壩木水利樞紐工程說明書

1、前言彈指間，三年的大學(xué)生活即將結(jié)束。如今畢業(yè)在即，為了進(jìn)一步熟悉所學(xué)的理論知識，能把理論知識應(yīng)用到實踐去使理論與實踐能更好的結(jié)合，加深自己對理論知識的理解和吸收能力，所以我們認(rèn)真的開始了我們的這次畢業(yè)設(shè)計。要做好這份設(shè)計，就需要我們能全面了解一份設(shè)計的基本步驟，工程的基本建設(shè)程序，以及編制施工組織設(shè)計的基本步驟。另外必須對設(shè)計基本資料及相關(guān)規(guī)范進(jìn)行全面的、有重點的了解，才能按時、保質(zhì)保量的完成這次設(shè)計任務(wù)。非溢流壩是水閘重力壩的一部分，重力壩結(jié)構(gòu)的基本圖元對象應(yīng)體現(xiàn)對象之間的包容關(guān)系和組裝原則，而且各基本圖元對象要盡可能地具有相對的獨立性。因為一般重力壩都是分段建筑的（碾壓混凝土重力壩除外），

2、因此以壩段來考慮基本對象的劃分，重力壩可分為非溢流壩段和溢流壩段。溢流壩一般由混凝土或漿砌石筑成。按壩型有溢流重力壩、溢流拱壩、溢流支墩壩和溢流土石壩。后者僅限于溢流面和壩腳有可靠防護(hù)設(shè)施、單寬流量比較小的低壩。和廠房結(jié)合在一起，作為泄洪建筑物的壩內(nèi)式廠房溢流壩、廠房頂溢流和挑越廠房頂泄流的廠壩聯(lián)合泄洪方式，可用在高山狹谷地區(qū)，是宣泄大流量時，解決溢洪道和電站廠房布置位置不足的一種途徑，也是從溢流壩發(fā)展起來的新形式。 溢流壩過流形式有：壩頂溢流(跌流)，壩面溢流，大孔口壩面溢流。前兩者屬表面溢流，能順利排放冰凌等漂浮物。堰頂可設(shè)或不設(shè)閘門。無閘門的溢流壩，蓄水位只能與堰頂齊平，泄洪時要靠壅高庫

3、水位形成水頭，逐漸增加泄量，適用于較小水庫或具有較長溢流前沿的溢流壩。設(shè)有閘門的溢流壩，能夠調(diào)節(jié)水庫蓄水位和下泄流量。其堰頂高程和溢流前沿長度需根據(jù)水庫和樞紐建筑物功能、泄水要求經(jīng)水庫調(diào)洪計算確定。 在設(shè)計過程中，主要考慮的方面有：自然條件分析，施工條件分析，施工組織設(shè)計，而重點在于大壩的總體布置設(shè)計。要求根據(jù)所學(xué)理論知識和查閱各種參考資料，嚴(yán)重按照規(guī)程規(guī)范進(jìn)行本次畢業(yè)設(shè)計，做到有理有據(jù)，有條不絮，使所做的設(shè)計有一定的參考價值，同時讓這次畢業(yè)設(shè)計真正達(dá)到其應(yīng)有的效果。1 .工程概況1.1概述壩木三級水電站位于云南省文山州廣南縣楊柳井鄉(xiāng)阿用河上，電站廠房距縣城65km，是一座引水式水電站。阿用河

4、是右江干流西洋江的一級支流。阿用河伏流經(jīng)用底河，流域面積1136平方公里，河流長度32km，河道平均坡降18125；流域多年平均降雨量1150mm。阿用河段天然落差232m，經(jīng)過多年實測冒水處平均流量15.37m3s，河流峽長，水流急，落差大，水力資源豐富，兩岸樹木茂盛，植被良好。阿用灘多水急、落差大、水力資源豐富，總落差232m，由于過去交通不便，流域內(nèi)水利水電開發(fā)程度較低，目前整個流域，內(nèi)已建成電站工程只有木利水電站，總裝機800kw，在建電站有壩木二級電站，裝機2400kw。擬建壩木三級水電站位于阿用河中下游，為引水式電站，主要靠引水壩木二級電站的尾水及區(qū)間來水發(fā)電，初擬電站裝機容量21

5、2000+8000=32000kw，年均發(fā)電量14135萬kw.h。1.2水庫特性 壩木三級水電站是一座引水式電站，其主要任務(wù)為發(fā)電，電站總裝機212000+8000=32000kw，該電站的建成可增加廣南縣電網(wǎng)的供電電源，提高電網(wǎng)供電能力，緩解廣南用電的供需矛盾，促進(jìn)工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，電站建成以后，每年可為廣南縣提供14135萬kw.h電量。1.3主要建筑物及其尺寸(1)大壩：布置在壩軸線上；(2)溢洪道：堰頂高程為660.00m； (3)水電站：裝機容量32000千瓦，2臺機組；(4)供水、灌溉放水口：主要灌區(qū)位于河流右岸，渠首底高程656.00m，灌溉引用流量0.5 m3/s，渠道邊坡11；

6、(5)維持河道的生態(tài)用水和環(huán)境用水的放水口：洞底高程為657.00m，通過擋水壩下泄下游河段環(huán)境基流為1.75 m3/s，與供水、灌溉放水口是同一個放水口。2. 設(shè)計基本資料2.1 地址區(qū)自然條件簡況2.1.1 流域概況阿用河是右江干流西洋江的一級支流。阿用河伏流經(jīng)用底河，流域面積1020平方公里，河流長度32km，河道平均坡降18125；流域多年平均降雨量1150mm。2.1.2 氣象流域?qū)僦衼啛釒Ц咴撅L(fēng)氣候區(qū)，工程所在地多年平均降雨量1150mm，年平均氣溫16.7，最高氣溫36.2，最低氣溫5.5，蒸發(fā)量為1668.5mm。1）降雨量工程所在地多年平均降雨量1150mm。兩站降雨量如表

7、2-1。表2-1 各站年降雨量表 單位：mm月 年站 名123456789101112全年西林15.819.128.867.9150.8192.9193.2173.989.779.350.816.41079.廣南13.715.525.562.2135.9184.0189.3205.0115.867.030.417.01061.2）氣溫流域內(nèi)年平均氣溫16.7，最高氣溫36.2，最低氣溫5.5。各站各月平均氣溫如表2-2。 表2-2 各站平均氣溫 單位：月 年站 名123456789101112年平均西林10.412.216.920.423.925.025.424.622.919.915.411

8、.319.1廣南8.110.915.119.721.222.422.721.620.416.212.39.616.73）蒸發(fā)量阿用河流域內(nèi)蒸發(fā)量為1668.5mm，兩站月平均蒸發(fā)量如表2-3表2-3 各站月平均蒸發(fā)量情況表 單位：mm月 年站 名123456789101112全年西林55.4775.9135.0157.2171.3145.4153.8139.7118.699.763.754.31370廣南86.6117.3189.5223.8204.5155.6159.3141.5123.4105.184.980.016684）風(fēng)速本流域?qū)僦衼啛釒Ц咴撅L(fēng)氣候區(qū)，受地形影響，地面風(fēng)的地理分布不

9、具有規(guī)律性，流域內(nèi)最大風(fēng)m/s。各站平均風(fēng)速見表2-4。表2-4 各站平均風(fēng)速表 單位：m/s月 年站 名123456789101112年平均西林0.91.11.41.51.31.01.00.90.90.90.90.81.1廣南1.92.42.62.52.01.51.41.21.11.21.31.51.75）濕度流域內(nèi)多年平均相對濕度79%，以8月份最大，3月份最小，兩站月平均相對濕度詳見表2-5。表2.25 各站平均相對濕度 單位：%月 年站 名123456789101112年平均西林81777272758082838282838279廣南78757069748183868483828079

10、2.2 水文特性a）基本資料廣南縣阿用河流域主要來水量均為地下河，由于地下河分水嶺很難準(zhǔn)確劃分，本階段壩址以上集雨面積依據(jù)廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)局水文地質(zhì)工程隊1980年出版的西林幅、廣南幅區(qū)域水文地質(zhì)普查報告”及水文地質(zhì)圖中劃分的地下分水嶺，勾繪壩址以上集雨面積，經(jīng)量算得壩木三級水電站壩址以上集雨面積為1020km2。b）徑流分析根據(jù)電站流域附近雨量站實測降雨資料分析，阿用河每年汛期一般從6月份開始，7、8、9月份為最豐水期，12月至次年5月為枯水期。故水文年度的劃分為本年的6月至次年的5月。廣南縣阿用河與同一流域上游的西洋江的地形、地貌、氣候、特性及土壤植被情況基本上相似。故用水文比擬法按集雨

11、面積比的一次方移用廣南縣西洋街水文站實測徑流資料至電站壩址，計算得壩址多年平均徑流為22.75m3/s。 cv=0.31，適線選擇cv=2.5cs，計算成果見表1.2-1。表1.21 水電站年徑流計算成果表頻 率(%)kp流量 (m3/s)11.8933.0821.7630.851.5727.48101.4124.68151.3223.1201.2421.7251.1820.65500.9616.8750.7813.65850.6912.08900.6411.2950.579.66c）設(shè)計洪水阿用河壩木三級水電站的取水源是為地下河，由于無實測資料，本次設(shè)計采用西洋街參證站洪峰水文比擬法進(jìn)行分析

12、計算設(shè)計洪水。 通過對西洋街站19592005年共47年實測連續(xù)洪峰流量系列進(jìn)行頻率統(tǒng)計，通過適線確定設(shè)計洪水統(tǒng)計參數(shù)及西洋街站各設(shè)計頻率洪水值，再按本電站壩址與西洋街站面積比的0.67次方移用，其成果見表1.2-2。表1.2-2 設(shè)計洪水比較表項目洪峰均值（m3/s）cvcs/cv各頻率設(shè)計流量（m3/s）備注0.5%1%2%3.33%5%10%20%西洋街水文站3650.54.011501022894812730602478阿用引水壩633562492447402331263壩木三級水電站廠房位于阿用河與西洋江匯合口，廠房以上集雨面積為1136km2，其洪水直接受西洋江洪水影響，設(shè)計洪水直

13、接采用水文比擬法，用面積比的0.67次方移用西洋街水文站設(shè)計洪水，其成果詳見表1.2-3。表1.2-3 電站廠房設(shè)計洪水成果表p(%)0.5123.33510q(m3/s)683607531482434358d）施工期洪水壩址洪峰采用壩址47年枯水期，114月份最大流量系列，進(jìn)行頻率計算，得多年平均流量17.1m3/s，cv=0.44，以皮爾遜iii型配線，取cv=0.45，cs=3.5 cv。廠房洪峰按廠房與壩址面積比的0.67次方移用。施工洪水成果見表1.2-4 表1.2-4 施工期(114月)設(shè)計洪水枯水期壩址洪峰(m3/s)廠房洪峰 (m3/s)p=20%p=50%p=20%p=50%

14、114292031 21 12415616 6 14737 3 e）泥砂本流域內(nèi)沒有泥沙測驗資料，阿用河源頭由多條地下河從溶洞溢出成為地表河匯流而成。因為阿用河流域為石灰溶巖地區(qū)，泉點、斗漏、落水洞匯成的地下河遍布。暴雨所造成的沖刷，泥沙含量較少。因為石山區(qū)土層少，即使沖刷泥沙在內(nèi)澇區(qū)，地下河沉積，溢出后河水含沙量較小，河水清晰，多年來耒見淤積的現(xiàn)象，因此，本工程泥沙不另進(jìn)行估算。 2.3 地質(zhì)概況工程所在區(qū)域地貌單元屬云桂高原東南部邊緣，為侵蝕、剝蝕型中山地貌，局部有巖溶地貌發(fā)育，以裸露型巖溶峰叢為主。阿用河大致北西南東向，河谷為不對稱“u”型谷，自然坡降23%。兩岸有不對稱、不連續(xù)階地發(fā)育

15、，部分河段河中基巖裸露，部分河段則為砂礫石覆蓋。根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（gb183062001），本工程區(qū)地震動峰值加速度為0.05g，反應(yīng)譜特征周期為0.35s，屬地震相對安全區(qū)。地下水、地表水為中性重碳酸鈣型水，對混凝土沒有侵蝕性。工程引水壩壩高較小，水庫正常水位不超過原河槽，庫區(qū)中厚層細(xì)砂巖夾泥巖，為隔水巖系地層，無鄰谷滲漏問題。水庫周邊坡度屬中等偏緩，庫岸部分基巖出露，部分為第四系坡、殘積粉質(zhì)粘土夾碎石，地形地質(zhì)條件對庫岸穩(wěn)定有利。壩基巖性為厚層細(xì)砂巖，因此可以認(rèn)為壩基巖體整體性良好，不會形成大的集中滲漏通道，壩基和壩肩隔水層上限線埋深較淺，進(jìn)行淺層帷幕灌漿，即可滿足防滲需要；壩后消

16、力池以外的河之中基巖巖性及產(chǎn)狀同壩基一致，抗沖刷能力強。引水渠道全線覆蓋層為第四系坡殘積粉質(zhì)粘土夾碎石，基巖為三迭系中統(tǒng)板納組下部細(xì)砂巖，砂質(zhì)泥巖，泥層，強風(fēng)化。2.4 建筑材料及水源大壩為混凝土壩，建筑材料主要為碎石、砂、水泥。由于壩址地區(qū)地勢比較平坦，就地取材不合適，因此建筑材料需要從外運來。水源：施工用水主要是阿用河中的水；生活用的自來水從離壩址近的村莊引來。2.5 壩基巖石及砂礫石的物理力學(xué)性質(zhì)壩基巖石為三迭系中統(tǒng)板納組下部細(xì)砂巖，砂質(zhì)泥巖，泥層，強風(fēng)化。砂礫石缺乏粘性,容易產(chǎn)生水破壞、滲透破壞、冰凍破壞、松散破壞現(xiàn)象。2.6 工程任務(wù)和規(guī)模2.6.1工程任務(wù)壩木三級水電站是一座引水式

17、電站，其主要任務(wù)為發(fā)電，電站總裝機212000+8000=32000kw，該電站的建成可增加廣南縣電網(wǎng)的供電電源，提高電網(wǎng)供電能力，緩解廣南用電的供需矛盾，促進(jìn)工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，電站建成以后，每年可為廣南縣提供14135萬kw.h電量。2.6.2建設(shè)規(guī)模2.6.2.1 正常水位阿用河壩址以上兩岸耕地、村莊眾多，高程較低，上游無適合建水庫的條件，電站按無調(diào)節(jié)水庫設(shè)計，擬建低壩引水，引水壩正常水位按不超出原河槽、不淹沒上游農(nóng)田、村莊考慮，擬定正常水位為660m。2.6.2.2最低發(fā)電水位引水壩的渠道引水口底板高程為656.00m，按最小發(fā)電流量推求得最低發(fā)電水位引水位為657.44m，前池最低發(fā)電水位

18、為652.00m。2.6.2.3裝機容量根據(jù)壩址以上控制集雨面積、來水量及設(shè)計水頭，初擬電站規(guī)模28000+12000=28000kw（方案）、212000+8000=32000kw（方案）、312000=36000kw（方案）三種方案比較。綜合比較后本階段推薦方案，即電站總裝機容量212000+8000=32000kw。2.6.2.4電站取水對下游用水的影響分析據(jù)調(diào)查，電站引水發(fā)電后將使引水壩至電站廠房之間21.9km河道形成減水區(qū)。該河段沿岸分布有壩木屯、阿用街、那外屯，人口共560人，耕地1590畝，現(xiàn)狀生活、灌溉用水為0.5m3/s。 據(jù)調(diào)查，此段居民生活及耕地灌溉均引用阿用河水，電站

19、建成后將上游水引至下游廠房發(fā)電，使該河段水量減少，會嚴(yán)重影響居民生活及耕地灌溉用水，必須采取工程措施以滿足該減水段各用水戶的用水要求。所以壩木水電站在壩的右岸布置有供水、灌溉放水口，引用0.5m3/s個流量，這樣就可以滿足該減水區(qū)沿岸生活、灌溉需水。減水段區(qū)間沒有特別的生態(tài)保護(hù)目標(biāo)，但為了減小對天然河流的影響，維持河道的生態(tài)用水和環(huán)境用水，水電站發(fā)電運行時擋水壩應(yīng)相應(yīng)下放環(huán)境基流。環(huán)境基流采用多年平均徑流量的10計算，確定通過壩木擋水壩下泄下游河段環(huán)境基流為1.75m3/s?？紤]環(huán)境基流后，對減水段區(qū)間的水環(huán)境影響就很小了。2.7 水庫特性表序號名稱單位數(shù)量備注一水文1壩以上集雨面積km210

20、202利用水文系列年473多年平均年徑流量億m3/s5.44代表性流量多年平均流量m3/s22.75設(shè)計洪峰流量(p=5%)m3/s263校核洪峰流量(p=1%)m3/s562施工導(dǎo)流流量(p=20%)m3/s29二水庫1校核洪水位m663.97設(shè)計洪水位m663.2正常蓄水位m660死水位m653.53水庫容積總庫容萬m383正常蓄水位以下庫容萬m3死庫容萬m3三下泄流量及相應(yīng)下游水位1設(shè)計洪水時最大泄量m3/s362.87相應(yīng)下游水位m656.52校核洪水時的最大泄量m3/s500.51相應(yīng)下游水位m657.2四工程效益指標(biāo)1發(fā)電效益裝機容量kw32000保證出力(p=85 %)kw600

21、6多年平均發(fā)電量 萬kw.h14135年利用小時數(shù)h44173. 主要建筑物型式選擇與樞紐布置3.1 壩型選擇1、 壩軸線選擇 阿用河壩址以上兩岸耕地、村莊眾多，高程較低，上游無適合建水庫的條件，因此，壩建在下游地區(qū)。通過看壩址平面圖和研究該地區(qū)的地質(zhì)情況，確定壩軸線在a、b兩點的連線上。a點坐標(biāo)為（4905.9612 ，4926.2130），b點坐標(biāo)為（4963.7507，4964.9822）。2、壩型選擇壩是水利樞紐工程的主體，壩型的合理性對樞紐工程的設(shè)計、施工、投資、運用和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)將產(chǎn)生決定性的影響。壩型選擇和壩址選擇是相互聯(lián)系的，壩型選擇也是根據(jù)地質(zhì)條件、建筑材料和施工條件來確定。

22、從建筑材料和施工條件來考慮，本工程可建重力壩、大頭壩、支墩壩、拱壩，不宜建土壩；從地質(zhì)、地形條件考慮，建拱壩不夠理想，因為河谷較寬，地形、地質(zhì)對穩(wěn)定很不利；從樞紐布置來考慮，建土石壩不甚是和，因為泄洪建筑物布置較困難。綜合來考慮，建 壩 的 材 料 可 采 用 混 凝土，壩 型 采 用重力壩、寬 縫 重力壩、空腹 重力壩、梯 形 壩 和大頭壩較為適宜，從設(shè)計角度來考慮，可著重考慮重力壩和寬縫重力壩兩種壩型。從經(jīng)濟(jì)方面考慮，重力壩比較適宜。經(jīng)過對壩型進(jìn)行詳細(xì)的分析比較，本樞紐選擇混凝土實體重力壩。3、泄水建筑物型式選擇泄水建筑物應(yīng)與壩型結(jié)合考慮，重力壩一般多采用壩頂泄洪或壩身孔口泄洪式，經(jīng)各方面

23、分析比較，本樞紐工程泄水建筑物采用wes曲線型溢流壩壩頂自溢泄水，不設(shè)閘門。溢流壩段設(shè)在河床中間，前緣正向上游來水主流方向，下游出口方向與原河道的主河槽水流方向一致。消能方式采用底流消能。4、擋水建筑物型式選擇擋水建筑物是用以攔截江河，形 成 水 庫 和 壅 高水位，如各種壩和閘，以及為 抗 御 洪 水或擋潮，沿江河海岸修建的提防、海塘等。經(jīng)上述分析得，本樞紐工程擋水建筑物采用混凝土實體重力壩。非溢流壩設(shè)在溢流壩的兩端與兩岸連接。3.2 工程等別與建筑物級別依據(jù)水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)（sl-2522000），共分為五等。水利水電樞紐工程分等指標(biāo)工程等別工程規(guī)模分等指標(biāo)水庫總庫容（億m3

24、）防洪治澇灌溉供水發(fā)電保護(hù)城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)的重要性保護(hù)農(nóng)田面積（萬畝）治澇面積(萬畝）灌溉面積（萬畝）供水對象的重要性裝機容量（萬kw）大（1）型10特別重要500200150特別重要120大（2）型101.0重要5001002006015050重要12030中型1.00.1中等100306015505中等305iv?。?）型0.10.01一般30515350.5一般51v小（2）型0.010.001530.51總庫容是指校核洪水位以下的靜態(tài)庫容。灌溉面積與治澇面積是指設(shè)計面積。本樞紐工程的裝機容量32000kw，灌溉面積1590畝，總庫容83萬m3，則樞紐的工程等別為iv等。由于本樞紐失事后損

25、失嚴(yán)重，所以主要永久建筑物等級提高一級，則主要永久建筑物的等級為3級。3.3壩頂高程的確定壩頂或壩頂上游防浪墻高于靜水位的超高h(yuǎn)，可按下式計算：h=hl+hz+hc式中hl 、hz 、hc -波浪高度、波浪中心線至靜水位的高度、安全加高，m 。壩頂高出水庫靜水位的高度h校=hm+hz+h壩頂高出水庫靜水位的高度h設(shè)=hm+hz+hc壩頂高程h校=校核洪水位+h壩頂高程h設(shè)=設(shè)計洪水位+h壩頂高程取h校、h設(shè)中的最大值. 校核洪水位情況下：年平均風(fēng)速v=1.7m/s；吹程d=130.3m波浪高度hm=0.0166v5/4d1/3=0.16m波長lm=10.4（hm）0.8=2.4m波浪中心線到靜

26、水面的高度hz=2（hm）2/lm=0.07m安全超高按3級建筑物取值hc=0.3m 壩頂高出水庫靜水位的高度h校=hm+hz+hc=0.53m設(shè)計洪水位情況下：波浪高度hm=0.0166(1.5v)5/4d1/3=0.18m波長lm=10.4（hm）0.8=2.64m波浪中心線到靜水面的高度hz=2（hm）2/lm=0.077m安全超高按3級建筑物取值hc=0.4m 壩頂高出水庫靜水位的高度h設(shè)=hm+hz+hc=0.657m兩種情況下的壩頂高程分別如下：校核洪水位時: 663.97+0.53=664.50m設(shè)計洪水位時：663.20+0.80=663.857m選兩種情況最大值664.50m

27、 ；壩底高程為653.04m，即壩基開挖深度為3m，則壩高為664.50-653.04=11.46m 。壩頂高程詳細(xì)計算過程見計算書 ：（p 1） 。3.4 樞紐布置1、樞紐布置原則（1）樞紐布置要保證各建筑物在任何工作條件下都能正常工作。（2）在滿足建筑物的強度和穩(wěn)定安全條件下，使樞紐的總造價和年運行費用較低。（3）充分發(fā)揮樞紐的綜合效益，盡量使一個建筑物發(fā)揮多種功能。（4）樞紐布置應(yīng)與施工導(dǎo)流、施工方法和施工進(jìn)度結(jié)合考慮，應(yīng)使施工方便，并盡可能縮短工期。（5）盡可能使樞紐中的部分建筑物早日投產(chǎn)，提前生效。（6）考慮到遠(yuǎn)景規(guī)劃，應(yīng)對遠(yuǎn)期擴(kuò)大裝機容量留有余地。亦應(yīng)考慮到分期開發(fā)，在樞紐布置時，

28、應(yīng)滿足高壩規(guī)劃、低壩施工的要求。（7）樞紐的外觀與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，在安全經(jīng)濟(jì)的條件下盡量注意美觀。2、樞紐布置（1）大壩：布置在壩軸線a-b上；a點坐標(biāo)為（4905.9612 ，4926.2130），b點坐標(biāo)為（4963.7513，4964.9825）。（2）供水、灌溉放水口布置在壩的右岸。 (3) 溢流壩布置在大壩中部，兩邊為非溢流壩。 4. 擋水壩段設(shè)計4.1 基本剖面設(shè)計（1）壩頂寬度的確定本工程按人行道要求，運行和交通要求，取5米。（2）壩坡的確定 利用部分水重增加穩(wěn)定，根據(jù)工程經(jīng)驗，上游壩坡采用1：:02，下游壩坡按壩底寬度約為壩高的0.70.9倍，擋水壩段采用1:0.7。（3）上下

29、游折坡點高程的確定 理論分析和工程實驗證明，混凝土重力壩上游壩面可做成折坡，折坡點一般位于1/32/3壩高處，以便利用上游壩面水重增加壩體的穩(wěn)定。 根據(jù)壩高確定為11.5m，則1/3h=11.461/3=3.82m，折坡點高程=653+3.82=656.82m； 2/3h=11.462/3=7.64m，折坡點高程=653+7.67=660.64m；所以折坡點高程適合位于656.82m660.64m之間，則取上游折坡點高程為657.04m。擋水壩段下游折坡點在統(tǒng)一高程662.50m處。（4）壩底寬度的確定由幾何關(guān)系可得壩底寬度為b=40.2+5+9.460.7=12.422m。（5）排水廊道排水

30、廊道距上游壩面3m ，距壩底2m ，廊道尺寸為1.5m 2.0m（寬高）。（6）排水孔幕距上游壩面1.8m處設(shè)有排水孔幕。（7）非溢流壩段縱剖面示意圖【見計算書 p 3 】。4.2 壩體穩(wěn)定分析及應(yīng)力分析一、穩(wěn)定分析由上述非溢流剖面設(shè)計計算得知校核洪水位情況下的波浪三要數(shù)： 波浪中心線到靜水面的高度hz=0.07m 波浪高度波浪高度hm=0.16m 波浪長lm=2.4mlm/2=1.2m壩前水深h，為深水波；波高轉(zhuǎn)化為累計頻率h1%時的波高。灌漿處及排水處揚壓力折減系數(shù)取=0.25,；水重度yw=10kn/m3；混凝土的重度yc=24kn/m ，混凝土強度為c20 。（1） 正常蓄水位情況1

31、正常蓄水位情況下的荷載計算過程見計算書 ：（p 3 p 5 ）。2 抗滑穩(wěn)定分析 由于壩址巖層類別為iii類，查規(guī)范sl-319-2005得：抗剪斷摩擦系數(shù)f =0.91.1 ,本工程取f =0.9 ；抗剪斷凝聚力c =0.7mpa=700kpa。ks=f (w-u)+ c a/ p=40.73.0 ,滿足抗滑穩(wěn)定要求。（2） 校核洪水位情況1 校核洪水位情況下的荷載計算過程見計算書 ：（p 5p 7 ） 。2 抗滑穩(wěn)定分析由于壩址巖層類別為iii類，查規(guī)范sl-319-2005得：抗剪斷摩擦系數(shù)f =0.91.1 ,本工程取f =0.9 ；抗剪斷凝聚力c =0.7mpa=700kpa。ks=

32、f (w-u)+ c a/ p=14.532.5 ，滿足抗滑穩(wěn)定要求。 （3）設(shè)計洪水位情況 由上述非溢流剖面設(shè)計計算得知設(shè)計洪水位情況下的波浪三要數(shù)： 波浪中心線到靜水面的高度hz=0.077m 波浪高度波浪高度hm=0.18m 波浪長lm=2.64mlm/2=1.825 m壩前水深h，為深水波；波高轉(zhuǎn)化為累計頻率h1%時的波高。灌漿處及排水處揚壓力折減系數(shù)取=0.25,；水重度yw=10kn/m3；混凝土的重度yc=24kn/m 。1 設(shè)計洪水位情況下的荷載計算過程見計算書 ：（p 7 p 9 ）。 抗滑穩(wěn)定分析由于壩址巖層類別為iii類，查規(guī)范sl-319-2005得：抗剪斷摩擦系數(shù)f

33、=0.91.1 ,本工程取f =0.9 ；抗剪斷凝聚力c =0.7mpa=700kpa。ks=f (w-u)+ c a/ p=17.252.5 ，滿足抗滑穩(wěn)定要求。（4）施工工況1 施工工況下的荷載計算過程見計算書 ：（ p 9 ）。二、邊緣應(yīng)力分析正常蓄水位、校核洪水位、設(shè)計洪水位、施工工況四種情況下的應(yīng)力計算過程見計算書 ：（p11 p23 ） 。三、壩內(nèi)應(yīng)力計算正常蓄水位、校核洪水位、設(shè)計洪水位、施工工況四種情況下的壩內(nèi)應(yīng)力計算過程見計算書 ：（p12 p24 ）。4.3 荷載及荷載組合（1）荷載：自重、靜水壓力、動水壓力、揚壓力、浪壓力、泥沙壓力、冰壓力、土壓力、地震作用。（2）本工程

34、的荷載組合：荷載組合主要考慮情況荷載類別基本組合1、正常蓄水位情況2、設(shè)計洪水位情況3、施工工況特殊組合1、校核洪水情況4.4 強度、穩(wěn)定指標(biāo)分析總結(jié)1、強度校核（1）運用期：運用期：壩體上游面的垂直應(yīng)力不出現(xiàn)拉應(yīng)力，由上述所有工況計算可知，正常蓄水位、校核洪水位、設(shè)計洪水位三種荷載組合下壩體上游面的垂直應(yīng)力不出現(xiàn)拉應(yīng)力，滿足要求。 壩體最大應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土的容許應(yīng)力值【s】=20002500 kpa。由上述所有工況應(yīng)力計算可知：smax=228.88 kpa 【s】，滿足要求。（2）施工期：壩體任何截面上的任何主應(yīng)力不大于混凝土的允許應(yīng)力【s】=20002500 kpa。，滿足要求。2 壩

35、體下游面，允許有不大于0.25mpa的主拉應(yīng)力。由上述正常蓄水位、校核洪水位、設(shè)計洪水位、施工工況四種荷載組合應(yīng)力計算中最大應(yīng)力：smax=286.90 kpa小于混凝土抗壓的允許應(yīng)力值，壩體上游面也未出現(xiàn)拉應(yīng)力值，滿足要求。 綜上所述，壩體的所有應(yīng)力滿足運用期和施工期的要求。2、穩(wěn)定分析抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)ks基本組合3.0特殊組合（1）2.5（2）2.3(1) 正常蓄水位情況：ks=f (w-u)+ c a/ p=40.73.0 ,滿足抗滑穩(wěn)定要求。（2）校核洪水位情況：ks=f (w-u)+ c a/ p=14.532.5 ，滿足抗滑穩(wěn)定要求。（3）設(shè)計洪水位情況：ks=f (w-u)+ c

36、 a/ p=17.252.5 ，滿足抗滑穩(wěn)定要求。5. 溢流壩段設(shè)計5.1 溢流壩剖面設(shè)計(1)設(shè)計孔口寬度b=10m ，孔口數(shù)n=3 ，則溢流孔凈寬b=nb=30m 。（2）泄水方式的選擇為使水庫有較大的泄水能力，本工程采用開敞式實用溢流堰。 （3）堰頂高程：由資料可知，堰頂高程為660.00m 。（4）壩坡的確定 利用部分水重增加穩(wěn)定，根據(jù)工程經(jīng)驗，上游壩坡采用1:0.2，下游直線段的壩坡采用1:0.7。（5）上游折坡點高程的確定與非溢流壩的折坡點高程一樣，則折坡點高程為657.04m。（6）壩底寬度的確定由cad可知溢流壩壩底寬度為b=9.97m。（7）橋墩高5.0m ，寬3m，厚d1=

37、1m，前部為為半徑為1m的半圓形。邊墩厚d2=1m ，前部為圓弧型。（8）溢流壩段總長l：nb+（n-1）d1+2 d2=34m 。（9）排水廊道排水廊道距上游壩面3m ，距壩底2m ，廊道尺寸為1.5m 2.0m（寬高）。（10）排水孔幕距上游壩面1.8m處設(shè)有排水孔幕。 (11) 溢流壩曲面設(shè)計 【詳細(xì)計算過程見計算書p26 p28 】。（12）溢流壩段縱剖面示意圖 【 見 計算書 p 28 】。5.2 堰面水深計算1、校核洪水位：流速系數(shù)j=0.97 流速v=8.56m/s 校核洪水位是的最大泄流量q=500.51 m3/s堰面水深h=q/（vb）=1.95 m2、設(shè)計洪水位：流速系數(shù)j

38、=0.97 流速v=0.97m/s 校核洪水位是的最大泄流量q=500.51 m3/s堰面水深h=q/（vb）=1.57 m取兩種情況的最大值，則堰面水深h=1.95 m 。 【詳細(xì)計算過程見計算書p29 】 。5.3 消能設(shè)計1、躍前水深hc hc=1.3m2、躍后水深hc”:hc”=5.76mht=4.2m故下游發(fā)生遠(yuǎn)離式水躍，需建消力池。3、池長計算lk：水躍長度lj=6.9（ hc”- hc）=33.26 m池長lk=（0.70.8）lj，取lk=0.7lj=24 m4、池深s ：z=0.34m 池深s=s hc”- ht-z=1.94 m 為方便施工s取2m?！驹敿?xì)計算過程見計算書p

39、31 p32 】 。5.4 導(dǎo)水墻設(shè)計導(dǎo)水墻布置在溢流壩兩個邊墩的下游，厚度為0.5m；由于堰面水深為1.95m，則導(dǎo)水墻的高度取2.0m。5.5 荷載計算及壩體穩(wěn)定分析 波浪中心線到靜水面的高度hz=0.07m 波浪高度波浪高度hm=0.16m 波浪長lm=2.4mlm/2=1.2m壩前水深h，為深水波；波高轉(zhuǎn)化為累計頻率h1%時的波高。灌漿處及排水處揚壓力折減系數(shù)取=0.25,；水重度yw=10kn/m3；混凝土的重度yc=24kn/m ，混凝土強度為c20 。(1) 正常蓄水位情況 正常蓄水位情況下的荷載計算過程見計算書 ：（p33 p34 ） 。 抗滑穩(wěn)定分析 由于壩址巖層類別為iii

40、類，查規(guī)范sl-319-2005得：抗剪斷摩擦系數(shù)f =0.91.1 ,本工程取f =0.9 ；抗剪斷凝聚力c =0.7mpa=700kpa。ks=f (w-u)+ c a/ p=31.433.0 ,滿足抗滑穩(wěn)定要求。(2) 校核洪水位情況 校核洪水位情況下的荷載計算過程見計算書 ：（p35 p37 ） ?？够€(wěn)定分析由于壩址巖層類別為iii類，查規(guī)范sl-319-2005得：抗剪斷摩擦系數(shù)f =0.91.1 ,本工程取f =0.9 ；抗剪斷凝聚力c =0.7mpa=700kpa。ks=f (w-u)+ c a/ p=11.392.5 ，滿足抗滑穩(wěn)定要求。（3）設(shè)計洪水位情況 由上述非溢流剖面

41、設(shè)計計算得知設(shè)計洪水位情況下的波浪三要數(shù)： 波浪中心線到靜水面的高度hz=0.077m 波浪高度波浪高度hm=0.18m 波浪長lm=2.64mlm/2=1.32 m壩前水深h，為深水波；波高轉(zhuǎn)化為累計頻率h1%時的波高。灌漿處及排水處揚壓力折減系數(shù)取=0.25,；水重度yw=10kn/m3；混凝土的重度yc=24kn/m，混凝土強度為c20。設(shè)計洪水位情況下的荷載計算過程見計算書 ：（p38 p40 ） 。 抗滑穩(wěn)定分析由于壩址巖層類別為iii類，查規(guī)范sl-319-2005得：抗剪斷摩擦系數(shù)f =0.91.1 ,本工程取f =0.9 ；抗剪斷凝聚力c =0.7mpa=700kpa。ks=f

42、 (w-u)+ c a/ p=13.832.5 ，滿足抗滑穩(wěn)定要求。（4）施工工況施工工況下的荷載計算過程見計算書 ：（p40 ）。5.6 應(yīng)力分析一、邊緣應(yīng)力：正常蓄水位、校核洪水位、設(shè)計洪水位、施工工況四種情況下的應(yīng)力計算過程見計算書 ：（p42 p 55 ） 。二、壩內(nèi)應(yīng)力：正常蓄水位、校核洪水位、設(shè)計洪水位、施工工況四種情況下的壩內(nèi)應(yīng)力計算過程見計算書 ：（p43 p55 ）。6. 取水建筑物設(shè)計6.1 孔口的剖面輪廓尺寸有資料可知：q總=q供+q環(huán)=2.25 m/s 經(jīng)濟(jì)流速ve=2.53.5 m/s本設(shè)計取3.0 m/s。計算求得：放水口的斷面面積a設(shè)為0.9， 半徑r設(shè)=0.505m，孔口的底板高程設(shè)在657.00處。詳細(xì)計算過程見計算書（p57 ）6.2 泄洪能力校核校核洪水位時：q=a=5.71m/s（q