江水利枢纽坝工设计含图纸、计算书

江水利枢纽工程设计【摘要】本设计以O江流域的水文、地形、地质为基础，通过调洪演算确定了坝型及枢纽布置、大坝设计、泄水建筑物设计和施工组织设计等方面进行简略的计算。在设计中对经济、技术及安全等方面进行了详细分析与比较,拟定相应的斜心墙土石坝设计方案。【关键词】：土石坝设计，洪水演算，枢纽布置，土料设计，渗流计算，稳定验算，泄水建筑物，施工组织设计。【ABSTRACT】BaseonthedataofO-riverhydraulicproject,Idesignedthedamtotally,includingthelayoutofengineering,thedesignofdischargeconstructionbystorageroutingwhichfixedonthecharacteristicstageofthereservoir.Theprogresssoftheconstructionwasplanned.thefactorsofeconomic,technologyandsafetyareconsideredinthedesign.Theoptimumplanwasfinallyselected.【KEY-WORDS】：earthandrockdam,damsiteselection，choiceofdamtype,soildesign，filtrationrouting，stabilityanalysis，dischargeconstruction，constructionplanning.本设计以O江流域的水文、地形、地质资料为基础，通过调洪演算确定了水库的特征水位，进行了枢纽布置；对大坝、泄水建筑物进行了比较详细的设计。通过编制施工组织计划，确定了枢纽工程各主体部分的进度。设计中考虑了经济、技术及安全等方面的因素，并对各部分可行的方案进行了比较，确定了最优方案。目录第一章工程等级及建筑级别……………1第二章洪水调节计算……2第三章大坝设计……………11第四章泄水建筑物设计………34第五章施工组织设计……第一章工程等别及建筑物的级别水利水电工程的等别，在SDJ12-1978«水利水电枢纽工程等级划分设计标准（山区，丘陵区部分）»之中作出的规定，将水利水电枢纽工程根据其工程规模﹑效益及在国民经济中的重要性划分为五类，综合考虑水库的总库容、防洪库容、灌溉面积、电站的装机容量等，工程规模有库容决定，由于该工程正常蓄水位高程２８２０.３m，库容约为３.７亿m3，估计校核情况下的库容不会超过１０亿m3，最终由库控制，属于大（２）型。表2—1水利水电枢纽工程分等指标工程等别工程规模分等指标水库库容（亿m3）防洪灌溉面积（万亩）电站装机容量（万kw）保护城市及工矿区区保护农田（万亩）一大（1）型>10特别重要的城市、工工矿区>500>150>75二大（2）型10～1重要城市、工矿区区500～100150～5075～25三中型1～0.1中等城市、工矿区区100～3050～525～2.5四小（1）型0.1～0.011一般城市、工矿区区<305～0.52.5～0.055五小（2）型0.01～0.0001<0.5<0.05水工建筑物在SDJ12-1978第五条规定，该类大（２）型的主要水工建筑物为２级，次要建筑物为３级，临时建筑物为４级。表2—2水工建筑物级别的划分工程等别永久性建筑物的级级别临时性建筑物的级级别主要建筑物次要建筑物一123二234三345四455五555永久性水工建筑物的洪水标准：永久性挡水建筑物和泄水建筑物正常洪水（设计时）的重现期为１００年，非常运用洪水（校核时）的重现期为２０００年；水电站厂房正常与非正常运用洪水标准分别为５０年和５００年；临时性水工建筑物采用洪水标准为２０－３０年.永久性挡水和泄水建筑物正常运用洪水期标准表2—3建筑物级别12345洪水重现期（年）500100503020永久性挡水和泄水建筑物正常运用洪水期标准表2—4不同坝型的枢纽工工程建筑物的级别12345土坝、堆石坝、干干砌石坝10000或可能能最大洪水20001000500200混凝土坝、浆砌石石坝50001000500200100第二章洪水调节计算一.设计洪水与校核洪水本河流属典型山区河流，洪水暴涨暴落，设计洪峰流量取100年一遇.即=（p=1%），校核洪峰流量取2000年一遇.即=2320m3/s，（）.二.调洪演算①.基本原理利用半图解法进行调洪计算.本设计拟订四组方案进行比较，其计算方法与计算过程如下所示。计算公式式中──计算时段中的平均入库流量（m3/s），它等于；──计算时段初的下泄流量（m3/s）；──计算时段末的下泄流量（m3/s）；──计算时段初水库的蓄水量（m3）；──计算时段末水库的蓄水量（m3）；──计算时段，一般取1-6小时，需化为秒数。式中、、和均可与水库水位建立函数关系。因此，可根据选定的计算时段值、已知的水库水位容积关系曲线，以及根据水力学公式算出的水位下泄流量关系曲线，事先计算并绘制曲线组：=、=和即是水位下泄力量关系曲线，其余两曲线是所介绍的半图解法中必需的两根辅助曲线，故这一方法在半图解法中亦称为双辅助曲线法，以与单辅助曲线法相区别。具体的计算方法见水利水能规划书，曲线见附页坐标纸。②.水位流量关系曲线的确定本工程泄洪方式采用WES堰流曲线。侧收缩系数初估为淹没出流系数：溢流孔宽：b水位流量关系曲线由下式确定：当b=7米时：当b=8米时：洪水流量过程线如下:③.调洪演算列表如下：方案(一):孔口尺寸:双辅助曲线如下图所示：表3-1.曲线库水位zm库容v(万m3)下泄流量q(m3/s)q/2(m3)/sv/△t(m3)/sv/△t-q/22(m3)/sv/△t+q//2(m3)/s(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)28203670044822433981.48833757.48834205.4882820.53762048024034833.33334593.33335073.33328213843051625835583.33335325.33335841.3332821.53942055027536500362253677528224020059029537222.236927375172822.54122063031538167378523848228234202066833438907.438573.439241.42823.54300070835439814.839406.840168.828244410074837440833.33340459.33341207.333表3-2调洪计算半图解法（设计工况）时间（t）入库流量Q(m3/s)平均入库流量Q(m3/s)水库水位Z1（m）V1/△t-q1/2(m3)/sV2/△t+q2/2(m3)/s下泄流量q(m3/s)库水位m(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)94252820.1338504552820.212960692.52820.23400034542.54622820.6615165013052820.6634750353054902821.2318142015352821.2335700362855302821.572188011502821.5736285368505552821.724685782.52821.73648537067.55652821.72275656252821.7236500371105672821.65304955302821.653640037030560表3-3调洪计算半图解法(校核工况)时间（t）入库流量Q(m3/s)平均入库流量Q(m3/s)水库水位Z1（m）V1/△t-q1/2(m3)/sV2/△t+q2/2(m3)/s下泄流量q(m3/s)库水位m(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)8.44552820.1338204552820.2511.41160807.52820.253409034627.54632820.9514.4227017152820.9535220358055102821.817.4212021952821.836800374155802822.5820.4133017252822.5837900385256332822.923.49631146.52822.93843039046.56602823.0226.4790876.52823.023862039306.56692823.0829.46907402823.0838700393606702823.0732.4605647.52823.073869039347.5方案(二):孔口尺寸:△Z=2809m，B=7m.双辅助曲线如下图所示：表3-4，曲线库水位zm库容v(万m3)下泄流量q(m3/s)q/2(m3)/sv/△t(m3)/sv/△t-q/22(m3)/sv/△t+q/22(m3)/s(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)28203670051625833981.48833723.48834239.4882820.53762055027534833.33334558.33335108.33328213843059029535583.33335288.33335878.3332821.53942063031536500361853681528224020066833437222.236888.237556.22822.54122070835438167378133852128234202074837438907.438533.439281.42823.543000787.7793.8539814.839420.95540208.655282444100828.8414.440833.33340418.93341247.733表3-5调洪计算算半图解法（设设计工况）时间（t）入库流量Q(m3/s)平均入库流量Q(m3/s)水库水位Z1（m）V1/△t-q1/2(m3)/sV2/△t+q2/2(m3)/s下泄流量q(m3/s)库水位m(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)9.65202820.1339005222820.4212.610808002820.4234410349805492820.9315.6168013802820.9335200357905902821.4218.6127014752821.4236000366756282821.6821.683010502821.6836420370506482821.7224.66607452821.7236490371656502821.727.65506052821.73648537095648.530.6480表3-6调洪计算半图解法(校核工况)时间（t）入库流量Q(m3/s)平均入库流量Q(m3/s)水库水位Z1（m）V1/△t-q1/2(m3)/sV2/△t+q2/2(m3)/s下泄流量q(m3/s)库水位m(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)（8）95302820.1339005222820.36121365947.52820.363430034847.55422821.121523181841.52821.123552036141.56042822.0218195021342822.0236990376546722822.5821121815842822.5837810385747182822.83249451081.52822.82553823038951.57352822.927780862.52822.93839039092.57402822.9130685732.52822.913841039122.57422822.87335856352822.873833039045738方案(三):孔口尺寸:m.双辅助曲线如下图所示：表3-7曲线库水位zm库容v(万m3)下泄流量q(m3/s)q/2(m3)/sv/△t(m3)/sv/△t-q/22(m3)/sv/△t+q/22(m3)/s(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)282036700525262.533981.48833718.98834243.9882820.53762056828434833.33334549.33335117.33328213843061030535583.33335278.33335888.3332821.539420653326.53650036173.536826.5282240200693346.537222.236875.737568.72822.541220732366381673780138533282342020775387.538907.438519.939294.92823.54300081240639814.839408.840220.8282444185842940833.33340404.33341262.333表3-8调洪计算半图解法（设计工况）时间（t）入库流量Q(m3/s)平均入库流量Q(m3/s)水库水位Z1（m）V1/△t-q1/2(m3)/sV2/△t+q2/2(m3)/s下泄流量q(m3/s)库水位m(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)（8）9.65202820.1339005322820.2712.610808002820.2734185347005502820.775515.6168013802820.775534980355655902821.318.6127014752821.335820364556342821.5521.683010502821.5536220368706532821.624.66607452821.636300369656582821.5327.65506052821.53362003685065030.6480515表3-9调洪计算半图解法(校核工况)时间（t）入库流量Q(m3/s)平均入库流量Q(m3/s)水库水位Z1（m）V1/△t-q1/2(m3)/sV2/△t+q2/2(m3)/s下泄流量q(m3/s)库水位m(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)（8）95302820.1339005322820.37121365947.52820.373430034847.55592821.121523181841.52821.123552036141.561828221819502134282236950376546902822.5221121815842822.5237800385347322822.72249451081.52822.723810038881.57502822.7727780862.52822.773820038962.57552822.7630685732.52822.763818538932.575233585635方案(四):孔口尺寸:m双辅助曲线如下图所示：表3-10曲线库水位zm库容v(万m3)下泄流量q(m3/s)q/2(m3)/sv/△t(m3)/sv/△t-q/22(m3)/sv/△t+q//2(m3)/s(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)282036700445222.533981.48833758.98834203.9882820.537620485242.534833.33334590.83335075.833282138430525262.535583.33335320.83335075.8332821.53942056828436500362163678428224020061030537222.236917.237527.22822.541220653326.53816737840.538493.5282342020693346.538907.438560.939253.92823.54300073236639814.839448.840180.8282444100775387.540833.33340445.83341220.833表3-11.调洪计算半图解法(设计工况)时间（t）入库流量Q(m3/s)平均入库流量Q(m3/s)水库水位Z1（m）V1/△t-q1/2(m3)/sV2/△t+q2/2(m3)/s下泄流量q(m3/s)库水位m(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)（8）94252820.1339204552820.248812960692.52820.24883418034612.54682820.7515165013052820.7534980354855092821.3618142015352821.3635960365155582821.732188011502821.7336540371105902821.8524685782.52821.853672037322.56002821.87275656252821.8736740373456032821.82304955302821.823668037270596表3-12，调洪计算半图解法(校核情况)时间（t）入库流量Q(m3/s)平均入库流量Q(m3/s)水库水位Z1（m）V1/△t-q1/2(m3)/sV2/△t+q2/2(m3)/s下泄流量q(m3/s)库水位m(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)（8）8.44552820.1339204552820.311.41160807.52820.32423034727.54702821.0214.4221017152821.023540035945530282217.42120219528223.695375956122822.6520.4133017252822.6538000386756652822.9523.49631146.52822.953849039146.56892823.052226.4790876.52823.05223868039366.56982823.129.46907402823.138745394207022823.075532.4605647.52823.07553871039392.5700调洪演算成果表方案孔口尺寸工况Qm3/sV（）上游水位z超高z一△z=2810mB=7m设计5653982821.721.62校核6694202823.082.98二△z=2809mB=7m设计6483982821.721.62校核7404182822.912.81三△z=2810mB=8m设计6533972821.61.5校核7504132822.772.67四△z=2811mB=8m设计6003992821.871.77校核6984212823.13.00以上方案均能满足泄流量Q<900m3/s，上游水位最高△Z<3.5m的要求，从这个角度上看四种方案都是可行的.因而方案的选择就应该通过技术经济比较选定.同时也应结合导流问题.一般来说，△Z大坝增高，从而坝的工程量加大；B大则增加隧洞的开挖及其他工程量，而Q/B越大消能越困难，衬砌要求也高.后两种方案量Q/B的水头较小，可降低闸门及其启闭设备的造价.但△Z,B较大，主体工程量较大故而不予采用.第一方案与其它方案比较虽然超高△Z较大，但流量Q较小，水头H也较小，故采用第一方案.即堰顶高程△Z=2810m，溢流孔口净宽B=7m,设计水位2821.72m，校核水位2823.08m，设计泄洪流量565m3/s,校核泄洪流量669m3/s.第三章大坝设计一.大坝轮廓尺寸的确定1.坝顶宽度根据交通要求及施工条件，防汛抢险的需要及以往工程的统计资料；本设计坝顶宽度采用10m.2.坝坡与戗道根据规范规定与实际结合，上游考虑在一半坝高附近变坡一次，上游坡率取2.5，下部取3.0，变坡处设戗道。下游坡率自上而下分别取2.0,2.0,2.50.下游每隔25米变坡一次，变坡处设戗道。设置戗道有利于坝坡稳定，便于观测和检修、设置排水设备，也可以作为交通之用，考虑这些因素其宽取2m.3.坡顶高程 分别按设计情况和校核情况计算，取两者之大者，并预留一定的沉降值.结果见下表，设计竣工时坝顶高程为2825m.坡顶高程计算成果表计算情况计算项目设计情况校核情况上游静水位（m）2821.722823.08河地变程（m）2750坝前水深H(m))71.7273.08吹程D(km)12风向与坝轴线夹角角c025风浪引起坝前高高e(m)0.00630.0062风速v(m/s)1515波高2h(m)1.1221.122护坡粗糙系数0.78上游坝面坡角21.8º波浪沿坝坡爬高（m）1.1201.120安全超高A（mm）1.00.5坝顶高程（m）2823.852824.71坝顶高程加0.44%沉陷(m)2824.152825其中：e=0.36二.土料设计1.粘土料设计①.料场设计干容量:同理可求出其余料场的参数粘性土料设计成果表料场ⅠⅡⅠⅡⅢ比重△s2.6762.672.652.742.7最优含水量22.0721.0722.3023.816.9设计干容重1.5361.5841.49761.47841.728塑限含水量wp23.1422.2025.026.320.0填筑含水量w21.7820.6823.2924.6619.02自然含水量%24.824.225.626.315.90塑性指数19.4621.7024.5723.5014.0孔隙此e0.7420.6860.76950.8530.5625湿密度ρ1.871.9121.8461.8432.00浮密度ρ0.9620.9910.93250.9391.088内摩擦角Φ24º40´25º30´23º10´21º30´28º粘聚力0.240.230.250.380.17渗透系数k（）4.3194.81.93.9630土料的采用以近而好的为原则.Ⅲ料场渗透系数偏大（3×10-5）不予采用.其余4个料场物理、力学性质相差不是太大,基本上能满足筑坝要求.料塑性指数小于20（其余大于20），从碾压的角度宜采用料场为主料场，其余3个料场为辅助料场.2.坝壳砂砾料设计（1）计算公式：坝壳砂砾料的设计指标以相对密实度表示如下：或小于某粒径颗粒含含量料场名称10060202.51.20.60.30.15Ⅰ94.876.254.842.523.9104.60.3Ⅱ95.277.457.14325.210.45.80.5Ⅲ96.280.862.34730.610.16.60.4Ⅳ9475.756.339.924.37.67.80.3Ⅰ95.581.461.338.123.2167.40.2Ⅱ96.176.954.535.816.78.42.70.1Ⅲ9571.952.838.620.211.350.9Ⅳ95.973.554.840.722.88.44.30.7计算过程如下：由堆石坝设计规范要求设计相对密实度不低于0.70~0.75，地震区为防震动液化，浸润线以下部分土体设计密实度大小不低于0.75~0.85，以本工程取设计相对密实度为0.75。=湿密度浮密度同理可求其他料场。砂砾料设计成果表料场不均匀系数y大于5mm砾石含量%%比重△s设计干容重ra设计孔隙比e保持含水量%湿容重ru浮容重r’内摩檫角粘聚力渗透系数k1100-2cm/ss43450.751.86590.473851.961.1936º30´02.045482.751.86590.473851.961.1935º10´02.045462.751.86590.473851.961.1935º20´02.034422.731.85240.473851.951.17436º40´02.0从颗粒级配曲线可看出、料场级配较好，物理力学指标也较高，应优先采用.三.渗流计算⑴单宽渗流计算选择水力学方法解土坝渗流问题.将坝体分为若干段，应用达西定理近似解土坝渗流问题.计算简图如下：选择Ⅰ-Ⅰ，Ⅱ-Ⅱ，Ⅲ–Ⅲ三个典型断面进行渗流计算.通过防渗体渗流量:通过防渗体后渗流量:其中K——防渗体渗透系数，H——上游水深；H1——逸出水深；B——防渗体有效厚度；α——防渗体等效倾角;K2——混凝土防渗墙渗透系数，m/s;t——下游水深，T——冲积层厚度，取最大值32m;D——防渗墙厚度;K0——坝后堆石体渗透系数；m/s;KT——冲积层渗透系数；2×10-4m/s;T——冲积层厚度。1.Ⅰ-Ⅰ断面的渗流计算：坝后渗流体的渗流长度：L=201m上游水深①.正常工况：②.设计工况：2.II—II断面渗流计算：坝后渗流体的渗流长度：L=89m上游水深①.正常工况：②.设计工况：3.III—III断面渗流计算：计算示意图与II—II相似。坝后渗流体的渗流长度：L=166m上游水深①.正常工况：①.设计工况：⑵.总渗流量计算：①.正常蓄水情况：沿坝轴线方向参照I—I地质剖面图，截面之间的距离按等距离原则选取L=108m：②.设计洪水情况：沿坝轴线方向参照I—I地质剖面图，截面之间的距离按等距离原则选取L=108m：渗流计算结果表计算情况计算项目正常情况设计情况上游水深HⅠ-Ⅰ70.171.72Ⅱ-Ⅱ37.138.72Ⅲ-Ⅲ64.165.72下游水深t(m))Ⅰ-Ⅰ2.24.88Ⅱ-Ⅱ00Ⅲ-Ⅲ00逸出水深H1(mm)Ⅰ-Ⅰ2.42226.1005Ⅱ-Ⅱ0.040.0438Ⅲ-Ⅲ0.17280.1816渗流量qM3/sⅠ-Ⅰ5.856.08431Ⅱ-Ⅱ1.6381.749Ⅲ-Ⅲ4.95.151总渗流量Qm3//d115.595121.58⑶.渗透稳定演算斜心墙之后的坝壳，由于水头大部分在防渗体损耗了坝壳渗透坡降及渗透速度甚小，发生渗透破坏的可能性不大，而在防渗墙与粘土斜墙的接触面按允许坡降设计估计问题也不大.在斜墙逸出点渗透坡降较大，予以验算.计算示意图如下所示：如上图所示，其中所示水位由上向下依次为所选Ⅱ—Ⅱ、Ⅲ—Ⅲ、Ⅰ—Ⅰ断面相应的粘土斜心墙的底面高程，而A，B，C，D，E，F为相应的正常和设计工况的斜心墙逸出点.渗透坡降的计算公式：Ⅰ—Ⅰ断面:正常工况：J=设计工况：JJ=Ⅱ—Ⅱ断面：正常工况：J=设计工况：J=Ⅲ—Ⅲ断面：正常工况J=设计工况：J=各种工况渗流逸出出点坡降断面Ⅰ—ⅠⅡ—ⅡⅢ—Ⅲ计算情况正常设计正常设计正常设计坡降J3.3123.38662.58942.76523.2473.3868填筑土料的安全坡坡降，根据实实践经验一般般为5~10，故而认为为渗透坡降满满足要求，加加上粘土斜心心墙有反滤层层，故而认为为不会发生渗渗透破坏.四.稳定分析1.计算原理假设ABC为可能的滑滑动面，其中中AB为下滑动面面，BC为上滑动面面，即斜心墙墙的上游面，BD为错动破裂裂面，本设计计取为铅直断断面。滑动土土体ABCDA与BCEDB之间的相互互作用力为P，P与BD面的法线夹夹角为零度，如如图5—保护层稳定定计算简图所所示，其中a图为滑动体体断面图，bb图为BCEDB滑动体的力力多边形图，c图为ABCDA滑动体的力多边形图。由滑动体BCEDB的平衡方程可知：当∑V=0时：当∑V=0时：从以上两式联立求求解，可得：：同理，从滑动体AABCDA的平衡方程程可知：由式以上相等的条条件，可得：：上游坝坡稳定计算算受力分析简简图计算时分别按施工工期、稳定渗渗流期、，库库水降落期核核算土石坝的的稳定。在已已确定的滑动动面的情况下下，先假设安安全系数K，然后将滑滑动面上由实实验得到的土土体抗剪强度度指标c1、c2、tan、tan分别除除以安全系数数K，即：、、、然后将所求的c11、c2、tan、tan值代入入方程上式，如果等等式两边相等等，则假设的的安全系数KK就是该滑动动面的安全系系数，反之，则则还需重新计计算，直至方方程两边相等等为止。为了计算安全系数数最小的滑动动面，如图所所示的步骤进进行。先假设设若干个不同同水位Hi，对应与相相应水位下再再假设若干个个不同的下部部滑动面ABCDA的滑动坡角角βi，分别计算算其安全系数数，绘成安全全系数曲线后后，从中求得得某一水下的的最小安全系系数Kmin。2.实际计算为简化计算，过坝坝顶上游岸边边点作斜率为为1：m2的一条斜斜线交坝底线线于O点，以O点作为坐标标原点建立坐坐标系如下图图：1、方程关系式如下下（1）AO直线的方程为：令ka=1/mm2y=ka*x0过O点作一条直线段OOB，其与X轴的夹角为为1，501160（2）OB的方程为：y0=tg(1)*xx080coss(1)x01660cos991)过B点作三条直线：BBC直线、BE直线、BD直线（3）BC直线方程为：y=kb(x-xx0)-y00kbb=tg(990-)-100100（4）BD直线方程为：y=kc(x-xx0)-y00kcc=tg())3900800（5）BE直线方程为：y=kd(x-xx0)-y00kdd=tg(1180+2--)39908002、计算单宽土体自重重（1）联立OA与BE方程求解得交点坐坐标x1=(kd*xx0-y0))/(ka--kd)y1=ka*x11（2）联立OA与BC方程求解得交点坐坐标x2=(kb*xx0-y0))/(ka--kb)y2=ka*x22（3）联立OA与BD方程求解得交点坐坐标x3=(kc*xx0-y0))/(ka--kc)y3=ka*x33（4）故两点间距离为dOE=dCD=dBE=w1=0.5*dOE*ddBE*gg*rw2=0.5*dCD**dBE**g*r令1=11/k02=21/k03=31/k0m=w1ctg((3-)/w22-ctg((1)-(1++w1/w22)tg(22-)若m0则重新假设k0直直至满足要求求。变换x0计算出出若干个k00值，作图求求解最小的kk0值。3.电算如下：CCLSPPRINT‘’H=’’;HIINPUTHREADr,r1,gg,v111,v211,v311,m1DATA18..718,99.81,99.8,0..637,00.637,,0.6377,3.22LETi=0LETkminn=5LETka==1/m1LETp0==ATN((1/mm1)FORp=0TO.17SSTEP..01LETy11=TANN(p)**x11LETx11=75/ka+2.775LETx13=73..1/TTAN(1/.6))LETx14=x111-x113LETy21=TANN(1/.6)**(x211-x114)LETx31=TANN(1/.6)**x14/(TAAN(1//.6)-TANN(p))LETy31=TANN(p)**x31LETl0==SQR((y31**y31+x311*x331)LETl11=FIXX(l0//5)LETl12=l111*5FORl=10TOl112STEEP5FORs=00TO..4STEEP.055LLETo11=ATTN((755-l*SINN(p))/(755*m11+2..6-ll*COOS(p))))LLETo22=ATTN((755-l*SINN(p))/(755*m11-l*COSS(p))))FORo=oo1TO1.15STEP.015LLETi=i++1LLETkbb=TAAN(1.557-ss)LLETkcc=TAAN(o)LLETkdd=TAAN(1.557+pp0)IFo>=o22THENN60LEETx3=(755-l*SINN(p))/TANN(o)++l*COS(pp)LEETy3=75GOTO6160LLETx33=(ll*SIIN(p)-kc*l**COS((p))//(ka-kc))LLETy33=kaa*x3361LLETx11=(ll*SIIN(p)-kd*l**COS((p))//(ka-kd))LLETy11=kaa*x11LLETx22=(ll*SIIN(p)-kb*l**COS((p))//(ka-kb))LLETy22=kaa*x22LLETdooe=SSQR(y11*y11+x11*x11)IFoo>=oo2THEEN63LEETdcdd=SQQR((755-y22)*((75-y2)++(75*m1-x2))*(775*mm1-xx2))GOTOO6463LLETdccd=SSQR((yy3-yy2)*(y3--y2)+(x33-x22)*((x3-x2))64LLETdooc=SSQR(y22*y22+x22*x22)LLETdbbe=SSQR((yy1-ll*SIIN(p)))*(yy1-ll*SIIN(p)))+(xx1-ll*COOS(p)))*(xx1-ll*COOS(p))))IFhh<y33THENN70IIFo>>=o2THEN65LETw1=.5*(dbe*dcdd+(775-ll*SIIN(p)))*(xx3-775*mm1))**g*(r-r1)LETw2=.5*doc**dbe*g**(r--r1)GGOTO110065LETw1=.5*dbe**dcd*g**(r--r1)LETw2=.5*doc**dbe*g**(r--r1)GOTOO10070IFh<y2THEN80IFoo>=oo2THEEN71LEETx5=h//kaLEETx6=(h-l**SIN((p))//TAN((o2)++l*COS(pp)LEETx7=(h-l**SIN((p))//TAN((o)+l*CCOS(p))LEETw1=.5*(dbbe*ddcd+(75--l*SIN(pp))*(x3--75**m1)))*g*r--.5**((y33-h))*(xx6-xx5)+(x7--x6)*(h-l**SIN((p)))*g**r1LEETw2=.5*docc*dbbe*gg*(rr-r11)GOTOO10071LLETx77=(hh-l*SINN(p))/kc+l**COS((p)LLETx66=h/kaLLETw11=.55*dbbe*ddcd*g*rr-.55*(yy3-hh)*((x7-x6)**g*r1LLETw22=.55*dooc*ddbe*g*((r-rr1)GOTO10080IFh<l**SIN((p)THHEN900IFFo>==o2TTHEN881LETxx5=hh/kaaLETxx6=((h-ll*SIIN(p)))/kbb+l*COSS(p)LETxx7=((h-ll*SIIN(p)))/TAAN(o)+l**COS((p)LETww1=..5*((dbe**dcd+(755-l*SINN(p))*(x33-755*m11))*g*rr-.55*(((y2-h)*(x6--x5)+(x77-x66)*((h-ll*SIIN(p))))*gg*r11LETww2=..5*ddoc*dbe**g*(r-r1)GOOTO100081LETTx5==h/kaLETTx6==(h--l*SIN(oo))/kb+l*CCOS(o))LETTx7==(h--l*SIN(oo))/kc+l*CCOS(o))LETTw1==.5**dbe*dcdd*g*r--.5**(h--yb)*(x77-x66)*rr1*ggLETTw2==.5**doc*dbee*g*r--.5**(yc-h)*(x66-x55)*gg*r11GOTO10090IFx55<>00THENN100IFFo>==o2TTHEN991LETkke=TTAN(p))LETxx6=hh/kaaLETxx7=hh/keeLETww1=..5*((dbe**dcd+(755-l*SINN(p))*(x33-755*m11))*g*rrLETww2=..5*ddoc*dbe**g*r-..5*((yc-h)*(x7--x6)*g**r1GOOTO100091LETTke==TAN((p)LETTx6==h/kaLETTx7==h/keLETTw1==.5**dcd*dbee*g*rLETTw2==.5**doc*dbee*g*r--.5**h*(x7--x6)*g**r1100FORkk=.55TO22STEPP.0011IFll<>ll0THEEN1022vv1=..5*AATN(TAAN(v111)/kk)IFv1<>>0THHEN1003102vv1=AATN(TAAN(v111)/kk)103v2=ATNN(TAN((v21)/k)vv3=AATN(TAAN(v311)/kk)LETTm=(w1**SIN((o-vv1)+.5*w1*COS(oo-v11))/(COS((v2-s)*COS(oo-v11)+SSIN(v22-s))*SIIN(o--v1)))-(ww2*SSIN(v33-p))-.33125**w2**COS((v3-p))//(COSS(v2--s)**COS((v3-p)-SIN(vv2-ss)*SSIN(v33-p)))IFABS(mm)<..01THHEN1110NEXTk110PRRINT""k";ii;"="";k,IFk>kkminTTHEN1120LETkmin=k120NNEXTooNEXTTsNEXTllNEXTpPRRINT""i=";iPRRINT""kmin==";kmminEND上下游坝坝坡稳定计算算成果见表下下表：部位组合情况最小安全系数（KKmin）上游坡1/3坝高水深HH=25m1.34死水位2796mm1.31正常蓄水位28220.1m1.3正常蓄水位+地震震1.08死水位+地震1.08下游坡正常蓄水位时27752.2221.58设计洪水时22754.8881.58正常+地震1.52由计算可知各种工工况下的安全全系数均满足足要求，正常常运用情况大大于1.3，正常+地震时大于1.05.4.稳定成果果分析由于上游坝坡较缓缓，稳定渗流流期以及库水水位降低期，不不考虑地震时时，Kmin=1..31，考虑地震震时，Kmin=1..08；下游坡情情况也类似，正正常情况Kmin=1..58,非常情况Kmin1.552，坝的稳定定安全系数偏偏大，就此而而言，可考虑虑加陡坝坡以以减小工程量量.鉴于各种因因素考虑不全全，实际安全全系数可能要要小些，故而而不改变坝坡坡，维持原拟拟订的剖面..五.基础处理1.河床部分（1）渗流控制方案，条条件允许是优优先考虑垂直直防渗方案。在在透水层较浅浅（10~155m以下）时，可可采用回填粘粘土截水墙方方案，由于坝坝址处河床冲冲积层平均深深20m最大达32m，施工比较较困难而不予予采用.又由于河床床有孤石采用用钢板桩也比比较困难，造造价也高.帐幕灌浆在在此地存在可可灌性问题..混凝土防渗渗墙方案，施施工快，材料料小、防渗效效果好，对于于这种深度透透水层是比较较合适的，决决定采用这种种主案.按混凝土的的允许坡降及及水头定出厚厚度为0.8m.防渗墙深入河床冲冲积层，底部部嵌入基岩，上上部则与斜心心墙连接.由于防渗墙墙两侧冲积层层易沉陷，引引起防渗墙顶顶部粘土心墙墙与两侧粘土土心墙的不均均匀沉陷而导导致裂缝.为此防渗墙墙顶部作成劈劈尖状，两侧侧以高塑性粘粘土填筑，伸伸入斜心墙的的深度已经三三角确定为7.5m，底部深入入基岩0.5m,劈尖顶宽0.25宽，详见下下文的构造设设计.（2）防渗墙的型式，材材料及布置，根根据以往经验验，对于透水水层厚度为30-600m的情况，采采用槽板式混混凝土防渗墙墙比较合适，设设计中采用这这种型式. 混凝土防渗墙要求求材料有足够够的抗渗能力力及耐久性，能能防止环境水水的侵蚀和溶溶蚀.有一定的强强度，满足压压应力，拉应应力，剪应力力等各项强度度要求有良好好的流动性，和和易性以便在在运输中不发发生离析现象象.而且能在水水下施工.防渗墙布置于斜心心墙之下，从从防渗角度来来看仿上游为为好，但从防防裂角度看偏偏下游一侧好好，综合考虑虑布置于心墙墙底面中心偏偏上.2．坝肩处理坝肩两岸为覆盖层层及全风化岩岩石深约20m，性质较差差，为良好的的透水料，底底部为半风化化岩石性质良良好，但由于于节理的作用用，透水性也也较强。针对对以上情况作作以下处理，同同样设置沥青青防渗墙与河河床部分防渗渗墙相连，在在墙下设置灌灌浆孔，详见见细部构构造造设计.六．细部结构设计：：坝的防渗体、排水水设备坝体防渗体体为斜心墙，斜斜心墙上下游游设置反滤层层；坝基防渗渗体为防渗墙墙和粘土截水水墙；坝体排排水为棱体排排水，在排水水体与坝体、坝坝基之间设置置反滤层；下下游戗道设置置排水沟，并并在坝坡设置置横向排水沟沟以汇集雨水水，岸坡与坝坝坡交接处也也设置排水沟沟，以汇集岸岸坡雨水，防防止雨水淘刷刷坝坡。2.反滤层设计反滤层的的作用是滤土土排水，防止止渗透水流从从坝体或坝基基处逸出将土土体的细粒带带走而形成管管涌。而且反反滤层还是防防止渗透变形形的有效措施施。反滤层的设计要求求：相邻两层中，粒径径较小一层的的颗粒不得穿穿过粒径较大大一层的孔隙隙；各层内的颗粒不得得发生移动；；被保护土层的颗粒粒不得穿过反反滤层，但允允许小于0.1㎜的细小粒粒颗粒被渗流流带走，因为为只要土壤的的骨架不被破破坏，就不致致发生渗透变变形；反滤层不能被堵塞塞，而且应具具有足够的透透水性，以确确保排水的通通畅；应保证耐久、稳定定，在使用期期间不会随时时间推移和环环境的影响而而改变其性能能。设计标准：为了满满足上述要求求，可以采用用比较均匀而而且抗风化的的砂、砾、卵卵石或碎石构构成反滤料，要要达到各层反反滤料较均匀匀，则要对天天然的砂砾料料进行筛分。在在实际工程中中选择级配适适宜的天然砂砂砾料作为反反滤层，其具具体要求是：：通常规定反滤料的的不均匀系数数η应小于5～8，即：η=d60/d10≤55～8式中d600、d10：分别为为粒径系按颗颗粒分布曲线线（按重量计计的），为小小于某粒径的的土重含量的的60%与10%。同时反滤土料中，易易被冲刷的粒粒径小于0.1㎜的小颗粒粒含量不应超超过5%。对于保护护层的反滤料料，考虑安全全系数为1.5～2.0之间，且ξ=D40～60/d40～60≤8～10来确定，按按太沙基准则则确定，即：：D15/d85≤4～5D115/d15≥5式中D15：为颗粒较较粗的一层，按按重量计小于于此料占15%的粒径；d15,d85分别别为较细的一一层，即被保保护层土料，按按重量计小于于该粒径各占占15%和85%的粒径。非粘性土上反滤料料的设计下游校核洪水下泄泄流量为669m3/s,查q～H曲线图，下下游最高水位位2754..88根据《水工工建筑物》堆堆石棱体超高高须大于1m，堆石棱体体设计，取堆堆石棱体顶高高▽=27566.0m。其内坡取1:1.5，外坡取1:2.0，顶宽取2m。堆石棱体体构造图和其其它细部构造造见细部构造造详图（附后后）。反滤层可分为渗流流自上而下和和自下而上两两种型式，本本设计主要考考虑自上而下下型。非粘性性土反滤料层层采用碎石（带带棱角的颗粒粒）,坝体排水部部位的反滤料料设计为两层层不同的砂砾砾石铺填而成成，层面与渗渗流方向垂直直，沿渗流方方向的渗透性性逐渐增大，如如下设计同理理。当D50=10～355㎜时的碎石石土料时，土土层厚度取hc=20㎝，当D50>35㎜时，反滤滤料的厚度按按下式计算：：hc≥6D50，对于均均匀颗粒料的的反滤层，反反滤层土料D50与被保护护层土料之比比应为：DD50/d50≤5～10非黏性土料选取ⅠⅠ#上料场为主料料场,根据料场的的级配曲线可可得：D85=66.9㎜㎜,d500=8㎜,dd15=0.886㎜坝体排水部位的反反滤层第一层层土料的设计计：由:D15≥≥4.3D500≤40故:选取D115=5mmmD50=25mmm则:厚度取为20cmm同理第二层反滤层层土料的设计计以第一层反反滤料土料为为被保护对象象：由：D15≤（4～～5）d85D15≥5d15得：反滤层层的D15=25㎜；ξ=D50/d500≤8～10得：反滤层层的D50≤25×5==125㎜故选取D155=30mmm;DD50=90mmm则hc=6××90=5440mm厚度取为hhc=600mmm=60ccm4．黏性土上反滤料的的设计粘性土料选取Ⅱ##下料场为主料料场,根据料场的的级配曲线可可得：d85=0.18㎜㎜,d500=0.0113㎜,dd15=0.0002㎜坝体斜心墙部位的的反滤层第一一层土料的设设计：由：D15≤（4～～5）d85得：反滤滤层的D15≤0.065～0.13㎜之间；取D500=0.1mmm厚度取为hcc=20cmm同理第二层反滤层层土料的设计计以第一层反反滤料土料为为被保护对象象：由：D15≤（5～～10）d85得：反滤滤层的D15≤0.5～1㎜之间；D15≥5d15得：反滤层层的D15≥0.5㎜；于是选择反滤层第第二层土料为为：取D50==1.0㎜，厚度取为hcc=30㎝。反滤层设计成果汇汇总表层数类型第一层第二层D50(mm)厚度hc(㎝))D50(mm)厚度hc(㎝))粘性土反滤层土料料0.1201.030非粘性土反滤层土土料25209060护坡设计干砌石护坡在最大大浪压力作用用下的计算直直径:=1.018×11.3×9..8/(211.08-99.8)×((1+2.552)1/2/2..5×(2..5+2)××2.67=0.624m干砌石块计算重量量:=0.5255×23.008×062243=2.9444KN干砌石护坡厚度=1.67××0.6244/1.3=0.8m注:经计算对1.677的系数不作作修改。上游护坡用于砌石石，因其抵御御风浪的能力力较强；下游游坝面直接铺铺上20cm的碎石作为为护坡。上游游护坡做至坝坝顶，下做至至死水位以下下（加设计浪浪高），为方方便起见做至至2790..0m高程。坝顶设计坝顶设置黄泥灌浆浆碎石路面，坝坝顶向下游设设1%横坡以便汇汇集雨水，并并设置纵向排排水沟，经坡坡面排水排至至下游。坝顶顶设置拦杆以以策安全，见见图。第四章泄泄水建筑物设设计泄水方案选择坝址地带河谷较窄窄，山坡陡峻峻，山脊高，经经过比较枢纽纽布置于河弯弯地段。由于于两岸山坡陡陡峻，无天然然垭口如采取取明挖溢洪道道的泄洪方案案，开挖量大大，造价较高高，故采用了了山坡陡峻，无无天然垭口如如采取明挖溢溢洪道的泄洪洪方案，开挖挖量大，造价价较高，故采采用了隧洞泄泄洪方案。隧隧洞布置于岸岸（右岸），采采取“龙抬头”无压泄洪的的型式与施工工导流洞结合合。为满足水水库放空水位位放至2770..0m高程要求还还与导流洞结结合设置了放放空洞。隧洞选择