某水利枢纽工程设计

青河雷口水利枢纽工程设计学生：****指导老师：*****三峡大学水利与与与环境学学院摘要：重力坝设设设计是电电站工工程设计计的主主要组成成部分分，其方方案合合理与否否，将将对工程程安全全及投资资产生生极大的的影响响。本文文主要要根据所所提供供的地质质、地地形等基基础资资料，对对枢纽纽建筑物物进行行坝轴线线、坝坝型的选选择，通通过分析析、比比较，选选择合合理的枢枢纽布布置方案案，最最后选定定设计计方案为为混凝凝土实体重力坝坝，并分分多种荷荷载组组合情况况进行行稳定验验算和和应力分分析，从从而得到到既安安全又经经济的的最优剖剖面。方方案中重重力坝坝设计共共分两两部分，即即非非溢流坝坝段和和溢流坝坝段。此此外，为为避免免水流对对坝体体的冲刷刷作用用，本方方案还还考虑设设置溢溢流坝两两侧导导流墙，通通过过计算确确定其其高度及及厚度度等参数数。Abstraccct:ThheedesiiggnoffDamiisttheemaainncoompponeenttinthhedeessignnoffpowweersstaatioonengginneerrinng,whhichhwwilllhhaveeaatrremmenddouusiimppacttoonttheeseccuurittyanddiinveesttmenntofprroojecctss,wheeaatheeritsspproggraammeerreassonnablleornoot.Accccorddinngttotthegiivinnggeolloogicaall,teerrrainnaandottherrbbasiicinfforrmattioons,tthisspaapeerchhoooseeaaxissaandsttyleeoofhuubbbuuilldinngssanndthrrouughthheaanaalyssiss,coomppariisoontoochooossetheeconncrreteeggravvittyddammasareaasoonabbleehuublayyouutpproograammme.Andmeeanwwhiileittmaakeeschheeckiinggsttabbiliityyanddstrresssaanaalysiissinavarrieetyoffsittuuatiionns,sotthattiitggettsassafeetyyanndecoonoomiccpproffille.Thedeesiggnofdaamiisdivviddedinntotwwopparrtsiinnthheproggrrammmess,thaattissnnon--ovverffloowddammseccttionnaandovveerfllowwinggddamseectiionn.Innadddittionn,inorrderrttoaavooidthheddammiseroosiooneedbbytheeiimpaacttoffwaaterr,theepproggraammeeaalsoocconssidderinnstaalllinggsspilllwwaydiiverrsiiononnboothhsiideesooftheewwalllaandtthrrougghccalccullatiinggtoddeteermmineeditshheigghtt,thicckknesssanddootheerparrammeteerss。关键字：混凝土土土重力坝坝枢纽纽布置坝坝型选选择大坝坝设计计稳定及及应力力计算Keyworrrds::cooncrretteggraavittydammlaayooutoofproojeectsellecctioonofdaamttyppeddamddessignnsttabiiliityanndsstrresssccalccullatiionn前言青河发源于元县县县，流域域内雨雨量充沛沛，由由于河流流坡度度流急，每每遇遇暴雨泛泛滥成成灾，故故拟修修一工程程。本本枢纽为为一综综合利用用工程程，以防防洪发发电为主主，并并结合考考虑灌灌溉任务务，工工程建成成后可可以解决决该流流域洪水水泛滥滥问题，为为本本地区厂厂矿、农农业、居居民提提供电力力，灌灌溉青河河雷口口下游的的农田田以及解解决修修坝后货货物过过坝问题题。本书为青河雷口口口水利枢枢纽的的设计说说明书书和计算算书，内内容共分分十章章，系统统的介介绍了青青河雷雷口水利利枢纽纽的设计计和计计算方法法。第第一章主主要介介绍了青青河雷雷口水利利枢纽纽的基本本资料料；第二二章结结合工程程实际际条件介介绍了了坝型选选择和和枢纽布布置的的初步方方案；；第三章章调洪洪演算及及方案案选择为为下两两章枢纽纽布置置方案选选择及及大坝设设计提提供了设设计依依据；第第六、七七、八章章详细细地阐述述了大大坝的综综合设设计，包包括非非溢流坝坝段、表表孔坝段段、深深孔坝段段；第第九章细细部构构造设计计了大大坝的建建造以以及运用用方面面的细节节；最最后一章章为地地基处理理的设设计。同同时还还附有三三张图图纸为大大坝非非溢流坝坝段，溢溢流坝段段，深深孔坝段段的三三视图，细细部部构造图图以及及大坝枢枢纽布布置平面面图及及立面图图。本书在阐述过程程程中，尽尽可能能的配置置了许许多的插插图、附附表和附附录，以以供参阅阅。青河雷口水利枢枢枢纽设计计是在在老师的的悉心心指导和和同学学的热心心帮助助下完成成的。限限于本人人的水水平和时时间的的仓促，以以及及以前从从未进进行过工工程实实践，特特别是是对本设设计的的工程所所在地地也未进进行过过实地考考察，因因此，设设计成成果与实实际难难免会产产生一一些偏差差，书书中如有有不当当和错误误之处处，恳望望各位位老师和和领导导不吝赐赐教及及时给予予斧正正。1水利枢纽设计计计资料1.1流域概况况况青河发源于元县县县，流径径三叉叉口，张张谷，米米城，康康镇等等地至合合县西西南注入入黑河河。全长230公里，流流域域面积5000平方公里里。青青河属山山区河河道，流流域内内多高山山峻岭岭，平原原范畴畴甚小。只只在在北支上上游元元县附近近及下下游康镇镇附近近有小平平原。三三叉口以以上河河床坡度度平均均均为1/6000，下游平平均均坡度约1/100000。流域内内雨雨量充沛沛，合合县多年年平均均雨量为1000毫米，因因之之青河水水量较较丰富，年年平平均流量量接近近100立米/秒。但河河流流破陡流流急。暴暴雨集流流时间间很短，每每遇遇暴雨，山山洪洪暴发，水水势势凶猛，泛泛滥滥成灾。区域内人口分布布布在河谷谷两岸岸，计41000000人，其中中农农业人口口占97%，雷口以以上上耕地面面积约约100万亩，水水田田仅占1.5%。其余均均为为地势较较高之之旱地。但但在在雷口以以下黑黑河右岸岸有大大片平原原耕地地，缺水水灌溉溉。根据据试验验资料，在在有有水灌溉溉之后后，这些些耕地地可有大大幅度度增产。青河上游山区已已已发现铜铜，银银，锌，镁镁，铝铝等矿蕴蕴藏丰丰富。因因该地地区无动动力来来源，各各矿都都用土法法开采采。本流流域交交通不便便。除除合县至至元县县有公路路外，其其余只有有人行行大道，陆陆路路仅靠人人力蓄蓄力。水水路在在张谷以以下可可通20吨小船。上上上游缺乏乏森林林资源，无无筏筏运要求求，青青河左岸岸交通通较方便便，右右岸仅有有山区区小道。1.2枢纽任任任务雷口水利枢纽位位位于合县县青河河上游4公里处。根根根据国民民经济济情况及及流域域规划的的要求求。本枢枢纽为为一综合合利用用工程，以以防防洪发电电为主主，并结结合考考虑灌溉溉任务务。（1）防洪：免免除除洪水威胁胁胁为本枢枢纽的的主要任任务之之一。根根据下下游黑河河的泄泄流要求求，在在正常洪洪水的的情况下下安全全泄量为5800米3/秒，非常常洪洪水安全全泄量量为7300米3/秒。根据据上上游城镇镇矿山山的位置置及减减少农业业淹没没损失，建建议议非常洪洪水位位在234..5米以下。（2）发电：利利用用廉价电力力力开发青青河流流域矿藏藏，为为国民经经济计计划的近近期主主要任务务之一一，电厂厂建成成后并可可供应应合县地地区厂厂矿农村村居民民的用电电问题题。电厂厂装机机容量24kw，三台机机组组，每台台最大大引用流流量33米3/秒。按初初步步估算：：厂房房尺寸48×113米2。机组间间距10.445米，水轮轮机机安装高高程191..660米，尾水水管管底版高高程185..0米,引水管管管径3米。（3）灌溉:灌灌区区位于青河河河雷口以以下黑黑河右岸岸地区区,本区灌溉溉作作物以小小麦,棉花,玉米,水稻为主主，灌灌溉田地地共约约75000000亩。除一一部部分灌区区位置置较低可可利用用发电尾尾水灌灌溉而外外，右右岸尚有有一些些位置较较高的的灌区不不能利利用发电电尾水水，这些些位置置较高的的灌区区所需灌灌溉流流量如下下表，根根据灌区区设计计要求，渠渠道道起点外外的水水面高程程在最最大引水水用流流量时不不低于于208..5米。表1－1灌溉时间4月中旬4月下旬5月中旬5月下旬6月中旬6月下旬7月中旬灌溉流量（立米米米/秒）22.116.723.51519.51916（4）航运：为为便便利货物过过过坝，须须设置置驳道，驳驳道道宽度5米。根据据各各水利事事业部部门的要要求，须须确定水水库正正常高水水位为为232..2米，讯前前水水位为225..8米，死水水位位为215..0米。1.3水文资料料料青河属雨源河流流流，由于于雨量量较充沛沛，河河流水量量较丰丰富，每每年7—10月为洪水水期期，因坡坡陡水水急，洪洪峰涨涨落时间间很短短，一般般仅2—3天，现将将坝坝址处月月平均均流量，最最大大洪峰流流量，实实测的洪洪峰过过程，列列表于于后：表1－219550—1975年月平均均流流量月456789101112123流量（立米/秒秒秒）6080911831401701353522151432表1－3各种种频率的的最大洪洪峰流流量（立立米/秒）频率（%）0.10.512510夏秋季1158098009050850074506450冬春季340300表1－4119544年实测洪洪峰峰过程时间（小时）04812162024流量（立米/秒秒秒）5945112052400540065005700时间（小时）28323640444852流量（立米/秒秒秒）4850415034502760220817301295时间（小时）5660646872流量（立米/秒秒秒）98069943523479坝址水位流量关关关系，见见附图图。另外外，枯枯水期最最大流流量为1100米3/秒。1.4气候情况况况本流域内，气候候候温和，年年平平均温度度均为为17°C，最低月月平平均温度度为4.6°°CC,极少冰冻冻现现象，最最高月月平均温温度不不超过30°C，故夏季季亦亦不太热热。表1－5月份123456月平均温度4.661217.123.4255最高温度20.121.829.535.638.140.2最低温度-9.5-9-3.1-3.15.111.6月份789101112月平均温度28.529.223.115.111.88最高温度4036.836.532.122.119.7最低温度16.111.79.93-6-9.3备注单位°C本流域内最多年年年雨量发发生在在1954年，计1357毫米，最最少少年雨量量发生生在1934年，计372毫米，日日最最大暴雨雨达196毫米，雨雨量量大多集集中在在7，8两月，除12月和1月外，各各月月降雨日日数甚甚多。表1－6平平均降雨量量量，降雨雨日数数如下表表：月份123456全年平均雨量（毫米米米）10.734.244.156.9135.164.5平均雨量97666（毫米）降雨日数10888（天）降雨日数（天）58.68.68.29.89.4月份789101112平均雨量（毫米米米）191.6182.590.495.954.417.1降雨日数（天）12.011.410.611.010.85.41.5河流泥沙沙沙及风力力情况况泥沙大部分为页页页岩风化化产物物，颗粒粒很细细，推移移质也也很丰富富。多多年平均均输沙沙量为335万公吨/年（即215××1104米年），由由于于该流域域内水水土保持持的开开展，泥泥沙将将逐渐减减少，水水土保持持生效效年限可可初步步确定为35年。本区最大风力为为为8级，风速14米/秒（吹程程可可由附图图中量量得）。1.6坝址地形形形及地质质情况况（1）地形：本本工工程坝段经经经研究比比较，选选择在雷雷口峡峡谷处，坝坝轴轴线235米高程处处两两岸相距距约540公米，左左岸岸山坡平平均坡坡度为2：1，右岸平平均均坡度为1.8：1.0。坝址左左岸岸有马鞍鞍形地地形，水水库处处在四面面群山山环抱中中，腹腹大口小小，甚甚为理想想。表1－7水库库高程与与容积，面面积积关系如如下表表：高程（米积（106平平平方米）0.22.65.47.819.230.6容积（108立立立方米）0.080.150.350.681.352.65高程（米）220225230235240面积（106平平平方米）37414343.544容积（108立立立方米）4.156.18.110.512.8（2）地质坝址地质属震旦旦旦纪岩层层，因因系老岩岩层，经经过多次次地壳壳变动，使使其其组织趋趋于细细致，因因为受受力之次次数甚甚多，节节理甚甚发达，又又有有石英脉脉侵入入，致影影响其其强度，岩岩层层走向大大致与与河流平平行，坝坝址附近近没有有发现断断层。坝址基础岩石情情情况：(a)绢绿石英英英片岩——在坝址左左岸岸及河床床处，地地质极坚坚，抗抗压强度度为900--11000公斤/（厘米）22，摩擦系系数数为0.65。(b)云母石英英英砂质片片岩——云母石英英砂砂质片岩岩，分分布在坝坝址右右岸，表表层有有些风化化，强强度仍佳佳，抗抗压强度度为600--8800公斤/（厘米）22，摩擦系系数数为0.62。(c)片状石英英英岩——风化很轻轻，分分布在河河床底底部，与与绢绿绿石英片片岩相相间存在在，层层厚约30-550米。抗压压强强度为900--11000公斤/（厘米）22，摩擦系系数数为0.65。(d)片岩————主要分布布在在左岸马马鞍形形地区下下部，强强度较高高，但但节理甚甚发达达，并有有些风风化。(e)砂质粘土土土及卵石——在河床底底部部，有第4纪砂卵石石覆覆盖层，厚厚度度为2米，右岸岸为为砂质粘粘土覆覆盖层，厚厚度度为6-10米。据中国科学院院院的统计资资料料，该地地区地地震强度度约为为5度。1.7工程材料料料当地材料：（1）石料———在在坝址上游游游及下游游，沿沿青河右右岸之之云母石石英片片岩为良良好之之建筑材材料，因因岩石露露头具具有层理理与节节理，便便于开开采，石石场距距坝址1公里。（2）砂料———在在坝址下游游游左岸1-3公里处，有有有河沙可可供取取用，粒粒径稍稍小，约约有30万立米。（3）坝址下游游112公里处有有卵卵石，约50万方。（4）粘土———在在坝址上游游游右岸4公里处有有高高程为230米的粘土土区区，约150万立米。表1－8取取土场扰动动动后土的的物理理技术特特性：：土体干容重（吨吨吨/米3）孔隙度（%）自然含水量时饱和含水量时粘着力（公斤///厘米2）渗透系数（厘米米米/秒）天然含水量（%%%）最优含水量（%%%）相对密度蕴藏量（万方）运程（公里）砂1.650.360.550.520410-38120.65301-3粘土1.600.380.380.342410-67201504外来材料：水泥及钢材————须至赋中中运运来，赋赋中距距合县约160公里，沿沿黑黑河可通通行600吨轮船，赋赋赋中为我我国某某省重要要城市市。交通情况：赋中至合县可通通通600吨轮船，合合合县至张张谷可可通20吨木船，合合合县至元元县有有公路，公公路路线距坝坝址左左岸约3公里。1.8施工资料料料附近无施工动力力力，施工工机械械可由赋赋中供供给，普普通工工人可由由当地地供给三三万人人，技术术工人人在合县县有数数百人，不不足足之数可可自赋赋中调用用。2枢纽布置和设设设计2.1工程等等等别和主主要建建筑物级级别的的拟定本工程为综合利利利用水利利水电电工程，根根据据《水利利水电电枢纽工工程等等级划分分及设设计标准准》（山山区、丘丘陵部部分）SDJ1122-78及其《补补充充规定》的的规规定，非非常洪洪水位在234..5米以下，该该该高程对对应的的水库容容积为为9.75522亿m3，属一等等；；装机容容量为为2.4万kw,属四等;保障了合合县县的重要要工厂厂及居民民生命命安全,属二等；；灌灌溉田地地共约约75万亩,属二等。根根根据规范范规定定,对具有综综合合利用效效益的的水电工工程,各效益指指标标分属不不同等等别时,整个工程程的的等别应应按其其最高的的等别别确定,故本枢纽纽工工程为二二等工工程。由由于设设计地区区为山山区,丘陵地区区故故采用百百年一一遇设计(P=1%%),千年一遇遇校校核(P=0..11%)根据水工建筑物物物级别的的划分分标准，二二等等工程的的主要要建筑物物为2级水工建建筑筑物，次次要建建筑物为3级水工建建筑筑物。2.2坝轴线线线合理性性论证证坝型的选择与枢枢枢纽布置置密切切相关，不不同同的坝轴轴线适适于不同同的坝坝型和枢枢纽布布置。同同一坝坝址也可可以有有不同的的枢纽纽布置可可供选选择。在在坝址址确定的的情况况下通常常是选选择不同同的坝坝轴线作作出不不同坝型型的各各种枢纽纽布置置方案并并通过过技术经经济比比较优先先选出出坝轴线线位置置及相应应的合合理坝型型和枢枢纽布置置。本工程A-B坝坝坝轴线有有以下下优点：：(1)坝址地质质质属震旦旦纪岩岩层，强强度较较高，坝坝址附附近没有有发现现断层，坝坝址址基础岩岩石为为石英片片岩，强强度高且且摩擦擦系数较较大，符符合地质质条件件。(2)坝段位于于于雷口峡峡谷处处，坝轴轴线短短，坝体体工程程量小。坝坝址址左岸有有马鞍鞍形地形形，水水库处在在四面面群山环环抱中中，腹大大口小小，甚为为理想想。(3)坝轴线地地地区开阔阔便于于布置各各种水水工建筑筑物，施施工方便便，相相互没有有干扰扰。2.3坝型选选选择坝址地质条件是是是水利枢枢纽设设计的重重要依依据之一一。对对坝型的的选择择和枢纽纽的布布置往往往起决决定作用用。（1）土石坝方方案案：由于非常洪水位位位在234..5米以下，因因因此将坝坝顶高高程初步步拟定定为235..5米，该坝坝的的坝基面面最低低高程取取为185米。土石石坝坝的坝坡坡与坝坝型，坝坝高，填填筑料情情况和和坝基性性质等等有关，坝坝坡坡的平均均坡度度一般在1：2—1：4左右，取取为1：2。坝高H在100米以下时时，坝坝顶最小小宽度度可取H/100,并不得小小于3m，取坝顶顶宽宽度为5m，计算所所需需土体体体积为为289万m3,因此若选选用用均质坝坝和心心墙坝从从筑坝坝材料来来看当当地材料料不足足。从筑坝材料来看看看，由于于在坝坝址上游游及下下游石料料蕴藏藏量十分分丰富富，且便便于开开采，修修建面面板堆石石坝可可行。但但修建建面板堆堆石坝坝要采用用全段段围堰法法进行行施工导导流，另另外水电电站厂厂房也必必须是是引水式式厂房房，增加加了工工程量，此此设设计也不不采用用。（2）拱坝方案案：：修建拱坝理想的的的地形条条件是是左右岸岸地形形对称，岸岸坡坡平顺无无突变变，在平平面上上向下游游收缩缩的河谷谷段。但但该河谷谷断面面宽且浅浅，宽宽高比L/H==5540//499.5==111，拱的作作用用很小，此此设设计也不不采用用。（3）重力坝方方案案：混凝土重力坝对对对地形，地地质质条件适适应性性强，任任何形形状的河河谷都都可以修修建重重力坝，枢枢纽纽泄洪问问题容容易解决决，不不需另设设溢洪洪道；大大体积积混凝土土可以以采用机机械化化施工，施施工工方便，施施工工速度较较快，能能够缩短短工期期。另外外，修修建重力力坝所所需的水水泥及及钢材等等材料料及人力力，物物力也充充足。此此设计可可采用用。最终选择实体重重重力坝方方案较较为合适适。3调洪演算及方方方案选择3.1设计洪洪洪水与校校核洪洪水青河由于雨量较较较充足，河河流流水量较较丰富富，每年7--110月为洪水水期期，坡陡陡水急急，洪峰峰涨落落时间很很短，一一般仅2-3天，因此此汛汛期定为为每年年7-10月。对可可利利用的水水文系系列年限限经过过综合考考虑分分析，设设计洪洪峰流量量（P=1%）,校核洪峰峰流流量（P=0..11%）表3－1坝坝址处处各种频频率的最最大洪洪峰流量量频率（%）0.10.512510夏秋季1158098009050850074506450冬春季340300表3－2典典型洪洪水过程程表（单单位：：m3/s）时间（小时）04812162024流量（m3/sss）5945112052400540065005700时间（小时）28323640444852流量（m3/sss）4850415034502760220817301295时间（小时）5660646872流量（m3/sss）98069943523479由资料知P=111%时，最大大洪洪峰为90500mm3/s，将资料料中中典型洪洪水过过程线同同倍比比放大，放放大大倍数为90500//65000==1.339。表3－3设设计情情况下的的洪水过过程线线时间（小时）04812162024流量（m3/sss）82626.916753336750690357923时间（小时）28323640444852流量（m3/sss）67425768.54795.53836.43069.12404.71800时间（小时）5660646872流量（m3/sss）1362.2971.6604.7325.3109.8由资料知P=000.1%时最大洪洪峰峰为1158800m3/s，将资料料中中典型洪洪水过过程线同同倍比比放大，放放大大倍数为1158800/655000=1..788。表3－4校校核情情况下的的洪水过过程线线时间（小时）04812162024流量（m3/sss）105802.82144.9427296121157010146时间（小时）28323640444852流量（m3/sss）8633738761414912.83930.23079.42305时间（小时）5660646872流量（m3/sss）1744.41244.2774.3416.5140.63.2泄水流流流量的计计算3.2.1表表表孔（1）选单宽流流量量q：坝址地质属震旦旦旦纪岩层层，坝坝址附近近没有有发现断断层。在在坝址左左岸及及河床处处有绢绢绿石英英片岩岩地质极极坚，抗抗压强度度为900--11000公斤/（厘米）22；在坝址址右右岸有云云母石石英砂质质片岩岩表层有有些风风化，但但强度度仍佳，抗抗压压强度为600--8800公斤/（厘米）22；片状石石英英岩风化化很轻轻，分布布在河河床底部部，与与绢绿石石英片片岩相间间存在在，层厚厚约30-550米，抗压压强强度为900--11000公斤/（厘米）22。初定q=1200mm3/s。（2）确定堰顶顶水水头：开敞式表孔的过过过水能力力按下下式计算算：由由公式，可可知HZ=15..779m其中：q单宽流量120mm3/s闸闸闸墩侧收收缩系系数，与与墩头头有关取0.9m流量系数数，与与堰顶有有关取m=0..448（3）初定堰顶顶高高程：由公式H=HHH校-HZ，计算得得：H=2344..5-115..79==2118.771米米其中：H校取非常洪洪水水位2344..5米取堰顶高程为22222.88米（4）初定表孔孔尺尺寸，前缘缘缘长度：：选取溢流坝表孔孔孔溢流，由由公公式：知，溢流堰堰的的净宽Q取校核洪水位位位表孔最大大洪洪峰流量1158800m3/s，选用平平板板闸门，设设孔孔口宽度度为b=100m（取8~122m之间）则则孔孔口个数n=L//bb=9..655，取10个孔，闸闸墩墩厚度为d=4m，前缘长度3.2.2确定定定底板高高程及及孔口尺尺寸设计本枢纽时要要要求考虑虑水库库泄空的的可能能性，要要求在在枯水期期内将将水库放放空至至死水位位所需需的时间间不多多于一个个月，故故时间天。从从非常洪洪水位位放至死死水位位，则放放空的的水量为为，时间，下泄流量（枯水水水期最大大流量量）底孔泄流根据水水水力学公公式，，故可取；H为孔口中心处处处的水头可可取取则底孔面积故可选取1个底底底孔，尺尺寸为为4×6，底板高高程程可取197米，顶板板高高程为203米，孔口口中中心线处处为200米，建基基面面高程为185米。3.3调洪演演演算3.3.1基基基本资料料根据各水利事业业业部门的的要求求，确定定水库库正常高高水位位为2322..2米，讯讯前前水位为为2225.88米，死死水位为为2115.00米,非常洪水水位位在2344..5米以下下,在正常洪洪水水的情况况下安安全泄量量为553000米3／秒，非非常常洪水安安全泄泄量为733000米3／秒。表3－5水库ZZ～V如如下表所示示示：Z（m（108m33）0.080.150.350.681.352.65Z（m）220225230235240V（108m33）4.156.18.110.512.83.3.2演演演算原理理依据《水能规划划划》所给给的水水库洪水水调节节计算原原理，采采用水量量平衡衡方程式式：，式中：——分别别别为计算算时段段初，末末的入入库流量量（）；；——计算时段中中的的平均入库库库流量（），它它等于；——分别为计算算时时段初、末末末的下泄泄流量量（）；——计算时段中中的的平均下泄泄泄量（），即即=；——分别为计算算时时段初、末末末水库的的蓄水水量（）；；——为的差；3.3.3二组组组方案进进行比比较方案一：堰顶高程为22221米，设计计洪洪水（P==11%）时，表表孔：10米8米7（宽×高×孔数），底底底孔：4米6米1（宽×高×孔数）；；校校核洪水水（PP=0.1%）时，表表孔：10米8米11（宽×高×孔数），底底底孔：4米6米1（宽×高×孔数）。方案二：堰顶高程为22222.8米，设设计洪水水（PP=1%%）时时，表孔孔：10米8米7（宽×高×孔数），底底底孔：4米6米1（宽×高×孔数）；；校校核洪水水（PP=0.1%）时，表表孔：10米8米11（宽×高×孔数），底底底孔：4米6米1（宽×高×孔数）。表3－6调调洪演演算成果果方案堰顶高程(m)))工况Q(m3/s)))H上(m)一221设计5150.93331232.4221校核7790.28883232.11二222.8设计4735.68884233.44222.8校核7307.89997233.583.3.4方案案案的选择择方案一在设计（P=0..1％）时满满足足下游允允许下下泄要求求，但但校核（P=0..001％）时下下泄泄流量大大于校校核状况况时的的安全泄泄量，故故不满足足要求求。方案二在设计（P=0..1％）、校校核核（P=0..001％）时均均满满足下游游允许许下泄要要求。综合考虑，本工工工程选用用第二二种方案案作为为调洪方方案。4枢纽布置及方方方案选择4.1枢纽布布布置的原原则水利枢纽布置须须须充分考考虑地地形，地地质条条件，使使各种种水工建建筑物物都能布布置在在安全可可靠的的地基上上，并并能满足足建筑筑物的尺尺度和和布置要要求以以及施工工的必必需条件件。枢枢纽布置置必须须使各个个不同同功能的的建筑筑物在其其位置置上各得得其所所，充分分有效效的发挥挥所承承担的任任务；；结构强强度满满足要求求，即即技术上上安全全可靠。在在满满足基本本要求求的前提提下，力力求建筑筑物的的布置紧紧凑，一一物多用用，尽尽量将同同一工工种的建建筑物物布置在在一起起，以减减少连连接建筑筑物，减减少工程程量，降降低造价价和年年运行费费用；；同时要要充分分考虑运运行管管理的便便利和和施工的的方便便。在进行枢纽布置置置时应全全面考考虑运用用、施施工、管管理以以及技术术经济济等问题题，一一般应进进行多多方案比比较。4.2枢纽组组组成建筑筑物枢纽的组成建筑筑筑物主要要包括括：a、挡水建筑物物物：混凝土土实实体重力力坝。b、泄水建筑物物物：包括溢溢流流坝、表表孔和和泄洪冲冲沙底底孔。c、其它建筑物物物：包括电电站站厂房、引引水水道、驳驳道、导导墙、道道路桥桥等。4.3枢纽布布布置方案案的比比较及选选择4.3.1建筑筑筑物型式式的选选择(1)泄水建筑筑筑物型式的的选选择：此坝为混凝土实实实体重力力坝，可可采用坝坝顶溢溢流式表表孔泄泄水，其其优点点：结构构简单单，检查查维修修方便；；可以以使水流流平顺顺；泄水水量与与堰顶水水头的的3/2成正正比比，超泄泄能力力大。此此外有有冲沙及及放空空的要求求，因因此须考考虑坝坝身底孔孔泄流流，其优优点：：可以及及时放放低，放放空水水库，以以及解解决施工工后期期的导流流问题题。(2)电站厂房房房型式的的选择择：重力坝建筑物设设设计中，一一般般多采用用坝后后式厂房房和河河床式厂厂房。该该河流不不是很很宽阔故故宜采采用坝后后式厂厂房，电电厂装装机容量量为224KWW,厂厂房尺寸寸为48×113米2，机组间间距距为10.445米，水轮轮机机安装高高程为为191..660米，尾水水管管底版高高程为为185..0米，引水水管管管径为3米。4.3.2枢枢枢纽的布布置方方案在进行枢纽布置置置时，最最主要要是如何何妥善善安排泄泄洪建建筑物的的布置置和下游游消能能防冲的的设计计。本工工程是是以防洪洪发电电为主的的综合合利用工工程，溢溢流坝段段应布布置在主主河槽槽处，冲冲沙孔孔应布置置在电电站进水水口附附近，另另外电电站布置置应考考虑地形形，交交通及电电站附附属建筑筑物布布置等条条件。本枢纽的主体工工工程由挡挡水坝坝段，溢溢流坝坝段，泄泄水底底孔坝段段，电电站坝段段及其其建筑物物组成成。电站站为坝坝后式，该该重重力坝由由322个坝段组组成成，每个个坝段段的长度度大约约为17米，从从右右岸至左左岸依依次为：1号——7号坝段为为右右岸非溢溢流坝坝段，8号——11号坝段为为厂厂房坝段段，12号坝段为为深深孔坝段段，13号——23号坝段为为溢溢流坝段段，24号——32号坝段为为左左岸非溢溢流坝坝段。该该坝的的坝基面面最低低高程为185米，坝顶顶高高程为236米，最大大坝坝高为51米，坝体体总总长为54400米。非溢流坝段：右右右岸全长120米，左岸岸全全长75米。坝顶顶宽宽度为8米，坝顶顶两两侧各设设一人人行道，人人行行道宽1米，上游游侧侧设置钢钢筋混混凝土结结构的的防浪墙墙，墙墙高1.2米，宽0.3米，下游游设设置栏杆杆。坝坝的其他他尺寸寸为：上上游面面为折面面，起起坡点高高程为为205米，坡度度为1：0.2；下游面面坡坡度为1：0.8，折坡点点的的高程为223..4442米。溢流坝段：全长长长165米，溢流流堰堰顶高程程为222..8米，堰顶顶安安装一道道平板板闸门，为为检检修闸门门，后后面为弧弧形闸闸门，为为工作作闸门，平平板板闸门厚1.6米，设置置在在堰顶处处。闸闸墩宽4米，中间间用用横缝分分开，闸闸墩的上上端为为半圆弧弧，下下端为矩矩形。溢溢流堰面面采用用WES曲线，过过堰堰水流采采用连连续式鼻鼻坎挑挑流消能能，反反弧半径径为18米，挑射射角角为24°。考虑到冲沙防淤淤淤的要求求，底底孔距厂厂房不不宜太远远，因因此底孔孔设在在厂房与与溢流流坝之间间。为为了开挖挖量不不至于太太大，厂厂房布置置相对对靠近河河流中中部。在在岸到到厂房之之间，需需设道路路桥，便便于设备备运输输及工作作人员员进出。尾尾水水流出后后，需需设置导导墙将将尾水平平顺导导入河流流，防防止产生生洄流流。为了了使溢溢流坝渲渲泄的的洪水不不影响响电站的的尾水水，溢流流坝右右边要设设置导导墙。设设置引引水渠道道进行行灌溉，渠渠道道起点处处的水水面高程程在最最大引水水用流流量是不不低于于208..55米。该工工程程有航运运要求求，为便便利货货物过坝坝，须须设置驳驳道，驳驳道宽度度为55米。5施工导流5.1导流标准准准青河雷口水利枢枢枢纽为二二等工工程，主主要建建筑物为为2级，次要要建建筑物为为3级，临时时性性建筑物物为44级。根据据导导流建筑筑物洪洪水标准准，采采用土石石围堰堰结构时时，44级导流建建筑筑物的洪洪水重重现期为为100～20年。5.2导流方案案案的选择择从坝址处河流两两两岸地形形来看看，右岸岸坡度度平缓开开阔、左左岸陡峭峭狭窄窄。考虑虑到建建筑物布布置和和施工运运输、对对外交通通等方方面因素素，本本工程采采用二二期分段段围堰堰法导流流。第第一期为为明槽槽导流，围围起起深孔及及深孔孔右边的的坝段段施工，用用左左边束窄窄河床床导流；；第二二期围起起深孔孔左边的的坝段段施工，用用深深孔底孔孔导流流。为了了就地地取材，结结够够简单，施施工工方便，造造价价低，围围堰采采用土石石围堰堰，采用用粘土土斜防渗渗。5.3截流时间间间截留时间选择在在在1月份，流流量量最少的的时候候，用立立堵法法截留。6挡水坝设计6.1挡水坝坝坝段设计计6.1.1坝顶顶顶高程的的确定定根据坝址处剖面面面图可以以看出出河床最最底部部的高程程在1188mm左右右，由于于该河河床底部部岩石石坚硬，地地质质条件较较好，因因而将其其坝址址处开挖挖到高高程1855mm处。坝顶顶高高程应高高于校校核洪水水位，防防浪墙顶顶至设设计洪水水位或或校核洪洪水位位的高差差，可可按下式式计算算：式中：—累计频频频率为1%%时的波浪浪高度;—波浪中心线高高高于静水位位的的高度;—安全加高;;;表6－1安安全加加高（单位：：m）运用情况坝的级别123设计情况0.70.50.4校核情况0.50.40.3官厅水库公式为为为：式中：—计算风风风速，在在正常常蓄水位位及设设计洪水水位时时，宜采采用相相应洪水水期多多年平均均最大大风速的的1..5-22.00倍，在校校核核洪水位位时宜宜采用相相应洪洪水期多多年平平均最大大风速速，该区区最大大风速为为144m/ss。D—吹程为3KKmm；H—坝前水深深，m；—波浪高度度，m；设计洪水位：VVVo=141.88==25..2mm/s,,DD=3kmm由公式：设计洪水位时坝坝坝前水深深HH1=2333..442-11885=448..442mm查表知：＝0...5m；=11..3566+00.488+00.5==2..34mm校核水位：Vooo=14m//ss,DD=33km；由公式：校核水位时坝前前前水深H2=2333..579-11885=448..579m查表知：＝0...4m；=0.66448+00.22+0..4==1.225mm防浪墙顶高程＝＝＝设计洪洪水位位＋＝233..4442+2..334=22355.782m防浪墙顶高程＝＝＝校核洪洪水位位+=2333..579+11..25==2334.833m两者中选取较大大大值，故故坝顶顶高程为为2336.0m。表6－2坝坝顶高高程计算算成果计算情况风速V(m/s)波浪高度(m)波浪长度(m)安全加高(m)))水面壅高(m)))坝顶高程(m)设计情况25.21.35613.270.50.402235.78222校核情况140.6487.350.40.166234.83两者中选取较大大大值，故故坝顶顶高程为为2336.0m。6.1.2坝顶顶顶宽度坝顶宽度一般取取取坝高的的8%%-100%，且且不小于于2mm,取坝顶顶宽宽度为8m。6.1.3泥沙沙沙高程已知泥沙每年的的的输沙量量为22151004m3,水土保持持生生效年限限为335年,则泥沙量量为为0.75×10008m3,根据水库库水水位库容容曲线线查得泥泥沙淤淤积高度度为220.55米。6.1.4确定定定实用断断面（1）重力坝剖剖面面的设计原原原则：a、满足稳定和和和强度要求求，保保证大坝坝安全全；b、工程量小；；；c、运用方便；；；d、便于施工。（2）基本剖面面：：上游坝坡采用折折折线面，起起坡坡点高程程为2205米,坝坡为1::00.2；下下游游坝坡为为1::0.8；底宽B==442.755m。因为基基本本三角形形的顶顶点与校校核洪洪水位齐齐平，故故重力坝坝剖面面的下游游坡向向上延伸伸应与与校核洪洪水位位相交，则则可可以得出出下游游坡的起起坡点点的高程程为2223.44442m。（3）下游水位位的确确定：水库在正常运行行行时，发发电机机引用流流量每每台33mm3/s,三台台机机组，则则总下下泄量为为999m3/s,查附附图图坝址H--QQ曲线得H正=1888..6m。设设计计洪水位位时，安安全泄量量为553000m33/s,查附图坝坝址址H-Q曲线线得得H设=1977..7m。校校核核洪水位位时，安安全泄量量为773000m33/s,查附图坝坝址址H-Q曲线线得得H校=199..66m。挡水坝坝坝段剖面面图6.1.5荷载载载及荷载载组合合根据《混凝土重重重力坝设设计规规范》，由由于于该地区区地震震裂度为为5级，因此此荷荷载组合合如下下。表6－3荷荷载组组合荷载组合组合情况荷载自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力基本组合正常蓄水位√√√√√设计洪水位√√√√√特殊组合校核洪水位√√√√√6.2坝体稳稳稳定计算算6.2.1基本本本资料坝顶高程：23336.00mm坝顶宽度度：8m坝高：51m上游坡度：n===0.22下游坡度度：m=0..8，坝底宽宽度度：L=4422.755m正常蓄水位:上游：232..22m下游：188..66m设计洪水位（PPP=1%）上游：233..4442m下游：197..77m校核洪水位（PPP=0..01%）上游：233..5579m下游：199..66m死水位：21555.0mm混凝土容容重重：24KKNN/m36.2.2稳稳稳定计算算原理理将坝体与基岩间间间看成是是一个个接触面面，而而不是胶胶结面面。当接接触面面呈水平平时，其其抗滑稳稳定安安全系数数：Ks=f（∑W－U）/∑P摩擦系数f值要要要由若干干组试试验确定定，最最后的选选取应应以野外外和室室内试验验成果果为基础础，结结合现场场实际际情况，参参照照地质条条件类类似已建建工程程的经验验等确确定。根根据国国内外已已建工工程的统统计资资料，混混凝土土与基岩岩间的的f值常取在0.5～0.8之间，取f=0..665。6.2.3稳稳稳定计算算(A)正常蓄水水水位情况况（上上游水位位2332.22m，下下游水位位1888.66m）荷荷载作用用（以以单宽计计算）H1=232..2--185=47.22mH22=188..66-185=3.6mH==47.22-3.6=43.66m①自重∑W==2499377.1KKNN(↓)②水重∑W=15399..84KNN(↓)③扬压力扬压压力力折减系数数数=0.255∑U=574433.7KKNN(↑)④静水压力∑∑PP=1100774.44KNN(→)⑤浪压力（直直墙墙式）KN(→)))由于水库库容与与与年入沙沙量的的比值大大于1100，水水库库淤积缓缓慢，可可不考虑虑泥沙沙淤积的的影响响。正常情况下的抗抗抗滑稳定定分析析：抗滑稳定安全系系系数满足抗滑稳定要要要求(B)设计洪水水位情情况（上上游水位233.442m，下游水水位位197..77m）荷载载作作用（以以单宽宽计算）H1=233..4442-11885=48.44422mH2=197..77-185=12.77mHH=48..4422-12..77=35.74422m①自重∑W==2499377.1KKNN(↓)②水重∑W=211888.332KKN((↓)③扬压力扬压压力力折减系数数数=0.255∑U=88889..355KN((↑)④静水压力∑∑PP=1099933.555KNN((→)⑤浪压力（直直墙墙式）由于坝前水深大大大于半波波长，所所以为深深水波波KN((→)由于水库库容与与与年入沙沙量的的比值大大于1100，水水库库淤积缓缓慢，可可不考虑虑泥沙沙淤积的的影响响。设计情况下的抗抗抗滑稳定定分析析：抗滑稳定安全系系系数满足抗滑稳定要要要求。(C)校核洪水水位情情况（上上游水位233.579m，下游水水位位199..66m）荷载载作作用（以以单宽宽计算）H1=233..5579-11885=48.57799mH2=199..66-185=14.66mHH=48..5799-14..66=33.988mm①自重∑W==2499377.1KKNN(↓)②水重∑W=233990.332KKN((↓)③扬压力扬压压力力折减系数数数=0.255∑U=955005.11KNN((↑)④静水压力∑∑PP=1066677.2KNN(→)⑤浪压力（直直墙墙式）由于坝前水深大大大于半波波长，所所以为深深水波波。=KN((→)由于水库库容与与与年入沙沙量的的比值大大于1100，水水库库淤积缓缓慢，可可不考虑虑泥沙沙淤积的的影响响。校核情况下的抗抗抗滑稳定定分析析：抗滑稳定安全系系系数满足抗滑稳定要要要求。表6－4抗抗滑稳稳定安全全系数列列表：：荷载组合最低安全值（KKKs）设计值正常情况1.051.16设计情况1.051.18校核情况11.19以上三种情况均均均满足抗抗滑稳稳定要求求，所所以坝体体稳定定。6.3坝体应应应力计算算原理理应力计算选用材材材料力学学法，其其基本假假定：：(1)坝体混混凝凝土为均均质，连连续，各各向同同性的弹弹性材材料(2)视坝段段为为固接于于地基基上的悬悬臂梁梁，不考考虑地地基变形形对坝坝体应力力的影影响，并并认为为各坝段段独立立工作，横横缝缝不传力力(3)假定坝坝体体水平截截面上上的正应应力σσy按直线分分布布，不考考虑廊廊道等对对坝体体应力的的影响响。6.4正常情况况况下应力力计算算（坝基基面）6.4.1不计计计扬压力力坝体上游坡n===0.2..;坝体下游游坡m=00..8;上游水深H1＝47.22m；下游水深HHH2=3.6m；截面宽宽度度B＝42.7755坝基面上应力：：：∑W=2647776.944KKN∑P=-11111355.331KNN∑∑M=-11333633.551（1）边缘应力力①水平截面上的的的正应力②剪应力③水平正应力④主应力（2）内部应力力的的计算①坝内水平截面面面上的正应应力力，其中，得到，将代入入入其中可可得与与一致。将x=0代入其其其中可得与与一致。坐坐标标原点取取在下下游坝面面，将将x=00,,10,20,3330,440,,42..755分别代入入式式子中可得得：：表6－5x01020304042.75σy663.22642.69622.17601.64581.11575.47②坝内水平截面面面上的剪应应力力解得，将代入入其中中可得与与一致。将将x==0代入其其中中可得与一致。将将x=0,,100,200,330,440,,42..755分别代入入式式子中可可得：：表6－6x01020304042.75τ501.77400.99287.12160.1620.11-20.69③坝内沿水平截截截面的水平平正正应力，各项系数的的的计算如下下：：因此在坝基截面面面上的表达达式式：，将x=4422.755代入入其中可可得与与一致，将x=000代入其中中可可得与一致。将将x=0,,100,200,330,440,,42..755分别代入式子中中中可得：：表6－7x01020304042.75σx437.42421.84424.01440.36467.33476.14④坝内主应力和和和当时按下式计计算算主应力当时按下式计计算算主应力表6－8主应应力计计算结果果x01020304042.75σ11064.6444948.18666826.82555700.32584.56666579.61σ236116.34666219.35341.68333463.88333472φ1-38.66°°°-37.3°-35.48°°°-31.64°°°-9.736°°°11.31°当x=42.7775时，φ=11.3311°,taanφ=0.22；当当x=0时，φ=-38..666°,,ttanφ=-0..88，与上下下游游坡n=00..2,mm=00.8相一一致致。6.4.2计扬扬扬压力（1）边缘应力力（2）坝内应力力(a)坝底扬扬压压力分布如如如图2所示,将其划分分为为两部分,第一部分分自自上游至至下游游呈直线线变化化,在上游面面，在在下游面面，根根据布拉拉兹原原理，可可直接接写出在在这部部分渗透透压力力作用下下的混混凝土应应力如如下：表6－9x01020304042.75σx-36-67.92-99.84-131.7666-163.6888-172.45558σy-36-67.92-99.84-131.7666-163.6888-172.45558τ000000(b)计算第二二部分分扬压力力作用下下的应应力：正应力：，其中式中：——迎水水水面的扬扬压力力强度——扬压力消失失点点至迎水面面面距离和和坝体体端面总总长度度的比值得到，计算结果果果如下：：表6－10x01020304042.75σy48.13811.52-25.09555-61.71222-98.32999-108.4剪应力：以渗透压力消失失失点O’为界，分分为为左右两两段，分分别列出出其公公式，在在O’下游段：：其中:可得：()在O’上游段：：其中可得（）计算结果如下：：：表6－11x01020304042.75x'5.858.6τ38.5113.5-2.95-10.82666-23.84444-38.23正应力：以渗透压力消失失失点O’为界，分分为为左右两两段，分分别列出出其公公式，在在O’下游段：：其中可得()在O’上游段：：其中可得：（）计算结果如下：：：表6－12x01020304042.75x'5.858.6σx30.80813.55864.142-198.56662-291.9将不计扬压力时时时的应力力与只只有扬压压力时时的应力力叠加加即可得得计扬扬压力时时的应应力情况况。合成后的应力如如如下：表6－13x01020304042.75σy675.35555586.29333497.23408.16888319.10666294.61444σx432.22777367.47888330.17555312.74444105.0922211.777τ540.28444414.49333284.17888149.33888-3.73-58.92444由上表可知，xxx=422.775和x=0时的的坝坝内应力力σy，σx，τ与边缘应应力力均相一致致。(3)计算主应应力当时按下式计计算算主应力当时按下式计计算算主应力主应力计算结果果果：表6－14x01020304042.75σ11107.5888905.57709.9517.23319.17306.4σ2-0.0001112248.196117.50333203.68105.02777-0.007777φ1-38.66°°°-37.61°°°-36.81°°°-36.14°°°1.0°11.31°当x=42.7775时，φ=11.3311°,taanφ=0.22；当当x=0时，φ=-38..666°,,ttanφ=-0..88，与上下下游游坡n=00..2,mm=00.8相一一致致。6.5校核情况况况下应力力计算算（坝基基面）6.5.1不计计计扬压力力求坝基面上应力力力：坝体上游坡n===0.2..;坝体下游游坡m=00..8;上游水深H1＝48.57799m；下游水深HHH2=14.66m；截面宽宽度度B＝42.7755坝基面上应力：：：∑W=2732227.422KKN∑P=-11006822.7782KKN∑∑M=-33333366.4446（1）边缘应力力①水平截面上的的的正应力由公式，(，为上下游边边缘缘应力）可可可得：②剪应力③水平正应力④主应力（2）内部应力力的的计算①坝内水平截面面面上的正应应力力，其中，得到，将代入入入其中可可得与与一致，将代入其中可得得得与一致。将将x=0,,100,200,330,440,,42..755分别代入入式式子中可得得：：表6－15x01020304042.75σy748.68444697.48111646.27888595.07666543.87333529.79222②坝内水平截面面面上的剪应应力力解得，将代入入其中中可得与与一致。将代入其中可得得得与一致。将将x=0,,100,200,330,440,,42..755分别代入入式式子中可可得：：表6－16x01020304042.75τ482.14777381.6272.28333154.1999927.347-9.074③坝内沿水平截截截面的水平平正正应力，各项系数的的的计算如下下：：因此在坝基截面面面上的表达达式式：将代入可得与一一一致，将代代入入可得与一致。将将x=0,,100,200,330,440,,42..755代入式子子中可可得：表6－17x01020304042.75σx531.71777515.15492.32111476.26111480486.23555④坝内主应力和和和当时按下式计计算算主应力当时按下式计计算算主应力主应力计算结果果果：表6－18X01020304042.75σ11134.4998.65333852.25555700.91555553.98222531.60777σ2146213.97888286.34444370.42111469.89333484.42φ1-38.66°°°-38.28°°°-37.11°°°-34.47°°°-0.428°°°11.31°当x=42.7775时，φ=11.3311°,taanφ=0.22；当当x=0时，φ=-38..666°,,ttanφ=-0..88，与上下下游游坡n=00..2,mm=00.8相一一致致。6.5.2计扬扬扬压力（1）边缘应力力（2）坝内应力力(a)坝底底底扬压力力分布布如图2所示,将其划分分为为两部分,第一部分分自自上游至至下游游呈直线线变化化,在上游面面，在在下游面面根据据布拉兹兹原理理，可直直接写写出在这这部分分渗透压压力作作用下的的混凝凝土应力力如下下：表6－19x01020304042.75σx-146-174.4444-202.8888-231.3222-259.7666-267.5888σy-146-174.4444-202.8888-231.3222-259.7666-267.5888τ000000(b)计算第二二部分分扬压力力作用下下的应应力正应力：，其中式中：——迎水水水面的扬扬压力力强度——扬压力消失失点点至迎水面面面距离和和坝体体端面总总长度度的比值得到，计算结果果果如下：：表6－20x01020304042.75σy34.858.34-18.17-44.68-71.19-78.48剪应力：以渗透压力消失失失点O’为界，分分为为左右两两段，分分别列出出其公公式，在在O’下游段：：其中可得()在O’上游段：：其中可得（）计算结果如下：：：表6－21x01020304042.75x'5.858.6τ27.889.77-2.13-7.84-17.26-27.68正应力：以渗透压力消失失失点O’为界，分分为为左右两两段，分分别列出出其公公式，在在O’下游段：：其中可得()在O’上游段：：其中可得（）计算结果如下：：：表6－22x01020304042.75x'5.858.6σx22.39.824.353-143.7555-211.3222将不计扬压力时时时的应力力与只只有扬压压力时时的应力力叠加加即可得得计扬扬压力时时的应应力情况况。合成后的应力如如如下：表6－23x01020304042.75σy637.53531.38425.23319.08212.93183.74σx408.02350.53293.79247.9476.497.33τ510.02666391.37270.15146.3610.085-36.75由上表可知，xxx=422.775和x=0时的的坝坝内应力力σy，σx，τ与边缘应应力力大致相等等，其其中与x=422..75时的的值值有一定定误差差。(3)计算主应应应力当时按下式计计算算主应力当时按下式计计算算主应力主应力计算结果果果：表6－24x01020304042.75σ11045.5555842.64637.54434.13213.67191.08666σ2-0.000222939.2781.48132.8975.75-0.02φ138.66°°°-38.5°°°-38.16°°°-38.17°°°-4.21°11.3222°当x=42.7775时，φ=11.3322°,taanφ=0.22；当当x=0时，φ=-38..666°,,ttanφ=-0..88，与上下下游游坡n=00..2,mm=00.8相一一致致。6.6正常情况况况下应力力计算算（上游游转折折点）6.6.1不计计计扬压力力求坝基面上应力力力坝体上游坡n===0.;坝体下游游坡m=00..8;上游水深H1＝27.22m；下游水深HHH2=0m；截面宽宽度度B＝22.77554m坝基面上应力：：：∑W=921777.12KKNN∑P=-337760..111KN∑∑M=211888.993（1）边缘应力力①水平截面上的的的正应力②剪应力③水平正应力④主应力（2）内部应力力的的计算①坝内水平截面面面上的正应应力力，其中，得到，将代入入入其中可可得与与一致。将x=0代入其其其中可得与与一致。坐坐标标原点取取在下下游坝面面，将将x=00,,5,10,1115,220,,222.7754分别代入入式式子中可得得：：表6－25x0510152022.754σy379.71390.85888402.00777413.15555424.30333430.44444②坝内水平截面面面上的剪应应力力解得，将代入入其中中可得与与一致。将x=0代入其其其中可得与与一致。将将x=0,,5,,10,,155,200,222.77544分别代入入式式子中可可得：：表6－26x0510152022.754τ303.76888250.76888190.02333121.5333345.2980③坝内沿水平截截截面的水平平正正应力，各项系数的的的计算如下下：：因此在坝基截面面面上的表达达式式：，将x=2222.7554代代入其中中可得得与一致，将将x==0代入其中中可可得与一致。将将x=0,,5,,10,,155,200,222.77544分别代入入式式子中可得得：：表6－27x0510152022.754σx243.01444228.49333236.20222253.83666269.08666272④坝内主应力和和和当时按下式计计算算主应力当时按下式计计算算主应力主应力计算结果果果：表6－28x0510152022.754σ1622.72444573.25777526.42444478.80999436.55666430.44444σ2046.094111.78555188.18222256.83444272φ1-38.66°°°-36.03°°°-33.21°°°-28.38°°°-15.14°°°0当x=22.77754时，φ=0,ttaanφ=0；当x=00时，φ=-38..666°,,ttanφ=-0..88，与上下下游游坡n=00,,m=00.88相一致。6.6.2计扬扬扬压力(1)边缘应力力力(2)坝内应力力力(a)坝底扬扬压压力分布如如如图2所示,将其划分分为为两部分,第一部分分自自上游至至下游游呈直线线变化化,在上游面面，在在下游面面，根根据布拉拉兹原原理，可可直接接写出在在这部部分渗透透压力力作用下下的混混凝土应应力如如下：表6－29x0510152022.754σx0-18.73-37.45777-56.18666-74.91444-85.23σy0-18.73-37.45777-56.18666-74.91444-85.23τ000000(b)计算第二二部分分扬压力力作用下下的应应力：正应力：，其中式中：——迎水水水面的扬扬压力力强度——扬压力消失失点点至迎水面面面距离和和坝体体端面总总长度度的比值得到，计算结果果果如下：：表6－30x01020304042.75σy30.1258.588-12.94888-34.48444-56.02-67.88333剪应力：以渗透压力消失失失点O’为界，分分为为左右两两段，分分别列出出其公公式，在在O’下游段：：其其其中可得()在O’上游段：：其中可得（）计算结果如下：：：表6－31x0510152022.754x'1.8464.6τ24.112.4080.717-10.97444-10.544441.1正应力：以渗透压力消失失失点O’为界，分分为为左右两两段，分分别列出出其公公式，在在O’下游段：：其中可得()在O’上游段：：其中可得（）计算结果如下：：：表6－32x01020304042.75x'1.8464.6σx19.2814.3579.4344.511-73.40333-185将不计扬压力时时时的应力力与只只有扬压压力时时的应力力叠加加即可得得计扬扬压力时时的应应力情况况。合成后的应力如如如下：表6－33x0510152022.754σy409.83555380.71888351.60222356.96999293.36999277.33222σx262.29444224.12111208.17999202.16111120.769991.762τ327.86888263.17666190.74000110.5599934.7541.101由上表可知，xxx=22..7754和x=0时的的坝坝内应力力σy，σx，τ与边缘应应力力大致相同同，与与x=22..7754时的σx，τ有一定的的误误差。(3)计算主应应应力当时按下式计计算算主应力当时按下式计计算算主应力主应力计算结果果果：表6－34x0510152022.754σ1672.12999576.99666483.66666414.52888300.10444277.33666σ2-0.000222427.84376.115144.6114.034441.758φ1-38.66°°°-36.72°°°-34.777°-27.5°°°-10.97°°°0.23°当x=22.77754时，φ=0.2233°,ttaanφ=0.0004；当x=00时，φ=-38..666°,,ttanφ=-0..88，与上下下游游坡n=00..2,mm=00.8基本本一一致。6.7正常情况况况下应力力计算算（A-AA截面）6.7.1不计计计扬压力力求坝基面上应力力力：坝体上游坡n===0.;坝体下游游坡m=00..8;上游水深H1＝12.22m；下游水深HHH2=0m；截面宽宽度度B＝10.775536mm坝基面上应力：：：∑W=318555.73KKNN∑P=-88005.111KKN∑∑M=-44553.77988（1）边缘应力力①水平截面上的的的正应力②剪应力③水平正应力④主应力（2）内部应力力的的计算①坝内水平截面面面上的正应应力力，其中，得到，将代入入入其中可可得与与一致。将x=0代入其其其中可得与与一致。坐坐标标原点取取在下下游坝面面，将将x=00,,2,4,6,,,8,100.755366分别代入入式式子中可得得：：表6－35x0246810.753666σy319.79333311.03555302.27777293.52284.76272.7②坝内水平截面面面上的剪应应力力解得，将代入入其中中可得与与一致。将x=0代入其其其中可得与与一致。将将x=0,,2,,4,66,88,100.775366分别别代入式式子中中可得：：表6－36x0246810.754τ255.83555160.0786.31734.5874.8770③坝内沿水平截截截面的水平平正正应力，各项系数的的的计算如下下：：因此在坝基截面面面上的表达达式式：，将x=1100.755366代入其中中可可得与一致，将将x==0代入其中中可可得与一致。将将x=0,,2,,4,66,88,100.775366分别代入入式式子中可得得：：表6－37x0246810.754σx204.66888102.5044466.18472.44598.022122④坝内主应力和和和当时按下式计计算算主应力当时按下式计计算算主应力主应力计算结果果果：表6－38x0246810.754σ1524.46111397.79999330.47298.80444284.88888272.70222σ2015.7437.9967.1697.895122φ1-38.66°°°-28.46°°°-18.08777°-8.687°°°-1.495°°°0当x=10.777536时时，φ=0,ttaanφ=0；当x=00时，φ=-38..666°,,ttanφ=-0..88，与上下下游游坡n=00,,m=00.88相一致。6.7.2计扬扬扬压力（1）边缘应力力（2）坝内应力力(a)坝底扬扬压压力分布如如如图2所示,将其划分分为为两部分,第一部分分自自上游至至下游游呈直线线变化化,在上游面面，在在下游面面，根根据布拉拉兹原原理，可可直接接写出在在这部部分渗透透压力力作用下下的混混凝土应应力如如下：表6－39x0246810.753666σx0-9.912-19.82444-29.73666-39.64888-53.29555σy0-9.912-19.82444-29.73666-39.64888-53.29555τ000000(b)计算第二二部分分扬压力力作用下下的应应力：正应力：，其中式中：——迎水水水面的扬扬压力力强度——扬压力消失失点点至迎水面面面距离和和坝体体端面总总长度度的比值得到，计算结果果果如下：：表6－40x01020304042.75σy16.8175.096-6.625-18.34666-30.06777-46.20444剪应力：以渗透压力消失失失点O’为界，分分为为左右两两段，分分别列出出其公公式，在在O’下游段：：其其其中可得()在O’上游段：：其中可得（）计算结果如下：：：表6－41x0510152022.754x'1.8464.6τ13.4536.8330.214-6.406-3.5891.37正应力：以渗透压力消失失失点O’为界，分分为为左右两两段，分分别列出出其公公式，在在O’下游段：：其中可得()在O’上游段：：其中可得（）计算结果如下：：：表6－42x01020304042.75x'1.8464.6σx10.7637.6724.5821.491-25.94555-66.51将不计扬压力时时时的应力力与只只有扬压压力时时的应力力叠加加即可得得计扬扬压力时时的应应力情况况。合成后的应力如如如下：表6－43x0246810.753666σy336.61306.22275.83263.78215.04666173.20444σx215.43100.2644450.94244.232.432.2τ269.3166.986.5328.181.31.37由上表可知，xxx=100.775366和x=0时的的坝坝内应力力σy，σx，τ与边缘应应力力大致相同同，与与x=22..7754时的σx，τ有一定的的误误差。(3)计算主应应应力当时按下式计计算算主应力当