《某河流樞紐布置及混凝土重力壩專題設(shè)計》9700字（論文）

某河流樞紐布置及混凝土重力壩專題設(shè)計TOC\o"1-2"\h\u18927第一章緒論 1287061.1選題的依據(jù)及課題的意義 1153191.2研究概況及發(fā)展趨勢綜述 1112611.3、研究內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案 230503第二章基本資料 2170282.1流域狀況及樞紐任務(wù)概況 268592.2水文氣象資料 3245912.3地形地質(zhì)情況 6282692.4工程地形地質(zhì)條件 739722.5建筑材料及土的物理力學(xué)性質(zhì) 8214012.6交通運(yùn)輸、勞動力及機(jī)械供應(yīng)條件 96359第三章樞紐布置 10269903.1樞紐等級確定 1017063.2樞紐布置 1127937第四章調(diào)洪演算 12321654.1調(diào)洪計算原理 1217677第五章非溢流壩段設(shè)計 18301855.1非溢流壩段尺寸初步擬定 18144075.2壩頂寬度 20296415.3壩底寬度 20299855.4壩面坡度 20251975.5非溢流壩段數(shù)據(jù)及剖面圖 20245095.6.荷載計算 2132395.7沿壩基面的抗滑穩(wěn)定分析 2931246第六章溢流壩段設(shè)計 32279926.1溢流壩剖面形狀 32228256.2消能設(shè)計 347193第七章壩體細(xì)部構(gòu)造及地基處理設(shè)計 37311867.1壩頂構(gòu)造 37327677.2廊道、分縫、止排水設(shè)計 37緒論1.1選題的依據(jù)及課題的意義本課題主要是通過畢業(yè)設(shè)計，提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和科學(xué)研究能力，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計、計算、編寫設(shè)計說明書、繪圖能力等，培養(yǎng)學(xué)生具有正確的設(shè)計思路和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。1.2研究概況及發(fā)展趨勢綜述1.樞紐布置設(shè)計主要包括：分析選擇壩址、壩軸線方案；分析確定大壩、泄水、引水和電站廠房等樞紐主體建筑物的軸線位置；初步擬定壩址、壩軸線方案；分析確定大壩、泄水、引水和電站廠房等樞紐主體建筑物的型式及尺寸；進(jìn)行調(diào)洪計算，根據(jù)所給水文資料，按照雙輔助曲線或單輔助曲線法進(jìn)行調(diào)洪演算；進(jìn)行泄水建筑物水力計算；繪制樞紐總平面布置圖及各泄水建筑物的縱、橫剖面圖。2.混凝土重力壩專題設(shè)計主要包括：擬定可用的壩型方案，進(jìn)行壩型方案的分析與選擇；針對混凝土重力壩壩型方案，擬定大壩橫斷面形式與尺寸，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。3.根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，主要建筑物級別為2級。1.3、研究內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案1.樞紐布置（1）確定樞紐組成、樞紐等別和建筑物級別，選擇各主要建筑物的形式。（2）完成2各方案的樞紐布置比較和最終選定（3）通過調(diào)洪演算，確定設(shè)計洪水位和校核洪水位等特征水位。2.重力壩設(shè)計（1）結(jié)合重力壩的各種壩型的適用條件和優(yōu)、缺點(diǎn)，對選定的重力壩進(jìn)一步的分析比較；確定重力壩壩型。（2）重力壩剖面設(shè)計、溢流壩剖面設(shè)計（3）進(jìn)行壩體穩(wěn)定及應(yīng)力計算分析。3.細(xì)部構(gòu)造及地基處理（1）完整閘墩、導(dǎo)墻設(shè)計、壩頂結(jié)構(gòu)、排水設(shè)備等細(xì)部構(gòu)造設(shè)計（2）進(jìn)行壩基處理4.設(shè)計圖紙繪制平面圖、壩體橫剖面圖、細(xì)部結(jié)構(gòu)圖等圖繪制基本資料2.1流域狀況及樞紐任務(wù)概況某河流屬于山區(qū)河道，流域有許多高山峽谷，平原范圍較小左岸公路干線經(jīng)過，交通更加便捷，右岸只有山區(qū)小道。本樞紐位于該河流上游山區(qū)，壩址選定在ZG，主要任務(wù)是防洪發(fā)電。發(fā)電尾水可供下游農(nóng)田灌溉，規(guī)劃中僅在ZG以下120公里處興建壅水樞紐引水灌溉。規(guī)劃部門按照各水利專業(yè)部門的需求，提出了下列數(shù)據(jù)，可作為設(shè)計水工建筑物的依據(jù)。水電站正常蓄水位245m最有利工作深度25m水庫最高水位不得超過248m設(shè)計泄水時下游安全泄量2800m3/s校核洪水時下游安全泄量3000m3/s電站裝機(jī)容量105000千瓦機(jī)組數(shù)目3臺電站最大引用流量140m3/s水輪機(jī)型式HL-220-LH-250水輪機(jī)安裝高程206m發(fā)電機(jī)安裝高程213m尾水管底部高程200m發(fā)電機(jī)層到廠房屋頂?shù)母叨?5m主廠房寬度11m主廠房長度60m2.2水文氣象資料2.2.1河流特性降雨為形成河流洪水的原因,本流域水災(zāi)多由暴雨產(chǎn)生。洪水一般出現(xiàn)在7～10月份，因坡陡流急，洪峰漲落時間很短，一般為2～4天。2.2.2水位流量關(guān)系曲線表2-1水位流量關(guān)系水位（m）199204209212214216216.8217.5219流量(m3/s)50220420125024503600526072509400水位流量關(guān)系曲線見下圖：圖2-1水位流量關(guān)系曲線圖2.2.3水庫水位與庫容關(guān)系曲線表2-2水庫水位與庫容的關(guān)系庫水位（m）195.5205215225235240245250255庫容積（億）00.120.320.621.182.023.245.087.04水庫水位與庫容關(guān)系曲線見下圖：圖2-2水庫水位與庫容關(guān)系曲線2.2.4各種頻率下的最大洪峰流量（m3／s）表2-3各種頻率下的洪峰流量頻率（％）0.010.020.10.512510夏秋季6050.550504509.5384536453374.529502695冬春季1801701462.2.5實(shí)測洪峰過程表2-4實(shí)測洪峰流量時間（h）04812162024283236流量（m3/秒）272055451045245030002545220018451545時間（h）404448525660646872流量（m3/秒）1250962.5779600445320200102.5402.2.6實(shí)測月平均流量表2-5月平均量月份123456789101112流量2625316218519518413916912934212.2.7多年平均降雨量和多年平均降雨日數(shù)表2-6多年平均降雨量和多年平均降雨日數(shù)月份項(xiàng)目123456多年平均降雨量(毫米)10.633.943.955.6134.9163.9多年平均降雨日數(shù)(天)58.58.58.09.67.3月份項(xiàng)目789101112多年平均降雨量(毫米)190.8183.989.996.053.916.9多年平均降雨日數(shù)(天)11.511.110.510.910.55.5最多雨量發(fā)生在1955年，計1040毫米，最少雨量發(fā)生在1968年，只有169毫米。一日最大雨量達(dá)200毫米。2.2.8氣溫情況域氣候溫和，年平均溫度大約為18℃，溫度最低的月份僅為6.7℃，極少發(fā)生冰凍現(xiàn)象，溫度最高的月份不超過48℃，因此夏季也不算太熱，一年四季都可以進(jìn)行施工。每月的氣溫變化如下表：表2-7氣溫變化情況月份123456789101112月平均溫度（℃）6.78.211.916.922.924.929.530.024.017.912.19.1最高溫度（℃）20.222.030.036.137.939.940.237.537.031.921.920.0最低溫度（℃）-2.3-0.33.25.08.918.020.922.018.0125-2.02.2.9河流泥沙情況泥沙大部分是頁巖風(fēng)化的產(chǎn)物，顆粒很細(xì)。據(jù)資料統(tǒng)計表明，多年平均輸沙總量為185萬m3。每立方米淤積泥沙單位重為1.32噸/m3。在預(yù)留淤沙庫容時，水土保持有效年限估計為30年。2.2.10其它水庫最大吹程為1750m，多年平均最大風(fēng)速為13m/s2.3地形地質(zhì)情況ZG壩址右岸的叢山峻嶺、山峰陡峭，交通不便。左岸的地形相對平坦，山丘綿延。ZG上游的地形是較為開闊的，蓄水較多。ZG是一個峽谷，兩側(cè)的懸崖陡峭，河岸狹窄，僅100余米寬，是筑壩的理想地點(diǎn)。壩址地質(zhì)為青灰色的整體石灰?guī)r，石質(zhì)較為堅硬。右岸的山崗覆有薄層黃土。在甲壩軸線上，右岸最厚的沙壤土層為5m厚，巖石的風(fēng)化厚度為3m。左岸的巖石露頭，節(jié)理較少，風(fēng)化層的厚度為3m多。在乙壩軸線上，右岸的沙壤土覆蓋層較甲壩軸線厚，最厚的區(qū)域達(dá)18米。風(fēng)化巖石最厚區(qū)域可達(dá)７米。左岸山頭也有沙壤土覆蓋。經(jīng)過調(diào)查研究，可知在壩址附近無斷層。壩址基礎(chǔ)處的石英巖抗壓強(qiáng)度為1000~1200kg/cm2，摩擦系數(shù)為0.65。分析調(diào)查后可知該地區(qū)地震烈度為4級。甲壩軸線圖：圖2-3甲壩軸線乙壩軸線圖：圖2-4乙壩軸線2.4工程地形地質(zhì)條件在壩址處的水流湍急，流速快，因此無砂卵石等淤積物和侵蝕地下水?；鶐r處的物理力學(xué)性能如下：砂巖：容重，干燥時極限抗壓強(qiáng)度為1300kg/cm2，比重G為2.7，滲透系數(shù)k為1.0×10-5cm/s，摩擦系數(shù)f為0.62。砂質(zhì)頁巖：容重，干燥時極限抗壓強(qiáng)度為700kg/cm2，比重G為2.75，滲透系數(shù)為cm/s，飽和時極限抗壓強(qiáng)度為350kg/cm2。壩基巖經(jīng)過水實(shí)驗(yàn)，吸水率均低于0.05公斤/分。砂巖與頁巖間磨擦系數(shù)f=0.45。巖石與混凝土：，c＝0.6~1.0Mpa2.5建筑材料及土的物理力學(xué)性質(zhì)(a)砂河砂A分布在在壩址的下游km處，顆粒粒徑較大，其主要顆粒在0.5~1.0mm之間，d50=0.65mm，不均勻系數(shù)。砂均分布在正常蓄水位附近，含泥量約為3.5%，沿河有公路可運(yùn)輸。河砂B分布在壩址的下游20km處，顆粒粒徑較小，d50=0.32mm，不均勻系數(shù)η為20。(b)石料有泥盆石英砂巖，壩址處蘊(yùn)藏量約為480萬方，平均覆蓋層達(dá)2.5m厚。巖石機(jī)械物理性質(zhì)為：比重2.65干抗壓極限強(qiáng)度1400kg/cm2飽和抗壓極限強(qiáng)度1050kg/cm2經(jīng)過25次凍融后抗壓極限強(qiáng)度1050kg/cm2(c)土料河砂、粘土、沙壤土及山皮土風(fēng)化料，其分布、儲量及性質(zhì)可見REF_Ref15091\h表1.1以及REF_Ref15108\h表1.2。表2-8建筑材料性能表土壤名稱土壤特性河砂A河砂B粘土沙壤土山皮土土壤干容重（kg/m3）γc16001600170016401600空隙率gn0.450.420.350.380.398內(nèi)摩擦系數(shù)（自然含水量）f0.600.550.350.300.60內(nèi)摩擦系數(shù)（飽和含水量）f0.600.550.240.280.50粘著力（kg/cm2）C001.001.000滲透系數(shù)（cm/s）K2×10-46×10-34×10-61×10-51×10-3天然含水量%2017最優(yōu)含水量%191822.5壓縮模量（kg/cm2）E120100表2-9當(dāng)?shù)夭牧戏植技皟α勘聿课虎瘼颌螈舨牧鲜仙叭劳琳惩潦衔恢脡沃飞嫌?km右岸壩址上游1km左岸壩址上游1.3km左岸壩址上游3.5km右岸可開采量(m3)100萬40萬20萬50萬(d)卵石該流域匯入干流的河口處有大量卵石材料，可達(dá)80萬m3，粒徑在10~200mm，質(zhì)地良好，可用于制作混凝土骨料。2．外來材料：水泥：水庫的下游珞城有一個大型的水泥廠，可給本工程提供充足的水泥。鋼筋：可從珞城獲取，其它的鋼材可以從千里之外的城市調(diào)運(yùn)。木材：具工地70km之專區(qū)，可大量供應(yīng)。2.6交通運(yùn)輸、勞動力及機(jī)械供應(yīng)條件目前主要交通運(yùn)輸方式為公路干線運(yùn)輸，公路干線距壩址左岸約２km。水泥鋼材可以從離壩址60km處的甲城運(yùn)來。壩址附近無施工動力，機(jī)械則可由甲城供應(yīng)。普通工作人員當(dāng)?shù)乜梢蕴峁┤f人左右，技術(shù)工人可從甲城調(diào)來。第三章樞紐布置3.1樞紐等級確定根據(jù)樞紐及建筑物的分等分級，可以知道我們這個工程為大（2）型Ⅱ級工程；因?yàn)榛举Y料中裝機(jī)容量為10.5萬千瓦，因此本樞紐工程為中性Ⅲ級工程，根據(jù)規(guī)定，水利樞紐是綜合工程是按照最高等級來確定的，所以，我們的工程是大（2）型Ⅱ級工程。建筑物主體大壩屬于永久性水工建筑物，工程等級為2級，并且次要建筑物等級為3級。3.2樞紐布置3.2.1樞紐布置原則根據(jù)基本資料的給出：不影響上下游流態(tài)以及建筑物的正常運(yùn)行，同時要滿足上下游泄洪要求；從現(xiàn)實(shí)角度出發(fā)，減少投資、工期以及工程量；注意各個邊上的穩(wěn)定程度，壩高穩(wěn)定等等。3.2.2壩址、壩軸線的確定根據(jù)給出的資料，因?yàn)閴沃匪幬恢玫纳嫌问且粋€很開闊且可以儲蓄容納很多水量的地形，同時所在地是峽谷，地勢險要、河岸狹窄，非常適合筑壩。乙壩軸線對比之下，我們選擇甲壩軸線。甲壩軸線有石質(zhì)堅硬的整體青灰色石灰?guī)r，附近無斷層，地震條件可忽略；右岸沙壤土覆蓋層厚5m，巖石風(fēng)化厚3m，左岸巖石節(jié)理不多，風(fēng)化層厚3m；石英巖的抗壓強(qiáng)度為1000~1200千克/平方厘米、摩擦系數(shù)為0.65、抗剪斷摩擦系數(shù)為1、抗剪斷凝聚力為1MPa。3.2.3壩型選擇綜合地形因素我們可以確定本壩址不適合拱壩，因?yàn)楣皦螌Φ匦蔚刭|(zhì)條件要求高并且對施工質(zhì)量的要求更高所以我們放棄拱壩，因?yàn)槲覀兊臉屑~主要承擔(dān)發(fā)電和防洪的任務(wù)，所以壩頂溢流的土石壩滿足不了泄洪的要求，根據(jù)以上幾點(diǎn)我們選擇重力壩作為這一次的設(shè)計壩型。重力壩也分很多種類型，結(jié)合各種要求我們選定碾壓混凝土重力壩作為壩型。3.2.3其他建筑物的選?。?）泄水建筑物的選擇泄水建筑物的功能就是泄放超過水庫調(diào)蓄能力的洪水，確保工程結(jié)構(gòu)的安全，以及滿足放空水庫和防洪調(diào)節(jié)等要求。根據(jù)其布置方式不同可以分為溢洪道、溢洪隧洞、溢流壩等。溢洪道是擋水建筑物本身不能宣泄洪水或者地形地質(zhì)條件的要求而采用河岸溢洪道。溢流隧洞由于施工困難存在很多問題，是在河道狹窄、無法布置溢流壩和河岸式溢流壩的情況下采用的此溢流方式。我們這項(xiàng)工程的地質(zhì)條件較好，溢流壩是三種溢流建筑物中最為合理并且在經(jīng)濟(jì)上也很合理的，所以本工程的泄水建筑物采用溢流壩。（2）電站建筑物的選擇經(jīng)過壩式廠房、河床式電站、引水式電站三種布置形式的對比，我們采用了壩后式水電站廠房。（3）放空建筑物的選擇重力壩的深孔可以根據(jù)泄水孔中的水流狀態(tài)分為無壓孔和有壓孔。又因?yàn)橹亓螇紊肀容^大，為了加大泄水能力可以選取無壓管，解決氣蝕問題我們就通過設(shè)計充分利用它的優(yōu)勢，所以我們要在設(shè)計中采用無壓深孔。3.2.4布置方案的選定為了可以充分利用好地形位置在主河床位置處，我們就要盡最大努力去布置溢流建筑物以及電站廠房。（1）溢流壩的布置：要能夠?qū)⑾滦沟暮樗樆倪B接到一起并且不傷害其他建筑物的基礎(chǔ)和使用，這樣就達(dá)到了布置的最好形式；（2）泄水孔的布置：在比較狹窄的河谷溢流壩段盡可能的設(shè)置泄水孔，比較寬闊的河谷溢流壩段可以不設(shè)置，排沙口與電站進(jìn)水口的位置更貼近；（3）非溢流壩的布置：在正常請款下非溢流壩會布置在河岸處，在與其他建筑物連接的地方會用邊墻或者導(dǎo)墻隔開。我們采用碾壓式混凝土重力壩并選擇壩后式水電站廠房，又由于左岸的地勢較為平坦右岸地勢險峻，所以我們最后選用碾壓混凝土重力壩左岸引水式廠房。第四章調(diào)洪演算4.1調(diào)洪計算原理4.1.1調(diào)洪演算目的、原理和方法調(diào)洪演算的目的主要目的是為了確定設(shè)計及校核上、下游洪水位，以及壩高等基本要素。水庫的調(diào)洪作用主要就是使入庫洪水過程變得緩慢，洪水歷時拉長洪峰流量減少，降低對大壩的沖擊，讓來洪和泄洪都處在安全值內(nèi)。調(diào)洪演算的原理和方法我們采用靜態(tài)庫容法，該方法僅考慮壩前水位水平面以下的庫容對洪水進(jìn)行調(diào)節(jié)，連續(xù)性方程可寫為有限差形式的水量平衡方程：式中——時段的平均入庫流量，；——時段的初、末的入庫流量，；——時段的初、末的下泄流量，；——時段的平均下泄流量，；——時段的初、末水庫的蓄水量，；——計算時段起調(diào)水位245m計算工況：設(shè)計工況（P=1%，Q=3645）校核工況（P=0.1%，Q=4509.5）圖4-1洪水過程線4.1.2調(diào)洪演算方案擬定泄洪方式：表孔式泄洪數(shù)據(jù)計算：①孔口凈寬按以下公式計算：式中——下泄流量；q——單寬流量設(shè)計洪水位247.06m，相應(yīng)下泄流量為2800；校核洪水位246.05，相應(yīng)下泄流量為3000。q=50~100m/s。計算情況流量Q（）單寬流量q()孔口凈寬B（m）設(shè)計水位280050~10028~56校核水位300050~10030~60根據(jù)以上計算，取孔口凈寬B=32m，設(shè)計洪水位時單寬流量為87.5m/s，?。好靠變魧抌=6m,孔數(shù)n=5m。根據(jù)閘門的形式取閘墩厚度d=3.5m，邊墩取2.5m，由上述計算每孔凈寬b=6m。則溢流前緣總長L為49m。而堰上水頭的公式為：式中閘墩側(cè)收縮系數(shù)，取=0.92；流量系數(shù)，m=0.502；重力加速度，g=9.8m/s。當(dāng)設(shè)計洪水位時，驗(yàn)算：當(dāng)校核洪水位時，泄流量為3000，，代入公式求得孔口凈寬B為46m，對應(yīng)的校核水位單寬流量q為65m/s，不大于設(shè)計水位的單寬流量87.5m/s,滿足條件，說明設(shè)計合理。所以取溢流壩段堰上水頭。兩種方案：堰頂高程為235m，堰寬35m；堰頂高程為236m，堰寬40m。①堰頂高程為235m，B=35m，P=1%（設(shè)計工況），起調(diào)水位：245m方案一（設(shè)計工況）時間

t/h入庫洪水流量

Q/(m3/s)時段平均入庫流量下泄流量

q/（m3/s)時段平均下泄流量時段內(nèi)水庫存水量變化水庫存水量水庫水位（1）(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)032.8132.8132400.00245.004249.08140.95249.08140.950.0032400.00245.008662.18455.63662.18455.630.0032400.00245.00121269.68965.931269.68965.930.0032400.00245.00162976.752123.222255.151762.410.0032400.00245.00203645.003310.882340.242297.701458.9833858.98245.25243092.183368.592478.562409.401381.2335240.21245.65282673.002882.592598.202538.38495.6635735.87245.99322241.682457.342548.712573.45-167.2035568.67245.85361877.182059.432391.802470.26-591.5934977.08245.40401518.751697.972295.862343.83-930.0534047.03245.12441169.441344.101169.441732.65-559.5232400.00245.0048964.491066.97964.491066.970.0032400.00245.0052729.00846.75729.00846.750.0032400.00245.0056540.68634.84540.68634.840.0032400.00245.0060388.80464.74388.80464.740.0032400.00245.0064243.00315.90243.00315.900.0032400.00245.0068124.54183.77124.54183.770.0032400.00245.007248.6086.5748.6086.570.0032400.00245.00②堰頂高程為235m，B=35m，P=0.1%（校核工況），起調(diào)水位：245m方案一（校核工況）時間

t/h入庫洪水流量

Q/(m3/s)時段平均入庫流量下泄流量

q/（m3/s)時段平均下泄流量時段內(nèi)水庫存水量變化水庫存水量水庫水位（1）(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)040.5832.8132400.00245.004308.12174.35249.08140.950.0032400.00245.008819.14563.63662.18455.630.0032400.00245.00121570.641194.891269.68965.930.0032400.00245.00163682.352626.502255.151762.410.0032400.00245.002045094095.682306.082280.622613.6935013.69245.15243825.144167.072559.292432.682497.5237511.20245.88283306.63565.872802.932681.111274.0638785.26246.56322773.043039.822997.882900.41200.7638986.02247.09362322.142547.592927.492962.69-597.7438388.28246.90401878.752100.452655.142791.32-994.8637393.42246.15441446.641662.701446.642050.89-559.0032400.00245.44481170.841308.741170.841308.740.0032400.00245.0052901.81036.32901.81036.320.0032400.00245.0056668.84785.32668.84785.320.0032400.00245.0060480.96574.90480.96574.900.0032400.00245.006430.06255.5130.06255.510.0032400.00245.0068154.0692.06154.0692.060.0032400.00245.007260.12107.0960.12107.090.0032400.00245.00③堰頂高程為236m，B=40m，P=1%（設(shè)計工況），起調(diào)水位：245m方案二（設(shè)計工況）時間

t/h入庫洪水流量

Q/(m3/s)時段平均入庫流量下泄流量

q/（m3/s)時段平均下泄流量時段內(nèi)水庫存水量變化水庫存水量水庫水位（1）(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)032.8132.8132400.00245.004249.08140.95249.08140.950.0032400.00245.008662.18455.63662.18455.630.0032400.00245.00121269.68965.931269.68965.930.0032400.00245.00162976.752123.222200.551735.110.0032400.00245.002036453310.882311.492256.021518.9933918.99245.30243092.183368.592488.912400.201394.4835313.48245.772826732882.592596.672542.79489.3135802.79246.05322241.682457.342531.062563.86-153.4035649.39245.88361877.182059.432393.992462.53-580.4635068.93245.52401518.751697.972360.122377.06-977.8934091.04245.43441169.441344.101169.441764.78-605.7932400.00245.2048964.491066.97964.491066.970.0032400.00245.0052729846.75729846.750.0032400.00245.0056540.68634.84540.68634.840.0032400.00245.0060388.8464.74388.8464.740.0032400.00245.0064243315.90243315.900.0032400.00245.0068124.54183.77124.54183.770.0032400.00245.007248.686.5748.686.570.0032400.00245.00④堰頂高程為236m，B=40m，P=0.1%（校核工況），起調(diào)水位：245m方案二（校核工況）時間

t/h入庫洪水流量

Q/(m3/s)時段平均入庫流量下泄流量

q/（m3/s)時段平均下泄流量時段內(nèi)水庫存水量變化水庫存水量水庫水位（1）(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)040.5840.5832400.00245.004308.12174.35308.12140.950.0032400.00245.008819.14563.63819.14455.630.0032400.00245.00121570.641194.891570.64965.930.0032400.00245.00163682.352626.502200.551735.110.0032400.00245.002045094095.682263.192231.872683.8835083.88245.17243825.144167.072546.452404.822537.6437621.52245.92283306.63565.872836.632691.541259.0338880.55246.66322773.043039.822997.782917.21176.5639057.12247.06362322.142547.592928.932963.36-598.7038458.41246.89401878.752100.452635.522782.23-981.7637476.65246.15441446.641662.701446.642041.08-544.8732400.00245.44481170.841308.741170.841308.740.0032400.00245.0052901.81036.32901.81036.320.0032400.00245.0056668.84785.32668.84785.320.0032400.00245.0060480.96574.90480.96574.900.0032400.00245.006430.06255.5130.06255.510.0032400.00245.0068154.0692.06154.0692.060.0032400.00245.007260.12107.0960.12107.090.0032400.00245.00調(diào)洪結(jié)果溢流堰寬B設(shè)計情況校核情況下泄流量上游洪水位下泄流量上游洪水位B=35m2598.20245.992997.88247.09B=40m2596.67246.052917.21247.06綜合比較后，選擇堰頂高程為236m,B=40m項(xiàng)目上游洪水位最大下泄流量下游洪水位設(shè)計工況246.052596.67214.31校核工況247.062917.21214.75非溢流壩段設(shè)計5.1非溢流壩段尺寸初步擬定5.1.1壩頂高程的確定壩頂?shù)母叱天o水位和相應(yīng)情況下的風(fēng)浪永高和安全超高定出。式中表5-1安全加高運(yùn)用情況壩的級別123設(shè)計情況0.70.50.4校核情況0.50.40.3，故采用官廳水庫公式進(jìn)行計算。當(dāng)時，為累計頻率5%的波高；當(dāng)時，為累計頻率10%的波高，推算累計頻率為1%的波高。式中圖5-1波浪要素5.1.2計算過程比較以下兩種情況下的壩頂高程并取二者之間的最大值，減去防浪墻高度于是就可以得到帶有防浪墻的壩頂高程。對于1、2級壩體的壩頂高程不可以低于校核洪水位。正常、設(shè)計情況計算過程如下：波高波長波浪中心線超出靜水位高度：又因?yàn)榘踩痈邽閹焖灰陨系某撸盒：饲闆r同理可得：波高，波長L=5.935m，波浪中心線超出靜水位高度：，安全加高為。庫水位以上的超高：正常、設(shè)計情況下防浪墻高程：校核情況下防浪墻高程：從安全的角度考慮最大值248m，作為浪墻頂高程。防浪墻高度取1.2m，則壩高：248-195.5=52.5m表5-2壩頂高程計算表計算水位水庫水位計算風(fēng)速吹程計算壩頂高程設(shè)計洪水位246.05261.751.1740.3640.5248.09校核洪水位247.06131.750.4940.1290.4248.085.2壩頂寬度根據(jù)規(guī)范，可以得知壩頂?shù)母叨葢?yīng)該大于校核洪水位，最小寬度為3m~5m，由于有交通和運(yùn)行過程中管理的需求，壩頂寬度應(yīng)該是壩高的8%~10%的大小，且不小于2m，因此考慮交通需求，壩頂寬度取6m。5.3壩底寬度壩底寬度為壩高的0.7~0.9倍，本次設(shè)計取壩底寬與高程之比為0.8，因此壩底寬度為B=0.8*52.5=42m。5.4壩面坡度擬定上游壩坡鉛直，下游壩坡率傾斜1：0.85.5非溢流壩段數(shù)據(jù)及剖面圖5.5.1非溢流壩段數(shù)據(jù)表5-3非溢流壩段數(shù)據(jù)壩頂高程248壩頂寬度6壩基高程195.5壩底寬度42壩高52.55.5.2非溢流壩段剖面圖5.6.荷載計算（1）壩體自重依據(jù)壩體自重計算公式式中——壩體混凝土重度，取；V——壩體體積，。計算步驟：（2）靜水壓力式中①正常蓄水位情況：②設(shè)計洪水位情況③校核洪水位情況（3）揚(yáng)壓力（）①正常蓄水位情況：②設(shè)計洪水情況：③校核洪水情況（4）泥沙壓力式中（5）波浪壓力①正常蓄水位情況②設(shè)計洪水位情況③校核洪水位情況：非溢流壩段設(shè)計洪水位下荷載計算成果荷載作用分項(xiàng)系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值（10^3kN）設(shè)計值（10^3kN）對截面形心的力臂（m）力矩標(biāo)準(zhǔn)值（10^3kN·m）力矩設(shè)計值（10^3kN·m）垂直力水平力垂直力水平力↑↓←→↑↓←→＋－＋－壩體自重W1（1.0）7.567.5617128.52128.52W2（1.0）0.960.969.38.938.93W3（1.0）17.6617.66-15.8279.1279.1靜水壓力PH1（1.0）12.5312.5316.85211.2211.2PH2（1.0）1.741.746.2710.8810.88PV1（1.0）1.21.21922.7822.78PV2（1.0）0.390.3922.678.98.9PV3（1.0）1.741.7418.8932.9432.94淤沙壓力PsH（1.2）1.812.177.191315.6PsV（1.2）0.610.7319.5612492.0514.4波浪壓力PL（1.2）0.050.0631.741.682.02小計29.51-13.2629.51-13.75254.17248.83揚(yáng)壓力U1（1.0）7.757.75000U2（1.2）0.540.6517.59.5411.45U3（1.2）1.361.632.33.133.76U4（1.2）0.820.9818.6715.2618.31小計-10.47-11.01-27.93-33.52非溢流壩段設(shè)計洪水位下荷載計算成果荷載作用分項(xiàng)系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值（10^3kN）設(shè)計值（10^3kN）對截面形心的力臂（m）力矩標(biāo)準(zhǔn)值（10^3kN·m）力矩設(shè)計值（10^3kN·m）垂直力水平力垂直力水平力↑↓←→↑↓←→＋－＋－壩體自重W1（1.0）7.567.5617128.52128.52W2（1.0）0.960.969.38.938.93W3（1.0）17.6617.66-15.8279.1279.1靜水壓力PH1（1.0）13.0413.0417.2224.28224.28PH2（1.0）1.821.826.411.6311.63PV1（1.0）1.241.241923.5323.53PV2（1.0）0.390.3922.678.98.9PV3（1.0）1.821.828.715.8115.81淤沙壓力PsH（1.2）1.812.177.191315.6PsV（1.2）0.610.7319.561214.4波浪壓力PL（1.2）0.010.0132.310.350.42小計29.63-13.6529.63-14.13226.79221.72揚(yáng)壓力U1（1.0）7.937.75000U2（1.2）0.550.6617.59.7111.65U3（1.2）1.391.672.33.193.83U4（1.2）0.83118.6715.5318.64小計-13.45-11.26-28.43-34.125.7沿壩基面的抗滑穩(wěn)定分析進(jìn)行抗滑穩(wěn)定分析主要是為了保證沿著壩基面的抗滑穩(wěn)定的數(shù)值是正確和安全的。在進(jìn)行分析過程時我們要選擇受力大、抗剪強(qiáng)度低、產(chǎn)生滑動更為容易的截面，例如壩基面、地形地勢較差的斷面等等。穩(wěn)定分析根據(jù)實(shí)際的壩體工作情況來看，我們采用抗剪斷公式利用接觸面上計算出的抗剪斷強(qiáng)度參數(shù)是非常可行的。式中根據(jù)規(guī)范中的要求，抗剪斷強(qiáng)度公式計算的壩基面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)值不應(yīng)小于表中的規(guī)定數(shù)值。荷載組合12、3基本組合33特殊組合2.52.3設(shè)計洪水位情況：校核洪水位情況：結(jié)論：均符合標(biāo)準(zhǔn)。邊緣應(yīng)力計算①水平截面上的正應(yīng)力式中設(shè)計情況：校核情況：②剪應(yīng)力式中設(shè)計情況：校核情況：③水平正應(yīng)力由上、下游壩面微分體，根據(jù)平衡條件可以解出：設(shè)計情況：校核情況：④主應(yīng)力由上、下游壩面微分體，根據(jù)平衡條件可以解出：壩面水壓力強(qiáng)度也是主應(yīng)力設(shè)計情況：校核情況：第六章溢流壩段設(shè)計6.1溢流壩剖面形狀6.1.1泄水方式的選擇比較常用的重力壩泄水方式由開敞式和孔口式，而開敞式另外可以便捷的排除漂浮物和冰凍成物。在設(shè)置閘門的時候，我們要將所設(shè)置的閘門高度與高水位一致，這樣堰頂高程略低一些就可以用閘門的開啟高度進(jìn)行水位和泄水量的調(diào)節(jié)過程，而且由于本工程是中型工程，為了獲得更好的泄洪能力，我們這一次就采用開敞式的溢流方式。6.1.2溢流面體型設(shè)計