西山水利枢纽设计

PAGE吉林农业科技学院学士学位设计论文题目：西山粘土心墙坝与溢洪道设计年级专业：2012级水利水电工程姓名许晨杨学号1210606123姓名徐彤学号1210606122姓名满天骄学号1210606310指导教师：刘喜峰评阅教师：完成日期：2016年5月28日吉林农业科技学院摘要西山水库是一座以防洪和供水为主，兼顾发电、灌溉等综合利用功能的大型水利枢纽工程。西山水库建成后，配合城区堤防建设可将伊春市的防洪标准提高到50～100年一遇，为伊春市和伊春河沿岸城镇提供1.4亿立方米的供水水源，发展灌溉面积1.8万亩，此外，还具有为伊春市增加电力供应、提供森林灭火水源、改善枯水期水环境等综合利用功能。建设西山水利枢纽控制性工程对满足国民经济各部门用水要求，保障伊春市的防洪安全是完全必要和迫切的，可以充分利用伊春河水利水能资源，兴利除害，以促进伊春市国民经济发展。关键词黏土心墙坝；溢洪道；水面线计算；宽顶堰；泄槽

AbstractXishanisareservoirforfloodcontrolandwatersupply,powerbalance,Irrigationcomprehensivefunctionssuchaslargewatercontrolproject.WesternHillsReservoiriscompleted,theconstructionofthedikewithCityYichunCitycanbeupgradedtothestandardoffloodprotectionto100-yearflood,YichunCity,andforYichunRivertownstoprovide140millioncubicmetersofwatersupply,irrigationdevelopmentareaof1.8millionmuInaddition,withanincreaseinYichunCityofelectricitysupply,forestfirefightingwater,improvethedryseasonwaterenvironmentcomprehensivefunctions.Xishanbuildingwaterconservancyhubcontrolprojectstomeetwaterforvarioussectorsofthenationaleconomy,protectionofYichunCityFloodControlsecurityisabsolutelynecessaryandurgentinordertomakefulluseofwaterinYichunRiverhydropowerresources,andeverypesticide,YichunCitytopromoteeconomicdevelopment.KeywordsClaycoredam;Spillway;Thewaterline;Broad-weir;Chut目录注意字体字号、行间距等格式注意字体字号、行间距等格式11507摘要 II12560关键词 II26396Abstract III23555Keywords III23964目录 IV1936前言 1200711.设计基本资料 2309731.1流域的基本情况及枢纽任务 2215921.2地形地质 2265271.2.1坝址区工程地质条件 2229681.2.2溢洪道工程地质条件 3276041.3建筑材料 3306481.3.1粘土料场 3233171.3.2砂砾料 4293941.3.3块石料 485251.3.4风化碎石料 6172091.4气象 6271481.4.1气温 6209251.4.2风速 7164791.5枢纽规划成果 753212.工程等级及建筑物级别 8169722.1水库枢纽主要建筑物组成 8221242.2工程规模 8115883.枢纽的总体布置 9295753.1坝轴线的选择 9294473.2溢洪道的布置 996283.3建筑物类型比较 9171043.3.1档水建筑物的类型选择 9132593.3.2开敞式溢洪道的选择 1042954.土坝设计 1133274.1坝型选择 11138264.2地基处理 1172704.3坝体剖面设计 12219244.3.1坝坡 12293384.3.2坝顶宽度 12224894.3.3坝顶高程 12289714.3.4坝体排水设计设备选择及尺寸拟定 1445384.3.5反滤层及过渡层设计 14213554.3.6护坡设计 16106004.3.7堆石坝与溢洪道及左岸的连接 1717104.4设计计算 18327304.4.1渗流计算 1854564.4.2土坝稳定计算 23302534.4.3稳定渗流期 23172275.泄水建筑物 31211205.1溢洪道基本数据 31123245.2溢洪道工程地质条件 31267835.3河岸溢洪道型式选择 32126505.4溢洪道工程布置 3233335.4.1引水渠 32292275.4.2控制段 33197185.4.3泄槽 3517945.4.4消能防冲设施 36320225.4.4.1消能防冲设施选择原则 36255205.4.4.2消能防冲设施型式 36303515.4.5挑流设计 36180125.4.6挑流鼻坎的型式 36267255.5泄槽段的具体布置 3735645.5.1泄槽长度的确定 37313925.5.2水面线计算 37235785.6溢洪道水力计算 41170545.6.1堰型设计 41105385.6.2堰流能力计算 43139295.6.3出口消能计算 44241835.7主要结构计算 45326695.7.1闸室段稳定计算及应力分析 45302495.7.2出射水流冲刷影响 47211805.8溢洪道布置总述 4720944结论 4921982参考文献 5018114致谢 51西山水利枢纽设计PAGE48前言毕业设计是各工科高校为大学生安排的最后一次全面性、总结性的教学实践环节，既是学生在教师指导下运用所学知识和技能，解决具体问题的一次尝试，也是学生走向工作岗位前的一次实战演习。以其通过设计达到以下几个目的：1.巩固、充实、加深、扩大所学基础理论和专业知识；2.提高运用所学知识，解决实际问题的能力；3.敢于创新，正确地将创新精神与科学态度相结合；4.养成严肃认真、刻苦钻研、实事求是的工作作风。毕业设计可以提高学生多方面的能力，包括综合应用所学知识能力、发现和解决问题能力、资料查询及协调合作能力等。为了适应当前水电事业的发展需要，同时为了培养自己的学习与创新能力，我们设计西山水利枢纽工程，设计完全按照水工设计规范要求，我们从工程实例中力求反映最新的设计方法，争取作到易懂，易理解，能够独立并较好地工程设计。毕业论文中除了致谢，其余部分不出现人称代词你我他，也不出现心得、感悟毕业论文中除了致谢，其余部分不出现人称代词你我他，也不出现心得、感悟设计分为三大部分：第一部分是设计基本资料的归纳整理，坝体地基，溢洪道地基处理。第二部分是挡水建筑物设计。包括坝体高程设计改为“坝体尺寸确定”，坝体渗流分析，改为“坝体尺寸确定”

1.设计基本资料1.1流域的基本情况及枢纽任务西山水库座落在伊春河干流挡石河河口下游，距流域面积2472km2，翠峦区上游约2km处，坝址以上控制面积1613km2，占伊春河流域面积的65.3%。西山水库是一座以防洪和供水为主，兼顾发电、灌溉等综合利用功能的大型水利枢纽工程。西山水库建成后，配合城区堤防建设可将伊春市的防洪标准提高到50～100年一遇，为伊春市和伊春河沿岸城镇提供1.4亿立方米全文中对单位符号要统一，要么都用中文，要么都用字母。自己过一遍都改过来的供水水源，发展灌溉面积1.8万亩，此外，还具有为伊春市增加电力供应、提供森林灭火水源、改善枯水期水环境综合利用功能。全文中对单位符号要统一，要么都用中文，要么都用字母。自己过一遍都改过来1.2地形地质1.2.1坝址区工程地质条件坝址区两岸为低山，河床靠近右岸。河左侧依次为漫滩、阶地及台地。低山及河谷底部基岩均为花岗闪长岩。台地区第四系厚度15.50m~22.80m，上部为低液限粘土，下部为卵石混合土夹砂透镜体。其物理力学指标可以满足土石坝对坝基要求。阶地和漫滩区第四系厚度7.50m~13.30m左右，上部为低液限粘土，下部为卵石混合土。其物理力学指标可以满足土石坝对坝基要求。在天然无防渗措施条件下，该坝基年渗漏量为3318.1×104m3/a，占多年平均径流量的7.07%，占正常蓄水位以下库容的36.9%。其中漫滩及河床段占总渗漏量的73.5%，需采取防渗措施。建议坝基防渗墙宜座在基岩面上。台地前缘、阶地前缘及漫滩的基岩部分有中等透水岩体分布，建议进行帷幕灌浆处理。台地前缘区处理深度大约30m，下限高程为245.00m；阶地前缘区及漫滩区处理深度大约15m，下限高程为245.00m。左坝肩表层为粘性土，属微透水；中部为卵石混合土，属强透水，应注意绕渗问题。清基：台地段清除表层的有机质土及根系层（总计1.00m左右）后，坝基可座于粘性土之上；阶地、漫滩段清除表层有机质土(厚度0.60m左右)，除粘土心墙外坝基可座于低液限粘土顶部为宜。1.2.2溢洪道工程地质条件闸室段及挑流鼻坎基础座于微风化花岗闪长岩岩体中，岩体完整性较好，节理裂隙多为高倾角，地基抗滑稳定性好。仅断层处岩体强度稍低，岩体相对破碎。需对断层进行工程处理。冲刷坑段上部为大于3.50m厚的卵石混合土，下部为花岗闪长岩。卵石混合土和强风化花岗闪长岩的冲刷系数K=1.5~1.8，弱风化岩体和微风化岩体的冲刷系数K=0.9~1.2。右边墙边坡稳定性评价：右边墙边坡岩体倾向为306°，有3组节理走向与边坡近于平行或斜交，倾向也相同，对边坡的稳定不利。有2组节理走向与边坡走向近于正交，倾向与边坡倾向相反，对边坡的稳定有利。各组节理的交叉组合将岩体切割成楔形块体，对边坡稳定不利，建议采用局部锚杆处理。岩体的施工开挖边坡比建议值卵石混合土1：1，强风化花岗岩1：0.5，弱风化花岗岩1：0.2，微风化花岗岩1：0.1。左边墙地基的稳定性评价：地基岩体主要结构面走向与边墙走向近于平行，倾向坡外，但倾角较陡，该基础座落在微风化岩体上，地基的完整性好，天然山体稳定。故此边墙的抗滑稳定性较好。1.3建筑材料1.3.1粘土料场粘土料场有4处。第Ⅰ料场储量为49.8×104m3，是设计用量的3.1倍；第Ⅱ料场储量为23.8×104m3，是设计用量的1.5倍。第Ⅰ、Ⅱ料场位于水库淹没区，除pH值偏低、含水量偏高外，其它指标满足质量要求。运距2km左右，有砂石路通往坝址右岸，开采条件好。第Ⅲ粘土料场位于坝址东南约13km处，需占用农田，储量为12.8×104m3。试验指标中仅pH值偏低，有机质略高。第Ⅳ料场位于坝址上游左岸0.4km的台地上，地表部分为林地，部分为淹没区。储量为27.0×104m3，是设计需要量的1.69倍。该土料粘粒含量稍高，天然含水量偏高，其它指标基本满足其质量要求。综合比较后，建议以第Ⅰ料场建议为首选料场，次为第Ⅳ料场，其它两处料场做为备用料场。1.3.2砂砾料砂砾料场位于么河经管所附近的河漫滩，为粗、细混合骨料。总储量为60.23×104m3，是设计需要量的2.3倍。需经筛分才能分为砼粗、细骨料。过筛后细骨料的比重、堆积密度、孔隙率不满足砼对骨料的质量指标要求，其它指标满足要求；粗骨料的试验指标满足砼对粗骨料质量指标要求。砂砾料多位于水下，但分布连续，厚度稳定，有利于机械开采，有沙石路及等级公路通至坝址，运距约8km。1.3.3块石料建议首选第Ⅰ块石料场，该料场位于坝址西部约3.5km处，岩性为花岗岩。石料的室内试验指标，满足块石料质量技术要求。第Ⅱ石料场储量约80×104m3，质量满足技术要求，可做为备用料场。石料技术指标见表1-1。表1-1土坝防渗体土料质量技术要求对比表项目质量指标Ⅰ料场实测指标Ⅱ料场实测指标Ⅲ料场实测指标Ⅳ料场实测指标粘粒含量15-40%为宜27.1%19.1%33.5%42.4%塑性指数10-2016.614.317.317.4渗透系数碾压后，小于1×10-5cm/s1.62×10-6cm/s(ρ控=1.70g/cm3)3.57×10-6cm/s(ρ控=1.71g/cm3)3.94×10-6cm/s(ρ控=1.54g/cm3)1.10×10-6cm/s(ρ控=1.66g/cm3)有机质含量<2%0.499%0.805%1.089%0.54%水溶盐含量<3%0.0128%0.0173%0.0087%0.0087%紧密密度宜大于天然密度ρmax=1.73g/cm3ρd=1.55g/cm3ρmax=1.74g/cm3ρd=1.58g/cm3ρmax=1.59g/cm3ρd=1.44g/cm3ρdmax=1.736g/cm3ρd=1.56g/cm3表1-2石料试验指标与石料质量技术要求对比表序号项目质量技术要求指标第Ⅰ石料场质量指标第Ⅱ石料场质量指标1饱和抗压强度按地域、要求与目的确定45.1MPa66.9Mpa2软化系数>0.80.830.813密度>2.4t/m32.54t/m32.65t/m34冻融损失率<1％0.01％0.10%1.3.4风化碎石料风化碎石料场位于坝址西南翠峦河右岸，目前为公路局采砂场，为强～弱风化花岗岩。储量为120×104m3，是设计需要量的1.7倍。岩体在剖面方向上风化及完整程度变化较大，筑坝时宜分段开采。料场位于砂石路旁，运距1.5km。1.4气象1.4.1气温多年平均气温0.6℃，最高气温出现在7月份，月平均最高气温为20℃左右，极温为36.3℃；最低气温出现在一月份，月平均最低气温为-23℃，极温为-43.1℃。1.4.2风速表1-3风速资料表项目单位数量备注W、WS、WWS、WWN向多年平均最大风速m3/s10.5伊春气象站资料（7、8、9、10月）相应设计水位库面吹程km2.20相应校核水位库面吹程km2.25得水面上多年平均最大风速15.74m/s。得设计水位时吹程为2200m，校核水位时吹程为2250m。1.5枢纽规划成果表1-4特征水位及流量表特征水位单位数量备注校核洪水位m288.67P=0.02%设计洪水位m287.560=0.5%正常蓄水位m284.70死水位m276.00溢洪道设计洪水位时最大泄量m3/s1785P=0.5%相应下游水位m266.53溢洪道校核洪水位时最大泄量m3/s2113P=0.02%相应下游水位m267.052.工程等级及建筑物级别2.1水库枢纽主要建筑物组成主要建筑物拦河大坝、溢洪道及电站进水口及引水隧洞、电站厂房。2.2工程规模依据国家《防洪标准》（GB50201—94）、西山水库为大Ⅱ型，属二等工程，主要建筑物挡水建筑物、溢洪道及电站进水口为2级，一般应按100年一遇洪水设计，2000年一遇洪水校核，鉴于水库下游2km为伊春市主要城区，其堤防只能防御20~50年一遇的洪水，水库将承担100年一遇洪水的防洪任务，一旦水库失事，强大的水流冲击波对城区将造成巨大损失，且伊春市城市现状防洪标准为100年一遇，即100年一遇洪水控制泄流，为此经论证本工程主要建筑物按200年一遇洪水标准设计，5000年一遇洪水标准校核。按照本工程选定方案枢纽布置，溢洪道泄洪对坝脚不构成威胁，根据《溢洪道设计规范》（SL253—2000）溢洪道消能防冲设计标准按50年一遇洪水设计。各建筑物的洪水标准见表2-1。表2-1各建筑物的洪水标准表建筑物拦河大坝溢洪道引水洞进口引水洞电站厂房消能防冲设计标准P=0.5%P=0.5%P=0.5%P=2%P=2%P=2%校核标准P=0.02%P=0.02%P=0.02%P=0.1%P=1%—

3.枢纽的总体布置水库工程枢纽总体布置见附图一。3.1坝轴线的选择采用下坝轴线，坝轴线方位角为NS146.59°，使坝轴线垂直于等高线，坝长最短，左半段坝高变小，此时整个挡水坝工程量为最小。同时挡水坝右端下移之后，原坝端的花岗岩露出面作为引水洞进口，可以使引水洞变短，从而整个枢纽布置更加合理。调整后的下坝线做为选定的坝线。3.2溢洪道的布置在坝轴线确定以后，考虑到溢洪道纵轴线与坝轴线交角大小对溢洪道工程量及进、出口的水流条件有较大影响，确定溢洪道纵轴线与堆石坝轴线的法线交角为10°，从进、出口水流条件看均能满足要求，溢洪道左边墙基础都座落在花岗岩弱风化层上。3.3建筑物类型比较3.3.1档水建筑物的类型选择在基岩上筑坝分为三种类型：拱坝、重力坝和土石坝。3.3.1.1拱坝方案拱坝对地形、地质要求较高，修建拱坝的理想地形条件应该是两岸对称，岸坡平顺无突变，拱端下游有足够厚的岩体支撑，以利稳定，并且需要在平面上向下游收缩的峡谷段。3.3.1.2重力坝方案拱坝对地形、地质要求较高，修建拱坝的理想地形条件应该是两岸对称，岸坡平顺无突变，拱端下游有足够厚的岩体支撑，以利稳定，并且需要在平面上向下游收缩的峡谷段。3.3.1.3土石坝方案土石坝能适应各种不同的地形、地质和气候条件，可以就地取材，结构简单，施工工序少，既可以用简单机械施工，也可以高度机械化施工，加快了进度，降低了造价，而且筑坝经验丰富，考虑以上各种条件，选择土石坝。3.3.2开敞式溢洪道的选择经枢纽布置的比较，选择右岸溢洪道的布置方案。在坝轴线确定后，考虑溢洪道纵轴线与坝轴线的交角大小对溢洪道工程量大小以及进、出口水流条件存在较大的影响，应该尽量使溢洪道靠近河边并且平行于河道使工程量最小，同时结合工程地质条件考虑溢洪道的基础全部座落于弱风化花岗岩体上，经过几次调整后，确定溢洪道和堆石坝轴线的法线交角为10°，与坝轴线桩号为0+978.10相交。从进、出口水流条件上看都能满足要求，溢洪道左边墙体均座落于花岗岩弱风化层上。开敞式溢洪道分为正槽式溢洪道和侧槽式溢洪道。根据上述各种条件选用正槽式溢洪道，而泄水槽与堰上水流方向一致、泄流能力大、结构简单、泄流能力大、水流平顺、且运行安全可靠，适用于各种水头及流量。当枢纽附近有马鞍形的垭口时，采用该型式最合理。

4.土坝设计4.1坝型选择确定选择心墙坝方案进行设计。心墙顶宽取3.0m，上下游边坡均取为1：0.25，两侧反滤层厚度为3.0m。上下游坝坡在高程为275.00m处均设有马道，宽为2.0m。上游坝坡均取为1：2.25，下游坝坡马道以上取1：2.0，以下取1：2.25。粘土心墙与溢洪道选择侧墙式连接，并且要将粘土心墙的接头处放大。为了方便管理，在桩号为0+300和0+600位置分别设置3.0m宽的条石踏步，上游的马道以上采用干砌石护坡，下游坝脚处设有排水沟。上游结合安全防护带在坝肩处每50m设置一个路灯，下游设置混凝土路缘石以及安全标志桩，坝顶采用沥青混凝土路面，并且向下游做成1%的横向坡度，通过下游路缘石排水孔将坝面雨水排除。此处说的有点多，占用了后边标题中的内容。坝型选择中重点应该提的是为什么选择了心墙坝，还有没有其他备选坝型此处说的有点多，占用了后边标题中的内容。坝型选择中重点应该提的是为什么选择了心墙坝，还有没有其他备选坝型4.2地基处理堆石坝从左端0+000到0+478.15长为478.15m，基础为11m厚的天然粘土层和卵石混合土，因此基础处理采用清基后用振动碾碾压做为天然铺盖，根据地质勘察，需要清除地表70cm左右的腐殖土层，从0+398.15到0+961.35长为563.20m，此段基础上层是厚度为4.25~5.7m的粘土层，该段粘土平均挖除厚约为1.0m，然后用25t的振动碾碾压，碾压影响厚度应该控制在2.0m左右，这样基础满足设计要求。其下基础为砂砾石厚度约为5.4~6.0m左右，其下是花岗岩，采取垂直塑性混凝土墙防渗，经过计算左端与粘土铺盖嵌入80.0m就能够满足绕渗的要求，防渗墙应该向下深入基岩1.0m，顶部应该深入粘土心墙2.0m左右，防渗墙顶部及其左右2m范围内应该按照倒梯形设置粘土塑性区，用来保证与粘土心墙的连接，右段嵌入坝端岩体约为1.0m；防渗墙的右侧结合溢洪道基础处理需要做帷幕灌浆，由于该段基岩为弱风化的花岗岩，灌浆深度为10m，孔距取2.0m，单排布置。断层破碎带处理：右坝端上游100m处岩体呈现碎裂结构。有一组节理面发育，产状走向为40°、倾向为130°、倾角为80°，结合溢洪道的开挖进行清理。4.3坝体剖面设计4.3.1坝坡由于坝高大于15米从这句话可以看出，4.3.1应为坝顶高程，没得出坝顶高程，如果得知坝高大于15m？，需要进行变坡并在变坡处设置马道，在上游变坡设置排水沟。以拦截雨水。本设计马道设在高程275m处，宽度为2m。从这句话可以看出，4.3.1应为坝顶高程，没得出坝顶高程，如果得知坝高大于15m？上游坝坡：马道之下为1：2.25，之上为1：2；下游坝坡：马道之下为1：2,这个标点符号与其他不一样的格式，全文统一改过来。之上为1：1.75。这个标点符号与其他不一样的格式，全文统一改过来。4.3.2坝顶宽度顶宽要满足心墙顶部及反滤层布置的要求，还应考虑施工的要求和运行、检修、防汛、运输的要求。根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001，西山水库挡水坝坝高33.61m＞30m，属中坝，同时考虑交通及防汛要求，坝顶宽取8.0m。上游侧坝顶结合安全带在上游坝肩每50m设一个路灯，下游侧设置砼路缘石及安全柱，坝顶采用沥青路面，并向下游做成1%的坡度，通过下游侧路缘石的排水孔将坝面雨水排除。4.3.3坝顶高程4.3.3.1设计情况下风壅水面高度计算其中：——计算风速，由风速资料表1-3得取；——风区长度，由风速资料表1-3得设计水位时取，校核水位时取；——最大风壅水面高度，；——综合摩阻系数，取；——风向与坝轴线夹角；波浪爬高计算当时——重力加速度，取；——波浪的平均长度，；——平均波周期，；——波浪的平均波高，；其中：——平均爬高，；——斜坡的糙率渗透性系数，取；——经验系数，（设计情况取，校核情况取）；——坝坡系数，由工程资料得，取。设计爬高值取累积频率的爬高值，校核爬高值取累积频率。坝顶高程确定坝顶高程由设计洪水位加超高与校核洪水位加超高比较后取最大值确定。其中：——最大波浪爬高，；——最大风壅水面高度，；——安全加高，设计情况为，校核情况；坝顶高程计算见表4-1。表4-1坝顶高程计算表情况水位风速吹程水域平均水深风壅水面高度波浪爬高安全加高超高计算坝顶高程mm/smmmmmmm设计287.5615.74220021.030.0051.841.02.845290.405校核288.6715.74225022.620.0042.020.52.524291.194坝顶高程由校核情况控制，为291.194m，但按照《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001规定，防渗体顶部高程不应低于非常运用条件的静水位，即288.67m，并要求顶部保护层厚度不小于本地区冻结深度。本地区冻土深度为2.4m，考虑防冻要求，坝顶高程应为291.2m，可确定坝顶高程为291.2m。此处应该有图片，坝顶高程、坝坡、坝宽的小图此处应该有图片，坝顶高程、坝坡、坝宽的小图4.3.4坝体排水设计设备选择及尺寸拟定此处应该有排水体的简图此处应该有排水体的简图由于坝基防渗采用左半段为天然粘土铺盖，右半段为垂直塑性砼防渗墙，排水体设计主要考虑坝体排水，采用贴坡式排水结合地面排水沟型式，将坝体渗水经排水沟沿坝纵向排入原河床。排水沟底宽0.5m，上游坡1：1.5，下游坡1：1.5，采用干砌石型式，厚30cm，其下铺30cm厚碎石及400g/m2无纺布一层。4.3.5反滤层及过渡层设计粘土料与坝体堆石间需设置反滤过渡层。根据被保护层颗粒特性及反滤层设置要求确定。4.3.5.1第一层反滤料按照上述粘土料的设计，其d85＝（0.0223-4.15）mm，＝0.078mm，9d85＝（0.20-37.1）mm，9＝0.702mm，根据规范SL274-2001对反滤料层设计的规定，即要求反滤料的D15≤9d85，亦即要求D15不应大于0.20mm，不应大于0.702mm。由于本工程为粘土心墙堆石坝，因此需设反滤层。参照我国已建和在建的同类工程经验，大多数工程对粘土料的反滤层设计，均已经突破了规范的限定。因此，设计提出本工程粘土心墙的第一层反滤料拟采用砂砾料场的级配良好粗砂，其储量4.26万m3，绘制上下包线，可知D15＝（0.288-0.396）mm，＝0.337mm，从平均粒径看是满足要求的。验算是否满足排水要求，即要求D15≥4d15，从级配曲线上看，小于0.005mm的颗粒含量为22.4％，因此粘土的d15必然小于0.005mm，可见排水满足要求。按上述，粘土心墙第一层反滤料采用级配良好粗砂，其水平厚度为心墙上游侧0.5m，下游侧1.0m。图4-1图名呢？图名呢？4.3.5.2第二层反滤料被保护土为无粘性土，即级配良好粗砂，其d15＝（0.288-0.396）mm，＝0.337mmd85＝（1.13-12.2）mm，＝3.95mm，按规范要求，第二层反滤料的级配应符合D15/d85≤（4-5），D15/d15≥5的要求，亦即要求D15≤（4.52-5.65）mm，D15≥（1.44-1.98）mm。从料场勘察成果分析，无论是风化碎石料还是天然砂砾料均不能满足要求，拟定天然砂砾料进行筛分后取粒径（1.25-80）mm部分，其D15＝（2.13-6.1）mm，＝4.25mm，，从平均粒径验证可以满足要求。同时可见，排水满足要求。按上述，粘土心墙第二层反滤料采用天然砂砾料筛分后的（1.25-80）mm粒径部分，其水平厚度为心墙上游侧2.5m，下游侧2.0m。图4-2问题同上问题同上4.3.5.3坝基反滤过渡为使基础受力均匀、排水条件良好及防止渗透破坏，在清基后的下游坝基与坝体堆石之间设过渡带。坝基反滤过渡带要求的条件比心墙要求的要低，因此，设计中采用天然砂砾料做为坝基反滤料，其厚度为1.0m。4.3.6护坡设计由于坝体填筑材料为堆石，且当地石料丰富，为防止波浪淘刷、冰块及漂浮物的破坏以及顺坡水流冲刷等，上游坝坡马道（高程275.00m、宽2.0m）以上采取干砌石护坡，护坡厚度根据波浪压力及冰冻推力计算。护坡计算：当时当时式中：——石块的换算球形直径，；——石块的质量，；——石块的平均粒径，；——石块的平均质量，；——护坡厚度，；——随坡率变化的系数，查表得到；——块石密度，；——水的密度，；——累积频率为的波高；护坡厚度计算：由于（设计）（校核）均大于，则计算得所需厚度（设计）及（校核）。确定上游块石护坡厚度为。其下设垫层过渡料。4.3.7堆石坝与溢洪道及左岸的连接堆石坝右坝肩与溢洪道采用侧墙式连接，采取将粘土心墙在接头处放大，心墙顶加宽至9m与溢洪道边墩混凝土斜坡1：0.25连接，基础与塑性砼防渗墙及帷幕灌浆联合形成防渗体。堆石坝左坝肩与岸坡连接采取土质防渗体与土质岸坡以不陡于1：1.5边坡连接。防渗设施为何没提到？防渗设施为何没提到？4.4设计计算4.4.1渗流计算浸润线方程呢？浸润线方程呢？4.4.1.1粘土地基渗透计算按有限深地基，坝脚设有贴坡排水，下游坡逸出点高度和渗流量计算由下式计算得：其中：浸润线在下游坝坡溢出点的高度，按下式确定：粘土段所在坝段下游无水，上式可简化为：其中：——上下游坡比，——上下游水深，；——渗流量，；——下游坝壳长度，；——上游水位以上坝壳长度，；——上游坝壳长度，；——上游水位高程处和坝基面实际心墙宽度，；——心墙下游处逸出点高度，；——下游逸出点高度，；——心墙、坝身土料渗透系,——混凝土防渗墙渗透系数，4.4.1.2透水地基有截水槽渗透计算按有限深透水地基有截水槽，截水槽可用相当于不透水底板的等效长度来代替。通过坝体及地基的渗透流量q及墙后渗透水深h2由下列方程式组计算，对设表面排水或无排水的坝，L1算到下游水面与下游坝坡的交点。对于到不透水层的完整截水墙，其等效长度由下式确定：渗流通过截水槽的水头损失为：其中：以上各式的符号意义同前。背水坡渗流出口比降计算：4.4.1.2.1下游无水（H2=0）时,4.4.1.2.1.1沿逸出段4.4.1.2.1.2沿地基段4.4.1.2.2下游有水时,图4-3渗流计算简图（粘土地基段）图4-4渗流计算简图（砂砾石地基段）4.4.1.2.2.1沿逸出段4.4.1.2.2.2沿地基段4.4.1.2.2.3沿浸没地基面在桩号0+407-0+856的坝后设贴坡式排水，排水体顶高程为269.00m。渗流计算成果见表4-2表4-2土坝渗流量、下游逸出点高度计算成果表桩号工况设计（下游有水）设计（下游无水）校核（下游有水）校核（下游无水）正常水位(下游无水)1/3坝高水位0+850水头(m)29.3630.2326.4711.89渗流量q(10-7m3/s/m)32.5234.5630.0516.56逸出点高度a(m)8.6359.1845.7040.0070+700水头(m)21.8522.9018.938.95渗流量q(10-7m3/s/m)41.6144.2138.7115.74逸出点高度a(m)1.6482.1690.00730.0030+350水头(m)11.5612.618.625.23渗流量q(10-7m3/s/m)6.528.034.120.721逸出点高度a(m)0.090.110.050.014.4.2土坝稳定计算坝体稳定分析主要核算稳定渗流期的上、下游坡和1/3坝高水位时的上游坡。采用简化毕肖普法是简化毕肖普法吗？，计算公式如下：是简化毕肖普法吗？式中：——土条重量，kN；——条块重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角，º；——土条宽度(m)；——土条底面的有效应力抗剪强度指标，kN/m2；h3——浸润线以下，下游水位以上的高；设计采用的物理力学指标：注：本设计未考虑孔隙间土应力及地震应力的作用。4.4.3稳定渗流期4.4.3.1设计洪水位时下游坡的稳定计算见表4-3表4-3设计水位时下游坡稳定计算成果表编号宽度b85.876.8670.210.80.61365.20686.7875.8268.640.70.72786.041091.9365.8333.260.60.811101.211163.3155.8325.860.50.851170.11946.9445.8299.1214.320.40.931190.55731.2835.8245.2639.740.30.941108.20497.2225.8187.6957.430.20.97977.53284.9415.8133.2866.060.10.98802.06115.7805.870.3201605.300-15.881.48-0.10.98312.42-48.78-25.839.46-0.20.97149.89-47.79∑ 8568.515421.61可得满足稳定要求。4.4.3.2设计洪水位上游坡的稳定计算见表4-4。表4-4设计水位时上游坡稳定计算编号宽度b-36.417.89-0.30.9571.79-34.34-260.37-0.20.98249.9-77.27-175.5371.55-0.10.99638.98-94.130197.2129.07011018.9101176.2367.080.10.991073.29155.722234.9853.660.20.981268.52369.463297.9233.540.30.951420.65636.44356.664.470.40.921508.38924.495348.270.50.871376.811114.466318.900.60.81159.271224.587155.8137.760.70.71624.5867.19861.670.80.663.05118.41∑=SUM(ABOVE)10474.05=SUM(ABOVE)5204.97满足稳定要求。4.4.3.3正常蓄水位时下游坡的计算情况见表4-5。图4-5正常蓄水位下游坡稳定计算示意图这个图用的什么软件，应在前面提一下这个图用的什么软件，应在前面提一下表4-5正常蓄水位时下游坡稳定计算表编号宽度b8655.3959.720.80.6304.13575.067132.51185.490.70.73973.561355.646383.1451.320.60.81491.281576.325442.1726.250.50.851745.451418.544378.5661.230.40.911726.721069.453316.3289.270.30.961631.69736.762249.23107.260.20.971473.21430.331191.26109.280.10.991249.32179.560127.07107.6301985.600-165.42103.48-0.10.99692.13-102.75-291.02-0.20.97361.22-110.19-313.65-0.30.969.68-5.34∑12643.997123.38满足稳定要求。4.4.3.4正常蓄水位时上游坡稳定计算情况见表4-6。图4-6正常蓄水位上游坡稳定计算示意图表4-6正常蓄水位时上游坡稳定计算表编号宽度b-36.528.56-0.30.95109.83-54.32-281.23-0.20.97326.72-105.69-173.26-0.10.99323.24-47.480137.9601594.3801191.930.10.99851.26128.622254.390.20.971124.89329.743318.170.30.951361.20605.234376.560.40.931565.69958.035187.260.50.89701.28613.91613.68136.260.60.831023.121117.357246.350.70.75786.961089.46878.610.80.6384.57159.69∑8853.144794.54满足稳定要求。

5.泄水建筑物5.1溢洪道基本数据溢洪道水力计算基本资料成果见下表5-1表5-1溢洪道水力计算基本资料特征水位单位数量备注校核洪水位m288.67P=0.02%设计洪水位m287.560=0.5%正常蓄水位m284.70死水位m276.00溢洪道设计洪水位时最大泄量m3/s1785P=0.5%相应下游水位m266.53溢洪道校核洪水位时最大泄量m3/s2113P=0.02%相应下游水位m267.05各建筑物的洪水标准表见下表5-2表5-2各建筑物洪水标准表建筑物拦河大坝溢洪道引水洞进口引水洞电站厂房消能防冲设计标准P=0.5%P=0.5%P=0.5%P=2%P=2%P=2%校核标准P=0.02%P=0.02%P=0.02%P=0.1%P=1%—经根据《溢洪道设计规范》（SL253—2000）溢洪道消能防冲设计标准按50年一遇洪水设计，溢洪道设计标准为P=0.5%，校核标准为P=0.02%5.2溢洪道工程地质条件闸室段及挑流鼻坎基础座于微风化花岗闪长岩岩体中，岩体完整性较好，节理裂隙多为高倾角，地基抗滑稳定性好。仅断层处岩体强度稍低，岩体相对破碎。需对断层进行工程处理。冲刷坑段上部为大于3.50m厚的卵石混合土，下部为花岗闪长岩。卵石混合土和强风化花岗闪长岩的冲刷系数K=1.5~1.8，弱风化岩体和微风化岩体的冲刷系数K=0.9~1.2。右边墙边坡稳定性评价：右边墙边坡岩体倾向为306°，有3组节理走向与边坡近于平行或斜交，倾向也相同，对边坡的稳定不利。有2组节理走向与边坡走向近于正交，倾向与边坡倾向相反，对边坡的稳定有利。各组节理的交叉组合将岩体切割成楔形块体，对边坡稳定不利，建议采用局部锚杆处理。岩体的施工开挖边坡比建议值卵石混合土1：1，强风化花岗岩1：0.5，弱风化花岗岩1：0.2，微风化花岗岩1：0.1。左边墙地基的稳定性评价：地基岩体主要结构面走向与边墙走向近于平行，倾向坡外，但倾角较陡，该基础座落在微风化岩体上，地基的完整性好，天然山体稳定。故此边墙的抗滑稳定性较好。5.3河岸溢洪道型式选择经枢纽布置比较，选定右岸溢洪道布置方案。在坝轴线确定以后，考虑到溢洪道纵轴线与坝轴线交角大小对溢洪道工程量及进、出口的水流条件有较大影响，考虑尽量使溢洪道靠近河边并平行河道以使工程量最省，同时结合地质条件考虑溢洪道基础全部座落在弱风化花岗岩体上，经几次调整并结合水工模型试验，确定溢洪道与堆石坝轴线的法线交角10°，与坝轴线桩号0+978.10相交。从进、出口水流条件看均能满足要求，溢洪道左边墙都座落在花岗岩弱风化层上。开敞式溢洪道分为正槽式及侧槽式。根据本枢纽条件采用正槽式溢洪道，泄水槽与堰上水流方向一致、水流平顺、泄流能力大、结构简单、运行安全可靠，适用于各种水头和流量。当枢纽附近有马鞍形垭口时，采用该型式最为合理。5.4溢洪道工程布置5.4.1引水渠进水渠的作用是将库水平顺、均匀地引向控制堰，以保证和发挥控制堰的泄洪能力。引水渠进口布置应因地制宜，体形简单。5.4.1.1布置原则（1）选择有利地形、地质条件，以节省工程量。（2）在选择轴线方向时，应使进水顺畅。（3）进水渠长度较长时，宜在控制段之前设置渐变段，其长度视流速等条件确定，不宜小于2倍堰前水深。（4）渠道需转弯时，轴线的转弯半径不宜小于4倍渠底宽度，弯道至控制堰之间宜有长度不小于2倍堰上水头的直线段。（5）尽量降低渠内流速，减小水头损失。5.4.1.2横断面进水渠一般按梯形断面布置，在控制段前过渡为矩形断面。进水渠应有足够的断面尺寸。对于坝肩旁的引渠，可取引渠入口处的流速=1.5m/s左右。5.4.1.3纵断面当溢流堰采用实用堰时，渠底在溢流堰处宜低于至少堰顶0.5H(H为堰面定型设计水头)，以保证堰顶水流稳定和具有较大的流量系数。本设计进水渠采用半径为120m的圆弧弯道，进口右侧直立翼墙与进水渠采用长30m扭曲面连接，进口左侧边墙为椭圆形，椭圆曲线长短轴之比一般为a/b=1.5，初拟b=16m，则a=24m，后接6m直线段过渡。5.4.2控制段设计控制堰段要解决的主要问题包括选择溢流堰断面型式，决定堰顶是否设闸门控制，通过调洪演算选定堰顶高程和空口尺寸、选择闸门型式以及与控制堰有关的结构的平面和剖面布置等。5.4.2.1控制堰轴线选定（1）统筹考虑进水渠、泄槽、消能防冲设施及出水渠的总体布置要求。（2）建筑物对地基的强度、稳定性、抗渗性及耐久性的要求。（3）便于对外交通和两侧建筑物的布置。（4）当控制堰靠近坝肩时，应与大坝布置协调一致，构造上便于连接。（5）便于防渗系统的布置，堰与两岸的止水、防渗排水系统应形成整体。5.4.2.2溢流堰的型式溢流堰体型设计的要求是尽量增大流量系数，在泄流时不产生空蚀或诱发危险振动的负压，本设计综合以上优缺点采用WES实用堰。5.4.2.3闸门的布置与选型平板闸门：优点：可封闭相当大面积的孔口；门叶可移出孔口，便于检修维护；门叶可沿高度分成数段，便于在工地组装；对移动式启闭机的适应性较好。缺点：需要较高的机架桥和较厚的机墩；具有影响水流的门槽，对高水头闸门特别不利，容易引起空蚀现象；弧形闸门：优点：可封闭相当大面积的孔口；所需机架桥的高度和闸墩的厚度较小，没有影响水流流态的门槽；所需启闭力较小，且摩擦阻力对启闭力的影响较小；埋件的数量较少。缺点：需要较长的闸墩；门叶所占据的空间位置较大；不能提出孔口之外进行检修维护，不能在孔口之间互换；门叶承受的总水压力集中于支铰处。综合以上优缺点，本设计采用弧形闸门。工作闸门顶高程H：闸门高h=285.2-276=9.2m闸门安装高程闸门弧形半径工作门为弧形闸门，采用液压式启闭机；检修门为平板钢闸门，门式启闭机，墩顶设7.0m宽交通桥。边墩采用流线形，，顶宽0.8m，墩顶高程291.10m；闸墩顶端伸出上游壁面，头部平面形状为半圆形，；中墩为缝墩，总宽为2.5m。5.4.3泄槽洪水经溢流堰后，多用泄水槽与消能设施连接。为了不影响溢流堰的泄洪能力，此段纵坡做成大于临界底坡的陡坡，故又称陡坡段。坡陡、流急是泄水槽的特点。槽内水流速往往超过16—20m/s。所以，防止和见效高流速所引起的掺气、空蚀、冲击波和脉动等是泄槽作为其泄水部分。5.4.3.1泄槽的平面布置泄槽在平面上应尽量按直线、等宽和对称布置。当泄槽较长，为减少开挖，可在泄槽的前端设收缩段，末端设扩散段，但必须严格控制。为了适应地形地质条件，减少工程量，泄槽轴线可设弯道。当泄槽的边墙向内收缩时，使槽内水流产生陡冲击波，波高取决于偏转角；当边墙向外扩散时，水流产生缓冲击波，取决于扩散角。一般不宜大于6-8°，泄槽在平面上必须设弯道时，弯道应设置在流速较小，水流平稳，底坡较缓，且无变化的部位。转弯时，采用较大的转弯半径及适宜的转角。5.4.3.2泄槽的纵剖面布置泄槽纵剖面设计主要是选择适宜的纵坡，泄槽纵坡以一次坡的水力条件最佳，对于长度较短的泄槽，宜采用单一的纵坡。为了保证不在泄槽上产生水跃，纵坡不宜太缓，太陡的纵坡对泄槽的底板和边墙的自身稳定不利。因此必须大于水流的临界坡。常用纵坡为1%-15%，本设计取为8.5%。5.4.3.3泄槽的横断面布置泄槽的横断面应尽可能按矩形布置，并进行衬砌。因为这种断面的流态较好，特别是消能设施采用底流消能时，能保证较好的消能效果。5.4.3.4泄槽的构造衬砌：为了保护槽基不受冲刷和风化，泄槽一般都要进行衬砌。一般采用混凝土衬砌。衬砌的厚度主要是根据工程规模，流速的大小和地质条件决定。在工程应用中主要采用工程类比法确定，一般取0.4~0.5m左右，不应小于0.3m。本设计取0.5m。衬砌的分缝、止水和排水：为了控制温度裂隙的发生，需要在纵、横方向上分缝，并与堰体及边墙贯通。岩基上的混凝土衬砌，由于基岩对衬砌的约束力大，分缝的间距不宜太大，一般采用10~15m。衬砌的接缝有平接、搭接和键槽等多种型式，本设计采用为防止高速水流通过缝口钻入衬砌底面，将衬砌掀动，所有的伸缩缝都应布置止水。衬砌的排水设施，一般在纵、横伸缩缝下面布置，并且纵、横贯通，将渗水汇集到纵向排水管内排往下游。5.4.4消能防冲设施5.4.4.1消能防冲设施选择原则消能防冲设施的型式可采用挑流消能或底流消能，亦可采用面流、戽流或其他消能型式，应根据地形，地质条件、泄流条件、运行方式、下游水深及河床抗冲能力、消能防冲要求、下游水流衔接及对其他建筑物影响等因素，通过技术经济比较选定。选定的消能设施，应保证在宣泄消能防冲设计洪水流量及以下各级流量，尤其是在宣泄常遇洪水时消能效果良好，结构可靠，并能防空蚀、抗磨损和抗冻害，必要时可采取相应措施。5.4.4.2消能防冲设施型式溢洪道泄洪，一般是单宽流量大，流速高，能量集中，如果消能设施考虑不当，下游河床和岸坡就会遭受冲刷，甚至会危及溢洪道的安全。河岸溢洪道的消能设施一般采用挑流消能或底流消能，当地形地质条件允许时，优先考虑挑流消能，以节省这部分的工程投资。由于本设计岩石完整性较好，决定采用挑流消能方式。5.4.5挑流设计主要包括选择合适的鼻坎型式，鼻坎高程和挑射角度，反弧半径，鼻坎构造和尺寸；计算挑射距离和最大冲坑深度。5.4.6挑流鼻坎的型式有连续式和差动式两种。连续式挑流鼻坎构造简单，射程较远，水流平顺，不易产生空蚀，经济安全。差动式挑流鼻坎消能效果比连续式好，但易产生负压，产生空蚀破坏。本设计采用连续式挑流鼻坎。可以附小图可以附小图挑射角度，一般情况下取，本设计取300，反弧半径定为30m。鼻坎高程应高于下游水位0.3~0.6m，本设计鼻坎顶高程定位267.1m，混凝土齿墙底高程为259.00m。边墙采用贴壁式挡土墙，溢洪道基础坐落于弱风化花岗岩上。5.5泄槽段的具体布置5.5.1泄槽长度的确定得泄槽长度是50m。5.5.2水面线计算泄槽段断面为矩形,宽29m，长50m,i=0.085。临界水深h和临界坡降i，具体计算见表5-3表5-3溢洪道泄槽段临界水深和临界底坡计算计算情况QBqhARCi=设计水位校核水位178521132929615572.861．878.3452.36233.633.2951.591.574.537791.870.0020.002i=0.085>i故泄槽段属急流，按陡槽计算。泄槽段末端水深（正常水深h）采用试算法，具体计算见表5-4。表5-4溢洪道段正常水深计算计算情况Qbi设hA=bhoRCK=ACQ=K设计水位校核水位1785211329290.0850.0853.624.03104.98116.87自己算一下算错了85.2586.515214.2317942.1518392113经计算，设计水位时，h=3.62m.校核水位时，h=4.03m.泄槽段水面线，采用分段求和法，按水深进行分段，具体计算见表5-5。5-5溢洪道泄槽段水面曲线计算Q/A计算情况断面h(m)A(m)=bhv(m/s=E(m)E(m)设计水位0+0004.38127.0214.0510.0714.450.80.830.760.980.7437.760+0104.18121.2214.7311.0715.2537.360+0204.00116.0015.3912.0816.0845.000+0303.86111.9415.9512.9816.8436.720+0403.73108.1716.5013.8917.6236.460+0503.62104.9817.0014.7418.3636.24校核水位0+0004.84140.3615.0511.5716.410.830.910.920.880.8338.680+0104.63134.2715.7412.6417.2738.260+0204.44128.7616.4113.7418.1837.880+0304.29124.4116.9814.7119.0037.580+0404.15120.3517.5615.7319.8837.300+0504.03116.8718.0816.6820.7137.06

续表5-5溢洪道泄槽段水面曲线计算计算情况断面R(m)C(m/s)=i-(m)设计水位0+0003.3687.420.00450.0060.00770.00820.00960.08050.0790.07730.07680.07542.482.271.811.691.462.484.756.568.259.710+0103.2486.890+0202.5883.650+0303.0586.020+0402.9785.640+0502.9085.30校核水位0+0003.6388.550.00850.00970.0110.0120.01330.07650.07530.0740.0730.07172.752.522.031.921.672.755.277.309.2210.890+0103.5188.060+0203.4087.590+0303.3187.200+0403.2386.840+0503.1586.48所以，泄槽上接实用堰，起始计算断面定在堰下收缩断面处，起始计算断面水深h1小于hk时，取h1 经计算得，陡坡段进口设计情况进口水深4.38m，校核情况水深5.05m，陡坡段出口设计情况进口水深3.62m，校核情况水深4.13m。5.6溢洪道水力计算5.6.1堰型设计采用WES型实用堰，堰面曲线方程xn=kHdn-1y式中：k—上游堰高及坡面的影响系数；n—与上游堰坡有关的指数；Hd—堰面设计水头。计算方程见表5-6。表5-6开敞式溢流堰在堰顶下游堰面曲线方程nkR1R2R3L1L2L30:11.8520.5Hd0.2Hd0.04Hd0.175Hd0.276Hd0.282Hd3:11.8361.9360.68Hd0.21Hd0.139Hd0.237Hd3:21.8101.9390.48Hd0.22Hd0.115Hd0.214Hd取上游坡度3：1，则k=1.936，n=1.836，Hd=9.5m，则堰面曲线方程为x1.836=1.936×9.50.836y曲线在D点与1：0.8倾斜直线相切，后接半径为15.8m、圆心角34°的反弧段，反弧段在267.96m高程处与陡坡段相切。5.6.2堰流能力计算5.6.2.1基本公式溢洪道堰型采用WES型实用堰，按堰流公式计算泄流能力，采用《溢洪道设计规范》中实用堰泄流能力计算公式：式中：Q—流量，m3/s；B—溢流堰总净宽，m；H0—堰上水头，m；m—流量系数；C—上游面坡度影响修正系数；（上游面坡度3：1时C＝1.009）ε—侧收缩影响系数；σm—淹没系数；5.6.2.2求堰前水深和堰前引水渠流速采用试算法，联立公式，H=可求得，具体计算见表5-7。表5-7溢洪道堰前水深和流速计算计算情况泄量QHH假设v试算v设计水位校核水位287.56288.671785211310.611.899.7811.074.04.44.154.44由计算表中流速可知，均小于5m/s，满足要求。5.6.2.3溢流堰过流能力计算见表5-8表5-8溢流堰过流能力计算表工况上游水位（m）堰顶高程（m）堰上水头H0（m）堰净宽B（m）侧收缩系数ε流量系数M计算泄流量（m3/s）设计泄流量（m3/s）设计287.56276.0011.5624.00.8931.9518391785校核288.6712.6721132113经验算，过流能力满足设计要求。5.6.3出口消能计算溢洪道出口消能计算的任务是：估算下泄水流的挑射距离；选择挑流鼻坎形式，确定挑流鼻坎方式、反弧半径、挑射角等尺寸，以保证达到最优消能效果；估计下游冲刷坑的深度和范围。5.6.3.1计算公式水舌挑距计算；水舌挑距按《溢洪道设计规范》介绍公式计算：式中：L—自挑流鼻坎末端算起至下游河床床面的挑流水舌外缘挑距，m；v1—鼻坎坎顶水面流速，m/s，按鼻坎处平均流速v的1.1倍计；θ—挑流水舌水面出射角，近似可取用鼻坎挑角，°，θ＝29.24°；h1—挑流鼻坎末端法向水深，m；h2—鼻坎坎顶至下游河床面高差，m；t—冲坑深度，由河床面至坑底，m。5.6.3.2冲刷坑最大水垫深度按下式计算：T＝Kq1/2H1/4式中：T—自下游水面至坑底的最大水垫深度，m；q—鼻坎末端断面单宽流量，m3/s·m；H—上下游水位差，m；K—冲刷系数，K＝1.2。5.6.3.3挑距计算计算成果见表5-9。表5-9挑流消能计算成果表工况上游水位（m）设计流量（m3/s）下游水位（m）反弧半径（m）挑坎高程（m）挑射角度（度）挑距（m）冲坑深度(m）设计287.561785266.5330267.1029.1455.3818.50校核288.672113267.0557.8719.92冲坑上游坡比i=1/3.25，能够满足要求。5.7主要结构计算5.7.1闸室段稳定计算及应力分析5.7.1.1闸室段稳定计算荷载按单孔计算，中墩分缝，稳定计算采用抗剪断强度公式，计算公式如下：式中：Kc—抗滑稳定系数；A—闸室堰体与岩石接触面的面积，m2；∑G—作用于堰体上的全部荷载对计算滑动面的法向分量；（水平向与滑动面之间夹角为18°）∑P—作用于堰体上的全部荷载对计算滑动面的切向分量；（水平向与滑动面之间夹角为18°)[Kc]—闸室沿基础底面的容许抗滑稳定安全系数，[Kc]=3；f′—闸基底面与岩基接触面的抗剪断摩擦系数，f′=1.2；c′—闸室基底砼与岩基接触面的抗剪断凝聚力，c′=1.2MPa。闸室段稳定计算成果见表5-10。表5-10闸室段稳定计算成果表工况堰体与岩石接触面的面积A（m2）荷载法向分量∑G（kN）荷载切向分量∑P（kN）抗滑稳定系数Kc正常蓄水位（284.70m）252.5317520164525.00设计（287.56m）252.5315135.320365.33.85校核（288.67m）252.5321816.924456.73.37经以上计算，堰体抗滑稳定满足规范要求。5.7.1.2闸室段应力分析计算公式：式中：B—闸室段长，m；e—偏心距，m；σmax、σmin—最大最小应力，kPa；∑G—作用于堰体上的全部竖向荷载，kN；∑M—作用于堰体上的全部竖向荷载和水平荷载对地基面垂直水流方向的形心矩，kN·m；η—不均匀系数；计算结果见表5-11。表5-11闸室段应力计算成果表工况闸室段长（m）竖向荷载∑G（kN）荷载力矩∑M（kPa）偏心距e(m)最大应力σmax(kPa)最小应力σmin(kPa)不均系数η建成无水23.0496635282440.36259.6193.71.34正常蓄水位217442200290.88116.871.51.63设计20685250307-1.10116.462.71.86校核28304340870-1.04157.487.71.80经以上计算，堰体基底垂直正应力均为压应力，正应力值均在基础花岗岩的承载力允许范围内。5.7.2出射水流冲刷影响为保证挑流鼻坎的稳定性，鼻坎设有齿墙，其基底在弱风化花岗岩上，挑流鼻坎顶高程267.10m，齿墙底高程取259.00m。挑流鼻坎下游出口