清水江水利枢纽建设工程设计方案

清水江水利枢纽工程设计（下坝址，左岸通航建筑物布置方案第1页共89页设计基本资料清水江是我国的一条河流，根据流域规划拟建一水电站。现对清水江水利枢纽进行设计，其基本资料如下。1.1水文1.1.1流域概况清水江是沅水的上游主流河段，沅水是洞庭湖水系四水之中水能资源最丰富的河流。流域大致呈东西长、南北短的长方形。流域地势西南高而东北低，海拔高程在200．00～1800．00m之间，周边东部与北部分水岭高程在600．00～800．00m，其余流域边界高程均在1000．00m以上。劈清莲水铃江僚有盘南宇北以二妨源谁，典南朴源斥马陕尾杰河炼，棉发羽源较于惰贵拆州畅省罢某娃县孩境沙斗另篷回山贴南制麓袖，系流丝经寇都辰匀品等醋至形岔启河边口制，疮全赞长衡1犬7树4痒k隙m久，说流昌域萍面京积统2险7讨0带8浊k傲m坊2愤；怒北莲源闲重粉安肢江栗出馋自删某斩县占之此水韵头糟，郑流照经厚福订泉叨等物至胜岔蜡河啦口巧，烛河纺长窄1啄4耽4独k善m匹，轮流守域汇面超积享2垮7止9皮9阔k盯m喜2符。秩两小源与于认岔肚河西口借汇应合骆后血称沸清赛水势江嘴，衔河理流俗向诚东扔先斤后击纳萝诸吊河滥后今至剧湖巾南叶省杯境烦内测，酿与楼渠车水仁汇使合覆后华称扫沅料水姨。廉主停流便河仗长岁4垮8券5疤k刮m维，岸流任域桨平深均涂宽往度嚼约均6店9董k朵m各。架该贺坝念址利位贺于役贵莫州尊省感某吃县饭境漂内舍，细下锁距焦某隆县闻约优2张．骆8侄k常m切，揭控之制吊流朗域踏面颂积模1仍6夺5娱3再0望俗k德m丘2盲。煌上席距膜梯区级妈电南站至5认6童．乔3州k渡m红，害下榆距控梯评级愁电坟站羞5诸6虹．轻2最k色m趴，饱控帝制钩流桨域嘴面凳积典1帖6稼5孤3允0籍k榨m糠2害。稀流尘域刷内居植仔被疮状炼态阵良俱好版，哑多缝为按杉续、蓬松双等糟用厅材丝林挑覆蜓盖雷。共1碧.伪1奸.勇2磁气任象差特宇性跪清倘水演江态流腹域嚷属伐副伴热闻带半季杰风虚气跟候京区堂，则暖读湿躬多宾雨出，辨冬掘冷欲夏冰热膊，块四香季匪分趋明欧。呈流肌域畜内饭设宰有致多锄个卵气胳象躲站钥，摆观赤测熟有苦气湾温敢、搏降田水席、浪蒸惹发椒、中风颂力恼、抄风液向俱等音气毁象兼要丝素盖。甘坝调址浓以恋上男流棚域硬多拍年育平指均团气钻温芬1赛5蜡．退3渔℃彼，抄极毁端叫最纷高割气妄温碧为墙3命9轿．较1车℃茎，桨极研端拾最障低财气念温鬼为杏－译1闻3剪．禾1躬℃攻，浓历革年桌月事平走均眉气坟温冶以获1并月默份颗最颗低夺，品为史4纵．幻4钥℃去，罗7吐月桑份津最身高绿，诉为晓2顺4轻．岔9汽℃骑；汁多父年狐平耐均群降悟雨迹量卷为嚷1钳2考7挑9亮m因m跌。湖一量般糟每夕年凭4贫月抽份框进富入双雨吨季睬，节8射月应份忙以妙后该雨项量节逐竭渐奉减蜂少尾，龙4槐～荡8掉月脸份度降眠雨狮量准较制集壳中葬，流约逝占晚全她年负雨辨量睁的码6驰8减％命，搬其堵中林5效～爪7犬月棉份似占订4捉6羞％样，叮多核年种平骆均扁降法雨茶日罢为茧1虾8稻3闻．撕5面d鸦；摆多包年刮平茧均撕水宵面慧蒸升发冲量忧1玉2万4箭0盯．焦6辅m族m庆；疤多肌年调平历均目相布对量湿刚度饱8幸1韵％摊；徐多堂年勿平燥均支风缴速屠介纵于禽0写．帐8告～施3剖．倒0她m恩/籍s葛之版间集，同历烤年饶实柏测锡最只大场风绳速超2趋8收．证6戚m敲/捷s巡，班相来应致风龙向娇为垃北合风掏。求坝悬址供处针无酸实庆测润气男象第资存料蔑，拆距如坝酬址讨较凯近骨的府某敬气挥象题站铁，欲直判线竟距稠离插约森2服8蹲k想m米，喷坝态址少气忙象间要果素生特勿征停值爹采稀用写该辰气桐象范站复统沿计待，禽河邪流渣水嫩温郊采妥用酱上流游铅干巾流芹水依文暗站总资步料朱统殿计浇。鸣成饺果碌见纲表染1秤－鱼1虏。删表弱1买-舍1震疏坝挪址盒气航象圣要阔素言特烘征团值勾表项目单位数量气温多年平均气温℃16．1最高月平均气温26．6最低月平均气温4．8极端最高气温38．6极端最低气温－11．4降水量多年平均降水量mm1280实测最大1d雨量126．1项目单位数量降水日数多年平均降水日数d180．3水面蒸发多年平均蒸发量mm1054相对湿度多年平均相对湿度％83最小相对湿度12水温多年平均水温℃17．8最高月平均水温29．2最低月平均水温4．1极端最高水温33．1极端最低水温1．8风速风向多年平均风速m/s1．3实测最大风速14实测最大风速相应风向S此1状.够1含.显3虫合水电文酸基碌本菌资肚料捎清右水娱江狠干气流天、棋支多流浸先趋后沸均铸设堆有狗若裳干辽站妥，亿沅澡水卵干讨流埋、惊支脆流爆先劲后府设栏有外一商些掏站渐，素是琴该镜水努电籍站京工太程晌水剥文扶分捎析划计薯算喜的普主咏要仆依帜据哈站西。保为蹄满眉足诱工彼程弱设辟计巧的徒需荒要肤，芬某嫁设爸计逝院急在寄坝箭址昨河惨段至设品立吵了悟3扛组再水改尺滨，版观乡测誓水咬位膝资套料亚。德1晋.彻1淘.挤4密沿径厨流森该肌水嫂电蝶站跃坝母址携河台段佣无裳实纸测宵径漠流哑资渗料贸，从坝厉址雅径衫流供采倡用祸上彩下烧游意、郊干坐支幻流勉控委制裁水五文帖站探径走流软插虽补搂计恰算费。百清组水瞧江胡径窝流皱由究降共水允形啊成虑，棉径匠流库特竖性肢与阳降型雨骂特涨性泄一吩致菊，缝4搭～鬼8浊月搭份歇为捐汛烟期谊，换该院坝涛址代4贞～蜡8叹月的份为水陶量纽占观全库年恢水首量意的荣6仗8蜡．过8拴％发，头其棵中亲5朽～质7鼻月勺份妻占蛛4侄9锁．跪7拘％宰，各平蜘枯畏水寺期盏（舞9煮月狭～少次扯年见3当月艰）宪径奴流娘量播仅柄占误全源年贡的鲁3义1值．仅2浴％张。馋月并平轰均定流现量掉1踪月毒份蚕最替小输为样1臂1之9拐m铅3染/渔s建，框6纺月旬份缴最停大壳为讽8小0俯9乘m看3坚/燥s先。榴径惠流粪年部际惜变植化珠较么为摆稳汪定悦，谁多理年盖平殿均滋流帮量待为勤3少5锐9抢m秤3义/糠s似，外相困应慰多究年摄平屈均恢径役流猛量需为传1介1升3唤．药2狐％洁，棚最籍大崖年服平完均告流唇量誉5雨5诸8炼m询3益/晚s蹈，掘最确小肺年丰平炊均肤流术量烫2往1扔7车m件3妹/或s疏，闻最绞大苍、感最担小干年绣平瞒均咳流妥量侄分绢别蜡为申多榨年茎平续均甲流株量贫的简1耳．飞5倘5府倍头和蠢0服．卖6握倍闻。新1墓.嚷1丛.花5么记洪模水耳清区水狮江雅流室域者洪做水吊由鼻暴菌雨谅形匠成蓝，的暴逼雨剪一伸般改出野现提在鞠4直～季1匙0屠月要份公，女大弱暴登雨岁集竭中芒在著5仆～肉7育月满份欠。趴年仇最馅大遵洪造水艘自挡4厘月它至去1芬0耕月下份谷各嗓月碍均会可衣出撇现勒，夏但践主婶要蜂集粮中张在恋汛壶期顶5响～携8懂月脾份妙，餐占烤总瑞数信的昼8秘7拼．乌7强％葬，陡其渐中茶5捕～眯7夕月阁份巾出秆现衔次味数巷最勒多框，战约价占恭7微7饺．樱2强％葡。纯该枯坝愤址桐以跟上菌洪汤水冷以泽单趣峰吵型革居咸多败，砌一批次殃洪溉水绍过雪程渗一在般续为程3杜～够7论d族。漂该姓坝满址扔无偷实史测英水惕文匹资晴料店，功坝颈址欧设歪计宰洪摄水肉依赏据眉上拾下闹游穷、巷干泊支革流摇水担文盗站江设语计挥洪例水子成锐果寿，雨考设虑膛有酿关彩工尿程姜设弊计柳成彻果覆，尊由诸地贩区悟综疼合渗法喜推删求液。衰该坚坝伶址掠设土计引洪丹水姻如笨表塌1直－惯2冲。卧表策1场－名2搬扫坝翁址千各摊频突率蹄年态最脂大尝洪丛水尿成郊果秀表坝址集水面积（km2）项目单位P（％）0．10．20．51251016530Qm3/s2270020700181001610014100113009360W3d亿m328．726．523．621．319．116．013．6W7d亿m340．337．533．730．827．823．820．6惧1文.妙1秃.研6渐泥球沙学该棒坝芳址溉无下实影测案泥末沙却资哨料地，婚坝屡址弱泥拜沙菊特想征山值闯由廊干郑支桨流颗、督上乱下酱游片测朋站墨及品工陪程株设巩计誉资糟料朋推炸算院，幻与隐梯真级嚼电稼站念等订上捐下趋游岂工垃程达一芹致里，券泥馒沙菠系炉列企采随用鱼1正9犁6旷3劝～池1蹈9衣9范1积年腊。筒该羡坝仙址吼多桥年袜平用均气输们沙翁量瓶2镇3谜2留万丰t课，宴多琴年枯平哀均等含羽沙典量旁0环．码2男1仔6三k昨g推/均m脖3辟，蝶最乓大意年群输后沙胀量扶9抓6佳4台万止t舍，丑最香小先年汤输厘沙楼量孩4画9猪．援5瞧万藏t乒。毙1坡.厘1米.拔7歇永坝熔址庆水深位载流集量锈关裂系抚该愿水擦电训站拥坝宪址源等鞠设艺计找断闲面适Z保～典Q挺关馅系犯以辞相狗关团水聪文彼站傲为背依满据划站慢，挠通燕过绝水险位饼相对关型、购高管水乘延均长毕计剖算视推微求叼。盒坝新址告水丙位柱流凯量丑关抹系煤见滋表萌4忆－换2隙。生1谎.奋2者都地借质扣1秀.吹2犹.寨1眼叠区降域国地敲质疮概蝇况各该诊水畜电圾站捷位设于悉清绑水枝江亡下牺游懂河画段画，松为仁苗医岭号山贞脉无与均雪土峰出山礼西滋南渔余先脉纽组类成俯的瘦中嗽低啊山站、班低文山向地篇形王，虾以浪低顽山苍丘岗陵祝垄舍脊速宽益谷各地架貌血为摧主隔，哗受扯风盖化非剥毯蚀叨山常顶展浑舍圆场，统山役脉乓的叔延貌伸蹈与独构毙造卷线攀一繁致很，终多兽为歪北榜东蜻向挪，猴高械程涉一并般如在旦3瞒0赶0险．耕0续0败～弓8殃0任0三．劈0犁0厚m阿；见区盼内碌发进育轮3出级算夷帮平棵面穷和摔多起级带阶悠地夹。宫河场谷洗多辩为倍“浴U膝”柿型爬谷黑，惕河它谷慕高赛程折1中9侨0钟．侄0全0僻～两3董0敏0衣．盛0铃0济m么，翠河珠道孕蜿扣蜒命曲立折折，与河仗床槽礁绢滩红密帮布汉，霞坡正降牢大拿，介河抽流附冲搞积灰物素不割发疫育旅；矿干恰流节两捏岸苗阶企地粮不咳甚暂发牌育郊，宫一藏般浓为或带杜状息基漏座口阶咳地罪。增清晋水疮江废流淋域搞梯仔级抚电记站睡区肌内承出贷露隔地畏层久为萍第汉四赤系吓、益第童三筒系厘、铲白玉垩黎系速、糊二汪叠需系纸、桨震局旦却系笼、地前欲震漫旦松系留，转以却前至震项旦语系裤上香板蒙溪友群客最衡为锹发遣育捏。恰本虏区圾大吃地榴构梦造慎单鲜元欲属贿扬猎子絮准晌地项台唱的正江宽南航台屡隆算次凝级颂构联造亡单年元户。切从傻大档地衰构星造吉体挺系摔来炸看样，肢位丙于想新捉华辩夏显系遥雪核峰涌山慕褶纸皱捉隆没起冶带践西台南比端徒，非隶扔属滴雪狭峰抛－葱武坐陵辞复炎式笑背讽斜朋。绵基境本丸构籍造斩为柏华兽夏跟系屋构取造检，移主阀干使构游造尾为援北蹈东呜向课压胜性巡构装造室。桥本康区烂地罢质巷构烂造赌主核要迟表产现泛为吊大鄙面以积邻间勿歇棍抬举升普，冰断氧块阀差园异悼性念活袋动怕明麦显戏。秋流捞域丹内以以筹加巴里倚东盆期类褶诚皱彼为逃主妙，否表超现老形坟态刃为污巨迅型茫复价式卡褶秀皱舅，降属部北虏东牛向西构碗造璃，纲为腹图恰区聪最泻显牧著腾的吨构砍造鬼形趣迹笋，叹但刊多水数行被虑断厨裂将错校切势、亮破瓜坏切。亭燕要山姐期散褶妙皱电多个为盼宽少缓殃的载短刺轴炉背图、碧向章斜唉。狭流圈域祖内那断逐裂敏构武造买发撤育经，分主啊要滚形依成罪于杏加凳里武东押期头，段部屠分壮属仓燕毕山违期赔和征挽来近发期互，温部扛分钢断雪层剂具幸有赞多曾期落性浊，角以双北估东尺组积为县主肠。克根救据痰中者国里地扰质性局件1视︰效4撤0叼0邻万树《委中匠国赤地挤震丙动妙参勉数摩区安划盏图飘》慕（别B赏G纯1樱8旨3肺0祸6屠－圣2戏0宗0今1帐）援，疤该格水扩电某站昨的赔地鹿震理动毅峰缓值春加厚速喇度叫小另于欧0源．纳0垂5贷g擦，瘦地渔震穿动丘反屈应微谱与特划征构周戴期消为碧0雷．兔3顿5驴s代，跪相抽应泼地医震脸烈为度科小你于鹅6畜度绳，乱区恨域闸构戚造仰稳资定嘉性产好珍。体1叠.魂2循.妹2负宣水炭库快工泥程苦地抬质岁水朋库掌区饱出橡露屠地融层宽均窝为哲前碑震租旦适系玻上狱板阴溪兄群佣拉金缆什组极，挪均切由阵板殊岩减、伟长宴石器砂产岩盗等秒相陷对胶不恳透仁水彼的因区浊域测浅型变谊质钟岩润组道成序，善岩锄性雪较抄单轧一乓。筋水虎库雨渗难漏盈：雷水防库均位净于乞清木水妖江堂的椒下绘游鲁中想低帅山锦、阴低值山炮区馅，轿库辱岸摘山壁顶券高怕程骗达彩4朽0宏0畏．更0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力坝设计规范》DL5108—1999：11.1.1式，有：（3-2）式中：——防浪墙至正常蓄水位的高差（m）——频率为1%的波高（m）——波浪高中心线到正常或校核洪水位的高差（m）——安全超高，查《水工建筑物》有：该枢纽的安全级别为Ⅱ级，所以其安全超高为：=0.4m（校核）；=0.5m（正常）根据基本资料，可判断该水库属于内陆峡谷水库，应按照官厅水库公式计算：（官厅公式使用：m/s及）（3-3）（3-4）式中：——当=20～250时，为累计频率为5%的波高。即：当=250～1000时，为累计频率为10%的波高。即：——计算风速；——吹程；——波长；取吹程D=500，g=9.81/则：(1)正常蓄水位此时，取=14.4m/s，由式（3-3）、（3-4）得=4.61m由（3-3）式得，h为累计频率5%的波高，=0.36m因此可以查得=2.42*/=0.45m在波浪作用时，由于水坝位于峡谷区，则根据教材《水工建筑物》中：cth式中：——波高。——波长。——坝前水深。（）=0.45+0.138+0.5=1.088m故坝顶高程=300+1.088=301.088m(2)校核洪水位取多年平均年最大风速8.4m/s同上，可得=2.74m,=0.188m,=0.233m,=0.062m由上可得：=0.695m坝顶高程=302.18+0.695=302.875m取两者较大值302.875作为坝顶高程3.2剖面拟定3.2.1基本剖面的拟定基本剖面是指坝体在自重、静水压力（水位与坝顶齐平）和扬压力三项主要荷载作用下，满足稳定和强度要求，并使得工程量最小的三角形剖面。如图3.1示图3.1重力坝的基本剖面1、剖面设计的原则：（1）满足稳定和强度要求（2）工程量小（3）运用方便（4）便于施工2、基本剖面之所以采用三角形剖面，主要是根据重力坝的工作原理：依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求，同时依靠坝体自重产生的压应力来抵消水压力所引起的拉应力以满足强度要求。水压力亦呈现三角形规律，采用三角剖面不仅符合力学上的要求，而且也便于施工。根据工程实践的经验，基本剖面拟定时，坝顶在最高洪水位上要留有一定的安全超高，坝顶宽应视运用和交通的需要而定。坝的上游通常作成铅直面或略向上游倾斜，倾斜坡度n=0～0.2，坝的下游面通常为均一的坡度，一般坡度m=0.6～0.8，坝底宽，一般为坝高的0.7-0.9倍。3.2.2实用剖面的拟定⑴根据前面的计算坝顶高程为302.875m。⑵坝顶宽度的拟定为了适应运用和施工的需要，坝顶必须有一定的宽度。一般地，坝顶宽度取最大坝高的8%～10%，且不小于3m。坝顶宽度应根据设备布置、运行、检修、施工和交通等需要确定并满足抗震、特大洪水位时抢护等要求。,初设计为7m。查《混凝土重力坝设计规范》DL5108-1999，坝高50-100m,可建在微风化至弱风化中部基岩，根据地质条件，将开挖线高程定为224m,既满足稳定要求又使施工难度降到最低。因此可得出坝高H=302.875-224=78.875m⑶坝坡的拟定常用的剖面形态，如图3.3所示。①上游坝面铅直，适用于混凝土与基岩接触面间的f、c值较大或坝体内没有泄水孔或引水道，有进水控制设备的情况；②上游坝面上部铅直，下游倾斜，既便于布置进口控制设备，又可以利用一部分水重帮助坝体维持稳定，是实际工程中经常采用的一种形式；③上游坝面略向上倾斜，适用于混凝土与基岩面间的f、c值较低的情况。如若上游起坡，上游起坡点位置应结合应力控制标准和发电引水管、泄水孔等建筑物的进口高程来确定，一般起坡点在坝高的1/3～2/3附近。下游起坡点的位置应根据坝的实用剖面型式、坝顶宽度，结合坝的基本剖面计算得到（最常用的是其基本剖面的顶点位于校核洪水位处）。由于起坡点处的断面发生突变，故应对该截面进行强度和稳定校核。混凝土重力坝在体型上应力求简单，便于施工，上游坝坡结合其防渗结构型式进行选择。上游坝坡宜采用1:0～1:0.2，初拟为1:0.25；下游坝坡可采用一个或几个坡度，并应根据稳定和应力的要求，结合上游坝坡同时选择。下游坝坡宜采用1:0.6～1:0.8，混凝土重力坝下游坝坡可按常态混凝土重力坝断面的选择进行优选，但应考虑少设横缝，初拟为1:0.7。坝段宽L一般采用16-24m,本设计取20m.缝宽2S=5.6m，则缝宽比2S/L=0.28。上游头部厚度，通常取≥（0.08-0.12）h（h为截面以上水深），且不小于3m，所以取=10m，下游尾部厚度通常采用3-5m，不宜小于2m，取=4m，在变厚处的坡率一般在1-2之间，取==1.5。图3.2实用剖面的比选根据以上几个方面，初拟非溢流重力坝实用剖面如图3.3所示。3.3荷载计算及组合荷载是重力坝设计的主要依据之一。荷载按作用随时间的变异分为三类：永久作用、可变作用、偶然作用。设计时应正确选用荷载标准值、分项系数有关参数和计算方法。按设计情况、校核情况分别计算荷载作用的标准值和设计值（设计值=标准值×分项系数）。3.3.1自重坝体自重W(kN)的计算公式：（3-5）式中：V—坝体体积，m3，由于取一个坝段即20m长，可以用断面面积代替，通常把它分成若干个简单的几何图形分别计算；—坝体混凝土的重度，一般取23.5～24.0kN/m3。表3-1荷载作用的分项系数序号作用类别分项系数序号作用类别分项系数1自重（永久作用）1.05浪压力1.22水压力（可变作用）静水压力动水压力1.01.16冰压力1.17土压力1.23扬压力（可变作用）渗透压力(2)浮托力1.21.08未规定的永久作用对结构不利未规定的永久作用对结构有利050.954淤沙压力（永久作用）1.29未规定的不可控制可变作用未规定的可控制可变作用1.21.1图3.3非溢流坝段断面示意图3.3.2静水压力静水压力是作用在上下游坝面的主要荷载，计算时常分解为水平水压力PH和垂直水压力Pv两种。PH(kN)计算公式为：P=(3-6)式中：H—计算点处的作用水头，m；—水的重度，常取9.81kN/m3。垂直水压力按水重计算。3.3.3扬压力扬压力包括渗透压力和浮托力两部分。渗透压力是由上下游水位差产生的渗流在坝体内或坝基面上形成的水压力；浮托力是由下游面淹没计算截面而产生向上的水压力。扬压力的分布与坝体结构、上下游水位、防渗排水等因素有关。下面以坝基面（当坝基设有防渗帷幕和上游筑排水孔）上的扬压力计算为例来说明，坝踵处的扬压力强度为γH1，坝趾处的扬压力强度为γH2，排水孔孔幕处的渗透压力为Hγ（为扬压力折减系数，河床坝段=0.2～0.3，岸坡坝段=0.3～0.35）。扬压力的大小等于扬压力分布图的面积。只要把扬压力分布图画正确，就能正确计算了。3.3.4泥沙压力一般计算年限取50～100年，水平泥沙压力为：（3-7）式中：—泥沙的浮重度，(kN/m3)，本设计中取9kN/m3—坝前淤沙厚度，(m)本设计中为21m—淤沙的内摩擦角，(°)。取18°3.3.5浪压力正常蓄水位时：，浪压力按深水波情况计算。校核洪水位时：，浪压力按深水波情况计算。可假设浪顶及水深等于处的浪压力为零，静水压力为零，静水位处的浪压力最大，并呈三角形分布,则浪压力为：（3-8）浪压力对坝底中点的力矩为:(3-9)式中：H1—坝前水深，m；y1、y2—大、小三角形的形心到坝基面中心的垂直距离，m。波浪要素L、h1、h2按官厅水库公式（3—3）计算。3.3.6其它荷载地震荷载：一般地，当地震的设计烈度为6度及6度以下时，不考虑地震荷载。冰压力、土压力应根据具体情况来定。温度荷载一般可以采取措施来消除，稳定和应力分析时可以不计入。风荷载、雪荷载、人群荷载等在重力坝荷载中所占的比例很小，可以忽略不计。先按式（3—8）～式（3—9）算出荷载作用的标准值，标准值乘以其分项系数即为荷载作用的设计值；然后，求出荷载作用点对滑动面截面形心的力臂、荷载所产生的力矩的标准值、设计值。有关参数的选择：混凝土的重度为24kN/m3，水的重度为9.81kN/m3，泥沙的浮重度为9kN/m3，内摩擦角为18º。表3-2重力坝荷载组合设计情况荷载作用自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力冰压力动水压力土压力地震力基本组合正常蓄水位情况设计洪水位情况冰冻情况＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋000＋0＋0＋＋＋000偶然组合校核洪水位情况地震情况＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋00＋0＋＋0＋注：（1）应根据各种作用同时发生的实际可能性，选择计算中的最不利的组合；（2）表中的“+”表示应考虑的荷载，“0”表示不考虑的荷载。3.3.7荷载组合荷载组合可分为基本组合和偶然组合，它们分别考虑的荷载见表3-2。由于本工程所处地区没有冰冻危害；地震烈度为六度不需计算地震力，所以设计考虑基本组合中的正常蓄水位情况和设计洪水位情况；偶然组合中的校核洪水位情况：工况1（设计洪水位时：上游水位：300m；下游水位：263.64m）工况2（正常蓄水位时：上游水位：300m；下游水位：0m）工况3（校核洪水位时：上游水位：302.18m；下游水位：266.39m）3.4坝体强度和稳定计算抗滑稳定分析可分两种工况来计算，分别是正常蓄水位和校核洪水位。其目的是核算坝体沿坝基面或沿地基深层软弱结构面抗滑的安全度。因为重力坝沿坝轴线方向用横缝分隔成若干个独立的坝段，所以稳定分析可以按平面问题进行，但对于地基中存在多条互相切割交错的软弱面构成空间滑动体或位于地形陡峭的岸坡段，则应按空间问题分析。3.4.1正常蓄水位（坝基面）荷载组合：正常蓄水位情况：自重+静水压力+扬压力+淤沙压力+浪压力A抗滑稳定校核：作用效应函数S（·）=∑PR（3-10）抗滑稳定抗力函数R（·）=f'R∑WR+CRAR（3-11）式中：∑PR——-为坝基面上全部切向作用之和（KN）f'R——-为坝基面抗剪断摩擦系数∑WR——-为坝基面上全部法向作用之和（KN）C'R——-为坝基面抗剪断粘聚力（Kpa）AR——-为坝基面面积(m2)，1.95/1.3=0.731，=950/3.0=317Kpa=1.0，=1.0，S（·）=541325.052KNR（·）=0.731×599874.71+1023.17×317=762853.303kN 抗滑稳定性需满足≤=1.0×1.0×541325.052=541325.052kN=762853.303/1.2=635711.09kN所以≤故满足抗滑稳定要求B承载能力极限状态作用效应函数：S（）=（）（1+）抗压强度极限状态抗力函数：=.式中：∑——坝基面上全部法向作用之和，KN，向下为正；∑——全部作用坝基面形心的力矩之和，KN•m，逆时针方向为正；——坝基面的面积，；——坝基面形心轴到下游面的距离，m；——坝基面对形心轴的惯性矩，；——坝体下游坡度；——混凝土抗压强度，kPa；——基岩抗压强度，kpa；∑=1.0，=1.0，=1.8∴=1418.316kpa材料分项系数为1.5，==（30~40）/1.5=（20~26.67）Mpa=1.0×1.0×1418.316=1418.316kpa=1.4Mpa/=（20~26.67）/1.8=（11.11~14.82）Mpa>=1.4Mpa所以坝趾抗压强度满足要求。C正常极限状态下，坝踵垂直应力不出现拉应力（计扬压力情况）≥0（3-12）式中：——坝基面形心轴到上游面的距离，m。=32.74m∑=599874.71kN，∑=-6714769.336 kN>0则坝踵垂直应力不出现拉应力。3.4.2校核洪水位（坝基面）A抗滑稳定校核：作用效应函数S（·）=∑PR抗滑稳定抗力函数R（·）=f'R∑WR+CRAR式中：∑PR——-为坝基面上全部切向作用之和（KN）f'R——-为坝基面抗剪断摩擦系数∑WR——-为坝基面上全部法向作用之和（KN）C'R——-为坝基面抗剪断粘聚力（Kpa）AR——-为坝基面面积(m2)，1.95/1.3=0.731，=950/3.0=317Kpa=1.0，=0.85，=1.2，∑=195141.88S（·）=248510.05KNR（·）=0.731×195141.88+1023.17×317=466993.6kN 抗滑稳定性需满足≤=1.0×0.85×248510.05=211233.54kN=466993.6/1.2=389161.33kN所以≤故满足抗滑稳定要求。B承载能力极限状态作用效应函数：S（）=（）（1+）抗压强度极限状态抗力函数：=.式中：∑——坝基面上全部法向作用之和，KN，向下为正；∑——全部作用坝基面形心的力矩之和，KN•m，逆时针方向为正；——坝基面的面积，；——坝基面形心轴到下游面的距离，m；——坝基面对形心轴的惯性矩，；——坝体下游坡度；——混凝土抗压强度，kPa；——基岩抗压强度，kpa；∑=1.0，=0.85，=1.8∴=989.48kpa材料分项系数为1.5，=.=（30~40）/1.5=（20~26.67）Mpa=1.0×0.85×989.48=841.05kpa=0.84Mpa/=（20~26.67）/1.2=（16.67~22.23）Mpa>=0.84Mpa所以坝基面坝趾抗压强度满足要求。3.4.3层面的抗滑稳定分析及强度校核（层面高程261m）正常蓄水位情况：A抗滑稳定校核作用效应函数S（·）=∑PR抗滑稳定抗力函数R（·）=f'R∑WR+CRAR式中：∑PR——-为层面上全部切向作用之和（KN）f'R——-为层面抗剪断摩擦系数∑WR——-为层面上全部法向作用之和（KN）C'R——-为层面抗剪断粘聚力（Kpa）AR——-为层面面积(m2)荷载计算见表3-6，1.95/1.3=0.731，=950/3.0=317Kpa=1.0，=1.0，=1.2，∑=284362.69S（·）=69562.64KNR（·）=0.731×384362.69+436.52×317=419345.97kN 抗滑稳定性需满足≤=1.0×1.0×69562.645=69562.64kN=419345.97/1.2=349454.975kN所以≤故层面在正常蓄水位情况下满足抗滑稳定要求B承载能力极限状态作用效应函数：S（）