畢業(yè)設計報告

上石龍水電站樞紐工程大壩設計PAGE第118頁共117頁基本資料1.1基本資料概述上石龍電站位于云南省文山州廣南縣董堡鄉(xiāng)木廠村，為西洋江干流梯級開發(fā)的電站之一。擬建的上石龍電站工程為引水式開發(fā)，徑流式電站，該電站建筑物位于西洋江左岸，壩址位于木廠村，壩址以上流域面積1926km2，壩址多年平均流量24.8m3/s。上石龍電站由大壩、引水隧洞、調壓井、壓力鋼管道、廠區(qū)樞紐組成。本工程對外交通條件較好，有昆明至開遠的鐵路可供利用，公路運輸有：昆明—石林—彌勒—新哨—硯山—廣南—壩址，公路總里程約482km。1.2水文1.2.1流域位置上石龍電站為西洋江干流梯級開發(fā)的第二級電站，位于文山州廣南縣境內(nèi)。西洋江位于我省文山州東北部，地理位置介于東經(jīng)10440~10535′，北緯2340～2413′之間。西洋江為珠江水系右江上游支流，發(fā)源于我省廣南縣者兔鄉(xiāng)，發(fā)源后由西向東進入廣西境內(nèi)并與馱娘江交匯于廣西八渡附近稱右江。西洋江全長167km，流域面積3853km2。河床平均坡降6.9‰，流域處于滇東南及桂西北的巖溶地區(qū)，總體地勢西高東低。上石龍電站位于我省境內(nèi)西洋江中上段，徑流面積1926km2。1.2.2氣象水文1.2.2.1氣象據(jù)流域內(nèi)的廣南氣象站資料統(tǒng)計：該地區(qū)一般情況5月份即進入雨季，10月份后降水量明顯減少。5~9月多年平均降水量占全年的77.1%，11月~次年3月降水量僅占全年的10.7%。該地區(qū)多年平均降水量1040mm，多年平均蒸發(fā)量1670mm(d=20cm)，多年平均相對濕度79%。最大風速21.3m/s、平均風速1.7m/s、最多風向WSW。多年平均氣溫16.7℃，極端最高氣溫36.7℃，極端最低-5.5℃。1.2.2.2水文根據(jù)西洋街（二）站、那追站實測及插補流量系列，按由大到小的順序排列，第m項的經(jīng)驗頻率Pm用數(shù)字期望公式計算A：適線計算結果見下表。表1—1西洋江各站年徑流統(tǒng)計參數(shù)一覽表站名面積(km2)Q(m3/s)CvCs徑流模數(shù)(萬m3)西洋街（二）247334.70.342.5Cv44.1那追166420.40.362.5Cv38.7上石龍電站的多年平均徑流模數(shù)按那追、西洋街（二）站的集水面積與徑流模數(shù)的關系直線內(nèi)插取得，各項率的設計年徑流成果見下表。表1—2上石龍電站設計年徑流成果表單位：m3/s斷面面積(km2)Q0CvCs10%20%50%80%90%上石龍192624.80.362.5Cv36.831.723.517.214.6該地區(qū)的枯段一般出現(xiàn)于12～5月，12～5月徑流量占年徑流的比值最大為28.1%、最小8.5%，平均17.5%。選擇1997、1964、1990年（水文年）流量過程為本工程徑流年內(nèi)分配的豐、平、枯水年典型。1997年徑流量在實測系列中排位第6，經(jīng)驗頻率合14.0%，12～5月徑流量占全年的14/8%；1964年經(jīng)驗頻率44.2%，枯段徑流量占全年的15.0%；1990年經(jīng)驗頻率81.4%，枯段徑流量占全年的13.1%。1.2.2.3洪水表1—3上石龍電站設計洪水成果表單位：m3/s站名徑流面積(km2)Qm0CvCs0.5%1%2%3.33%取水口19263170.483.5Cv935840745672廠房20863350.483.5Cv9888887877101.2.2.4泥沙根據(jù)流域的植被條件及實地查勘調查情況，侵蝕模數(shù)的取值按微度取中值M=250t/km2.a，輕度取下限值M=500t/km2.a、中度取下限值M=2500t/km2.a計。又根據(jù)不同侵蝕強度在流域中所占比例，計算得上石龍電站取水口多年平均輸沙總量116萬t，推移質按懸移質量沙量的25%計，得多年平均推移質沙量23.2萬t，懸移質沙量92.8萬t，多年平均懸移質含沙量1.19kg/m3。1.2.2.5壩址水位—流量關系表1—4上石龍電站壩址水位—流量關系表水位(m)1009.81010.01010.51011.01011.51012.01012.51013.01013.51014.0流量(m3/s)00.869.8125.346.272103138178223水位(m)1014.51015.01015.51016.01016.51017.01017.51018.01018.51019.0流量(m3/s)272323383448519595676762853949水位(m)1019.51020流量(m3/s)10501160表1—5上石龍電站廠址水位—流量關系表水位(m)979.2980.0980.5981.0981.5982.0982.5983.0983.5984.0流量(m3/s)039.990.91442383765497519861250水位(m)984.5985.0985.5986.0流量(m3/s)15501880223026101.3工程地質1.3.1區(qū)域地質1.3.1.1地形地貌上石龍電站工程區(qū)地形以西洋江為分界，南北兩側地勢較高，巖脊、沖溝密布。西洋河總體自西向東河，匯入廣西右江。西洋河河谷深切，為“V”型河谷。河谷兩岸山峰聳立，地形較為復雜，高差較大。工程區(qū)內(nèi)灰?guī)r大片出露，形成了獨特的巖溶地貌，主要為峰叢谷地地貌為主。泥巖、泥質粉砂巖出露區(qū)多為剝蝕殘山地貌。輸水隧洞經(jīng)過的大沖溝地段、鋼管道地段、廠房北側的山坡均為剝蝕殘山地貌。1.3.1.2地層巖性工程區(qū)內(nèi)出露的地層由老至新有：（1）二迭系上統(tǒng)吳家坪組（P2w）：下部為深灰、灰黑色泥巖、泥質粉砂巖；夾硅質條帶及泥灰?guī)r，上部為薄層狀淺灰色、灰黃色粉砂質泥巖、泥質粉砂巖互層，局部地區(qū)底部為礫巖、鋁土巖（礦）及劣質煤，區(qū)域厚度167.06~266.27m，與下伏峨眉山玄武巖呈不整合接觸。（2）三疊系中統(tǒng)個舊組（T2g）：按巖性特征分為上下兩段。下段（T2ga）：灰~深灰色中~厚層狀白云巖夾白云質灰?guī)r，局部夾泥灰?guī)r、泥質及硅質團塊。區(qū)域厚度32.66~413.51m。上部（T2gb）：灰~深灰色中~厚層狀灰?guī)r夾白云質灰?guī)r、泥灰?guī)r，局部在底部夾泥巖、泥質及硅質團塊。區(qū)域厚度209.75~1257.48m。（3）第四系（Q）：主要分布于山坡坡面地表、沖溝谷地及河流階地地帶，山麓、洼地及巖溶洞穴等處也有堆積。與下伏地層呈不整合接觸，厚度0~50m。按成因可分為坡殘積、沖洪積、灰華堆積及洞穴堆積。坡殘積多為砂質粘土及碎石，沖洪積多為卵石、漂石及砂質粘土。1.3.1.3地質構造工程區(qū)內(nèi)主體構造線方向為東西向，為南嶺東西向構造西延部分。由于受文山旋扭構造的影響和改造，因而發(fā)育不全。主要由數(shù)條褶皺和斷裂組成，距離工程區(qū)較近的斷裂主要為馬岔庫——魚塘斷裂。此外，還有威龍背斜和魚塘向斜。受斷裂影響，在地貌上形成斷續(xù)的東西向谷地。1.3.1.4地震區(qū)域構造穩(wěn)定性評價根據(jù)區(qū)域地質資料，上石龍電站工程區(qū)新構造運動類型為均勻隆升型，區(qū)域地震記錄多為2~4級，工程區(qū)及鄰近區(qū)域歷史最強地震為1960年10月發(fā)生于西疇北東面的地震，震級4.8級。根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2001），廣南縣地震基本烈度為6度，設計基本地震加速度值為0.05g，設計地震分組為第一組。工程區(qū)為相對穩(wěn)定區(qū)。1.3.2庫區(qū)地質電站庫區(qū)河道總體較狹窄，河床寬一般20m~50m，水流湍急。河谷基本對稱，左岸較陡，地形坡度一般為48°~49°，局部更陡；右岸稍微平緩，地形坡度一般為45°~46°。兩岸支流或沖溝較發(fā)育，左岸有三條溪溝匯入，右岸有兩條小沖溝匯入。庫區(qū)分布的地層巖性主要為中三疊統(tǒng)個舊組灰?guī)r，巖體中等~弱風化，地表第四系覆蓋物稀少，厚度較薄，僅分布于西洋江河谷地段。庫區(qū)地質構造簡單，不良工程地質現(xiàn)象不發(fā)育，滑坡、泥石流等地質災害分布稀少。由于本工程與那追電站尾水銜接，回水河段較長（長約6.50km），因而水庫區(qū)的基本地質條件與樞紐區(qū)大體?；?guī)r，中等~弱風化，中厚層狀，產(chǎn)狀為196°∠48°，灰?guī)r力學強度高，根據(jù)巖石試驗資料，其飽和單軸抗壓強度均大于100MPa，屬堅硬巖，為AII類壩基巖體。壩址地段左右兩岸灰?guī)r產(chǎn)狀一致，無地質構造通過，壩址兩岸自然山坡穩(wěn)定。壩基、壩肩范圍內(nèi)巖體風化總體不強烈，左壩肩和坡腳地段殘坡積層以下基本上為中等~弱風化巖石，微風化基巖埋深一般5m~10m，左岸斜坡為一順傾邊坡，邊坡角度與自然斜坡角度基本一致，故左岸山坡穩(wěn)定；右岸巖體風化相對較強烈，弱風化巖體埋深一般4m~12m，微風化巖體埋深一般8m~22m。右壩肩卸荷作用較弱，未見順坡向緩傾不利結構面分布，灰?guī)r產(chǎn)狀傾向北，為一反傾山坡，自然邊坡和開挖邊坡的穩(wěn)定條件總體較好。左壩肩上部覆蓋層的穩(wěn)定性差，但厚度很小，局部地段開挖后可能存在小規(guī)模契形失穩(wěn)塊體，因左岸山體為一山脈，開挖邊坡不高，對邊坡的總體穩(wěn)定性無大的影響。壩基（肩）部位無寬大結構面通過，巖體較完整，節(jié)理多為陡傾，發(fā)育的一組中等傾角節(jié)理傾向上游偏左岸，傾向下游的緩傾斷層及擠壓帶、節(jié)理等結構面均未見發(fā)育，壩基（肩）不存在不利結構面或不利結構面組合，因此壩基抗滑穩(wěn)定條件較好。壩基（肩）下伏基巖均為中等~弱風化石灰?guī)r，巖質堅硬，具各向同性的力學特征，巖體強度完全滿足低閘壩對壩（閘）基的要求。左岸殘積土層及右岸河床的沖積層結構松散，沖積層以砂、卵、礫石為主，透水性強，滲透系數(shù)為1×10-1cm/s，考慮本工程覆蓋層開挖工程量不大，為安全起見，建議清除峽谷岸及河床的松散堆積層，將閘壩基礎置于弱風化基巖上。1.3.3壩基（肩）滲漏問題及分析壩址區(qū)水文地質條件簡單，含水層單一。左岸和右岸在壩址地段均無址下水出露?；鶐r透水性中等~較弱。兩岸地下水位均高于河水位，地下水補給河水。左岸地下水位埋深5m~10m，右岸地下水位埋深15m~25m，潛水面埋深較大，水力坡降平緩，但向山內(nèi)地下水潛水面總體趨勢仍是逐步抬升。1.3.4天然建筑材料工程區(qū)段內(nèi)灰?guī)r石料非常豐富，壩址地段、廠房地段的西洋江對岸均有分布，中厚層狀，石質堅硬，儲量巨大。壩址地段可直接采用開鑿引水隧洞的棄渣作為碎石料。廠房區(qū)、鋼管道地段可開采西洋江對岸的灰岸石料。開采和運輸條件好，運距短。工程區(qū)內(nèi)砂料較為缺乏，西洋江河道內(nèi)砂料很少，且泥質含量高，不宜采用。當?shù)卮迕窠ǚ坑蒙熬鶑膹V南運來。工程建設時，可采用機制砂，粉碎灰?guī)r生產(chǎn)而得。壩址地段土料較少，地表均為灰?guī)r出露。可采用站溝——隧洞出口段開鑿的棄渣作為土料，該段隧道棄渣的主要成分為強~中等風化泥巖及泥質粉砂巖。廠房地段的土料也較少，需從別處搬運。附錄A設計基本數(shù)據(jù)1.1.1水庫特征水位與特征頻率洪水流量正常蓄水位：1038m,相應下游水位1009.8m。設計洪水水位：（P=3.33%）1038m,下泄流量Q=672m3/s，相應下游水位：1017.48m。校核洪水位：（P=0.5%）1039.5m,下泄流量Q=935m3/s，相應下游水位：1018.93m。1.1.2泥砂資料淤砂高程：1012.0m淤砂浮容重：7kN/m3，淤砂內(nèi)摩擦角18°1.1.3氣象資料多年平均氣溫16.7°C，多年平均年降雨量1040mm,多年平均蒸發(fā)量1670mm。歷年平均最大風速13.8m/s，實測最大風速21.3m/s，平均風速1.7m/s,最多風向為WSW。風區(qū)長度取800m。第二章樞紐的整體布置2.1壩軸線的選擇壩軸線的選擇應考慮樞紐附近的地形地質條件、水流條件、施工條件、樞紐布置等因素。在本設計中壩軸線已經(jīng)給定。從地質地形圖上可以看到巖體為中等~弱風化灰?guī)r，地表第四系覆蓋物稀少，厚度較薄，僅分布于西洋江河谷地段。庫區(qū)地質構造簡單，不良工程地質現(xiàn)象不發(fā)育，滑坡、泥石流等地質災害分布稀少。且為“V”型河谷，左右岸基本對稱，壩軸線較短只有117m，壩體工程量小。壩址附近有較開闊場地，交通便利，水流平順，故選擇此壩軸線。2.2壩型的選擇2.2.1幾種壩型的優(yōu)選在選擇壩型時，根據(jù)河床地形特征、地質、建筑物材料，宣泄洪水的能力以及抗震性能，通過定性分析初步確定本工程主要考慮混凝土重力壩、砌石壩、土壩的選擇，進行方案比較選出最優(yōu)壩型。表2—1三種壩型的比較壩型優(yōu)點缺點方案一重力壩安全可靠對地形地質條件件適應性強強樞紐泄洪問題易易解決便于施工導流，施施工方便結構作用明確水泥用量大，溫溫度應力大大。揚壓力較大。材料強度不能充充分發(fā)揮。方案二砌石壩水泥用量少，不不需采取溫溫控措施，也也不需設縱縱縫節(jié)省模板施工技術易于掌掌握在缺乏施工機械械的情況下下，可用人人工進行施施工砌體質量不均勻勻石料的修整和砌砌筑難于機機械化需另作防滲設施施工期比混凝土壩壩長方案三土壩對地形、地質和和氣候適應應性好可就地取材施工速度加快導流易解決該壩潰壩數(shù)量較較多，需進進行防滲等等設計，增增加施工復復雜性。本工程考慮到能盡快投產(chǎn)發(fā)電，工期要盡可能的短，所以第一方案優(yōu)于第二案。工程區(qū)內(nèi)石料雖然非常豐富，但砂料和土料較少，需要從外面運來，降低了施工進度，增加了工程造價。所以淘汰第三方案，綜合上述原因，最終選擇重力壩。重力壩按照斷面結構型式可以分為實體重力壩、寬縫重力壩和空腹重力壩等幾種壩型。到80年代，我國開始發(fā)展碾壓混凝土重力壩。（1）實體重力壩是最原始也是最簡單的壩型，其施工、計算、設計均比較簡單，應力分布比較明確和有利，但揚壓力大，斷面面積和工程量也大；（2）空腹重力壩的上游壩踵的壓應力比較大，揚壓力會有所降低，可以適應某些不利的地質條件，同時尚可利用腹孔布置水電站廠房等，但在腹孔附近的應力分布較復雜，可能存在一定的拉應力，需配置較多的鋼筋，應力分析及施工上也比較復雜；（3）寬縫重力壩壩底面積小，揚壓力顯著降低，可利用上游水重增加穩(wěn)定，壩體混凝土量比實體重力壩節(jié)省約10%~20%；寬縫增加了散熱面，有利于施工期混凝土溫度控制；壩內(nèi)設寬縫可方便壩體觀察和檢查，還可以在寬縫內(nèi)進行維護修補和地基處理等工作。但殘酷從順壩軸的側向穩(wěn)定，寬縫壩不如實體壩，而且在樞紐布置、施工條件和施工安全方面，也沒實體壩優(yōu)越。故最終選擇實體重力壩。2.3樞紐建筑物組成及其總體布置2.3.1樞紐建筑物的組成（1）擋水建筑物：混凝土實體重力壩；（2）泄水建筑物：溢流壩；（3）水電站建筑物：引水式水電站廠房、有壓引水隧洞、開關站、壓力鋼管等；（4）其他建筑物：如攔沙、沖沙建筑物等。2.3.2樞紐總體布置樞紐布置的內(nèi)容包括：非溢流壩段、溢流壩段的布置，進水口、有壓隧洞、電站廠房、開關站、變壓器場、對外連接公路、進廠公路等的布置。在壩址地形總圖上確定邊坡開挖線，量得河谷底部寬度和壩軸線長度分別為24.91m和117.26m。泄水建筑物布置在河床中間，非溢流壩段布置在溢流壩兩端與兩岸相接。發(fā)電廠房采用引水式發(fā)電廠房，引水渠進口段布置在壩前上游左岸，進廠公路布置在左岸，開關站、變壓器站及生活區(qū)布置在進廠公路一側。本次設計只對擋水建筑物（混凝土實體重力壩），泄水建筑物（溢流壩）進行設計。第三章非溢流壩段的設計3.1確定洪洪水標準本工程總裝機容容量20MW，根據(jù)《水水利水電工工程等級劃劃分及防洪洪標準》DL51180—2003規(guī)定，工工程規(guī)模為為?。?）型，工工程等別為為Ⅳ等，主要要建筑物（如如電站、擋擋水壩等）為4級，次要建筑物為5級。根據(jù)本工程中主主要建筑物物級別，確確定在不同同運用情況況下的洪水水設計標準準：正常運用洪水重重現(xiàn)期：30~550年，取為30年非常運用洪水重重現(xiàn)期：200~~500年，取為200年3.2剖面尺尺寸的擬定定3.2..1基本剖面面的擬定基本剖面是指壩壩體在自重重、靜水壓壓力（水位位與壩頂齊齊平）和揚揚壓力三項項主要荷載載作用下，滿滿足穩(wěn)定和和強度要求求，并使得得工程量最最小的三角角形剖面。剖面設計的原則則：（1）滿足穩(wěn)定和強強度要求，保保證大壩安安全；（2）工程量小，造造價低；（3）結構合理，運運用方便；；（4）便于施工，方方便維修。基于以下理由，非非溢流重力力壩的基本本剖面應該該是三角形形：（1）重力壩承受的的主要荷載載是隨水深深增加三角角形分布的的靜水壓力力，要求平平衡靜水壓壓力的重力力壩剖面亦亦隨水深變變化，隨水水深增大，其其底邊亦應應增長，才才能降低應應力值———三角形剖剖面圖形符符合這種規(guī)規(guī)律；（2）隨著壩前水深深的增長，靜靜水壓力指指向下游的的推移力亦亦在增大，為為了保證壩壩體穩(wěn)定，必必須要求壩壩底與基礎礎的接觸面面亦隨之增增大，以便便增大壩底底抗滑摩擦擦力，確保保壩體巍然然不動———三角形剖剖面圖形具具有這種趨趨勢；（3）三角形剖面是是最簡單、最最穩(wěn)定的幾幾何圖形，施施工方便。3.2.2實用剖面面的擬定非溢流壩剖面尺尺寸初步擬擬定的主要要內(nèi)容有：：壩頂高程程、壩頂寬寬度、壩坡坡、壩底寬寬度。3.2.2.11壩頂高程程的確定根據(jù)《混凝土重重力壩設計計規(guī)范》DL51108—1999得計算公公式如下：：▽=靜水位+△h（3—1）?h=h1%+hz+hc（3—2）式中：?h——防浪墻頂至正常常蓄水位或或校核洪水水位的高差差（m）；h1%——波高（m）；hz——波浪中心線至正正?；蛐：撕撕樗坏牡母卟睿╩）；hc——安全超高，查《水水電樞紐工工程等級劃劃分及設計計安全標準準》DL51180—2003，按表3—1采用。表3—1安全超高hc相應水位壩的安全級別ⅠⅡⅢⅣ正常蓄水位0.70.50.40.3校核洪水位0.50.40.30.2A波浪要素素和爬高計計算因為是內(nèi)陸峽谷谷水庫，參參照《水工工建筑物荷荷載設計規(guī)規(guī)范》DL50077—1997，宜按官官廳水庫公公式計算（適適用條件：：vo<20m/ss&DD<20kmm）：（3—3）=0.3331（3—4）式中：h——當當gD/2=20～250時，為累累積頻率5%的波高；當gD/2=250～1000時，為累累積頻率10%的波高；———計算風速速，在正常常蓄水位和和設計洪水水位時，計計算風速易易采用相應應洪水期多多年平均最最大風速的的1.5~~2.0倍；在校校核洪水位位時，宜采采用相應洪洪水期多年年平均最大大風速，==13.88m/s；———吹程，=800mm；———波長。正常蓄水位情況況：gD//2=20，故取h為累積頻頻率5%的波高。由公式（3—33）得：=0.8991m由公式（3—44）得：=9.5221m水域的平均水深深近似取壩壩前水深：：10388-10001.8==36.22m/=0.891//36.22=0.002，近似取取為0。按照《混凝土重重力壩設計計規(guī)范》DL55108--19999表G2進行換算算得：=m校核洪水位情況況：gD/2=411.21，故取h為累積頻頻率5%的波高。由公式式（3—3）得：=0.4009m由公式（3—44）得：=5.1110m水域的平均水深深近似取壩壩前水深：：10399.5-11001..8=377.7m/=00.4099/37..7=0..01，近似取取為0。按照《混混凝土重力力壩設計規(guī)規(guī)范》DL55108--19999表G2進行換算算得：=mBhz的計計算（3—5）式中：hz———波浪中心心線壅高；；m———波長；———相應壩前前水深。（1）正常蓄水位情情況：hh1%=1.1006mLLm=9.5221mH=10338-10001.88=36..2m由式（3—5）得：hZ=0.4003m（2）校核洪水位情情況：hh1%=0.511mLm=5.111mH=10339.5--10011.8=337.7mm由式（3—5）得：hZ=0.166mC壩頂高程程的確定（1）正常蓄水位情情況:根據(jù)安全級別，由由表3—1查得hc=0.4mm△h正=h1%+hz++hc=1.1106+00.4033+0.44=1.8809m▽=靜水位+△h正正=10338+1..809==10399.81mm（2）在在校核洪水水情況：由表3—1查得得hc=0.3mm△h校=h1%+hz+hc=0.551+0..16+00.3=00.97mm▽=靜水位+△h校校=10339.500+0.997=10040.550m綜上所述，取兩兩者中的較較大值▽=10400.50mm為壩頂高高程，并取取防浪墻高高度為0..9m。3.2.2.22壩高的確確定根據(jù)規(guī)范規(guī)定，壩壩高小于550m時，大壩壩可以建在在弱風化中中部~上部基巖巖上，分析析本工程中中庫區(qū)地質質情況為中中等~弱風化灰灰?guī)r，屬堅堅硬巖,結合本工工程為中壩壩，且微風風化層厚4~12mm，故挖到到高程為11001..8m處。因此確定最大壩壩高為：10400.50--10011.8-00.9=337.8mm3.2..2.3壩頂寬度度一般為壩高的88%～10%，且不小小于2m，考慮到到交通要求求，亦要在在壩頂布置置移動式啟啟閉機，初初步設計中中取為5m。3.2.2.44壩底寬寬度B一般為壩高的00.7~00.9倍，取B=0..8×377.8=330.244m3.2.2.55壩坡因本工程庫區(qū)地地質條件較較好、摩擦擦系數(shù)較大大，壩體剖剖面主要受受控于壩上上游面的拉拉應力，故故上游面作作成鉛直的的，下游坡坡度取為0.8。通過以上計算確確定實用剖剖面圖如下下：圖3.1實用剖剖面圖因為本壩壩高只只有37..8m，則則可只設基基礎檢修灌灌漿廊道，廊廊道上游側側距上游面面4m，距壩壩基面5m，寬高比比為2.55m2.88m的城門門洞形。3.3壩體穩(wěn)穩(wěn)定與強度度驗算3.3.1作作用在壩體體上的荷載載和荷載組組合正常運用用情況基本組合合設計洪水水位情況荷載組合合特殊組合合：校核洪洪水位情況況荷載是重力壩設設計的主要要依據(jù)，設設計時應正正確選擇荷荷載標準值值、分項系系數(shù)、有關關參數(shù)和計計算方法。按按荷載組合合分別計算算荷載作用用標準值和和設計值（設設計值=標準值×分項系數(shù)數(shù)）。重力壩的荷載主主要有：自自重、靜水水壓力、浪浪壓力、泥泥沙壓力、揚揚壓力、地地震荷載等等，在進行計算時取取1m壩長。3.3.2荷載計算算圖3.2荷載作作用示意圖圖荷載名稱公式備注壩體自重—壩體砼重度，取取24.00kN/mm3靜水壓力—水的容重，取99.81kkN/m3揚壓力浮托力滲透壓力浪壓力=的取值見前3..2.1中中的計算值值泥沙壓力—泥沙的浮容重，kN/m3；—壩前的淤沙厚度度，m；地震荷載當?shù)卣鹫鸬脑O計烈烈度為6度及6度以下時時，不考慮慮地震荷載載，其它荷荷載可忽略略不計。表3—2荷載公式式匯總表具體的荷載計算算見表3-3表3-14。3.3.3非非溢流壩抗抗滑穩(wěn)定驗驗算抗滑穩(wěn)定驗算是是重力壩設設計的一項項重要內(nèi)容容，其目的的是核算壩壩體沿壩基基面、壩體體混凝土層層面或地基基軟弱結構構面的抗滑滑極限狀態(tài)態(tài)，以保證證壩體抗滑滑穩(wěn)定的安安全性能。3.3.3.11抗滑穩(wěn)定定計算方法法常用的計算公式式有：摩擦擦公式、抗抗剪斷強度度公式、抗抗滑穩(wěn)定極極限狀態(tài)計計算等。（1）抗剪斷強度公公式因本工程庫區(qū)地地基內(nèi)不存存在可能導導致深層滑滑動的軟弱弱面，故應應按抗剪斷斷強度公式式計算。該該公式認為為壩體混凝凝土與壩基基基巖接觸觸良好，屬屬于膠結面面?？够€(wěn)定安全系系數(shù)的計算算公式為：：（3—6）式中———抗剪斷摩摩擦系數(shù)；；———抗剪斷凝凝聚力，kkPa；A——計算截面面面積，mm2。（2）承載能力極限限狀態(tài)表達達式基本組合：（3—7）偶然組合：（3—8）式中：———結構重重要性系數(shù)數(shù)，本結構安全全級別為Ⅲ級，取0.9；———設計狀狀況系數(shù)，對對于持久狀狀況、短暫暫狀況、偶偶然狀況，可可分別取用用1.0、0.955、0.855；S（·）——作用效應函函數(shù)，；R（·）——結構及構件件抗力函數(shù)數(shù)；、——分別為永久久作用、可可變作用分分項系數(shù)；；——永久作用標標準值；——可變作用標標準值；——幾何參數(shù)標標準值；——材料性能標標準值；——材料性能分分項系數(shù)；；——基本組合結結構系數(shù)；；——偶然作用代代表值；——偶然組合結結構系數(shù)。在上述表達式中中，作用效效應函數(shù)SS（·）中的作作用和抗力函數(shù)數(shù)R（·）中的作作用都取設計值值。表3—3正常蓄水位時荷荷載計算表表（基本組組合）計算高高程：10001.88m上游水位位：10338.0mm下游水位位：10001.8mm荷載符號計算式垂直力（KN）水平力(KN))對計算截面中心心的偏心距距（m）力矩（KN?mm）↓↑←→↙+–↘自重W124×5×377.8453614.6-5÷÷2=122.154885.66W21/2×25..24×331.555×249555.86615.12-55-25..24/33=1.77116340.55上游水平水壓力力P11/2×9.881×366.226427.71136.2/3==12.00777582.446下游水平水壓力力P20000下游水重Q30000浮托力U1000滲透壓力U21/2×0.33×9.881×366.2×223.7441264.59915.12-66.5-223.744/3=00.71897.86U30.3×9.881×366.2×66.5692.4915.12-66.5/22=11..878219.833U41/2×0.77×9.881×366.2×66.5807.9015.12-66.5/33=12..9510462.334浪壓力PL11/4×9.881×9..52×（1.1006+0..403）35.2336.2+（00.4033+1.1106）/3=336.71292.944水平泥沙壓力Pn11/2×7×ttg2(45°--18°//2)××10.222192.2210.2/3==3.4653.55合計14091.992764.9886655.16673584.88599108.998總計11326.888(↓)6655.166(→)25524.113(↘)表3—4正常蓄水位時荷荷載計算表表（基本組組合）計算高程：10001.88m上游水位位：10338m下游水位位：10338m荷載符號垂直力標準值（KN）水平力標準值（KN）分項系數(shù)垂直力設計值（KN）水平力設計值（KN）力矩標準值（KN?m）力矩設計值（KN?m）↓↑←→↓↑←→↙+–↘↙+–↘自重W145361.0453657244.33257244.332W29555.8661.09555.86616340.5516340.553上游水平水壓力力P16427.7111.06427.71177582.44677582.446下游水平水壓力力P201.0000下游水重Q301.0000浮托力U101.0000滲透壓力U21264.5991.21517.511897.861077.433U3692.491.2830.998219.8339863.800U4807.901.2969.4810462.33412554.881浪壓力PL135.231.242.281292.9441551.533水平泥沙壓力Pn1192.221.2230.66653.55784.26合計14091.8862764.9886655.16614091.8863317.9886700.65573584.88599108.99873584.885103414..3總計11326.888(↓)6655.166(→)10773.888(↓)6700.655(→)25524.113(↘)29829.44(↘)表3—5設計洪水位時荷荷載計算表表（基本組組合）計算高程：10001.88m上游水位位：10338.0mm下游水位位：10117.488m荷載符號計算式垂直力（KN）水平力(KN))對計算截面中心心的偏心距距（m）力矩（KN?mm）↓↑←→↙+–↘自重W124×5×377.8453615.12-55÷2=112.62257244.332W224×31.555×255.24÷÷29555.86615.12-55-25..24÷33=1.77116340.553上游水平水壓力力P136.22×99.81÷÷26427.71136.2÷3==12.00777582.444下游水平水壓力力P215.682××9.811÷21205.96615.68÷33=5.2236307.177下游水重Q39.81×155.68××15.668×0..8÷2964.7615.12-112.544÷3=110.94410554.552浮托力U19.81×155.68××30.2244651.544000滲透壓力U220.52×99.81××23.774×0..3÷2716.8315.12-66.5-223.744÷3=00.71508.95U320.52×99.81××6.5××0.3392.5415.12-66.5÷22=11..874659.422U420.52×99.81××6.5××0.7÷÷2456.4915.12-66.5÷33=12..955911.599浪壓力PL19.81×9..521××(1.1106+00.4033)÷435.2336.2+(00.4033+1.1106)//3=366.71292.944水平泥沙壓力Pn17×10.222×tg2(45°--18°//2)÷22192.2210.2×1//3=3..4653.55合計15056.666217.41205.9666655.16679891.999101163..4總計8839.222(↓)5449.200(→)21271.441(↘)表3—6設計洪水位時荷荷載計算表表（基本組組合）荷載符號垂直力標準值（KN）水平力標準值（KN）分項系數(shù)垂直力設計值（KN）水平力設計值（KN）力矩標準值（KN?m）力矩設計值（KN?m）↓↑←→↓↑←→↙+–↘↙+–↘自重W145361.0453657244.33257244.332W29555.8661.09555.86616340.55316340.553上游水平水壓力力P16427.7111.06427.71177582.44477582.444下游水平水壓力力P21205.9661.01205.9666307.1556307.155下游水重Q3964.761.0964.7610554.55210554.552浮托力U14651.5441.04651.544滲透壓力U2716.531.2860.20508.95610.74U3392.541.2471.044659.4225591.300U4456.491.2547.795911.5997093.900浪壓力PL135.231.242.281292.9441551.533水平泥沙壓力Pn1192.221.2230.66653.55784.26合計15056.6636217.4111205.9666655.16615056.666530.5881205.9666700.65579891.999101163..4079891.999103768..7總計8839.222(↓)5449.200(→)8526.055(↓)5494.699(→)21271.441(↘)23876.770(↘)計算高程程：10001.8mm上游水位位：10338m下游水位位：10117.488m表3—7校核洪水位時荷荷載計算表表（特殊組合）計算高程程：10001.8mm上游水位位：10339.5mm下游水位位：10118.933m荷載符號計算式垂直力（KN）水平力(KN))對計算截面中心心的偏心距距（m）力矩（KN?mm）↓↑←→↙+–↘自重W124×5×377.8453615.12-55÷2=112.62257244.332W224×31.555×255.24÷÷29555.86615.12-55-25..24÷33=1.77116340.553上游水平水壓力力P137.72×99.81÷÷26971.43337.7÷3==12.55787630.888下游水平水壓力力P217.132××9.811÷21439.31117.13÷33=5.7718218.466下游水重Q39.81×177.1322×0.88÷21151.45515.12-00.8×117.133÷3=110.55512147.776浮托力U19.81×177.13××30.2245081.699000滲透壓力U220.57×99.81××23.774×0..3÷2718.5815.12-66.5-223.744÷3=00.71510.19U320.57×99.81××6.5××0.3393.4915.12-66.5÷22=11..874670.777U420.57×99.81××6.5××0.7÷÷2459.0815.12-66.5÷33=12..955945.044浪壓力PL19.81×5..11×((0.5008+0..16)÷÷435.2336.2+(00.4033+1.1106)//3=366.7317.45水平泥沙壓力Pn17×10.222×tg2(45°--18°//2)÷22192.2210.2×1//3=3..4653.55合計15243.3316652.8447172.0777172.07781803.3311875.776總計8590.477(↓)54732.776(→)30072.446(↘)表3—8校核洪水位時荷荷載計算表表（特殊組合）計算高程程：10001.8mm上游水位位：10339.5mm下游水位位：10118.933m荷載符號垂直力標準值（KN）水平力標準值（KN）分項系數(shù)垂直力設計值（KN）水平力設計值（KN）力矩標準值（KN?m）力矩設計值（KN?m）↓↑←→↓↑←→↙+–↘↙+–↘自重W145361.0453657244.33257244.33W29555.8661.09555.86616340.55316340.55上游水平水壓力力P16971.4331.06971.43387630.88487630.884下游水平水壓力力P21439.3111.01439.3118218.4558218.455下游水重Q31151.4551.01151.45512147.77612147.776浮托力U15081.6991.05081.699滲透壓力U2718.581.2862.30510.19612.23U3393.491.2472.194670.7775604.933U4459.081.2550.895945.0447134.044浪壓力PL18.371.210.05317.45380.94水平泥沙壓力Pn1192.271.2230.72653.70784.44合計15243.336652.8441439.3117172.07715243.3316967.0771439.3117212.19981803.330111875..881803.33114295..19總計8590.477(↓)5732.766(→)8276.244(↓)5772.888(→)30072.446(↘)32491.889(↘)表3—9設計洪水位時荷荷載計算表表（基本組組合）計算高程：10017.448m上游水位位：10338.0mm荷載符號計算式垂直力（KN）水平力(KN))對計算截面中心心的偏心距距（m）力矩（KN?mm）↓↑←→↙+–↘自重W124×5×222.122654.48.85-5÷÷2=122.116855.444W21/2×15..87×12.770×242418.5998.85-5--12.770/3==-0.338919.06上游水平水壓力力P11/2×9.881×20.55222065.35520.52/33=6.88414126.999下游水平水壓力力P20000下游水重Q30000浮托力U1000滲透壓力U21/2×0.22×9.811×20.552×13.770275.788.85-4--13.77/3=00.7177.22U30.2×9.881×20.552×4161.048.85-4//2=6..851103.133U41/2×0.88×9.811×20.552×4322.088.85-4//3=7..522422.066浪壓力PL11/4×9.881×9..52×（1.1006+0..403）35.2320.52+（0.4003+1..106）/3=221.022740.08水平泥沙壓力Pn10000合計5072.999758.912100.56616855.44419388.555總計4314.088(↓)2100.566(→)2533.111(↘)表3—10設計洪水水位時荷載載計算表（基基本組合）計算高程：10017.448m上游水位位：10338m下游水位位：10117.488m荷載符號垂直力標準值（KN）水平力標準值（KN）分項系數(shù)垂直力設計值（KN）水平力設計值（KN）力矩標準值（KN?m）力矩設計值（KN?m）↓↑←→↓↑←→↙+–↘↙+–↘自重W126541.02654.416855.44416855.444W22418.5991.02418.599919.06919.06上游水平水壓力力P12065.3551.02065.35514126.99914126.999下游水平水壓力力P201.0000下游水重Q301.0000浮托力U101.0000滲透壓力U2275.781.2330.9477.2292.66U3161.041.2193.251103.1221323.766U4322.081.2386.502422.0662906.477浪壓力PL135.211.242.28740.08888.10水平泥沙壓力Pn101.2000合計5072.999758.912100.5665072.999910.692107.616855.44419388.55516855.444120257..05總計4314.088(↓)2100.566(→)4162.300(↓)2107.600(→)25533.111(↘)3401.611(↘)表3—11校核洪水位時荷荷載計算表表（特殊組合）計算高程：10017.448m上游水位位：10339.5mm下游水位位：10118.933m荷載符號計算式垂直力（KN）水平力(KN))對計算截面中心心的偏心距距（m）力矩（KN?mm）↓↑←→↙+–↘自重W124×5×222.122654.48.85-5÷÷2=6..3516855.444W224×15.887×122.70÷÷22418.68.85-5--12.77÷3=--0.388919.06上游水平水壓力力P122.022××9.811÷22378.34422.02÷33=7.33417457.000下游水平水壓力力P21.452×99.81÷÷210.311.45÷3==0.4884.95下游水重Q39.81×1..452×0.88÷28.258.85-0..8×1..45÷33=8.44669.80浮托力U19.81×1..45×117.700251.77000滲透壓力U220.57×99.81××13.770×0..2÷2276.458.85-4--13.77÷3=00.2877.41U320.57×99.81××4×0..2161.438.85-4÷÷2=6..851105.822U420.57×99.81××7×0..8÷2322.878.85-4÷÷3=7..522427.966浪壓力PL19.81×5..11×((0.5008+0..16)÷÷48.3722+(0..403++1.1006)/33=22..24186.18水平泥沙壓力Pn10000合計5081.21012.53310.312386.71116860.33922243.223總計4068.711(↓)2376.400(→)5382.844(↘)表3—12校核洪水位時荷荷載計算表表（特殊組合）荷載符號垂直力標準值（KN）水平力標準值（KN）分項系數(shù)垂直力設計值（KN）水平力設計值（KN）力矩標準值（KN?m）力矩設計值（KN?m）↓↑←→↓↑←→↙+–↘↙+–↘自重W12654.4001.0453657244.33257244.332W22418.5991.09555.86616340.55316340.553上游水平水壓力力P16427.7111.06427.71177582.44477582.444下游水平水壓力力P21205.9661.01205.9666307.1556307.155下游水重Q3964.761.0964.7610554.55210554.552浮托力U14651.5441.04651.544滲透壓力U2716.531.2860.20508.95610.74U3392.541.2471.044659.4225591.300U4456.491.2547.795911.5997093.900浪壓力PL135.231.242.281292.9441551.533水平泥沙壓力Pn1192.221.2230.66653.55784.26合計15056.6636217.4111205.9666655.16615056.666530.5881205.9666700.65579891.999101163..479891.999103768..7總計8839.222(↓)5449.200(→)8526.055(↓)5494.699(→)21271.441(↘)23876.770(↘)計算高程：10017.448m上游水位位：10339.5mm下游水位位：10118.933m表3—13校核洪水位時荷荷載計算表表（特殊組合）計算高程：10025m上游水位位：10339.5mm荷載符號計算式垂直力（KN）水平力(KN))對計算截面中心心的偏心距距（m）力矩（KN?mm）↓↑←→↙+–↘自重W124×5×144.61752.05.84-5÷÷2=3..345851.688W21/2×8.335×6..68×224669.345.84-5--6.688/3=--1.399930.38上游水平水壓力力P11/2×9.881×144.50221031.28814.5/3==4.8334981.088下游水平水壓力力P20000下游水重Q30000浮托力U1000滲透壓力U21/2×0.22×9.881×144.5×77.68109.245.84-4--7.688/3=--0.72278.65U30.2×9.881×144.5×44113.805.84-4//2=3..84436.99U41/2×0.88×9.881×144.5×44227.595.84-4//3=4..511026.433浪壓力PL11/4×9.881×9..52×（0.5008+0..16）8.3714.5+（00.5088+0.116）/3=114.722123.21水平泥沙壓力Pn10000合計2421.344450.631039.6555930.3337498.099總計1970.711(↓)1039.655(→)1567.766(↘)表3—14校核洪水位時荷荷載計算表表（特殊組合）計算高程程：10225m上游水位位：10339.5mm荷載符號垂直力標準值（KN）水平力標準值（KN）分項系數(shù)垂直力設計值（KN）水平力設計值（KN）力矩標準值（KN?m）力矩設計值（KN?m）↓↑←→↓↑←→↙+–↘↙+–↘自重W117521.017525851.6885851.688W2669.341.0669.34930.38930.38上游水平水壓力力P11031.2881.01031.2884981.0884981.088下游水平水壓力力P201.0000下游水重Q301.0000浮托力U101.0000滲透壓力U2109.241.2131.0978.6594.38U3113.801.2136.56436.99524.39U4227.591.2273.121026.4331231.722浪壓力PL18.371.210.04123.21147.85水平泥沙壓力Pn101.2000合計2421.344450.631039.6552421.344540.761041.3225930.3337498.0995946.0667815.422總計1970.711(↓)1039.655(→)1880.588(↓)1041.322(→)1567.766(↘)1869.355(↘)3.3.3.22壩基面抗抗滑穩(wěn)定性性分析由工程地質條件件分析，本本工程壩基基巖石為微微風化灰?guī)r巖，由《混混凝土重力力壩設計規(guī)規(guī)范》DL51108-11999查得可確確定為Ⅱ類巖體，抗抗剪斷系數(shù)數(shù)的標準值值=1.0，=0.884kPa，、的材料性性能分項系系數(shù)分別為為1.3、3.0，則摩擦擦系數(shù)設計計值=1..0/1..3=0..769，粘聚力力設計值==840//3=2880kPa。參照《混凝土重重力壩設計計規(guī)范》DL51108-11999，對基本組合，==0.9=1..0結構系數(shù)數(shù)=1.2對偶然組合，==0.9=0..85結構系數(shù)數(shù)=1.2A正常蓄水位位時壩基面面抗滑穩(wěn)定定性分析（1）荷載計算見荷載載計算表33—3、3—4。（2）作用效應函數(shù)S（·）==67000.65kkN（3）抗滑穩(wěn)定抗力函函數(shù)R（·）==0.769×1107733.88++280××430..24×11=16752.331kN（4）穩(wěn)定性校校核S（·）=0.9×1..0×67700.665=60030.559kN＜R（·）=16752..31/11.2=1139600.26kkN由由以上計算算可知，在在正常蓄水水位時，壩壩基面滿足足抗滑穩(wěn)定定性要求。B設計洪水位位時壩基面面抗滑穩(wěn)定定性分析（1）荷載計算見表荷荷載計算表表3—5、3—6（2）作用效應函數(shù)S（·）==54944.69kkN（3）抗滑穩(wěn)定抗力函函數(shù)R（·）==0.769×88526..05+2280×330.244×1=15023.773kN（4）穩(wěn)定性校校核S（·）=0.99×1.00×54994.699=49445.222kN＜R（·）=15023..73/11.2=1125199.78kkN由以上計算可知知，在設計計洪水位時時，壩基面面滿足抗滑滑穩(wěn)定性要要求。C校核洪水位位時壩基面面抗滑穩(wěn)定定性分析（1）荷載計算見荷載載計算表33—7、3—8。（2）作用效應函數(shù)SS（·）==57722.88kkN（3）抗滑穩(wěn)定抗力函函數(shù)R（·）==0.769×88276..24+2280×330.244×1=17568.660kN（4）穩(wěn)定性校校核S（·）=0.9×0..85×55772..88=44166.25kkN＜R（·）=14831..63/11.2=1123599.69kkN由以以上計算可可知，在校校核洪水位位時，壩基基面滿足抗抗滑穩(wěn)定性性要求。綜合A、B、CC可知，壩壩基面滿足足抗滑穩(wěn)定定性要求。3.3.3.33壩體斷面面抗滑穩(wěn)定定性分析，計計算圖見3.3。圖3.3高程為10177.48mm處壩體斷斷面荷載計計算圖由《混凝土重力力壩設計規(guī)規(guī)范》DLL51008-19999查得得，對于常常態(tài)混凝土土，它們之之間的抗剪剪斷摩擦系系數(shù)=1..1，混凝凝土層面抗抗剪斷粘聚聚力=1..25MMPa，其相應應的，的分項系系數(shù)為1..3、3.0。則摩擦系數(shù)設計計值=1..1/1..3=0..846，抗剪斷粘聚力的的設計值==12000/3.00=4000kPa。對基本組合，==0.9=1..0結構系數(shù)數(shù)=1.2對偶然組合，==0.9=0..85結構系數(shù)數(shù)=1.2A高程為10017.448m處壩壩基面抗滑滑穩(wěn)定性分分析a設計洪水位位時壩體混混凝土斷面面抗滑穩(wěn)定定性分析計算見荷載計算算表3—9、3—10。S（·）==2107.6kkN（3）抗滑穩(wěn)定抗力函函數(shù)R（·）==0.846×44162..30+4400×117.700×1=10601.331kN（4）穩(wěn)定性校核S（·）=0.9×1..0×21107.66=18996.844kN＜R（·）=10601..31/11.2=88834..43kN由以上上計算可知知，在設計計洪水位時時，壩體混混凝土斷面面滿足抗滑滑穩(wěn)定性要要求。b校核核洪水位時時壩體混凝凝土斷面抗抗滑穩(wěn)定性性分析（1）荷載計算見荷荷載計算表表3—11、3—12。（2）作用效應函數(shù)數(shù)S（·）==27799.72kkN(3)抗滑穩(wěn)定定抗力函數(shù)數(shù)R（·）==0.846×33916..56+4400×117.700×1=10393.441kN（4）穩(wěn)穩(wěn)定性校核核S（·）=0.9×0..85×22779..72=18199.22kkN＜R（·）==103993.411/1.22=86661.188kN由以上上計算可知知，在校核核洪水位時時，壩體混混凝土斷面面滿足抗滑滑穩(wěn)定性要要求。B高程為10025m處處壩體混凝凝土斷面抗抗滑穩(wěn)定性性分析，計計算圖見33.4。圖3.4高程為160..887mm處壩體斷斷面荷載計計算圖（1）荷載計算見荷載載計算表33—13、3—14。（2）作用效應函數(shù)SS（·）==10411.32kkN（3）抗滑穩(wěn)定抗力函函數(shù)R（·）==0.846×11880..58+4400×111.688×1=6262.977kN（4）穩(wěn)定性校校核S（·）=0.9×0..85×22779..72=796..61kN＜R（·）=6262.997/1..2=52219.114kN由以以上計算可可知，在校校核洪水位位時，壩體體混凝土斷斷面滿足抗抗滑穩(wěn)定性性要求。綜合A、B可知知，壩體混混凝土斷面面滿足抗滑滑穩(wěn)定性要要求。3.3.4非非溢流壩強強度校核按照《混混凝土重力力壩設計規(guī)規(guī)范》DLL50118-19999規(guī)定定，重力壩壩應分別按按承載能力力極限狀態(tài)態(tài)和正常使使用極限狀狀態(tài)進行驗驗算。3.3.4.11承載能能力極限狀狀態(tài)強度驗驗算承載能力極限狀狀態(tài)表達式式見3—9和3—10。強度度驗算時，應應考慮基本本組合和偶偶然組合兩兩種情況。按按照規(guī)范規(guī)規(guī)定，重力力壩承載能能力極限狀狀態(tài)抗壓強強度的核算算點有：((1)壩基面面的壩趾；；(2)壩體選選定截面的的下游端點點。二者的的作用效應應函數(shù)與抗抗力函數(shù)統(tǒng)統(tǒng)一表達如如下：作用效應函數(shù)：：S（?）=（3—9）抗壓強度極限狀狀態(tài)抗力函函數(shù)：R（·）=或R（·）=（3—10）式中的符號意義義同前。公式中的作用與與抗壓強度度均取設計計值。3.3.4.22正常使使用極限狀狀態(tài)驗算正常使用極限狀狀態(tài)表達式式正常使使用極限狀狀態(tài)包括作作用效應的的短期組合合和長期組組合兩種情情況。對于短期組合，采采用下列表表達式：（3—11）對于長期組合，采采用下列表表達式：（3—12）式中：、———為結構構的功能限限值；·）、·）———為作用效效應的短期期組合、長長期組合的的效應系數(shù)數(shù)；、——為正常使用用極限狀態(tài)態(tài)短期組合合、長期組組合的結構構系數(shù)；——為可變作用用標準值的的長期組合合系數(shù)。（2）正常使用用極限狀態(tài)態(tài)驗算按照規(guī)范規(guī)定，應應核算的內(nèi)內(nèi)容有：1）長期組合合時，壩踵踵和壩體上上游壩面的的垂直應力力均不出現(xiàn)現(xiàn)拉應力，即即：（3—13）2）短期組合合時，下游游壩面的垂垂直拉應力力不大于1100kPPa：（kPa）（3—14）正常使用極限狀狀態(tài)作用效效應函數(shù)中中的作用取取標準值..3.3.4.33壩基面面強度校核核（壩基截截面寬300.24mm）A在正常蓄水水位時的強強度校核a承載能力極極限狀態(tài)強強度驗算（1）作用效應函數(shù)：：S（?）===9905.228kPa（2）抗壓強度度極限狀態(tài)態(tài)抗力函數(shù)數(shù)根據(jù)據(jù)所選用的的混凝土等等級為C110，查《混混凝土重力力壩設計規(guī)規(guī)范》DLL50118-19999知，其其相應的抗抗壓強度標標準值為99800kkPa，材料的的性能分項項系數(shù)為11.5，所所以R（?）=9800/11.5=66533kN（3）強度校核核應滿滿足S（·）=＜R（·）S（·）=0.99×1.00×9055.28==814..75kN＜R（·）=6533.00/1.88=36229.4kkN滿足足承載能力力極限狀態(tài)態(tài)時的強度度要求。b正正常使用極極限狀態(tài)時時的強度驗驗算（1）長期組合合時=2007.100kPa壩踵踵和壩體上上游壩面的的垂直應力力均為壓應應力，不出出現(xiàn)拉應力力。在正正常使用極極限狀態(tài)時時，滿足強強度要求。因此此，在正常常蓄水位時時，壩基面面滿足強度度要求。B在設計洪水水位時的強強度校核a承載能力極極限狀態(tài)強強度驗算（1）作用效應函數(shù)數(shù)：S（?）===7719.332kPa（2）抗抗壓強度極極限狀態(tài)抗抗力函數(shù)：：RR（·）=98000/1..5=65533kkPa（3）強強度校核應滿足S（·）=＜R（·）S（·）=0.9×1..0×7119.322=6447.399kPa＜R（·）=6533.00/1.88=36229.4kkPa滿足足承載能力力極限狀態(tài)態(tài)時的強度度要求。b正常使用極極限狀態(tài)時時的強度驗驗算（1）長長期組合時時=152.733kPa壩踵踵和壩體上上游壩面的的垂直應力力均為壓應應力，不出出現(xiàn)拉應力力。在正正常使用極極限狀態(tài)時時，滿足強強度要求。因此此，在設計計洪水位時時，壩基面面滿足強度度要求。C在校核洪水水位時的強強度校核a承載能力極極限狀態(tài)強強度驗算（1）作用效應函數(shù)數(shù)：SS（?）===7988.47kkPa（2）抗抗壓強度極極限狀態(tài)抗抗力函數(shù)：：RR（?）=98000/1..5=65533kkPa（3）強強度校核應滿足S（·）=＜R（·）S（·）=0.9×0..85×7798.447=6110.833kPa＜R（·）=6533.00/1.88=36229.4kkPa滿足足承載能力力極限狀態(tài)態(tài)時的強度度要求。b正常使用極極限狀態(tài)時時的強度驗驗算（1）長長期組合時時=86.76kkPa壩踵踵和壩體上上游壩面的的垂直應力力均為壓應應力，不出出現(xiàn)拉應力力。在正正常使用極極限狀態(tài)時時，滿足強強度要求。因此此，在校核核洪水位時時，壩基面面滿足強度度要求。3.3.4.44高程為為10177.48mm處壩體混混凝土水平平截面強度度校核（截截面寬177.70mm）A設計洪水位位時的強度度校核a承載能力極極限狀態(tài)強強度驗算（1）作用效應函數(shù)數(shù)：S（?）===4922.50kkPa（2）抗抗壓強度極極限狀態(tài)抗抗力函數(shù)：：R（?）=6533kkPa（3）強度校核應滿足S（·）=＜R（·）S（·）=0.99×1.00×4922.50==443..25kPPa＜R（·）=6533.00/1.88=36229.4kkPa滿足足承載能力力極限狀態(tài)態(tài)時的強度度要求。b正常使用極極限狀態(tài)時時的強度驗驗算（1）長長期組合時時=195.222kPa壩踵踵和壩體上上游壩面的的垂直應力力均為壓應應力，不出出現(xiàn)拉應力力。在正正常使用極極限狀態(tài)時時，滿足強強度要求。因此此，在設計計洪水位時時，高程為為10177.48mm處壩體混混凝土水平平截面滿足足強度要求求。B在校核洪洪水位時的的強度校核核a承載能力極限狀狀態(tài)強度驗驗算（1）作用效應函數(shù)數(shù)：S（?）=====555..81kPPa（2）抗抗壓強度極極限狀態(tài)抗抗力函數(shù)：：R（·）=98000/1..5=65533kkPa（3）強強度校核應滿足S（·）=＜R（·）S（·）=0.9×0..85×11286..9=4425.220kPa＜R（·）=6533.00/1.88=36629.44kPa滿足足承載能力力極限狀態(tài)態(tài)時的強度度要求。b正常使用極限狀狀態(tài)時的強強度驗算（1）長長期組合時時=126.78kkPa壩踵踵和壩體上上游壩面的的垂直應力力均為壓應應力，不出出現(xiàn)拉應力力。在正正常使用極極限狀態(tài)時時，滿足強強度要求。因此此，在校核核洪水位時時，高程為為10177.48mm處壩體混混凝土水平平截面滿足足強度要求求3.3.4.55高程為為10255m處壩體體混凝土水水平截面強強度校核（截截面寬111.68mm）A在校核洪水位時時的強度校校核a承載能力極限狀狀態(tài)強度驗驗算（1）作用效應函數(shù)數(shù)：S（?）=====398..89kPPa（2）抗抗壓強度極極限狀態(tài)抗抗力函數(shù)：：R（·）=98000/1..5=65533kkPa（3）強強度校核應滿足S（·）=＜R（·）S（·）=0.99×0.885×3998.899=3055.14kkPa＜R（·）=6533.00/1.88=36229.4kkPa滿足足承載能力力極限狀態(tài)態(tài)時的強度度要求。b正常使用極限狀狀態(tài)時的強強度驗算（1）長長期組合時時=99.77kkPa壩踵踵和壩體上上游壩面的的垂直應力力均為壓應應力，不出出現(xiàn)拉應力力。在正正常使用極極限狀態(tài)時時，滿足強強度要求。因此此，在校核核洪水位時時，高程為為10255m處壩體體混凝土水水平截面滿滿足強度要要求。3.4應力分分析應力分析的目的的是為了檢檢驗大壩在在施工期和和運用期是是否滿足強強度要求，同同時也是為為了研究解解決設計和和施工中的的一些問題題，如：混混凝土標號號和某些部部位的配筋筋等提供依依據(jù)。本設計中采用材材料力學法法進行計算算。3.4.1實實體重力壩壩的應力計計算公式（包包括壩體內(nèi)內(nèi)部的應力力）（1）不計揚壓力的的應力公式式 上游面垂直正應應力（3—15）上游面垂直正應應力（3—16）（3—17）上游面剪應力（3—18）下下游面剪應應力(3—19）（3—20）上游面水平正應應力(kPa))（3—21）下游面水平正應應力(kPa))（3—22）（3—23）上游面面主應力(kPPa)（3—24）(kpa))（3—25）上游面面主應力(kPa))（3—26）(kkpa)（3—27）=（3—28）=（3—29）式中；=；a2=τd）——作用于計算算截面以上上全部荷載載的鉛直分分力的總和和（kN）；——作用于于計算截面面以上全部部荷載對計計算截面垂垂直水流向向形心軸的的力矩總和和（kN··m）；——計算截面的的長度（mm）?！嫌螇蚊娴牡乃畨毫姀姸?，kPa；——上游壩面坡坡率；——下游壩面的的水壓力強強度，kPa；——下游壩面坡坡率。（2）考慮揚壓力時時的應力計計算（3—30）（3—31）（3—32）（3—33）（3—34）（3—35）（3—36）（3—37）圖3.5應力計計算圖3.4.2正正常蓄水位位的應力計計算（截面面寬30..24m）本庫區(qū)基巖允許許壓應力==2.5~~3MPa，其它情情況應力計計算過程同同下，故省省略。A未計揚壓力情況況（1）水平平截面上的的正應力=-=42.7kkPa>0=+=505kPaa<[σ]==-=-22.58則=5055-2.558x（2）剪應力=0==505×0..8=4004kPa=--(-+)=--9.777)=-(-+))=-0..119=404.0--9.777x-0..119xx2（3）水平正應力=355.122+37..69=3392.881kPa==4044×0.88=3233.2kPPa==2.3302=3323.22+2.3302x（4）主應力=422.7kPPa=1..64×5505=8828.22kPa壩面水壓力也是是主應力=00B未計揚壓力力情況基礎斷面上的滲滲透壓力劃劃分為兩部部分，第一一部分為自自上游到下下游呈直線線變化，在在上游面pp=1355.71mm，在下游游面p=00，于是根根據(jù)布拉茲茲原理，可可直接寫出出在這部分分滲透壓力力作用下的的混凝土應應力如下：：表3—15計算簡表XX=0X=10X=20X=30X=30.2440-44.88-89.76-134.644-135.7110-44.88-89.76-134.644-135.71100000然后，計算第二二部分滲透透壓力作用用下的混凝凝土應力，其其基本數(shù)據(jù)據(jù)為：P0=219.411TT=30..24r=0.2115mm=0.88n=0n2=0.2215×00.8=00.1722（1）正應力===37.0299==37.0299-4.0009表3—16計算成果表XX=0X=10X=20X=30X=30.244505479.2453.4427.6427由所有揚壓力產(chǎn)產(chǎn)生的37.03-47.94-132.911-217.888-219.911總計542.03431.26320.49209.72207.87（2）剪應力由此得出表表3—17計算成果果表XX=0X=10X=20X=30X=30.244——————6.266.529.622.85-13.32-0.0350總計433.62297.25147.683.770（3）正應力由此得出XX=0X=10X=20X=30X=30.244392.81346.22369.24392.26392.81兩部分揚壓力產(chǎn)產(chǎn)生的23.7-38.34-83.38-322.477-331.266總計346.9307.88285.8669.7961.55表3—18計算成果果表3.4.3應應力分析見表3—19至表3—29。應力分析表3——19正常蓄水水位（不計計揚壓力）計算高程10001.8mm上游水位位10388m下游水位位10011.8m上游邊緣下游邊緣X=10X=20X=30水平截面正應力力427505479.2453.4427.6壩內(nèi)剪應力0404294.41613.8水平正應力392.8323.2346.22369.24392.26主應力σ1427828.2714.53577.73428.0主應力σ2392.810110.90244.91391.86方向角φ10-38.66-38.64-37.6843.49表3—20正常蓄水水位（揚壓壓力單獨作作用）計算高程10001.8mm上游水位位10388m下游水位位10011.8m上游邊緣下游邊緣X=10X=20X=30水平截面正應力力-219.91137.03-47.94-132.911-217.888壩內(nèi)剪應力029.622.85-13.32-0.035水平正應力-331.26623.7-38.34-83.38-322.477表3—21正常蓄水位（計計揚壓力）計算高程10001.8mm上游水位位10388m下游水位位10011.8m上游邊緣下游邊緣X=10X=20X=30水平截面正應力力207.87542.03431.26320.49209.72壩內(nèi)剪應力0433.62297.25147.683.77水平正應力61.55346.9307.88285.8669.79主應力σ1207.09888.93673.15451.87209