水利水电工程专业
TL水库混凝土重力坝枢纽设计
毕 业 设 计 说 明 书
学生姓名： 刘 超
指导老师： 刘 勇
日 期：二〇二年六月
目录
前 言 1
1 基 资 料 2
11 工程概况 2
12 气 象 2
13 水文分析 2
131 年径流 2
132 洪水 3
14 泥沙 5
15 工程质 6
151 区域质 6
152 质构造震 6
153 库区工程质条件 6
154 坝址坝线工程质条件 7
16 建筑材料 8
17 交通条件 8
18 施工条件 8
19 效益 9
191 灌溉效益 9
192 市钢铁基供水效益 9
193 防洪效益 9
194 发电效益 9
110 形图质剖面图 10
2 枢纽布置 11
21 坝轴线选择 12
211 坝址较 12
212 坝线选择 13
22 坝型确定 14
23 枢纽布置 14
3 坝体剖面设计 16
31 坝顶高程确定 16
32 非溢流坝剖面设计 17
321 坝顶设计 17
322 坝顶宽度设计 18
323 坝坡设计 18
324 游起坡点位置确定 18
325 坝段长度 18
326 防浪墙 18
327 坝顶道路 18
33 溢流坝剖面设计 19
331 泄水方式选择 19
332 断面尺寸设计 19
333 堰顶高程 20
334 闸门尺寸设计 20
335 溢流面设计 21
3351 溢流面顶部曲线采WES曲线 21
3352 游反弧段曲线 23
3353 中间直线段设计 23
34 水力计算 23
341 堰顶流 23
342 消工形式选择 24
3422 坑深度 24
4 坝体结构设计计算 27
41 挡水坝荷载作组合 27
411 作挡水坝荷载： 27
412 作溢流坝荷载组合 32
42 挡水坝承载力极限状态验算正常极限状态验算 39
421 坝体抗滑稳定性校核 39
422 坝体强度稳定承载力极限状态验算 42
423 正常极限状态验算 45
43 溢流坝承载力极限状态验算正常极限状态验算 45
431承载力极限状态验算 45
432 正常极限状态验算 50
5 细部构造设计 64
51 混凝土分区标号选择 64
511 混凝土标号分区设计 64
512 标号选择 64
513 非溢流坝细部结构 65
514 溢流坝细部结构坝顶路面应适横坡度设置相 65
52 坝体分缝 66
521 横缝 67
522 缝 67
53 坝体廊道系统 68
531 基础灌浆廊道 68
532 检查坝体排水廊道 68
54 止水排水 68
55 坝体布置 69
56 基处理 69
561 基开挖清理 69
562 坝基固结灌浆 69
563 帷幕灌浆 70
564 坝基排水 70
565 断层破碎带处理 70
6 泄水底孔设计 72
61 泄水孔断面设计 72
611 坝身泄水孔组成形式 72
612 坝身泄水孔作工作条件 72
62 泄水孔消设计 73
7 施工导流设计 74
71 施工导流设计标准导流时段划分 74
711 导流设计标准 74
712 时段划分 75
72 导流方式选择导流设计 76
721 导流方式选择 76
8 结 77
TL水库混凝土重力坝枢纽设计
摘 ：
类筑坝历史5000年重力坝出现早种坝型具结构简单工作易机械化施工年限长养护费低等优点广泛TL水库务调节水量工业农业生活提供水量结合引水发电水面养殖洪水错峰等综合利TL水库混凝土岸质条件适中修筑实体重力坝较理想
关键词：重力坝设计 非溢流坝段 溢流坝段
前 言
流域概况枢纽务
TL水库位QL河控制流域面积506Okm2占全流域80水库务调节水量工业农业生活提供水量结合引水发电水面养殖洪水错峰等综合利枢纽建筑物包括坝泄水设施电站等
水文水利调洪演算确定：
死水位11000m设计洪水位15370m相应游水位9700m通溢洪道泄流量1827600m3s校核洪水位15630m相应游水位9900m通溢洪道泄流量2452700 m3s泥沙淤积高程9760m淤沙均含沙量40Kgm3（浮容重90 KNm3）摩擦角φ12°
关资料
根国家建筑委员会颁布震烈度图区应属67度震区坝区设防烈度建议7度坝顶行车宽度8m
1 基 资 料
11 工程概况
TL水库位QL河控制流域面积506Okm2占全流域80QL河水量充沛年年际水量分配极均匀必须兴建型控制工程进行调节丰富水资源方充分利水库务调节水量工业农业生活提供水量结合引水发电水面养殖洪水错峰等综合利供水原满足城市生活工业水时农业予定重视特移民迁建灌区水应优先保证
枢纽工程3坝址选择2条坝线两种坝型Ⅰ83坝线采混凝土重力坝红层坝线采材料坝枢纽建筑物包括坝泄水设施电站等枢纽工程推荐方案Ⅰ83坝线混凝土坝方案(见坝址位置图11)
根工程规模国民济中作设计规范规定水库枢纽工程属1型建筑物级设计辅助建筑物三级设计时建筑物四级设计
12 气 象
全流域属季风陆性气候冬季寒冷干燥夏季炎热雨年均降水量约70Omm集中夏季78两月
流域年均气温10℃左右日温度变化较离坝址较气象站实测高气温39℃全年霜期约180d结冰期约120d河道般12月封冻次年3月旬解冻冰厚04～06m岸边达1m年均风速237ms水库吹程3km
13 水文分析
131 年径流
QL河流域水量丰沛年径流年降雨产生年径流区时间分布年降水基致
径流年际间变化悬殊根实测资料1956～1982年27年中丰水年1977年水量达2134×1O8m３枯水牛L1081年仅1667×1O8m3相差1937×1O8m3约合128倍丰枯水年常连续发生坝址处年均年径流量96×1O8m3
132 洪水
洪水般暴雨形成区暴雨历时短强度面坡度陡洪峰陡涨陡落次洪水历时般3～5d洪水具峰高量特点
流域洪水发生78两月出现7月占34出现8月占66年均6～9月洪量占年径流量70左右3天洪量占6天洪量70水年尤集中1962年6天洪量占年径流量例达70
频率分析法求频率洪水结果见表21
图11 坝址位置图
表21 洪水计算成果表
项 目
洪峰流量(m3s1)
洪量m3(×1O8)
1d
2d
6d
30d
特征值
均值
2000
140
220
280
537
CV
135
135
135
125
100
CSCV
250
250
250
250
250
频率
001
32040
2243
3524
3996
5540
002
29600
2075
3265
3690
5150
01
22480
1574
2473
2834
4050
02
19680
1378
2165
2492
3620
05
16000
1123
1760
2041
3040
1
13280
930
1450
1714
2610
2
10680
748
1175
1392
2170
5
7360
515
810
980
1620
10
5000
350
550
683
1210
20
2920
204
321
417
818
14 泥沙
流域植较泥沙源洪水区分布致泥沙年分配径流更集中汛期输沙量约占年输沙量95汛期沙量集中次洪水中年际间沙量变化悬殊统计分析知坝址处年均输沙量386×1O4t年均侵蚀模数762tkm2年均含沙量40kgm3泥沙组成情况泥沙颗粒较粗中值粒径0075mm淤沙浮重度9kNm3摩擦角120(资料中提供摩擦角太应该 120)
15 工程质
151 区域质
该水库库区属中高山区构造剥蚀形QL河区河曲发育侧蚀力较强河形成称河谷构造运动影响河流断切堆积岸形成阶侵蚀岸形成陡岸组成区层计太古界元古界震旦系株罗系火成岩侵体第四纪等中分布广震旦系层太古界震旦系株罗系三者工程关系密切库区岩层
152 质构造震
区质构造复杂全区震频繁特坝址区南段尤突出
库区周边控制性断层两条断裂第条坝址游暖泉村穿QL河线泉群出现控制泉群控制貌岩相作分析列活动性断裂较合适第二条北东方延伸距TL水库库区6～7km处尖灭属第四纪活动性较强断裂该断层时震发生两条活动性断裂三坝址西5km处汇交断层交汇部分易发震原种汇交值注意
期坝址区末发生4级震邻区震活动定影响1983年8月省级震局鉴定确定二坝址位北Ⅰ区属相稳定区基烈度6度三坝址位Ⅰ区基烈度7度邻E强震影响烈度高达6～7度
153 库区工程质条件
库区左岸非溶性岩层广泛分布中云母千枚岩石英砂岩砂质页岩等组成透水性较没发现沟通库外断层非溶性岩层分布区没库外渗漏性
库区溶性岩层分布影响水库蓄水水库蓄水邻谷沙河渗漏性库断层灰岩区勘探分析水库外流域游漏水性
库区岩层抗压强度较高抗风化力较强末发现发生塌滑岩体库岸基稳定库区末发现开采价值矿藏存库周边产生浸没问题
154 坝址坝线工程质条件
坝址出露断裂构造F103FlO5F108Fll2F114Fl17Fl22等断层十余条断层走北西北东者少高角度正断移正断层
(l)F103断层产状走EW倾N倾角400～500逆断层红峪组第三段砾岩切割盘牵引摺曲破碎带宽约10～2Om出露Ⅰ83坝线右岸游约150～2OOm宽约10～20m
(2)FlO5断层产状走NW3100倾角800～900移断层水断距400m两侧岩石破碎严重胶结现象出露Ⅰ83坝线右岸坝头附
(3)F108断层产状走NW3450倾NE倾角560逆断层红峪组第段薄层板岩石英砂岩逆红峪组第二段中厚石英砂岩破碎带宽约60m末见胶结现象中夹3Ocm厚断层泥断层两盘岩石影响带宽104m盘薄层板岩夹石英砂岩中牵引摺曲岩层直立倒转现象具强烈挤压特征
(4)根坝址两岸构造层岩性出露分析推测河床中河断层通原两岸出露断裂构造均末河F103断层走东西规模较左岸迹象层出露两岸高程明显差异
Ⅰ83坝线工程质条件见表22
表22 I83坝线工程质条件
形貌
构造剥蚀——中低山形称U形峡谷石岸较陡左岸坡缓阶发育
坝线长
480m
覆盖层
河床5～7m砂石层左岸山麓堆积31Om
岩层性
震旦系红峪组第二段中厚层石英砂岩板岩互层
岩层产状
层面倾游
软弱夹层
碉竖井资料右岸软弱夹层13条系层夹泥左岸层夹泥6条切层泥3条建议摩擦系数f02～024
风化情况
弱风化限河床10～28 m深(高程左边75m右边55m)左岸弱风化限115～1O5m高程右岸120～908m高程
质构造
右岸断层6～7条左岸F122断层1条构造简单基震烈度6度
岩层透水层
坝基部80～1OOm深范围w值均0O2L(minmm)均需灌浆处理
岩溶
Ⅰ83坝线游2km处马圈子电站附见溶洞
稳定性
右坝肩游存ⅠⅡ号稳定岩体
岩石力学指标
石英砂岩单块岩石室指标抗压强度134～338MPa弹性模量500～1000MPa泊桑011～013岩层层面摩擦系数估计建议值
(1) 石英砂岩层面摩擦系数060～065凝聚力03805OMPa
(2) 板岩层面摩擦系数04～045凝聚力033～038Mpa
(3) 层面夹泥膜摩擦系数03～035凝聚力020～027Mpa
(4) 切层泥层摩擦系数02～024凝聚力015～018MPa
16 建筑材料
天然建筑材料分布坝址区游河滩两岸阶中土料场7处水位储量118344×1O4m3砂砾卵石料场8处水位储量108895×1O4m3全部储量进步探查料场材料物理性质试验指标等基满足技术求作坝混凝土骨料围堰土料采材料方案黏性土料储量足满足施工求
17 交通条件
施工现场外交通方便仅需工交通道连线公路修通坝顶重交通求
18 施工条件
采低围堰底孔导流分期施工导流方法进行施工项施工辅助企业仓库生活等时建筑物布置坝址游两岸混凝土骨料取游料场施工电刘田庄引接
19 效益
水库建成满足城市生活工业农业水外获发电防洪养鱼等效益总效益显著
191 灌溉效益
灌溉效益分析成果见表23
表23 灌溉效益分析成果表
项 目
旱灌溉
旱改水稻
垦荒水稻
灌区灌产值差(元亩)
16200
35420
41200
分摊系数法
亩效益(元亩)
8100
17710
20600
单元水效益(元m3)
025
017
017
减成法
亩效益(元亩)
12400
37800
26100
单元水效益(元m3)
039
026
022
192 市钢铁基供水效益
城市总净产值中水效益分摊系数10计lm3水效益053元m3
193 防洪效益
防洪效益建库邻水库联合运削峰错峰程中减少游区洪水灾害效益计算水库年均效益44316万元年
194 发电效益
水电价格代水电效益0093元kWh计算
水库规划建筑物特性指标见表24
表24 水库规划建筑物特性指标
项 目
单 位
指 标
备 注
水位
校核洪水位
设计洪水位
正常蓄水位
死水位
校核尾水位
设计尾水位
正常尾水位
坝前堆沙高程
m
m
m
m
m
m
m
m
15630
15370
15320
11000
9910
9700
8410
9760
P002
P01
发电
库容
总库容
调洪库容
兴利库容
死库容
堆沙库容
m3
m3
m3
m3
m3
14．93×1O8
2．11×1O8
10．33×1O8
0．94×1O8
11．66×1O8
坝
坝型
混凝土实体重力坝
坝顶高程
m
15724
坝高
m
8924
坝顶长度
m
51900
坝顶溢流孔数
孔
15
堰顶高程
m
14170
孔净宽
m
1500
工作闸门尺寸
m×m×m
15×125
启闭机（2×45t固定式）
台
15
设计洪水泄力
m
1827600
校核洪水泄力
m3s
2452700
进水口
进口底高程
m3s
9000
孔底数尺寸
孔 m×m
45×6
弧形工作闸门
扇 m×m
45×6
工作门启闭机
台
4
设计水位泄水力
m3s
3584
校核水位泄水力
m3s
3663
110 形图质剖面图
TL水库枢纽形图见附图3TL水库坝线质剖面图见附图4
2 枢纽布置
坝型坝址选择水利枢纽设计重容两者相互联系坝址选坝型坝址应考虑种坝型进行万案较选择坝型坝址时应考虑素①形质条件重力坝形质条件适应性较强形条件重力坝影响形状河谷断面均修建重力坝应量选坝轴线较短坝体工程量较段②筑坝材料坝址附应足够符合求建筑材料③施工条件坝址附应开阔形便布置施工场距离交通干线便交通运输④综合效益应综合考虑防洪发电航运旅游环境等部门济效益
般混凝土重力坝应选择河谷宽阔质条件较充足砂卵石碎石料段坝轴线宜采直线
枢纽布置应遵循般原①坝址坝建筑物形式选择枢纽布置做施工方便工期短造价低②枢纽布置应满足建筑物布置求保证工作条件正常工作③满足建筑物强度稳定条件降低枢纽总造价年运转费④枢纽中建筑物布置紧凑量工种建筑物布置起减少联结建筑⑤枢纽中部分建筑物早期投产提前发挥效益(提前蓄水早期发电灌溉)⑥枢纽外观应周围环境相协调条件注意美观
般说拦河坝水利枢纽中占位确定枢纽工程位置时般先确定建坝河段进步确定坝轴线时考虑拟采坝型枢纽中建筑物总体布置合理解决综合利求般泄洪建筑物电站厂房应量布置河床位置供(引)水建筑物位岸坡
(1)溢流坝布置溢流坝位置应泄洪水时游连接建筑物基础流态淤致影响建筑物
(2)泄水孔导流底孔布置泄水孔般设河床部位坝段尺寸形式应根途选择狭窄河谷泄水孔宜溢流坝段相结合分开排沙孔应量发电进水口船闸等需排沙部位
(3)非溢流坝段布置非溢流坝通常布置河岸部分岸坡相连坝建筑物相连处常边墙导墙隔开
21 坝轴线选择
根坝址质形条件通定性分析确定坝轴线位置
211 坝址较
TL水库坝址游游分3坝址游第坝址位高台子村三道河村间选IVⅡI83 4条坝线河岸串岭沟板岩中I83坝线红峪第层石英砂岩板岩互层中间第坝址位二道河村桃林口水文站间选Ⅲ6OⅢ69Ⅲ83 红层线4条坝线坝基岩层高庄灰岩层中红层线位红色杨庄泥质灰岩游第三坝址位桃林口旧村新村间选ⅥⅦ两条坝轴线河床串岭沟板岩Ⅳ坝轴线坝基红峪石英砂岩夹砂页岩
3坝址11条坝线位置见图11
3坝址坝基岩层质年代属震系岩性点存软弱层夹泥层现已发现第坝址I83坝线基岩夹泥层泥膜 厚度3～5mm基岩深30m夹层夹泥厚度5cm左右二三坝址夹泥较
3坝址形质交通条件等较见表25
表25 坝址形质等条件较
坝址类
第坝址
第二坝址
第三坝址
形条件
河谷较窄适修建混凝土坝材料坝溢流堰底孔等泄水建筑物放河床右岸采引水式电站增加6m发电水头原副坝工程单宜修建材料坝
河谷称左岸坡缓坝轴线较长适修建混凝土坝材料坝养麦岭处天然单薄分水岭修建溢洪道泄水洞利形副坝工程单
河谷较窄适修建混凝土坝材料坝右岸山低脊薄需修建两座副坝工程项目
质条件
坝基石英砂岩板岩互层右岸北西裂隙较坝基软弱夹层泥膜切层夹泥厚3～5cm倾游左岸F122断层
通坝肩
混凝土坝基灰岩岩性均左坝头漏水养麦岭较单薄Ⅲ69坝基断层F104通破碎带宽度处理工程量材料坝坝基泥质灰岩页岩渗透性天然防渗惟幕溢洪道位养麦岭
坝基石英砂岩夹砂质页岩岩性坚硬坝硬坝基断层F8通右坝头F7通坝址游远处断层交汇处游离建昌营—秦皇岛断裂较坝体稳定利
震
６度
６度
7度
交通条件
坝址位峡谷中外交通便施工场狭窄
左
坝址位低山丘陵带交通方便施工场宽阔
距离建筑材料场远
距离建筑材料场较远
距离建筑材料场
212 坝线选择
第坝址IVⅡ3条坝线右岸岩层摺皱变化复杂断层密集适宜坝线相三河道附右岸岩层倾游层次分明较完整条件较I83坝线作第坝址代表
第二坝址中Ⅲ6OⅢ69两条坝线基岩灰岩右岸岩层产状相Ⅲ6O坝线右岸岩层走河流行倾河中倾角较高建坝蓄水存稳定素绕坝渗漏Ⅲ69坝线右岸岩层倾游层次较稳两者相Ⅲ69Ⅲ6O两坝线左岸存暖泉渗漏情况单薄分水岭——养麦岭蓄水稳定情况难握两坝线予考虑红层线Ⅲ83坝线坝基岩层强度稍低适宜修建材料坝Ⅲ83坝线左岸钻孔中高程1377m497m发现黑色含锰页岩51层厚度05～1Ocm厚达8cm性质松软表面润滑摩擦系数较低岩层走河流行宜作坝基
第三坝址中Ⅵ坝线河槽较宽右岸坝头已远离较高山头坝轴线拐弯增加坝线长度加工程量Ⅶ坝线坝基串岭沟板岩岩层强度较低软弱层相Ⅳ坝线Ⅵ坝线位现存溢流坝游80m处坝基岩层石英砂岩夹少数层砂质页岩岩层抗压强度抗滑摩擦系数板岩坝线作第三坝址代表
述较3坝址11条坝线适建坝仅I83红层线Ⅳ坝线3条综合较坝段形质交通条件确定设计第坝址I83坝线
22 坝型确定
TL水库位北纬400区坝址峡谷风口气温较低气候寒冷日气温变化值相差较条坝线河谷称河谷宽度坝高皆50坝基两岸岩层夹软弱岩层夹泥层宜修建拱坝类型轻型混凝土坝根区气象特点坝址区形质条件实际情况初步考虑采材料坝混凝土重力坝两种坝型作枢纽工程坝型较
I83坝线坝址两岸群山连绵左岸没修建溢洪道形条件右岸布置溢洪道位置山体高修建溢洪道需挖深超130m开挖土石方量约1560×lO4m3工程量浩坝线选材料坝方案济
述较分析183坝线混凝土实体重力坝宜
23 枢纽布置
枢纽布置应遵循般原①坝址坝建筑物形式选择枢纽布置做施工方便工期短造价低②枢纽布置应满足建筑物布置求保证工作条件正常工作③满足建筑物强度稳定条件降低E纽总造价年运转费④枢纽中建筑物布置紧凑量工种建筑物布置起减少联结建筑⑤枢纽中部分建筑物早期投产提前发挥效益(提前蓄水早期发电灌溉)⑥枢纽外观应周围环境相协调条件注意美观
坝址河谷宽约250m河床覆盖层厚4～7m河谷称右岸岩石裸露坡陡左岸山坡较缓基岩山麓堆积物覆盖坝基石英砂岩板岩互层岩层倾游视倾角160～180坝基建基高程位弱风化岩层基岩挖深7～15m枢纽布置方案考虑
(1)方案Ⅰ 河槽右左分溢流坝部分底孔部分电站部分两岸山坡溢流坝部分底孔溢流坝部分已全部占满河槽电站部分左岸山坡方案优点电站进口紧邻底孔利底孔沙防止电站进水口淤积缺点建筑物间太挤布置场紧张底孔放水时影响电站尾水位稳定性遇校核洪水泄洪时保护电站受淹没工程措施复杂外电站厂房进口引渠土石方开挖工程量
(2)方案Ⅱ 河槽右左分溢流坝部分底孔部分两岸山坡非溢流部分右岸开凿引水隧洞坝址游电站布置隧洞出口洞长约450m优点利QL河拐弯处折回然形条件增加6m发电水头电站厂房成系统互干扰场开阔遇校核洪水时易防护缺点增加条隧洞工程量项工程施工利
较述两方案方案D增加条引水隧洞相应增加工程费减少土石开挖方量增加6m发电水头河床建筑物布置相容易方案Ⅰ更合理方案Ⅱ推荐方案
3 坝体剖面设计
坝体剖面设计求做溢流坝坝高坝段设计挡水坝坝高坝段设计
31 坝顶高程确定
坝顶高程分设计校核两种情况计算
坝顶高程根重力坝级库区风浪作 混凝土重力坝设计规范确定般说坝顶应高校核洪水位坝顶游防浪墙高程应高波浪顶高程正常蓄水位校核洪水位高差式 (31)计算应选择两者中防浪墙顶高程较值作选定高程
⊿h h1％+hz+he (31)
式中 ⊿h——防浪墙顶正常蓄水位校核洪水位高差m
h1％——波高mh1％00166V54*D13
hz——波浪中心线正常蓄水位校核洪水位高差mhz4π(hl*12)2λ
he——安全超高表26计算正常蓄水时07m校核洪水05m
气象资料知年均风速V237ms D3km
表26 安全超高he
相应水位
坝安全级
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
正常蓄水位
07
05
04
校核洪水位
05
04
03
防浪墙高度般取12m
正常蓄水时采重现期50年年风速校核洪水位时采年均风速坝顶高程坝顶防浪墙高成计算式：
坝顶高程正常蓄水位+Δh正
坝顶高程校核洪水位+Δh校
（1） 设计洪水位时：
h1％00166（15V）54*D1300166*（15*237）54*313208 m
[λ设104*（h1％）08104*（208）081868]
hz4π(hl*12)2λ4*3142*(05*125) 21868073
（2） 校核洪水位时：
h1％00166V54*D1300166*23754*313125 m
[λ设104*（h1％）08104*（125）081243]
hz4π(hl*12)2λ4*3142*(05*125) 21243039
⊿h设 h1％+hz+he 208+073+07351
⊿h校 h1％+hz+he 125+039+05214
表24水库规划建筑物特性指标知 设计洪水位1537m校核洪水位1563m
：坝顶高程正常蓄水位+Δh正1537+35115721m
坝顶高程校核洪水位+Δh校1563+21415844m
取坝顶高程较值15844m作枢纽工程混凝土重力坝防浪墙顶高程坝顶设计高程158441215724m15724m＞1563m 坝顶高程高校核洪水位符合求
32 非溢流坝剖面设计
非溢流坝剖面尺寸初步拟定参考建工程考虑溢流坝连接等具体情况容坝顶高程坝顶宽度坝坡防浪墙等
321 坝顶设计
满足坝顶设备布置运行检修施工交通需坝顶设立行道防浪墙公路桥排水设施等
322 坝顶宽度设计
适应运施工需坝顶必须定宽度般坝顶宽度取坝高18～1103m坝顶交通求根关规定确定坝顶宽度8米[（1572475）*11082米取8米]满足项求
323 坝坡设计
坝体游面建议取铅直面游坝坡根稳定应力求确定般106～108间：游坝坡取107时满足稳定强度求坝体游面布置折面折坡终点高程确定95m边坡初步设计1：02
324 游起坡点位置确定
游起坡点位置应根坝实剖面形式坝顶宽度结合坝基剖面计算（常基剖面顶点位校核洪水位处）游边坡系数宜m06～08设计取07常态混凝土重力坝非溢流坝段游面铅直面斜面折面根工程实践游边坡系数宜采10～102游面折面折坡终点高程确定95m
325 坝段长度
坝段长度取决基特性河谷形温度变化结构布置浇筑力等坝段长度般15～2Om里设计取20m
326 防浪墙
坝顶设立防浪墙降低坝顶路面高程防浪墙高度般取12m工程坝顶防浪墙设计墙高12米墙宽03米采坝体连成整体钢筋混凝土墙体结构
327 坝顶道路
坝顶道路设计：两侧设宽1米行道中间坝顶公路坝顶道路两侧布置集水沟汇集雨水坝面排水沟排游排水沟设计尺寸30*30cm
33 溢流坝剖面设计
溢流坝剖面设计分4方面容泄水方式选择断面尺寸拟定水力计算闸墩尺寸拟定
331 泄水方式选择
溢流坝泄水方式开敞溢流式孔口溢流式
(1)开敞溢流式 称坝顶溢流式堰顶设闸门设设闸门溢流孔堰顶高程正常水位齐泄洪时库水位垄高加淹没损失非溢流坝顶高程相应提高结构简单理方便适洪水量较淹没损失中型工程设置闸门溢流孔闸门顶致正常蓄水位齐堰项高程较低调节水库水位泄流量减少游淹没损失非溢流坝工程量通常中型工程溢流坝均装设闸门
(2)孔口溢流式 根洪水预报提前放水腾出库容储蓄洪水提高调洪力库水位低胸墙时泄水流坝顶溢流式相库水位高出孔口定高度时孔口泄流
根工程实际情况建议采开敞溢流式：坝顶溢流式堰顶设闸门
332 断面尺寸设计
(1)单宽流量确定 般首先考虑游河床质条件坑危坝体安全前提选择合理单宽流量根国外工程实践工程情况建议设计水位单宽流量取80～90m3(sm)校核洪水位取105～1l5m3(sm)设计设计水位单宽流量取q90m3(sm)校核洪水位取q校 110m3(sm)
(2)孔口尺寸 采开敞式溢流时设计洪水泄流量Ｑ18276 m3s校核洪水泄流量Ｑ校24527 m3s确定溢流段净宽：LQq
L设Qq182769020307
L校Qq2452711022297
取面数字中较22297m溢流段净宽孔口宽度取15m溢流段分段数：22297151486取整数15段溢流段总宽度15*15225m
333 堰顶高程
堰顶水头H0开敞式溢流堰泄流力计算公式反算出
QCmεσSL（2g）12H032
H0 { Q [CmεσSL（2g）12]}23{18276[1*0494*09*10*22297*（2*98）12]}23
1201m
(注游溢流坝面设铅直C10ε取09σS取10先假定PD0≥133H0HD09查表流量系数0494)
堰顶高程HH设H0153712011417m
游堰顶高程PH河床底高程141768737m
334 闸门尺寸设计
包括闸门形式选择工作桥交通桥布置闸墩形式长度高度厚度等尺寸拟定
3341 设置工作闸门检修闸门
工作闸门设溢流堰顶部溢流面水流闸门设堰顶稍游检修闸门工作闸门间应留2米净距便进行检修全部溢流孔通常备1～2检修闸门交
考虑闸孔较宽工作闸门选弧形闸门优点启门力闸墩较薄门槽水流局门开启时水流条件较缺点闸墩较长受力条件差检修闸门采面闸门
启闭机选固定式启闭机固定工作桥
3342 闸墩工作桥
闸墩作溢流坝前缘分隔干孔口承受闸门传水压力坝顶桥梁启闭设备支撑结构
水流减孔口水流侧收缩闸墩游端常采半圆形游端逐渐收缩形成流线型水流扩散
考虑分缝闸墩厚度326m闸墩较薄避免产生拉应力需配置受力钢筋构造钢筋闸墩结构计算确定
考虑满足布置闸门工作桥交通桥启闭机械求闸墩长度33米高度游交通桥顶部高程确定1570 m游工作桥高程1647m
工作桥采钢筋混凝土结构工作桥面布置满足启闭机械安装运行条件求溢流坝两侧设边墩称边墙导水墙方面起闸墩作时起分隔溢流段非溢流段作
335 溢流面设计
溢流面曲线顶部曲线段中间直线段部反弧段三部分组成设计求：①较高流量系数②水流产生空蚀减少顶部曲线段形状泄流力流态影响坝顶溢流式孔口采WES曲线
3351 溢流面顶部曲线采WES曲线
曲线具体形式见图（22）中Hd定形设计水头堰顶作水头Hmah75～95计算Hmah校核流量堰水头
Hmah H校H堰顶15631417146 m
H0HD09出 HDH00912010913344
堰顶WES曲线相关数计算表：
距堰顶O点X值
距堰顶O点Y值R值
X10175Hd2335m
R105Hd6672m
X10276Hd3683m
R202Hd2669m
X10282Hd3763m
R3004Hd0533m
X11m
Y0055m
X12m
Y02m
X13m
Y0422m
……
……
堰顶游曲线公式X18520 Hd085y 计算点坐标
堰顶WES曲线坐标表
堰顶左侧
X
2335
3683
3763
R
6672
2669
0533
堰顶右侧
X
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Y
0055
02
0422
0718
1085
1521
2023
2589
322
3913
4667
3352 游反弧段曲线
游反弧段反弧半径R(4～1O)hh校核洪水位闸门全开时反弧段低点处水深R太水流转够游延伸太长增加工程量反弧段流速V ＜16 ms时取限流速越反弧半径宜选较值消工采挑流消鼻坎顶高程高出游高水位H215m 校核水位洪水期允许泄流量设计指导书查游高水位9910m取鼻坎顶高程10125m鼻坎底高程溢流坝底高程相6800m溢流坝游反弧段作溢流坝面泄水流游消设施相衔接取反弧半径R16（节计算公式）
3353 中间直线段设计
中间直线段坝顶曲线部反弧段相切坡度般非溢流坝段游坡相 107
34 水力计算
水力计算容包括堰顶流量计算游消水力计算等根工程实际情况建议采挑流消方式挑流消设计容包括选择合适鼻坎形式反弧半径鼻坎高程挑射角度计算种泄量时挑射距离坑深度
341 堰顶流
根溢流坝孔口尺寸出：溢流坝段总宽度225m设计洪水泄流量Q设18276m3s C10ε取09σS取10m0494 H0设1201m校核洪水泄流量Q 24527m3s C10ε取09σS取100507 H0设146m
堰顶流量计算公式见水工建筑物教材中开敞式溢流堰泄流力计算公式
设计洪水位高程1537m堰顶高成14170 m时：
Q CmεσSL（2g）12H0设32
10*09*10*0494*225*（2*98）12*120132
18432m3s＞Q设（18276m3s）
校核洪水位高程15630m堰顶高成14170 m时：
Q CmεσSL（2g）12H0校32
10*09*10*0507*225*（2*98）12*14632
25357m3s＞Q校（24527m3s）
342 消工形式选择
设计原：⑴量泄水流部分动消耗水流部紊动中水流空气摩擦⑵产生危坝体安全河床刷岸坡局部刷⑶泄水流稳影响枢纽中建筑物正常运行⑷结构简单工作⑸工程量济
根形质枢纽布置水头泄量运行条件消防求游水深变幅等条件进行技术济较选择消工形式挑流式消
3421 挑流消
鼻坎顶高程：高出游高水位h215m校核洪水期允许泄流量设计指导书查游高水位9910m取鼻坎顶高程10125m鼻坎底高程溢流坝底高程相6800m
游反弧段反弧半径R(4～1O)hh校核洪水位闸门全开时反弧段低点处水深流速V 较分析反弧半径R宜选较值
：R（4～1O）h86～215m溢流坝面泄水流游消设施相衔接设计取16m
挑射角θ15°～ 35°取θ35°
3422 坑深度
坑深度：Tkq05H025 t
式中：k—刷系数I83线覆盖层沙石层表225查k11
q—单宽流量堰顶流知流量Q 25357m3s
q Q L253572251127 m3（sm）
H—游水位差H H校H校尾1563991572 m
t—游水深t99184115 m
：Tkq05H025t 11*112705572025151711
3423 水舌挑射距离
水舌挑射距离计算： L′＝L＋ΔL
中 L1g{ν12sinθcosθ+ν1 cosθ+ [ν12sin2θ+2g(h1+ h2)]12}
ΔLTtanβ
式中： L′—坑深点坝游垂直面水距离m
L—坝游垂直面水舌外缘进入游水面河床面交点水距离m
ΔL—水舌外缘河床面交点坑深点水距离m
ν1—坎顶水面流速ms鼻坎出均流速ν11倍计算：
H01563101255505m
ν111ν11ψ（2gH0）1211*095*（2*98*5505）123432ms
θ—挑射角
h1—坎顶垂直方水深mh1 h cosθ215cos35°262m
h—坎顶水深
h2—坎顶河床面高差河床面高程841mh2101258411715 m
ψ—堰面流速系数取09～10查水力学717表取ψ095
T—坑深度m面（2）项知T 1711 m
β—水舌外缘游水面夹角取β40°
L198{34322*sin35°*cos35°+3432 cos35°+ [34322sin235°+2*98(262+ 1715)]12}6218m
ΔLTtanβ1711*tan40°1436m
挑射距离：L′＝L＋ΔL6128+14367654
4 坝体结构设计计算
41 挡水坝荷载作组合
411 作挡水坝荷载：
基组合1：兴利水位静水压力扬压力浪压力重泥沙压力
基组合2：设计洪水位时静水压力扬压力浪压力重泥沙压力
特殊组合1：校核洪水位时静水压力扬压力浪压力重泥沙压力
特殊组合2：兴利水位水压力扬压力浪压力重泥沙压力震惯性力震动水压力动土压力等
基组合1基组合2特殊组合1中荷载相计算高水位时进行验算计算特殊组合1特殊组合2
4111 特殊组合1
校核洪水位1563 m游取校核尾水位991 m坝基高程取低处750 m取1m宽坝段进行计算见图
1重
W110×835×2420040kN
W212×5256×657×2441438kN
W312×20×4×24960kN
2水压力
游水水压力：P112×10×813233048kN
游水水压力：P212×10×24122904kN
游垂直水压力：Q14×613×102448kN
Q212×4×20×10400 kN
游垂直水压力：Q412×1928×241×102323kN
3扬压力
坝基设帷幕灌浆排水孔帷幕灌浆排水孔中心线距游坝坡分20 m50m排水处扬压力折减系数α03
U1241×6656×1016041kN
U212×2436×6156×107498kN
U312×(812+2436)×5×102639kN
4浪压力
水库校核洪水位15630m设计洪水位15370m年均风速V237ms水库吹程D3km波浪素计算：
V237ms202 hl 000625···g
000625···981
188m
2 Ll 00386··g
00386··981
641m
hz≈061 hl 057m
坝前水深H1813
gDV252 h1188×124 233m
正常高水位情况半波长Ll32 mH1>Ll浪压力深水波计算：
P1γ0 Ll－
10××32－429 kN
5泥沙压力
水泥沙压力：P m 1 TLan2(45°－φ2)
TLan2(45°－12°2)
1507kN
垂直泥沙压力：P m 212×(226+26)×4×9 454kN
[见附表：荷载计算表（特殊组合1）]
4112 特殊组合2
正常蓄水位1532m游正常水位841m坝基高程取低处750 m取1m宽坝段进行计算：
1重
W110×835×2420040kN
W212×5256×657×2441438kN
W312×20×4×24960kN
2水压力
游水水压力：P112×10×782230576kN
游水水压力：P212×10×912414kN
游垂直水压力：Q14×582×102328kN
Q212×4×20×10400 kN
游垂直水压力：Q412×728×91×10331kN
3扬压力
坝基设帷幕灌浆排水孔帷幕灌浆排水孔中心线距游坝坡分20 m50m排水处扬压力折减系数α03
U191×6656×106057kN
U212×2346×6156×107221kN
U312×(782+2346)×5×102542kN
4浪压力
正常蓄水位1532m年均风速V237ms水库吹程D3km波浪素计算：
V237ms202 hl 000625···g
000625···981
188m
2 Ll 00386··g
00386··981
641m
hz≈061 hl 057m
坝前水深H1813 m
gDV252 h1×124 233m正常高水位情况半波长Ll32 mH1>L l浪压力深水波计算：
P1γ0 Ll－
10××32－429 kN
5泥沙压力
水泥沙压力：P m 1 TLan2(45°－φ2)
TLan2(45°－12°2)1507kN
垂直泥沙压力：P m 212×(226+26)×4×9 454kN
6震惯性力：
坝址处基烈度6度该工程1级建筑物设计烈度7度应该考虑震力
根列公式分计算
FiαiξGiαig
式中：Fi－坝体分块作第i坝块形心水震惯性力
αi－水设计震加速度
ξ－震作效应折减系数取025
Gi－第i坝块重量kN
αi－第i坝块动态分布系数列公式计算：
αi14×
式中：n－坝体分块总数
H－坝高
G－坝体总重量kN
Gj－第i坝块重量kN
hihj－分第ij形心倒坝底面高度
坝体分3块
G110×835×2420040kN
h14175m
G212×5256×657×2441438kN
h 21752 m
G312×20×4×24960kN
h 3667 m
G20040＋41438＋96062798kN
H835m
：α11613α21842α31291
：F101×98×025×20040×161398808 kN
F201×98×025×41438×1842981908 kN
F301×98×025×960×12919831 kN
[见附表二 荷载计算表（特殊组合2）]
412 作溢流坝荷载组合
作溢流坝荷载：
基组合1：兴利水位静水压力扬压力浪压力重泥沙压力
基组合2：设计洪水位时静水压力扬压力浪压力重泥沙压力
特殊组合1：校核洪水位时静水压力扬压力浪压力重泥沙压力
特殊组合2：兴利水位水压力扬压力浪压力重泥沙压力震惯性力震动水压力动土压力等
基组合1基组合2特殊组合1中荷载相计算高水位时进行验算计算特殊组合1特殊组合2
4121 特殊组合1
校核洪水位1563 m游取校核尾水位991 m坝基高程取低处650 m取1m宽坝段进行计算：
溢流坝顶部曲线段中间直线段部反弧段三部分组成顶部高程14170闸敦交通桥工作桥起闭设备保守计算基三角形断面考虑闸敦交通桥工作桥起闭设备部反弧段基三角形断面部分似取梯形断面计算顶宽92 m游面坡1：08游面折面950 m垂直950 m坡1：02底宽7656m见图
1重
W192×767×2416935kN
W212×6136×767×2456476kN
W312×30×4×241440kN
2水压力
游水水压力：P112×10×913241678kN
游水水压力：P212×10×34125814kN
游垂直水压力：Q14×613×102448kN
Q212×4×30×10600 kN
游垂直水压力：Q412×2728×341×104651kN
3扬压力
坝基设帷幕灌浆排水孔帷幕灌浆排水孔中心线距游坝坡分20 m50m排水处扬压力折减系数α03
U1341×7656×1026107kN
U212×2739×7156×109800kN
U312×(913+2739)×5×101483kN
4浪压力
水库校核洪水位15630m设计洪水位15370m年均风速V237ms水库吹程D3km波浪素计算：
V237ms202 hl 000625···g
000625···981
188m
2 Ll 00386··g
00386··981
641m
hz≈061 hl 057m
坝前水深H1813
gDV252 h1×124 233m
正常高水位情况半波长Ll32 m H1>Ll浪压力深水波计算：
P1γ0 Ll－
10××32－429 kN
5泥沙压力
水泥沙压力：P m 1 TLan2(45°－φ2)
TLan2(45°－12°2)
3136kN
垂直泥沙压力：P m 212×(326+26)×4×9 634kN
见附表5：荷载计算表（特殊组合1）
4122 特殊组合2
正常蓄水位1532m游正常水位841m取1m宽坝段进行计算：
1重
W192×767×2416935kN
W212×6136×767×2456476kN
W312×30×4×241440kN
2水压力
游水水压力：P112×10×882238896kN
游水水压力：P212×10×19121824kN
游垂直水压力：Q14×582×102328kN
Q212×6×30×10900 kN
游垂直水压力：Q412×1528×191×101459kN
3扬压力
坝基设帷幕灌浆排水孔帷幕灌浆排水孔中心线距游坝坡分20 m50m排水处扬压力折减系数α03
U1191×7656×1014623kN
U212×2646×6136×108118kN
U312×(882+2646)×5×101433kN
4浪压力
正常蓄水位1532m年均风速V237ms水库吹程D3km波浪素计算：
V237ms20
2 hl 000625···g
000625···981
188m
2 Ll 00386··g
00386··981
641m
hz≈061 hl 057m
坝前水深H1813 m
gDV252 h1×124 233m
正常高水位情况半波长Ll32 m
H1>L l浪压力深水波计算：
P1 γ0 Ll－
10××32－429 kN
5泥沙压力
水泥沙压力：P m 1TLan2(45°－φ2)
TLan2(45°－12°2)
2362kN
垂直泥沙压力：P m 212×(326+26)×4×9 634kN
6震惯性力：
坝址处基烈度67度该工程1级建筑物设计烈度7度应该考虑震力
根列公式分计算：
FiαiξGiαig
式中：Fi－坝体分块作第i坝块形心水震惯性力
αi－水设计震加速度
ξ－震作效应折减系数取025
Gi－第i坝块重量kN
αi－第i坝块动态分布系数列公式计算：
αi14×
式中：n－坝体分块总数
H－坝高
G－坝体总重量kN
Gj－第i坝块重量kN
hihj－分第ij形心倒坝底面高度
坝体分3块
G192×767×2416935kN
h13835m
G212×6136×767×2456476kN
h 22557 m
G312×30×4×241440kN
h 310 m
G16935＋56476＋144074851kN
H 935m
：α11935α21785α31749
：F101×98×025×16935×193598819kN
F201×98×025×56476×1785982520kN
F301×98×025×1440×17499863kN
[见附表6：荷载计算表（特殊组合2）]
42 挡水坝承载力极限状态验算正常极限状态验算
421 坝体抗滑稳定性校核
采极限状态设计表达式：
γ0ψS（γGGKγQQKαK）≦R（fKγmαK ）
式中： γ0－结构重性系数
ψ－设计状况系数
S（·）－作效应函数
R（·）－结构构件抗力函数
γG－永久作分项系数
γQ－变作分项系数
GK－永久作标准值
QK－变作标准值
αK－参数标准值
fK－材料性标准值
γm－材料性分项系数
γdl－基组合系数
S（·）ΣP R
R（·） f`RΣW R+c`RA R
式中ΣP R－基面全部切作KN
f`R－基面抗剪断摩擦系数
c`R－基面抗剪断黏骏聚力KPa
ΣW R－基面全部法作KN
特殊组合1：校核洪水位1563 m游取校核尾水位991 m
（1）确定坝体荷载标准值详见表
（2）查出项荷载分项系数详见表
（3）计算坝体荷载设计值详见表
（4）计算作效应函数
S（·）ΣP R
∑P R－坝基面全部切作作设计值水方见表
S（·）34714—291031804KN
（5）计算抗滑稳定抗力函数
查表选择II类岩体确定f`RK10c`RK084 Mpa
查表f`R分项系数13c`R分项系数30
f`R坝基面抗剪断摩擦系数f`R1130769
坝基面抗剪断黏骏聚力c`R8403280 KPa
坝基面宽度6656m坝段取1 m
抗滑稳定抗力函数R（·） f`RΣW R+c`RA R
ΣW R基面全部法作计算见表
ΣW R 38140KN
R（·）0769×38140+280×665647966 KN
（6）校核抗滑稳定性
持久状况设计状况系数ψ101级建筑物结构重性系数γ011基组合系数γdl12
γ0ψS（·）≦R（·）
γ0ψS（·）11×10×3180432711 KN
R（·）479661239972KN
32711<39972
计算结果表明重力坝校核洪水位情况满足承载力极限状态抗滑稳定求
[见附表三：荷载计算表（特殊组合1）]
特殊组合2：正常蓄水位1532m游正常水位841m
（1）确定坝体荷载标准值详见表
（2）查出项荷载分项系数详见表
（3）计算坝体荷载设计值详见表
（4）计算作效应函数
S（·）ΣP R
∑P R－坝基面全部切作作设计值水方见表：
S（·）35417—42034997KN
（5）计算抗滑稳定抗力函数
查表选择II类岩体确定f`RK10c`RK084 Mpa
查表f`R分项系数13c`R分项系数30
f`R坝基面抗剪断摩擦系数f`R1130769
坝基面抗剪断黏骏聚力c`R8403280 KPa
坝基面宽度6656m坝段取1 m
抗滑稳定抗力函数R（·） f`RΣW R+c`RA R
ΣW R基面全部法作计算见表
ΣW R 48269KN
R（·）0769×48269+280×665655756KN
（6）校核抗滑稳定性
偶然状况设计状况系数ψ0851级建筑物结构重性系数γ011基组合系数γdl12
γ0ψS（·）≦R（·）
γ0ψS（·）11×085×3499732722 KN
R（·）557561246463KN
32722<46463
计算结果表明重力坝正常蓄水位震情况满足承载力极限状态抗滑稳定求[见附表四：荷载计算表（特殊组合2）]
422 坝体强度稳定承载力极限状态验算
挡水坝坝体混凝土坝基岩石基组合进行验算
4221 坝址混凝土抗压强度极限状态验算
根列公式：
γ0ψS（·）≦R（·）
S（·）（－）（1+）
R（·） fc
式中S（·）－作效应函数
R（·）－结构构件抗力函数
∑W R－坝基面全部法作KN
∑M R －全部作坝基面形心力矩kN·m
J R－坝基面形心轴惯性矩
TL R－坝基面形心轴游面距离
fc－混凝土抗压强度
特殊组合1：校核洪水位1563 m游取校核尾水位991 m
已知坝基底宽B6656m取1m坝段进行验算AR 6656m2游坝坡坡率m208
混凝土选C10等级C10fkc 98MPa
fc fkc γm9815653 MPa
坝基岩石抗压强度弱风化岩顶面：100~120Mpa微风化岩顶面：150~160Mpa取fkR 100 MPa
γ0ψS（·）≦R（·）
S（·） （－）（1+）
（－）（1+）
1690kpa
R（·） fc 98Mpa9800kpa
持久状况设计状况系数ψ101级建筑物结构重性系数γ011基组合系数γdl18
γ0ψS（·）≦R（·）
γ0ψS（·）10×11×16901859 kpa
R（·）9800185444 kpa
1859<5444
特殊组合2：正常蓄水位1532m游正常水位841m
已知坝基底宽B6656m取1m坝段进行验算AR 6656m2游坝坡坡率m208
混凝土选C10等级C10fkc 98MPa
fc fkc γm9815653 MPa
坝基岩石抗压强度弱风化岩顶面：100~120Mpa微风化岩顶面：150～160Mpa取fkR 100 MPa
γ0ψS（·）≦R（·）
S（·） （－）（1+）
（－）（1+）
1272kpa
R（·） fc 98Mpa9800kpa
偶然状况设计状况系数ψ0851级建筑物结构重性系数γ011基组合系数γdl18
γ0ψS（·）≦R（·）
γ0ψS（·）085×11×12721190kpa
R（·）9800185444 kpa
1190<5444
4222 坝址基岩抗压强度极限状态验算
fkR 100 Mpafkc 98MPa
fkR〉〉fkc 免校核
423 正常极限状态验算
验算坝踵垂直正应力出现拉应力
+≧0
1特殊组合1：校核洪水位1563 m游取校核尾水位991 m
+＋115 kpa〉0
2特殊组合2：正常蓄水位1532m游正常水位841m
+＋178kpa〉0
验算：非溢流坝承载力极限状态正常极限状态设计满足求
43 溢流坝承载力极限状态验算正常极限状态验算
431承载力极限状态验算
4311 坝体抗滑稳定性校核
1特殊组合1：校核洪水位1563 m游取校核尾水位991 m
（1）确定坝体荷载标准值详见表
（2）查出项荷载分项系数详见表
（3）计算坝体荷载设计值详见表
（4）计算作效应函数
S（·）ΣP R
∑P R－坝基面全部切作作设计值水方见表
S（·）40173KN
（5）计算抗滑稳定抗力函数
查表选择II类岩体确定f`RK10c`RK084 Mpa
查表f`R分项系数13c`R分项系数30
f`R坝基面抗剪断摩擦系数f`R1130769
坝基面抗剪断黏骏聚力c`R8403280 KPa
坝基面宽度7656m坝段取1 m
抗滑稳定抗力函数R（·） f`RΣW R+c`RA R
ΣW R基面全部法作计算见表
ΣW R 43664KN
R（·）0769×43664+280×765655014KN
（6）校核抗滑稳定性
持久状况设计状况系数ψ101级建筑物结构重性系数γ011基组合系数γdl12
γ0ψS（·）≦R（·）
γ0ψS（·）11×10×4017344190KN
R（·）550141245845KN
44190<45845
计算结果表明重力坝校核洪水位情况满足承载力极限状态抗滑稳定求
见附表7：荷载计算表（（特殊组合1））
2特殊组合2：正常蓄水位1532m游正常水位841m
（1）确定坝体荷载标准值详见表
（2）查出项荷载分项系数详见表
（3）计算坝体荷载设计值详见表
（4）计算作效应函数
S（·）ΣP R
∑P R－坝基面全部切作作设计值水方见表
S（·）43654KN
（5）计算抗滑稳定抗力函数
查表选择II类岩体确定f`RK10c`RK084 Mpa
查表f`R分项系数13c`R分项系数30
f`R坝基面抗剪断摩擦系数f`R1130769
坝基面抗剪断黏骏聚力c`R8403280 KPa
坝基面宽度7656m坝段取1 m
抗滑稳定抗力函数R（·） f`RΣW R+c`RA R
ΣW R基面全部法作计算见表
ΣW R 54215KN
R（·）0769×54215+280×765663128KN
（6）校核抗滑稳定性
偶然状况设计状况系数ψ0851级建筑物结构重性系数γ011基组合系数γdl12
γ0ψS（·）≦R（·）
γ0ψS（·）11×085×4365441003 KN
R（·）631281252607KN
41003<52607
计算结果表明重力坝正常蓄水位震情况满足承载力极限状态抗滑稳定求
见附表8：荷载计算表（（特殊组合2））
4312 坝体强度稳定承载力极限状态验算
43121 坝址混凝土抗压强度极限状态验算
1特殊组合1：校核洪水位1563 m游取校核尾水位991 m
已知坝基底宽B7656m取1m坝段进行验算AR 7656m2游坝坡坡率m207
混凝土选C10等级C10fkc 98MPa
fc fkc γm9815653 MPa
坝基岩石抗压强度弱风化岩顶面：100～120Mpa微风化岩顶面：150～160Mpa取fkR 100 MPa
γ0ψS（·）≦R（·）
S（·）（－）（1+）
（－）（1+）
4806kpa
R（·） fc 98Mpa9800kpa
持久状况设计状况系数ψ101级建筑物结构重性系数γ011基组合系数γdl18
γ0ψS（·）≦R（·）
γ0ψS（·）10×11×18061986 kpa
R（·）9800185444 kpa
1986<5444
2特殊组合2：正常蓄水位1532m游正常水位841m
已知坝基底宽B7656m取1m坝段进行验算AR 7656m2游坝坡坡率m207
混凝土选C10等级C10fkc 98MPa
fc fkc γm9815653 MPa
坝基岩石抗压强度弱风化岩顶面：100~120Mpa微风化岩顶面：150~160Mpa取fkR 100 MPa
γ0ψS（·）≦R（·）
S（·）（－）（1+）
（－）（1+）
1966kpa
R（·） fc 98Mpa9800kpa
偶然状况设计状况系数ψ0851级建筑物结构重性系数γ011基组合系数γdl18
γ0ψS（·）≦R（·）
γ0ψS（·）085×11×19661894kpa
R（·）9800185444 kpa
1984<5444
43122坝址基岩抗压强度极限状态验算
fkR 100 Mpafkc 98MPa
fkR〉〉fkc 免校核
432 正常极限状态验算
验算坝踵垂直正应力出现拉应力
+≧0
1特殊组合1：校核洪水位1563 m游取校核尾水位991 m
+＋39 kpa〉0
2特殊组合2：正常蓄水位1532m游正常水位841m
+＋223 kpa〉0
表
荷载计算表（特殊组合1）
荷载
计算公式
垂直力KN
水力KN
偏心距m
（距底面形心）
力距KN m
（↑）
（↓）
（←）
（→）
↘（+）
↙（）
重
W110×835×24
20040
e3328410÷22428
495312
重
W212×5256×657×24
41438
e33281046256÷3－157
65058
重
W312×20×4×24
960
e33284×2÷33061
29389
游水水压力
P112×10×8122
33048
e813÷3271
895600
游水水压力
：P212×10×2412
2904
e241÷3803
23329
游垂直水压力
Q14×612×10
2448
e33284÷2134
76573
游垂直水压力
Q212×4×20×10
400
e33284÷33195
12779
游垂直水压力
Q412×1928×241×10
2323
e33281928÷32685
62372
浮托力
U1241×6656×10
16041
0
0
0
渗透压力
U212×2436×6156×10
7498
e3328－6256÷35743
119131
渗透压力
U312×(812+2436)×5×10
2639
e33285×(813+2×2436)÷3÷(813+2436)3123
82414
浪压力
P110××32
948
e813+2337971
756
浪压力
P2
512
e8137717
395
水泥沙压力
Pm 1TLan2(45°－12°2)
1507
e753
11353
垂直泥沙压力
P m 212×(226+26)×4×9
454
e3328—4×(226+2×26)÷3÷(226+26)318
14441
合计
27685
68063
290912
3443598
771349
1117553
合计
40378
31527
346204
表二
荷载计算表（特殊组合2）
荷载
计算公式
垂直力KN
水力KN
偏心距m
（距底面形心）
力距KN m
（↑）
（↓）
（←）
（→）
↘（+）
↙（）
重
W110×835×24
20040
e3328410÷22428
495312
重
W212×5256×657×24
41438
e33281046256÷3－157
65058
重
W312×20×4×24
960
e33284×2÷33061
29389
游水水压力
P112×10×7822
30576
e782÷32607
797014
游水水压力
P212×10×912
414
e91÷3303
1256
游垂直水压力
Q14×582×10
2328
e33284÷2134
31195
游垂直水压力
Q212×4×20×10
400
e33284÷33195
12780
游垂直水压力
Q412×728×91×10
331
e3328728÷33085
10212
浮托力
U191×6656×10
6057
0
渗透压力
U212×2346×6156×10
7221
e3328－6256÷35743
53652
渗透压力
U312×(782+2346)×5×10
2542
e33285×（782+2×2346）÷3÷（782+2346） 3123
79387
浪压力
P110××32
948
e782+2337661
726
浪压力
P2
512
e7827607
389
水泥沙压力
Pm 1TLan2(45°－12°2)
1507
e753
11353
垂直泥沙压力
P m 212×(226+26)×4×9
454
e3328—4×(226+2×26)÷3÷(226+26)318
14441
震惯性力
F101×98×025×20040×161398
808
e4175
33734
震惯性力
F201×98×025×41438×184298
1908
e1752
33428
震惯性力
F301×98×025×960×129198
31
e667
207
合计
15820
65951
419
34839
638414
1031119
合计
50131
34420
741667
表三
荷载计算表（特殊组合1）
荷载
垂直力标准值KN
水力标准值KN
分项
系数
垂直力设计值KN
水力设计值KN
力距标准值KN m
力距设计值KN m
（↑）
（↓）
（←）
（→）
（↑）
（↓）
（←）
（→）
↘（+）
↙（）
↘（+）
↙（）
重
20040
10
20040
495312
495312
0
重
41438
10
41438
65058
0
65058
重
960
10
960
29389
29389
0
游水水压力
33048
10
33048
895600
0
895600
游水水压力
2904
10
2904
23329
23329
0
游垂直水压力
2448
10
2448
76573
76573
0
游垂直水压力
400
10
400
12779
12779
0
游垂直水压力
2323
10
2323
62372
0
62372
浮托力
16041
10
16041
0
0
0
0
渗透压力
7498
12
8998
119131
142957
0
渗透压力
2639
12
3167
82414
0
98897
浪压力
948
12
11
756
0
907
浪压力
512
12
6
395
474
0
水泥沙压力
1507
12
1808
1654
0
11353
垂直泥沙压力
454
12
545
14441
17329
0
合计
27685
68063
2909
34436
30014
68154
2910
34714
771349
1117553
798142
1136458
合计
40378
31527
38140
31804
346204
338316
表四
荷载计算表（特殊组合2）
荷载
垂直力标准值KN
水力标准值KN
分项
系数
垂直力设计值KN
水力设计值KN
力距标准值KN m
力距设计值KN m
（↑）
（↓）
（←）
（→）
（↑）
（↓）
（←）
（→）
↘（+）
↙（）
↘（+）
↙（）
重
20040
10
20040
495312
495312
重
41438
10
41438
65058
65058
重
960
10
960
29389
29389
游水水压力
30576
10
30576
797014
797014
游水水压力
414
10
414
1256
1256
游垂直水压力
2328
10
2328
31195
31195
游垂直水压力
400
10
400
12780
12780
游垂直水压力
331
10
331
10212
10212
浮托力
6057
10
6057
渗透压力
7221
12
86652
53652
643824
渗透压力
2542
12
30504
79387
952644
浪压力
948
12
11376
726
8712
浪压力
512
12
6144
389
4668
水泥沙压力
1507
12
18084
11353
136236
垂直泥沙压力
454
12
5448
14441
173292
震惯性力
808
11
8888
33734
371074
震惯性力
1908
11
20988
33428
367708
震惯性力
31
11
341
207
2277
合计
15820
65951
419
34839
17773
66042
420
35417
638414
1031119
652110
1056149
合计
50671
34420
48269
34997
392705
404039
表五
荷载计算表（特殊组合1）
荷载
计算公式
垂直力KN
水力KN
偏心距m
（距底面形心）
力距KN m
（↑）
（↓）
（←）
（→）
↘（+）
↙（）
重
W192×767×24
16935
e3828692÷22768
468761
重
W212×6136×767×24
56476
e38289266136÷3263
148344
重
W312×30×4×24
1440
e38286×2÷33428
49362
游水水压力
P112×10×9132
41678
e913÷33103
1293407
游水水压力
P212×10×3412
5814
e341÷31137
66086
游垂直水压力
Q14×613×10
2448
e38286÷23528
86365
游垂直水压力
Q212×4×30×10
600
e38284÷33695
22170
游垂直水压力
Q412×2728×341×10
4651
e38282728÷32919
91630
浮托力
U1341×7656×10
26107
0
0
0
渗透压力
U212×2739×7156×10
9800
e3828－7156÷35944
92479
渗透压力
U312×(913+2739)×5×10
1483
e38285×(913+2×2739)÷3÷(913+2739)3623
53729
浪压力
P110××32
948
e913+2338971
850
浪压力
P2
512
e9138717
446
水泥沙压力
Pm 1TLan2(45°－12°2)
3136
e1087
34088
垂直泥沙压力
P m 212×(326+26)×4×9
634
e3828—4×(326+2×26)÷3÷(326+26)3685
23362
合计
37390
83184
5819
44823
957375
1473704
合计
45794
39004
536329
表六
荷载计算表（特殊组合2）
荷载
计算公式
垂直力KN
水力KN
偏心距m
（距底面形心）
力距KN m
（↑）
（↓）
（←）
（→）
↘（+）
↙（）
重
W192×767×24
16935
e3828692÷22768
468761
重
W212×6136×767×24
56476
e38289266136÷3263
148344
重
W312×30×4×24
1440
e38286×2÷33428
49362
游水水压力
P112×10×8822
38896
e882÷3294
1143542
游水水压力
P212×10×1912
1824
e191÷3637
11613
游垂直水压力
Q14×582×10
2328
e38286÷23528
82132
游垂直水压力
Q212×6×30×10
900
e38286÷33628
32652
游垂直水压力
Q412×1528×191×10
1459
e38281528÷33319
40988
浮托力
U1191×7656×10
14623
0
渗透压力
U212×2646×6136×10
8118
e3828－7256÷35909
73803
渗透压力
U312×(882+2646)×5×10
1433
e38285×（882+2×2646）÷3÷（882+2646） 3623
51916
浪压力
P110××32
948
e882+2338661
821
浪压力
P2
512
e8828607
441
水泥沙压力
Pm 1TLan2(45°－12°2)
2362
e1087
25667
垂直泥沙压力
P m 212×(326+26)×4×9
634
e3828—4×(326+2×26)÷3÷(326+26)3685
23362
震惯性力
F101×98×025×16935×193598
819
e3838
31433
震惯性力
F201×98×025×56476×178598
2520
e2527
63680
震惯性力
F301×98×025×1440×174998
63
e10
630
合计
24174
80172
1829
44669
890470
1358677
合计
55998
42840
468207
表七
荷载计算表（特殊组合1）
荷载
垂直力标准值KN
水力标准值KN
分项
系数
垂直力设计值KN
水力设计值KN
力距标准值KN m
力距设计值KN m
（↑）
（↓）
（←）
（→）
（↑）
（↓）
（←）
（→）
↘（+）
↙（）
↘（+）
↙（）
重
16935
10
16935
468761
468761
重
56476
10
56476
148344
148344
重
1440
10
1440
49362
49362
游水水压力
41678
10
41678
1293407
0
1293407
游水水压力
5814
10
5814
66086
66086
游垂直水压力
2448
10
2448
86365
86365
游垂直水压力
600
10
600
22170
22170
游垂直水压力
4651
10
4651
91630
91630
浮托力
26107
10
26107
0
0
渗透压力
9800
12
11760
92479
1109748
渗透压力
1483
12
17796
53729
644748
浪压力
948
12
11376
850
1020
浪压力
512
12
6144
446
5352
水泥沙压力
3136
12
37632
34088
409056
垂直泥沙压力
634
12
7608
23362
280344
合计
37390
83184
5819
44823
39647
83311
5820
45453
957375
1473704
980632
1491437
合计
45794
39004
43664
40173
516329
518805
表八
荷载计算表（特殊组合2）
荷载
垂直力标准值KN
水力标准值KN
分项
系数
垂直力设计值KN
水力设计值KN
力距标准值KN m
力距设计值KN m
（↑）
（↓）
（←）
（→）
（↑）
（↓）
（←）
（→）
↘（+）
↙（）
↘（+）
↙（）
重
16935
10
16935
468761
468761
重
56476
10
56476
148344
148344
重
1440
10
1440
49362
49362
游水水压力
38896
10
38896
1143542
1143542
游水水压力
1824
10
1824
11613
11613
游垂直水压力
2328
10
2328
82132
82132
游垂直水压力
900
10
900
32652
32652
游垂直水压力
1459
10
1459
40988
40988
浮托力
14623
10
14623
0
渗透压力
8118
12
97416
73803
885636
0
渗透压力
1433
12
17196
51916
622992
浪压力
948
12
11376
821
9852
浪压力
512
12
6144
441
5292
水泥沙压力
2362
12
28344
25667
308004
垂直泥沙压力
634
12
7608
23362
280344
0
震惯性力
819
11
9009
31433
345763
震惯性力
2520
11
2772
63680
70048
震惯性力
63
11
693
630
693
合计
24174
80172
1829
44669
26084
80299
1830
45484
890470
1358677
909991
1383932
合计
55998
42840
54215
43654
468209
473941
5 细部构造设计
重力坝构造设计包括坝顶结构坝体分缝止水排水廊道系统等容构造科学合理选型布置改善重力坝工作状态提高坝体稳定性减坝体应力满足运施工求
51 混凝土分区标号选择
511 混凝土标号分区设计
重力坝坝体材料混凝土根应力计算成果坝部位工作条件强度抗冻抗渗抗热抗磨等种性提出求满足坝体部位求节省水泥量工程费安全济统起通常坝体混凝土工作环境进行分区选强度等级性指标确定区位置尺寸般分6区里应注意
(1) 坝体部混凝土应低C75取C10
(2) 抗磨求混凝土低Cl5
(3) 分区厚度2～3m
(4)根水工建筑物坝体混凝土分区图划分分6区：
Ⅰ区—游水位坝体表层混凝土特点受气影响取C20
Ⅱ区—游水位变化区坝体表层混凝土受水作受气影响取C20
Ⅲ区—游低水位坝体表层混凝土取C20
Ⅳ区—坝体基础混凝土取C15
Ⅴ区—坝体部混凝土取C10
Ⅵ区—抗刷部位混凝土取C20
512 标号选择
选定区混凝土等级时等级类量少相邻区等级强度相差超两级免性差太引起应力集中产生裂缝
图：
坝体砼分区简图
513 非溢流坝细部结构
坝顶游侧应设置防浪墙宜采坝体连成整体钢筋混凝土结构墙身应足够厚度抵挡波浪漂浮物击墙高12m坝横缝处应留伸缩缝设置止水游侧应设置栏杆灯柱保护行行车安全应排水设施便排路面雨水路面排水应坝体排水连通直接排入坝体
514 溢流坝细部结构坝顶路面应适横坡度设置相
溢流重力坝部构造应根运行求布置交通求应公路等级设置交通桥坝顶常设置门闸墩工作桥启闭机等
1闸门布置
工程实践中常工作闸门布置堰顶点稍偏游点便闸门部分开启时压低水舌形成贴面流免形成局部负压检修闸门应布置工作闸门前两门间净距1～3m全部溢流孔口通常设置障1～2扇检修门
2闸墩
闸墩形状应水流量减泄流力影响般采半圆形墩头流线形墩尾墩高非溢流坝坝顶齐略高墩厚垃满足强度稳定门槽布置求面闸门门槽深15m门槽处厚度10～15m墩厚25m弧形闸门闸墩厚度15～2Om果缝墩墩厚增加05～1Om墩长应满足部结构布置求工作门槽宽1～4m检修门槽尺寸05m×O5m
3工作桥
采钢筋混凝土结构跨度工作桥采预应力钢筋混凝土结构工作桥布置移动式启闭机工作桥交通桥合二工作桥交通桥相互间位置应非溢流坝坝顶交通求确定桥面高程洪水掺气水面淹没桥面便闸门吊起低点溢流坝水面线保持足够距离
4导水墙
边墩游延伸成导水墙导水墙边墙高度溢流水面线决定应考虑溢流面水流击波掺气引起水面增高般高出掺气水面1～15m取15 m
导水墙长度挑流消时导水墙延伸鼻坎末端底流消时导水墙延伸消力池护坦末端溢流坝水电站相邻时导墙长度耍延伸厂房定范围减溢流时尾水波动电站运行影响
防止温度裂缝导墙隔20m做道伸缩缝缝做简单止水导墙顶部厚度15m部厚度根结构计算确定重力式墙体
52 坝体分缝
基均匀沉降温度变化施工时期温度应力施工浇筑力等原坝体进行分缝分横缝缝水缝
521 横缝
横缝垂直坝轴线坝体分干坝段作减温度应力适应基均匀变形满足施工求根基特性河谷形温度变化结构布置浇筑力等横缝间距15m保证坝段产生均匀沉陷时影响闸门启闭工作缝设布置闸墩中间
1永久性横缝
永久性横缝常做成面设键槽进行灌浆坝段独立工作根基温度变化情况留缝宽均匀沉陷较时缝宽需留1～2㎝缝间沥青油毛毡隔开
2时性横缝
遇述情况时横缝做成时性横缝：①河谷狭窄做成整体式重力坝适发挥两岸支撑作利坝体强度稳定②岸坡较陡坝段连成整体改善岸坡坝段稳定性③坐落软弱破碎带坝段连成整体增加坝体刚度④强震区坝段连成整体提高坝段抗震性时性横缝灌浆高度视坝高传力需定
522 缝
适应混凝土浇筑力减少施工期温度应力常行坝轴线方设缝坝段分成坝块坝体降稳定温度进行接缝灌浆缝行坝轴线设置温度缝施工缝间距般15～30m常缝形式竖值缝斜缝错缝等
1 竖直缝
缝间距根浇筑力温度控制情况确定般采20m
2 斜缝
斜缝致应力方设置缝面剪应力张开度结构观点直缝合理必灌浆斜缝施工复杂相邻坝块施工干扰较缺点适中低坝
3错缝
错缝缝面间做灌浆处理错缝式浇筑块高度基岩附15～2m坝体部般3～4m错缝间距10～15m缝错距应超浇筑块厚度半免铅直缝开裂
53 坝体廊道系统
满足施工运求灌浆排水观测检查交通需需坝体设置种廊道廊道互相连通构成廊道系统
531 基础灌浆廊道
帷幕灌浆需坝体浇筑定高程进行便利混凝土压重提高灌浆压力保证灌浆质量需坝踵部位设置灌浆廊道便降低渗透压力基础灌浆廊道断面尺寸应根钻灌机具尺寸工作求确定宽度取3m高度35m断面形式采城门洞形灌浆廊道距游面距离取4m廊道底面距基岩面6m防廊道底板灌浆压力掀动开裂廊道底面游侧设排水沟游排水沟设坝基排水孔扬压力观测孔灌浆廊道形两岸逐渐升高坡度45℃便进行钻孔灌浆操作搬运灌浆设备
532 检查坝体排水廊道
检查巡视排渗水常坝体游面高度方隔17m设置检查排水廊道层廊道左右两岸出口铅直井道层廊道连通
54 止水排水
坝体横缝需设止水止水材料采金属片采两道止水片中间设沥青井金属止水采18㎜厚紫铜片第道止水游面距离应利改善坝体头部应力般10m侧埋入混凝土长度20㎝沥青井方行侧预制混凝土块预制块长1m厚10㎝止水片沥青井需伸入岩基50㎝井填满沥青砂止水片必须延伸高水位沥青井延伸坝顶
减少坝体渗透压力游坝面应设排水幕渗入坝体水排水排入廊道廊道汇集集水井抽水机排游排水距游坝面距离2m渗透坡降允许范围排水间距2m层廊道间排水垂直排水采预制砂混凝土孔混凝土径25㎝
55 坝体布置
坝顶侧防浪墙游侧明设备顶部设置鱼脊背坡度1两侧设置排水通埋排入游侧
56 基处理
561 基开挖清理
坝基开挖清理目坝体座落稳定坚固基开挖深度微风化弱风化中部基岩
坝基面缓倾角软弱夹层清河流方基岩面略游倾斜增强抗滑稳定性基岩面应避免高低悬殊突变免造成坝体应力集中坝踵坝趾处开挖齿槽利稳定采爆破开挖时应避免放炮免造成新裂隙原裂隙张开基岩开挖05～10m应采手风钻钻孔药量爆破遇易风化页岩黏土岩等应留02～03m保护岩层浇筑混凝土前挖基岩开挖浇筑混凝土前需进行彻底清理清洗包括清松动岩块掉突出尖角基坑中原勘探钻孔井洞等均应回填封堵
562 坝基固结灌浆
提高基岩整体性强度降低基透水性采浅孔低压灌注水泥浆方法基进行加固处理固结灌浆孔布置应力较坝踵坝趾附节理裂隙发育破碎带范围存裂隙时提高灌浆效果钻孔方正交裂隙面倾角太灌浆压力浆液稠度关采低压稀浆灌注混凝土盖重灌浆时压力般02～04Mpa盖重时04～07Mpa掀动基础岩体原
563 帷幕灌浆
降低坝底渗透压力防止坝基产生机械化学涌减少坝基绕坝渗透流量防渗帷幕布置游面坝轴线附坝基灌浆帷幕中心线距坝游面距离取2 m根基岩透水性坝体承受水头透水层深度防渗帷幕深度20m
根工程质条件水文质条件作水头灌浆实验资料选定帷幕灌浆孔排数设两排帷幕灌浆必须浇筑定厚度坝体混凝土施工浇筑混凝土作盖重提高灌浆压力防止浆液外溢灌浆压力般应通实验确定通常帷幕孔段取1～15倍坝前静水头孔底段取2～3倍坝前静水头掀动岩体原
564 坝基排水
坝基排水系统包括排水孔幕坝基面排水排水幕应帷幕灌浆完成钻孔免浆液堵塞排水幕距防渗帷幕游面3m排水幕般略游倾斜帷幕成10°交角排水孔孔距2m孔径200㎜宜防堵塞孔深14m岸坡坝段坝体应设置横排水廊道岸坡钻排水孔设置专门排水设施渗水基础面排出坝外
565 断层破碎带处理
5651 断层破碎带处理
I83坝线坝段出露断裂构造F103F105F108F112F114F117F122等断层十余条断层走北西北东者少高角度正断移正断层
倾角较陡基岩面接垂直规模断层破碎带采取开挖回填混凝土措施混凝土塞高度取断层宽度1～15倍10m塞两侧开挖成1：1～1：15斜坡便坝体压力混凝土塞传两侧完整岩体塞底宽断层宽度加侧开挖05～10m水库连通贯穿坝基游断层破碎带必须作防渗处理某写倾角较缓断层破碎带应顶部做混凝土塞外考虑面深埋部分坝体稳定影响
5652 软弱夹层处理
根洞竖井资料I83坝线右岸软弱夹层13条系层夹泥左岸层夹泥6条切层泥条
处理措施：浅埋夹层明挖处理软弱夹层清回填混凝土游坝踵游坝趾设置深齿坎切断软弱夹层直达完整基岩埋藏较深较厚倾角缓夹层设置混凝土洞塞
6 泄水底孔设计
61 泄水孔断面设计
泄水孔设计溢流坝段组成部分包括：进水喇叭口闸门段孔身段出口段流消设施等
611 坝身泄水孔组成形式
（1）泄水孔组成 般进口段闸门控制段孔身段出口消段组成
（2）泄水孔形成 孔身水流条件坝身泄水孔分压压两种类型前者指高水位闸门全开时整道处满流承压状态者指泄水时进口附段压外余部分均处明流压状态设计时应避免段泄水孔中产生明满流交现象防引起振动空蚀
泄水孔处高程分中孔底孔
布置层数分单怪层
布置坝身泄水孔时影响正常运条件应量做种功结合例灌溉发电相结合放空导流相结合等减少坝孔洞压泄水孔需进口段设置工作闸门检修闸门压泄水孔工作闸门常设游出口处避免闸门局部开启时振动便操作检修进口处设置检修闸门
612 坝身泄水孔作工作条件
坝身泄水孔进口全部淹没设计水位较深部位时放水称深式泄水孔作：预泄洪水增水库调蓄力放空水库便检修排放泥沙减少水库淤积延长水库寿命时游供水满足航运求施工导流
坝身泄水孔水流流速较高易产生负压空蚀振动应做结构体型设计采取效掺气减蚀措施闸门设置水检修较困难闸门承受水压力相应启门力造成价高尤孔口面积较时技术问题更加复杂般坝身泄水孔作泄洪建筑物配合溢流坝泄洪发挥作
根TL水库混凝土重力坝设计数进水口底高程拟定90m位置底孔数尺寸拟定：4—5×6根TL水库校核水位泄水力指标（QqL）计算（孔—m×m ）4—5×6满足泄水底放空TL水库力
62 泄水孔消设计
设计原：
（1）量泄水流部分动消耗水流部紊动中水流空气摩擦
（2）产生危坝体安全河床刷岸坡局部刷
（3）泄水流稳影响枢纽中建筑物正常运行
（4）结构简单工作
（5）工程量济
根形质枢纽布置水头泄量运行条件消防求游水深变幅等条件进行技术济较选择消工形式消力坎消力墩消形式
7 施工导流设计
71 施工导流设计标准导流时段划分
711 导流设计标准
导流设计流量取决导流洪水频率标准通常简称导流设计标准
施工期间遭遇洪水机事件果选定设计标准太低保证施工安全：反导流工程设计规模仅导流费增加规模法期完成造成工程施工动局面导流设计洪水标准确定实际济性风险间加抉择
确定导流洪水标准时首先保护象失事果年限工程规模划分导流建筑物级见表11然根导流建筑物类型级选相应洪水标准见表12
表11
级
保护象
失事果
年限a
围堰工程规模
堰高m
库容m
Ⅲ
特殊求Ⅰ级永久建筑物
淹没重城镇工矿企业交通干线推迟工程总工期第台（批）机组发电造成重灾害损失
＞3
＞50
＞10
Ⅳ
ⅠⅡ级永久建筑物
淹没般城镇工矿企业影响工程总工期第台（批）机组发电造成较济损失
15～3
15～50
01～10
Ⅴ
ⅢⅣ级永久建筑物
淹没基坑工程总工期第台（批）机组发电影响济损失较
＜15
＜15
＜01
表12
导流建筑物类型
导流建筑物级出心裁
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
洪水重现期a
土石
50～20
20～10
10～5
混凝土
20～10
10～5
5～3
712 时段划分
工程施工程阶段采类型规模挡水建筑物泄水建筑物导流方法组合序通常称导流程序导流程序划分施工阶段延续时间般称导流时段导流时段通常指围堰挡水保证基坑干施工时段称导流时段挡水时段施工时段
谓导流时段划分选择指枯水施工时段选择
导流时段划分河道水文特征枢纽类型导流方式施工总时度工期等关施工角度全年流量变化程线划分出水文时段划分导流时段基目研究降低设计流量性合理性
导流设计流量确定言导流时段划分指枯水期施工时段选择围堰挡水时段选择量减导流建筑物规模争取较长基坑干施工时间必须干时段划分方案进行技术济较般说枯水期应确保正常施工中水期应争取施工角度划分水文时段洪枯分谓枯水施工时段常包括部分全部中水期严格应水文学中枯水时段
围堰挡水时段选择常遇列情况混凝土坝基坑允许水水围堰挡水时段挡水标准均应通技术济较确定二基坑允许水基坑体建筑物枯水期抢修拦洪高程围堰仅枯水期运高度降低然否采种低水围堰关键基坑施工作量工程难易程序果构纽类型允许基坑淹没水坝体污前抢修拦洪高程时必须全年作导流挡水时段
72 导流方式选择导流设计
721 导流方式选择
影响导流方式选择素：
（1）水文条件
（2）形质条件
（3）枢纽类型布置
（4）河流综合利求
（二）选择导流方式般设计原
（1）适应水式布置河流水文特性形质条件
（2）应工程施工期短发挥工程效益快
（3）应工程施工安全灵活方便
（4）量结合利永久建筑物减水工程量投资
（5）满足施工期国民济部门综合求通航木鱼供水等
（6）应初期导流环节合理衔接河道截流坝体渡汛封堵蓄水等
根TL水库形质条件应采分期明渠导流
8 结
根工程规模国民济中作设计规范规定TL水库枢纽工程属1型建筑物级工程重建筑物通次TL水库混凝土重力坝工程毕业设计培养综合运基础理专业知识力时提高解决工程设计问题力进步掌握工程设计原设计方法设计步骤成善应设计图册国家标准规范规程提高设计计算专业绘图编写设计文件等基技提高分析问题解决问题独力工作力养成科学组织理规范化工程化设计良作风
参考文献：
1 DL 5108～1999混凝土重力坝设计规范北京中国电力出版社2000
2 DL 5077～1997水工建筑物荷载设计规范北京中国电力出版社l998
3 SL 252～2000水利水电工程等级划分洪水标准北京申国水利水电出版社2000
4 DL 5073～1997水工建筑物抗震设计规范北京电力工业部l998
5 DLT 5057～1996水工钢筋混凝土结构设计规范北京中国电力出版社l997
6 潘家铮重力坝设计计算北京中国工业出版社1965
7 潘家铮重力坝北京水利电力出版社1987
8 孙明权沈长松编·水工建筑物·北京中央广播电视学出版社2叨1
9 华东水利学院编水工设计手册第五册混凝土坝北京水利电力出版社1987
10 袁银忠编水工建筑物专题 (泄水建筑物水力学问题)北京中国水利水电出版社1997
11 张光斗王光伦水工建筑物 (册)北京水利电力出版社1992
12 华东水利学院编水工设计手册第六册泄水坝建筑物北京水利电力出版社1987
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水利水电工程专业
TL水库混凝土重力坝枢纽设计
毕 业 设 计 说 明 书
学生姓名： 刘 超
指导老师： 刘 勇
日 期：二〇二年六月
目录
前 言 1
1 基 资 料 2
11 工程概况 2
12 气 象 2
13 水文分析 2
131 年径流 2
132 洪水 3
14 泥沙 5
15 工程质 6
151 区域质 6
152 质构造震 6
153 库区工程质条件 6
154 坝址坝线工程质条件 7
16 建筑材料 8
17 交通条件 8
18 施工条件 8
19 效益 9
191 灌溉效益 9
192 市钢铁基供水效益 9
193 防洪效益 9
194 发电效益 9
110 形图质剖面图 10
2 枢纽布置 11
21 坝轴线选择 12
211 坝址较 12
212 坝线选择 13
22 坝型确定 14
23 枢纽布置 14
3 坝体剖面设计 16
31 坝顶高程确定 16
32 非溢流坝剖面设计 17
321 坝顶设计 17
322 坝顶宽度设计 18
323 坝坡设计 18
324 游起坡点位置确定 18
325 坝段长度 18
326 防浪墙 18
327 坝顶道路 18
33 溢流坝剖面设计 19
331 泄水方式选择 19
332 断面尺寸设计 19
333 堰顶高程 20
334 闸门尺寸设计 20
335 溢流面设计 21
3351 溢流面顶部曲线采WES曲线 21
3352 游反弧段曲线 23
3353 中间直线段设计 23
34 水力计算 23
341 堰顶流 23
342 消工形式选择 24
3422 坑深度 24
4 坝体结构设计计算 27
41 挡水坝荷载作组合 27
411 作挡水坝荷载： 27
412 作溢流坝荷载组合 32
42 挡水坝承载力极限状态验算正常极限状态验算 39
421 坝体抗滑稳定性校核 39
422 坝体强度稳定承载力极限状态验算 42
423 正常极限状态验算 45
43 溢流坝承载力极限状态验算正常极限状态验算 45
431承载力极限状态验算 45
432 正常极限状态验算 50
5 细部构造设计 64
51 混凝土分区标号选择 64
511 混凝土标号分区设计 64
512 标号选择 64
513 非溢流坝细部结构 65
514 溢流坝细部结构坝顶路面应适横坡度设置相 65
52 坝体分缝 66
521 横缝 67
522 缝 67
53 坝体廊道系统 68
531 基础灌浆廊道 68
532 检查坝体排水廊道 68
54 止水排水 68
55 坝体布置 69
56 基处理 69
561 基开挖清理 69
562 坝基固结灌浆 69
563 帷幕灌浆 70
564 坝基排水 70
565 断层破碎带处理 70
6 泄水底孔设计 72
61 泄水孔断面设计 72
611 坝身泄水孔组成形式 72
612 坝身泄水孔作工作条件 72
62 泄水孔消设计 73
7 施工导流设计 74
71 施工导流设计标准导流时段划分 74
711 导流设计标准 74
712 时段划分 75
72 导流方式选择导流设计 76
721 导流方式选择 76
8 结 77
TL水库混凝土重力坝枢纽设计
摘 ：
类筑坝历史5000年重力坝出现早种坝型具结构简单工作易机械化施工年限长养护费低等优点广泛TL水库务调节水量工业农业生活提供水量结合引水发电水面养殖洪水错峰等综合利TL水库混凝土岸质条件适中修筑实体重力坝较理想
关键词：重力坝设计 非溢流坝段 溢流坝段
前 言
流域概况枢纽务
TL水库位QL河控制流域面积506Okm2占全流域80水库务调节水量工业农业生活提供水量结合引水发电水面养殖洪水错峰等综合利枢纽建筑物包括坝泄水设施电站等
水文水利调洪演算确定：
死水位11000m设计洪水位15370m相应游水位9700m通溢洪道泄流量1827600m3s校核洪水位15630m相应游水位9900m通溢洪道泄流量2452700 m3s泥沙淤积高程9760m淤沙均含沙量40Kgm3（浮容重90 KNm3）摩擦角φ12°
关资料
根国家建筑委员会颁布震烈度图区应属67度震区坝区设防烈度建议7度坝顶行车宽度8m
1 基 资 料
11 工程概况
TL水库位QL河控制流域面积506Okm2占全流域80QL河水量充沛年年际水量分配极均匀必须兴建型控制工程进行调节丰富水资源方充分利水库务调节水量工业农业生活提供水量结合引水发电水面养殖洪水错峰等综合利供水原满足城市生活工业水时农业予定重视特移民迁建灌区水应优先保证
枢纽工程3坝址选择2条坝线两种坝型Ⅰ83坝线采混凝土重力坝红层坝线采材料坝枢纽建筑物包括坝泄水设施电站等枢纽工程推荐方案Ⅰ83坝线混凝土坝方案(见坝址位置图11)
根工程规模国民济中作设计规范规定水库枢纽工程属1型建筑物级设计辅助建筑物三级设计时建筑物四级设计
12 气 象
全流域属季风陆性气候冬季寒冷干燥夏季炎热雨年均降水量约70Omm集中夏季78两月
流域年均气温10℃左右日温度变化较离坝址较气象站实测高气温39℃全年霜期约180d结冰期约120d河道般12月封冻次年3月旬解冻冰厚04～06m岸边达1m年均风速237ms水库吹程3km
13 水文分析
131 年径流
QL河流域水量丰沛年径流年降雨产生年径流区时间分布年降水基致
径流年际间变化悬殊根实测资料1956～1982年27年中丰水年1977年水量达2134×1O8m３枯水牛L1081年仅1667×1O8m3相差1937×1O8m3约合128倍丰枯水年常连续发生坝址处年均年径流量96×1O8m3
132 洪水
洪水般暴雨形成区暴雨历时短强度面坡度陡洪峰陡涨陡落次洪水历时般3～5d洪水具峰高量特点
流域洪水发生78两月出现7月占34出现8月占66年均6～9月洪量占年径流量70左右3天洪量占6天洪量70水年尤集中1962年6天洪量占年径流量例达70
频率分析法求频率洪水结果见表21
图11 坝址位置图
表21 洪水计算成果表
项 目
洪峰流量(m3s1)
洪量m3(×1O8)
1d
2d
6d
30d
特征值
均值
2000
140
220
280
537
CV
135
135
135
125
100
CSCV
250
250
250
250
250
频率
001
32040
2243
3524
3996
5540
002
29600
2075
3265
3690
5150
01
22480
1574
2473
2834
4050
02
19680
1378
2165
2492
3620
05
16000
1123
1760
2041
3040
1
13280
930
1450
1714
2610
2
10680
748
1175
1392
2170
5
7360
515
810
980
1620
10
5000
350
550
683
1210
20
2920
204
321
417
818
14 泥沙
流域植较泥沙源洪水区分布致泥沙年分配径流更集中汛期输沙量约占年输沙量95汛期沙量集中次洪水中年际间沙量变化悬殊统计分析知坝址处年均输沙量386×1O4t年均侵蚀模数762tkm2年均含沙量40kgm3泥沙组成情况泥沙颗粒较粗中值粒径0075mm淤沙浮重度9kNm3摩擦角120(资料中提供摩擦角太应该 120)
15 工程质
151 区域质
该水库库区属中高山区构造剥蚀形QL河区河曲发育侧蚀力较强河形成称河谷构造运动影响河流断切堆积岸形成阶侵蚀岸形成陡岸组成区层计太古界元古界震旦系株罗系火成岩侵体第四纪等中分布广震旦系层太古界震旦系株罗系三者工程关系密切库区岩层
152 质构造震
区质构造复杂全区震频繁特坝址区南段尤突出
库区周边控制性断层两条断裂第条坝址游暖泉村穿QL河线泉群出现控制泉群控制貌岩相作分析列活动性断裂较合适第二条北东方延伸距TL水库库区6～7km处尖灭属第四纪活动性较强断裂该断层时震发生两条活动性断裂三坝址西5km处汇交断层交汇部分易发震原种汇交值注意
期坝址区末发生4级震邻区震活动定影响1983年8月省级震局鉴定确定二坝址位北Ⅰ区属相稳定区基烈度6度三坝址位Ⅰ区基烈度7度邻E强震影响烈度高达6～7度
153 库区工程质条件
库区左岸非溶性岩层广泛分布中云母千枚岩石英砂岩砂质页岩等组成透水性较没发现沟通库外断层非溶性岩层分布区没库外渗漏性
库区溶性岩层分布影响水库蓄水水库蓄水邻谷沙河渗漏性库断层灰岩区勘探分析水库外流域游漏水性
库区岩层抗压强度较高抗风化力较强末发现发生塌滑岩体库岸基稳定库区末发现开采价值矿藏存库周边产生浸没问题
154 坝址坝线工程质条件
坝址出露断裂构造F103FlO5F108Fll2F114Fl17Fl22等断层十余条断层走北西北东者少高角度正断移正断层
(l)F103断层产状走EW倾N倾角400～500逆断层红峪组第三段砾岩切割盘牵引摺曲破碎带宽约10～2Om出露Ⅰ83坝线右岸游约150～2OOm宽约10～20m
(2)FlO5断层产状走NW3100倾角800～900移断层水断距400m两侧岩石破碎严重胶结现象出露Ⅰ83坝线右岸坝头附
(3)F108断层产状走NW3450倾NE倾角560逆断层红峪组第段薄层板岩石英砂岩逆红峪组第二段中厚石英砂岩破碎带宽约60m末见胶结现象中夹3Ocm厚断层泥断层两盘岩石影响带宽104m盘薄层板岩夹石英砂岩中牵引摺曲岩层直立倒转现象具强烈挤压特征
(4)根坝址两岸构造层岩性出露分析推测河床中河断层通原两岸出露断裂构造均末河F103断层走东西规模较左岸迹象层出露两岸高程明显差异
Ⅰ83坝线工程质条件见表22
表22 I83坝线工程质条件
形貌
构造剥蚀——中低山形称U形峡谷石岸较陡左岸坡缓阶发育
坝线长
480m
覆盖层
河床5～7m砂石层左岸山麓堆积31Om
岩层性
震旦系红峪组第二段中厚层石英砂岩板岩互层
岩层产状
层面倾游
软弱夹层
碉竖井资料右岸软弱夹层13条系层夹泥左岸层夹泥6条切层泥3条建议摩擦系数f02～024
风化情况
弱风化限河床10～28 m深(高程左边75m右边55m)左岸弱风化限115～1O5m高程右岸120～908m高程
质构造
右岸断层6～7条左岸F122断层1条构造简单基震烈度6度
岩层透水层
坝基部80～1OOm深范围w值均0O2L(minmm)均需灌浆处理
岩溶
Ⅰ83坝线游2km处马圈子电站附见溶洞
稳定性
右坝肩游存ⅠⅡ号稳定岩体
岩石力学指标
石英砂岩单块岩石室指标抗压强度134～338MPa弹性模量500～1000MPa泊桑011～013岩层层面摩擦系数估计建议值
(1) 石英砂岩层面摩擦系数060～065凝聚力03805OMPa
(2) 板岩层面摩擦系数04～045凝聚力033～038Mpa
(3) 层面夹泥膜摩擦系数03～035凝聚力020～027Mpa
(4) 切层泥层摩擦系数02～024凝聚力015～018MPa
16 建筑材料
天然建筑材料分布坝址区游河滩两岸阶中土料场7处水位储量118344×1O4m3砂砾卵石料场8处水位储量108895×1O4m3全部储量进步探查料场材料物理性质试验指标等基满足技术求作坝混凝土骨料围堰土料采材料方案黏性土料储量足满足施工求
17 交通条件
施工现场外交通方便仅需工交通道连线公路修通坝顶重交通求
18 施工条件
采低围堰底孔导流分期施工导流方法进行施工项施工辅助企业仓库生活等时建筑物布置坝址游两岸混凝土骨料取游料场施工电刘田庄引接
19 效益
水库建成满足城市生活工业农业水外获发电防洪养鱼等效益总效益显著
191 灌溉效益
灌溉效益分析成果见表23
表23 灌溉效益分析成果表
项 目
旱灌溉
旱改水稻
垦荒水稻
灌区灌产值差(元亩)
16200
35420
41200
分摊系数法
亩效益(元亩)
8100
17710
20600
单元水效益(元m3)
025
017
017
减成法
亩效益(元亩)
12400
37800
26100
单元水效益(元m3)
039
026
022
192 市钢铁基供水效益
城市总净产值中水效益分摊系数10计lm3水效益053元m3
193 防洪效益
防洪效益建库邻水库联合运削峰错峰程中减少游区洪水灾害效益计算水库年均效益44316万元年
194 发电效益
水电价格代水电效益0093元kWh计算
水库规划建筑物特性指标见表24
表24 水库规划建筑物特性指标
项 目
单 位
指 标
备 注
水位
校核洪水位
设计洪水位
正常蓄水位
死水位
校核尾水位
设计尾水位
正常尾水位
坝前堆沙高程
m
m
m
m
m
m
m
m
15630
15370
15320
11000
9910
9700
8410
9760
P002
P01
发电
库容
总库容
调洪库容
兴利库容
死库容
堆沙库容
m3
m3
m3
m3
m3
14．93×1O8
2．11×1O8
10．33×1O8
0．94×1O8
11．66×1O8
坝
坝型
混凝土实体重力坝
坝顶高程
m
15724
坝高
m
8924
坝顶长度
m
51900
坝顶溢流孔数
孔
15
堰顶高程
m
14170
孔净宽
m
1500
工作闸门尺寸
m×m×m
15×125
启闭机（2×45t固定式）
台
15
设计洪水泄力
m
1827600
校核洪水泄力
m3s
2452700
进水口
进口底高程
m3s
9000
孔底数尺寸
孔 m×m
45×6
弧形工作闸门
扇 m×m
45×6
工作门启闭机
台
4
设计水位泄水力
m3s
3584
校核水位泄水力
m3s
3663
110 形图质剖面图
TL水库枢纽形图见附图3TL水库坝线质剖面图见附图4
2 枢纽布置
坝型坝址选择水利枢纽设计重容两者相互联系坝址选坝型坝址应考虑种坝型进行万案较选择坝型坝址时应考虑素①形质条件重力坝形质条件适应性较强形条件重力坝影响形状河谷断面均修建重力坝应量选坝轴线较短坝体工程量较段②筑坝材料坝址附应足够符合求建筑材料③施工条件坝址附应开阔形便布置施工场距离交通干线便交通运输④综合效益应综合考虑防洪发电航运旅游环境等部门济效益
般混凝土重力坝应选择河谷宽阔质条件较充足砂卵石碎石料段坝轴线宜采直线
枢纽布置应遵循般原①坝址坝建筑物形式选择枢纽布置做施工方便工期短造价低②枢纽布置应满足建筑物布置求保证工作条件正常工作③满足建筑物强度稳定条件降低枢纽总造价年运转费④枢纽中建筑物布置紧凑量工种建筑物布置起减少联结建筑⑤枢纽中部分建筑物早期投产提前发挥效益(提前蓄水早期发电灌溉)⑥枢纽外观应周围环境相协调条件注意美观
般说拦河坝水利枢纽中占位确定枢纽工程位置时般先确定建坝河段进步确定坝轴线时考虑拟采坝型枢纽中建筑物总体布置合理解决综合利求般泄洪建筑物电站厂房应量布置河床位置供(引)水建筑物位岸坡
(1)溢流坝布置溢流坝位置应泄洪水时游连接建筑物基础流态淤致影响建筑物
(2)泄水孔导流底孔布置泄水孔般设河床部位坝段尺寸形式应根途选择狭窄河谷泄水孔宜溢流坝段相结合分开排沙孔应量发电进水口船闸等需排沙部位
(3)非溢流坝段布置非溢流坝通常布置河岸部分岸坡相连坝建筑物相连处常边墙导墙隔开
21 坝轴线选择
根坝址质形条件通定性分析确定坝轴线位置
211 坝址较
TL水库坝址游游分3坝址游第坝址位高台子村三道河村间选IVⅡI83 4条坝线河岸串岭沟板岩中I83坝线红峪第层石英砂岩板岩互层中间第坝址位二道河村桃林口水文站间选Ⅲ6OⅢ69Ⅲ83 红层线4条坝线坝基岩层高庄灰岩层中红层线位红色杨庄泥质灰岩游第三坝址位桃林口旧村新村间选ⅥⅦ两条坝轴线河床串岭沟板岩Ⅳ坝轴线坝基红峪石英砂岩夹砂页岩
3坝址11条坝线位置见图11
3坝址坝基岩层质年代属震系岩性点存软弱层夹泥层现已发现第坝址I83坝线基岩夹泥层泥膜 厚度3～5mm基岩深30m夹层夹泥厚度5cm左右二三坝址夹泥较
3坝址形质交通条件等较见表25
表25 坝址形质等条件较
坝址类
第坝址
第二坝址
第三坝址
形条件
河谷较窄适修建混凝土坝材料坝溢流堰底孔等泄水建筑物放河床右岸采引水式电站增加6m发电水头原副坝工程单宜修建材料坝
河谷称左岸坡缓坝轴线较长适修建混凝土坝材料坝养麦岭处天然单薄分水岭修建溢洪道泄水洞利形副坝工程单
河谷较窄适修建混凝土坝材料坝右岸山低脊薄需修建两座副坝工程项目
质条件
坝基石英砂岩板岩互层右岸北西裂隙较坝基软弱夹层泥膜切层夹泥厚3～5cm倾游左岸F122断层
通坝肩
混凝土坝基灰岩岩性均左坝头漏水养麦岭较单薄Ⅲ69坝基断层F104通破碎带宽度处理工程量材料坝坝基泥质灰岩页岩渗透性天然防渗惟幕溢洪道位养麦岭
坝基石英砂岩夹砂质页岩岩性坚硬坝硬坝基断层F8通右坝头F7通坝址游远处断层交汇处游离建昌营—秦皇岛断裂较坝体稳定利
震
６度
６度
7度
交通条件
坝址位峡谷中外交通便施工场狭窄
左
坝址位低山丘陵带交通方便施工场宽阔
距离建筑材料场远
距离建筑材料场较远
距离建筑材料场
212 坝线选择
第坝址IVⅡ3条坝线右岸岩层摺皱变化复杂断层密集适宜坝线相三河道附右岸岩层倾游层次分明较完整条件较I83坝线作第坝址代表
第二坝址中Ⅲ6OⅢ69两条坝线基岩灰岩右岸岩层产状相Ⅲ6O坝线右岸岩层走河流行倾河中倾角较高建坝蓄水存稳定素绕坝渗漏Ⅲ69坝线右岸岩层倾游层次较稳两者相Ⅲ69Ⅲ6O两坝线左岸存暖泉渗漏情况单薄分水岭——养麦岭蓄水稳定情况难握两坝线予考虑红层线Ⅲ83坝线坝基岩层强度稍低适宜修建材料坝Ⅲ83坝线左岸钻孔中高程1377m497m发现黑色含锰页岩51层厚度05～1Ocm厚达8cm性质松软表面润滑摩擦系数较低岩层走河流行宜作坝基
第三坝址中Ⅵ坝线河槽较宽右岸坝头已远离较高山头坝轴线拐弯增加坝线长度加工程量Ⅶ坝线坝基串岭沟板岩岩层强度较低软弱层相Ⅳ坝线Ⅵ坝线位现存溢流坝游80m处坝基岩层石英砂岩夹少数层砂质页岩岩层抗压强度抗滑摩擦系数板岩坝线作第三坝址代表
述较3坝址11条坝线适建坝仅I83红层线Ⅳ坝线3条综合较坝段形质交通条件确定设计第坝址I83坝线
22 坝型确定
TL水库位北纬400区坝址峡谷风口气温较低气候寒冷日气温变化值相差较条坝线河谷称河谷宽度坝高皆50坝基两岸岩层夹软弱岩层夹泥层宜修建拱坝类型轻型混凝土坝根区气象特点坝址区形质条件实际情况初步考虑采材料坝混凝土重力坝两种坝型作枢纽工程坝型较
I83坝线坝址两岸群山连绵左岸没修建溢洪道形条件右岸布置溢洪道位置山体高修建溢洪道需挖深超130m开挖土石方量约1560×lO4m3工程量浩坝线选材料坝方案济
述较分析183坝线混凝土实体重力坝宜
23 枢纽布置
枢纽布置应遵循般原①坝址坝建筑物形式选择枢纽布置做施工方便工期短造价低②枢纽布置应满足建筑物布置求保证工作条件正常工作③满足建筑物强度稳定条件降低E纽总造价年运转费④枢纽中建筑物布置紧凑量工种建筑物布置起减少联结建筑⑤枢纽中部分建筑物早期投产提前发挥效益(提前蓄水早期发电灌溉)⑥枢纽外观应周围环境相协调条件注意美观
坝址河谷宽约250m河床覆盖层厚4～7m河谷称右岸岩石裸露坡陡左岸山坡较缓基岩山麓堆积物覆盖坝基石英砂岩板岩互层岩层倾游视倾角160～180坝基建基高程位弱风化岩层基岩挖深7～15m枢纽布置方案考虑
(1)方案Ⅰ 河槽右左分溢流坝部分底孔部分电站部分两岸山坡溢流坝部分底孔溢流坝部分已全部占满河槽电站部分左岸山坡方案优点电站进口紧邻底孔利底孔沙防止电站进水口淤积缺点建筑物间太挤布置场紧张底孔放水时影响电站尾水位稳定性遇校核洪水泄洪时保护电站受淹没工程措施复杂外电站厂房进口引渠土石方开挖工程量
(2)方案Ⅱ 河槽右左分溢流坝部分底孔部分两岸山坡非溢流部分右岸开凿引水隧洞坝址游电站布置隧洞出口洞长约450m优点利QL河拐弯处折回然形条件增加6m发电水头电站厂房成系统互干扰场开阔遇校核洪水时易防护缺点增加条隧洞工程量项工程施工利
较述两方案方案D增加条引水隧洞相应增加工程费减少土石开挖方量增加6m发电水头河床建筑物布置相容易方案Ⅰ更合理方案Ⅱ推荐方案
3 坝体剖面设计
坝体剖面设计求做溢流坝坝高坝段设计挡水坝坝高坝段设计
31 坝顶高程确定
坝顶高程分设计校核两种情况计算
坝顶高程根重力坝级库区风浪作 混凝土重力坝设计规范确定般说坝顶应高校核洪水位坝顶游防浪墙高程应高波浪顶高程正常蓄水位校核洪水位高差式 (31)计算应选择两者中防浪墙顶高程较值作选定高程
⊿h h1％+hz+he (31)
式中 ⊿h——防浪墙顶正常蓄水位校核洪水位高差m
h1％——波高mh1％00166V54*D13
hz——波浪中心线正常蓄水位校核洪水位高差mhz4π(hl*12)2λ
he——安全超高表26计算正常蓄水时07m校核洪水05m
气象资料知年均风速V237ms D3km
表26 安全超高he
相应水位
坝安全级
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
正常蓄水位
07
05
04
校核洪水位
05
04
03
防浪墙高度般取12m
正常蓄水时采重现期50年年风速校核洪水位时采年均风速坝顶高程坝顶防浪墙高成计算式：
坝顶高程正常蓄水位+Δh正
坝顶高程校核洪水位+Δh校
（1） 设计洪水位时：
h1％00166（15V）54*D1300166*（15*237）54*313208 m
[λ设104*（h1％）08104*（208）081868]
hz4π(hl*12)2λ4*3142*(05*125) 21868073
（2） 校核洪水位时：
h1％00166V54*D1300166*23754*313125 m
[λ设104*（h1％）08104*（125）081243]
hz4π(hl*12)2λ4*3142*(05*125) 21243039
⊿h设 h1％+hz+he 208+073+07351
⊿h校 h1％+hz+he 125+039+05214
表24水库规划建筑物特性指标知 设计洪水位1537m校核洪水位1563m
：坝顶高程正常蓄水位+Δh正1537+35115721m
坝顶高程校核洪水位+Δh校1563+21415844m
取坝顶高程较值15844m作枢纽工程混凝土重力坝防浪墙顶高程坝顶设计高程158441215724m15724m＞1563m 坝顶高程高校核洪水位符合求
32 非溢流坝剖面设计
非溢流坝剖面尺寸初步拟定参考建工程考虑溢流坝连接等具体情况容坝顶高程坝顶宽度坝坡防浪墙等
321 坝顶设计
满足坝顶设备布置运行检修施工交通需坝顶设立行道防浪墙公路桥排水设施等
322 坝顶宽度设计
适应运施工需坝顶必须定宽度般坝顶宽度取坝高18～1103m坝顶交通求根关规定确定坝顶宽度8米[（1572475）*11082米取8米]满足项求
323 坝坡设计
坝体游面建议取铅直面游坝坡根稳定应力求确定般106～108间：游坝坡取107时满足稳定强度求坝体游面布置折面折坡终点高程确定95m边坡初步设计1：02
324 游起坡点位置确定
游起坡点位置应根坝实剖面形式坝顶宽度结合坝基剖面计算（常基剖面顶点位校核洪水位处）游边坡系数宜m06～08设计取07常态混凝土重力坝非溢流坝段游面铅直面斜面折面根工程实践游边坡系数宜采10～102游面折面折坡终点高程确定95m
325 坝段长度
坝段长度取决基特性河谷形温度变化结构布置浇筑力等坝段长度般15～2Om里设计取20m
326 防浪墙
坝顶设立防浪墙降低坝顶路面高程防浪墙高度般取12m工程坝顶防浪墙设计墙高12米墙宽03米采坝体连成整体钢筋混凝土墙体结构
327 坝顶道路
坝顶道路设计：两侧设宽1米行道中间坝顶公路坝顶道路两侧布置集水沟汇集雨水坝面排水沟排游排水沟设计尺寸30*30cm
33 溢流坝剖面设计
溢流坝剖面设计分4方面容泄水方式选择断面尺寸拟定水力计算闸墩尺寸拟定
331 泄水方式选择
溢流坝泄水方式开敞溢流式孔口溢流式
(1)开敞溢流式 称坝顶溢流式堰顶设闸门设设闸门溢流孔堰顶高程正常水位齐泄洪时库水位垄高加淹没损失非溢流坝顶高程相应提高结构简单理方便适洪水量较淹没损失中型工程设置闸门溢流孔闸门顶致正常蓄水位齐堰项高程较低调节水库水位泄流量减少游淹没损失非溢流坝工程量通常中型工程溢流坝均装设闸门
(2)孔口溢流式 根洪水预报提前放水腾出库容储蓄洪水提高调洪力库水位低胸墙时泄水流坝顶溢流式相库水位高出孔口定高度时孔口泄流
根工程实际情况建议采开敞溢流式：坝顶溢流式堰顶设闸门
332 断面尺寸设计
(1)单宽流量确定 般首先考虑游河床质条件坑危坝体安全前提选择合理单宽流量根国外工程实践工程情况建议设计水位单宽流量取80～90m3(sm)校核洪水位取105～1l5m3(sm)设计设计水位单宽流量取q90m3(sm)校核洪水位取q校 110m3(sm)
(2)孔口尺寸 采开敞式溢流时设计洪水泄流量Ｑ18276 m3s校核洪水泄流量Ｑ校24527 m3s确定溢流段净宽：LQq
L设Qq182769020307
L校Qq2452711022297
取面数字中较22297m溢流段净宽孔口宽度取15m溢流段分段数：22297151486取整数15段溢流段总宽度15*15225m
333 堰顶高程
堰顶水头H0开敞式溢流堰泄流力计算公式反算出
QCmεσSL（2g）12H032
H0 { Q [CmεσSL（2g）12]}23{18276[1*0494*09*10*22297*（2*98）12]}23
1201m
(注游溢流坝面设铅直C10ε取09σS取10先假定PD0≥133H0HD09查表流量系数0494)
堰顶高程HH设H0153712011417m
游堰顶高程PH河床底高程141768737m
334 闸门尺寸设计
包括闸门形式选择工作桥交通桥布置闸墩形式长度高度厚度等尺寸拟定
3341 设置工作闸门检修闸门
工作闸门设溢流堰顶部溢流面水流闸门设堰顶稍游检修闸门工作闸门间应留2米净距便进行检修全部溢流孔通常备1～2检修闸门交
考虑闸孔较宽工作闸门选弧形闸门优点启门力闸墩较薄门槽水流局门开启时水流条件较缺点闸墩较长受力条件差检修闸门采面闸门
启闭机选固定式启闭机固定工作桥
3342 闸墩工作桥
闸墩作溢流坝前缘分隔干孔口承受闸门传水压力坝顶桥梁启闭设备支撑结构
水流减孔口水流侧收缩闸墩游端常采半圆形游端逐渐收缩形成流线型水流扩散
考虑分缝闸墩厚度326m闸墩较薄避免产生拉应力需配置受力钢筋构造钢筋闸墩结构计算确定
考虑满足布置闸门工作桥交通桥启闭机械求闸墩长度33米高度游交通桥顶部高程确定1570 m游工作桥高程1647m
工作桥采钢筋混凝土结构工作桥面布置满足启闭机械安装运行条件求溢流坝两侧设边墩称边墙导水墙方面起闸墩作时起分隔溢流段非溢流段作
335 溢流面设计
溢流面曲线顶部曲线段中间直线段部反弧段三部分组成设计求：①较高流量系数②水流产生空蚀减少顶部曲线段形状泄流力流态影响坝顶溢流式孔口采WES曲线
3351 溢流面顶部曲线采WES曲线
曲线具体形式见图（22）中Hd定形设计水头堰顶作水头Hmah75～95计算Hmah校核流量堰水头
Hmah H校H堰顶15631417146 m
H0HD09出 HDH00912010913344
堰顶WES曲线相关数计算表：
距堰顶O点X值
距堰顶O点Y值R值
X10175Hd2335m
R105Hd6672m
X10276Hd3683m
R202Hd2669m
X10282Hd3763m
R3004Hd0533m
X11m
Y0055m
X12m
Y02m
X13m
Y0422m
……
……
堰顶游曲线公式X18520 Hd085y 计算点坐标
堰顶WES曲线坐标表
堰顶左侧
X
2335
3683
3763
R
6672
2669
0533
堰顶右侧
X
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Y
0055
02
0422
0718
1085
1521
2023
2589
322
3913
4667
3352 游反弧段曲线
游反弧段反弧半径R(4～1O)hh校核洪水位闸门全开时反弧段低点处水深R太水流转够游延伸太长增加工程量反弧段流速V ＜16 ms时取限流速越反弧半径宜选较值消工采挑流消鼻坎顶高程高出游高水位H215m 校核水位洪水期允许泄流量设计指导书查游高水位9910m取鼻坎顶高程10125m鼻坎底高程溢流坝底高程相6800m溢流坝游反弧段作溢流坝面泄水流游消设施相衔接取反弧半径R16（节计算公式）
3353 中间直线段设计
中间直线段坝顶曲线部反弧段相切坡度般非溢流坝段游坡相 107
34 水力计算
水力计算容包括堰顶流量计算游消水力计算等根工程实际情况建议采挑流消方式挑流消设计容包括选择合适鼻坎形式反弧半径鼻坎高程挑射角度计算种泄量时挑射距离坑深度
341 堰顶流
根溢流坝孔口尺寸出：溢流坝段总宽度225m设计洪水泄流量Q设18276m3s C10ε取09σS取10m0494 H0设1201m校核洪水泄流量Q 24527m3s C10ε取09σS取100507 H0设146m
堰顶流量计算公式见水工建筑物教材中开敞式溢流堰泄流力计算公式
设计洪水位高程1537m堰顶高成14170 m时：
Q CmεσSL（2g）12H0设32
10*09*10*0494*225*（2*98）12*120132
18432m3s＞Q设（18276m3s）
校核洪水位高程15630m堰顶高成14170 m时：
Q CmεσSL（2g）12H0校32
10*09*10*0507*225*（2*98）12*14632
25357m3s＞Q校（24527m3s）
342 消工形式选择
设计原：⑴量泄水流部分动消耗水流部紊动中水流空气摩擦⑵产生危坝体安全河床刷岸坡局部刷⑶泄水流稳影响枢纽中建筑物正常运行⑷结构简单工作⑸工程量济
根形质枢纽布置水头泄量运行条件消防求游水深变幅等条件进行技术济较选择消工形式挑流式消
3421 挑流消
鼻坎顶高程：高出游高水位h215m校核洪水期允许泄流量设计指导书查游高水位9910m取鼻坎顶高程10125m鼻坎底高程溢流坝底高程相6800m
游反弧段反弧半径R(4～1O)hh校核洪水位闸门全开时反弧段低点处水深流速V 较分析反弧半径R宜选较值
：R（4～1O）h86～215m溢流坝面泄水流游消设施相衔接设计取16m
挑射角θ15°～ 35°取θ35°
3422 坑深度
坑深度：Tkq05H025 t
式中：k—刷系数I83线覆盖层沙石层表225查k11
q—单宽流量堰顶流知流量Q 25357m3s
q Q L253572251127 m3（sm）
H—游水位差H H校H校尾1563991572 m
t—游水深t99184115 m
：Tkq05H025t 11*112705572025151711
3423 水舌挑射距离
水舌挑射距离计算： L′＝L＋ΔL
中 L1g{ν12sinθcosθ+ν1 cosθ+ [ν12sin2θ+2g(h1+ h2)]12}
ΔLTtanβ
式中： L′—坑深点坝游垂直面水距离m
L—坝游垂直面水舌外缘进入游水面河床面交点水距离m
ΔL—水舌外缘河床面交点坑深点水距离m
ν1—坎顶水面流速ms鼻坎出均流速ν11倍计算：
H01563101255505m
ν111ν11ψ（2gH0）1211*095*（2*98*5505）123432ms
θ—挑射角
h1—坎顶垂直方水深mh1 h cosθ215cos35°262m
h—坎顶水深
h2—坎顶河床面高差河床面高程841mh2101258411715 m
ψ—堰面流速系数取09～10查水力学717表取ψ095
T—坑深度m面（2）项知T 1711 m
β—水舌外缘游水面夹角取β40°
L198{34322*sin35°*cos35°+3432 cos35°+ [34322sin235°+2*98(262+ 1715)]12}6218m
ΔLTtanβ1711*tan40°1436m
挑射距离：L′＝L＋ΔL6128+14367654
4 坝体结构设计计算
41 挡水坝荷载作组合
411 作挡水坝荷载：
基组合1：兴利水位静水压力扬压力浪压力重泥沙压力
基组合2：设计洪水位时静水压力扬压力浪压力重泥沙压力
特殊组合1：校核洪水位时静水压力扬压力浪压力重泥沙压力
特殊组合2：兴利水位水压力扬压力浪压力重泥沙压力震惯性力震动水压力动土压力等
基组合1基组合2特殊组合1中荷载相计算高水位时进行验算计算特殊组合1特殊组合2
4111 特殊组合1
校核洪水位1563 m游取校核尾水位991 m坝基高程取低处750 m取1m宽坝段进行计算见图
1重
W110×835×2420040kN
W212×5256×657×2441438kN
W312×20×4×24960kN
2水压力
游水水压力：P112×10×813233048kN
游水水压力：P212×10×24122904kN
游垂直水压力：Q14×613×102448kN
Q212×4×20×10400 kN
游垂直水压力：Q412×1928×241×102323kN
3扬压力
坝基设帷幕灌浆排水孔帷幕灌浆排水孔中心线距游坝坡分20 m50m排水处扬压力折减系数α03
U1241×6656×1016041kN
U212×2436×6156×107498kN
U312×(812+2436)×5×102639kN
4浪压力
水库校核洪水位15630m设计洪水位15370m年均风速V237ms水库吹程D3km波浪素计算：
V237ms20
000625···981
188m
2 Ll 00386··g
00386··981
641m
hz≈061 hl 057m
坝前水深H1813
gDV252 h1188×124 233m
正常高水位情况半波长Ll32 mH1>Ll浪压力深水波计算：
P1γ0 Ll－
10××32－429 kN
5泥沙压力
水泥沙压力：P m 1 TLan2(45°－φ2)
TLan2(45°－12°2)
1507kN
垂直泥沙压力：P m 212×(226+26)×4×9 454kN
[见附表：荷载计算表（特殊组合1）]
4112 特殊组合2
正常蓄水位1532m游正常水位841m坝基高程取低处750 m取1m宽坝段进行计算：
1重
W110×835×2420040kN
W212×5256×657×2441438kN
W312×20×4×24960kN
2水压力
游水水压力：P112×10×782230576kN
游水水压力：P212×10×912414kN
游垂直水压力：Q14×582×102328kN
Q212×4×20×10400 kN
游垂直水压力：Q412×728×91×10331kN
3扬压力
坝基设帷幕灌浆排水孔帷幕灌浆排水孔中心线距游坝坡分20 m50m排水处扬压力折减系数α03
U191×6656×106057kN
U212×2346×6156×107221kN
U312×(782+2346)×5×102542kN
4浪压力
正常蓄水位1532m年均风速V237ms水库吹程D3km波浪素计算：
V237ms20
000625···981
188m
2 Ll 00386··g
00386··981
641m
hz≈061 hl 057m
坝前水深H1813 m
gDV252 h1×124 233m正常高水位情况半波长Ll32 mH1>L l浪压力深水波计算：
P1γ0 Ll－
10××32－429 kN
5泥沙压力
水泥沙压力：P m 1 TLan2(45°－φ2)
TLan2(45°－12°2)1507kN
垂直泥沙压力：P m 212×(226+26)×4×9 454kN
6震惯性力：
坝址处基烈度6度该工程1级建筑物设计烈度7度应该考虑震力
根列公式分计算
FiαiξGiαig
式中：Fi－坝体分块作第i坝块形心水震惯性力
αi－水设计震加速度
ξ－震作效应折减系数取025
Gi－第i坝块重量kN
αi－第i坝块动态分布系数列公式计算：
αi14×
式中：n－坝体分块总数
H－坝高
G－坝体总重量kN
Gj－第i坝块重量kN
hihj－分第ij形心倒坝底面高度
坝体分3块
G110×835×2420040kN
h14175m
G212×5256×657×2441438kN
h 21752 m
G312×20×4×24960kN
h 3667 m
G20040＋41438＋96062798kN
H835m
：α11613α21842α31291
：F101×98×025×20040×161398808 kN
F201×98×025×41438×1842981908 kN
F301×98×025×960×12919831 kN
[见附表二 荷载计算表（特殊组合2）]
412 作溢流坝荷载组合
作溢流坝荷载：
基组合1：兴利水位静水压力扬压力浪压力重泥沙压力
基组合2：设计洪水位时静水压力扬压力浪压力重泥沙压力
特殊组合1：校核洪水位时静水压力扬压力浪压力重泥沙压力
特殊组合2：兴利水位水压力扬压力浪压力重泥沙压力震惯性力震动水压力动土压力等
基组合1基组合2特殊组合1中荷载相计算高水位时进行验算计算特殊组合1特殊组合2
4121 特殊组合1
校核洪水位1563 m游取校核尾水位991 m坝基高程取低处650 m取1m宽坝段进行计算：
溢流坝顶部曲线段中间直线段部反弧段三部分组成顶部高程14170闸敦交通桥工作桥起闭设备保守计算基三角形断面考虑闸敦交通桥工作桥起闭设备部反弧段基三角形断面部分似取梯形断面计算顶宽92 m游面坡1：08游面折面950 m垂直950 m坡1：02底宽7656m见图
1重
W192×767×2416935kN
W212×6136×767×2456476kN
W312×30×4×241440kN
2水压力
游水水压力：P112×10×913241678kN
游水水压力：P212×10×34125814kN
游垂直水压力：Q14×613×102448kN
Q212×4×30×10600 kN
游垂直水压力：Q412×2728×341×104651kN
3扬压力
坝基设帷幕灌浆排水孔帷幕灌浆排水孔中心线距游坝坡分20 m50m排水处扬压力折减系数α03
U1341×7656×1026107kN
U212×2739×7156×109800kN
U312×(913+2739)×5×101483kN
4浪压力
水库校核洪水位15630m设计洪水位15370m年均风速V237ms水库吹程D3km波浪素计算：
V237ms20
000625···981
188m
2 Ll 00386··g
00386··981
641m
hz≈061 hl 057m
坝前水深H1813
gDV252 h1×124 233m
正常高水位情况半波长Ll32 m H1>Ll浪压力深水波计算：
P1γ0 Ll－
10××32－429 kN
5泥沙压力
水泥沙压力：P m 1 TLan2(45°－φ2)
TLan2(45°－12°2)
3136kN
垂直泥沙压力：P m 212×(326+26)×4×9 634kN
见附表5：荷载计算表（特殊组合1）
4122 特殊组合2
正常蓄水位1532m游正常水位841m取1m宽坝段进行计算：
1重
W192×767×2416935kN
W212×6136×767×2456476kN
W312×30×4×241440kN
2水压力
游水水压力：P112×10×882238896kN
游水水压力：P212×10×19121824kN
游垂直水压力：Q14×582×102328kN
Q212×6×30×10900 kN
游垂直水压力：Q412×1528×191×101459kN
3扬压力
坝基设帷幕灌浆排水孔帷幕灌浆排水孔中心线距游坝坡分20 m50m排水处扬压力折减系数α03
U1191×7656×1014623kN
U212×2646×6136×108118kN
U312×(882+2646)×5×101433kN
4浪压力
正常蓄水位1532m年均风速V237ms水库吹程D3km波浪素计算：
V237ms20
2 hl 000625···g
000625···981
188m
2 Ll 00386··g
00386··981
641m
hz≈061 hl 057m
坝前水深H1813 m
gDV252 h1×124 233m
正常高水位情况半波长Ll32 m
H1>L l浪压力深水波计算：
P1 γ0 Ll－
10××32－429 kN
5泥沙压力
水泥沙压力：P m 1TLan2(45°－φ2)
TLan2(45°－12°2)
2362kN
垂直泥沙压力：P m 212×(326+26)×4×9 634kN
6震惯性力：
坝址处基烈度67度该工程1级建筑物设计烈度7度应该考虑震力
根列公式分计算：
FiαiξGiαig
式中：Fi－坝体分块作第i坝块形心水震惯性力
αi－水设计震加速度
ξ－震作效应折减系数取025
Gi－第i坝块重量kN
αi－第i坝块动态分布系数列公式计算：
αi14×
式中：n－坝体分块总数
H－坝高
G－坝体总重量kN
Gj－第i坝块重量kN
hihj－分第ij形心倒坝底面高度
坝体分3块
G192×767×2416935kN
h13835m
G212×6136×767×2456476kN
h 22557 m
G312×30×4×241440kN
h 310 m
G16935＋56476＋144074851kN
H 935m
：α11935α21785α31749
：F101×98×025×16935×193598819kN
F201×98×025×56476×1785982520kN
F301×98×025×1440×17499863kN
[见附表6：荷载计算表（特殊组合2）]
42 挡水坝承载力极限状态验算正常极限状态验算
421 坝体抗滑稳定性校核
采极限状态设计表达式：
γ0ψS（γGGKγQQKαK）≦R（fKγmαK ）
式中： γ0－结构重性系数
ψ－设计状况系数
S（·）－作效应函数
R（·）－结构构件抗力函数
γG－永久作分项系数
γQ－变作分项系数
GK－永久作标准值
QK－变作标准值
αK－参数标准值
fK－材料性标准值
γm－材料性分项系数
γdl－基组合系数
S（·）ΣP R
R（·） f`RΣW R+c`RA R
式中ΣP R－基面全部切作KN
f`R－基面抗剪断摩擦系数
c`R－基面抗剪断黏骏聚力KPa
ΣW R－基面全部法作KN
特殊组合1：校核洪水位1563 m游取校核尾水位991 m
（1）确定坝体荷载标准值详见表
（2）查出项荷载分项系数详见表
（3）计算坝体荷载设计值详见表
（4）计算作效应函数
S（·）ΣP R
∑P R－坝基面全部切作作设计值水方见表
S（·）34714—291031804KN
（5）计算抗滑稳定抗力函数
查表选择II类岩体确定f`RK10c`RK084 Mpa
查表f`R分项系数13c`R分项系数30
f`R坝基面抗剪断摩擦系数f`R1130769
坝基面抗剪断黏骏聚力c`R8403280 KPa
坝基面宽度6656m坝段取1 m
抗滑稳定抗力函数R（·） f`RΣW R+c`RA R
ΣW R基面全部法作计算见表
ΣW R 38140KN
R（·）0769×38140+280×665647966 KN
（6）校核抗滑稳定性
持久状况设计状况系数ψ101级建筑物结构重性系数γ011基组合系数γdl12
γ0ψS（·）≦R（·）
γ0ψS（·）11×10×3180432711 KN
R（·）479661239972KN
32711<39972
计算结果表明重力坝校核洪水位情况满足承载力极限状态抗滑稳定求
[见附表三：荷载计算表（特殊组合1）]
特殊组合2：正常蓄水位1532m游正常水位841m
（1）确定坝体荷载标准值详见表
（2）查出项荷载分项系数详见表
（3）计算坝体荷载设计值详见表
（4）计算作效应函数
S（·）ΣP R
∑P R－坝基面全部切作作设计值水方见表：
S（·）35417—42034997KN
（5）计算抗滑稳定抗力函数
查表选择II类岩体确定f`RK10c`RK084 Mpa
查表f`R分项系数13c`R分项系数30
f`R坝基面抗剪断摩擦系数f`R1130769
坝基面抗剪断黏骏聚力c`R8403280 KPa
坝基面宽度6656m坝段取1 m
抗滑稳定抗力函数R（·） f`RΣW R+c`RA R
ΣW R基面全部法作计算见表
ΣW R 48269KN
R（·）0769×48269+280×665655756KN
（6）校核抗滑稳定性
偶然状况设计状况系数ψ0851级建筑物结构重性系数γ011基组合系数γdl12
γ0ψS（·）≦R（·）
γ0ψS（·）11×085×3499732722 KN
R（·）557561246463KN
32722<46463
计算结果表明重力坝正常蓄水位震情况满足承载力极限状态抗滑稳定求[见附表四：荷载计算表（特殊组合2）]
422 坝体强度稳定承载力极限状态验算
挡水坝坝体混凝土坝基岩石基组合进行验算
4221 坝址混凝土抗压强度极限状态验算
根列公式：
γ0ψS（·）≦R（·）
S（·）（－）（1+）
R（·） fc
式中S（·）－作效应函数
R（·）－结构构件抗力函数
∑W R－坝基面全部法作KN
∑M R －全部作坝基面形心力矩kN·m
J R－坝基面形心轴惯性矩
TL R－坝基面形心轴游面距离
fc－混凝土抗压强度
特殊组合1：校核洪水位1563 m游取校核尾水位991 m
已知坝基底宽B6656m取1m坝段进行验算AR 6656m2游坝坡坡率m208
混凝土选C10等级C10fkc 98MPa
fc fkc γm9815653 MPa
坝基岩石抗压强度弱风化岩顶面：100~120Mpa微风化岩顶面：150~160Mpa取fkR 100 MPa
γ0ψS（·）≦R（·）
S（·） （－）（1+）
（－）（1+）
1690kpa
R（·） fc 98Mpa9800kpa
持久状况设计状况系数ψ101级建筑物结构重性系数γ011基组合系数γdl18
γ0ψS（·）≦R（·）
γ0ψS（·）10×11×16901859 kpa
R（·）9800185444 kpa
1859<5444
特殊组合2：正常蓄水位1532m游正常水位841m
已知坝基底宽B6656m取1m坝段进行验算AR 6656m2游坝坡坡率m208
混凝土选C10等级C10fkc 98MPa
fc fkc γm9815653 MPa
坝基岩石抗压强度弱风化岩顶面：100~120Mpa微风化岩顶面：150～160Mpa取fkR 100 MPa
γ0ψS（·）≦R（·）
S（·） （－）（1+）
（－）（1+）
1272kpa
R（·） fc 98Mpa9800kpa
偶然状况设计状况系数ψ0851级建筑物结构重性系数γ011基组合系数γdl18
γ0ψS（·）≦R（·）
γ0ψS（·）085×11×12721190kpa
R（·）9800185444 kpa
1190<5444
4222 坝址基岩抗压强度极限状态验算
fkR 100 Mpafkc 98MPa
fkR〉〉fkc 免校核
423 正常极限状态验算
验算坝踵垂直正应力出现拉应力
+≧0
1特殊组合1：校核洪水位1563 m游取校核尾水位991 m
+＋115 kpa〉0
2特殊组合2：正常蓄水位1532m游正常水位841m
+＋178kpa〉0
验算：非溢流坝承载力极限状态正常极限状态设计满足求
43 溢流坝承载力极限状态验算正常极限状态验算
431承载力极限状态验算
4311 坝体抗滑稳定性校核
1特殊组合1：校核洪水位1563 m游取校核尾水位991 m
（1）确定坝体荷载标准值详见表
（2）查出项荷载分项系数详见表
（3）计算坝体荷载设计值详见表
（4）计算作效应函数
S（·）ΣP R
∑P R－坝基面全部切作作设计值水方见表
S（·）40173KN
（5）计算抗滑稳定抗力函数
查表选择II类岩体确定f`RK10c`RK084 Mpa
查表f`R分项系数13c`R分项系数30
f`R坝基面抗剪断摩擦系数f`R1130769
坝基面抗剪断黏骏聚力c`R8403280 KPa
坝基面宽度7656m坝段取1 m
抗滑稳定抗力函数R（·） f`RΣW R+c`RA R
ΣW R基面全部法作计算见表
ΣW R 43664KN
R（·）0769×43664+280×765655014KN
（6）校核抗滑稳定性
持久状况设计状况系数ψ101级建筑物结构重性系数γ011基组合系数γdl12
γ0ψS（·）≦R（·）
γ0ψS（·）11×10×4017344190KN
R（·）550141245845KN
44190<45845
计算结果表明重力坝校核洪水位情况满足承载力极限状态抗滑稳定求
见附表7：荷载计算表（（特殊组合1））
2特殊组合2：正常蓄水位1532m游正常水位841m
（1）确定坝体荷载标准值详见表
（2）查出项荷载分项系数详见表
（3）计算坝体荷载设计值详见表
（4）计算作效应函数
S（·）ΣP R
∑P R－坝基面全部切作作设计值水方见表
S（·）43654KN
（5）计算抗滑稳定抗力函数
查表选择II类岩体确定f`RK10c`RK084 Mpa
查表f`R分项系数13c`R分项系数30
f`R坝基面抗剪断摩擦系数f`R1130769
坝基面抗剪断黏骏聚力c`R8403280 KPa
坝基面宽度7656m坝段取1 m
抗滑稳定抗力函数R（·） f`RΣW R+c`RA R
ΣW R基面全部法作计算见表
ΣW R 54215KN
R（·）0769×54215+280×765663128KN
（6）校核抗滑稳定性
偶然状况设计状况系数ψ0851级建筑物结构重性系数γ011基组合系数γdl12
γ0ψS（·）≦R（·）
γ0ψS（·）11×085×4365441003 KN
R（·）631281252607KN
41003<52607
计算结果表明重力坝正常蓄水位震情况满足承载力极限状态抗滑稳定求
见附表8：荷载计算表（（特殊组合2））
4312 坝体强度稳定承载力极限状态验算
43121 坝址混凝土抗压强度极限状态验算
1特殊组合1：校核洪水位1563 m游取校核尾水位991 m
已知坝基底宽B7656m取1m坝段进行验算AR 7656m2游坝坡坡率m207
混凝土选C10等级C10fkc 98MPa
fc fkc γm9815653 MPa
坝基岩石抗压强度弱风化岩顶面：100～120Mpa微风化岩顶面：150～160Mpa取fkR 100 MPa
γ0ψS（·）≦R（·）
S（·）（－）（1+）
（－）（1+）
4806kpa
R（·） fc 98Mpa9800kpa
持久状况设计状况系数ψ101级建筑物结构重性系数γ011基组合系数γdl18
γ0ψS（·）≦R（·）
γ0ψS（·）10×11×18061986 kpa
R（·）9800185444 kpa
1986<5444
2特殊组合2：正常蓄水位1532m游正常水位841m
已知坝基底宽B7656m取1m坝段进行验算AR 7656m2游坝坡坡率m207
混凝土选C10等级C10fkc 98MPa
fc fkc γm9815653 MPa
坝基岩石抗压强度弱风化岩顶面：100~120Mpa微风化岩顶面：150~160Mpa取fkR 100 MPa
γ0ψS（·）≦R（·）
S（·）（－）（1+）
（－）（1+）
1966kpa
R（·） fc 98Mpa9800kpa
偶然状况设计状况系数ψ0851级建筑物结构重性系数γ011基组合系数γdl18
γ0ψS（·）≦R（·）
γ0ψS（·）085×11×19661894kpa
R（·）9800185444 kpa
1984<5444
43122坝址基岩抗压强度极限状态验算
fkR 100 Mpafkc 98MPa
fkR〉〉fkc 免校核
432 正常极限状态验算
验算坝踵垂直正应力出现拉应力
+≧0
1特殊组合1：校核洪水位1563 m游取校核尾水位991 m
+＋39 kpa〉0
2特殊组合2：正常蓄水位1532m游正常水位841m
+＋223 kpa〉0
表
荷载计算表（特殊组合1）
荷载
计算公式
垂直力KN
水力KN
偏心距m
（距底面形心）
力距KN m
（↑）
（↓）
（←）
（→）
↘（+）
↙（）
重
W110×835×24
20040
e3328410÷22428
495312
重
W212×5256×657×24
41438
e33281046256÷3－157
65058
重
W312×20×4×24
960
e33284×2÷33061
29389
游水水压力
P112×10×8122
33048
e813÷3271
895600
游水水压力
：P212×10×2412
2904
e241÷3803
23329
游垂直水压力
Q14×612×10
2448
e33284÷2134
76573
游垂直水压力
Q212×4×20×10
400
e33284÷33195
12779
游垂直水压力
Q412×1928×241×10
2323
e33281928÷32685
62372
浮托力
U1241×6656×10
16041
0
0
0
渗透压力
U212×2436×6156×10
7498
e3328－6256÷35743
119131
渗透压力
U312×(812+2436)×5×10
2639
e33285×(813+2×2436)÷3÷(813+2436)3123
82414
浪压力
P110××32
948
e813+2337971
756
浪压力
P2
512
e8137717
395
水泥沙压力
Pm 1TLan2(45°－12°2)
1507
e753
11353
垂直泥沙压力
P m 212×(226+26)×4×9
454
e3328—4×(226+2×26)÷3÷(226+26)318
14441
合计
27685
68063
290912
3443598
771349
1117553
合计
40378
31527
346204
表二
荷载计算表（特殊组合2）
荷载
计算公式
垂直力KN
水力KN
偏心距m
（距底面形心）
力距KN m
（↑）
（↓）
（←）
（→）
↘（+）
↙（）
重
W110×835×24
20040
e3328410÷22428
495312
重
W212×5256×657×24
41438
e33281046256÷3－157
65058
重
W312×20×4×24
960
e33284×2÷33061
29389
游水水压力
P112×10×7822
30576
e782÷32607
797014
游水水压力
P212×10×912
414
e91÷3303
1256
游垂直水压力
Q14×582×10
2328
e33284÷2134
31195
游垂直水压力
Q212×4×20×10
400
e33284÷33195
12780
游垂直水压力
Q412×728×91×10
331
e3328728÷33085
10212
浮托力
U191×6656×10
6057
0
渗透压力
U212×2346×6156×10
7221
e3328－6256÷35743
53652
渗透压力
U312×(782+2346)×5×10
2542
e33285×（782+2×2346）÷3÷（782+2346） 3123
79387
浪压力
P110××32
948
e782+2337661
726
浪压力
P2
512
e7827607
389
水泥沙压力
Pm 1TLan2(45°－12°2)
1507
e753
11353
垂直泥沙压力
P m 212×(226+26)×4×9
454
e3328—4×(226+2×26)÷3÷(226+26)318
14441
震惯性力
F101×98×025×20040×161398
808
e4175
33734
震惯性力
F201×98×025×41438×184298
1908
e1752
33428
震惯性力
F301×98×025×960×129198
31
e667
207
合计
15820
65951
419
34839
638414
1031119
合计
50131
34420
741667
表三
荷载计算表（特殊组合1）
荷载
垂直力标准值KN
水力标准值KN
分项
系数
垂直力设计值KN
水力设计值KN
力距标准值KN m
力距设计值KN m
（↑）
（↓）
（←）
（→）
（↑）
（↓）
（←）
（→）
↘（+）
↙（）
↘（+）
↙（）
重
20040
10
20040
495312
495312
0
重
41438
10
41438
65058
0
65058
重
960
10
960
29389
29389
0
游水水压力
33048
10
33048
895600
0
895600
游水水压力
2904
10
2904
23329
23329
0
游垂直水压力
2448
10
2448
76573
76573
0
游垂直水压力
400
10
400
12779
12779
0
游垂直水压力
2323
10
2323
62372
0
62372
浮托力
16041
10
16041
0
0
0
0
渗透压力
7498
12
8998
119131
142957
0
渗透压力
2639
12
3167
82414
0
98897
浪压力
948
12
11
756
0
907
浪压力
512
12
6
395
474
0
水泥沙压力
1507
12
1808
1654
0
11353
垂直泥沙压力
454
12
545
14441
17329
0
合计
27685
68063
2909
34436
30014
68154
2910
34714
771349
1117553
798142
1136458
合计
40378
31527
38140
31804
346204
338316
表四
荷载计算表（特殊组合2）
荷载
垂直力标准值KN
水力标准值KN
分项
系数
垂直力设计值KN
水力设计值KN
力距标准值KN m
力距设计值KN m
（↑）
（↓）
（←）
（→）
（↑）
（↓）
（←）
（→）
↘（+）
↙（）
↘（+）
↙（）
重
20040
10
20040
495312
495312
重
41438
10
41438
65058
65058
重
960
10
960
29389
29389
游水水压力
30576
10
30576
797014
797014
游水水压力
414
10
414
1256
1256
游垂直水压力
2328
10
2328
31195
31195
游垂直水压力
400
10
400
12780
12780
游垂直水压力
331
10
331
10212
10212
浮托力
6057
10
6057
渗透压力
7221
12
86652
53652
643824
渗透压力
2542
12
30504
79387
952644
浪压力
948
12
11376
726
8712
浪压力
512
12
6144
389
4668
水泥沙压力
1507
12
18084
11353
136236
垂直泥沙压力
454
12
5448
14441
173292
震惯性力
808
11
8888
33734
371074
震惯性力
1908
11
20988
33428
367708
震惯性力
31
11
341
207
2277
合计
15820
65951
419
34839
17773
66042
420
35417
638414
1031119
652110
1056149
合计
50671
34420
48269
34997
392705
404039
表五
荷载计算表（特殊组合1）
荷载
计算公式
垂直力KN
水力KN
偏心距m
（距底面形心）
力距KN m
（↑）
（↓）
（←）
（→）
↘（+）
↙（）
重
W192×767×24
16935
e3828692÷22768
468761
重
W212×6136×767×24
56476
e38289266136÷3263
148344
重
W312×30×4×24
1440
e38286×2÷33428
49362
游水水压力
P112×10×9132
41678
e913÷33103
1293407
游水水压力
P212×10×3412
5814
e341÷31137
66086
游垂直水压力
Q14×613×10
2448
e38286÷23528
86365
游垂直水压力
Q212×4×30×10
600
e38284÷33695
22170
游垂直水压力
Q412×2728×341×10
4651
e38282728÷32919
91630
浮托力
U1341×7656×10
26107
0
0
0
渗透压力
U212×2739×7156×10
9800
e3828－7156÷35944
92479
渗透压力
U312×(913+2739)×5×10
1483
e38285×(913+2×2739)÷3÷(913+2739)3623
53729
浪压力
P110××32
948
e913+2338971
850
浪压力
P2
512
e9138717
446
水泥沙压力
Pm 1TLan2(45°－12°2)
3136
e1087
34088
垂直泥沙压力
P m 212×(326+26)×4×9
634
e3828—4×(326+2×26)÷3÷(326+26)3685
23362
合计
37390
83184
5819
44823
957375
1473704
合计
45794
39004
536329
表六
荷载计算表（特殊组合2）
荷载
计算公式
垂直力KN
水力KN
偏心距m
（距底面形心）
力距KN m
（↑）
（↓）
（←）
（→）
↘（+）
↙（）
重
W192×767×24
16935
e3828692÷22768
468761
重
W212×6136×767×24
56476
e38289266136÷3263
148344
重
W312×30×4×24
1440
e38286×2÷33428
49362
游水水压力
P112×10×8822
38896
e882÷3294
1143542
游水水压力
P212×10×1912
1824
e191÷3637
11613
游垂直水压力
Q14×582×10
2328
e38286÷23528
82132
游垂直水压力
Q212×6×30×10
900
e38286÷33628
32652
游垂直水压力
Q412×1528×191×10
1459
e38281528÷33319
40988
浮托力
U1191×7656×10
14623
0
渗透压力
U212×2646×6136×10
8118
e3828－7256÷35909
73803
渗透压力
U312×(882+2646)×5×10
1433
e38285×（882+2×2646）÷3÷（882+2646） 3623
51916
浪压力
P110××32
948
e882+2338661
821
浪压力
P2
512
e8828607
441
水泥沙压力
Pm 1TLan2(45°－12°2)
2362
e1087
25667
垂直泥沙压力
P m 212×(326+26)×4×9
634
e3828—4×(326+2×26)÷3÷(326+26)3685
23362
震惯性力
F101×98×025×16935×193598
819
e3838
31433
震惯性力
F201×98×025×56476×178598
2520
e2527
63680
震惯性力
F301×98×025×1440×174998
63
e10
630
合计
24174
80172
1829
44669
890470
1358677
合计
55998
42840
468207
表七
荷载计算表（特殊组合1）
荷载
垂直力标准值KN
水力标准值KN
分项
系数
垂直力设计值KN
水力设计值KN
力距标准值KN m
力距设计值KN m
（↑）
（↓）
（←）
（→）
（↑）
（↓）
（←）
（→）
↘（+）
↙（）
↘（+）
↙（）
重
16935
10
16935
468761
468761
重
56476
10
56476
148344
148344
重
1440
10
1440
49362
49362
游水水压力
41678
10
41678
1293407
0
1293407
游水水压力
5814
10
5814
66086
66086
游垂直水压力
2448
10
2448
86365
86365
游垂直水压力
600
10
600
22170
22170
游垂直水压力
4651
10
4651
91630
91630
浮托力
26107
10
26107
0
0
渗透压力
9800
12
11760
92479
1109748
渗透压力
1483
12
17796
53729
644748
浪压力
948
12
11376
850
1020
浪压力
512
12
6144
446
5352
水泥沙压力
3136
12
37632
34088
409056
垂直泥沙压力
634
12
7608
23362
280344
合计
37390
83184
5819
44823
39647
83311
5820
45453
957375
1473704
980632
1491437
合计
45794
39004
43664
40173
516329
518805
表八
荷载计算表（特殊组合2）
荷载
垂直力标准值KN
水力标准值KN
分项
系数
垂直力设计值KN
水力设计值KN
力距标准值KN m
力距设计值KN m
（↑）
（↓）
（←）
（→）
（↑）
（↓）
（←）
（→）
↘（+）
↙（）
↘（+）
↙（）
重
16935
10
16935
468761
468761
重
56476
10
56476
148344
148344
重
1440
10
1440
49362
49362
游水水压力
38896
10
38896
1143542
1143542
游水水压力
1824
10
1824
11613
11613
游垂直水压力
2328
10
2328
82132
82132
游垂直水压力
900
10
900
32652
32652
游垂直水压力
1459
10
1459
40988
40988
浮托力
14623
10
14623
0
渗透压力
8118
12
97416
73803
885636
0
渗透压力
1433
12
17196
51916
622992
浪压力
948
12
11376
821
9852
浪压力
512
12
6144
441
5292
水泥沙压力
2362
12
28344
25667
308004
垂直泥沙压力
634
12
7608
23362
280344
0
震惯性力
819
11
9009
31433
345763
震惯性力
2520
11
2772
63680
70048
震惯性力
63
11
693
630
693
合计
24174
80172
1829
44669
26084
80299
1830
45484
890470
1358677
909991
1383932
合计
55998
42840
54215
43654
468209
473941
5 细部构造设计
重力坝构造设计包括坝顶结构坝体分缝止水排水廊道系统等容构造科学合理选型布置改善重力坝工作状态提高坝体稳定性减坝体应力满足运施工求
51 混凝土分区标号选择
511 混凝土标号分区设计
重力坝坝体材料混凝土根应力计算成果坝部位工作条件强度抗冻抗渗抗热抗磨等种性提出求满足坝体部位求节省水泥量工程费安全济统起通常坝体混凝土工作环境进行分区选强度等级性指标确定区位置尺寸般分6区里应注意
(1) 坝体部混凝土应低C75取C10
(2) 抗磨求混凝土低Cl5
(3) 分区厚度2～3m
(4)根水工建筑物坝体混凝土分区图划分分6区：
Ⅰ区—游水位坝体表层混凝土特点受气影响取C20
Ⅱ区—游水位变化区坝体表层混凝土受水作受气影响取C20
Ⅲ区—游低水位坝体表层混凝土取C20
Ⅳ区—坝体基础混凝土取C15
Ⅴ区—坝体部混凝土取C10
Ⅵ区—抗刷部位混凝土取C20
512 标号选择
选定区混凝土等级时等级类量少相邻区等级强度相差超两级免性差太引起应力集中产生裂缝
图：
坝体砼分区简图
513 非溢流坝细部结构
坝顶游侧应设置防浪墙宜采坝体连成整体钢筋混凝土结构墙身应足够厚度抵挡波浪漂浮物击墙高12m坝横缝处应留伸缩缝设置止水游侧应设置栏杆灯柱保护行行车安全应排水设施便排路面雨水路面排水应坝体排水连通直接排入坝体
514 溢流坝细部结构坝顶路面应适横坡度设置相
溢流重力坝部构造应根运行求布置交通求应公路等级设置交通桥坝顶常设置门闸墩工作桥启闭机等
1闸门布置
工程实践中常工作闸门布置堰顶点稍偏游点便闸门部分开启时压低水舌形成贴面流免形成局部负压检修闸门应布置工作闸门前两门间净距1～3m全部溢流孔口通常设置障1～2扇检修门
2闸墩
闸墩形状应水流量减泄流力影响般采半圆形墩头流线形墩尾墩高非溢流坝坝顶齐略高墩厚垃满足强度稳定门槽布置求面闸门门槽深15m门槽处厚度10～15m墩厚25m弧形闸门闸墩厚度15～2Om果缝墩墩厚增加05～1Om墩长应满足部结构布置求工作门槽宽1～4m检修门槽尺寸05m×O5m
3工作桥
采钢筋混凝土结构跨度工作桥采预应力钢筋混凝土结构工作桥布置移动式启闭机工作桥交通桥合二工作桥交通桥相互间位置应非溢流坝坝顶交通求确定桥面高程洪水掺气水面淹没桥面便闸门吊起低点溢流坝水面线保持足够距离
4导水墙
边墩游延伸成导水墙导水墙边墙高度溢流水面线决定应考虑溢流面水流击波掺气引起水面增高般高出掺气水面1～15m取15 m
导水墙长度挑流消时导水墙延伸鼻坎末端底流消时导水墙延伸消力池护坦末端溢流坝水电站相邻时导墙长度耍延伸厂房定范围减溢流时尾水波动电站运行影响
防止温度裂缝导墙隔20m做道伸缩缝缝做简单止水导墙顶部厚度15m部厚度根结构计算确定重力式墙体
52 坝体分缝
基均匀沉降温度变化施工时期温度应力施工浇筑力等原坝体进行分缝分横缝缝水缝
521 横缝
横缝垂直坝轴线坝体分干坝段作减温度应力适应基均匀变形满足施工求根基特性河谷形温度变化结构布置浇筑力等横缝间距15m保证坝段产生均匀沉陷时影响闸门启闭工作缝设布置闸墩中间
1永久性横缝
永久性横缝常做成面设键槽进行灌浆坝段独立工作根基温度变化情况留缝宽均匀沉陷较时缝宽需留1～2㎝缝间沥青油毛毡隔开
2时性横缝
遇述情况时横缝做成时性横缝：①河谷狭窄做成整体式重力坝适发挥两岸支撑作利坝体强度稳定②岸坡较陡坝段连成整体改善岸坡坝段稳定性③坐落软弱破碎带坝段连成整体增加坝体刚度④强震区坝段连成整体提高坝段抗震性时性横缝灌浆高度视坝高传力需定
522 缝
适应混凝土浇筑力减少施工期温度应力常行坝轴线方设缝坝段分成坝块坝体降稳定温度进行接缝灌浆缝行坝轴线设置温度缝施工缝间距般15～30m常缝形式竖值缝斜缝错缝等
1 竖直缝
缝间距根浇筑力温度控制情况确定般采20m
2 斜缝
斜缝致应力方设置缝面剪应力张开度结构观点直缝合理必灌浆斜缝施工复杂相邻坝块施工干扰较缺点适中低坝
3错缝
错缝缝面间做灌浆处理错缝式浇筑块高度基岩附15～2m坝体部般3～4m错缝间距10～15m缝错距应超浇筑块厚度半免铅直缝开裂
53 坝体廊道系统
满足施工运求灌浆排水观测检查交通需需坝体设置种廊道廊道互相连通构成廊道系统
531 基础灌浆廊道
帷幕灌浆需坝体浇筑定高程进行便利混凝土压重提高灌浆压力保证灌浆质量需坝踵部位设置灌浆廊道便降低渗透压力基础灌浆廊道断面尺寸应根钻灌机具尺寸工作求确定宽度取3m高度35m断面形式采城门洞形灌浆廊道距游面距离取4m廊道底面距基岩面6m防廊道底板灌浆压力掀动开裂廊道底面游侧设排水沟游排水沟设坝基排水孔扬压力观测孔灌浆廊道形两岸逐渐升高坡度45℃便进行钻孔灌浆操作搬运灌浆设备
532 检查坝体排水廊道
检查巡视排渗水常坝体游面高度方隔17m设置检查排水廊道层廊道左右两岸出口铅直井道层廊道连通
54 止水排水
坝体横缝需设止水止水材料采金属片采两道止水片中间设沥青井金属止水采18㎜厚紫铜片第道止水游面距离应利改善坝体头部应力般10m侧埋入混凝土长度20㎝沥青井方行侧预制混凝土块预制块长1m厚10㎝止水片沥青井需伸入岩基50㎝井填满沥青砂止水片必须延伸高水位沥青井延伸坝顶
减少坝体渗透压力游坝面应设排水幕渗入坝体水排水排入廊道廊道汇集集水井抽水机排游排水距游坝面距离2m渗透坡降允许范围排水间距2m层廊道间排水垂直排水采预制砂混凝土孔混凝土径25㎝
55 坝体布置
坝顶侧防浪墙游侧明设备顶部设置鱼脊背坡度1两侧设置排水通埋排入游侧
56 基处理
561 基开挖清理
坝基开挖清理目坝体座落稳定坚固基开挖深度微风化弱风化中部基岩
坝基面缓倾角软弱夹层清河流方基岩面略游倾斜增强抗滑稳定性基岩面应避免高低悬殊突变免造成坝体应力集中坝踵坝趾处开挖齿槽利稳定采爆破开挖时应避免放炮免造成新裂隙原裂隙张开基岩开挖05～10m应采手风钻钻孔药量爆破遇易风化页岩黏土岩等应留02～03m保护岩层浇筑混凝土前挖基岩开挖浇筑混凝土前需进行彻底清理清洗包括清松动岩块掉突出尖角基坑中原勘探钻孔井洞等均应回填封堵
562 坝基固结灌浆
提高基岩整体性强度降低基透水性采浅孔低压灌注水泥浆方法基进行加固处理固结灌浆孔布置应力较坝踵坝趾附节理裂隙发育破碎带范围存裂隙时提高灌浆效果钻孔方正交裂隙面倾角太灌浆压力浆液稠度关采低压稀浆灌注混凝土盖重灌浆时压力般02～04Mpa盖重时04～07Mpa掀动基础岩体原
563 帷幕灌浆
降低坝底渗透压力防止坝基产生机械化学涌减少坝基绕坝渗透流量防渗帷幕布置游面坝轴线附坝基灌浆帷幕中心线距坝游面距离取2 m根基岩透水性坝体承受水头透水层深度防渗帷幕深度20m
根工程质条件水文质条件作水头灌浆实验资料选定帷幕灌浆孔排数设两排帷幕灌浆必须浇筑定厚度坝体混凝土施工浇筑混凝土作盖重提高灌浆压力防止浆液外溢灌浆压力般应通实验确定通常帷幕孔段取1～15倍坝前静水头孔底段取2～3倍坝前静水头掀动岩体原
564 坝基排水
坝基排水系统包括排水孔幕坝基面排水排水幕应帷幕灌浆完成钻孔免浆液堵塞排水幕距防渗帷幕游面3m排水幕般略游倾斜帷幕成10°交角排水孔孔距2m孔径200㎜宜防堵塞孔深14m岸坡坝段坝体应设置横排水廊道岸坡钻排水孔设置专门排水设施渗水基础面排出坝外
565 断层破碎带处理
5651 断层破碎带处理
I83坝线坝段出露断裂构造F103F105F108F112F114F117F122等断层十余条断层走北西北东者少高角度正断移正断层
倾角较陡基岩面接垂直规模断层破碎带采取开挖回填混凝土措施混凝土塞高度取断层宽度1～15倍10m塞两侧开挖成1：1～1：15斜坡便坝体压力混凝土塞传两侧完整岩体塞底宽断层宽度加侧开挖05～10m水库连通贯穿坝基游断层破碎带必须作防渗处理某写倾角较缓断层破碎带应顶部做混凝土塞外考虑面深埋部分坝体稳定影响
5652 软弱夹层处理
根洞竖井资料I83坝线右岸软弱夹层13条系层夹泥左岸层夹泥6条切层泥条
处理措施：浅埋夹层明挖处理软弱夹层清回填混凝土游坝踵游坝趾设置深齿坎切断软弱夹层直达完整基岩埋藏较深较厚倾角缓夹层设置混凝土洞塞
6 泄水底孔设计
61 泄水孔断面设计
泄水孔设计溢流坝段组成部分包括：进水喇叭口闸门段孔身段出口段流消设施等
611 坝身泄水孔组成形式
（1）泄水孔组成 般进口段闸门控制段孔身段出口消段组成
（2）泄水孔形成 孔身水流条件坝身泄水孔分压压两种类型前者指高水位闸门全开时整道处满流承压状态者指泄水时进口附段压外余部分均处明流压状态设计时应避免段泄水孔中产生明满流交现象防引起振动空蚀
泄水孔处高程分中孔底孔
布置层数分单怪层
布置坝身泄水孔时影响正常运条件应量做种功结合例灌溉发电相结合放空导流相结合等减少坝孔洞压泄水孔需进口段设置工作闸门检修闸门压泄水孔工作闸门常设游出口处避免闸门局部开启时振动便操作检修进口处设置检修闸门
612 坝身泄水孔作工作条件
坝身泄水孔进口全部淹没设计水位较深部位时放水称深式泄水孔作：预泄洪水增水库调蓄力放空水库便检修排放泥沙减少水库淤积延长水库寿命时游供水满足航运求施工导流
坝身泄水孔水流流速较高易产生负压空蚀振动应做结构体型设计采取效掺气减蚀措施闸门设置水检修较困难闸门承受水压力相应启门力造成价高尤孔口面积较时技术问题更加复杂般坝身泄水孔作泄洪建筑物配合溢流坝泄洪发挥作
根TL水库混凝土重力坝设计数进水口底高程拟定90m位置底孔数尺寸拟定：4—5×6根TL水库校核水位泄水力指标（QqL）计算（孔—m×m ）4—5×6满足泄水底放空TL水库力
62 泄水孔消设计
设计原：
（1）量泄水流部分动消耗水流部紊动中水流空气摩擦
（2）产生危坝体安全河床刷岸坡局部刷
（3）泄水流稳影响枢纽中建筑物正常运行
（4）结构简单工作
（5）工程量济
根形质枢纽布置水头泄量运行条件消防求游水深变幅等条件进行技术济较选择消工形式消力坎消力墩消形式
7 施工导流设计
71 施工导流设计标准导流时段划分
711 导流设计标准
导流设计流量取决导流洪水频率标准通常简称导流设计标准
施工期间遭遇洪水机事件果选定设计标准太低保证施工安全：反导流工程设计规模仅导流费增加规模法期完成造成工程施工动局面导流设计洪水标准确定实际济性风险间加抉择
确定导流洪水标准时首先保护象失事果年限工程规模划分导流建筑物级见表11然根导流建筑物类型级选相应洪水标准见表12
表11
级
保护象
失事果
年限a
围堰工程规模
堰高m
库容m
Ⅲ
特殊求Ⅰ级永久建筑物
淹没重城镇工矿企业交通干线推迟工程总工期第台（批）机组发电造成重灾害损失
＞3
＞50
＞10
Ⅳ
ⅠⅡ级永久建筑物
淹没般城镇工矿企业影响工程总工期第台（批）机组发电造成较济损失
15～3
15～50
01～10
Ⅴ
ⅢⅣ级永久建筑物
淹没基坑工程总工期第台（批）机组发电影响济损失较
＜15
＜15
＜01
表12
导流建筑物类型
导流建筑物级出心裁
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
洪水重现期a
土石
50～20
20～10
10～5
混凝土
20～10
10～5
5～3
712 时段划分
工程施工程阶段采类型规模挡水建筑物泄水建筑物导流方法组合序通常称导流程序导流程序划分施工阶段延续时间般称导流时段导流时段通常指围堰挡水保证基坑干施工时段称导流时段挡水时段施工时段
谓导流时段划分选择指枯水施工时段选择
导流时段划分河道水文特征枢纽类型导流方式施工总时度工期等关施工角度全年流量变化程线划分出水文时段划分导流时段基目研究降低设计流量性合理性
导流设计流量确定言导流时段划分指枯水期施工时段选择围堰挡水时段选择量减导流建筑物规模争取较长基坑干施工时间必须干时段划分方案进行技术济较般说枯水期应确保正常施工中水期应争取施工角度划分水文时段洪枯分谓枯水施工时段常包括部分全部中水期严格应水文学中枯水时段
围堰挡水时段选择常遇列情况混凝土坝基坑允许水水围堰挡水时段挡水标准均应通技术济较确定二基坑允许水基坑体建筑物枯水期抢修拦洪高程围堰仅枯水期运高度降低然否采种低水围堰关键基坑施工作量工程难易程序果构纽类型允许基坑淹没水坝体污前抢修拦洪高程时必须全年作导流挡水时段
72 导流方式选择导流设计
721 导流方式选择
影响导流方式选择素：
（1）水文条件
（2）形质条件
（3）枢纽类型布置
（4）河流综合利求
（二）选择导流方式般设计原
（1）适应水式布置河流水文特性形质条件
（2）应工程施工期短发挥工程效益快
（3）应工程施工安全灵活方便
（4）量结合利永久建筑物减水工程量投资
（5）满足施工期国民济部门综合求通航木鱼供水等
（6）应初期导流环节合理衔接河道截流坝体渡汛封堵蓄水等
根TL水库形质条件应采分期明渠导流
8 结
根工程规模国民济中作设计规范规定TL水库枢纽工程属1型建筑物级工程重建筑物通次TL水库混凝土重力坝工程毕业设计培养综合运基础理专业知识力时提高解决工程设计问题力进步掌握工程设计原设计方法设计步骤成善应设计图册国家标准规范规程提高设计计算专业绘图编写设计文件等基技提高分析问题解决问题独力工作力养成科学组织理规范化工程化设计良作风
参考文献：
1 DL 5108～1999混凝土重力坝设计规范北京中国电力出版社2000
2 DL 5077～1997水工建筑物荷载设计规范北京中国电力出版社l998
3 SL 252～2000水利水电工程等级划分洪水标准北京申国水利水电出版社2000
4 DL 5073～1997水工建筑物抗震设计规范北京电力工业部l998
5 DLT 5057～1996水工钢筋混凝土结构设计规范北京中国电力出版社l997
6 潘家铮重力坝设计计算北京中国工业出版社1965
7 潘家铮重力坝北京水利电力出版社1987
8 孙明权沈长松编·水工建筑物·北京中央广播电视学出版社2叨1
9 华东水利学院编水工设计手册第五册混凝土坝北京水利电力出版社1987
10 袁银忠编水工建筑物专题 (泄水建筑物水力学问题)北京中国水利水电出版社1997
11 张光斗王光伦水工建筑物 (册)北京水利电力出版社1992
12 华东水利学院编水工设计手册第六册泄水坝建筑物北京水利电力出版社1987
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