重力坝设计

溢流坝设计 溢流坝设计 稳定性、应力计算
孔口尺寸
堰顶上游 侧曲线
直线段
堰顶溢流 反弧段曲线 侧曲线
3.溢流坝设计
1.剖面拟定 （1）孔口尺寸：在水文计算中采用孔口总净宽为15m，堤顶高程为 680m进行调洪计算，得此设计下泄流量，设计洪水时Q=317.22m3/s,校 核洪水时Q=406.06m3/s，所以校核洪水时的最大单宽流量 q=406.06/15=27.07[m3/（s·m）]。
由于本工程坝基为砂砾石，属较软弱地基，适用于q=20-50m3/（s·m） 的范围。该值在允许范围内，且水利枢纽为Ⅴ等，对保护城镇及工矿企 业无特殊要求，所以不再修改。
为保证对称开启，设三孔闸门，每孔5m较为合理。
（2）溢流坝面曲线设计：定型水头Hd的选择。通过调洪演算，溢流堰顶高程定位680.00m，
(5)基坑处理
坝基开挖： 坝基面在主河槽挖至659.00m高程，原计划挖至半风化岩石，已是微分 话层。
坝基帷幕灌浆： 在坝址地质剖面图上找出相对隔水层，帷幕深度至645.00m高程。设一 排帷幕孔，钻孔斜向上游，倾斜角控制在5°以内，孔距3m。
坝基排水： 坝基主排水孔设在防渗帷幕下游2m处，间距0.8倍帷幕孔距，即2.4m,深 度645.0m高程。主排水孔之水直接进入排水廊道，次排水管的渗水由横 向排水沟（管）排向下游。
廊道：
基础灌浆廊道采用尺寸为2.5m*3.0（宽*高）上圆下方的标准廊道，廊道 底高程659.00+1.5*2.5=662.75（m）,取663m，距上游边缘距离4m， 坝轴线方向沿地形向两岸逐渐抬高，倾斜角不大于40°，两岸下游洪水位 以上均有进、出口。
坝体排水：
沿坝轴线方向布置一排预制多孔混凝土竖向排水管，间距3.5m，距上游 面2.5m，直径0.15m，并与廊道连通。横向排水管坡降i=1/200，管入 口与廊道的集水沟相连，出口通向下游。管口0.25m，间距在与坝分段相 适应的前提下按30~50m左右进行 布置。
（2）坝顶宽度
(课本P14：非溢流坝的坝顶宽度一般可取坝高的 8%-10%，且不小于2m。）
因枢纽位置在山区峡谷，无交通要求，按构造要求坝顶高 度3m，若坝需维修，按临时通车要求也满足要求。
（3）上、下游坡度及折坡点高程
坝坡的确定： 上游坡度：考虑坝利用部分水重增加稳定，根据工程经验，采用1：0.15 下游坡度：按坝底约为坝高的0.7~0.9倍，挡水坝段采用1：0.65.
堰上最大水头Hmax=685.67-680=5.67m， 取定型水头Hd=Hmax×75%=5.67×75%=5.4m，在规定范围内，是合理的。 1）堰顶上游侧采用椭圆曲线，其方程为
2.非溢流坝稳定和应力计算
基本参数资料：渗透压力折减系数，河床坝段取0.2，岸坡坝段取0.3. 混凝土重度取24kN/m3.水的重度取10kN/m3.泥沙淤积高程按50年淤积考 虑，预计高程为668.00m，泥沙内摩擦角180，堆积重度9.5kN/m3 以正常蓄水位情况为例，进行荷载计算、稳定性计算和应力计算
满足要求。
y '
W T
6M T2
4447.36 6 2505.41
17.4
17.42
205.94(kPa)0
下游边缘正应力：
y ''
W T
6M T2
4447.36 17.4
来自百度文库
6
2505.41 17.42
305.25(k
Pa)
上游边缘正应力大于0，下游边缘正应力小于坝基容许压应力，满足强度 要求。
上游折坡点位置的确定： 由于坝身要布置电站引水管，上游折坡点定在孔口底板高程以下，由于 死水位668.00m，考虑淹没深度的要求，可推出折坡点高程为664.00m。
(3)上、下游坡度及折坡点高程
下游折坡点位置的确定：
由几何关系：
△
△y= 3 (22 5) 0.15 0.70(m) 0.65
高程：681.00-0.70=680.30（m）
荷载计算见下表
续表：
2.非溢流坝稳定和应力计算
（1）抗滑稳定性验算：∑W=4447.36(kN），∑P=2505.41(kN）
k f 'W C' A 0.9 4447.36 100017.4 8.543.0
P
2505.41
（2）坝基面强度验算： ∑M=-1682.16(kN)
上游边缘正应力：
（1）坝顶高程的确定
①设计洪水情况
②校核洪水情况
波浪高度2hL=1.165(m) 波浪长度2LL=11.75（m） 波浪中心线到静水面的高度：
波浪高度2hL=0.702(m) 波浪长度2LL=7.89（m） 波浪中心线到静水面的高度：
hz=0.36(m)
hz=0.20(m)
坝顶高出水库静水位的高度：
(4)坝体构造
坝体构造：
防浪墙设在坝顶上游面，墙顶高程为：686.89m，厚0.3m的钢筋混凝土 结构，在坝体横缝处设伸缩缝。坝顶下游侧设栏杆，照明设施的灯同栏杆 一块考虑。坝顶呈龟背形，以5％坡度向两侧倾斜。
分缝和止水：
两岸挡水段结合地形按20m左右设置横缝。横缝止水上游设置两道治水 片和一道防渗沥青井，缝中填塞沥青玛蹄脂。治水片用止铜片或不锈钢片， 深入两边坝体长度0.2m，伸入岩基0.3~0.5m，并用混凝土固定。
某重力坝设计
非溢流坝设计 溢流坝设计
非溢流坝设计 非溢流坝设计 稳定性、应力计算
坝顶高程
坝顶宽度 上下游坡度 坝体构造 基坑处理
折坡点高程
（1）坝顶高程的确定
按官厅水库公式：
波浪高度： 2hL=0.0166v5/4D1/3 波浪长度： 2LL=10.4（2hL）0.8 波浪中心线到静水面的高度：hz=π（2hL）/2LL (注：该水库为设计洪水位，采用洪水期多年最大风速的 1.5~2.0倍，该设计取1.5倍）
坝顶高出水库静水位的高度：
△h=2hL+hz+hc =1.83
△h=2hL+hz+hc =1.10
设计洪水情况时防浪墙的高程为： 设计洪水情况时防浪墙的高程为：
685.06+1.83=686.89（m）
685.67+1.1=687.77（m）
选取上述两种情况下的较大值，并取防浪墙高度为1.19m，则坝顶高程为 686.89-1.19=685.70（m）；则最大坝高为685.70-659=26.7（m）