水利枢纽重力坝施工组织设计

第页第一部分设计计说明书1概述1.1工程地理理理位置大华桥水电站位位位于云南南省怒怒江州兰兰坪县县兔峨乡乡境内内澜沧江江上游游河段上上，距距兰坪县县城777km，是是澜沧江江干流流水电基基地上上游河段段规划划的八座座梯级级电站中中的第第六级，电电站站距黄登登水电电站约40kkm；下邻距距苗尾水水电站站约60kmm。1.2流域概况况况澜沧江是湄公河河河上游在在中国国境内河河段的的名称，藏藏语语拉楚，意意思思为“獐子河河”。它也是是中国西西南地地区的大大河之之一，是是世界界第六长长河，亚亚洲第三三长河河，东南南亚第第一长河河。澜沧江源出青海海海省唐古古拉山山，源头头海拔拔52000米米，主干干流总总长度21339千米，澜澜沧江流流经青青海、西西藏和和云南三三省，在在云南省省西双双版纳傣傣族自自治州勐勐腊县县出境成成为老老挝和缅缅甸的的界河，后后始始称湄公公河。湄湄公河流流经老老挝、缅缅甸、泰泰国、柬柬埔寨寨和越南南，于于越南胡胡志明明市流入入中国国南海。1.3水文气象象象资料（1）洪峰流量量根据水文分析，各各频率下的洪洪水流量列入入下表所示。表1.3-1下坝址址各频率率洪水水成果表表频率(%)0.010.020.050.10.20.5125102050Qm（m³/ss）160001500013700127001160010400931083006950593048903500（2）洪峰单位位过过程线依据观测资料，888个小时的的单位洪峰流流量如表1..3-2所示，其其过程线如图图1.3-11所示。表1.3-2坝址单位位洪水过过程表表小时（h）流量（%）小时（h）流量（%）小时（h）流量（%）06.473081.056026.14212.483273.206225.42425.623467.326424.97647.193660.856624.51860.393856.016823.921066.674051.707022.881267.974247.457221.701469.284444.317420.461669.934640.527619.411871.244837.527818.042073.865034.978017.122279.085232.298216.412490.205430.398415.6226100.005628.638614.842892.165827.398814.12图1.3-1单位洪水水过过程线（3）水库水位位~~库容关系系表1.3-3水位~库库容曲线线水位（m）水库库容（万mmm3）水位（m）水库库容（万mmm3）1406.04440.001455.066610743.77741410.277748.771460.388813677.11171414.9666280.931465.188816940.44411420.0333634.351470.199920457.55561424.76661137.67771472.300022077.44481430.17771908.36661473.399922867.11101434.96662929.91111475.077724418.00051440.20004319.94441476.377725363.77791445.12226151.28881479.288827934.66601450.00008285.06661480.255528854.2222图1.3-2水位~库库容曲线线（4）坝址水位位流流量关系表1.3-4坝址水位位流量关关系表表流量（m3/sss）水位（m）流量（m3/sss）水位（m）5551406.766668441419.62228131407.622278101420.58881211408.888888441421.677715901409.900099321422.699919961411.0111110841423.755524381412.1333122001424.788829001413.2555134001425.811133661414.2999146001426.844438501415.2666158001427.92224449416.42170001429.022251461417.5777182001430.022259311418.6666195001430.9555（5）其它资料料1）坝址区地震震震基本烈度度为为Ⅵ度2）风速及风区区区长度：重重现现期为50年年的年最最大风风速为30..5m//s，多多年平均均最大大风速为166.3m//s计算，风风区长度度为4400m；3）淤沙情况：：：坝前淤沙沙高高程为14006.99m，泥泥沙浮重重度为为9.0kkNN/m3，内摩擦擦角角为15°；；1.4坝址区地地地质构造资资料料坝址处坝基岩体体体以中等等坚硬硬的板岩岩和坚坚硬的石石英砂砂岩互层层为主主，二者者比例例基本为1：：1，层面闭闭合，结结合紧紧密，微微风化化岩体完完整性性较好（RQQD为50%%~700%），从从岩体强强度、抗抗变形能能力上上石英砂砂岩较较好，而而板岩岩较差。河河床床坝基岩岩体质质量以Ⅲ1类为主，两两两岸石英英砂岩岩多为Ⅲ1~Ⅳ1、板岩多多为Ⅲ2~Ⅳ1类，承载力力总体能能满足足要求。坝坝基基断裂构构造不不发育，两两岸岸岩层层层序对对应关系系正常常，主要要结构构面为单单一的的横河向向、陡陡角度略略倾向向下游的的层面面，且多多为胶胶结较好好的硬硬性结构构面，对对坝基稳稳定影影响较小小。表1.4-1坝坝坝址区岩体体力力学参数数表岩性岩石饱和抗压强度岩石饱和抗拉强度岩石饱和密度泊松比模量值岩体/岩体允许承载力抗剪断抗剪变模E0弹模Esf′c′fMPaMPag/cm3GPaMPaMPa板岩402.52.770.23690.900.800.656砂岩0.208101.01.550.7岩石与混凝土间间间抗剪断断强度度参数=00..85~~0..95，粘聚聚力=0..880~00.995MPPa；；抗剪强强度参参数=0..665.1.5筑坝材料料料（1）当地材料料。勘勘测结果果如下。1）砂：河沙AAA：在坝址址下下游3~5kkm处，颗粒粒较粗，其其主主要颗粒粒直径径在0.5~~1.0之间间，，不均均匀匀系数。砂砂均均在正常常河水水附近，含含泥泥量约为3..5%，沿河河有公路路可通通。河砂B：：在坝址址下游游20kmm处处，粒径径较小小，，不均均匀匀系数。2）石料：岩石石石物理性质质：：比重为2..65tt/mm3,干抗压极极限强度度为1140MMPaa，饱和抗抗压压极限强强度为为105MMPPa，经过225次冻融后后抗压极极限强强度为1055MPa。3）土料：有黏黏黏土、沙壤壤土土及土皮皮土风风化料，其其分分布、储储量及及性质见见表11.5--1、11,5--2。表1.5-1建筑材料料性质表表土壤名称土壤特性河砂A河砂B黏土沙壤土土皮山土壤干容重（kkkPa）16161716.616孔隙率0.450.420.350.380.398内摩擦系数（自自自然含水水量）0.600.550.350.300.60内摩擦系数（饱饱饱和含水水量）0.600.550.240.280.50粘结力c（kPPPa）001001000渗透系数K（cccm/s）2.0×1036.0×1034.0×1071.0×1051.0×103天然含水量（%%%）2017最优含水量（%%%）191822.5压缩模量E（kkkPa）1200010000表1.5-2当地材料料分布及及储量量表部位=1\*ROMANI=2\*ROMANII=3\*ROMANIII=4\*ROMANIV材料石料砂壤土黏土石料位置坝址上游2km右岸坝址上游2km左岸坝址上游1.3km左岸岸岸坝址上游3.5km右岸岸岸可开采量（万mmm3）1585104）卵石：在本本本河流下游游支支流河口口处有有卵石80××104m3，粒径在在11~200cmm，质地良良好好，可作作为混混凝土骨骨料。（2）外来材料料1）水泥：坝址址址处下游有有一一大水泥泥厂，可可供给本本工程程以足量量的水水泥；2）钢筋：可从从从兰坪县城城运运取；3）木材：距工工工地40kmm的地区可可大大量供应应。（3）交通情况况坝址处交通便利利利，公路路、铁铁路均与与外界界相通，可可满满足本工工程的的设备与与材料料的运输输要求求。1.6工程枢纽纽纽任务与与效益益根据澜沧江流域域域工农业业生产产发展需需要及及县河干干流自自然地理理及社社会经济济条件件，并结结合现现状开发发情况况及现场场查勘勘规划设设想，确确定大华华桥水水电站的的开发发任务是是：以以发电为为主，兼兼顾农业业灌溉溉、防洪洪、城城镇工业业、居居民生活活供水水、人畜畜饮水水、短途途航运运等综合合利用用效益。2枢纽选择和和布布置2.1枢纽建筑筑筑物组成成、工工程等级级及建建筑物级级别划划分2.1.1枢纽纽纽建筑物物组成成根据澜沧江流域域域的开发发任务务，大华华桥水水电站的的效益益主要是是发电电效益，其其次次是兼顾农农业业灌溉、防防洪洪、城镇镇工业业、居民民生活活供水、人人畜畜饮水、短短途途航运等等综合合利用效效益。故该该工程的永永久建筑物物包括挡水水建筑物、泄泄水建筑物物、引水建建筑物、电电站厂房、开开关站等。为为便于施工工，还需要要导流建筑筑物、施工工围堰等临临时建筑物物。2.1.2工程程程等级及及建筑筑物级别别确定定本工程正常蓄水水水位H=14477m，相相应库容V==2.993亿亿m³,根据《水水利水电电工程程等级划划分及及洪水标标准》((见表2.11-1)确定定本工程程的规规模为大大（22）型，工工程程等级为为二等等，再根根据《永永久性水水工建建筑物的的级别别》（表2..1-22)得得相应永永久建建筑物级级别为为2级，次要要建筑物物为33级。最后后根根据《山区区、丘丘陵区水水利水水电永久久性水水工建筑筑物洪洪水标准[[重现期（年年年）]》（表表2.1--33）得该工工程程设计洪洪水重重现期5000年，校核核洪水重重现期期20000年。表2.1-111水利水电电工程分分等指指标工程等别工程规模水库总库容(((108m3)防洪治涝灌溉供水发电保护城镇及工矿矿矿企业的的重要要性保护农田(11104亩)治涝面积灌溉面积供水对象装机容量(104亩)))(104亩)))重要性(104kkkW)I大(1)型型型≥10特别重要≥500≥200≥150特别重要≥120Ⅱ大(2)型型型10～1...0重要500～11100200～6660150～5550重要120～3330Ⅲ中型1.0～000.100中等100～333060～155550～5中等30～5IV小(1)型型型0.10～000.011一般30～515～35～0.555一般5～1V小(2)型型型0.01～000.0001<5<3<0.5<1注：1、水水库库总库容指指指水库最最高水水位以下下的静静库容；2、治涝面面积积和灌溉溉面积积均指设设计面面积。表2.1-2永久性水水工工建筑物物的级级别工程等别永久性建筑物的的的级别主要建筑物次要建筑物I13Ⅱ23Ⅲ34IV45V55表2.1-3山区、丘丘陵陵区水利利水电电永久性性水工工建筑物物洪水水标准[重现期（年年年）]项目水工建筑物级别别别12345设计1000～50000500～10000100～5050～3030～20校核土石坝可能最大洪水（PMF）或100000～500005000～2000002000～1000001000～30000300～20000混凝土坝、浆砌砌砌石坝5000～2000002000～1000001000～50000500～20000200～100002.2坝址、坝坝坝型的选选定2.2.1坝址址址、坝型型选择择的原则则坝址、坝型选择择择是水利利枢纽纽设计的的重要要内容，二二者者相互联联系，不不同的坝坝址可可以选用用不同同的坝型型，同同一个坝坝址也也应考虑虑几种种不同的的枢纽纽布置方方案并并进行比比较。在在选择坝坝址、坝坝型时，应应研研究枢纽纽附近近的地形形地质质条件、水水流流条件和和建筑筑材料、施施工工条件、枢枢纽纽布置等等：(1)地质条件件件。地质质是坝坝址、坝坝型选选择的主主要依依据之一一。拱拱坝、重重力坝坝需建在在岩基基上；土土石坝坝则岩基基、土土基均可可修建建。坝址选择应该注注注意一下下几个个方面的的问题题：①对断层破碎带带带，软弱夹夹层层要查明明其产产状、宽宽度（厚厚度）、充充填填物和胶胶结情情况，对对垂直直水流方方向的的陡倾角角断层层应尽量量避开开，对具具有规规模较大大的垂垂直水流流方向向的断层层或是是存在活活断层层的河岸岸，均均不应选选择坝坝址。②在顺向河谷（指指指岩层走走向与与河流方方向一一致）中中，总总有一岸岸只与与岩层倾倾向一一致的顺顺向坡坡，当岩岩层倾倾角小于于地形形坡角，岩岩层层又有软软弱结结构面时时，在在地形上上存在在临空面面，这这种岸坡坡极易易发生滑滑坡，应应当注意意。③对于岩溶地区区区，要掌握握岩岩溶发育育规律律，特别别要注注意潜伏伏溶洞洞、暗河河、溶溶沟和溶溶槽，必必须查明明岩溶溶对水库库蓄水水和对建建筑物物的影响响。④对土石坝，应应应尽量避开开细细砂、软软粘土土、淤泥泥、分分散性土土、湿湿陷性黄黄土和和膨胀土土等土土基。(2)地形条件件件。河谷谷狭窄窄，地质质条件件良好，适适宜宜修建拱拱坝；；河谷宽宽阔，地地质条件件较好好，可选选用重重力坝或或支墩墩坝；河河谷宽宽阔、河河床覆覆盖层深深厚或或是地质质条件件较差，且且土土石、沙沙砾等等当地材材料储储量丰富富，适适宜修建建土石石坝。在在高山山峡谷区区布置置水利枢枢纽，应应尽量减减少高高边坡开开挖。坝坝址选在在峡谷谷地段，坝坝轴轴线短，坝坝体体工程量量小，但但不利于于泄水水建筑物物等的的布置，因因此此需综合合考虑虑。(3)筑坝材料料料。坝址址附近近应有足足够的的符合要要求的的天然建建筑材材料。(4)施工条件件件。便于于施工工导流，坝坝址址附近特特别是是其下游游应有有开阔地地形，便便于布置置施工工场地；；距离离交通干干线近近，便于于交通通运输；；可与与永久电电网连连接，解解决施施工用电电问题题。(5)综台效益益益。选择择坝址址应综合合考虑虑防洪、灌灌溉溉、发电电、航航运、旅旅游、环环境等各各部门门的经济济效益益。坝址选择与地形形形、地质质条件件、坝型型、枢枢纽布置置和施施工导流流等因因素有关关，在在满足枢枢纽布布置和施施工导导流要求求的前前提下，坝坝轴轴线应尽尽可能能短，以以节省省工程量量。从从地质条条件看看，坝址址应选选在地质质构造造简单，无无大大的地质质构造造的地方方。2.2.2坝址址址的选定定根据以上原则的的的比选，最最终终确定大大华桥桥水电站站位置置，此处河河谷谷狭窄，且且呈呈“U”型。2.2.3坝型型型的选定定可供选择的坝型型型有土石石坝、拱拱坝、面面板堆堆石坝、碾碾压压混凝土土重力力坝等。具具体体比较选选择如如下：（1）土石坝在有条件的情况况况下，为为了节节省材料料，选选择坝型型的时时候应首首先考考虑就地地取材材筑坝，土土石石坝材料料可以以就地取取用，并并且对地地基要要求不是是很高高，能较较好地地适应地地基变变形，结结构简简单，施施工技技术简便便，工工序少，可可以以组织机机械化化快速施施工。但但是坝址址附近近缺乏符符合筑筑坝条件件的土土料，难难以满满足筑坝坝对土土石坝的的需要要量；其其次，土土石坝坝坝顶不不能溢流流，该该河谷较较窄，两两岸陡峻峻，少少有阶地地，施施工导流流不如如混凝土土坝方方便，坝坝体的的断面大大，故故不适合合修建建土石坝坝。（2）拱坝拱坝的工作原理理理：一是是依靠靠拱的作作用，将将力传给给拱座座；二是是依靠靠悬臂梁梁的将将力传给给基岩岩。其主主要特特点：受受力条条件好，河河谷谷形状深深窄较较好；坝坝体积积小，主主要依依靠拱作作用维维持稳定定，自自重作用用影响响不大；；超载载能力强强，安安全度高高；抗抗震性能能好；；施工技技术要要求高，地地基基处理要要求严严格。根据拱坝的特点点点，要求求建造造在狭窄窄的河河谷上；；对地地质条件件较理理想的是是岩石石尽量致致密，质质地均匀匀，有有足够的的强度度﹑不透水性性和和耐久性性；两两岸拱座座基岩岩坚固而而完整整，边坡坡稳定定，没有有大的的断裂构构造和和软弱夹夹层。根据邻近场地资资资料，弱弱风化化钙质板板岩饱饱和状态态下抗抗压强度100.0～155.0MMPaa，为软岩岩。微微风化风风化钙钙质板岩岩饱和和状态下下抗压压强度25..0～30..0MPPa，为为较软岩岩。片片岩强度度具有有明显的的各向向异性，单单轴轴抗压试试验其其受力方方向与与片理的的夹角角约50°，易沿片片理理、破坏坏，当当云母含含量多多时，其其强度度降低明明显。故故岸边岩岩石强强度不符符合要要求，不适适合合修建拱拱坝。（3）面板堆石石坝坝经初步估算，在在在坝址附附近没没有足够够的砂砂石料，不不能能满足建建坝的的材料要要求；；若采用用面板板堆石坝坝，对对于所需需的材材料要从从较远远的地方方开采采﹑运输，增增加加了投资资成本本；其次次，面面板堆石石坝对对地基沉沉陷较较敏感，面面板板变形﹑开裂问题题较较难解决决，坝坝体周边边缝的的处理也也是难难题之一一；另另外，施施工过过程中要要采取取隧洞导导流，并并要在岸岸边单单独修建建溢洪洪道，工工程开开挖量大大，增增加投资资，故故不适合合修建建面板堆堆石坝坝。（4）碾压混凝凝土土重力坝碾压混凝土重力力力坝与常常态混混凝土重重力坝坝相比，具具有有以下优优点：：工序程程序简简单，可可快速速施工，缩缩短短工期，提提前前发挥工工程效效益；胶胶凝材材料用量量少，特特别是水水泥的的用量少少，由由于水泥泥用量量减少，结结合合薄层大大仓面面浇筑，坝坝体体内部混混凝土土的水化化热温温升可大大大降降低，从从而简简化了温温控措措施；不不设纵纵缝，节节省了了模板和和灌浆浆等费用用，可可使用大大型施施工机械械设备备，提高高混凝凝土运输输和浇浇筑的工工效。但但是也有有缺点点，如坝坝体混混凝土需需要分分区，各各分区区混凝土土的级级配等。结合设计内容，综综合考虑各方方面因素，故故确定选择碾碾压混凝土重重力坝设计方方案。2.3枢纽布置置置2.3.1枢纽纽纽布置的的原则则重力坝的坝轴线线线一般采采用直直线。但但是有有时由于于地形形﹑地质或其其它它条件限限制，采采用折线线或者者曲线。坝体布置应结合合合水利枢枢纽通通盘考虑虑。在在一般情情况下下，泄洪洪建筑筑物和厂厂房应应尽量布布置在在主河床床位置置。过船船和过过木建筑筑物不不宜与厂厂房布布置在同同一侧侧。灌溉﹑供水建筑筑物物一般位位于岸岸坡，过过鱼设设施宜靠靠近厂厂房等经经常过过水建筑筑物。还还应妥善善解决决排沙及及冲淤淤等问题题。位位于流量量较大大而河面面较窄窄的河道道上的的高坝式式水利利工程，可可考考虑研究究坝内内式电站﹑厂房顶溢溢流流式电站﹑厂房前挑挑流流式电站站或者者地下式式电站站等布置置型式式。位于于宽广广河道上上的中中﹑低坝，可可利利用电站站厂房房挡水代代替一一部分坝坝体。上坝道路的布置置置应有利利于特特大洪水水时进进行抢护护的交交通需要要。大型枢纽工程的的的坝体布布置，应应经水工工模型型试验，验验证证运行期期及施施工期的的流态态和冲淤淤状况况是否满满足各各项建筑筑物的的运用需需要。模模型范围围应包包括下游游河床床及两岸岸可能能冲淤部部位。中中型工程程应尽尽量进行行一定定的水工工模型型试验。枢纽布置主要考考考虑以下下原则则：（1）过坝水流流应应尽量顺直直直归槽；；（2）尽量减少少开开挖和地基基基处理工工程量量；（3）有效利用用峡峡谷空间使使使布局协协调紧紧凑；（4）重视枢纽纽建建筑物的综综综合利用用；（5）简化施工工导导流程序。2.3.2枢纽纽纽布置方方案的的选定该工程枢纽建筑筑筑物主要要包括括：非溢溢流坝坝段、溢溢流坝坝段、引引水系系统、电电站厂厂房等。（1）非溢流坝坝的的布置。非非非溢流坝坝一般般布置在在河岸岸部分并并与岸岸坡相连连，非非溢流坝坝与溢溢流坝或或其他他建筑物物相连连处，常常用边边墙、导导墙隔隔开。连连接处处尽量使使迎水水面在同同一平平面上，以以免免部分建建筑物物受侧向向水压压力作用用改变变坝体的的应力力。在宽宽阔河河道上以以及岸岸坡覆盖盖层、风风化层极极深时时，非溢溢流坝坝段也可可采用用土石坝坝。（2）溢流坝的的布布置。溢流流流坝的位位置应应使下泄泄洪水水、排冰冰时能能与下游游平顺顺连接，不不致致冲淘坝坝基和和其他建建筑物物的基础础，其其流态和和冲淤淤不致影影响其其他建筑筑物的的使用，一一般般布置在在河谷谷的最深深处对对应位置置。根据各布置原则则则，最终终选用用的枢纽纽布置置方案为为：混混合式开发发，坝址址位于河河谷“U”形处，引引水水线路布布置于于河道右右岸。2.4调洪演算算算2.4.1水库库库运行方方式本工程坝型为混混混凝土重重力坝坝，为充充分利利用混凝凝土坝坝坝身泄泄水的的特点，泄泄水水方式选选用表表孔溢流流式。当当水库来来水量量小于防防洪限限制水位位下的的下泄流流量时时，用闸闸门控控制下泄泄流量量，即来来多少少水泄多多少水水，保持持防洪洪限制水水位不不变；当当水库库来水量量大于于防洪限限制水水位下的的下泄泄流量并并小于于下游承承受的的最大洪洪水量量，打开开闸门门敞泄，水水库库水位将将逐渐渐升高，库库容容也相应应增大大；当下下泄流流量增大大到下下游所能能承受受的最大大泄量量时，考考虑到到下游防防洪标标准，用用闸门门控制下下泄量量在下游游承受受的最大大洪水水量，即即大坝坝的安全全泄量量，把多多余的的洪水拦拦蓄在在水库内内。此此时水位位将在在本次洪洪水中中达到最最高，库库容将达达到最最大。2.4.2调洪洪洪演算的的目的的水库调洪计算的的的直接目目的，在在于求出出水库库逐时段段的蓄蓄水﹑泄水变化化过过程，从从而获获得调节节该次次洪水后后的水水库最高高洪水水位和最最大下下泄流量量，以以及对应应的水水库库容容，以以用于进进一步步防洪计计算分分析。2.4.3调洪洪洪演算的的基本本原理及及计算算方法水库调洪计算的的的基本原原理，是是逐时段段地联联立求解解水库库的水量量平衡衡和泄蓄蓄方程程，即圣圣维南南方程组组：调洪演算的具体体体方法有有多种种，目前前常用用的有：：列表表试算法法，半半图解法法和简简单三角角形法法。这三三种方方法各有有优缺缺点：列表试算法的结结结果较为为准确确，并适适用于于计算时时段改改变，泄泄流规规律变化化的情情况，且且便于于使用计计算机机进行计计算，是是水库调调洪计计算的基基本方方法。但但是采采用手算算时列列表试算算法计计算工作作量较较大。半图解法常用的的的有单辅辅助线线法和双双辅助助线法，采采用用手算时时比较较简单，同同时时也可以以用计计算机绘绘制辅辅助曲线线，但但半图解解法不不适用于于计算算时段不不同或或者泄流流规律律变化的的情况况。简单三角形的使使使用条件件是：：溢洪道道上面面没有闸闸门的的控制，汛汛前前水位与与堰前前水位齐齐平，入入库洪水水和出出库洪水水均可可以简化化为三三角形。特特别别是有闸闸门的的溢洪道道及泄泄洪洞，其其泄泄流过程程与直直线变化化不大大时，不不易采采用此方方法。在本工程中，采采采用半图图解法法进行洪洪水调调节计算算。2.4.4调洪洪洪演算的的基本本资料1.工程等级及及防防洪标准在2.1.2中中中，已经确确定定大华桥桥电站站为大（2）型型工程，主主要要建筑物物级别别为2级，次次要建筑筑物级级别为3级。防防洪标准准为：：设计洪洪水标标准为5000年一遇，校校校核洪水水标准准为20000年一遇；；对对应洪水水重现现期频率率分别别为：设设计洪洪水0.2%%，校核洪洪水水0.055%%。2.大华桥水库库水水位库容关关关系表及及曲线线，见表2..4.44-11，图2.44.4--1。表2.4.41水库水水位库容容关系系表水位（m）水库库容（万mmm3）水位（m）水库库容（万mmm3）1406.04440.001455.066610743.77741410.277748.771460.388813677.11171414.9666280.931465.188816940.44411420.0333634.351470.199920457.55561424.76661137.67771472.300022077.44481430.17771908.36661473.399922867.11101434.96662929.91111475.077724418.00051440.20004319.94441476.377725363.77791445.12226151.28881479.288827934.66601450.00008285.06661480.255528854.2222图2.4.41水库水水位库容容关系系曲线图图3.大华桥水库库坝坝址水位流流流量关系系表及及曲线，见见表表2.4..44-2。表2.4.42水库坝坝址水位位流量量关系表表水位（m）水库库容（万mmm3）水位（m）水库库容（万mmm3）1406.04440.001455.066610743.77741410.277748.771460.388813677.11171414.9666280.931465.188816940.44411420.0333634.351470.199920457.55561424.76661137.67771472.300022077.44481430.17771908.36661473.399922867.11101434.96662929.91111475.077724418.00051440.20004319.94441476.377725363.77791445.12226151.28881479.288827934.66601450.00008285.06661480.255528854.22224.大华桥电站站典典型洪水过过过程线表表，见见表2.4..4-3。表2.4.43典型洪洪水过程程线小时（h）流量（%）小时（h）流量（%）小时（h）流量（%）06.473081.056026.14212.483273.206225.42425.623467.326424.97647.193660.856624.51860.393856.016823.921066.674051.707022.881267.974247.457221.701469.284444.317420.461669.934640.527619.411871.244837.527818.042073.865034.978017.122279.085232.298216.412490.205430.398415.6226100.005628.638614.842892.165827.398814.122.4.5调洪洪洪演算过过程该工程的泄水建建建筑物采采用WWES式实用用溢流堰堰，其其泄洪能能力可可用公式式：式中:—上游面坡度影影影响修正系系数数，在这这里上上游面竖竖直，取取1.0；—侧收缩系数，与与与边墩及及闸墩墩头部的的型式式﹑堰孔的数数目目﹑堰孔的尺尺寸寸以及全全水头头有关，可可按按下面的的经验验公式计计算，式式中为堰孔孔的的数目；；为堰堰顶全水水头；；为边墩形形状状系数；；为闸闸墩形状状系数数；在此此设计计中可取0..92。—淹没系数，为为为自由出流流，取取1.0；—流量系数，曲曲曲线形实用用堰堰的流量量系数数初步设设计时时采用0.55；—为堰孔数，为为为一个堰孔孔的的净宽；；—为重力加速度度度，通常取取99.811m//s2；—计上行进流速速速水头的堰堰上上总水头头（mm）,近似取取=上游水位位-堰顶高程程。泄洪全部采用表表表孔溢流流，假假定不同同的溢溢流堰净净宽BB和堰顶高高程程Z进行方案案的比较较确定定符合要要求以以及最优优的方方案。最最优方方案为堰堰顶高高程14622m，防洪限限制水位14474m，55孔，每孔孔净净宽16m，计计算过程程详见见计算书书，具具体计算算结果果见表2.44.5--1。表2.4.51各种工况况下水位﹑流量资料料上游水位(m)))最大下泄流量(((m3/s)下游水位(m)))正常1477.01408.2000设计1478.355510778.66691423.4666校核1480.266612724.99911425.23333非溢流坝段段设设计3.1剖面设计计计原则重力坝是在水压压压力和扬扬压力力等荷载载的作作用下，主主要要依靠坝坝体自自重产生生的抗抗滑力来来满足足稳定要要求；；同时依依靠坝坝体自重重产生生的压应应力来来抵消由由于水水压力所所引起起的拉应应力，以以满足强强度要要求。非溢流坝剖面设设设计的基基本原原则是：①满足稳定定和和强度要要求，保保证大坝坝安全全；②工程量小小，造造价低；③结构合理理，运运用方便便；④④利于施工工，方方便维修修。遵循以上原则拟拟拟订出的的剖面面，需要要经过过稳定及及强度度验算，分分析析是否满满足安安全和经经济的的要求，坝坝体体剖面可可以参参照以前前的工工程实例例，结结合本工工程的的实际情情况，先先行拟定定，然然后根据据稳定定和应力力分析析进行必必要的的修正。重重复复以上过过程直直至得到到一个个经济的的剖面面。3.2剖面的拟拟拟定3.2.1确定定定坝顶高高程根据调洪演算结结结果，可可得水水库的设设计洪洪水位为14478..355m，校核洪洪水位为14480..266m。坝顶高高程应高高于校校核洪水水位，坝坝顶上游游防浪浪墙的高高程，应应高于波波浪顶顶高程。防防浪浪墙顶至至正常常蓄水位位、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，mm；；—波浪中心线高高高于静水位位的的高度，m；；—安全加高，mmm；按表3..2-1选用用，对于该该工工程，基基本情情况＝0..5m，特殊情情况况＝0.4m。表3.2.11安全加加高运用情况坝的级别123设计情况（基本本本情况）0.70.50.4校核情况(特殊殊殊情况)0.50.40.3根据SL3199--200555《混凝土土重重力坝设设计规规范》该该水库库属于峡峡谷水水库，故故可按下面面的官官厅公式式计算算：式中：为计算风速，单单单位m/ss，是指水水面以以上10m处处10miinn的风速平平均均值，水水库为为正常蓄蓄水位位和设计计洪水水位时，宜宜采采用相应应季节节50年重现现期的最最大风速速；校校核洪水水位时时，宜采采用相相应洪水水期最最大风速速的多多年平均均值；；为风作用用于水水域的长长度，kmm，称为吹吹程，按按回水长长度计计算。计算算风风速在水水库正正常蓄水水位和和设计洪洪水位位时，宜宜采用用相应洪洪水期期多年平平均最最大风速速的11.5～2.0倍，校校核洪水水位时时宜采用用相应应洪水期期多年年平均最最大风风速。根据给定资料：：：历年最最大风风速30.55m/s，风风作用于于水域域的长度度约00.4kkm。不不同工况况下计计算风速速取值值见表3.22.1--2：：表3.2.12不同工工况下计计算风风速取值值计算情况库水位(m)吹程(km)最大风速(m///s)计算风速(m///s)正常工况1477.00000.430.545.75设计工况1478.35550.430.545.75校核工况1480.26660.416.316.30计算时，对于波波波高，当=200～250时，为累累计频频率5%的波高高；当=2550～10000时，为为累计频频率10%%的波高。规规范规定应应应采用累累计频频率为1%%时的波高高，对应于于5%波高，应应乘以以1.244；对应于于10%波高高，应乘以以以1.411。坝顶上游防浪墙墙墙顶高程程按下下式计算算：防浪墙高程=正正正常蓄水水位++防浪墙高程=设设设计洪水水位++防浪墙高程=校校校核洪水水位++式中：、、分别别别为防浪浪墙顶顶距正常常蓄水水位、设设计洪洪水位和和校核核洪水位位的高高度。由由于正正常蓄水水位、设设计洪水水位和和校核洪洪水位位在计算算坝顶顶超出静静水位位时，所采采用的的风速计计算值值及安全全超高高值不一一样，所所以在决决定坝坝顶高程程时，应应按正常常工况况、设计计工况况和校核核工况况分别求求出坝坝顶高程程，但但坝顶高高程应应高于校校核水水位。计算过程详见计计计算书，计计算算结果见见表33.2..1--3：表3.2.13计算结结果计算情况（m）（m）（m）（m）防浪墙顶高程（m）正常情况1.7430.4750.52.7181479.71118设计情况1.7430.4750.52.7181481.06668校核情况0.4800.1010.40.9811481.24441为保证大坝的安安安全运行行，应应该选用用其中中的较大大值，故故选取防防浪墙墙顶高程程＝114811.2241m，在在坝顶上上游面面设置有有与坝坝体连成成整体体的防浪浪墙，取防防浪墙高为为1.2m，坝顶高高程=防浪墙顶顶高程-1.22=14881.2441-1..2=14480.0041m<<14800.26mm，取坝顶顶高程为14811.00mm。3.2.2确定定定坝基高高程修建在岩基上的的的重力坝坝，其其坝址由由于经经受长期期的地地质作用用，一一般都有有风化化、节理理、裂裂隙等缺缺陷，有有时还有有断层层、破碎碎带和和软弱夹夹层，所所有这些些都需需要采取取适当当的有针针对性性的措施施，以以满足建建坝要要求。坝坝基处处理时，要要综综合考虑虑地基基及其上上部结结构之间间的相相互关系系，有有时甚至至需要要调整上上部结结构形式式，使使其与地地基工工作相协协调。地地基处理理的主主要任务务是：：防渗和和提高高基岩的的强度度和整体体性。河床高程约为1114000m，地地基开挖挖时河河床上的的冲积积砂夹石石层、冲冲积粘土土夹碎碎石层必必须清清除，坝坝址处处河床覆盖盖层厚厚6～10mm。原则上应考虑技技技术加固固处理理后，在在满足足坝的强强度和和稳定的的基础础上，减减少开开挖。基基础中中存在的的局部部工程地地质缺缺陷，例例如表表层夹泥泥裂缝缝、强风风化区区、断层层破碎碎带、节节理密密集带及及岩溶溶充填物物等均均应结合合基础础开挖予予以挖挖除。初初步定定出开挖挖深度度25m，确定的的建基基面最低低开挖挖高程为▽13755..00m。因此，最大坝高高高为106m。3.2.3拟定定定坝顶宽宽度根据交通和运行行行管理的的需要要，坝顶顶应有有足够的的宽度度。一般般取坝坝高的8%～10%，且不不小于2m。当当在坝顶顶布置置移动式式启闭闭机时，坝坝顶顶宽度要要满足足安装门门机轨轨道的要要求。按按坝高的的10%计算算，即为1110.6米，考考虑到上上游防防浪墙、下下游游侧护栏栏、排排水沟槽槽及两两边人行行道等等，取坝坝顶宽宽为17.55m，以满足足大坝坝维修作作业通通行需要要。3.2.4拟定定定剖面尺尺寸根据规范SL33319--20005规定定，非溢流流流坝段的的基本本断面呈呈三角角形，其其顶点点宜在坝坝顶附附近。基基本断断面上部部设坝坝顶结构构。坝坝体的上上游面面可为铅铅直面面、斜面面或折折面。根据工程经验，一一般情况下下，上游坝坝坡坡率n=0～0.2，常做出出铅直或上上部铅直下下部倾向上上游；下游游坝坡坡率率m=0..6～0.8；底宽约约为坝高的的0.7～0.9倍。初步步拟定时，该该大坝坝高高中点处向向上游倾斜斜，上游坡坡率取n=0..2，下游坡坡率取m=0..75。3.2.5坝底底底宽度拟拟定坝底宽度约为坝坝坝高的0..7～0.9倍，本本工程的的坝高高为106m，通过已已经确确定的上上下游游坝坡坡坡率，最最终确定定坝底底宽度B==90.11m。3.2.6基础础础灌浆廊廊道尺尺寸拟定定坝内必须设基础础础灌浆廊廊道，兼兼作灌浆浆、排排水和检检查之之用。帷幕灌浆需要在在在坝体浇浇筑到到一定高高度后后进行，以以便便利用混混凝土土压重提提高灌灌浆压力力，保保证灌浆浆质量量。为此此需要要在坝踵踵附近近距上游游坝面面0.055～～0.1倍作作用水头﹑且不小于4～～5m处设置置灌浆廊廊道。廊廊道断面面多为为城门洞洞形，宽宽度和高高度应应能满足足灌浆浆作业的的要求求，一般般宽为为2.5～33m，高为33～4m，地地面距基基岩面面不宜小小于11.5倍廊道道宽度。灌灌浆浆廊道兼兼有排排水作用用，需需要在其其上游游侧设排排水沟沟，下游游侧设设坝基排排水孔孔幕及扬扬压力力观测孔孔，并并在靠近近廊道道的最低低处设设置集水水井，汇汇集从坝坝基和和坝体的的渗水水，然后后，经经横向排排水管管自流或或水泵泵抽水排排至下下游坝外外。灌浆廊道随着坝坝坝基面由由河床床向两岸岸逐渐渐升高，坡坡度度不宜陡陡于4400～450，以便钻钻孔、灌灌浆及其其设备备的搬运运。本次设计基础灌灌灌浆廊道道断面面取3.00×3.5mm，形状采采用城城门洞型型；廊廊道上游游壁离离上游面面的距距离应满满足防防渗要求求，本本次设计计取110m；为满满足压力力灌浆浆，基础础灌浆浆廊道距距基岩岩面取4.55m。初步拟定坝体形形形状剖面面如图图3.2..66-1所示。图3.2.61非溢流流坝段剖剖面尺寸寸图3.3荷载组合合合及其计计算重力坝的主要荷荷荷载主要要有：：自重、静静水水压力、扬扬压压力、动动水压压力﹑波浪压力力、泥泥沙压力力、冰冰压力﹑土压力﹑温度作用﹑风压力﹑地震作用用等，常常取1m坝长进行行计计算。荷载组合可分为为为基本组组合与与特殊组组合两两类。基基本组组合属于于设计计情况或或正常常情况，由由同同时出现现的基基本荷载载组成成。特殊殊组合合属校核核情况况或非常常情况况，由同同时出出现的基基本荷荷载和一一种或或几种特特殊荷荷载组成成。设设计时应应从这这两类组组合中中选择几几种最最不利的的、起起控制作作用的的组合情情况进进行计算算，使使之满足足规范范中规定定的要要求。本次设计考虑的的的基本荷荷载组组合为正正常蓄蓄水位和和设计计洪水位位；特特殊组合合为校校核洪水水位，它它们分别别考虑虑的荷载载如表表3.3-11所所示：表3.3-1荷载组合合表表荷载组合主要考虑情况荷载自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力基本组合（1）正常蓄水水位位情况√√√√√（2）设计洪水水位位情况√√√√√特殊组合（1）校核洪水水位位情况√√√√√下面就各种情况况况计算相相应荷荷载，计计算示示意图见见图33.3--1::图3.3-1重力坝基基本本荷载示示意图图荷载计算过程详详详见计算算书，计计算结果果见表表3.3--22,3..3--3，3.33-4。表3.3-2正常工况况下下全部荷荷载计计算结果果类别符号垂直力（kN）水平力（kN）力臂(m)对基础中心力矩矩矩(kN.mm)（↓）（↑）（→）（←）逆时针（+）顺时针（-）自重4452025.70114416444自重61506.444814.05864166...04自重6741.600039.75267978...6上游水压力水平51031.666234.00173507555.1垂直5095.311139.75202538...72755.633341.52114413...7下游水压力水平`5406.499911.0759849.888垂直4054.877736.72148894...6波浪压力6.18102.00630.05水平淤沙压力2693.922210.6328636.3336垂直淤沙压力915.8537.0833955.1110合计125589...74（↓）48325.2223（→）954502...22（-）浮托力29344.88850.000.00渗透压力2092.288838.8581284.9996渗透压力6555.24446.7544247.8886渗透压力3138.422240.92128423...9合计84458.9996（↓）48325.2223（→）253956...76（-）表3.3-3设计工况况下下全部荷荷载计计算结果果类别符号垂直力（kN）水平力（kN）力臂(m)对基础中心力矩矩矩(kN.mm)（↓）（↑）（→）（←）逆时针（+）顺时针（-）自重4452025.70114416444自重61506.444814.05864166...04自重6741.600039.75267978...60上游水压力水平52391.444034.45180488333.599垂直5235.700039.75208118...882755.633341.52114413...72下游水压力水平`11518.777616.15186028...02垂直8639.077732.94284571...03波浪压力6.18102.00630.05水平淤沙压力2693.922210.6328636.3336垂直淤沙压力915.8537.0833955.1110合计130314...33（↓）43572.7773（→）102822888.766（-）浮托力42832.88870.000.00渗透压力1669.266638.8564850.7775渗透压力5229.90006.7535301.8882渗透压力2503.899940.92102459...18合计78078.4440（↓）43572.7773（→）202611...75（-）表3.3-4校核工况况下下全部荷荷载计计算结果果类别符号垂直力（kN）水平力（kN）力臂(m)对基础中心力矩矩矩(kN.mm)（↓）（↑）（→）（←）逆时针（+）顺时针（-）自重4452025.70114416444自重61506.444814.05864166...04自重6741.600039.75267978...60上游水压力水平54283.888335.09190481999.633垂直5434.311139.75216013...742755.633341.52114413...72下游水压力水平`12375.555716.74207167...11垂直8639.077732.49280683...45波浪压力6.18102.00630.05水平淤沙压力2693.922210.6328636.3336垂直淤沙压力915.8537.0833955.1110合计130512...94（↓）44608.3335（→）109524333.277（-）浮托力44397.33340.000.00渗透压力1673.522238.8565016.1114渗透压力5243.24446.7535391.8886渗透压力2510.288840.92102720...49合计76688.5556（↓）44608.3335（→）203128...49（-）3.4抗滑稳定定定分析3.4.1抗滑滑滑稳定分分析的的目的核算坝体沿坝基基基面或坝坝基内内部缓倾倾角软软弱结构构面抗抗滑稳定定的安安全度。3.4.2滑动动动面的选选择滑动面选择的基基基本原则则：研研究坝基基地质质条件和和坝体体剖面形形式，选选择受力力较大大,抗剪强度度低,最容易易产生滑滑动的的截面作作为计计算截面面。一般有以下几种种种情况：①坝基面；②坝基内软软弱层层面；③基岩缓倾倾角结结构面；④不利的地地形；；⑤碾压混凝凝土土层面等等。该工程基坑抗滑滑滑稳定控控制面面为混凝凝土与与基岩接接触面面,故对非溢溢流坝段段只需需对坝基基面进进行抗滑滑稳定定分析，坝坝体体抗滑稳稳定性性分析示示意图图如下图3..4.22-11：图3.4.21抗滑稳稳定分析析示意意图3.4.3坝基基基面抗滑滑稳定定分析和和计算算1.抗剪强度公公式式分析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。按抗抗剪强强度公式式计算算的坝基基面抗抗滑稳定定安全全系数值应应不小于表表表3.4--11规定：式中：为接触面以上的的的总铅直直力；；为接触面面以上的的总水水平力；；为作用在接触面面面上的扬扬压力力；为接触触面间的的摩擦系系数，本本工程取0..60。表3.4.31坝基面抗抗滑稳定定安全全系数Ks荷载组合坝的级别123基本组合1.101.051.05特殊组合（1）1.051.001.00（2）1．001.001.002.抗剪断公式式分分析按抗剪断强度的的的计算公公式进进行计算算，将将坝体与与基岩岩间看成成是一一个胶结结面。按按抗剪断强强度公公式计算算的坝坝基面抗抗滑稳稳定安全全系数数值应不小小于表表3.4--22规定：式中：—按抗剪剪剪断强度度计算算的抗滑滑稳定定安全系系数；；—坝体混凝土与与与坝基接触触面面的抗剪剪断摩摩擦系数数，取0.7；—坝体混凝土与与与坝基接触触面面的抗剪剪断凝凝聚力，MPPa，取0.33MPa；—坝基接触面截截截面积，m2；—作用于坝体上上上全部荷载载（包包括扬压压力）对滑滑动平面的的法向分值值，kN；—作用于坝体上上上全部荷载载对对滑动平平面的的切向分分值，kkN。表3.4.32坝基抗抗滑稳定定安全全系数Ks’荷载组组合合Ks’基本组组合合3.0特殊组合合（1）2.5（2）2.33.两种分析的的计计算结果抗滑稳定性计算算算过程详详见计计算书，计计算算结果见见表33.4..3--3：表3.4.33抗滑稳稳定分析析计算算结果抗滑稳定安全系系系数正常蓄水位设计洪水位校核洪水位(抗剪强度公式式式)Ks1.14（>111.05）1.16（>111.05）1.12（>>>1.000）（抗剪断公式）Ks’3.24（>>>3.000）3.45（>333.00）3.33（>222.50）表3.4.33可知，该该重力坝坝在正正常蓄水水位﹑设计洪水水位和和校核洪洪水位位情况下下均满满足承载载能力力极限状状态下下的抗滑滑稳定定要求。3.5应力分析析析3.5.1分分分析目的的与过程应力分析的目的的的是为了了检验验大坝在在施工工期和运运行期期是否满满足强强度要求求，同同时也是是为研研究、解解决设设计和施施工中中的某些些问题题，如为为坝体体混凝土土标号号分区和和某些些部位的的配筋筋等提供供依据据。应力分析过程是是是：首先先进行行荷载计计算和和荷载组组合，然然后选择择适宜宜的方法法进行行应力计计算，最后后检验坝体体各部分的的应力是否否满足强度度要求。3.5.2应应应力计算方方法材料力学方法。材材料力学方方方法应用用最广广﹑最简便，也是重力力坝设设计规范范中规规定采用用的计计算方法法，已已经过模模型试试验和工工程实实践的验验证，有有一套成成熟的的应力控控制标标准。材料料力力学方法法的主主要假定定是：：坝体水水平截截面上的的垂直直正应力力呈直直线分布布。3.5.3材材材料力学学法的的基本假假设（1）坝体混凝凝土土为均质、连连续、各向同同性的弹性材材料；（2）视坝段为为固固接于地基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）假定坝体体水水平截面上上上的正应应力按直线线分布，不不不考虑廊廊道等等对坝体体应力力的影响响。3.5.4荷载载载组合（1）正常蓄水水情情况：自重重重+正常蓄水水位对应应的静静水压力+扬扬压力+泥沙沙压力+浪压压力；（2）设计洪水水情情况：自重重重+设计洪水水位对应应的静静水压力+扬扬压力+泥沙沙压力+浪压压力；（3）校核洪水水情情况：自重重重+校核洪水水位对应应的静静水压力+扬扬压力+泥沙沙压力+浪压压力。3.5.5应力力力计算图3.5.51边缘应应力计算算图在一般情况下，坝坝体的最大大和最小应应力都出现现在坝面，所所以，在重重力坝设计计规范中规规定，首先先应校核坝坝体边缘应应力是否满满足强度要要求,计算公式式如下：1.不计扬压力力的的边缘应力力力计算（1）水平截面面上上的正应力力力。因为假假定按直线线分布，所所所以可按按偏心心受压公公式计计算上、下下游游的边缘缘应力力和。式中：—作用于于于计算截截面以以上全部部荷载载的铅直直分力力的总和和，kkN；—作用于计算截截截面以上全全部部荷载对对坝基基截面垂垂直水水流流向向形心心轴的力力矩总总和，kN·m；—计算截面的长长长度，m。（2）剪应力，。式中：—上游面面面水压力力强度度（有泥泥沙压压力时应应该计计算在内内）；；—下游面水压力力力强度（有有泥泥沙压力力时应应该计算算在内内）；—上游坝坡坡率率率；—下游坝坡坡率率率。（3）水平正应应力力,。（4）第一主应应力力,。（5）第二主应应力力,。不计扬压力的边边边缘应力力计算算的具体体计算算过程详详见计计算书，计计算算结果见见表33.5..5--1。表3.5.51不计扬扬压力的的边缘缘应力计计算结结果表正常工况（kPPPa）设计工况（kPPPa）校核工况（kPPPa）688.42686.37639.042099.36662206.29992258.022296.2599.31112.521330.25551298.17771323.95551150.41111163.05551179.14441323.38881449.02221485.7222669.17666.51616.543097.05553179.9***23250.98881169.66661182.91111201.6444325.69475.39492.76由表3.5.55--1可以看看出不计计扬压压力时坝体体边缘缘应力状状态良良好，未未出现现拉应力力的情情况。2.计扬压力的的边边缘应力计计计算（1）水平截面面上上的正应力力力。按偏心心受压压公式计计算上上、下游游的边边缘应力力和。式中：—作用于于于计算截截面以以上全部部荷载载的铅直直分力力的总和和，kkN；—作用于计算截截截面以上全全部部荷载对对坝基基截面垂垂直水水流流向向形心心轴的力力矩总总和，kN·m；—计算截面的长长长度，m。（2）剪应力，。式中：—上游面面面水压力力强度度（有泥泥沙压压力时应应该计计算在内内）；；—下游面水压力力力强度（有有泥泥沙压力力时应应该计算算在内内）；—上游边缘的扬扬扬压力强度度；；—下游边缘的扬扬扬压力强度度；；—上游坝坡坡率率率；—下游坝坡坡率率率。（3）水平正应应力力,。（4）第一主应应力力,。（5）第二主应应力力,。计扬压力的边缘缘缘应力计计算的的具体计计算过过程详见见计算算书，计计算结结果见表3..5.55-22。表3.5.52计扬压压力边缘缘应力力计算结结果表表正常工况（kPPPa）设计工况（kPPPa）校核工况（kPPPa）749.69716.93701.021125.09991016.33331001.2888-116.1333-109.5666-106.4000843.82762.24750.96145.82147.13147.76632.86571.68563.22772.92738.74722.301757.95551588.01111564.5000169.04169.04169.040.000.000.00由表3.5.55--2可以看看出计扬扬压力力时坝体边边缘缘应力状状态良良好，未未出现现拉应力力的情情况。4溢流坝段设设计计4.1泄水建筑筑筑物的位位置选选择泄水建筑物的位位位置应该该结合合枢纽布布置全全面考虑虑，避避免与其其它水水工建筑筑物相相互干扰扰，其其下泄流流量不不致淘刷刷坝基基与其他他建筑筑物的地地基及及岸坡。对于宽阔河道，泄泄水建筑物物应布置在在河道主河河槽，以利利于顺畅泄泄流、水流流消能、下下泄水流归归槽与下游游水流妥善善衔接以及及减少土石石方开挖。对对于狭窄河河道，泄水水建筑物常常与水电站站厂房在布布置上发生生矛盾，解解决矛盾的的方法常是是加大泄水水建筑物的的泄流单宽宽流量以缩缩短泄流前前沿长度或或采用泄水水建筑物与与电站厂房房重叠布置置。加大过过坝单宽流流量缩短泄泄流前沿长长度的方法法，有可能能简化枢纽纽布置、降降低工程造造价，但要要慎重考虑虑下游泄流流能力和抗抗冲的承载载能力。根据本工程的地地地质特点点和枢枢纽布置置全面面考虑，将将泄泄水建筑筑物布布置在河河道主主河槽，以以利利于畅顺顺泄流流、水流流消能能、下泄泄水流流归槽与与下游游水流妥妥善衔衔接以及及减少少土石方方开挖挖。4.2溢流堰堰堰堰顶高程程和孔孔口尺寸寸的拟拟定溢流坝为满足泄泄泄洪要求求，可可以选择择不同同的溢流流堰顶顶高程。但但同同样的泄泄流量量，堰顶顶高程程愈低，溢溢流流前沿就就愈短短，可减减少泄泄水建筑筑物的的造价，但但过过堰的单单宽流流量加大大，会会增加消消能困困难和下下游河河床的抗抗冲负负担，为为此需需要从经经济、安安全方面面做周周密的分分析。泄水孔进口高程程程选择主主要按按泄水孔孔所担担负的功功能和和水库调调度运运用要求求来确确定。如如担负负放空水水库和和导流的的泄水水孔的进进口高高程应接接近河河床高程程；为为避免泥泥沙淤淤堵水电电站进进水口，排排沙沙洞进水水口应应置于电电站进进水口下下方等等。进水水口高高程低，工工作作水头大大，对对闸门及及其启启闭设备备要求求就高，也也就就是说泄泄水孔孔的进水水口设设计要考考虑国国内闸门门与启启闭机的的制造造水平。本次设计中，溢溢溢流堰堰堰顶高高程为14662m。5个个表孔布布置于于河床中中间坝坝段，孔孔口单单净宽16mm，取中墩墩33.0mm,边边墩2.0mm，则溢流流坝坝段总长966m。堰顶上上游部位位设平平板检修修闸门门，尺寸寸为116×115m（宽宽×高），堰堰顶设设弧形工工作闸闸门，尺尺寸为为16×115m（宽宽×高）。4.3溢流坝体体体形设计计溢流面由顶部的的的曲线段段、中中间的直直线段段和底部部的反反弧段三三部分分组成。溢溢流流坝的基基本剖剖面为截截顶三三角形，一一般般其上游游面为为铅直或或折线线面。设设计要要求：（1）有有较高的的流量量系数，泄泄流流能力大大；（2）水流平平顺，不产产生不利的的负压和空空蚀破坏；；（3）体型简简单，造价价低，便于于施工等。4.3.1顶部部部曲线段段设计计溢流坝顶部曲线线线是控制制流量量的关键键部位位，其形形状多多与锐缘缘堰泄泄流水舌舌下缘缘曲线相相吻合合，否则则会导导致泄流流量减减小或堰堰面产产生负压压。顶顶部曲线线的型型式很多多，常常用的有有克--奥曲线和和WWES曲线。由由于WES曲曲线的流流量系系数较大大且剖剖面较瘦瘦，工工程量较较省，坝坝面曲线线用方方程控制制，施施工方便便，所所以选用WEES曲线为堰堰顶面曲曲线。WES型溢流堰堰堰顶部曲曲线以以堰顶为为界分分为上游游段和和下游段段两部部分，上上游段段采用三三圆弧弧曲线；；当上上游面垂垂直时时，下游游段曲曲线采用用下面面的方程程计算算：式中：为定型设设设计水头头，一一般为校校核洪洪水位时时堰上上水头的755%～95%%，坐标原原点点为堰顶顶。根根据计算算，取取定型设设计水水头(14880.226--14662))*900%==16..4334m。上游面采用三圆圆圆弧连接接，其其半径分分别为为：8.217m2.88766m3.287m4.55366m0.657m4.66344m下游面采用幂曲曲曲线，根根据上上面的方方程可可以得到到简化化方程：：拟定出WES曲曲曲线函数数表达达式，在在上面面取一些些点，进进行坐标标计算算，即可可得出出WES曲线线上点的的坐标标，从而而可得得到WES曲曲线，见见表44.3..1--1和图4..3.11-11。表4.3.11WESS曲曲线坐标标表X(m)Y(m)X(m)Y(m)10.04682.16920.16792.69730.353103.27840.602113.91050.909124.59361.274135.32671.694146.108图4.3.11溢流面面WES曲线线图4.3.2中间间间直线段段设计计顶部的曲线段确确确定后，中中部部的直线线段分分别与顶顶部曲曲线、底底部的的反弧段段相切切，坡度度与非非溢流坝坝段的的下游坡坡相同同，即：：直线与幂曲线相相相切时，切切点点C记为为（XXXC,YC）,即可得切切点坐标C((25.22667m，188.2110mm)。4.3.3反弧弧弧段设计计溢流坝面反弧段段段是使溢溢流面面下泄水水流平平顺转向向的工工程设施施，通通常采用用圆弧弧曲线，反反弧弧半径应应结合合下游消消能设设施来确确定。根根据SL3319--20005《混凝凝土重力力坝设设计规范范》规规定：对对于挑挑流消能能，RR=（4～110）h，hh为校核洪洪水水闸门全全开时时反弧段段最低低点处的的水深深。反弧弧处流流速愈大大，要要求反弧弧半径径愈大。当当流流速小于166m/s时，取下下限；流速速大时，宜宜采用较大大值。当采采用底流消消能，反弧弧段与护坦坦相连时，宜宜采用上限限值。实际际工程中，反反弧半径R的取值范范围远远超超过R=（4～10）h的限度。求校核洪水闸门门门全开时时反弧弧段最低低点处处的水深h单宽流量：式中：—上游面面面坡度影影响修修正系数数，在在这里上上游面面竖直，取取11.0；—侧收缩系数，与与边墩及闸闸墩头部的的型式﹑堰孔的数数目﹑堰孔的尺尺寸以及全全水头有关关，可按下下面的经验验公式计算算，式中为堰堰孔的数目目；为堰顶全全水头；为为边墩形状状系数；为为闸墩形状状系数；在在此设计中中可取0.92。—淹没系数，为为为自由出流流，取取1.0；—流量系数，曲曲曲线形实用用堰堰的流量量系数数初步设设计时时采用0.448；—为重力加速度度度，通常取取99.811m//s2；—计上行进流速速速水头的堰堰上上总水头头（mm）,近似取取=上游水位位--堰顶高程程。大坝流速系数，用用经验公式式式计算：：Z-上下游水位位差差计算收缩断面水水水深，可按按伯努利利方程计计算：：行进流速很小可可可忽略不不计，即即为校核核洪水水位对应应的坝坝前水深深。则则该式可可化为为：通过试算，可以以以求出3..82m，即即为校核核洪水水闸门全全开时时反弧段段最低低点处的的水深深h，故可进进一步求求出RR,RR=（44～10）hh=（15..28～388.20）mm，取稍大大于于上限值值，得得R=400mm。溢流坝体形设计计计具体计计算过过程及结结果详详见计算算书。4.4溢流坝水水水面线计计算及及边墙高高度确确定为了设计闸墩高高高度，边边墙高高度，及及选定定弧型闸闸门门门轴高程程，需需知道水水面线线。水面面线以以上的安安全超超高可采采用00.5--1..5m，对于于非直线线段，宜宜适当增增加。水水面线计计算示示意图见见图44.4--1。图4.4-1溢流坝水水面面线计算算示意意图4.4.1不掺掺掺气水面面线的的计算1.不掺气水面面线线头部的计计计算根据《水工设计计计手册6—泄水与过过坝建建筑物》，先先算堰上水深深(校核洪洪水位-堰顶顶高程)，则则可计算出(为堰面曲线线定型设计水水头，按堰顶顶最大作用水水头的75%%～95%计计算，求WEES曲线时已已算出)，再再由《水工设设计手册6—泄水与过坝坝建筑物》中中闸孔中心线线水面线坐标标表，采用插插值法，来求求得对应的和闸孔中心线水水面线坐标表表见表4.44-1。表4.4-1闸孔中心心线线水面线线坐标标表0.511.33-1-0.482-0.941-1.23-0.8-0.48-0.932-1.215-0.6-0.472-0.913-1.194-0.4-0.457-0.89-1.165-0.2-0.431-0.855-1.1220-0.384-0.805-1.0710.2-0.313-0.735-1.0150.4-0.22-0.647-0.9440.6-0.088-0.539-0.8470.80.075-0.389-0.72510.257-0.202-0.5641.20.4620.015-0.3561.40.7050.268-0.1021.60.9770.5210.1721.81.2780.860.465在表4.4-11中中进行线性性性插值得得水面面线，见见表44.4--2。表4.4-2水面线坐坐标标表0.511.111.33XY-1-0.482-0.941-1.037-1.230-16.43444-17.04777-0.8-0.480-0.932-1.026-1.215-13.14777-16.86777-0.6-0.472-0.913-1.007-1.194-9.860-16.54444-0.4-0.457-0.890-0.982-1.165-6.574-16.13333-0.2-0.431-0.855-0.944-1.122-3.287-15.514440-0.384-0.805-0.894-1.0710.000-14.687770.2-0.313-0.735-0.828-1.0153.287-13.613330.4-0.220-0.647-0.746-0.9446.574-12.260000.6-0.088-0.539-0.642-0.8479.860-10.545550.80.075-0.389-0.501-0.72513.147-8.23310.257-0.202-0.323-0.56416.434-5.3031.20.4620.015-0.109-0.35619.721-1.7861.40.7050.2680.145-0.10223.0082.3771.60.9770.5210.4050.17226.2946.6501.81.2780.8600.7280.46529.58111.9692.整个坝面((包包括直线段段段)上的不掺掺气水面面线的的计算（1）求曲线长长度度：对于WEES堰，堰上上游段的的曲线线长度，堰堰下游段曲曲曲线长度度可由《水水工设计计手册册》第七七卷查查表得到到。（2）求直线段段长长度：从切点到到直线上上任意意点的距距离为为：其中：为切点坐坐坐标，为直直线段坝面面面与水平平方向向的夹角角。（3）从堰顶曲曲线线起点到计计计算点的坝坝面距离为为为：（4）计算边界界层层厚度：按按BBaunnerr公式计算算式中：为坝面粗粗粗糙高度度，对对于混凝凝土坝坝面，建建议取取0.42277～0.6991，一般取取0.5。（5）计算单宽宽流流量：式中：为堰上水水水头；为流流量系数，一一般可取0..475或0.5或或参考规范取取值（6）采用试算算法推推求势流流水深（7）正交于坝坝面面的水深为为为：得最大的h=666.077233m。4.4.2掺气气气水面线线计算算整个坝面(包括括括直线段)上上的掺气气水深深计算如水流掺气，则则则边墙高高度须须相应加加大，为为此，必必须确确定自然然掺气气后的水水面线线。（1）首先计算算自自然掺气开开开始发生生点((即临界点点))的位置(m)或((m)式中：为单位宽宽宽度流量()（2）采用不掺掺气气水深按下下下式计算算掺气气水深式中:—不计计入入波动及掺掺掺气的水水深((m)—计入波动及掺掺掺气的水深深((m)—为不计入波动动动及掺气的的计计算断面面上平平均流速(mm/s))—为修正系数，一一般为1.0--1.4，这里计计算时采用用1.2。得最大的7.9990388m。由计算所得出的的的和，再加上0..5-11.55m安全加高高，取最最大值值即为溢溢流坝坝段与非非溢流流坝段之之间的的边墙高高度，故故边墙高高度可可取8.5mm。溢流坝水面线及及及边墙高高度具具体计算算过程程及结果果详见见计算书书。4.5消能防冲冲冲设计由溢流坝下泄的的的水流有有巨大大的能量量，必必须妥善善进行行处理，否否则则势必会会导致致下游河河床被被严重冲冲刷，甚甚至造成成岸坡坡坍塌和和大坝坝失事。所所以以，消能能措施施的合理理选择择和设计计，对对枢纽布布置﹑﹑大坝安全全及工工程量都都有重重要意义义。消能工的设计原原原则是：：（11）尽量使使下下泄水流流的大大部分动动能消消耗在水水流内内部的紊紊动中中，以及及水流流和空气气的摩摩擦上；；（22）不产生生危危及坝体体安全全的河床床或岸岸坡的局局部冲冲刷；（3）下下泄水流流平稳稳，不影影响枢枢纽中其其他建建筑物的的正常常运行；；（44）结构简简单单，工作作可靠靠；（5）工工程量小小。常用的消能工型型型式有：：挑流流消能、底底流流消能、面面流流消能、消消力力戽消能能等，其其中挑流流消能能方式应应用最最广。挑流消能适用于于于坚硬岩岩石上上的高、中中坝坝，低坝坝需经经论证才才能选选用。当当坝基基有延伸伸至下下游的缓缓倾角角软弱结结构面面，可能能被冲冲坑切断断而形形成临空空面，危危及坝基基稳定定，或岸岸坡可可能被冲冲塌时时，不宜宜采用用挑流消消能，或或须做专专门的的防护措措施。底流消能适用于于于中、低低坝或或基岩较较软弱弱的河道道；高高坝采用用底流流消能需需经论论证，但但不宜宜用于