H江碾壓混凝土重力壩設(shè)計-說明書

H江碾壓混凝土重力壩設(shè)計精選資料PAGE170可修改編輯完整設(shè)計圖紙請聯(lián)系本人，參見豆丁備注。/lzj781219摘要本設(shè)計對位于我國西南地區(qū)的某水利樞紐進(jìn)行了以壩工為重點的工程設(shè)計。經(jīng)過對幾種可建造壩型的經(jīng)濟比較估算，最終選擇建造高碾壓混凝土重力壩。溢洪道為河川水利樞紐中必備的泄水建筑物，用以排泄水庫不能容納的多余洪水量，保證樞紐擋水建筑物及其它有關(guān)建筑物的安全運行。重力壩通常設(shè)置壩頂溢洪道。入庫設(shè)計洪水的選擇和確定，必須在充分研究流域水文因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行，然后才能確定溢洪道尺寸。對于過壩水流的調(diào)泄，需要有合理審慎的設(shè)計，以避免生命財產(chǎn)的損失。本次設(shè)計的調(diào)洪演算在基于水量平衡的基礎(chǔ)上，采用列表試算法，在可行的幾種泄流方案中，擇優(yōu)選出采用的方案和相應(yīng)的設(shè)計與校核水位。然后進(jìn)入主要建筑物設(shè)計。確定樞紐的組成建筑物，包括擋水建筑物、泄水建筑物、水電站等。在定性分析的基礎(chǔ)上，確定出大壩的型式。在第一主要建筑物設(shè)計階段，確定出大壩的基本剖面和輪廓尺寸，擬定地基的處理方案和壩身構(gòu)造。之后依次進(jìn)行了細(xì)部構(gòu)造設(shè)計、穩(wěn)定計算、材料力學(xué)法分析、應(yīng)力有限元法和滲流計算，從各個方面驗證了設(shè)計剖面的可行性。在設(shè)計壩體斷面時，必須本著重力壩依靠自身重量來維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的原則。本次設(shè)計中，下游面坡度是一致的，和上游面交于水庫設(shè)計洪水位處。壩體上游面垂直，只在壩踵附近有陡的折坡，溢流壩上游頂部有倒懸。重力壩壩體的應(yīng)力以材料力學(xué)法分析，壩體穩(wěn)定的條件是壩體和壩基的最大應(yīng)力須在壩段混凝土和壩基巖石的容許應(yīng)力范圍之內(nèi)。重力壩以材料力學(xué)法分析，它可以直接求出壩體橫剖面邊界之內(nèi)的任何一點的應(yīng)力。壩體穩(wěn)定的條件是壩體和壩基的最大應(yīng)力須在壩段混凝土和壩基巖石的容許應(yīng)力范圍之內(nèi)。溢流壩段的分析也是一樣。其次為第二主要建筑物設(shè)計。確定出泄水建筑物的結(jié)構(gòu)型式和輪廓尺寸，進(jìn)行選線布置。進(jìn)行水力計算，從挑距和沖刷深度等方面驗證設(shè)計型式的可行性。并進(jìn)行細(xì)部構(gòu)造設(shè)計。本次設(shè)計我掌握了碾壓混凝土重力壩的設(shè)計方法，了解了這樣一個水利工程項目建設(shè)的主要步驟，完成了專業(yè)知識從理論學(xué)習(xí)到實際運用的過渡，體會了身為一個水利項目設(shè)計者所需要具備的品質(zhì)和擔(dān)負(fù)的責(zé)任，這些必將在我今后的學(xué)習(xí)工作中起到關(guān)鍵性的指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞：碾壓混凝土重力壩；有限單元法；RCC AbstractThedesignisdesignedforoneriverwatercontrolprojectlyingtotheSouthwestofChinaandthedamconstructionisemphasized.Aftermakingandevaluatingalternativeeconomicestimatesofthepossibletypeofdam,wechosethetypeofhighRCCD.Thespillwayisanecessarydischargestructureforariverproject,whichisusedtodischargetheexcessfloodthatthe reservoircannotaccommodatesoastoguaranteetheprojectretainingstructureandotherstructuresecurityrun.Usuallythegravitydaminstallsspillwayinthecrest.Theselectionofthereservoirinflowdesignfloodmustbebasedonanadequatestudyofthehydrologicfactorsofthebasinandthentodecidethespillwaysize.Theroutingoftheflowpastthedamrequiresareasonablyconservativedesigntoavoidlossoflifeandpropertydamage.Thedesignofthebloodcalculusbasedonthewaterbalance,andIusedthelistalgorithm,findoutthebestoneinthepracticablespillingalternatives,withtheirdesignwaterlevelandcheckwaterleveltogether.Thenitisthemainstructuredesigngrade.thepartsofprojectaredefined,consistingofblockingstructure,spillwaystructure,hydropowerstation,andsoon.Thedamtypeisdefinedbasedonthequalitativeanalysis.Thebasiscrosssectionandtheoutlinedimensionisdefinedinthefirstmainstructuredesigngrade.Theprocessingalternativeofthedamfoundationandtheconstructionofthedambodyisformulatedinthesametime.Afterthis,thefeasibilityofdesignconstructionisverifiedfromdetailconstructionplan,infiltratingstabilityanalysis,gravitymethodsanalyzed,FEMtheory,seepagecompute.Whenwedesignthecrosssectionofagravitydam,wemustrelyontheprinciplethatagravitydamdependsonitsownweightforstructuralstability.Inthisdesign,thedownstreamfaceisuniformslopeandwouldintersecttheupstreamfaceatthemaximumreservoirlevel.Theupstreamfaceisnormallyverticalexceptingforsteepbatterneartheheel.Iusedmechanicsofmaterialstoanalyzethestressofthegravitydam.Forthegravitydamtobestable,maximumstressesinthedamsectionandthefoundationshouldbewithinthepermissiblestressoftheconcreteusedinthedamsectionandthefoundationrockrespectively.Gravitydamscanbeanalyzedbygravitymethods.Itprovidesadirectmethodofcalculatingstressesatanypointwithintheboundariesofatransversesectionofthedam.ThentheauthorhasmadeaparticularanalysisandresearchinthebasisoftheFEMtheorywithaprojectpracticeandliteraturesresearch.Afterthat,studyontheFEMtheorycitedbytheanalysisoftheseepage.Theauthorhasanalyzeditsseecontrolmeasuresandseepagecharacteristics.ThedesignhasenabledustograspthemethodofRCCDandknowthemainstepsoftheconstructionwaterproject.Inpractice,Iachievetheprofessionalknowledgeofthetheoreticalstudyandknowthenecessaryresponsibilityandfactorsasawaterprojectdesigner.Theseexperienceswilldefinitelyplayainstructiveroleinmyfuturework.Keywords:RCCD;finiteelementmethod(FEM);RCC目錄TOC\o"1-3"\h\u23108目錄 421281第一章綜合說明 71458第一節(jié)樞紐任務(wù)與規(guī)模 710614一、發(fā)電 74851二、防洪 7659三、航運 728738第二節(jié)設(shè)計要求 823494第三節(jié)工程特性表 817076第四節(jié)設(shè)計依據(jù)的規(guī)范和規(guī)程 92346第二章設(shè)計基礎(chǔ)資料 107412第一節(jié)自然地理 1024900一、流域概況 1013757二、氣候特征 1013001三、徑流、洪水、泥沙 1128716第二節(jié)工程地質(zhì) 1528317一、地震烈度 154845二、地形地貌 1515558三、地層巖性 1522988四、地質(zhì)構(gòu)造 1622077第三章樞紐整體布置與壩型選擇 1715569第一節(jié)工程等級及建筑物級別劃分 1712814第二節(jié)壩型選擇 1724921一、土石壩 1718593二、拱壩 173266三、面板堆石壩 181571四、實體重力壩,寬縫重力壩,碾壓混凝土重力壩 1828068第三節(jié)樞紐布置 193433一、樞紐布置原則 1930639二、壩軸線確定 1914025三、溢流壩布置 1912201四、非溢流壩布置 1921167五、發(fā)電廠房的布置 1928701六、通航建筑物的布置 1913827第四章洪水調(diào)節(jié)演算 1913495第一節(jié)調(diào)洪演算計算方法 191688第二節(jié)調(diào)洪演算計算結(jié)果 2010603第五章非溢流壩剖面設(shè)計 2112349第一節(jié)剖面尺寸擬定 2125553一、壩頂高程確定 2128456二、實用剖面設(shè)計 228283第二節(jié)壩體強度和穩(wěn)定承載能力極限狀態(tài)及應(yīng)力計算 23715一、荷載計算 2327221二、穩(wěn)定的校核計算 2729787三、三個不同截面不同工況下的荷載計算結(jié)果及穩(wěn)定應(yīng)力分析 293278四、壩體應(yīng)力計算: 4330354五、應(yīng)力圖 5923515第三節(jié)壩體砼分區(qū)及配合比設(shè)計 6320593一、壩體分區(qū) 638399配合比設(shè)計 634869第四節(jié)細(xì)部及基礎(chǔ)處理 632400第五節(jié)壩體防滲排水設(shè)計 636793第六節(jié)壩體溫度控制及防裂設(shè)計 6314547第六章溢流壩段剖面設(shè)計 647508第一節(jié)、孔口設(shè)計 6421412一、泄水方式的選擇 6424433二、洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定 6424895三、流量的選擇 646111四、單寬流量的選擇 6431952五、孔口凈寬擬定 6415549六、溢流壩段總長度確定 6421803七、堰頂高程的確定 6422001八、閘門設(shè)計 6415708九、定型水頭的確定 6512822第二節(jié)消能防沖 6523142一、消能方式 6530635二、挑流鼻壩設(shè)計 658240三、反弧半徑的確定 657381四、挑距和沖抗的估算 667866五、閘墩和導(dǎo)水墻的設(shè)計 6725150第三節(jié)剖面設(shè)計 6727145一、堰面曲線的擬定 674561第四節(jié)荷載計算 6831345一、自重 682142二、水平水壓力 684127三、水重 692420四、揚壓力 6915383六、浪壓力 705875七、校核水位時的動水壓力 71517八、地震作用 714629第五節(jié)壩基面壩體強度和穩(wěn)定承載能力極限狀態(tài)驗算 7224962一、荷載計算成果和強度穩(wěn)定分析 7223057第六節(jié)壩內(nèi)應(yīng)力計算 7919152一、應(yīng)力計算結(jié)果 7931873二、應(yīng)力分布圖 8425104第七章非溢流壩滲流和應(yīng)力有限元計算 8828202第一節(jié)滲流有限元計算 8819835一、滲流計算成果 8814043第二節(jié)應(yīng)力有限元計算 9128208一、應(yīng)力計算成果 914482第八章第二建筑物（壓力鋼管）的設(shè)計計算 1038330第一節(jié)引水管道的布置 10318855一、壓力鋼管的型式 10318468二、管道軸線布置 10310724三、進(jìn)水口設(shè)計 10319694第二節(jié)閘門及啟閉設(shè)備 10411041第三節(jié)細(xì)部結(jié)構(gòu) 1046661一、通氣孔 10421140二、充水閥 10529737三、伸縮節(jié) 10523763第四節(jié)壓力鋼管結(jié)構(gòu)設(shè)計 10527911一、確定鋼管厚度 1051668二、承受內(nèi)水壓力的結(jié)構(gòu)分析 1068626三、混凝土開裂情況的判別 1081894四、鋼管穩(wěn)定強度分析 1109726第九章施工組織設(shè)計 11115050第一節(jié)施工導(dǎo)流方案 11119355一、導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn) 1112233二、導(dǎo)流方案的選擇 11132082三、導(dǎo)流建筑物 11118033四、導(dǎo)流時段的確定 11210288第二節(jié)施工總進(jìn)度安排 1125902第三節(jié)導(dǎo)流工程參數(shù) 11227600一、導(dǎo)流工程特性表 11212388第十章專題：水庫水位設(shè)計 11325935參考文獻(xiàn) 114第一章綜合說明第一節(jié)樞紐任務(wù)與規(guī)模本工程同時兼有防洪、發(fā)電、灌溉、漁業(yè)等綜合利用效益。一、發(fā)電裝機容量7×600MW，正常蓄水位374.8m，死水位329.9m，QUOTE臺機組滿發(fā)時的流量為7×537m3/s，尾水位為225.5m。廠房為全地下式廠房，主廠房尺寸為338.5×28.5×74.4(m×m×m)，機組間距為32.5m，安裝間（主/副）長度為60/30m。主變室為地下式，尺寸為405.5×19.5×32.3~34.2(m×m×m)。開關(guān)站為地面戶內(nèi)式，平面尺寸為335×17.5(m×m)。二、防洪LT水庫是W江防洪的戰(zhàn)略性工程，承擔(dān)W江中下游地區(qū)防洪任務(wù)，總防護(hù)人口達(dá)1200萬人，保護(hù)耕地近700萬畝。工程的興建可使W江和W、N江三角洲防洪標(biāo)準(zhǔn)由約20年一遇提高到約400年一遇（400m提高到約50年一遇），遇DTX水庫聯(lián)合防洪，可使下游的防洪標(biāo)準(zhǔn)由20年一遇提高到100年一遇；無論式從防洪效益還是替代防洪工程投資來說，其防洪作用均非常顯著。在遇500年和10000年一遇的洪水時，經(jīng)水庫調(diào)洪后，洪峰流量由原來27600m3/s和35500m3/s分別削減為23379m3/s和28280.41m3/s。要求校核洪水時最大下泄流量限制為28000m3/s，校核洪水位不超過正常蓄水位的4.7m。三、航運H河屬于灘多、坡陡、流急的河流，全河大小灘險約300處。天然情況下，除O灘至SL鎮(zhèn)（L江河口）170km河段為常年通航河段外，其余河段基本不能通航。LT建成后，水庫會使庫區(qū)干流以上250km范圍內(nèi)形成深水航道，壩址下游河道枯水流量得到大幅度增加，為實現(xiàn)H河全面通航，并直達(dá)珠江三角洲出海奠定了基礎(chǔ)，為西南有關(guān)省區(qū)物資外運提供了一條廉價的水上運輸線，從而可帶動沿河經(jīng)濟的發(fā)展，促使西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施。第二節(jié)設(shè)計要求在明確設(shè)計任務(wù)及對原始資料進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，要求：1．根據(jù)防洪要求，對水庫進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計算，確定壩頂高程及溢洪道孔尺寸；2．通過分析，對可能的方案進(jìn)行比較，確定樞紐組成建筑物的形式、輪廓尺寸及水利樞紐布置方案；3．詳細(xì)做出大壩設(shè)計，通過比較，確定壩的基本剖面和輪廓尺寸，擬訂地基處理方案與壩身構(gòu)造，進(jìn)行水力、靜力計算；4．對碾壓混凝土重力壩進(jìn)行設(shè)計，選擇建筑物的形式與輪廓尺寸，確定布置方案，擬訂細(xì)部構(gòu)造，進(jìn)行水力、靜力計算；5．決定樞紐的施工導(dǎo)流方案，安排施工的控制進(jìn)度第三節(jié)工程特性表表1-1工程特性表名稱數(shù)量單位備注河流特性流域面積98500km2壩址控制面積多年平均徑流總量508108m3設(shè)計洪水流量27600m3/s洪峰校核洪水流量35500m3/s洪峰多年平均徑流量1610m3/s水庫特性正常蓄水位376.9m發(fā)電死水位330.4m設(shè)計洪水位378.06m校核洪水位378.38m庫容161.97108m3設(shè)計下泄流量23390m3/s設(shè)計下游水位255.7m校核下泄流量28283108m3校核下游水位262.4m發(fā)電裝機容量7×600MW攔河大壩大壩等級一級大壩類型碾壓砼重力壩壩頂高程380.0m防浪墻頂高程381.20m最大壩高185.0壩頂寬度12m上游坡度0.15下游坡度0.7上游折坡點高程290m泄水建筑物堰頂高程354.9m溢流前沿凈寬105m消能方式挑流消能鼻坎高程262m反弧半徑46m挑射角25度單寬流量245.528立方m/秒第四節(jié)設(shè)計依據(jù)的規(guī)范和規(guī)程第二章設(shè)計基礎(chǔ)資料第一節(jié)自然地理一、流域概況H河是W江水系的中上游河段。H河全長1573km，流域面積138340km2。流域?qū)俑睙釒夂騾^(qū)，氣候溫和多雨，4~10月份為雨季，降水量占年降水量的89.5%，雨日占全年的71.2%，流域各地多年平均降水量在760~1860mm之間，總的趨勢山東向西遞減。徑流主要由降雨形成，徑流年內(nèi)分配為：5~10月份占年總量的82.9%，11月~次年4月占年總量的17.1%。LT水電站位于H上游。壩址以上流域面積為98500km2，占H河流流域面積的71%。壩址以上流域，大支流多，地形復(fù)雜，汛期暴雨量級雖不大但卻頻繁發(fā)生，造成洪水連續(xù)、洪水總量較大。二、氣候特征1、氣溫：壩址多年平均氣溫為20.1℃，月平均最低（1月份）氣溫為11.0℃，月平均最高氣溫（7月份）為27.1℃，實測最低值（1月份）為-2.9℃，實測最高值（7月份）為38.9℃。2、濕度：歷年平均相對濕度為80%，其中最高為6、7、8月，歷年平均值均為85%；最低為2月，歷年平均值為74%。3、降雨量壩區(qū)多年平均降水量1343.5mm，雨季（4~10月份）降水量占年降水量的89.2%，其中5~9月份降水量占全年的76.0%，多年平均降雨日數(shù)為156d，雨季雨日占全年的69.7%。多年平均日雨量≥10mm（中雨及以上）日數(shù)為38.5d，日雨量≥25mm（大雨及以上）日數(shù)為15.0d，日雨量≥50mm（暴雨）日數(shù)為3.9d，日雨量≥100mm（大暴雨）日數(shù)為0.6d。表2-1壩區(qū)歷年（1972~1992年）各時段最大降水量時段(min)10203060901201802403605407201440雨量(mm)25.240.258.899.9117.3125.8139.5144.6155.6158.6159.4160.94、蒸發(fā)量：歷年水面蒸發(fā)量平均值為1023.3mm，歷年最大值為1218.7mm，歷年最小值為842.7mm。5、風(fēng)向風(fēng)力：歷年最大風(fēng)速為14m/s,相應(yīng)風(fēng)向為NE，極大風(fēng)速為24m/s,相應(yīng)風(fēng)向為E、NE.多年平均風(fēng)速為0.7m/s,多年平均最大風(fēng)速為13.7m/s,水庫吹程為2km。三、徑流、洪水、泥沙 1、徑流徑流主要由降水形成，多年平均徑流量為1610m3/s，多年平均年徑流總量為508億m3，年際變化較為平穩(wěn)，年變差系數(shù)為0.24，實測最大年平均徑流量和最小平均徑流量分別為多年平均流量的1.42倍和0.54倍。實測最大流量為16900m3/s，實測最小流量為174m3/s，各頻率年徑流成果見表2-2。表2-2年徑流頻率成果表2、洪水H河流域洪水由暴雨形成。LT以上流域面積大，主流源遠(yuǎn)流長，大支流多，汛期暴雨量級雖不大，但發(fā)生頻繁，往往造成連續(xù)性洪水，單峰洪水甚少，復(fù)峰居多。設(shè)計洪水成果見表2-3。表QUOTE設(shè)計洪水成果表項目洪峰流量QUOTE7d洪量億(m3/s)QUOTE表QUOTE壩址處設(shè)計洪水過程線（P=0.2%）月日時流量月日時流量3、泥沙H河泥沙以懸移質(zhì)為主，懸沙顆粒較細(xì)。由實測資料統(tǒng)計，壩址處多年平均輸沙率為1660kg/sQUOTE，多年平均含沙量為1.05kg/m3QUOTE，多年平均輸沙量為5240萬t壩前百年淤沙高程287.6mQUOTE，淤沙內(nèi)摩擦角24°，浮容重12kN/m3QUOTE。第二節(jié)工程地質(zhì)一、地震烈度壩址位于相對穩(wěn)定地塊內(nèi)，屬弱震環(huán)境，無區(qū)域性活動斷層穿過，不存在發(fā)生地震的地質(zhì)背景，區(qū)域地震危險性主要受外圍地震影響，經(jīng)審定：壩址地震基本烈度和水庫可能誘發(fā)地震影響烈度均為7度。二、地形地貌壩址河谷為較平坦“V”形谷，寬高比為3.5QUOTE。河流流向為S32°EQUOTE，至壩址處轉(zhuǎn)為S80°EQUOTE?？菟诤铀娓叱虨?19mQUOTE，水面寬90-100mQUOTE，水深13-19.5mQUOTE。河床沙卵石厚0-6mQUOTE，局部達(dá)17m。河床兩側(cè)均有基巖礁灘裸露，左岸寬10mQUOTE，右岸寬40-70mQUOTE。左岸地形整齊，山體寬厚。右岸受沖溝切割，地形完整程度稍遜于左岸。兩岸山頂高程600mQUOTE，岸坡坡度32°-42°，殘坡積物厚0.5-2mQUOTE，局部厚8-25mQUOTE。三、地層巖性壩址上游地層為三疊系下統(tǒng)羅樓組，以薄層、中厚層硅質(zhì)泥板巖、硅質(zhì)泥質(zhì)灰?guī)r為主，夾少量粉砂巖互層巖組。壩址及其下游出露地層為三疊系中統(tǒng)板納組，由厚層鈣質(zhì)砂巖、粉砂巖、泥板巖互層組成，屬堅硬和中堅硬巖石。地下洞室布置區(qū)是壩區(qū)地質(zhì)條件相對較好的地段之一，90%~95%QUOTE以上的洞體位于質(zhì)量較好和中等的Ⅱ、Ⅲ類圍巖內(nèi)，圍巖地層為板納組；巖性以砂巖為主，或為砂巖、泥板巖互層巖組，巖石強度較高。進(jìn)水口邊坡蠕變巖體自然現(xiàn)狀穩(wěn)定，只要開挖后采取一定的工程措施，邊坡整體穩(wěn)定。四、地質(zhì)構(gòu)造壩址巖層為單斜構(gòu)造，走向N5°~20°W，與河流向夾角約為70°，傾向NE（下游偏左岸），傾角550～63°。壩址下游巖層傾角逐步變緩至約40°左右。斷層依其走向，主要可分為四組。第一組：產(chǎn)狀N5°~20°W,QUOTE，以層間錯動為主，多達(dá)200余條，80%QUOTE以上的破碎帶寬度小于10cm。第二組：產(chǎn)狀N30°~60°W,QUOTE，平均間距30~50m/條第一組：產(chǎn)狀N70°~90°第一組：產(chǎn)狀N65°~80°QUOTE，破碎帶較寬。第三章樞紐整體布置與壩型選擇第一節(jié)工程等級及建筑物級別劃分根據(jù)SL252-2000《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》：正常蓄水位H=374.8，相應(yīng)庫容V=161.97×108m，水電站裝機容量7×600MW，根據(jù)《水利水電樞紐工程等級劃分和洪水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》確定本工程的規(guī)模為大（1）型，等別為一等。水工建筑物級別（永久性水工建筑物）工程等級為Ⅰ級，則主要建筑物級別1級，次要建筑物3級3.臨時性水工建筑物級別,保護(hù)對象為1級主要永久建筑物，3級次要永久建筑，則臨時性水工建筑物為4級。第二節(jié)壩型選擇可供選擇的壩型有：拱壩、寬縫重力壩，面板堆石壩，大頭壩，土石壩等。具體比較選擇如下：一、土石壩在有條件的情況下，為了節(jié)約材料，選擇壩型的時候應(yīng)首先考慮當(dāng)?shù)夭牧蠅?。土石壩材料可就地取用，并且對地基要求不是很高，較能適應(yīng)地基變形；結(jié)構(gòu)簡單，施工技術(shù)簡易，工序少，可以組織機械化快速施工。但壩址附近缺乏符合筑壩條件的土料，難以滿足建壩對土料的需求量；其次，H江流域雨量豐富，降雨天數(shù)多，對土石壩施工干擾大，易延長工期；另外，土石壩壩頂不能溢流，施工導(dǎo)流不如混凝土壩方便，壩體的斷面大。故不適合修建土石壩。二、拱壩拱壩的工作原理：一是依靠拱的作用，將力傳給拱座；二是依靠懸臂梁的作用將力傳給基巖。其主要特點：a.受力條件好，河谷形狀深窄較好；b.壩體積小，主要依靠拱作用維持穩(wěn)定，自重作用影響不大；c.超載能力強，安全度高；d.抗震性能好；e.施工技術(shù)要求高，地基處理要求嚴(yán)格。根據(jù)拱壩的特點，要求建造于狹窄河谷上；對地質(zhì)較理想的條件是巖石盡量密致，質(zhì)地均勻，有足夠的強度、不透水性和耐久性；兩岸拱座基巖堅固而完整，邊坡穩(wěn)定，沒有大的斷裂構(gòu)造和軟弱夾層。壩址處河谷形狀為梯形，河床較寬，寬高比約為3.5。若在這種河谷中修建拱壩，拱壩作為拱的部分發(fā)揮的作用很小，且河床兩岸無足夠強度的巖體支承拱壩。兩岸節(jié)理發(fā)育，有平行河谷及垂直河谷的兩組傾角節(jié)理。節(jié)理面不能承受兩岸滲透水壓力的作用，即使進(jìn)行必要的加固處理（如清洗節(jié)理，固結(jié)灌漿等），也不能達(dá)到強度要求。故不適合修建拱壩。三、面板堆石壩經(jīng)初步估算，在壩址附近有足夠的砂石料，能滿足建壩的材料要求，省材料，節(jié)約投資；另外，面板堆石壩適應(yīng)氣候性能好，整個壩體作為受力結(jié)構(gòu)，利于穩(wěn)定；面板還有防浪作用。但是面板堆石壩，抗嚴(yán)寒冰凍差，抗震性能差，對基礎(chǔ)沉陷較敏感，面板變形，開裂問題較難解決，壩體對周邊縫也是難題之一；其次施工過程中要采取隧洞導(dǎo)流，并要單獨在岸邊修建溢洪道，工程開挖量大，增加投資。故不適合修建面板堆石壩。四、實體重力壩,寬縫重力壩,碾壓混凝土重力壩（1）實體重力壩：實體重力壩的主要優(yōu)點就是，結(jié)構(gòu)相對比較簡單，施工比較方便，并且有豐富的經(jīng)驗技術(shù)，施工過程中質(zhì)量容易控制。其不足之處就是壩體體積較大，揚壓力也比較大，施工時不利于混凝土的散熱。（2）寬縫重力壩：寬縫重力壩具有以下一些優(yōu)點：充分利用了混凝土的抗壓強度；揚壓力顯著降低；節(jié)省混凝土方量。但也有一些缺點，如：增加了模板用量，立模也較復(fù)雜；分期導(dǎo)流不便；在嚴(yán)寒地區(qū)，對寬縫需要采取保溫措施，而且寬縫重力壩的散熱比較好，并且一般情況下，不易出現(xiàn)被壩體內(nèi)部混凝土由于膨脹而破壞壩體的穩(wěn)定。（3）碾壓混凝土重力壩：碾壓混凝土重力壩與常態(tài)混凝土重力壩相比，具有以下一些優(yōu)點：工藝程序簡單，可快速施工，縮短工期，提前發(fā)揮工程效益；膠凝材料用量少，又特別是水泥用量減少；由于水泥用量減少，結(jié)合薄層大倉面澆筑，壩體內(nèi)部混凝土的水化熱溫升可大大降低，從而簡化了溫控措施；不設(shè)縱縫，節(jié)省了模板和灌漿等費用；可使用大型施工機械設(shè)備，提高混凝土運輸和填筑的工效。但也有一定缺點，如：壩體混凝土分區(qū)；各區(qū)域內(nèi)混凝土的級。結(jié)論：根據(jù)以上各個壩型的特點，結(jié)合設(shè)計內(nèi)容，再結(jié)合工程中有豐富的砂石料場，地質(zhì)條件不是很復(fù)雜，故確定選擇碾壓混凝土重力壩方案。第三節(jié)樞紐布置一、樞紐布置原則原則：二、壩軸線確定主河床壩軸線與河流方向接近垂直，采用折線型的壩軸線，有利于減少引水壩段上游面的山體開挖量。通航壩段左側(cè)壩軸線向上游折30°。三、溢流壩布置泄洪建筑物布置在原河床的主流部位，即溢流壩布置在河床中部。四、非溢流壩布置非溢流壩布置在溢流壩的兩側(cè)。五、發(fā)電廠房的布置壩后式廠房六、通航建筑物的布置在右岸布置兩級船閘第四章洪水調(diào)節(jié)演算第一節(jié)調(diào)洪演算計算方法本樞紐的泄洪建筑物采用WES式溢流堰。其溢流能力可用公式(4-1)式中：C—上游面坡度影響修正系數(shù)；m—流量系數(shù)；ε—側(cè)收縮系數(shù)；σs—淹沒系數(shù)；B—溢流堰凈寬；HW—堰上作用水頭。設(shè)計情況下，近似計算中可以認(rèn)為≈2.01，則開敞式溢流堰泄流能力計算公式就近似為Q=。校核情況下，近似計算中可以認(rèn)為≈2.04，則開敞式溢流堰泄流能力計算公式就近似為第二節(jié)調(diào)洪演算計算結(jié)果假定六種不同的溢流堰凈寬B，和堰頂高程▽w進(jìn)行方案的比較確定符合要求以及最優(yōu)的方案。具體計算結(jié)果如下：表3-1洪水調(diào)節(jié)計算成果方案▽堰頂（m）B（m）工況q（m3/s）H上（m）1353.97×15設(shè)計24136377.71校核28592377.902354.97×15設(shè)計23390378.06校核28283378.383356.97×15設(shè)計22678379.9089校核28454380.11注：正常蓄水位376.9m校核洪水位時最大下泄流量限制為28480m3/s校核洪水位不超過正常蓄水位5m.結(jié)論：由上表可知，所有方案同時滿足兩個限制條件。因此，選擇蝦蟹流量較小的方案且比較經(jīng)濟合理的第二方案。故本設(shè)計采用方案（二），即B=157=105m，堰頂高程為▽w=354.9m。設(shè)計洪水位=378.06m，校核洪水位=378.38m，設(shè)計下泄流量為23390m3/s，校核下泄流量為28283m3/s。第五章非溢流壩剖面設(shè)計第一節(jié)剖面尺寸擬定一、壩頂高程確定1、計算方法由規(guī)范，防浪墻頂高程高于波浪頂高程，其與正常蓄水位或校核洪水位的高差（5-1）h1%—累計頻率為1％的波高；hz—波浪中心線至正常蓄水位或校核洪水位的高差；hc—安全超高。庫區(qū)多年平均最大風(fēng)速為13.7m/s,吹程為2km.丘陵、平原地區(qū)水庫，宜按鶴地水庫公式計算（適用于水庫水較深，＜26.5m/s及D＜7.5km）：(5-2)(5-3)hZ(5-4)(5-5)式中：Lm――平均波長（m）；h2%――累計頻率為2%的浪高（m）；——計算風(fēng)速（m/s）；D——風(fēng)區(qū)長度（m），D＝2000m；g——重力加速度，9.81m/s2；Hcr——使風(fēng)浪破碎的臨界水深。2、計算結(jié)果正常情況下：▽頂=H正+Δh=376.9+3.137=380.037m校核情況下：▽頂=H校+Δh=378.38+1.65=379.93m.綜合以上兩種情況，取大值，380.037m，防浪墻頂高程為381.2m。根據(jù)規(guī)范取1.2米的防浪墻高度，最終確定壩頂高程380.0m.二、實用剖面設(shè)計樞紐布置畫在壩軸線地質(zhì)圖上。見H江重力壩設(shè)計圖紙1/3樞紐平面總布置圖。非溢流壩基本剖面按前面的調(diào)洪演算的結(jié)果設(shè)計水位為378.06m，即基本三角形頂點高程為378.06m;壩頂高程由前面鶴地公式計算得為380.0m，其剖面形式應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟比較，即在滿足壩體抗滑穩(wěn)定和壩踵不出現(xiàn)拉應(yīng)力的條件下，使基本剖面的面積最小，利用復(fù)合形法優(yōu)化程序可以確定上游邊坡n=0.15,下游邊坡m=0.70具體尺寸如下:1、上游邊坡n取為0.15；下游邊坡m取為0.702、▽底取最低壩高為195m3、▽折的確定：經(jīng)濟流速取為6.0m，根據(jù)公式Q=V*A，A=πD2/4，得到壓力鋼管直徑D為10.67m，利用GORDON公式：SCR=(5-6)—經(jīng)驗系數(shù)為0.55~0.73;—經(jīng)濟流速為6.0m;—經(jīng)計算為10.78m▽折=▽死-SCr-D-ξ(5-7）其中ξ取為18.5m▽折經(jīng)計算得到為290m。4、底寬B按照幾何關(guān)系得到為143.044m；5、壩頂寬度按照雙向交通的要圖5-1非溢流壩剖面求，取為12米。6、基礎(chǔ)灌漿廊道根據(jù)重力壩設(shè)計規(guī)定擬定上游壁到上游壩面的距離為21.25m，下游至壩趾7m,基礎(chǔ)灌漿廊道寬度可選用2.5m，高度H選取3.5m，采用上圓下方的城門洞形。廊道底面至巖基的距離宜不小于1.5倍的底寬，取為5m，以免廊道地板被灌漿壓力掀動開裂。7、壩內(nèi)檢修排水廊道位置的確定：壩內(nèi)檢修排水廊道相對位置為：上游壁到上游壩面距離為21.25m，廊道寬度可選用2m，高度H選取3m，采用上圓下方的城門洞形。廊道上下間距30m。8、止水為防止水流沿橫縫滲漏，縫內(nèi)需有止水設(shè)備，此壩設(shè)計采用兩道金屬止水片和一道瀝青井。止水片距上游側(cè)為1m.其下端深入基巖40cm,瀝青井深入基巖30cm。帷幕灌漿作用是降低壩基的滲透壓力，減少滲透流量，并能防止化學(xué)管涌。帷幕中心線距上游面距離為21.25m。防滲帷幕應(yīng)深入不透水層3～5m,取帷幕深度為30m,孔徑為5m.壩基排水主排水孔一般設(shè)在基礎(chǔ)灌漿廊道的下游側(cè)，孔徑為20cm,孔深為10m，靠近壩址處還設(shè)副排水孔?？拙酁?m,孔深為10m.11、地基處理1)開挖線的確定：壩基開挖的邊坡必須保持穩(wěn)定，兩岸岸坡應(yīng)開挖成臺階行，并形成鈍角，以利于壩塊的側(cè)向穩(wěn)定。2)基礎(chǔ)固結(jié)灌漿：提高基巖的整體性，減少基巖受力變形，并提高基巖的抗壓和抗剪強度。固結(jié)灌漿的布設(shè)常采用梅花形的排列，孔距一般為5m,孔深一般為6m。12、壩體分縫為防止地基可能不均勻沉陷而引起裂縫，需設(shè)置垂直于壩軸線的橫縫和平行于壩軸線的縱縫，縫的寬度取為2cm。根據(jù)以上對壩體剖面的敘述設(shè)計的剖面如圖5-1。第二節(jié)壩體強度和穩(wěn)定承載能力極限狀態(tài)及應(yīng)力計算選取最大壩高進(jìn)行計算，底高程為195m。各種荷載按壩寬B=1m計算。一、荷載計算1、自重水工建筑物（結(jié)構(gòu)）的自重標(biāo)準(zhǔn)值，可按結(jié)構(gòu)設(shè)計尺寸與其材料重度計算確定。本樞紐計算中取材料重度為24.0Kn/m3。2、靜水壓力垂直作用于建筑物（結(jié)構(gòu)）表面某處的靜水壓強應(yīng)按下式計算：（5-8）式中:――計算點處的靜水壓強（KN/m2）；――計算點處的作用水頭（m），按計算水位與計算點之間的高差確定；――水的重度（KN/m3）一般采用9.81KN/m3對于多泥沙河流應(yīng)根據(jù)實際情況確定。本樞紐計算采用9.81KN/m3。3、揚壓力規(guī)范規(guī)定混凝土壩應(yīng)按垂直作用于計算截面積上的分布力計算。本樞紐計算采用浮托力和滲透壓力分別計算，壩體計算截面上揚壓力分布如下：圖5-21-1截面揚壓力分布圖1-1截面：主排水孔前揚壓力系數(shù)1取為0.2。殘余揚壓力系數(shù)2取為0.5。圖5-32-2截面揚壓力分布圖2-2截面：揚壓力系數(shù)=0.25圖5-43-3截面揚壓力分布圖3-3截面:揚壓力系數(shù)=0.254、淤沙壓力作用在壩、水閘等擋水建筑物定為長度上的水平淤沙壓力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計算：（5-9）式中：――淤沙壓力標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m）;γs――淤沙的浮重度（KN/m3）;――擋水建筑物前泥沙淤積厚度（m）；――淤沙的內(nèi)摩擦角（°）。垂直向淤沙壓力按淤沙的浮重度和淤沙作用面積計算。5、浪壓力浪壓力分布如下圖：圖5-5波浪壓力計算簡圖單位長度上的浪壓力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計算：（5-5）式中：——單位長度迎水面上的浪壓力標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m）；——水的重度（KN/m3）;——平均波長（m）;——累計頻率為1%的浪高（m）;由規(guī)范DL5077：（5-6）（5-7）式中：——計算風(fēng)速（m/s）;——風(fēng)區(qū)長度（m）；——重力加速度，9.81m/s2。6、地震作用a、地震慣性力采用擬靜力法計算地震作用效應(yīng)，沿建筑物高度作用于質(zhì)點I的水平地震慣性力代表值按下式計算：（5-8）式中：——作用在質(zhì)點I的水平向地震慣性力代表值；——水平向設(shè)計地震加速度代表值；——地震作用的效應(yīng)折減系數(shù)，取為0.25；——集中在質(zhì)點I的重力作用標(biāo)準(zhǔn)值；——質(zhì)點i的動態(tài)分布系數(shù)，（5-9）式中：——壩體計算質(zhì)點總數(shù)；——壩高；——分別為質(zhì)點i,j的高度；——產(chǎn)生地震慣性力的建筑物總重力作用標(biāo)準(zhǔn)值；——重力加速度，9.81m/s2。b、地震動水壓力地震時由于地面和壩體的振動引起庫水的激蕩，在壩面產(chǎn)生附加的地震動水壓力，在水平地震作用下，鉛直壩面水深h處的地震動水壓強代表值按下式計算： （5-10）式中：——作用在直立迎水壩面面水深h處的地震動水壓力代表值；——水深h處的地震動壓力分布系數(shù)，按規(guī)范SL203——97查表6.1.9；——水深;——地震作用的效應(yīng)折減系數(shù)，取為0.25;——水體質(zhì)量密度的標(biāo)準(zhǔn)值。沿壩軸線單位寬度的總地震動水壓力為：（5-11）其作用點位于水位以下0.54H1處。當(dāng)迎水壩面傾斜，且與水平面夾角為時，動水壓力要乘以折減系數(shù)=二、穩(wěn)定的校核計算本階段按照《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范DL5108—1999》規(guī)定，按承載能力極限狀態(tài)的計算方法計算以檢驗壩體混凝土與基巖接觸面的抗滑穩(wěn)定。對基本組合，應(yīng)采用下列極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式：（5-12）式中：——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對應(yīng)于結(jié)構(gòu)安全級別為I、II、III、級的結(jié)構(gòu)及構(gòu)件，可取1.1、1.0、0.9；——設(shè)計狀況系數(shù)，對應(yīng)于持久狀況、短暫狀況、偶然狀況，可分別取1.0、0.95、0.85；S（˙）——作用效應(yīng)函數(shù)；R（˙）——結(jié)構(gòu)及構(gòu)件抗力函數(shù)；——永久作用分項系數(shù)；——可變作用分項系數(shù)；GK——永久作用標(biāo)準(zhǔn)值；QK——可變作用標(biāo)準(zhǔn)值；ak——幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值（可作定值處理）；fK——材料性能的標(biāo)準(zhǔn)值；——材料性能 分項系數(shù)； ——基本組合結(jié)構(gòu)系數(shù)。對于偶然組合，應(yīng)采用下列極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式： （5-13）式中：AK——偶然作用代表值；——偶然組合結(jié)構(gòu)系數(shù)。1、抗滑穩(wěn)定承載能力極限狀態(tài)作用效應(yīng)系數(shù)S（*）=∑PR（5-14）抗滑穩(wěn)定抗力函數(shù)R（*）=fR’∑WR/γm+CR’AR/γm（5-15）式中：∑PR——壩基面上全部切向作用之和KN；∑WR——壩基面上全部法向力作用之和，KN；fR’——:壩基面抗剪斷摩擦系數(shù)；CR’——壩基面抗剪斷摩擦粘聚力，KP；γm——作用分項系數(shù)。2、壩體上游面拉應(yīng)力正常使用極限狀態(tài)計算壩體上游面的垂直應(yīng)力不出現(xiàn)拉應(yīng)力（計楊壓力），計算公式為：（5-16）式中：∑MC——計算截面上全部作用對截面形心的力矩之和，KN.m,逆時針方向為正;Jc——計算截面面積對形心軸的慣性矩，m4；TC’——計算截面形心軸到上游面的距離，m。核算壩體上游面的垂直應(yīng)力時，根據(jù)重力壩設(shè)計規(guī)范規(guī)定，應(yīng)按作用的標(biāo)準(zhǔn)值計算作用的長期組合。3、壩趾抗壓強度承載能力極限狀態(tài)驗算壩趾抗壓強度時，應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)，按（5-12）和（5-13）分別計算基本組合和偶然組合兩種情況。作用效應(yīng)系數(shù)S（*）=（5-17）抗滑穩(wěn)定抗力函數(shù)R（*）（5-18）三、三個不同截面不同工況下的荷載計算結(jié)果及穩(wěn)定應(yīng)力分析1.壩基面的荷載計算結(jié)果及穩(wěn)定應(yīng)力分析表5-1壩基面（1-1面）正常水位下荷載計算成果荷載作用及分項系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值（103KN）設(shè)計值（103KN）對截面形心的力臂（m）力矩標(biāo)準(zhǔn)值（103KN.m）力矩設(shè)計值（103KN.m）垂直力水平力垂直力水平力↑↓→←↑↓→←+-+-壩體自重G1（1.0）16.2516.2561.701002.251002.25G2（1.0）53.2853.2850.952714.402714.40G2（1.0）231.24231.246.231441.081441.08水平水壓力P上（1.0）162.30162.30-60.639840.479840.47P下（1.0）4.565.6510.1746.3946.39垂直水壓力P1（1.0）18.7918.7964.911219.541219.54P2（1.0）3.203.20-64.08204.67204.67泥沙壓力Psk（1.2）21.7026.04-30.87669.73803.67Psk（1.2）7.729.2666.57513.71616.45浪壓力Pwk（1.2）0.0720.086-180.6913.1015.72揚壓力U1（1.1）22.4925.03-63.931431.811574.99U2（1.2）28.8334.69-0.6619.0922.91U3（1.2）1.571.8968.08106.95128.34總計277.24179.50270.41183.865134.545293.97↓→↓→抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài):=202241.3178/=234181.2662壩踵垂直應(yīng)力：=427.55kpa壩址抗壓強度承載能力極限狀態(tài)：=5680.21kpa/=14411.11kpa結(jié)論：a、≤在正常蓄水位的工況下穩(wěn)定能夠滿足要求b、在正常蓄水位工況下壩體上游面拉應(yīng)力滿足要求c、在正常蓄水位工況下壩體下游面壩趾抗壓強度滿足要求表5-2：壩基面（1-1面）校核洪水位時荷載計算成果表荷載作用及分項系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值（103KN）設(shè)計值（103KN）對截面形心的力臂（m）力矩標(biāo)準(zhǔn)值（103KN.m）力矩設(shè)計值（103KN.m）垂直力水平力垂直力水平力↑↓→←↑↓→←+-+-壩體自重G1（1.0）16.2516.2555.425900.38900.38G2（1.0）53.28053.28044.6752380.282380.28G2（1.0）228.02228.0211.962727.472727.47水平水壓力P上（1.0）164.95164.95-61.13-10082.64-10082.64P下（1.0）22.2822.2822.47500.61500.61垂直水壓力P1（1.0）19.00119.0058.631113.681113.68P2（1.0）15.6015.60-49.20-767.37-767.37泥沙壓力P,sk（1.2）17.6421.17-27.83-491.05-589.26Psk（1.2）6.287.5360.75381.21457.45浪壓力Pwk（1.2）0.0210.025-182.51-3.87-4.66揚壓力U1（1.1）22.9425.23-56.66-1299.62-1429.58U2（1.2）39.1246.9412.19476.93572.32U3（1.2）3.474.1761.81214.57257.49總計272.88160.33263.32163.86-394.94-3963.83↓→↓→抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài):=153209.7517/=225353.5332壩踵垂直應(yīng)力：=696.17kpa壩址抗壓強度承載能力極限狀態(tài)：=4790.26kpa/=14111.11kpa結(jié)論：a、≤在校核水位的工況下穩(wěn)定能夠滿足要求b、在校核水位工況下壩體上游面拉應(yīng)力滿足要求c、在校核水位工況下壩體下游面壩趾抗壓強度滿足要求表5-3：壩基面（1-1面）正常水位時發(fā)生7度地震荷載計算成果表荷載作用及分項系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值（103KN）設(shè)計值（103KN）對截面形心的力臂（m）力矩標(biāo)準(zhǔn)值（103KN.m）力矩設(shè)計值（103KN.m）垂直力水平力垂直力水平力↑↓→←↑↓→←+-+-壩體自重G1（1.0）16.2516.2561.701002.251002.25G2（1.0）53.2853.2850.952714.402714.40G2（1.0）231.24231.246.231441.081441.08水平水壓力P上（1.0）162.29162.29-60.63-9840.47-9840.47P下（1.0）4.564.5610.1746.3946.39垂直水壓力P1（1.0）18.7918.7964.911219.541219.54P2（1.0）3.193.19-64.08-204.67-204.67泥沙壓力Psk（1.2）21.7026.04-30.87-669.73-803.67Psk（1.2）7.729.2666.57513.71616.45浪壓力Pwk（1.2）0.0720.086-180.69-13.10-15.720揚壓力U1（1.1）22.7525.03-62.93-1431.81-1574.99U2（1.2）28.9134.69-0.66-19.10-22.91U3（1.2）1.571.8868.08106.95128.34地震慣性力F1（1.0）2.742.7468.08-42.32-42.32F2（1.0）2.202.20-15.44-103.99-103.99F3（1.0）1.741.74-47.29-137.03-137.03F4（1.0）1.751.75-78.59-194.01-194.01F5（1.0）1.391.39-111.05-199.96-199.96F6（1.0）0.690.69-144.21-120.72-120.72地震水壓力F0（1.0）5.275.27-174.63-441.35-441.35F0（1.0）0.090.09-83.67-1.27-1.27總計277.24195.38270.41199.73-6375.18-6534.61↓→↓→抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài):=186747.7645/=234181.2662壩踵垂直應(yīng)力：=60.42kpa壩址抗壓強度承載能力極限狀態(tài)：=5339.6523kpa/=14111.11kpa結(jié)論：a、≤在正常蓄水位+地震的工況下穩(wěn)定能夠滿足要求b、在正常蓄水位+地震工況下壩體上游面拉應(yīng)力滿足要求c、在正常蓄水位+地震工況下壩體下游面壩趾抗壓強度滿足要求2、2-2面的荷載計算結(jié)果及穩(wěn)定應(yīng)力分析表5-42-2面正常水位下荷載計算成果荷載作用及分項系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值（103KN）設(shè)計值（103KN）對截面形心的力臂（m）力矩標(biāo)準(zhǔn)值（103KN.m）力矩設(shè)計值（103KN.m）垂直力水平力垂直力水平力↑↓→←↑↓→←+-+-壩體自重G1（1.0）25.9225.9224.24628.3062.83G2（1.0）40.2940.292.0883.818.38水平水壓力P上（1.0）37.0437.04-28.97-1072.94-107.29浪壓力Pwk（1.2）0.070.09-85.69-6.21-0.75揚壓力U1（1.2）3.734.48-27.44-102.34-12.28U2（1.2）5.706.84-5.41-30.85-3.70總計56.7837.1154.9037.13-500.24-52.81↓→↓→抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài):=40840.4090/=60510.5496壩踵垂直應(yīng)力：=118.31kpa壩址抗壓強度承載能力極限狀態(tài)：=2907.5419kpa/=14111.11kpa結(jié)論：a、≤在正常蓄水位的工況下穩(wěn)定能夠滿足要求b、在正常蓄水位工況下壩體上游面拉應(yīng)力滿足要求c、在正常蓄水位工況下壩體下游面壩趾抗壓強度滿足要求表5-52-2面校核洪水位下荷載計算成果荷載作用及分項系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值（103KN）設(shè)計值（103KN）對截面形心的力臂（m）力矩標(biāo)準(zhǔn)值（103KN.m）力矩設(shè)計值（103KN.m）垂直力水平力垂直力水平力↑↓→←↑↓→←++-壩體自重G1（1.0）25.9225.9224.24628.30628.30G2（1.0）40.2940.292.0883.8183.81水平水壓力P上（1.0）38.3138.31-29.46-1128.70-1128.70浪壓力Pwk（1.2）0.020.03-87.50-1.86-2.23揚壓力U1（1.2）3.794.55-27.40-103.93-124.72U2（1.2）5.806.96-5.41-31.38-37.65總計56.6238.3354.7038.34-553.76-581.19↓→↓→抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài):=35846.5334/=60390.7338壩踵垂直應(yīng)力：=27.86kpa壩址抗壓強度承載能力極限狀態(tài)：=2588.2533kpa/=14111.11kpa結(jié)論：a、≤在校核水位的工況下穩(wěn)定能夠滿足要求b、在校核水位工況下壩體上游面拉應(yīng)力滿足要求c、在校核水位工況下壩體下游面壩趾抗壓強度滿足要求表5-62-2面正常水位發(fā)生7級地震荷載計算成果荷載作用及分項系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值（103KN）設(shè)計值（103KN）對截面形心的力臂（m）力矩標(biāo)準(zhǔn)值（103KN.m）力矩設(shè)計值（103KN.m）垂直力水平力垂直力水平力↑↓→←↑↓→←+-+-壩體自重G1（1.0）25.9225.9224.24628.30628.30G2（1.0）40.2940.292.0883.8183.81水平水壓力P上（1.0）37.0437.04-28.97-1072.94-1072.94浪壓力Pwk（1.2）0.070.09-85.69-6.21-7.45揚壓力U1（1.2）3.734.48-27.44-102.34-122.81U2（1.2）5.706.84-5.41-30.85-37.02地震慣性力F41.660.001.66-16.02-26.62-26.62F51.310.001.31-48.40-63.29-63.29F60.710.000.71-78.20-55.30-55.30地震動水壓力F0上1.150.001.15-39.01-44.72-44.72總計41.9454.9041.95645.45-718.05↓→↓→抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài):=39223.7473/=46434.4467壩踵垂直應(yīng)力：=64.796kpa壩址抗壓強度承載能力極限狀態(tài)：=2905.4352kpa/=14111.11kpa結(jié)論：a、≤在正常蓄水位+地震的工況下穩(wěn)定能夠滿足要求b、在正常蓄水位+地震工況下壩體上游面拉應(yīng)力滿足要求c、在正常蓄水位+地震工況下壩體下游面壩趾抗壓強度滿足要求3、3-3面的荷載計算結(jié)果及穩(wěn)定應(yīng)力分析表5-73-3面正常水位下荷載計算成果荷載作用及分項系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值（103KN）設(shè)計值（103KN）對截面形心的力臂（m）力矩標(biāo)準(zhǔn)值（103KN.m）力矩設(shè)計值（103KN.m）垂直力水平力垂直力水平力↑↓→←↑↓→←+-+-壩體自重G1（1.0）5.975.970.00-8.98-8.98水平水壓力P上（1.0）1.531.53-5.88-1.19-1.43浪壓力Pwk（1.2）0.070.09-16.43-2.42-2.91揚壓力U1（1.2）0.760.91-3.200.290.35U2（1.2）0.110.132.67-12.30-12.97總計5.111.604.941.61-8.98-8.98↓→↓→抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài):=1775.1567/=8303.1291壩踵垂直應(yīng)力：=65.72kpa壩址抗壓強度承載能力極限狀態(tài)：=1559.8570kpa/=14111.11kpa結(jié)論：a、≤在正常蓄水位的工況下穩(wěn)定能夠滿足要求b、在正常蓄水位工況下壩體上游面拉應(yīng)力滿足要求c、在正常蓄水位工況下壩體下游面壩趾抗壓強度滿足要求表5-83-3面校核洪水位下荷載計算成果荷載作用及分項系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值（103KN）設(shè)計值（103KN）對截面形心的力臂（m）力矩標(biāo)準(zhǔn)值（103KN.m）力矩設(shè)計值（103KN.m）垂直力水平力垂直力水平力↑↓→←↑↓→←+-+-壩體自重G1（1.0）5.975.97000水平水壓力P上（1.0）1.991.99-6.71-13.32-13.32浪壓力Pwk（1.2）0.020.03-19.25-0.41-0.49揚壓力U1（1.2）0.861.04-3.20-2.76-3.32U2（1.2）0.120.152.670.330.39總計4.992.014.792.01-16.17-16.73↓→↓→抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài):=1880.8856/=8211.4270壩址抗壓強度承載能力極限狀態(tài)：=1527.4286kpa/=14111.11kpa結(jié)論：a、≤在校核水位的工況下穩(wěn)定能夠滿足要求b、在校核水位工況下壩體下游面壩趾抗壓強度滿足要求表5-93-3面正常蓄水位發(fā)生7級地震荷載計算成果荷載作用及分項系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值（103KN）設(shè)計值（103KN）對截面形心的力臂（m）力矩標(biāo)準(zhǔn)值（103KN.m）力矩設(shè)計值（103KN.m）垂直力水平力垂直力水平力↑↓→←↑↓→←+-+-壩體自重G1（1.0）5.975.970.0000水平水壓力P上（1.0）1.531.53-5.88-8.98-8.98浪壓力Pwk（1.2）0.070.09-16.43-1.19-1.43揚壓力U1（1.2）0.760.91-3.20-2.42-2.91U2（1.2）0.110.132.670.290.35地震慣性力0.710.71-10.37-7.33-7.33地震動水壓力0.040.04-9.54-0.37-0.37總計5.112.354.942.36-20.01-20.67↓→↓→抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài):=2206.1417/=8302.1921壩址抗壓強度承載能力極限狀態(tài)：=1772.9834kpa/=14111.11kpa結(jié)論：a、≤在正常蓄水位+地震的工況下穩(wěn)定能夠滿足要求b、在正常蓄水位工況下+地震壩體下游面壩趾抗壓強度滿足要求四、壩體應(yīng)力計算:1、確定計算截面和計算荷載：擬定高程分別為195m、290m、359.499m的截面為計算截面。利用EXCEL編寫計算作用在上面的荷載。荷載作用的計算原理同前面的穩(wěn)定及應(yīng)力計算。2、邊緣應(yīng)力按照實體重力壩壩面應(yīng)力的基本計算公式上游面垂直正應(yīng)力：(5-19)下游面垂直正應(yīng)力：(5-20)上游面剪應(yīng)力：(5-21)下游面剪應(yīng)力：(5-22)上游面水平正應(yīng)力：(5-23)下游面水平正應(yīng)力：(5-24)上游面主應(yīng)力：(5-25)(5-26)下游面主應(yīng)力：(5-27)(5-28)式中:——壩體計算截面沿上、下游方向的長度;——上游壩坡，=0.15;——下游壩坡，=0.70;——計算截面在上、下游壩面所受到的水壓力（如有泥沙壓力、地震動水壓力時應(yīng)計入在內(nèi)）；、——計算截面在上、下游壩面處的揚壓力強度；——計算截面上全部垂直力之和（包括壩體自重、水重、淤沙重及計算的揚壓力等），以下向下為正，對于實體重力壩，均切取單位寬度壩體為準(zhǔn)（下同）；——計算截面上全部垂直力及水平力對于計算截面形心的力矩之和，以使上游面產(chǎn)生壓應(yīng)力者為正。3、重力壩內(nèi)部各點的應(yīng)力采用局部放大的方法：1）垂直正應(yīng)力：(5-29)(5-30)(5-31)2）剪應(yīng)力：（5-32）(5-33)(5-34)(5-35)式中:——計算截面在上、下游壩面所受到的水平總荷載（如有泥沙壓力、地震動水壓力時應(yīng)計入在內(nèi)）(5-36)(5-37)(5-38)(5-39)3）水平正應(yīng)力：（5-40）（5-41）（5-42）（5-43）（5-44）（5-45）（5-46）4）主應(yīng)力（5-47）（5-48）（5-49）計算結(jié)果表5-101-1截面正常蓄水位下應(yīng)力計算表標(biāo)準(zhǔn)值▽上游376.90T（m）168.68A（m2)168.68ΣW(KN)376602.74518▽壩基195.00ΣP(KN)-179519.95161▽下游225.50水的容重9.81ΣM(KN*m)-7073458▽泥沙287.60泥沙的浮重度（KN/m3)12.00p'(Kpa)2253.07pu'(Kpa)1784.44p'-pu'(Kpa)468.63n0.20p"(Kpa)299.21pu"(Kpa)299.21p"-pu"(Kpa)0.00m0.75邊緣應(yīng)力水平截面上的邊緣正應(yīng)力σy'(KPa)741.03σy"(KPa)3724.26邊緣剪應(yīng)力τ'(KPa)-54.48τ"(KPa)2793.19鉛直截面上的邊緣正應(yīng)力σx'(KPa)479.52σx"(KPa)2094.90邊緣主應(yīng)力σ1'(KPa)751.93σ2'(KPa)468.63σ1"(KPa)5819.15σ2"(KPa)0.00內(nèi)部應(yīng)力壩內(nèi)水平截面上的正應(yīng)力σyσy=a+bxa3724.26b-17.69壩內(nèi)剪應(yīng)力ττ=a1+b1x+c1x2a12793.19b1-27.73c10.06壩內(nèi)水平正應(yīng)力σxσx=a3+b3xa32094.90b3-9.58壩內(nèi)主應(yīng)力σ1、σ2σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]2+τ2}(1/2)σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]2+τ2}(1/2)ψ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2xσy(KPa)σx(KPa)τ(KPa)σ1(KPa)σ2(KPa)ψ(°）03724.262094.902793.195819.150.00-36.87103547.401999.132522.285411.67134.86-36.47203370.541903.362264.245017.07256.84-36.02303193.691807.602019.074635.34365.94-35.53403016.831711.831786.764266.50462.16-34.97502839.971616.071567.323910.57545.47-34.34602663.121520.301360.743567.56615.86-33.61702486.261424.541167.043237.50673.30-32.77802309.401328.77986.202920.45717.73-31.78902132.551233.01818.232616.47749.08-30.601001955.691137.24663.122325.69767.24-29.161101778.831041.47520.882048.31772.00-27.351201601.97945.71391.511784.68763.01-25.021301425.12849.94275.011535.45739.61-21.861401248.26754.18171.371301.88700.56-17.371501071.4030537658.4180.611086.58643.24-10.66168.68741.03479.52-54.48751.93468.6311.31標(biāo)準(zhǔn)值▽上游376.90T（m）168.68A（m2)168.68ΣW(KN)376602.74518▽壩基195.00ΣP(KN)-179519.95161▽下游225.50水