钟吕水利枢纽堆石坝设计（正常蓄水位276.0米） 计算书

1、完整设计图纸请联系本人，参见豆丁备注。 第一章第一章 调洪演算调洪演算.- 4 -1.1 洪水调节计算 .- 4 -1.1.1 洪水调节计算方法.- 4 -1.1.2 洪水调节具体计算.- 4 -1.1.3 计算结果统计.- 6 -1.2 防浪墙顶高确定 .- 6 -1.2.1 正常蓄水位和设计洪水位状况.- 7 -1.2.2 校核状况.- 8 -第二章第二章 L 型挡墙计算型挡墙计算.- 9 -2.1 荷载计算方法 .- 9 -2.1.1 土压力系数计算及荷载计算公式.- 9 -2.1.2 不同工况下荷载计算：.- 10 -2.2 最危险工况判定 .- 13 -2.3 L 型挡墙的抗滑稳定计

2、算.- 13 -2.4 L 型挡墙的基底应力计算.- 14 -2.5 L 型挡墙抗倾覆稳定计算.- 16 -2.6 L 型挡墙配筋计算.- 16 -2.6.1 墙身配筋计算.- 16 -2.6.2 底板配筋计算.- 18 -第三章第三章 复合土工膜计算复合土工膜计算.- 21 -厚土工膜.- 21 -厚土工膜.- 21 -第四章第四章 坝坡稳定计算坝坡稳定计算.- 23 -4.1 第一组滑动面 .- 23 -4.2 第二组滑动面 .- 23 -4.3 第三组滑动面 .- 24 -4.4 第四组滑动面 .- 24 -4.5 第五组滑动面 .- 25 -4.6 第六组滑动面 .- 26 -4.7

3、第七组滑动面（马道） .- 26 -4.8 第八组滑动面（马道） .- 27 -4.9 第九组滑动面（马道） .- 27 -4.10 第十组滑动面（马道） .- 28 -第五章第五章 坝坡面复合土工膜稳定计算坝坡面复合土工膜稳定计算.- 30 -5.1 混凝土护坡与复合土工膜间抗滑稳定计算 .- 30 -5.2 复合土工膜与下垫层间的抗滑稳定计算 .- 30 -第六章第六章 副坝的设计副坝的设计.- 32 -6.1 副坝的型式选择 .- 32 -6.2 副坝的稳定验算 .- 32 -6.2.1 工况一：正常蓄水位.- 33 -6.2.2 工况二：完建工况.- 34 -6.2.3 工况三：设计洪

4、水位.- 34 -6.2.4 工况四：校核洪水位. .- 34 -第七章第七章 趾板空间布置趾板空间布置.- 36 -7.1 趾板分段 .- 36 -7.2 趾板剖面设计： .- 36 -7.2.1 确定 角.- 36 -7.2.2 趾板宽度：.- 37 -7.3 配筋计算： .- 37 -第八章第八章 溢洪道设计（专题一）溢洪道设计（专题一）.- 38 -建筑物型式.- 38 -溢洪道的组成部分和总体布置.- 39 -泄槽设计.- 42 -泄槽水力计算.- 44 -出口消能段设计.- 47 -第九章第九章 工程量清单计算工程量清单计算.- 49 -9.1 主坝工程量计算表 .- 49 -9.

5、2 副坝工程量计算表 .- 50 -9.3 工程量清单 .- 51 -第十章第十章 施工组织设计（专题二）施工组织设计（专题二）.- 53 -10.1 拦洪水位确定 .- 53 -10.1.1 洪水调节原理.- 53 -10.1.2 隧洞下泄能力曲线的确定.- 53 -10.2 主体工程量计算.- 56 -10.2.1 堆石体施工.- 56 -10.2.2 堆石体施工机械选择及数量分析.- 59 -10.2.3 混凝土工程量及机械数量计算.- 60 -10.3 导流洞施工计算.- 63 -10.3.1 基本资料.- 63 -10.3.2 开挖方法选择.- 63 -10.3.3 钻机爆破循环作业

6、项目及机械设备的选择.- 63 -10.3.4 开挖循环作业组织.- 63 -附图：附图：.- 66 -附图一 0.1%洪水过程线.- 66 -附图二 2%洪水过程线.- 66 -附图三 堰顶高程 271 水位流量关系曲线 .- 67 -附图四 堰顶高程 272 水位流量关系曲线 .- 67 -附图五 堰顶高程 273 水位流量关系曲线 .- 68 -附图六 堰顶高程 273 水位流量关系曲线（校核） .- 68 -附图七 隧洞下泄能力曲线与拦洪水位关系曲线 .- 69 -附图八复合土工膜厚度验算.- 69 -附图九复合土工膜厚度验算.- 70 -第一章 调洪演算1.1 洪水调节计算 洪水调节

7、计算方法利用瞬态法，结合水库特有条件，得出专用于水库调洪计算的实用公式如下： (1-1)tv/q-Q式中：Q 计算时段中的平均入库流量（m3/s） ；q 计算时段中的平均下泄流量（m3/s） ；v 时段初末水库蓄水量之差(m3)；t 计算时段，一般取 1-6 小时，本设计取 4 小时。即在一个计算时段内，入库水量与下泄水量之差为该时段中蓄水量的变化。 洪水调节具体计算用三角形法（高切林法）拟出洪水过程线。根据本工程软弱岩基，选用单宽流量约为 2040 m3/s，允许设计洪水最大下泄流量 250 m3/s，故闸门宽度约为m，选择四种宽度进行比较，假定溢流前缘净宽分别为 7m 、8m、9m 和 1

8、0m,并假定三个堰顶高程，271m、272m、273m，绘制出 ZQ 曲线。并根据公式求得的溢流堰的泄水能力曲线。232 HgmBQ设计时用 AutoCAD 作图计算，在设计和校核洪水过程线图中，(见附表一、附表二)每单位面积代表库容 360 m3。正常蓄水位 276m，库容为万 m3；绘图（见附图三、附图四、附图五） ，列表计算各曲线坐标点参数如下：表 1-1 设计洪水水位流量关系曲线:高程（m）下泄流量（m3/s)面积(m2)增加库容Vi（万 m3）初始库容V（万 m3）最终库容V（万 m3）水位（m）2711002160.64 278.25 2711502052.71 277.28 27

9、12001961.60 276.46 表 1-2 下泄能力曲线2712501877.05 275.47 2721002222.71 278.81 2721502114.78 277.84 2722002023.67 277.02 2722501939.12 276.26 2731002284.79 279.36 2731502176.86 278.39 2732002085.75 277.73 2732502001.20 276.99 闸门宽（m）流量系数 m堰上水头（m）侧收缩系数 下泄流量Q(m3/s)堰顶高程271 时水位（m)堰顶高程272 时水位（m)堰顶高程273 时水位（m)02

10、71272273127227327422732742753274275276427527627752762772786277278279727827928078279280281027127227312722732742273274275327427527642752762775276277278627727827972782792808827928028102712722731272273274227327427532742752764275276277527627727862772782797278279280982792802810271272273 计算结果统计表 1-3 方案汇总表方

11、案堰顶高程(m)堰顶宽（m）设计洪水位(m)设计下泄流量(m3/s)校核洪水位(m)校核下泄流量(m3/s)1271722718327194271105272762728727298272109273710273811273912273105m3/s，相对较小，在计算时不予考虑。2.校核情况计算见下表 1-4,图 1-4。表 1-4 校核洪水水位流量关系曲线：（关系曲线见附图六）高程（m）下泄流量（m3/s)面积(m2)增加库容Vi（万 m3）初始库容V（万m3）最终库容V（万m3）水位（m）150172378601723786020017237860172378602501723786017

12、2378603001723786017237860350172378601723786027340017237860172378601.2 防浪墙顶高确定12722732742273274275327427527642752762775276277278627727827972782792808279280281根据碾压式土石坝设计规范,堰顶上游 L 型挡墙在水库静水位以上高度按下式确定： y=R+e+A （1-2）式中：y-坝顶超高 R-最大波浪在坝坡上的爬高，按h1%算e-最大风雍水面高度，按 hz算A-安全超高。库区多年平均最大风速 12.6 m/s，吹程。表 1-5 土坝坝顶安全超高值

13、(m)坝 的 级 别运用情况IIIIIIIV、V正常非常波浪要素采用鹤地水库公式：，312081020%200625. 0VgDVVgh2120200386. 0VgDVgLmmmzLHcthLhh22%1式中：累积频率为 2%的波高(m)%2h Lm平均波长(m) V0为水面以上 10m 处的风速，正常运用条件下 III 级坝，采用多年平均最大风速的 1.5 倍；非常运用条件下的各级土石坝，采用多年平均最大风速。设计波浪爬高值根据工程等级确定，3 级坝采用累积频率为 1%的爬高值。%1h按上述公式算出的为，再根据频率法按下表可得出。%2h%1h表 1-6:不同累积频率下的波高与平均波高比值(

14、hp/hm)P%hm/Hm12451014205090 正常蓄水位和设计洪水位状况 1.5 12.618.9m/sV mgVVgDVh16. 181. 99 .189 .18160081. 900625. 000625. 02312231281%2 mgVVgDLm317. 981. 99 .189 .18160081. 90386. 00386. 022122212查表 1-6，因为hm/Hm接近于 0，故，mhhm52. 023. 216. 123. 2%2则 mhhm259. 152. 042. 242. 2%1mcthLHcthLhhmmz534. 0317. 903.5014. 32

15、317. 9259. 114. 3222%1A =得:h正=h设= R+e+A =1.259+0.534+0.7= 正=Z正+h正 =276+2.493= 顶=Z设+h设 =277.53+2.493= 校核状况12.6/Vm smgVVgDVh642. 081. 96 .126 .12160081. 96 .1200625. 000625. 0231281231281%2mgVVgDLm211. 681. 96 .126 .12160081. 90386. 00386. 022122212查表 1-6，因为 hm/Hm接近于 0，故，mhhm288. 023. 2642. 023. 2%2则

16、mhhm697. 0288. 042. 242. 2%1mcthLHcthLhhmmz246. 0211. 648.5114. 32211. 6697. 014. 3222%1A =得，h校= R+e+A =0.697+0.246+0.4= 校=Z校+h校 =278.98+1.343=综上，取顶=坝顶高 = 280.4-1.2=高于校核洪水位， （sl 228-98 第）防浪墙高为 280.4-276-0.2= 4.2 m第二章 L 型挡墙计算由规范 sl_379-2007 可查得该工程的防浪墙属于三级水工建筑物, 顶宽不小于 m，取m（见规范，墙后填土不到顶时，墙顶宽度宜适当放宽） ，底板厚

17、度不小于 m，取 m（见规范）底板长度取 4m。具体布置见图 2-1。 荷载计算方法 土压力系数计算及荷载计算公式土压力：土压力采用朗肯土压力理论计算，取单宽 1m。 （2-1）KH21E2式中：E土压力；土的容重；H土体厚度；K土压力系数。1）主动土压力系数： = （2-2） aK245tan2式中： 内摩擦角，由于挡墙后坝顶路面，采用的是细堆石料，故试验参数选用 A 组，=aK245tan2258.3845tan22）被动土压力系数： =4.314 （2-3）pK245tan23）静止土压力系数： （2-4）10K式中： 计算得 K0静水压力： （2-5）221HPww式中：水的容重；w

18、H 水深。浪压力：图 2-1坝前水深 H 大于，为深水波。105. 32/mL （2-6）2/L2/LL)hh(LP220121%z20L式中： 水的容重 0累积频率 1%的波高。%1h波浪中心线高出计算静水zh位L1、L2见图 2-2 不同工况下荷载计算：工况一：正常蓄水位由于挡墙底高程在正常蓄水位上，虽然浪压力会对挡墙产生作用，但较小故忽略，因此作用在挡墙上的力只有墙后填土压力。由于在墙后填土的作用下墙有背离填土移动的趋势，故墙后填土压力应为主动土压力。 墙底截面处以上的土压力 kN506.21232. 0360.2021KH21E22a1其产生的弯矩 （逆时针） 21.506kN/m3/

19、321.506M墙身截面以上的土压力 kN935.14232. 05 . 260.2021KH21E22a2工况二：完建工况：因为完建工况时没有蓄水至正常蓄水位，所以各部分力同正常蓄水位工况工况三：设计洪水位工况：底板底截面处以上： 静止水压力：kNHPww676. 833. 181. 92121221产生的弯矩 M0M（顺时针）浪压力：2/2/)(22012%120LLLhhLPzL=2/33. 181. 92/925. 033. 1)793. 133. 1 (81. 92 =25.866 kN图 2-3 工况一下荷载示意图图 2-2 浪压力计算示意图作用点距墙身底截面m24. 181. 9

20、/866.253133. 133. 12131793. 133. 1255. 22122e在墙身底截面产生的弯矩1.24=32.112 kNM（顺时针）判断墙后填土压力是何种土压力：若是被动土压力，则=399.91 KNppKHE25 . 0远大于静止水压力与浪压力，故不可能是被动土压力。且静止水压力和浪压力之和亦大于主动土压力，故该工况下土压力近似为静止土压力。 =30.59 KN0205 . 0KHE3/3=30.59 KNM(逆时针)墙身底截面以上：静止水压力： kNHPww38. 32121浪压力：2/2/)(22012%120LLLhhLPzL=2/83. 081. 92/064.

21、183. 0)793. 183. 0(81. 92 =20.99 kN作用点距底板底截面me97.081.9/99.203183.083.02131793.183.0894.121220.97 =20.36 kNM（顺时针）产生的土压力为静止土压力，静止土压力: =21.24 kN0205 . 0KHEM3=5.8764 kNM（逆时针）工况四：校核洪水位 图 2-4 工况三 底板截面荷载示意图图 2-5 工况三 墙身底截面荷载示意图底板截面以上： 静止水压力： 21137.912wwPHkN 浪压力：2/2/)(22012%120LLLhhLPzL=2/78. 281. 92/076. 07

22、8. 2)697. 0246. 078. 2(81. 92 =14.25 kN作用点距底板底截面：me08.281.9/25.143178.278.22131943.078.2856.221222.077 = 29.60 kNM（顺时针）判断墙后填土压力是何种土压力：若是被动土压力，则=399.91 ppKHE25 . 0KN 远大于静止水压力与浪压力，故不可能是被动土压力。且静止水压力和浪压力之和亦大于主动土压力，故该工况下土压力近似为静止土压力：静止土压力: = kN0205 . 0KHE3/3=30.59 KNM(逆时针)墙身底截面处以上： 静止水压力： kNHPww50.2528. 2

23、81. 92121221M（顺时针） 浪压力：2/2/)(22012%120LLLhhLPzL=2/28. 281. 92/192. 028. 2)697. 0246. 028. 2(81. 92= 13.58 kN作用点距墙身底截面me66. 181. 9/58.133128. 228. 22131943. 028. 2472. 22122图 2-6 工况四 底板截面荷载示意图1.66 = 22.54 kNM（顺时针）判断墙后填土压力是何种土压力：若是被动土压力，则=277.71 ppKHE25 . 0KN 远大于静止水压力与浪压力，故不可能是被动土压力。且静止水压力和浪压力之和亦大于主动土

24、压力，故该工况下土压力近似为静止土压力。=21.24 KN 0205 . 0KHEM(逆时针)2.2 最危险工况判定由于抗滑稳定验算和基底应力验算时不同工况下虽然荷载大小不同，但各种工况下的规范允许值也不同，故不宜判断何种工况为最危险工况，为避免判断错误，对四种工况均进行验算。挡墙配筋计算时的最危险工况判定具体见 2.6。2.3 L 型挡墙的抗滑稳定计算 摩擦公式： （2-HGfKc7）式中：KC f 摩擦系数，f=0.50.6,取 f=0.5； 作用在挡墙上全部垂直于基底面的荷载（kN） ；G 作用在挡墙上全部平行于基底面的荷载（kN） 。H工况一：正常蓄水位（如图 2-3） 主动土压力：（

25、）;KNEa506.21土盖重： ()； KNG35.14919 . 25 . 26 .201挡墙自重： () KNG475.9015 . 0415 . 07 . 35 .232则抗滑稳定系数58. 5506.2135.149475.905 . 0HGfKc图 2-7 工况四 墙身底截面荷载示意图KK=1.25，满足要求。工况二：完建工况 同正常蓄水位工况工况三：设计洪水位工况 见图（2-4）静止土压力：（）； KNEa30.59静止水压力：（）；KNPw676. 8浪压力：（）； KNPL25.866土盖重： ()； KNG35.1491挡墙自重： () ； KNG475.902水重： ()

26、KNG89. 46 . 083. 0181. 93则抗滑稳定系数92.3059.30866.25676. 889. 4475.9035.1495 . 0HGfKcKK=1.1，满足要求。工况四：校核洪水位(如图 2-6)静止土压力：（）； KNEa59.30静止水压力：（）；KNPw91.37浪压力：（）； KNPL14.25土盖重： ()； KNG35.1491挡墙自重： () ； KNG475.902水重： ()KNG42.1328. 26 . 0181. 93则抗滑稳定系数87. 559.3025.1491.3742.13475.9035.1495 . 0HGfKcKK=1.1，满足要求

27、。2.4 L 型挡墙的基底应力计算 （2-8）WMAGminmax式中：挡墙基底应力的最大值或最小值；minmax 作用在挡墙上全部垂直于基底面的荷载（kN） ；G 作用在挡墙上的全部荷载对于挡墙底板底部中点的力矩之和；MA 挡墙基底面的面积（A=14=4m2） ；W 挡墙基底面对于基底面中点平行前墙方向的截面矩（） 。32667. 24161mW工况一：正常蓄水位（如图 2-3）KNG83.23935.149475.90（逆时针） ；MKN （顺时针） ；MKN 主动土压力(逆时针)MKN (顺时针)634.10506.2100.5014.82MMKN 计算得：MPamkN25/97.559

28、4.63667. 2634.10483.2392minmax工况二：完建工况同正常蓄水位工况工况三：设计洪水位工况（见图 2-4）：KNG715.24489. 4475.9035.149（逆时针） ；MKN （顺时针） ；MKN (逆时针)；MKN 静止土压力(逆时针)；MKN 静止水压力(顺时针)；MKN 浪压力对底板底部中点的力矩 M6=25.866(顺时针)；MKN (顺时针)195.2959.30313. 850112.32846. 314.82MMKN 计算得:maxmin2244.71529.19542.66772.13/2550.23PGMPAWkN mMPa工况四：校核洪水位(

29、见图 2-6)KNG245.25342.13475.9035.149（逆时针） ；MKN 图 2-8图 2-90.（顺时针） ；MKN (逆时针)；MKN 静止土压力(逆时针)；MKN 静止水压力(顺时针)；MKN 浪压力0(顺时针)；MKN (顺时针)466.4359.30814.2200.5060.2913.3514.82MMKN 计算得：MPamkNWMAGPP25/01.4761.79667. 2466.434245.2532minmax各种工况下挡墙平均基底应力均小于地基允许承载力，最大基底应力不大于地基允许承载力的 1.2 倍；且挡墙基底应力的最大值与最小值之比为 1.7 小于规范

30、允许的 2.5。所以基底应力满足要求。 L 型挡墙抗倾覆稳定计算根据水工挡土墙设计规范 （SL379-2007）规定，土质地基上的挡土墙，在同时满足以下 2 个规定的要求时，可不进行抗倾覆稳定计算。1.在各种计算情况下，挡土墙平均基底应力不大于地基允许承载力，最大基 底应力不大于地基允许承载力的 1.2 倍；2.挡土墙基地应力的最大值与最小值之比不大于 2.5（特殊组合） 。本设计挡土墙同时满足以上 2 个规定，故不进行抗倾覆稳定计算。 L 型挡墙配筋计算 墙身配筋计算最危险工况判定：工况一：正常蓄水位 墙身底截面上只受到主动土压力产生的弯矩。 其产生的弯矩 M1m（逆时针）工况二：完建工况

31、与正常蓄水位工况相同图工况三：设计洪水位静止土压力产生的弯矩 M1=21.24 kNm（逆时针） 静止水压力产生的弯矩 M2=3.38 kNm（顺时针） 浪压力产生的弯矩 M3=20.36 kNm（顺时针） 图 2-10工况四：校核洪水位 静止土压力产生的弯矩 M1=16.142 kNm（逆时针） 静止水压力产生的弯矩 M2=19.38 kNm（顺时针） 浪压力产生的弯矩 M3=22.542 kNm（顺时针） 配筋计算： （2-210lqlgMkQkG9）式中： 安全级别，该防浪墙属 3 级，结构安全级别为 II 级，；00 . 10 设计状况系数，； 0 . 1 、 永久、可变荷载分项系数，

32、浪压力取 1.2；静止土压力和主GQ动土压力取 1.2 ；静水压力取 1.0 0121.0 1.0 1.2 12.4514.94GkQkMglqlkN m正常0121.0 1.01.2 20.36 1.0 3.38 1.2 21.242.324GkQkMglqlkN m设计 0121.0 1.01.2 22.542 1.0 19.38 1.2 16.14227.06GkQkMglqlkN m校核工况四位最危险工况。根据水工挡土墙设计规范 SL_379-2007,墙身配筋可按固支在底板上的悬臂板按受弯构件计算。由于防浪墙处于水位变动区，故环境类级为三类，混凝土保护层厚度c=30mm，a=35mm

33、,取单位宽度 1m 进行计算，混凝土采用 C20，则轴心抗压强度设计值。钢筋采用级钢筋，2/0 .10mmNfc2/310mmNfy截面抵抗矩系数： （2-10）20hbfMcds式中： 结构系数，d2 . 1d015. 020hbfMcds校核，属于适筋破坏。 544. 0015. 0211bs图 2-11钢筋面积：202253104651000015. 00 .10mmfhbfAycs配筋率：%15. 004. 04651000225min000hbAs故采用最小配筋率配筋：2000min5 .69715. 04651000mmhbAs选配 10110（） ，分布钢筋采用 10250。27

34、14mmAs在下游侧采用构造对称配筋，配 10110，分布钢筋采用 10250。配筋图见细部构造图。 底板配筋计算根据水工挡土墙设计规范 SL_379-2007,前趾和底板配筋可按固支在墙体上的悬臂板按受弯构件计算。最危险工况判定：基底反力作用点距 2-2 截面 2.958.1622 63.941.473358.16263.94em 基底反力在 2-2 截面产生的弯矩：（基地反力见图 2-12） (逆时针)；12.958.16263.941.473260.792M MkN 盖土重在此截面产生的弯矩（顺时针） ；2MMkN 自重在此截面产生的弯矩（顺时针）41.4929 . 29 . 25 .

35、05 .233MMkN ；各力在 2-2 截面产生的弯矩之和：0121.0 1.01.0 216.56 1.0 49.41 1.0 260.795.18GkQkMMglqlkN m正常完建（顺时针） 工况三：设计洪水位基底反力作用点距 2-2 截面2.956.2532 72.1261.510356.25372.126em 基底反力在 2-2 截面产生的弯矩：（基地反图 2-12图 2-13力见图 2-13） (逆时针)；12.956.25372.1261.510281.0862M MkN 各力在 2-2 截面产生的弯矩之和：工况四：校核洪水位0121.0 1.01.0 281.086 1.0

36、216.56 1.0 49.4115.116GkQkMglqlkN m设计逆时针基底反力作用点距 2-2 截面 2.955.9752 79.611.534355.97579.61em 基底反力在 2-2 截面产生的弯矩：（基地反力见图 2-14） 12.955.97579.611.534301.632M (逆时针)；MkN 各力在 2-2 截面产生的弯矩之和：0121.0 0.851.0 301.63 1.0 216.56 1.0 49.4130.31GkQkMglqlkN m校核逆时针故最危险工况为校核洪水位工况。由于防浪墙处于水位变动区，故环境类级为三类，混凝土保护层厚度 c=30mm，a

37、=35mm,取单位宽度 1m 进行计算，混凝土采用 C20，则轴心抗压强度设计值。钢筋采用级钢2/0 .10mmNfc筋，。 2/310mmNfy截面抵抗矩系数：20hbfMcds式中： 结构系数，d2 . 1d62201.2 30.31 100.01710.0 100050035dscMfb h ，属于适筋破坏。 11 20.0170.544sb 钢筋面积：2010.0 0.017 1000 465255310csyfb hAmmf 图 2-15图 2-14配筋率：00min02550.0550.15%1000 465sAb h故采用最小配筋率配筋：2000min5 .69715. 0465

38、1000mmhbAs选配 10110（） ，分布钢筋采用 10250。2714mmAs第三章 复合土工膜计算 厚土工膜250 高程以上铺设厚复合土工膜，故其所承受最大水压力：max9.81278.98250.0284.29PKPa拉应力为 ：（取 b=）0.2040.204 284.29 0.01/0.58TP b计算结果如下： 表 3-1：应变（%）1235101520拉应力t（kN/m）应变土工膜拉伸实验曲线数据如下表（纵向）：表 3-2：纵向（%）1235810拉应力（kN/m）T注：，mkNT/33.30max%9 .60max土工膜拉伸实验曲线数据如下表 (横向)表 3-3：应变（%

39、）1235810拉应力（kN/m）T注：，mkNT/69.33max%8 .66max取表（3-1） 、表（3-2） 、和表（3-3）分别与两条土工膜拉伸实验曲线相交，见附图八，得数据如下表： 表 3-4边界情况TmaxTmaxK1K2纵向长条缝横向注：T、单位为 kN/m，、单位为%；maxTmax K1 =/T，K2=/；maxTmax 根据经验，当 K1、K2均大于 5 时，即认为所用土工膜强度满足要求。 厚土工膜255 高程以下铺设厚复合土工膜，故其所承受最大水压力：max9.81278.98224.5534.45PKPa在垂直于长条方向，拉应力最大，为 （取 b=）0.2040.20

40、4 534.45 0.011.09TP b计算结果如下表表 3-5：应变（%）1235101520拉应力 T（kN/m）10.90 7.71 6.89 6.29 4.87 3.45 2.81 2.44 。土工膜拉伸实验曲线数据如下表(纵向)3-6：应变（%）1235810拉应力（kN/m）T注：，mkNT/51.39max%2 .62max土工膜拉伸实验曲线数据如下表(横向)3-7：(%)1235810T注：，mkNT/94.37max%5 .69max取表（3-5） 、表（3-6） 、和表（3-7）分别与两条土工膜拉伸实验曲线相交，见附图九，得数据如下表： 表 3-8边界情况TmaxTmax

41、K1K2纵向长条缝横向注：T、单位为 kN/m，、单位为%；maxTmax K1 =/T，K2=/；maxTmax根据经验，当 K1、K2均大于 5 时，即认为所用土工膜强度满足要求。具体图见附图八、附图九。第四章 坝坡稳定计算材料浮重度用土力学公式可求得，为 7.00。4.1 第一组滑动面图 4-1 第一组滑动面 ; ；120.11 243.67574900.44WKN137 ; 220.11 54.78987.00 39.68421379.81KNW ；21572.37211111111sincostan0cPWWK22211222211211costansintansincos0ccWP

42、WPKK把已知数据代入上两式，并联立求解可得：； 。619.49PKN1.29cK 4.2 第二组滑动面图 4-2 第二组滑动面示意图 ; ；120.11 363.317306.44WKN142 ; ；220.11 160.447.00 67.903702.32KNW 21172.37211111111sincostan0cPWWK22211222211211costansintansincos0ccWPWPKK把已知数据代入上两式，并联立求解可得：； 。2042.16PKN1.48cK 4.3 第三组滑动面图 4-3 第三组滑动面示意图 ; ；120.11 395.227948.06WKN1

43、44 ; ；220.11 217.287.00 79.034923.08KNW 21072.37211111111sincostan0cPWWK22211222211211costansintansincos0ccWPWPKK把已知数据代入上两式，并联立求解可得：； 。2726.43PKN1.58cK 4.4 第四组滑动面图 4-4 第四组滑动面 ; ；120.11 417.168389.20WKN146 ; ；220.11 277.81 7.00 89.336212.60KNW 29 72.37211111111sincostan0cPWWK22211222211211costansinta

44、nsincos0ccWPWPKK把已知数据代入上两式，并联立求解可得：； 。3406.21PKN1.71cK 第五组滑动面 图 4-5 第五组滑动面示意图 ; ；120.11 434.108729.99WKN148 ; ；220.11 344.957.00 99.897636.76KNW 28 72.37211111111sincostan0cPWWK22211222211211costansintansincos0ccWPWPKK把已知数据代入上两式，并联立求解可得：； 。4084.27PKN1.87cK 4.6 第六组滑动面 图 4-6 第六组滑动面示意图 ; ；120.11 445.75

45、8964.31WKN151 ; ；220.11 420.787.00 110.859238.45KNW 28 72.37211111111sincostan0cPWWK22211222211211costansintansincos0ccWPWPKK把已知数据代入上两式，并联立求解可得：； 。4790.43PKN2.0cK 4.7 第七组滑动面（马道） ; ；120.11 64.291292.87WKN142 ; ；220.11 58.941185.36KNW 22272.37211111111sincostan0cPWWK22211222211211costansintansincos0cc

46、WPWPKK把已知数据代入上两式，并联立求解可得： 。1.29cK 第八组滑动面（马道） ; ；120.11 72.231452.55WKN137 ; ；220.11 13.17264.85KNW 25 72.37211111111sincostan0cPWWK 22211222211211costansintansincos0ccWPWPKK把已知数据代入上两式，并联立求解可得： 。1.38cK 4.9 第九组滑动面（马道） ; ；120.11 23.16465.75WKN140 ; ；220.11 41.67837.98KNW 22972.37211111111sincostan0cPWW

47、K22211222211211costansintansincos0ccWPWPKK把已知数据代入上两式，并联立求解可得：； 。1.21cK 4.10 第十组滑动面（马道） ; ；120.11 73.161471.25WKN139 ; ；220.11 35.31710.08KNW 21872.37211111111sincostan0cPWWK 22211222211211costansintansincos0ccWPWPKK把已知数据代入上两式，并联立求解可得： 。1.31cK 经过验算，下游坝坡稳定。第五章 坝坡面复合土工膜稳定计算 混凝土护坡与复合土工膜间抗滑稳定计算现浇混凝土保护层厚

48、10，设竖缝，缝距 15m，缝内放沥青处理过的木条1m 长，间断 1，且在护坡混凝土板线设=1、孔距 2m 的排水孔，使其畅通排水。因此水库水位降落时，混凝土护坡与复合土工膜间的水与水库水位同步下降，对混凝土板不产生反压力。故竣工期、满蓄期以及水位下降期抗滑稳定分析相同。现浇混凝土与复合土工膜的摩擦系数采用 0.6，粘结力按 0.0、0.1 kg/cm2分别计算稳定安全系数。由受力平衡可得安全系数 K 为： （5-1）sintantcfK式中：f 为摩擦系数；为坝坡与水平面夹角；c 为粘结力；t 为混凝土保护层厚度（取 10） ；为混凝土密度。 当不考虑粘结力时0.60.9tan1/1.5fK

49、 当粘结力为时：22/81. 9/1 . 0mKNcmkq0.69.818.60tansin1/1.523.5 0.1 0.542fcKt 显然，经过涂沥青处理和现浇混凝土护坡后，坝坡是稳定的。 复合土工膜与下垫层间的抗滑稳定计算考虑不利运行情况，分竣工期未蓄水和水库满蓄运行两种情况。由于蓄水后水压力使复合土工膜对下垫层施加很大压力，使其安全系数更大，故只计算竣工期未蓄水情况。复合土工膜与垫层水泥浆之间摩擦系数根据文献资料采用 0.577，粘结力c=0.0、0.1kg/2 分别计算。由受力平衡可得安全系数 K 为： （5-2）sintan膜WtcfK式中：f 为摩擦系数；为坝坡与水平面夹角；c

50、 为粘结力；t 为混凝土保护层厚度（取 10） ；为混凝土密度；为土工膜重量。膜W当不考虑粘结力时0.5770.87tan1/1.5fK当粘结力为时：22/81. 9/1 . 0mKNcmkq0.5779.814.85tansin1/1.50.1 23.5 1.30.555fcKtW 膜故复合土工膜满足抗滑稳定要求。第六章 副坝的设计由于右岸山体顶高程较低，低于坝高，且有个垭口，故应修建副坝以挡水。 副坝的型式选择副坝的形式可以选为：重力式挡墙、堆石坝体等，本工程如果考虑原料的来源方便，考虑采用与主坝一样材料的复合土工膜堆石坝。根据地形条件得出，河岸右侧副坝所在位置的山坡上下游坡度都较陡，如按

51、上下游坡度则布置不下。故本设计拟采用重力式挡墙。副坝采用重力式混凝土挡墙，考虑到汽车上坝要求，在副坝的坝顶做公路面，使其与主坝同宽，坝顶高程与主坝同高，为。墙身顶宽 5m，临水面垂直。其剖面图见下图：其中，坝底最小宽度 B= （6-1）0cH式中：H三角形基本剖面的高。H=277.532689.53设坝底 混凝土容重，3cc 水容重，3；00扬压力折减系数，河岸取为 0.35；则 B=m，同时要考虑副坝坝顶交通要求，取副坝宽0cH9.536.6623.50.359.81B=。下游坡度 m=，在 0.60.8 之间，满足要求。6.660.79.53 副坝的稳定验算用安全系数法，采用摩擦公式，计算

52、校核水位下的抗滑稳定安全系数 K： K= （6-2）PUWf)(式中：W作用于滑动面以上的力在铅直方向分量代数和；图 6-1 副坝剖面图 P作用于滑动面以上的力在水平方向分量代数和； U 作用于滑动面上的扬压力； f 滑动面上抗剪摩擦系数，根据资料，混凝土与弱风化千枚岩之间的摩擦系数为 f=0.50.6，取 f=0.5； 工况一：正常蓄水位1） 扬压力Fa=w考虑在河岸段，扬压力折减系数2kN m( FbFc )Fc(78.48+27.47)2）浪压力： zmwLhhLP%14 （6-3）式中： 水的容重；w 波浪波长；mL 波浪浪高；%1h 波浪中心线高出静水位高度。zhzmwLhhLP%1

53、4（1.259+0.534）/43）静水压力22119.81 8313.92K22wwPHN 4）副坝重 c23.50.5 5.52.872.877.8571.2 50.5 9.53 6.6623.5 63.1271483.485WSKN 3. 稳定验算（抗剪强度公式）：图 6-1 副坝计算简图0.51483.485 130.721.91313.9240.97K由水工建筑物表 2-7 得，挡墙的 K=1.05（3 级建筑物，基本组合） ，则K=1.911.05， 抗滑稳定满足要求。 工况二：完建工况完建工况同工况一 工况三：设计洪水位1） 扬压力Fa=w考虑在河岸段，扬压力折减系数2kN m(

54、 FbFc )Fc(73.575+25.751)2） 浪压力 zmwLhhLP%14（1.259+0.534）/43） 静水压力22119.81 9.53445.477K22wwPHN4）副坝重 c23.50.5 5.52.872.877.8571.2 50.5 9.53 6.6623.5 63.1271483.485WSKN 2稳定验算（抗剪强度公式）： 0.51483.485 155.7051.36540.970445.477K由水工建筑物表 2-7 得，挡墙的 K=1.05（3 级建筑物，基本组合） ，则K=1.3651.05， 抗滑稳定满足要求。 工况四：校核洪水位.1） 扬压力Fa=

55、w考虑在河岸段，扬压力折减系数2kN m( FbFc )Fc(107.714+2537.70)2） 浪压力 zmwLhhLP%14（0.697+0.246）/43）静水压力22119.81 10.98591.349K22wwPHN 4）副坝重 c23.50.5 5.52.872.877.8571.2 50.5 9.53 6.6623.5 63.1271483.485WSKN 2稳定验算（抗剪强度公式）： 0.51483.485 179.3981.07614.364591.349K由水工建筑物表 2-7 得，挡墙的 K=1.0（3 级建筑物，特殊组合） ，则K=1.0761.05， 抗滑稳定满足

56、要求。第七章 趾板空间布置7.1 趾板分段 趾板分段具体如下：趾板总共 7 块。从左岸第一小段起，分别标为 1，2，3，7 号趾板。7.2 趾板剖面设计： 确定 角根据混凝土面板坝工程得横剖面上趾板坡角，公式如下：1 （7-1）2/12222/122/122221mBCLm1BCmLBCcosm式中：B,C为 BC 段趾板两端点的高程； L趾板 BC 段在坝轴线方向上的投影长度； m面板垂直于坝轴线方向上的设计坡度，即堆石坝上游坡面。当 CB 垂直于坝轴线时，L=0,则=0。1当 CB 平行于坝轴线时，则公式变为： 211cosmm由上述公式可计算出趾板坡角，从而可确定趾板各剖面尺寸，各剖面趾

57、板坡角计算结果如表:表 7-1 各趾板 角度计算：第一段第二段第三段第四段第五段第六段第七段b244.9 224.50 224.5 224.5 239.4 262.2 c276.2 256.4 244.9 224.5 239.4 262.2 267.2 l0mcos0.996 0.909 0.858 0.832 1.000 0.875 0.946 角（度）5.32 24.60 30.89 33.69 0.00 28.92 20.33 折线段参数 趾板宽度：趾板地基的允许水力坡降可参考以下经验数据（sl228-98）：对于新鲜、微风化基岩：H/S20；对于弱风化基岩：H/S=1020对于强风化基

58、岩：H/S=510；对于全风化基岩：H/S=35。一般采用 1/101/20 的水头宽度，同时为了方便灌浆施工，趾板的宽度不小于3m，根据水头大小分段采用时，可在施工缝处按折线改变其宽度。各段趾板满足水力坡降的取值为 4m。 配筋计算：本设计采用单层双向配筋，保护层厚度取为 10cm：取单宽 1m，=0.3% ，min则：=1000(400-100) min0bhAs0.3%=900mm2查水工钢筋混凝土结构学附录三表 2，选用18280，As=909mm2。锚筋设计：采用直径 28mm 钢筋两向间距 1m，伸入基岩 5m，顶端弯成180,弯钩与顶面温度钢筋勾连。图 7-3 趾板配筋示意图第八

59、章 溢洪道设计（专题一）建筑物型式根据根据的相关规定的相关规定:溢洪道布置总原则溢洪道布置总原则:1.溢洪道的位置应选择有利的地形和地质布置条件布置在岸边或垭口溢洪道的位置应选择有利的地形和地质布置条件布置在岸边或垭口,并宜闭免开并宜闭免开挖而形成的高边坡挖而形成的高边坡2.溢洪道进出口的布置应使水流顺畅溢洪道进出口的布置应使水流顺畅,溢洪道轴线宜取直线溢洪道轴线宜取直线本设计采用的坝型为钢筋混凝土面板堆石坝，因此泄水建筑物不能布置于河床，根据本工程的地质、地形条件，对正槽溢洪道、侧槽溢洪道及泄水隧洞进行比较选择。泄水隧道布置的一般原则是：地质条件好，路线短，水流顺畅，与枢纽其它建筑物无相互不

60、良影响。洞线宜选择在沿线地质构造简单，岩体完整稳定，岩石坚硬，上覆岩层厚度大，水文地质条件有利和施工方便的地段。避开围堰破碎地下位很高或渗水量很大的岩层和可能坍滑的不稳定地带，同时防止洞身离地表太浅。本工程坝址区地处华夏系及新华夏系构造复合部位，坝址区断层裂隙发育，岩石破碎，坝层褶皱挠曲常见。坝址区岩石的透水性及相对不透水层埋深经先导孔压水实验，左岸相对不透水层埋深 1024m，且属中等严重透水层。因此要避开透水层布置泄水隧洞工程量很大，故不宜采用。正槽溢洪道：以宽顶堰或各种实用堰为溢流控制的河岸溢洪道，蓄水时控制堰（设闸门或不设闸门）与拦河坝一起组成挡水前缘，泄洪时堰顶高程以上的水可自堰顶溢