高碾压混凝土重力坝设计枢纽布置图 设计说明书

1、 摘 要 本设计要求对位于我国西南地区 h 江的某水利枢纽进行了以坝工为重点的 工程设计。本工程以防洪为重点，兼有发电和灌溉的作用。经过对几种可建造 坝型的比较，最终选择建造高碾压混凝土重力坝。 首先，溢洪道为河川水利枢纽中必备的泄水建筑物，用以排泄水库不能容 纳的多余洪水量，保证枢纽挡水建筑物及其它有关建筑物的安全运行。重力坝 通常设置坝顶溢洪道。本次设计的调洪演算在基于水量平衡的基础上，采用图 解法进行试算，在可行的几种泄流方案中，择优选出采用的方案和相应的设计 与校核水位。 然后进入主要建筑物设计。确定枢纽的组成建筑物，包括挡水建筑物、泄 水建筑物、水电站等。在定性分析的基础上，进行综合

2、比较，确定出大坝的型 式为碾压混凝土重力坝。 在坝型确定的基础上，确定出大坝的基本剖面和轮廓尺寸，拟定地基的处 理方案和坝身构造。之后依次进行了细部构造设计、稳定计算、材料力学法分 析、应力有限元法，从各个方面验证了设计剖面的可行性和合理性。 在设计坝体断面时，必须本着重力坝依靠自身重量来维持结构稳定的原则。 坝体上游面垂直，只在坝踵附近有陡的折坡，溢流坝上游顶部有倒悬。重力坝 坝体的应力以材料力学法分析，坝体稳定的条件是坝体和坝基的最大应力须在 坝段混凝土和坝基岩石的容许应力范围之内。 重力坝以材料力学法分析，它可以直接求出坝体横剖面边界之内的任何一 点的应力。坝体稳定的条件是坝体和坝基的最

3、大应力须在坝段混凝土和坝基岩 石的容许应力范围之内。溢流坝段的分析同上。 其次为第二主要建筑物设计。确定出泄水建筑物的结构型式和轮廓尺寸， 进行选线布置。进行水力计算，从挑距和冲刷深度等方面验证设计型式的可行 性。并进行细部构造设计。 水利工程是关系到国际民生的重要工程，在设计过程中，我们要结合实际 考虑下游民众人身和财产安全，综合环境治理，走可持续发展战略。 通过本次设计，我初步掌握了碾压混凝土重力坝的设计方法，了解了这样 一个水利工程项目建设的主要步骤，学习如何把所学专业知识运用到实际工作 过程当中。 作为一名水利设计工作者，担负着重大的责任，我们要本着献身， 求实，负责的精神，为我国水利

4、事业的发展贡献力量。 关键词关键词： 碾压混凝土重力坝；有限单元法； abstract the design is designed for one river water control project lying to the southwest of china and the dam construction is emphasized . after making and evaluating alternative economic estimates of the possible type of dam, we chose the type of high rccd. the

5、spillway is a necessary discharge structure for a river project, which is used to discharge the excess flood that thereservoir can not accommodate so as to guarantee the project retaining structure and other structure security run. usually the gravity dam installs spillway in the crest. the design o

6、f the blood calculus based on the water balance, and i used the list algorithm, find out the best one in the practicable spilling alternatives, with their design water level and check water level together. then it is the main structure design grade. the parts of project are defined, consisting of bl

7、ocking structure ,spillway structure ,hydropower station, and so on. the dam type is defined based on the qualitative analysis. the basis cross section and the outline dimension is defined in the first main structure design grade. the processing alternative of the dam foundation and the construction

8、 of the dam body is formulated in the same time. after this, the feasibility of design construction is verified from detail construction plan , infiltrating stability analysis , gravity methods analyzed, fem theory ,seepage compute. when we design the cross section of a gravity dam, we must rely on

9、the principle that a gravity dam depends on its own weight for structural stability. in this design, the downstream face is uniform slope and would intersect the upstream face at the maximum reservoir level. the upstream face is normally vertical excepting for steep batter near the heel.i used mecha

10、nics of materials to analyze the stress of the gravity dam. for the gravity dam to be stable, maximum stresses in the dam section and the foundation should be within the permissible stress of the concrete used in the dam section and the foundation rock respectively. gravity dams can be analyzed by g

11、ravity methods. it provides a direct method of calculating stresses at any point within the boundaries of a transverse section of the dam. then the author has made a particular analysis and research in the basis of the fem theory with a project practice and literatures research. after that, study on

12、 the fem theory cited by the analysis of the seepage. the author has analyzed its seepage- control measures and seepage characteristics. water conservancy project is an important international peoples livelihood projects, during the design process, we have to consider in light of the actual people i

13、n the lower reaches of the personal and property security, integrated environmental management, sustainable development strategies through this design, i have mastered the initial rcc gravity dam design method, to understand such a water project construction steps, learning how to learn to use profe

14、ssional knowledge to the process of practical work. designed as a water worker, charged with great responsibility, we have to the spirit of dedication, pragmatic and responsible spirit, the cause of chinas water resources development. keywords: rccd; finite element method (fem); 目 录 摘要.- 1 - 第一章 综合说

15、明.- 3 - 1.1 枢纽任务.- 3 - 1.1.1 发电.- 3 - 1.1.2 防洪.- 3 - 1.1.3 航运.- 3 - 1.2 设计要求.- 3 - 1.3 工程特性表.- 4 - 第二章 设计基础资料.- 6 - 2.1 自然地理.- 6 - 2.1.1 流域概况.- 6 - 2.1.2 气候特征.- 6 - 2.1.3 径流、洪水、泥沙.- 7 - 2.2 工程地质.- 12 - 2.2.1 地震烈度.- 12 - 2.2.2 地形地貌.- 12 - 2.2.3 地层岩性.- 13 - 2.2.4 地质构造.- 13 - 2.2.5 岩体物理力学性质.- 13 - 2.3

16、碾压混凝土层面和大坝建基面的抗剪强度指标.- 14 - 2.4 各分区砼相应龄期的抗压强度指标.- 15 - 2.5 筑坝材料.- 16 - 2.6 水库淹没及移民安置.- 16 - 2.6.1lt 水库淹没影响实物指标.- 16 - 2.6.2 移民安置规划.- 16 - 2.7 施工组织.- 17 - 2.7.1 施工条件.- 17 - 2.7.2 对外交通.- 17 - 2.7.3 材料供应.- 17 - 第三章 洪水调节计算.- 18 - 3.1 调洪演算.- 18 - 3.2 坝顶高确定.- 18 - 第四章 枢纽布置与坝型选择.- 20 - 4.1 枢纽布置.- 20 - 4.1.

17、1 工程等级及建筑物级别划分.- 20 - 4.1.2 枢纽布置.- 20 - 4.1.3 坝型选择.- 20 - 第五章 大坝设计.- 22 - 5.1 剖面拟订.- 22 - 5.1.1 溢流坝段宽.- 22 - 5.1.2 非溢流坝基本剖面设计.- 22 - 5.2 稳定及应力计算.- 23 - 5.2.1 荷载计算.- 23 - 5.2.2 稳定的校核计算.- 26 - 5.2.3 坝体上游面拉应力正常使用极限状态计算.- 27 - 5.2.4 坝趾抗压强度承载能力极限状态.- 27 - 5.2.5 四个不同截面不同工况下的荷载计算结果及稳定应力分析.- 27 - 5.3 坝体边缘及内

18、部应力计算.- 44 - 5.3.1 确定计算截面和计算荷载：.- 44 - 5.3.2 边缘应力.- 44 - 5.3.3 重力坝内部各点的应力.- 45 - 5.3.4 计算结果.- 46 - 5.3.5 结果分析.- 58 - 5.4 应力图.- 58 - 5.5 溢流坝段的设计.- 59 - 5.5.1 堰面曲线的拟定.- 59 - 5.5.2 反弧半径的确定.- 60 - 5.5.3 稳定及应力的计算.- 61 - 第六章 第二建筑物（压力钢管）的设计.- 73 - 6.1 引水管道的布置.- 73 - 6.1.1 压力钢管的型式.- 73 - 6.1.2 轴线布置.- 73 - 6

19、.1.3 进水口.- 73 - 6.2 闸门及启闭设备.- 74 - 6.3 细部结构.- 74 - 6.3.1 通气孔.- 74 - 6.3.1 布置.- 74 - 6.3.2 充水阀.- 74 - 6.3.3 伸缩节.- 74 - 6.4 压力钢管结构设计.- 74 - 6.4.1 确定钢管厚度：.- 74 - 6.4.2 承受内水压力的结构分析.- 75 - 第七章 施工组织设.- 79 - 7.1 导流标准.- 79 - 7.2 导流方案的选择.- 79 - 7.3 导流工程特性表.- 79 - 7.4 导流建筑物.- 80 - 7.4.1 导流隧洞.- 80 - 7.4.2rcc 围

20、堰.- 80 - 7.4.3 底孔.- 80 - 7.5 施工总进度安排.- 81 - 第八章 专题：.- 82 - 8.1 有限元应力计算.- 82 - 8.2 计算结果及分析.- 83 - 第九章 总结及对下阶段工作的建议.- 83 - 9.1 小结.- 83 - 9.2 对下阶段的建议.- 84 - 参考文献：.- 85 - 第一章 综合说明 1.1 枢纽任务 lt 水库是 w 江防洪的战略性工程，承担 w 江中下游地区防洪任务。本工程 的兴建，可以大大提高 w 江的防洪标准。同时兼有发电、灌溉、渔业等综合利 用效益。 1.1.1 发电 装机 7600 mw。 本电站装 7 台 600m

21、w 机组。正常蓄水位为 376.1m，死水位为 330m，7 台机 组满发时的流量为 7537 m3s，尾水位为 225.5m。 厂房为全地下式厂房，主厂房尺寸为 388.528.574.4(mmm)，机组间 距为 32.5m，安装间(主/副)长度为 6030m。主变室为地下式，尺寸为 405.519.532.334.2(mmm)。开关站为地面户内式，平面尺寸为 33517.5(mm)。 1.1.2 防洪 lt 水库是 w 江防洪的战略性工程，承担 w 江中下游地区防洪任务，总防护人 口达 1200 万人，保护耕地近 700 万亩。工程的兴建可使 w 江和 w、n 江三角洲防 洪标准由约 20

22、 年一遇提高到约 400 年一遇（400m 提高到约 50 年一遇） ，遇 dtx 水库联合防洪，可使下游的防洪标准由 20 年一遇提高到 100 年一遇；无论式从 防洪效益还是替代防洪工程投资来说，其防洪作用均非常显著。 在遇 500 年和 10000 年一遇的洪水时，经水库调洪后，洪峰流量由原来 27600m3/s 和 35500m3/s 分别削减为 24000m3/s 和 27750m3/s。要求校核洪水时最 大下泄流量限制为 28350m3/s，校核洪水位不超过正常蓄水位的 4.3m。 1.1.3 航运 h 河属于滩多、坡陡、流急的河流，全河大小滩险约 300 处。天然情况下， 除 o

23、 滩至 sl 镇（l 江河口）170km 河段为常年通航河段外，其余河段基本不能通 航。lt 建成后，水库会使库区干流以上 250km 范围内形成深水航道，坝址下游河 道枯水流量得到大幅度增加，为实现 h 河全面通航，并直达珠江三角洲出海奠定 了基础，为西南有关省区物资外运提供了一条廉价的水上运输线，从而可带动沿 河经济的发展，促使西部大开发战略的实施。 1.2 设计要求 在明确设计任务及对原始资料进行综合分析的基础上，要求： 1根据防洪要求，对水库进行洪水调节计算，确定坝顶高程及溢洪道孔尺 寸； 2通过分析，对可能的方案进行比较，确定枢纽组成建筑物的形式、轮廓 尺寸及水利枢纽布置方案； 3详

24、细做出大坝设计，通过比较，确定坝的基本剖面和轮廓尺寸，拟订地 基处理方案与坝身构造，进行水力、静力计算； 4对碾压混凝土重力坝进行设计，选择建筑物的形式与轮廓尺寸，确定布 置方案，拟订细部构造，进行水力、静力计算； 5决定枢纽的施工导流方案，安排施工的控制进度 1.3 工程特性表 表 1-1 工程特性表 名称数量单位备注 流域面积98500km2坝址控制面积 多年平均径流总量508108m3 设计洪水流量27600m3/s洪峰 校核洪水流量35500m3/s洪峰 河 流 特 性 多年平均径流量1610m3/s 正常蓄水位376.1m 发电死水位330.2m 设计洪水位377.25m 校核洪水位

25、379.5m 库容164108m3 设计下泄流量24000m3/s 设计下游水位256.5m 校核下泄流量27750108m3 校核下游水位259.5m 水 库 特 性 发电装机容量7600mw 大坝等级一级 大坝类型碾压砼重力坝 坝顶高程380.5m 防浪墙顶高程 381.7m 最大坝高190.5m 坝顶宽度16m 上游坡度0.2 下游坡度0.66 拦 河 大 坝 上游折坡点高程290m 堰顶高程355m 溢流前沿净宽105m 消能方式挑流消能 鼻坎高程261m 反弧半径50m 挑射角30 泄 水 建 筑 物 单宽流量268.57m3/s 第二章 设计基础资料 2.1 自然地理 2.1.1

26、流域概况 h 河是 w 江水系的中上游河段。h 河全长 1573km，流域面积 138340km2。 流域属副热带气候区，气候温和多雨，410 月份为雨季，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 7601860mm 之间， 总的趋势山东向西递减。径流主要由降雨形成，径流年内分配为：510 月份占年 总量的 82.9%，11 月次年 4 月占年总量的 17.1%。 lt 水电站位于 h 上游。坝址以上流域面积为 98500km2，占 h 河流流域面积 的 71%。坝址以上流域，大支流多，地形复杂，汛期暴雨量级虽不大但却频繁发 生，造成洪水连续、洪水总量

27、较大。 2.1.2 气候特征 2.1.2.1 气温： 坝址多年平均气温为 20.1，月平均最低（1 月份）气温为 11.0，月平均 最高气温（7 月份）为 27.1，实测最低值（1 月份）为-2.9，实测最高值 （7 月份）为 38.9。 2.1.2.2 湿度： 历年平均相对湿度为 80%，其中最高为 6、7、8 月，历年平均值均为 85%； 最低为 2 月，历年平均值为 74%。 2.1.2.3 降雨量 坝区多年平均降水量 1343.5mm，雨季（410 月份）降水量占年降水量的 89.2%，其中 59 月份降水量占全年的 76.0%，多年平均降雨日数为 156d，雨季 雨日占全年的 69.

28、7%。多年平均日雨量10mm（中雨及以上）日数为 38.5d，日 雨量25mm（大雨及以上）日数为 15.0d，日雨量50mm（暴雨）日数为 3.9d， 日雨量100mm（大暴雨）日数为 0.6d。 表 2-1 坝区历年（19721992 年）各时段最大降水量 时段 (min) 10203060901201802403605407201440 雨量 (mm) 25.240.258.899.9117.3125.8139.5144.6155.6158.6159.4160.9 2.1.2.4 蒸发量： 历年水面蒸发量平均值为 1023.3mm，历年最大值为 1218.7mm，历年最小值 为 842.

29、7mm。 2.1.2.5 风向风力： 历年最大风速为 14m/s，相应风向为 ne 向。极大风速为 24m/s，相应风向为 e、ne，吹程为 2km。 。 2.1.3 径流、洪水、泥沙 2.1.3.1 径流 径流主要由降水形成，多年平均径流量为 1610m3/s，多年平均年径流总量为 508 亿 m3，年际变化较为平稳，年变差系数为 0.24，实测最大年平均径流量和最 小平均径流量分别为多年平均流量的 1.42 倍和 0.54 倍。实测最大流量为 16900m3/s，实测最小流量为 174m3/s，各频率年径流成果见表 1-2。 表 2-2 年径流频率成果表 %1251020507590959

30、9 0(3/) 2640 25002290212019201580134011401030849 2.1.3.2 洪水 h 河流域洪水由暴雨形成。lt 以上流域面积大，主流源远流长，大支流多， 汛期暴雨量级虽不大，但发生频繁，往往造成连续性洪水，单峰洪水甚少，复峰 居多。设计洪水成果见表2-3。 表 设计洪水成果表 2 3 项目 （%） 0.010.10.21510 洪峰流量 (3/) 355002950027600232001850016300 7d 洪量亿 (m3/s) 1581321241138474.4 表 坝址处设计洪水过程线 2 4（2%） 月日时流量月日时流量 619141310

31、076216700 2014900815600 202153001414500 8152002013700 14149007212900 2014300812100 212136001411400 8127002010700 14119008210200 201120089740 22210600149620 8102002010200 1496809213700 209210817000 23288501420200 885002022600 14826010222100 208200820900 24281401419400 880902017900 14831011216900 2086

32、30817400 续表 24 25289701420200 889302023300 14909012226000 209300827300 26293001427600 892902027000 14923013225900 209380824800 27295001423400 896702022100 14954014220700 209230819600 28289701418500 887302017500 14850015216700 208380815800 29283201415100 8108002014600 141260016214200 2013800813700 30

33、2150001413200 8156002012900 141510017212500 2014700812300 712143001412000 8139002011900 141360018211800 2013200811700 22129001411600 8126002011500 141230019211400 2012000811300 32119001411200 续表 24 8127002011100 141560020211000 2018000810900 42195001410800 8201002010700 142040021210600 2020700810500

34、 52203001410400 8196002010300 141880022210200 2017800810100 表 坝址处设计洪水过程线 2 5（0.1%） 月日时流量月日时流量 6191417954.5 1426363.6 2019545.5 2026590.9 20220227.3 5225227.3 819545.5 824772.7 1418863.6 1423636.4 2017954.5 2022272.7 21216818.2 6220681.8 815909.1 819318.2 1415000.0 1418181.8 2014090.9 2017045.5 22213

35、409.1 7216136.4 812727.3 815227.3 1412272.7 1414090.9 2011590.9 2013181.8 23211136.4 8212727.3 810909.1 812272.7 1410681.8 1412500.0 2010454.5 2015227.3 续表 25 24210227.3 9219318.2 810454.5 823863.6 1410909.1 1428181.8 2011363.6 2028636.4 25211590.9 10227954.5 811590.9 825909.1 1411818.2 1423636.4 20

36、12045.5 2022272.7 26212045.5 11222045.5 811818.2 824318.2 1412045.5 1427727.3 2012272.7 2031363.6 27212500.0 12234090.9 812272.7 835909.1 1411818.2 1436136.4 2011590.9 2035454.5 28211136.4 13233863.6 810909.1 831818.2 1410681.8 1429545.5 2010681.8 2028181.8 29212045.5 14226136.4 815000.0 825000.0 14

37、17272.7 1423409.1 2018409.1 2021818.2 30220000.0 15221136.4 818409.1 819772.7 1419090.9 1419318.2 2018409.1 2018636.4 71218181.8 16217954.5 817500.0 817500.0 1417045.5 1416818.2 2016590.9 2016363.6 续表 25 2216136.4 17215909.1 815681.8 815681.8 1415454.5 1415454.5 2015227.3 2015227.3 3215681.8 1821522

38、7.3 817727.3 815000.0 1420681.8 1415000.0 2023863.6 2014772.7 4225227.3 19214545.5 825681.8 814318.2 6191417954.5 1426363.6 2019545.5 2026590.9 20220227.3 5225227.3 819545.5 824772.7 1418863.6 1423636.4 2017954.5 2022272.7 15000 p=0.01% 40000 30000 35000 25000 20000 10000 时间 6 1612131514101198 14141

39、4141414141414 龙滩坝址 校核洪水过程线（1966年7月典型） 图 2-1校核洪水过程线 2.1.3.3 泥沙 h 河泥沙以悬移质为主，悬沙颗粒较细。由实测资料统计，坝址处多年平均 输沙率为 1660kg/s，多年平均含沙量为 1.05kg/m3 ，多年平均输沙量为 5240 万 t。坝前百年淤沙高程 287.6m，淤沙内摩擦角 24 度，浮容重 12kn/m3。 2.2 工程地质 2.2.1 地震烈度 坝址位于相对稳定地块内，属弱震环境，无区域性活动断层穿过，不存在发 生地震的地质背景，区域地震危险性主要受外围地震影响，经审定：坝址地震基 本烈度和水库可能诱发地震影响烈度均为 7

40、 度。 2.2.2 地形地貌 坝址河谷为较平坦“v”形谷，宽高比为 3.5。河流流向为 s300e，至坝址处 转为 s800e。枯水期河水面高程为 219m，水面宽 90100m，水深 1319.5m 。 河床沙卵石厚 06m ，局部达 17m。河床两侧均有基岩礁滩裸露，左岸宽 10m， 右岸宽 4070m 。 左岸地形整齐，山体宽厚。右岸受冲沟切割，地形完整程度稍逊于左岸。两 岸山顶高程 600m，岸坡坡度 3242，残坡积物厚 0.52m，局部厚 825m。 2.2.3 地层岩性 坝址上游地层为三叠系下统罗楼组，以薄层、中厚层硅质泥板岩、硅质泥质 灰岩为主，夹少量粉砂岩互层岩组。坝址及其下

41、游出露地层为三叠系中统板纳组， 由厚层钙质砂岩、粉砂岩、泥板岩互层组成，属坚硬和中坚硬岩石。 地下洞室布置区是坝区地质条件相对较好的地段之一，90%95%以上的洞 体位于质量较好和中等的、类围岩内，围岩地层为板纳组；岩性以砂岩为主， 或为砂岩、泥板岩互层岩组， 岩石强度较高。进水口边坡蠕变岩体自然现状稳 定，只要开挖后采取一定的工程措施，边坡整体稳定。 2.2.4 地质构造 坝址岩层为单斜构造，走向 n50200w，与河流向夹角约为 70，倾向 ne（下游偏左岸） ，倾角 55063。坝址下游岩层倾角逐步变缓至约 40左右。 断层依其走向，主要可分为四组。 第一组：产状 n50200w,ne6

42、00，以层间错动为主，多达 200 余条，80% 以上的破碎带宽度小于 10cm。 第二组：产状 n300600w,ne600850，平均间距 3050m/条。 第一组：产状 n700900w,ne700850 第一组：产状 n650800w,ne800，破碎带较宽。 2.2.5 岩体物理力学性质 表 2-5 岩体力学参数表 抗剪断强度变形模 量 泊桑比 fc(mpa) f c(mpa)(gpa) 强风化 0.750.490.60.29 1.52. 0 0.34 中等风 化 1.21.480.90.7 67 0.28 砂岩 微风化 1.52.451.31.48 1516 0.25 断层 0.4

43、0.080.360.05 弱结构 面层面 0.450.10.40.08 表 2-6 物理力学试验成果表 单轴抗压 强度 (mpa) 弹性模量 (gpa) 岩 体 密度 (g/cm3) 比 重 孔 隙 率 饱 和 吸 水 率 (%) 干 燥 饱 和 软 化 系 数 静 弹 动 弹 抗拉 强度 (mpa) 抗折 强度 (mpa) 强 风 化 2.672.722.110.73128780.6155.9 中 等 风 化 2.682.721.380.501681190.7167.4 微 风 2.732.740.350.171831550.8577.881.23.639.1 2.3 碾压混凝土层面和大坝建

44、基面的抗剪强度指标 表 2-7 碾压混凝土层面抗剪断参数建议值 建议参数 cvf=0.20,cvc=0.30cvf=0.20,cvc=0.35 坝高(m) fc(mpa)fc(mpa) 2101.072.091.071.97 1560.971.570.971.48 表 2-8 各分区砼相应龄期的抗压强度 抗压强度（mpa） 编号强度种类 7d28d90d c25142634 c20132229 c1581923 c25142633 2.4 各分区砼相应龄期的抗压强度指标 图 2-1 坝体砼分区图 （i坝体分区） 2.5 筑坝材料 坝址附近河段缺乏天然砂石料，混凝土所需砂石骨料需要人工轧制。 距

45、坝址下游 4.5 5.5 km 的右岸 m 村沟内的 m 村口及 dfp 二迭系灰岩料 场，储量及质量均满足工程要求。dfp 选定为大坝及围堰的混凝土骨料料 源，储量达 1 亿 m3以上，m 村沟内有一片缓坡地，距坝址直线距离为 4.4 km，布置砂石料生产加工系统，系统规模为设计生产能力 2000 t/h，设计 处理能力 2500 t/h。m 村选定作为其它主体建筑物及临建工程的混凝土骨 料料源，灰岩储量约 470 万 m3，m 村口经开挖平整后布置砂石料加工系统， 系统规模为设计生产能力 240 t/h，设计处理能力 300 t/h。 坝区内有三处土料场的残坡积土层较集中、开采条件较好，平

46、均厚度 2 3 m，厚度均为一性差，均为高至中液性粘质土，平均天然含水量 24.4 %， 总储量为 153 万 m3。 2.6 水库淹没及移民安置 2.6.1lt 水库淹没影响实物指标 根据 2000 年调查和规划成果，lt 水库正常蓄水位 375 m 时淹没 10 个县， 47 个乡(镇)，232 个行政村，847 个村民小组，淹没土地总面积为 377km2，其 中耕地面积为 8.43 万亩，陡坡地为 2.98 万亩，林地为 21.87 万亩，草地 7.98 万 亩；2008 年底搬迁人口 7.51 万人，其中农业人口为 7.00 万人；水库淹没房屋 面积为 221.89 万 m2，淹没 1

47、2 个乡集镇及公路等专业项目一批。 2.6.2 移民安置规划 移民安置规划水平年为 2008 年，推算至 2008 年，搬迁人口为 7.51 万 人， 生产安置人口为 8.05 万人。lt 水库地区山地资源丰富，热量资源充 足，气候适宜，农、副、土、特产品种类多，水库建成后，库周区交通得 到大大改善，为安置 lt 水库的农村移民提供了较好的自然和社会环境。 本次规划农村移民生产开发重点发展粮食生产和亚热带水果及经济作物， 适当发展养殖业和二三产业。水库淹没处理补偿静态总投资为 46.16 亿元 (含税费 5.32 亿元)。 2.7 施工组织 2.7.1 施工条件 坝址处于峡谷河段，河谷宽高比为

48、 3.5 左右，河床宽度 160.0 280.0m，主流靠左岸。两岸地形不对称，左岸比右岸整齐，右岸坡度 3242，左岸坡度 3642，两岸山顶高程 580.00 650.00m 左 右。 本工程施工用电高峰负荷约 42 mw。从 nd 县境内的车河架设 2 回 110 kv 线路至工地，输电距离为 86 km，可满足工程施工用电需求。110 kv 施工变电站 设于右岸坝线下游 800 m 处，引出 22 个回路，向整个工 区供电。lt 工程建成后，上述 1 回 110 kv 线路即可作为工程的保安电源。 2.7.2 对外交通 本工程外来物资、材料、设备总运量为 371.86 万 t，年高峰运

49、量为 84.82 万。距 to 县城最近的铁路货运站为 qg 线上 nd(小场)火车站，对 外交通方案在初步设计中选定为：外来物资材料用火车经 qg 线运至 nd 火车站，在 nd 设物资中转站，由 nd 至坝址新建 81 km 二级公路，沿 h 河左岸直抵坝址，在坝址以下 2.5 km 处设 h 河 lt 大桥，和右岸进场公路 连通，形成左、右岸循环道路。 2.7.3 材料供应 本工程需水泥总量 129.28 万 t，年高峰需要量为 36 万 t/a，可由厂家 具备的铁路水泥罐车运至 nd 站，再转公路运输至工地。本工程需粉煤灰 总量 72.06 万 t，年高峰需要量为 26.61 万 v，

50、可由铁路运至 nd 站，再 转公路运输至工地，也可采用公路直接运至工地。 第三章 洪水调节计算 3.1 调洪演算 本枢纽的泄洪建筑物采用 wes 式溢流堰。其溢流能力可用公式 (3-1)2 3 2 ws hgbcmq 式中：c上游面坡度影响修正系数； m流量系数； 侧收缩系数； s淹没系数； b溢流堰净宽 ； hw堰上作用水头。 近似计算中可以认为 gbcm s 2 2.01，则开敞式溢流堰泄流能力计算 公式就近似为 q=。 3 2 2.01 w bh 假定三种不同的溢流堰净宽 b，和堰顶高程w 进行方案的比较确定符合 要求以及最优的方案。具体计算结果如下： 表 3-1 洪水调节计算成果 方案

51、（一）方案（二）方案（三） 孔口净宽(m)15 7=105 15 7=105 15 7=105 堰顶高程(m)355.5356356.5 水位 z(m)377.25377.1377.7 库容(亿 m3)166.68168.29169.18设计情况 下泄流量(m3/s)2400022955.4523101.04 水位 z(m)379.5380382.5 库容(亿 m3)183.83186.68186.81校核情况 下泄流量(m3/s)277502800027500 由上表可知，本设计采用方案为 b=15 7=105m，堰顶高程为 =355.5m。设计洪水位=377.25m，校核洪水位=379.5

52、m，设计下泄流 堰设校 量为 24000 m3/s，校核下泄流量为 27750 m3/s。 3.2 坝顶高确定 由规范，防浪墙顶高程高于波浪顶高程，其与正常蓄水位或校核洪水位的 高差 h=h1hzhc， (3-2) 式中：h1%累计频率为 1的波高； hz波浪中心线至正常蓄水位或校核洪水位的高差； hc安全超高。 库区多年平均计算风速，吹程，按鹤 0 24/26.5/vm sm s27.5dkmkm 地水库公式计算： 3 1 2 0 2 0 2 0 %2 )(00625 . 0 v gd v v gh (3-3) 3 1 2 0 2 0 )(0386 . 0 v gd v glm (3-4)

53、(3-5) 2 1% 2 z mm hh hcth ll %1 %1%1 2 2 ln 4hl hlhl h m mm cr (3-6) 式中：lm平均波长（m）; h2%累计频率为 2%的浪高（m）; 0 v 计算风速（m/s） ，取 24m/s; d风区长度（m） ，d2000m； g重力加速度，9.81m/s2； hcr使风浪破碎的临界水深。 经计算得设计情况下=381.3m 校核情况下顶高=381.7m 综合以上两顶顶 种情况，取大值=381.7m，防浪墙顶高程为 382.7m，根据规范取防浪墙顶 1.2m,最终确定坝顶高程为 382.7m-1.2m=380.5m。 第四章 枢纽布置与

54、坝型选择 4.1 枢纽布置 4.1.1 工程等级及建筑物级别划分 根据 sl252-2000水利水电工程等级划分及洪水标准： 正常蓄水位 h=376.1m，相应库容 v=161.8108m，水电站装机容量 7600mw，根据水利水电枢纽工程等级划分和洪水标准规范确定本工程的 规模为大（1）型，等别为一等，相应永久建筑物级别为一级，临时建筑物级别 为四级。 4.1.2 枢纽布置 安排泄洪建筑物在原河床的主流部位，发电建筑物，开关站等布置在左岸。 泄洪建筑物的型式采用开敞式溢流堰。 4.1.3 坝型选择 可供选择的坝型有：拱坝、宽缝重力坝，面板堆石坝，大头坝，土石坝等。 具体比较选择如下： 4.1

55、.3.1 土石坝 在有条件的情况下，为了节约材料，选择坝型的时候应首先考虑当地材料 坝。土石坝材料可就地取用，并且对地基要求不是很高，较能适应地基变形； 结构简单，施工技术简易，工序少，可以组织机械化快速施工。但坝址附近缺 乏符合筑坝条件的土料，难以满足建坝对土料的需求量；其次，h 江流域雨量 丰富，降雨天数多，对土石坝施工干扰大，易延长工期；另外，土石坝坝顶不 能溢流，施工导流不如混凝土坝方便，坝体的断面大。故不适合修建土石坝。 4.1.3.2 拱坝 拱坝的工作原理：一是依靠拱的作用，将力传给拱座；二是依靠悬臂梁的 作用将力传给基岩。其主要特点：a.受力条件好，河谷形状深窄较好；b.坝体 积

56、小，主要依靠拱作用维持稳定，自重作用影响不大；c.超载能力强，安全度 高；d.抗震性能好；e.施工技术要求高，地基处理要求严格。 根据拱坝的特点，要求建造于狭窄河谷上；对地质较理想的条件是岩石尽 量密致，质地均匀，有足够的强度、不透水性和耐久性；两岸拱座基岩坚固而 完整，边坡稳定，没有大的断裂构造和软弱夹层。 坝址处河谷形状为梯形，河床较宽，宽高比约为 3.5。若在这种河谷中修 建拱坝，拱坝作为拱的部分发挥的作用很小，且河床两岸无足够强度的岩体支 承拱坝。两岸节理发育，有平行河谷及垂直河谷的两组倾角节理。节理面不能 承受两岸渗透水压力的作用，即使进行必要的加固处理（如清洗节理，固结灌 浆等）

57、，也不能达到强度要求。故不适合修建拱坝。 4.1.3.3 面板堆石坝 经初步估算，在坝址附近有足够的砂石料，能满足建坝的材料要求，省材 料，节约投资；另外，面板堆石坝适应气候性能好，整个坝体作为受力结构， 利于稳定；面板还有防浪作用。但是面板堆石坝，抗严寒冰冻差，抗震性能差， 对基础沉陷较敏感，面板变形，开裂问题较难解决，坝体对周边缝也是难题之 一；其次施工过程中要采取隧洞导流，并要单独在岸边修建溢洪道，工程开挖 量大，增加投资。故不适合修建面板堆石坝。 4.1.3.4 实体重力坝,宽缝重力坝,碾压混凝土重力坝 （1）实体重力坝： 实体重力坝的主要优点就是，结构相对比较简单，施工比较方便，并且

58、有 丰富的经验技术，施工过程中质量容易控制。其不足之处就是坝体体积较大， 扬压力也比较大，施工时不利于混凝土的散热。 （2）宽缝重力坝： 宽缝重力坝具有以下一些优点：充分利用了混凝土的抗压强度；扬压力显 著降低；节省混凝土方量。但也有一些缺点，如：增加了模板用量，立模也较 复杂；分期导流不便；在严寒地区，对宽缝需要采取保温措施，而且宽缝重力 坝的散热比较好，并且一般情况下，不易出现被坝体内部混凝土由于膨胀而破 坏坝体的稳定。 （3）碾压混凝土重力坝： 碾压混凝土重力坝与常态混凝土重力坝相比，具有以下一些优点：工艺程 序简单，可快速施工，缩短工期，提前发挥工程效益；胶凝材料用量少，又特 别是水泥

59、用量减少；由于水泥用量减少，结合薄层大仓面浇筑，坝体内部混凝 土的水化热温升可大大降低，从而简化了温控措施；不设纵缝，节省了模板和 灌浆等费用；可使用大型施工机械设备，提高混凝土运输和填筑的工效。但也 有一定缺点，如：坝体混凝土分区；各区域内混凝土的级。 再结合设计内容，结合工程中有丰富的砂石料场，地质条件不是很复杂， 故确定选择碾压混凝土重力坝方案。 第五章 大坝设计 5.1 剖面拟订 5.1.1 溢流坝段宽 l=b/n+闸墩厚度 b 表示溢流堰净宽,根据调洪演算得 105m ； n 表示闸孔数，满足闸门开启要求取 7 孔； 闸敦厚度取 4.0m。 l 经计算得 133.0m 5.1.2 非溢流坝基本剖面设计 枢纽布置画在坝轴线地质图上。见 h 江重力坝设计图纸 1/3 枢纽平面总布 置图。 非溢流坝基本剖面按前面的调洪演算的结果 h 设为 376.9m，即基本三角形 顶点高程为 376.9m;坝顶高程由前面计算得为 381.5m，其剖面形式应通过技术 经济比较，即在满足坝体抗滑稳定和坝踵不出现拉应力的条件下，使基本剖面 的面积最小，利用复合形法优化程序可以确定上游边坡 n=0.2,下游边坡 m=0.66 具体尺寸如下: 1、上游边坡 n 取为 0.2； 下游边坡 m 取为 0.66