重力坝设计规范

重力坝设计规范篇一：重力坝设计计说明书重力坝设计书 姓 名：谢龙基 专 业：水利水电建筑工程 学 号：1223111043 一 基本资料 工程概况 1、工程地理位置、工程任务和规模 燕云电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州松潘境内的岷江河右岸一级支流热务沟梯级开发的第一级，该电站工程的主要任务是发电。 燕云电站为单一径流引水式电站，电站取水枢纽控制流域面积。电站有效库容 120 万 m3，电站设计引用流量/s，设计工作水头，装机（2） 。根据防洪标准（GB5020194）及水电枢纽工程等级划分及设计安全标准（DL/T 5180XX） 规定本工程为 IV 等小（1）型工程，主要水工建筑物为 4 级，次要水工建筑物和临时性水工建筑物为 5 级。坝体设计洪水标准为 30 年一遇，校核洪水标准为 300 年一遇。 2、对外交通规划及施工场地条件 燕云水电站位于松潘县燕云乡境内，首部枢纽、引水线路及厂址有松潘县至黑水县省级公路相通，并与国道 213线相连，电站建设区距松潘县县城约 109km，距成都约356km，对外交通较为方便。 鉴于各支洞无公路与主要交通公路相通，故需修建临时公路或施工便道，将各主要施工建筑物与对外交通相连。工程区首部枢纽河段左岸有大片河滩地，施工布置较为方便；引 水隧洞各施工支洞及跨沟暗涵处施工均位于山坡或或沟内，施工场地较为狭窄，施工布置比较困难；厂区部位施工场地较为开阔，施工布置较为方便。3、施工期间综合利用要求及通航 本工程以发电为主要目标，无航运、漂木等综合利用要求。施工期间无断流情况出现，对下游供水及厂、闸址间河道的生态环保用水均无影响。 4、供应条件 1）主要建筑材料供应 本电站施工对外交通运输以公路运输为主。工程区附近天然建材储量丰富，质量也满足本工程需要。 主要建筑材料钢材从成都采购，综合运距为 356km，木材、油料、炸药由松潘县供应，综合运距为 109km，水泥由拉法基水泥厂供应，综合运距为 270km。 2）施工机械修配 工程施工机械设备与汽车修理可依托松潘县地方机械修理厂承担，工地只设机修站和汽车保养站。 3）施工供电和施工供水 本工程施工由当地地方电网供电。 热务沟及工程区内水质良好，施工生产、生活用水可抽取热务沟水或就近截取支沟水。 4）施工队伍及施工设备和物质采购 工程建设期间所需的临时工，生产物资等可在松潘县招募和采购。省内水电专业施工队伍众多，可实行招投标选择施工队伍。 地形条件 取水建筑物重力坝位于岷江一级支流小姓沟与其一级支流泗拉柯沟交汇处下游约 90m 左右处的小姓沟上。小姓沟由 NW 向 SE 流经坝区，谷底宽为 110150m。右岸为1020的缓坡，左岸为 3045的斜坡和峻坡。 燕云电站取水口地形图 工程地质 河床右岸为 1020的缓坡，根据坝轴线坝 ZK4、坝ZK5 钻探资料揭示，上部为左右的崩坡积层（QCoL+dl4）亚粘土夹块碎石；下部为中生界三迭系西康群中统杂谷脑下段（T2z1）岩层：灰色钙质石英细砂岩（或绿灰色凝灰质砂岩）与少量深灰色粉砂质板 岩及灰黑色透镜状薄层状结晶灰岩的不等厚间互层。先将上部的崩坡积层（QCoL+dl4）亚粘土夹块碎石和局部不稳定坡体彻底清除，再将坝坝基础置于中生界三迭系西康群中统杂谷脑下段（T2z1）岩层上，其承载能力满足坝坝对地基的要求。建议将坝肩崁入基岩 35m，坝肩强卸荷岩体呈强透水状态，应加强防渗处理措施，防止沿坝肩接头渗漏，并对边坡和坝肩作好抗冲刷处理措施和护岸工程处理措施。河床左岸为 3045的斜坡和峻坡，根据坝轴线坝ZK1、坝 ZK2 钻探资料揭示，上部为左右的崩坡积层（QCoL+dl4）亚粘土夹块碎石；下部为中生界三迭系西康群中统杂谷脑下段（T2z1）岩层：灰色钙质石英细砂岩（或绿灰色凝灰质砂岩）与少量深灰色粉砂质板岩及灰黑色透镜状薄层状结晶灰岩的不等厚间互层。先将上部的崩坡积（QCoL+dl4）亚粘土夹块碎石和局部不稳定坡体彻底清除，再将坝坝基础置于中生界三迭系西康群中统杂谷脑下段（T2z1）岩层上，其承载能力满足坝坝对地基的要求。建议将坝肩崁入基岩 35m，坝肩强卸荷岩体呈强透水状态，应加强防渗处理措施，防止沿坝肩接头渗漏，并对边坡和坝肩作好抗冲刷处理措施和护岸工程处理措施。 谷底堆积物根据坝轴线 ZK1、ZK2、ZK3、ZK4、ZK5 钻探资料揭示，河床上部根据地层主要为河流冲积层（Qal4）漂卵砾石夹砂，卵砾石成份主要为细粒钙质石英砂岩、凝灰质砂岩、粉砂质板岩、结晶灰岩、石英脉等。卵砾石磨园度较好，为园状和次园状，少数为次棱状或片状，粒径一般为，最大可达以上，分选性较差。砂为中粗粒，主要成份为长石、石英、云母及岩屑等，颜色为灰、灰 篇二：2 重力坝设计(参考教材)2 重力坝设计 重力坝设计的基本内容 重力坝设计是在全面掌握和认真分析坝址地区的水文、泥沙、地形、地质、地震资料和综合利用要求、运用要求、水库淹没情况、施工条件以及所在河段上下游河流规划要求的基础上，在认真研究渡讯方案的基础上，进行枢纽布置，以及确定枢纽中各种建筑物(非溢流坝、溢流坝、泄水孔、水电站、通航建筑物、取水建筑物、过木建筑物、过鱼建筑物的型式、尺寸、结构等，通过详细的稳定和应力分析，确定出既满足安全要求，经济实用，并且便于施工的建筑物。 枢纽布置 坝型、坝轴线选择 坝型坝址选择是水利枢纽设计的重要内容。不同的坝址可以选用不同的坝型，同一个坝址也可考虑几种不同的枢纽布置方案。坝址和坝型的选择主要是根据地形、地质和河势等条件，并结合考虑施工、建材等因素而确定，在枢纽规划阶段、可行性研究阶段、技术设计与施工详图设计阶段，由于工作的深度的要求不同，应是一个反复比较和论证的过程。 (1)地质条件 重力坝一般应建在岩基上，且坝址必须是稳定的。坝址地基要力求完整、坚硬，地质构造简单，尽量避开裂隙、节理密集区，特别是要避开可有倾向下游的缓倾角，且又含有夹泥的裂隙节理区。 (2)地形条件 重力坝的坝轴线一般是直线，与河流流向近于正交，既使由于要避开不利的地质条件需要斜交时，交角也不易太小，以免下泄洪水不畅。若坝址有横河向断裂，则坝轴线易放在断裂下游。横河断面上。对于高山峡谷区，坝址选在峡谷地段，坝轴线短，坝体工程量小。(3)筑坝材料 坝址附近应有足够的符合要求的建筑材料 (4)施工条件 坝址附近应有开阔地形，便于布置施工场地，距离交通干线近，便于交通运输。 (5)综合效益选择坝址应综合考虑防洪、发电、航运、旅游、环境等各部门的经济效益。一般地，混凝土重力坝应选择河谷宽阔，地质条件较好，当地有充足的砂卵石或碎石料场。坝轴线宜采用直线。枢纽的总体布置 拦河坝在水利枢纽中占主要地位。在确定枢纽工程位置时，一般先确定建坝河段，进一步确定坝轴线，同时还要考虑拟采用的坝型和枢纽中建筑物的总体布置，合理解决综合利用要求。 一般地，泄洪建筑物和电站厂房应尽量布置在主河床位置，供水建筑物位于岸坡。 (1)溢流坝的布置 溢流坝的位置应使下泄洪水、排冰时能与下游平顺连接，不致冲淘坝基和其它建筑物的基础，其流态和冲淤不致影响其它建筑物的使用。 (2)泄水孔及导流底孔的布置 泄水孔一般设在河床部位的坝段内，进口高程、孔数、尺寸、形式应根据主要用途来选择。狭窄河谷泄水孔宜与溢流坝段相结合，宽敞河谷二者可分开，排沙孔应尽量靠近发电进水口、船闸等需要排沙的部位。 导流底孔宣泄施工期的流量，在通航河床上应考虑施工期的航运及过木。一般地，导流底孔应尽量和永久建筑物结合，做到一孔多用。当导流底孔出口流速较大而冲刷岩石时，应采取保护措施，更应防止泄洪时冲坏永久建筑物。 (3)非溢流坝的布置 非溢流坝一般布置在河岸部分并与岸坡相连，非溢流坝与溢流坝或其它建筑物相连处，常用边墙、导墙隔开。连接处尽量使迎水面在同一平面上，以免部分建筑物受侧向水压力作用改变坝体的应力。在宽阔河道上以及岸坡覆盖层、风化层极深时，非溢流坝段也可采用土石坝。 非溢流坝剖面设计 重力坝的强度和稳定性主要靠坝的重量保证，而坝的重量主要取决于坝的形状和尺寸。设计重力坝的断面，需先粗略地选取一个基本断面，并根据运用需要，把基本断面修正为实用断面，然后再进行详细的应力和稳定分析，据此，再修正实用断面，使之既能满足安全要求，又要结构合理，运用方便，便于施工。也可参照已建重力坝实例初步选定一个，经过稳定及强度验算，分析是否满足安全和经济的要求，然后修改已拟定的剖面，重复以上过程直至得到一个经济的剖面，这是一个反复修改的过程。 非溢流坝剖面设计的基本原则是： 满足稳定和强度要求，保证大坝安全； 工程量小，造价低； 结构合理，运用方便； 利于施工，方便维修。剖面尺寸的拟定 非溢流坝剖面初步拟定的主要内容有：坝顶高程的确定，坝顶宽度的拟定，坝坡的确定及上、下游起坡点位置的确定。 1坝顶高程的确定 坝顶应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶的高程应高于波浪顶高程，其与正常蓄水位或校核洪水位的高差可按式 2-1 计算。 ?h?h1%?hz?hc ( 21) 式中: h-库水位以上的超高, m； h1%- 波浪高度，m； hz-波浪中心线超出静水位的高度，m； hc-安全超高，m，可以在表 2-1 中查找； 波浪要素按照水工建筑物荷载设计规范(DL5077-1997)附录 G 规定的公式计算。 表 2-1 非溢流坝坝顶安全超高值(m) 坝顶或防浪墙顶高程=静水位相应的库水位以上的超高 h。比较在正常蓄水位和校核洪水位求得的坝顶高程，取较大值，减去防浪墙高度(左右)，则可以得到带有防浪墙的坝顶高程。对于 1、2 级坝，坝顶高程不得低于校核洪水位。 2坝顶宽度 坝顶宽度应根据设备布置、运行、检修、施工和交通等要求确定，并应满足抗震、特大洪水时抢护等要求。在严寒地区，当冰压力很大时，还要核算断面的强度。一般地，坝顶宽度取最大坝高的 8%10%，且不小于 3m。若有交通要求或有移动式启闭机设施时，应根据实际需要确定。 3坝坡的拟定 常态混凝土重力坝非溢流坝段的上游面可为铅直面、斜面或折面。根据工程实践， 上游边坡系数宜采用 1:01:，当设置纵缝时，应考虑其对纵缝灌浆前施工期坝体应力的影响，坝坡不宜过缓。下游边坡系数 m。对横缝设有键槽进行灌浆的整式策略坝，坝坡可适当变陡。4上、下游起坡点位置的确定 上游起坡点位置应结合应力控制标准和发电引水管、泄水孔等建筑物的进口高程来确定，一般起坡点在坝高的1/32/3 附近。下游起坡点的位置应根据坝的实用剖面型式、坝顶宽度、结合坝的基本剖面计算得到(最常用的是其基本剖面的顶点位于校核洪水位处)。由于起坡点处的断面发生突变，故应对该截面进行强度和稳定校核。 根据以上几个方面，初拟非溢流重力坝实用剖面如图2-1。 荷载计算及组合 1荷载计算 荷载是重力坝设计的主要依据之一，荷载按作用随时间的变异分为三类：永久作用、可变作用、偶然作用。设计时应正确选用其标准值、分项系数(从表 2-2 中选用)、有关参数和计算方法。按设计情况、校核情况分别计算荷载作用的标准值和设计值(设计值其标准值分项系数)。荷载作用标准值的计算方法见水工建筑物教材或设计手册。表 2-2 荷载作用分项系数 2荷载组合 按承载能力极限状态设计时，应考虑基本组合和偶然组合两种作用效应组合；按正常使用极限状态设计时，应考虑短期组合和长期组合两种作用效应组合。它们分别考虑的荷载见表 2-3。表 2-3 重力坝荷载组合 注：1 应根据各种作用同时发生的实际可能性，选择计算中的最不利的组合； 2 表中的“+”表示应考虑的荷载， “0”表示不考虑的荷载。稳定分析 稳定分析的主要目的是验算重力坝在各种可能荷载作用下的稳定安全度，工程实践和试验研究证明，岩基上的重力坝的失稳破坏有两种类型：一是坝体沿抗剪能力不足的薄弱层面产生的滑动，包括沿坝与岩基接触面的滑动及沿坝基岩体内连续软弱结构面产生的深层滑动；另一种是在荷载作用下，上游坝踵以下岩体受拉产生倾斜裂缝以及下游坝址岩体受压产生压碎区而引起倾倒滑移破坏。 根据混凝土重力坝设计规范(DL 5108-1999)混凝土重力坝应分别按承载力极限状态和正常使用极限状态进行计算和验算，其计算方法和计算公式参见水工建筑物教材或设计手册。下面说明几个需要注意的问题。 (1) 滑动面的选择是稳定分析的重要环节。其基本原则是：研究坝基地质条件和坝体剖面形式，选择受力较大、抗剪强度低、最容易产生滑动的截面作为设计截面。一般有以下几种情况： 坝基面； 坝基内软弱层面； 基岩缓倾角结构面； 不利的地形； 碾压混凝土层面等。(2) 核算坝基面及坝基面混凝土层面的抗滑稳定极限状态时，应按材料的标准值和作用的标准值或代表值分别计算基本组合和偶然组合。 (3) 当坝基岩体存在软弱结构面、缓倾角裂隙及坝下游经冲刷形成临空面等情况时，需核算深层抗滑稳定。根据滑动面，临空面、围岩抗力条件综合分析基本地质结构模型后，分单斜面、双斜面和多斜面计算模式，除用刚体极限平衡法(见混凝土重力 篇三：重力坝设计说明书网络教育学院 水工建筑物课程设计 题 目：混凝土重力坝设计 学习中心： 专 业： 年 级：年春/秋季 学 号：学 生： 指导教师： 混凝土重力坝设计说明书 目录 第一章 基本资料 . 1 一、基本情况.1 二、气候特征.1 三、工程地质条件 .1 第二章 大坝设计 . 3 一、工程等级.3 二、坝型确定.3 三、基本剖面的拟定 .3 四、坝高计算.3 五、挡水坝段剖面的设计 .4 第三章 结构计算 . 5 一、荷载及其组合 .5 二、挡水坝抗滑稳定分析计算 .7 三、挡水坝边缘应力分析与强度计算 . 9 第四章 细部构造设计 . 13 一、材料区分及标号选择 .13 二、坝顶 . 13 三、坝体防渗与排水 .13