对溢流坝的稳定性进行评估和计算。
坝体稳定计算书
1坝顶高程及护坡计算根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应分别按以下运用条件计算，取其最大值：①正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；②设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高；③校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高。
考虑坝前水深、风区长度、坝坡等因素的不同，分别计算安全加固前后主坝及一、二、三副坝的坝顶高程。
计算波浪要素所用的设计风速的取值：正常运用条件下，采用多年平均年最大风速的倍；对于非常运用条件下，采用多年平均年最大风速。
根据水库所处的地理位置，多年平均年最大风速值采用15.2m/s计算。
主坝风区长度为886m，西营副坝风区长度为200m，马尾副坝风区长度为330m 采用公式法进行计算。
坝顶超高计算根据《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001，坝顶在水库静水位的超高应按下式计算：y=R+e+A式中：R——最大波浪在坝坡上的爬高（m）；e ——最大风壅水面高度（m）；A——安全超高（m），对于3级土石坝，设计工况时A=0.7m，校核工况时A=0.4m；加固前坝顶超高的计算1.2.1计算参数各大坝计算采用的参数见表1.2.1.1～2。
表1.2.1.1 主坝加固前波浪护坡计算参数表表1.2.1.2 西营副坝加固前波浪护坡计算参数表1.2.2加固前坝顶高程复核各坝坝顶高程计算成果见表1.2.2.1～2表1.2.2.1 主坝加固前坝顶高程计算成果表从表1.2.2.1可以看出，校核工况下主坝坝顶高程最大，所以坝顶高程取17.39m，小于现状防浪墙顶高程~17.63m ，现坝顶高程满足现行规范的要求。
表1.2.2.2 西营副坝加固前坝顶高程计算成果表从表1.2.2.2可以看出，校核工况下西营副坝坝顶高程最大，所以坝顶高程取17.125m，西营副坝现状坝顶高程~17.75m，无防浪墙，现有坝顶高程不完全满足现行规范要求。
马尾副坝，实际上是一个浆砌石防洪墙，墙后有约~3.0m宽的土坝，浆砌石防洪墙顶高程为16.50m，小于校核洪水位，所以现有坝顶高程不满足现行规范要求。
坝体稳定计算书
1坝顶高程及护坡计算根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应分别按以下运用条件计算，取其最大值：①正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；②设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高；③校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高。
考虑坝前水深、风区长度、坝坡等因素的不同，分别计算安全加固前后主坝及一、二、三副坝的坝顶高程。
计算波浪要素所用的设计风速的取值：正常运用条件下，采用多年平均年最大风速的1.5倍；对于非常运用条件下，采用多年平均年最大风速。
根据水库所处的地理位置，多年平均年最大风速值采用15.2m/s计算。
主坝风区长度为886m，西营副坝风区长度为200m，马尾副坝风区长度为330m 采用公式法进行计算。
1.1坝顶超高计算根据《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001，坝顶在水库静水位的超高应按下式计算：y=R+e+A式中：R——最大波浪在坝坡上的爬高（m）；e ——最大风壅水面高度（m）；A——安全超高（m），对于3级土石坝，设计工况时A=0.7m，校核工况时A=0.4m；1.2加固前坝顶超高的计算1.2.1计算参数各大坝计算采用的参数见表1.2.1.1～2。
表1.2.1.1 主坝加固前波浪护坡计算参数表表1.2.1.2 西营副坝加固前波浪护坡计算参数表1.2.2加固前坝顶高程复核各坝坝顶高程计算成果见表1.2.2.1～2表1.2.2.1 主坝加固前坝顶高程计算成果表从表1.2.2.1可以看出，校核工况下主坝坝顶高程最大，所以坝顶高程取17.39m，小于现状防浪墙顶高程17.41~17.63m ，现坝顶高程满足现行规范的要求。
表1.2.2.2 西营副坝加固前坝顶高程计算成果表从表1.2.2.2可以看出，校核工况下西营副坝坝顶高程最大，所以坝顶高程取17.125m，西营副坝现状坝顶高程16.9~17.75m，无防浪墙，现有坝顶高程不完全满足现行规范要求。
溢流坝稳定计算
e=∑M/∑W
2.28
<B/6
55.9853
4.7666667
266.86313
19.780605 2.8333333 56.045048
0
0
0
440.905 ∑
应力计 算
3.08
262.96 177.94
上游边缘正应力为
σ1y=∑W/B+6∑M/B2
4.68
>0
279.79
3380.6178 4137.32
19.780605 2.8333333 56.045048
0
0
0
3.08
393.065 203.92061 ∑ 189.14467 上游边缘正应力为
276.21
2674.6607 3573.5931
∑
-898.9324
下游边缘正应力为
应力计 算
σ1y=∑W/B+6∑M/B2
1.55
>0
σ11y=∑W/B-6∑M/B2 33.07 <［σ］
8.37 ≥3.0
K=f∑W/∑P
1.1 ≥1.05
37.51
316.81
89.68
726.67
406.49
∑
320.18
基础强度计算
e=∑M/∑W
2.81
<B/6
e=∑M/∑W
2.81
<B/6
37.51
16.07 602.7857
0.7327.385源自.98534.7666667
266.86313
90.31m 6.80m 6.80m 2.35m
正常情况 相应下游 水位…… ………… ………… ………… …坝…底…高程 ………… ………… ………… ………… ………… ………… …坝…底…宽…度B ………… ………… ………… ………… ………… …溢…流面反 弧段半径 ………… ………… ………… ………… …………
溢洪道水力计算书
1.基本资料1.1 水文规划资料根据调洪计算成果，后胡水库溢洪道消能防冲按30年一遇洪水标准设计，其相应下泄流量为204m3/s，50年设计洪水其相应下泄流量为234.5m3/s。
1000年洪水校核，其相应下泄流量为651.7m3/s。
1.2 溢洪道现状溢洪道位于大坝左岸，为开敞式，进口高程153.50m，下游河底高程136.00m，总落差17.50m，溢洪道总长457.4m，最大泄量651.7m3/s。
现状溢洪道一级明渠段右岸边坡进行了护砌，左岸边坡未防护，一级陡坡以下工程均未修建。
2. 设计标准本次设计溢洪道轴线结合工程现状布置进行布置，溢洪道总长度为396.581m，底宽28.0m。
溢洪道工程共分9个部分，具体设计如下。
1、进水渠段位于溢洪道桩号0+000～0+038.8之间，总长38.8m，底宽28.0m，底坡为-1/1000，底部不护砌。
进水渠段右岸边坡维持现状护坡不变，左岸采用M7.5浆砌石护坡，厚30cm，坡度为1：1。
2、控制段位于溢洪道桩号0+038.8～0+058.8之间，总长20m，底宽28.0m，底坡为平坡，采用M7.5浆砌石护底，厚30cm。
控制段右岸边坡维持现状护坡不变，左岸采用M7.5浆砌石护坡，厚30cm，坡度为1：1。
3、一级明渠段位于溢洪道桩号0+058.8～0+148之间，总长89.2m，底宽28.0m，底坡1/1000，底部在桩号0+138.8～0+148之间采用M7.5浆砌石护底，厚30cm，其余不护砌。
明渠段右岸边坡桩号0+058.8～0+076之间维持现状护坡不变；右岸桩号0+076～0+148采用M7.5浆砌石护坡，厚30cm，坡度为1:1。
明渠段左岸桩号0+058.8～0+148之间采用M7.5浆砌石护坡，厚30cm，坡度为1：1。
4、一级陡坡段位于溢洪道桩号0+148～0+198之间，长50m，底宽28m，为梯形断面，底坡1/5，落差7.85m。
坝体稳定性计算
坝体稳定计算一、水库水位正常蓄水位设计洪水位校核洪水位400400.5401.2二、下泄流量工况下泄流量相应下游水位P=322P=下泄流量相应下游水位三、库容总库容考虑开挖后建基面高程1.083E+09312四、地质C′f f′抗剪断凝聚力抗剪摩擦系数抗剪断摩擦系数(MP)0.40.50.85六、荷载计算（取1m坝长进行计算）1.自重w1=7873KN↓w2=13104KN↓w3=111440KN↓2.水压力PH138988KN→PH2490KN←Pv1794KN↓(水重度按9.8计算）Pv23215KN↓Pv3343KN↓3.泥沙压力PskH1296KN→PskV130KN↓4.浪压力暂不计算5.扬压力扬压力包括渗透压力和浮托力两部分。
渗透压力是由上下游水位差H产生的渗流在坝内或坝基浮托力是由下游淹没计算截面而产生向上的水压力。
u16938KN↑u22911KN↑u37736KN↑u43095KN↑k=f(∑W-U)/∑P k= 1.46k′=(f′(∑W-U)+c′A)/∑P k′= 2.48坝体应力要求（1）运行期，坝体上游面最小应力要考虑两种控制标准：1.计入扬压力时要求应力大于零2.不计入扬压力时要求应力大于0.25rh坝体下游最大主应力不得大于混凝土容许应力。
（2）施工期，坝体主应力不得大于混凝土容许压应力，在坝的下游可以有不大于0应力分析：u=1352.8kp小于一般岩石极限抗压强度值30～40MPu=2209.7kp c20混凝土抗压强度指标19.5MPa50年泥沙淤积高程淤沙容重内摩擦角扬压力折减系数3308KN/m300.30.55-0.51产生的渗流在坝内或坝基面上形成的水压力；逆时针方向为正建基面宽70.8可以有不大于0.2MP的拉应力。
坝体稳定计算书(2020年整理).pdf
8.46
校核 1000 年一
遇洪水
16.23 14.23
9.4
15.2
866
0.7
0.9
1.5
22.8
866
0.7
0.9
0.7
15.2
866
0.7
0.9
0.4
表 1.2.1.2
西营副坝加固前波浪护坡计算参数表
计算工况
水位（m） 坝前水深
平均水深 h （m）
风速 Vw （m/s)
吹程（m）边坡 m 糙率 K△ 超高（m）
b——土条宽度；
c' 、 ' ——土条底面的有效应力抗剪强度指标；
Mc——水平地震惯性力对圆心的力矩；
R——圆弧半径。
静力计算时，地震惯性力应等于零。若采用总应法，孔隙压力 u=0，其
相应的抗剪强度指标采用总应力强度指标。坝体土条条块重量及孔隙压力的
学海无涯
计算等均应按《碾压式土石坝设计规范》（SL274－XXXX）附录 D.2.3 执行。
简化毕肖普法计算公式为：
( ) K
=
(W
V
)sec
−
ubsec tg / +
(W V )sin
c / b sec +Mc /
1/
R
1+
tan
tan
/
/
K
式中：W——土条重量；
V——垂直地震惯性力（向上为负，向下为正）；
u——作用于土条底面的孔隙压力；
——条块重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角；
目
正常蓄水位 设计 50 年一 校核 1000 年
地震工况
遇洪水
溢洪道土质高边坡稳定计算
5.10.2右岸溢洪道土质边坡稳定分析
（1）引用规范
《水利水电工程边坡设计规范》（SL386-2007）
《溢洪道设计规范》（SL 253-2000）
（2）地质参数
计算参数参照地质建议值，并结合同类工程确定。
本工程拟定主要计算地质参数如表5.10-7。
地质参数
表5.10-7
（3）计算工况
由于溢洪道土质边坡处于水库溢洪道水位和地下水位以上，边坡最大高度为27.40m，根据《水利水电工程边坡设计规范》（SL386-2007）中规定，溢洪道土质边坡抗滑稳定计算可分正常和非常两种工况计算。
正常运行工况：边坡土体自重+建筑荷载自重；
非常运行工况：边坡土体自重+建筑荷载自重+暴雨。
（4）计算方法
本次设计采用简化毕肖普发法进行边坡抗滑稳定计算，计算软件可采用理正岩土计算软件。
（5）计算成果
本次设计采用简化毕肖普发法进行边坡抗滑稳定计算，选用了各个典型断面，按规范作了各种工况的结构计算，计算简图及计算成果详见下列各图表。
图5.10-7 典型断面1 进水口(溢0-116.15) 图5.10-8 典型断面1边坡计算结果滑弧图
图5.10-9 典型断面2 泄槽段(溢0+222.74) 图5.10-10 典型断面2边坡计算结果滑弧图
图5.10-11 典型断面3 泄槽段(溢0+292.00) 图5.10-12 典型断面3边坡计算结果滑弧图
典型断面边坡稳定计算成果表
表5.10-10
计算结果表明标准断面设计合理，边坡体在各种工况下稳定满足规范要求。
溢流堰稳定计算.doc
溢流堰溢洪道的溢流堰通常用混凝土或浆砌块石修建。
在非岩基上，一般采用宽顶堰型式；在岩基上，尤其是岸坡较陡的情况下，为了增大流量系数以缩短溢流前沿，减少开挖量，多采用实用断面堰的型式。
溢淹堰在平面上通常布置成直线形状，应尽可能使流向堰的水流平顺且与堰正交，并使溢洪道在平面上成直线或者曲度很小。
一、荷载（一）堰体自重（二）水压力1、梯形堰（图1）图1 梯形堰（1）（2）（3）（4）（5）式中γ－水容量，t/m；P01、P02－水平水压力，t/m；W1、W2、W3－水重，t/m。
其它符号如图8所示。
2、曲线堰（图2）图2 曲线堰作用于溢流面及反弧段上的水压力，对堰体稳定有利，但其数值不大，且较难精确确定，故可略去不计。
这时，作用于堰体上的力只考虑上下游的水压力。
上游水压力：（6）下游水压力：（7）（三）扬压力（图3）图3 扬压力计算1、上浮力W4W 4＝γh2B （8）式中 B－堰底宽度，m。
2、渗透压力W5（9）扬压力（10）式中η－作用面积和系数，即认为扬压力并不是作用在堰基的全部面积上，而只是作用在堰体和堰基结合不紧密的面积上。
η值的范围约为0.7～1。
只有当施工质量良好，保证堰体与堰基结合紧密，并且堰基岩石完整时，才可以考虑使η值小于1，一般工程设计中，大都取η＝1.当堰基有排水设施时，渗透压力为一折线（图4），此时，（11）式中 a－压力折减系数，可取为0.3～0.5.图4 有排水设施的渗透压力计算（四）尾矿压力P3（12）－尾矿压力，t/m；式中 P3γ－尾矿浮容重，t/m；fφ－尾矿的内摩擦角，°；h－尾矿压在堰上的高度，m。
（五）地震力Q在考虑地震的地区，地震力的方向取量最危险的向下游的水平力。
Q 0＝FμcW （13）式中μc－水平设计地震系数，见表；W－堰体重量；F－地震惯性力系数，一般可取F＝1.3。
表地震角ε及地震系数μc二、滑动稳定计算一般计算只考虑滑动面上的摩擦力，当滑动面水平时：（14）式中 K－抗滑安全系数，考虑地震力时取1.2，不考虑地震力时取1.3；∑W－作用于1m长堰体上所有垂直荷载的代数和；∑P－作用于1m长堰体上所有水平荷载的代数和；f－堰体与岩土地基间的摩擦系数，见相关资料。
溢洪道水利计算书
1 溢洪道水力计算溢洪道水力计算共分以下几段：进口段、陡坡段、消能防冲段、海漫段水面线推求以及消力池段消能防冲计算等。
根据调洪演算结果，溢洪道20年一遇洪水流量Q=213.61m 3/s ，50年一遇设计洪水流量Q =249.08m 3/s ，500年一遇校核洪水流量Q =390.72m 3/s 。
溢洪道底流消能洪水设计标准按20年一遇。
1.1 计算依据（1）《溢洪道设计规范》SL253—20**。
1.2 溢洪道水面线推求1.2.1 计算方法及计算公式采用明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的计算方法，计算公式为：Ji E E s susd --=∆式中：△s ——上、下断面间长度（m ）;i ——渠底比降;J ——上、下断面间平均水力坡度; E sd 、E su ——上、下游断面的断面比能。
1.2.2 水面线推求溢洪道水面线推求采用新疆水利厅编制的《D-7 明渠恒定非均匀渐变流水面曲线计算程序》进行计算。
本程序计算时需输入起算已知断面水位及各流段的基本数据。
由明渠水流分析知，溢洪道明渠段末端即陡坡段始端将发生临界水深，把该断面作为控制断面来推求上下游水面曲线。
1.2.2.1 程序计算原理采用人工渠槽断面单位能量沿程变化的微分方程进行推求，公式如下：Jf i ds dEs-= 其差分格式为：Jf i s Es-=∆∆即：()s Jf i E E ∆⋅-+=12式中：RC vJf gv h E g v h E ⋅=+=+=222111222222αα()()()121212212121R R R C C C v v v +=+=+=其中：h 1为已知，h 2为欲求之水深 为此，将差分方程改为下列函数表达式()()()s Jf i E E h E ∆⋅-+-=212为求h 2设试算水深h 下限与h 上限，用二分法求解()下限上限h h h +=212()()()()()()h F F 2~1212~11G s J i h E E D s J i h E E h f f =∆⋅-+-==∆⋅-+-=上限上限上限若D 、G 同号，令h 上限= h 2；D=G若D 、G 异号，令h 上限= h 下限；h 上限= h 2；D=G 继续二分，直到∣h 1-h 2∣≤允许误差为止1.2.2.2 临界水深计算临界水深计算公式如下：kk B Ag Q 32=α 式中：Q ——计算流量（m 3/s ）；A k ——临界水深时的过水断面面积(m 2)；B k ——临界水深时的水面宽度(m)；G ——重力加速度，g=9.8m/s 2。
溢流坝计算(稳定消能防冲计算)
设计水位情况下的稳定计算 荷载 自重 水平水压 力 垂直水压 力 动水压力 泥沙压力 扬压力 合计 总计 W1 PH1 PH2 PV1 Pv2 Px Py ps1 ps2 U1 U2 316.81 89.68 726.67 406.49 393.07 203.98 向下 320.18 向右 189.14 校核水位情况下的稳定计算 荷载 自重 水平水压 力 垂直水压 力 W1 PH1 PH2 PV1 21.39 垂直力(t) → ↑ 602.17 水平力(t) → ← 384.92 187.79 力矩(t-m) 对基础中心 的力臂(m) (逆时针)+ 1.7 1023.69 8.29 6.46 8.08 1213.12 172.83 37.51 55.99 19.78 15.79 71.2 37.57 垂直力(t) → ↑ 602.17 水平力(t) → ← 337.08 146.63 力矩(t-m) 对基础中心 的力臂(m) (逆时针)+ 1.7 1023.69 8.04 5.71 8.075 4.5 16.07 0.73 4.77 2.83 0 3.08 2675.63 ∑M 56.05 603.75 27.38 837.26 127.50
溢洪道坝体稳定计算书
1 洪水调节1．1建筑物等级本枢纽等别为Ⅱ等，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。
1.2 调洪步骤（1）溢洪道型式及堰顶高程的选择：由于本枢纽主要任务为发电，兼做防洪之用，故决定采用无闸门控制的溢洪道。
溢洪道无闸门时，正常蓄水位就是溢洪道堰顶的高程；本枢纽的正常高水位为345.0m，故溢洪道堰顶高程取345.0m。
（2）溢洪道宽度的选择：根据坝址地质条件，确定大致的泄洪单宽流量q为80 m3/（s·m）（一般为60～120 m3/（s·m））。
溢流坝段下泄流量Q溢：Q溢=Qs-αQ式中：Qs—最大下泄流量或下游河道安全下泄流量，m3/s；α—安全系数，正常运用情况，取0.75～0.9，非常情况取1.0；Q—其他建筑物下泄的流量，m3/s。
本枢纽水库下游防洪标准，安全泄量为3500 m3/s，按百年一遇，取允许最大设计流量Q溢为3200m3/s。
根据Q溢与单宽流量q，初拟溢流堰净宽B= Q溢/q=3200/80=40m，在该工程中取B=40m。
1.3 调洪演算1.3.1计算公式溢洪道的下泄流量可按堰流公式计算，即：q溢=M1BH3/2式中：q溢—溢洪道的下泄流量，m3/s；H—溢洪道堰上水头，m； M1—流量系数；M1=mεζ（2g）1/2式中：m—溢流系数，一般取0.465～0.485；ε—侧向收缩系数，初步设计中可取ε=0.90～0.95；ζ—淹没系数。
=0.4B（2g）1/2H3/2。
在本枢纽中，取μ= mεζ=0.40，则q溢水库q=f（V）关系曲线计算表如表1-1：表1-1 水库q=f（V）关系曲线计算表水库的q=f（V）关系曲线见图1-1：图1-1：水库的q=f（V）关系曲线计算洪水来量，见表1-2：表1-2 洪水来量计算表洪水来量过程曲线如图1-2：图1-2 洪峰过程线1.3.2计算步骤如下：（1）引用水库的设计洪水过程线。
（2）根据已知水库q=f（V）关系曲线计算表做z-q , z-v ,辅助曲线，求出下泄流量与库容的关系曲线q-v图1-3 z-q关系曲线图1-4 z-v关系曲线图1-5 q-v关系曲线（3）根据水库汛期的控制运用方式，确定调洪计算的起始条件，即确定起调水位和相应的库容、下泄流量。
重力坝荷载稳定计算表(溢流坝段)
(3)坝址抗压强度承载能力极限状态计算（偶然状态－偶然组合） 作用效应函数 抗滑稳定抗力函数 γ 0ψS (.)
S (.) = (
R (.) = min( f c , f R )
Σ WC ΣM C T C − )(1 + m 2 2 ) AC JC
-209.56 11700.00 -160.31
共 91 页
华北水利水电学院毕业设计 计算工况：偶然状况（校核） （1）荷载计算 作用项目 坝体自重W1 坝体自重 三角形重 标准值(kN) 0.00 149.50 143.58 0.00 0.00 188.50 5.76 2.40 0.00 0.00 0.00 0.00 188.50 3.78 3.20 0.00 121.75 36.48 0.00 0.00 0.00 距形心点的距离 (m) 0.00 3.25 1.36 0.00 0.00 -2.12 -1.88 2.08 0.00 0.00 0.00 0.00 2.05 0.40 -0.27 6.46 0.76 0.00 0.00 0.00 0.00 力矩标准值 (kN.m) 0.00 485.88 195.26 0.00 0.00 -400.03 -10.83 4.99 0.00 0.00 0.00 0.00 385.79 1.51 -0.85 0.00 28.92 0.00 0.00 0.00 0.00 系数 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.20 1.00 1.20 1.20 1.00 1.10 1.20 0.00
-134.12
（5）坝基面应力（单位：Mpa） σyu=
∑W + 6∑M
Τ Τ2
溢洪道设计计算说明
岸边溢洪道设计6.3.1溢洪道说明溢洪道其主要任务是泄洪，土石坝不允许水过坝顶，需要专门修建泄洪建筑物。
根据本工程的地形条件，上游坝址左岸沿河流方向有一道呈现弧形的纵向凹槽，所以选择溢洪道设置在大坝左岸，为带胸墙孔口式岸边溢洪道。
溢洪道由引渠段、堰闸段、泄槽段、挑流鼻坎段组成。
6.3.2 溢洪道引水渠为了使水流平缓，减小或不发生漩涡和翻滚现象，进口采用喇叭口，进口宽度B=50m.设计流速4m/s，横断面在岩基上接近矩形，边坡根据稳定要求确定这里选择边坡坡度为1:0.5；采用梯形断面，进水渠的纵断面做成平底。
在靠近溢流堰前断区，由于流速较大，为了防止冲刷和减少水头损失，可采用混泥土护面厚度为0.5m。
6.3.3 控制段控制段包括溢流堰及两侧连接建筑物，溢流堰通常可以选择宽顶堰、实用堰、驼峰堰。
溢流堰的体形应尽量满足增大流量系数，溢流堰作用是控制泄流能力，本次设计采用实用堰，优点是流量大，在相同的泄流条件下需要的堰流前缘长，工程量小。
采用弧形闸门。
初步拟定堰顶高程H=设计洪水位—堰顶最大泄水位H0堰顶高程H=1838=1858.22—H 0，则H 0=20.22m 胸墙式孔口溢流堰形式的下泄流量Q 公式为：320=Q ε溢式中：ε ——闸墩侧收缩系数，0.9； m ——流量系数，0.48:； g ——重力加速度，9.81 2m/s ； B ——堰宽，12m;水位为设计洪水位1858.22m 时，堰顶高程1838m ，设计Q 溢=4645m3/s.则由上面公式计算得出的B=26.69m,取B=14m.表6.3-1溢洪道宽顶堰堰宽计算（忽略流速）计算取b=28m,孔口数2孔，弧形工作闸门取值14x19m(宽x 高)。
中墩厚3m,边墩宽1m,闸室宽度=14x2+3+2x1=33m.堰面曲线的确定开敞式堰面曲线，幂曲线按式（7-2）计算：1n n d x KH y -= （7-2）式中 Hd ——堰面曲线定型设计水头，对于上游堰高P1≥1.33Hd 的高堰，取Hd=(0.75～0.95)Hmax ，对于P1<1.33Hd 的低堰，取Hd=(0.65～0.85)Hmax ，Hmax 为校核流量下的堰上水头.x 、y ——原点下游堰面曲线横、纵坐标； n ——与上游堰坡有关的指数，见表A.1.1；k ——当p1/Hd>1.0 时，k 值见表A.1.1，当P1/Hd ≤1.0 时，取k=2.0～2.2。
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1 洪水调节1．1建筑物等级本枢纽等别为Ⅱ等，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。
1.2 调洪步骤（1）溢洪道型式及堰顶高程的选择：由于本枢纽主要任务为发电，兼做防洪之用，故决定采用无闸门控制的溢洪道。
溢洪道无闸门时，正常蓄水位就是溢洪道堰顶的高程；本枢纽的正常高水位为345.0m，故溢洪道堰顶高程取345.0m。
（2）溢洪道宽度的选择：根据坝址地质条件，确定大致的泄洪单宽流量q为80 m3/（s·m）（一般为60～120 m3/（s·m））。
溢流坝段下泄流量Q溢：Q溢=Qs-αQ式中：Qs—最大下泄流量或下游河道安全下泄流量，m3/s；α—安全系数，正常运用情况，取0.75～0.9，非常情况取1.0；Q—其他建筑物下泄的流量，m3/s。
本枢纽水库下游防洪标准，安全泄量为3500 m3/s，按百年一遇，取允许最大设计流量Q溢为3200m3/s。
根据Q溢与单宽流量q，初拟溢流堰净宽B= Q溢/q=3200/80=40m，在该工程中取B=40m。
1.3 调洪演算1.3.1计算公式溢洪道的下泄流量可按堰流公式计算，即：q溢=M1BH3/2式中：q溢—溢洪道的下泄流量，m3/s；H—溢洪道堰上水头，m； M1—流量系数；M1=mεζ（2g）1/2式中：m—溢流系数，一般取0.465～0.485；ε—侧向收缩系数，初步设计中可取ε=0.90～0.95；ζ—淹没系数。
=0.4B（2g）1/2H3/2。
在本枢纽中，取μ= mεζ=0.40，则q溢水库q=f（V）关系曲线计算表如表1-1：表1-1 水库q=f（V）关系曲线计算表水库的q=f（V）关系曲线见图1-1：图1-1：水库的q=f（V）关系曲线计算洪水来量，见表1-2：表1-2 洪水来量计算表洪水来量过程曲线如图1-2：图1-2 洪峰过程线1.3.2计算步骤如下：（1）引用水库的设计洪水过程线。
（2）根据已知水库q=f（V）关系曲线计算表做z-q , z-v ,辅助曲线，求出下泄流量与库容的关系曲线q-v图1-3 z-q关系曲线图1-4 z-v关系曲线图1-5 q-v关系曲线（3）根据水库汛期的控制运用方式，确定调洪计算的起始条件，即确定起调水位和相应的库容、下泄流量。
（4）取△t=4小时=14400s，由设计洪水过程线摘录Q1, Q2,…。
（5）决定起始计算时刻得q1，V1值，然后列表计算，计算过程中，对每一计算时段的q2，V2值都要进行试算。
试算方法：由起始条件已知时段的q1，V1和入库流量Q1, Q2,，假设时段末的下泄流量q2，就能根据式q益M1BH3/2求出时段末水库的蓄水增量△V，而V 1+△V= V2,由V2查q=f（V）曲线得q2。
将其与假定的q2相比较，如两者相等，则所设q2同时满足式q益M1BH3/2和q=f（V），即为所求，否则需要重新假设一个q2值，重复上述试算过程，直至两者相等或很接近为止，这样便完成了一个时段的计算工作，接下去，把这一时段末的q2，V2作为下一时段的q1，V1，再进行下一时段的试算，如此下去便可求得整个泄流过程q-t。
，（6）将入库洪水Q-T过程和计算所得的泄流q-t过程绘制在同一张图上，如计算素的的最大下泄流量qm 正好是两线的交点，说明计的qm正确，否则应缩小qm 附近的计算时段△t，重新进行试算，直至计算的qm正好是两线的交点为止。
（7）由qm 查q=f（V）关系线，可得最高洪水位时的库容V总。
由V总减去起调水位相应库容，即得水库为调节该次入库洪水所需调洪库容Vm。
再由V总查水位库容曲线，就可得到最高洪水位Zm。
显而易见，当入库洪水为相应枢纽设计标准的洪水，而起调水位为汛期水位时，求得Vm 和Zm即是设计调洪库容和设计洪水位。
当入库洪水位校核标准的洪水、起调水位位汛限水位时，求得的Vm 和Zm即是校核洪水位。
1.3.3调洪计算过程见下表表1-6 设计调洪计算表表1-7 校核调洪计算表经调洪演算，堰顶高程为345.0m，孔口净宽为40m时，满足要求，此时设计洪水位为351.4m，最大下泄流量为3282m3/s；校核洪水位为353.18 m3/s，最大下泄流量为4205m3/s。
根据坝址处水位流量关系，可知与上游设计洪水位相对应的下游水位为315.86m，与校核洪水位相对应的下游水位为317.65m。
2 坝体稳定计算及应力分析2.1坝体稳定计算基岩上混凝土重力坝的抗滑稳定计算主要校核坝底与地基接触面的滑动条件。
在岸坡坝段，应视地形、地质条件，基础开挖及坝体结构情况，核算在三向荷载共同作用下的抗滑稳定。
2.1.1 稳定计算基本资料该重力坝按2级建筑物设计，正常蓄水位为345.0m，设计水位为351.4m，相应下游水位为315.86m，校核水位为353.18m，相应下游水位为317.65m，坝前泥砂淤积高程为20.0m，泥砂浮容重为5KN/m3，混凝土容重为24 KN/m3，水的容重为9.81KN/m3。
2.1.2 稳定计算（1）抗剪强度计算由截面图知：H1=51.1m，H2=20m,H3=15m,H=36.1m,B=40m。
扬压力折减系数取α=0.3，接触面间的摩擦系数取f=0.8，沿坝轴线取单宽为研究对象。
坝体自重：W=γ砼V=24×（5×54.9+0.5×35×49.27）=27281.4KN扬压力：U=U1+U2+U3=9.81×15.86×40+0.5×12×40×9.81+0.5×23.54×4×9.81=9039.71KN总水平力：∑P=1/2γ水H12+1/2γ砂H22-1/2γ水H32=0.5×9.81×51.42+0.5×5×202-0.5×9.81×15.86=12958.81+1000-1233.80=12725.01KN抗滑稳定安全系数：=f（∑W-U）∕∑PKs=0.8×（27281.4-9039.71）∕12725.01=1.15>[Ks]=1.05符合抗滑稳定。
（2）抗剪断计算抗剪断摩擦系数取f′=1.2，抗剪断凝聚力取c′=1.0Mpa。
∑W=27281.4KN，∑P=12725.01KN，U=9039.71KN抗滑稳定安全系数：Ks′=f′（∑W-U）+c′A/∑P=1.2×（27281.4-9039.71）+1.0×103×40/12725.01=4.86 >[Ks]=3.0所以符合抗滑稳定。
2.2 坝基面应力计算2.2.1正常情况下应力计算（1）不计扬压力情况下应力计算坝体自重：W1=27281.4KN 下游水重：W 2=γ水V=0.5×12.69×15.86×9.81=987.20KN上游水平压力：P 1 =1/2γ水H12=0.5×9.81×51.42=12958.81KN上游泥砂压力：P 2 =1/2γ砂H22=0.5×5×202=1000KN下游水平水压力：P 3=1/2γ水H32=0.5×9.81×15.862=1233.80KN∑W=W1+W2=27281.4+987.20=28268.6KN∑M=-1/3P1H1-1/3P2H2-W2（B/2-4）+W1×d+1/3P3H3=-12958.81×51.4/3-1000×20/3-987.20×（40/2-4）+[24×54.9×5×（20-2.5）+0.5×35×49.27×24×（20-5-35/3）]+1233.80×15.86/3=-222027.61-6666.67-15795.2+(115290+68978)+6522.69 =-53698.79KN·m上游边缘应力：ζyu=∑W/B+6∑M/B2=28268.6/40-6×53698.79/402=706.72-201.37=505.35KN/㎡﹥αγH=0.3×9.81×51.4=151.27KN/㎡水其中：α—折减系数，一般取0.25～0.67；γH—为同一点上的上游静水位压力。
下有边缘应力：ζyd =∑W/B-6∑M/B2=28268.6/40+6×53698.79/402=706.72+201.37=908.09KN/㎡上游剪应力：ηu=0（上游坝坡为铅直面）下游剪应力：η d =（ζyd-P d）·m=（908.09-9.81×15.86）×0.8=602 KN/㎡—为下游面水压力强度；其中：Pdm—为下游坡率。
上游水平正应力：ζxu=P u-ηu n=γ水H1+γ砂H2-0=9.81×51.4+5×20=604.23 KN/㎡下游水平正应力：ζxd=P d+ηd m=γ水H3+ηd m=9.81×15.86+602×0.8=155.59+481.6=637.19 KN/㎡主应力：上游坝面：ζ1u=（1+n2）ζyu- P u n2=ζyu=505.35 KN/㎡下游坝面：ζ1d=（1+m2）ζyd- P d m2=（1+0.82）×908.09-9.81×15.86×0.82=1489.26-99.58=1389.69 KN/㎡坝面水压强度也是主应力：ζ2u= P u=γ水H1+γ砂H2=604.23 KN/㎡ζ2d= P d=γ水H3=9.81×15.86=155.59 KN/㎡（2）计扬压力情况下应力计算由不计扬压力计算知：W1=27281.4KN，W2=987.2KN，P1=12958.81KN，P2=1000KN，P3=1233.80KN得 U1=9.81×15.86×40=6233.46KNU2=0.5×12×40×9.81=2354.4KNU3=0.5×24.1×4×9.81=472.84KNU=U1+U2+U3=9050.70KN∑W=W1+W2-U=19217.9KN∑M=-1/3P1H1-1/3P2H2-W2（B/2-4）-U2（B/2-B/3）-U3（B/2-4/3）+W1×d+1/3P3H3=-78221.14KN·m 上游边缘应力：ζyu=∑W/B+6∑M/B2=19217.9/40-6×78221.14/402=187.12KN/㎡﹥0下游边缘应力：ζyd=∑W/B-6∑M/B2=19217.9/40+6×78221.14/402=773.78KN/㎡上游剪应力：ηu=0（上游坝坡为铅直面）下游剪应力：ηd=ζyd·m=773.78×0.8=619.02KN/㎡上游水平正应力：ζxu=ζyu n2=0下游水平正应力：ζxd=ζyd m2=773.78×0.82=495.22KN/㎡主应力：上游坝面：ζ1u=（1+n2）ζyu=ζyu=187.12KN/㎡下游坝面：ζ1d=（1+m2）ζyd=（1+0.82）×773.78=1249.55KN/㎡坝面水压强度也是主应力：ζ2u=0 ζ2d=02.2.2 校核情况下应力计算（1）不计扬压力情况下应力计算坝体自重：W1=27281.4KN 下游水重：W 2=γ水V=0.5×14.12×17。