长江工程职业技术学院大专学生毕业设计（论文）
题目混凝土重力坝设计
姓名
学号
系部水利工程系
专业水利水电建筑工程
指导教师
2008年12 月25 日
毕业设计任务书
设计题目：混凝土重力坝设计（二）
适用专业：水利水电工程
指导老师：
学生姓名：
长江工程职业技术学院
目录
第一部分总则
一、设计目的及要求 (2)
二、设计方法 (2)
第二部分设计资料和任务
一、设计内容 (3)
二、基本资料 (3)
三、设计指导 (4)
四、设计内容和时间安排 (6)
五、设计成果要求 (6)
六、参考文献 (7)
第一部分总则
一、设计目的及要求
1、巩固、充实、加深、扩大学生的基本理论和专业知识
通过实际工程的设计，使学生掌握混凝土重力坝的结构选型、尺寸拟定、工作条件、作用荷载及设计依据、内容、方法、步骤等。从而达到较全面、系统地巩固、充实、提高所学的基础理论和专业知识，使之系统化。
2、培养学生独立工作、解决实际问题的能力
学生在全面了解设计任务和熟悉给定资料的基础上，学会查找规范、手册、技术文献等参考资料及前人经验。结合工程实际，在教师的指导下，独立进行工程设计。
3、训练学生的基本技能
培养学生初步掌握工程设计工作的流程和方法，在设计、计算、绘图、编写设计文件等方面得到较全面的锻炼和提高。
4、培养学生形成正确的设计思想，树立严肃认真、实事求是和刻苦钻研的工作作风。
二、设计方法
1、由于设计时间短、任务紧，应尽量避免重作或返工。但必须认识到，设计工作是逐步深入的，因此某些重作是正常的，甚至是必要的。
2、每个阶段设计中，趁进入角色之机，应及时收集资料，草写阶段设计说明并备全草图，这样既可及时校对，发现错误，又为最后的文字成果整理提供素材。
3、在学生与教师研讨问题时，学生应在充分钻研的基础上，先提出自己的看法和意见，不能请老师代作和决断。老师只向学生提出启发性的意见、解决问题的途径和工作方向、建议等。在采纳教师建议时，也必须自我消化、理解，但不强求一定纳用。在设计过程中，提倡开拓精神，鼓励提出新的方案或见解，同时也要遵循严肃认真的科学态度。
4、为保质、按时完成设计任务，学生应了解各阶段的设计内容份量和比重，
结合自己的实际情况，参考下列建议的安排时，做出自己的控制计划。
第二部分设计资料和任务
混凝土重力坝设计(二)
一、设计内容
本课程设计主要针对某水库的挡水重力坝段进行如下内容的设计
1、确定挡水重力坝的剖面；
2、坝体强度验算；
3、坝基接触面抗滑稳定验算；
4、细部构造设计。
要求在对基本资料认真分析的基础上，根据水工建筑物教材中相应的内容进行设计，算参数的选取和方案的确定要有必要的论证。
应提交的成果包括：设计书1份，图纸1张(1号图纸)。
二、基本资料
1、坝基地质资料
各部分高程：
河床高程30.00m
河床弱风化岩顶线高程26.00m
河床微风化岩顶线高程24.00m
河床砂卵石盖层厚度2~5m
岩石极限抗压强度标准值：
弱风化岩顶面：100-120MPa
微风化岩顶面：150-160MPa
坝体混凝土与基岩的摩擦系数：
与弱风化岩的抗剪断摩擦系数：0.85，抗剪断粘聚力1.0Mpa。
与微风化岩的抗剪断摩擦系数：1.05，抗剪断粘聚力1.3Mpa。
2、水库特征
正常高水位：68.6m
死水位：47.0m
淤积高程：41.0m
总库容：9.21×108m3
正常与设计水位时的吹程为4km，校核水位时的吹程为4.5km。
各种频率下的水位和流量见表2-1。
表2-1各种频率下的水位和流量
3、气象资料
本地区的多年平均气温为9.3℃，最高气温35.3℃，最低气温—23．5℃。冰冻期为每年的11月上旬至第二年的3月中旬，每年春天都有约15天的流冰期，河心最大冰层厚0.73m。多年平均最大风速15ngs。
4、其它资料
该水库灌溉农田83.6万亩①，淤砂干重度14kN／m3，孔隙率为0.4，淤砂内摩擦角υ=16°，地震基本烈度为7度，设计烈度为7度。其它未经列出的有关资料可由设计者自行决定。
三、设计指导
设计者可以参照下面的步骤进行设计：
1、熟悉基本资料，明确设计任务，确定工程建筑物的等级。
2、挡水坝段剖面设计
(1)初拟基本三角形。基本三角形顶点可以放在最高水位处，下游坝面坡比可以正常蓄水位或防洪高水位时的水荷载为主要作用的基本组合为依据，并参考已建工程初步拟定；
(2)确定坝顶高程及坝顶宽度。对于设计及校核洪水分别进行波浪高计算并加上相应的安全超高，由此确定坝顶高程。坝顶宽度需考虑设备布置、检修、运行、施工和交通等方面的要求，最小宽度为3m。
3、确定作用及其组合
由指导教师指定一种作用组合——基本组合进行设计(基本作用组合或偶然作用组合的一种)，按表2-2列出作用组合表。
表2-2作用组合表
注：“—”表示该种作用不存在。
4、作用计算
对已确定的作用组合分别进行作用计算，并按比例绘制计算草图。建议按照表2-3计算（也可自己设计表格）。
表2-3 作用计算表组合情况：基本组合
5、坝体强度和稳定承载能力极限状态验算
坝体强度和稳定承载能力极限状态验算只进行坝址抗压强度验算和坝基触面抗滑稳定验算。对给定的作用组合情况用抗剪断强度指标进行坝基面抗滑稳定极限状态验算，对验算结果进行评价，若不满足要求应提出修改措施。
表2-4 应力计算结果
6、细部设计
包括坝身止水和排水、坝基止水和排水、廊道、闸墩等的形状、尺寸及构造设计。
7、整理设计说明书及绘图
设计说明书应包括设计依据、计算过程和计算结果分析，对某些设计参数的选取应有必要的分析论证，并附有必要的计算图表。要求文字简明扼要，条理清楚，能表达出设计者的设计意图即可；设计图纸布局合理、图面美观。
四、设计内容和时间安排
毕业设计时间共计6周，建议时间安排如下：
五、设计成果要求
（1）文字成果
设计说明书（计算书）是毕业设计的主要成果。是表达设计者的设计思想、方法和分析解决问题的体现，计算书也是表达设计者计算程序和计算成果的来源。具体要求如下：
1、对结构选型要有论证；
2、要分章分节，并要对各章设计成果有简要的表格归纳活文字分析；
3、对采用的参数要说明其依据；
4、要在采用的计算公式或参数后标明其来源出处；
5、计算成果要有汇总表；
6、首页要有目录，末页要列出参考文献。
（2）图纸成果
工程设计图是设计成果的重要表达方式。学生应严格按照“水利水电工程制图标准”进行绘制。具体要求是：制图投影正确、布局合理、比例得当、线条清晰；高程、尺寸齐全，并有简要的注解说明。
本次毕业设计绘制设计图的张数要求如下：
1、重力坝结构布置图一张（包括枢纽平面布置示意图、溢流坝段和非溢流
坝段典型纵剖面图，用1号图纸绘制）；
2、坝体细部构造图一张（如坝顶构造、坝体廊道等，用2号图纸绘制）
六、参考文献
1．混凝土重力坝设计规范水利电力部编水利电力出版社
2．重力坝设计潘家铮编著水利电力出版社
3．水工建筑物任德林张志军编著河海大学出版社
4．水力计算手册武汉水利电力学院编上海科学出版社
5．水工设计手册（6）泄水与过坝建筑物水利电力出版社
6．水工设计手册（7）混凝土水利电力出版社
7．混凝土拱坝及重力坝坝体接缝设计与构造水电部黄委会编
8．小型水利水电工程设计图集混凝土坝分册湖南省水利水电勘测设计院编制
目录
一、确定工程等级、规模及工程建筑物等级 (10)
二、水利枢纽的分类及布置原则 (10)
三、坝址选择 (10)
四、坝型的选择 (10)
五、挡水坝段剖面设计 (12)
1、初步拟定基本三角形。 (12)
2、确定坝顶高程及坝顶宽度。 (13)
六、确定作用及其组合 (16)
（一）作用 (16)
（二）作用组合 (16)
七、作用计算 (17)
八、坝体强度和稳定承载能力极限状态验算 (19)
九、细部设计 (24)
十、设计说明书及绘图 (38)
十一、参考文献 (40)
十二、致谢 (41)
一、确定工程等级、规模及工程建筑物等级。
由资料可知水库总库容为：9.21×8
103
m，灌溉农田83.6万亩，所以查阅教材《水工建筑物》表1—1“水利水电枢纽工程的分等指标”可知，要求设计的混凝土重力坝的工程等级为二级，工程规模为大（2）型。再查表1—2“水工建筑物级别的划分”可知，要求设计的混凝土重力坝主要建筑物级别为2级，次要建筑物级别为3级，临时建筑物级别为4级。
二、水利枢纽的分类及布置原则
水利枢纽按承担任务的不同可分为防洪枢纽、灌溉枢纽、发电枢纽、航运枢纽等。而大多情况下都是多目标的集合利用枢纽。按坝型可分为重力坝枢纽、拱坝枢纽、土石坝枢纽及水闸枢纽等。
水利枢纽布置必须充分考虑地形，地质条件，使各种水工建筑物都能布置在安全可靠的地基上，并能满足建筑物的尺度和布置要求以及施工的必需条件，枢纽布置使各个不同功能的建筑物在其位置上各得其所，在运行中相互协调，充分有效地发挥所承担的任务。在满足基本要求的前提下，力求建筑物布置紧凑，一物多用，减少工程量，降低造价。同时要充分考虑美学要求。一个大型水利枢纽工程的总体布置是一项复杂的工程，需要按系统工程分析方法进行论证确定。三、坝址选择
坝址选择与枢纽布置密切相关，不同坝型轴线易采取不同的坝型和枢纽布置，同一坝址也可以有不同的坝型和枢纽布置方案，通过经济比较择优选出坝轴线位置及相应的合理坝型和枢纽布置。
坝址选择与地质条件密切相关，理想坝址地质条件是强度高，透水性好，不易风化，没有构造缺陷的岩基，但一般来说，坝址在地质上总是存在缺陷，因此，在选用坝址时应用实际出发。不仅要慎重考虑坝基地质条件，还要求库区及坝址两岸的边坡有足够的稳定性。坝址地形条件与坝型选择和枢纽布置有着密切关系。
除此之外，地形条件在很大程度上会影响坝址。一般来说，坝址宜选在河谷狭窄地段，坝轴线较短，可以减少坝体工程量，还要考虑便于施工导流等等，因此需要全面分析。结合考虑，选择最有利的坝址，对于此工程：
1．从施工条件看：上坝线河床比较宽，显然相同条件下，上坝线更有利于施工导流，截流期比较短，更容易截流。
2．从水流条件看，由上、下坝线坝址水位流量关系看出，在同样情况下，上坝线更有利于抬高水位，对发电为主的枢纽是有利的。
3．从经济方面考虑，下坝线虽然相对平坦一些，且对外交通比上坝线短，但其紧邻生活区，需要迁移居民，耗资较大，不利于经济合理原则，因此，选上坝线比较好。
综合以上所有因素来看，在满足枢纽布置和施工导流的前提下，上坝线工程量较小，坝轴线构造更简单，因此，选上坝线作为坝址。
四、坝型的选择
1．重力坝
（1）重力坝主要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由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。重力坝之所以得到广泛应用，是因为其具有以下几个方面的优点：
①安全可靠。重力坝剖面尺寸大，坝内应力较低，筑坝材料强度高，耐久性好，因而抵抗洪水漫顶、渗漏、地震和战争破坏的能力都比较强。
②对地形、地质条件适应性强。任何形状的河谷都可以修建重力坝。
③枢纽泄洪问题容易解决。重力坝可以做成溢流的，也可以在坝内不同高程设置泄水孔，一般不需要另设溢洪道或泄水隧洞，枢纽布置紧凑。
④便于施工导流。在施工期可以利用坝体导流，一般不需要另设导流隧洞。
⑤施工方便。大体积混凝土可以采用机械化施工，在放样、立模和混凝土浇筑方面都比较简单，并且加强、修复、维护或扩建也比较方便。
（2）重力坝的缺点主要是坝体剖面尺寸大，材料用量多，把体应力较低，材料的强度不能充分发挥，而且需要严格的温度控制措施，坝基与地基的接触面积大，相应的坝体扬压力大，对稳定不利。
2．土石坝
土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型，它之所以得到广泛应用和发展有以下优点：
①可以就地、就近取材，节省大量水泥、木材和钢材，减少工地的外线运输量。
②能适应各种不同的地形、地质和气候条件。
③大容量、多功能、高效率施工机械的发展，提高了土石坝的施工质量，加快了进度，降低了造价，促进了高土石坝建设的发展。
但土石坝坝顶不能溢流，施工导流不如混凝土坝方便，坝体的断面大，土料填筑的质量易受气候的影响。
3．拱坝
拱坝须是固接与基岩的空间壳体结构，在平面上呈凸向上游的拱形，其拱冠剖面竖直的或向上游凸出的曲线形，坝体结构既有拱作用又有梁作用。由于拱坝剖面较薄，坝体几何形状复杂，因此，对于施工质量、建筑材料强和防渗要求等都较重力坝严格。除此之外，拱坝对地形的要求是左右两岸对称，岸坡平顺无突
变，在平面上向下游收缩的峡谷段。本设计的两岸地形不适合建拱坝。
综合以上三种坝形的优缺点，考虑到本枢纽主要承担了防洪作用，而且在校核洪水位时的流量和泄流量都较大，需要开敞式的坝体泄流形式，由于土石坝自身不能在坝顶溢流的缺点，不能够满足防洪的需要，故选用重力坝作为设计坝型。
而重力坝的形式比较多，主要可分为实体重力坝、碾压混凝土重力坝、宽缝重力坝等。下面介绍这几种坝型：
1．实体重力坝的主要优点就是，结构相对比较简单，施工比较方便，并且有丰富的经验技术，施工过程中质量容易控制。其不足之处就是坝体体积较大，扬压力也比较大，施工时不利于混凝土的散热。
2．宽缝重力坝具有以下一些优点：充分利用了混凝土的抗压强度；扬压力显著降低；节省混凝土方量。但也有一些缺点，如：增加了模板用量，立模也较复杂；分期导流不便；在严寒地区，对宽缝需要采取保温措施，而且宽缝重力坝的散热比较好，并且一般情况下，不易出现被坝体内部混凝土由于膨胀而破坏坝体的稳定。
3．碾压混凝土重力坝与常态混凝土重力坝相比，具有以下一些优点：工艺程序简单，可快速施工，缩短工期，提前发挥工程效益；胶凝材料用量少，又特别是水泥用量减少；由于水泥用量减少，结合薄层大仓面浇筑，坝体内部混凝土的水化热温升可大大降低，从而简化了温控措施；不设纵缝，节省了模板和灌浆等费用；可使用大型施工机械设备，提高混凝土运输和填筑的工效。但也有一定缺点，如：坝体混凝土分区；各区域内混凝土的级。
再结合设计内容，结合工程中有丰富的砂石料场，地质条件不是很复杂，故确定选择碾压混凝土重力坝方案。
五、挡水坝段剖面设计
1、初步拟定基本三角形。
由基本资料可知当频率为0.05%时，上游水位最高，为：72.8m,基本三角形顶点可以放在最高水位处，所以基本三角形的顶点高程为：72.8m。
在一般情况下，常将上游面做成铅直的，即a=90°。根据工程经验，重力坝基本断面的上游坡度宜采用1：0～1：0.2，下游面的坡度宜采用1：0.6～1：0.8。
所以，此设计的混凝土重力坝，上游坡度取1：0，下游坡度取1：0.7。
因为河床微风化岩顶线高程为24.00 m，上游最高水位为72.8 m。
所以，此混凝土重力坝的坝高约为：
H ≈72.8－24.00
=48.8 m
所以，坝底宽度B=48.8×0.7
=34.16 m
综上所述，设计的混凝土重力坝基本断面为：基本三角形的顶点高程为
72.8m ，上游坡面坡比为1：0，下游坡面坡比为：1：0.7，坝底宽度为34.16 m 。具体尺寸及样式见图1“重力坝的基本断面”所示。
图1 重力坝的基本断面
2、 确定坝顶高程及坝顶宽度。
因为正常水位为：68.6 m ，河床高程为：30.00 m
所以，水域平均水深m H =（68.6－30.00）／2
=19.3 m
又因为正常与设计水位时的吹程为4㏎，校核水位时的吹程为4.5㏎，多年
平均最大风速为15 m/s 。
①、正常或设计水位的波浪高由gD/20V =9.8×4×310/215≈174.22在20～
250范围内可知为频率P=5%的波浪高%5h 。 由公式：2
0V gh =0.007612/10-V 3/120)(V gD 可知： %5h =0.007612/10-V 3/120
)(V gD 20V /g =0.0076×12
/115-×3/123
)15
1048.9(??×215/9.8
≈0.78
又因为%5h ／m H =3
.1978.0=0.04，查阅教材《水工建筑物》表2—2“累积频率为P （%）的波高与平均波高的比值”可知：p H /m H =1.95。
所以正常或设计水位的波高m h ＝95.1p
h ＝95
.178.0＝0.4 m 因为波浪长度2L=（8～12）m h ，这里取12m h 。
所以波浪长度2L ＝12m h =12×0.4＝4.8 m 。
由资料知死水位为47.0 m ，河床高程为30.00 m 。
所以，坝前水深1H ＝47.0－30.00＝17 m 。
又因为1H ＝17 m ＞L ＝2L/2＝4.8/2＝2.4 m
所以，正常水位时的波浪中心线高出静水位的高度由公式：
h z ＝L h 2)2(2π求得。
即：h z ＝L h 2)2(2π＝8.4)4.0(2
π＝0.10 m
式中：
2h —波浪高（米）；
2L —波浪长度（米），2L=（8～12）m h 。
又因为该混凝土坝为2级坝。
所以，查阅教材《水工建筑物》表2—18可知正常蓄水位时安全超高h c ＝
0.5m 。
由公式△h ＝m h +z h +c h 可知：
安全超高△正h ＝m h +z h +c h ＝0.4+0.10+0.5＝1m
②、校核洪水位的波高由gD/20V =9.8×4.5×310/215≈196在20～250范
围内可知为频率P=5%的波浪高%5h 。 由公式：20V gh =0.007612/10-V 3/120)(V gD 可知：
%5h =0.007612/10-V 3/120
)(V gD 20V /g =0.0076×
12/115-×3/123)15105.48.9(??×215/9.8
≈0.93 又因为%5h ／m H =3.1978
.0=0.04，查阅教材《水工建筑物》表2—2“累积频率
为P （%）的波高与平均波高的比值”可知：
p H /m H =1.95。 所以校核洪水位的波高m h ＝95.1p h ＝95.193
.0＝0.48 m
因为波浪长度2L=（8～12）m h ，这里取12m h 。
所以波浪长度2L ＝12m h =12×0.48＝5.76 m 。
由资料知死水位为47.0 m ，河床高程为30.00 m 。
所以，坝前水深1H ＝47.0－30.00＝17 m 。
又因为1H ＝17 m ＞L ＝2L/2＝5.76/2＝2.88 m
所以，正常水位时的波浪中心线高出静水位的高度由公式：
h z ＝L h 2)2(2π求得。
即：h z ＝L h 2)2(2π＝76.5)48.0(2π＝0.13 m
式中：
2h —波浪高（米）；
2L —波浪长度（米），2L=（8～12）m h 。
又因为该混凝土坝为2级坝。
所以，查阅教材《水工建筑物》表2—18可知正常蓄水位时安全超高h c ＝
0.4m 。
由公式△h ＝m h +z h +c h 可知：
安全超高△校h ＝m h +z h +c h ＝0.48+0.13+0.4＝1.01m
坝顶高程按式:坝顶高程＝正常水位+△正h 和坝顶高程＝校核洪水位+△校
h
计算，并选用其中的较大值。
坝顶高程＝正常水位+△
h
正
＝68.6+1
＝69.1 m
坝顶高程＝校核洪水位+△
h
校
＝72.8+1.01
＝73.81 m
因为73.81 m＞69.1 m
所以，综上所述坝顶高程为73.81 m。
所以，坝高为：H＝73.81 －24
＝49.81 m。
又因为坝顶宽度可采用坝高的8%～10%，此设计的混凝土重力坝取9%。
所以，坝顶宽度b＝49.81×9%
＝4.4829 m
≈4 m
又因为坝顶宽度b最小为3 m，计算b＝4 m，故符合最小设计要求。
六、确定作用及其组合
（一）作用
由资料可知作用在混凝土重力坝坝体上的主要作用有：坝体自重、静水压力、动水压力、扬压力、淤砂压力、浪压力、冰压力、土压力、地震作用等。（二）作用组合
设计混凝土坝时，应根据具体条件及各种荷载同时作用的实际可能性，来选择计算的情况和确定最不利的荷载组合。表1中列出了本混凝土重力坝设计中所应考虑的作用组合。
表1作用组合表
注：“—”表示该种作用不存在。
七、作用计算
对已确定的作用分别进行计算，见附表2及计算过程说明。
计算过程说明：
1、坝体自重G
坝体形状及尺寸如下图2“混凝土重力坝形状及尺寸示意图”所示
图2 混凝土重力坝形状及尺寸示意图
由CAD软件画图并查询可知，其横断面面积为848.2535㎡。或经计算此混凝土重力坝的横断面面积S＝4×6.18+（4+34.16）×（48.8+1.1-6.81）/2
＝846.8772㎡
所以取每米坝长的体积V＝848.2535×1
＝848.25353
m
因为一般混凝土的重度为23.0～23.5KN/3
m。此重力坝的混凝土的重度取
γ
砼＝23.5KN/3
m。
所以坝体自重G＝V
砼
γ
＝848.2535×23.5
≈19933.96KN
2、静水压力
作用于坝面的总静水压力，常分解为水平及竖向分力进行计算。
水平力：P＝
2
1
γ2
H=
2
1
×1×3
10×17=8500㎏/m
垂直力：W＝γ
1
A=1×3
10×0=0
3、扬压力
因为一般扬压力强度，可由水头乘以水的重度γ得到，且已知正常上位为
68.6m ，河床高程为30.00m 。
所以，扬压力F=γH=（68.6-30.00）×1×310=38600 ㎏/㎡
4、淤沙压力
根据朗肯主动土压力公式，作用于单位长度挡水结构上的水平淤砂压力标准
值可按下式计算：
sk P ＝21sb γ2s h 2tan (45°－2
s ?) sb γ＝sd γ－(1－n)γ
式中：sk P ——淤砂压力标准值，KN/ m ；
sb γ——淤砂的浮重度，KN/3m ；
sd γ——淤砂的干重度，KN/3m ；
γ——水的重度，KN/3m ；
n ——淤砂空隙率；
s ?——淤砂内摩擦角，（°）；
s h ——坝前泥砂淤积厚度，m 。
由资料可知：淤砂干重度sd γ＝14KN/3m ，淤砂孔隙率n ＝0.4。
因为水的重度γ＝1 KN/3m ，
所以，淤砂的浮重度sb γ＝sd γ－(1－n)γ
＝14－（1－0.4）×1
＝13.4 KN/3m
因为河床高程为：30.00 m,河床微风化岩顶线高程为24.00 m,
所以,坝前泥砂淤积厚度s h ＝30.00－24.00
＝6 m
又因为淤砂内摩擦角s ?＝16°,
一、工程概况 本水库是该流域水利水电建设规划中的主体工程之一。坝址位于某乡上游3km处，控制流域面积317km2，坝址处多年平均流量11.1m3/s，年径流总量3.5×108m3。本工程是一座兼有防洪、灌溉、发电、水产养殖效益的综合开发的水利枢纽工程。 工程总库容为1.6×108m3，正常高水位130.0m，死水位112.0m，设计洪水位130.74m，校核洪水位132.4m，水库有效库容达1.0×108m3，为年调节性水库。 该工程拦河坝的坝型为砼重力坝，电站布置在河床右侧的非溢流坝段的后面，为坝后式布置，坝顶全长315m，坝顶高程135m，其中左非溢流坝坝段长度为100m，溢流坝段长度为48m，右非溢流坝段长度167m，溢流坝段布置在河床中部偏左岸，设有3孔6m×12m的弧形工作闸门，堰顶高程124m，坝底最大宽度为54m，消能方式为挑流消能，在坝后式厂房处，非溢流坝段的最大底度为46.6m，厂房最大宽度为13.7m，厂坝联结段为4m。 电站装机容量为2×3200KW。引水压力钢管设在非溢流坝段，进水口底板高程为95.0m，管径1.75m，采用单机供水的布置方式。水轮机安装高程85.0m，设计工作水头36.0m，最大工作水头45.0m，最小工作水头27.0m。 工程枢纽处地形及工程布置见图1。 二、基本资料 1.工程水文资料 该水库库容在1×108m3以上，主坝工程为二级建筑物，坝址设计洪水过程线，是根据上游3km处水文观测站实测某年最大一次洪水典型加以修正，以洪峰、洪量控制进行放大而得。现将各设计频率洪水过程线、施工设计洪水等水文资料列于表1～表5。 3 3 3
Concrete Gravity Dam The type of dam selected for a site depends principally on topographic, geologic,hydrologic, and climatic conditions. Where more than one type can be built, alternative economic estimates are prepared and selection is based on economica considerations.Safety and performance are primary requirements, but construction time and materials often affect economic comparisons. Dam Classification Dams are classified according to construction materials such as concrete or earth. Concrete dams are further classified as gravity, arch, buttress, or a combination of these. Earthfill dams are gravity dams built of either earth or rock materials, with particular provisions for spillways and seepage control. A concrete gravity dam depends on its own weight for structural stability. The dam may be straight or slightly curved, with the water load transmitted through the dam to the foundation material. Ordinarily, gravity dams have a base width of 0.7 to 0.9 the height of the dam. Solid rock provides the best foundation condition. However, many small concrete dams are built on previous or soft foundations and perform satisfactorily. A concrete gravity dam is well suited for use with an overflow spillway crest. Because of this advantage, it is often combined with an earthfill dam in wide flood plain sites.
XXXXXX 继续教育学院 毕业论文 题目 XXX水库 混凝土重力坝枢纽设计 专业水工 层次专升本 姓名 学号
前言 关键词：重力坝剖面稳定应力细部构造地基处理 本次设计内容为河南南潘家口水利枢纽，坝型选择为混凝土重力坝，坝轴线选择和枢纽布置见1号图SG-01潘家口水库平面图所示。 整座重力坝共分53个坝段，主要有非溢流挡水坝段、溢流表孔坝段、溢流底孔坝段和电站厂房坝段。其中非溢流挡水坝段每坝段宽15米，分布于大坝两端；厂房坝段每段宽16米，布置在靠近右岸的主河床上，装机3台机组；底孔坝段每段宽22米，布置在厂房坝段左侧的主河床上；溢流坝段每段宽18米，布置在滦河主河床上。详见1号图SG-02下游立视图。 挡水坝段最大断面的底面高程为128米，坝顶高程为228米，防浪墙高1.2米，最大坝高为101.2m，属高坝类型。坝顶宽12米，最优断面的上游坝坡坡率为1:0.2，上游折坡点高程为181米，下游坝坡坡率为1:0.7，下游折坡点高程688.98英尺，详细情况参见1号图SG-03挡水坝剖面图。 溢流坝段最大断面的底面高程为126米，堰顶高程210米，溢流堰采用WES曲线设计，直线段坡率为1：0.7，反弧段半径取25.0米，鼻坎高程取159米，上游坝坡坡率取1：0.2，折坡点高程为181米，上游坝面与WES曲面用1/4椭圆相连，详细情况见1号图SG-02溢流堰标准横断面图所示。 本枢纽溢流堰采用挑流方式消能，挑角取250。止水采用两道紫铜中间加沥青井的形式。坝基防渗处理（主要依据上堵下排的原则），上游帷幕灌浆（两道），下游侧设置排水管。 以非溢流挡水坝段为计算选择断面，进行了抗滑稳定分析和应力分析，分别采用抗剪断计算法和材料力学法计算法进行计算，最终验算满足抗滑稳定，上游坝踵没有出现拉应力，设计剖面合理可行。 本次设计只是部分结构物设计，考虑问题较单一，采用基础资料一般以书本为主，跟实际情况难免有出入，敬请读者批评指正。 编者 2008.9
第一章设计基本资料及任务 第一节设计基本资料 一、枢纽任务 本工程同时兼有防洪、发电、灌溉、渔业等综合利用。水电站装机容量为21.75万kW，装3台机组。正常蓄水位为110.5m，死水位为86.5m，三台机满载时的流量为405m3/s。采用坝后式厂房。工程建成后，可增加保灌面积90万亩，减轻洪水对下游城市和平原的威胁。在遇P=0.02%和P=0.1%频率的洪水时，经水库调节后，洪峰流量可由原来的18200m3/s、14100 m3/s分别削减为6800 m3/s和6350 m3/s；水库蓄水后形成大面积水域，为发展养殖业创造有利条件。 二、基本资料 1、规划数据 本重力坝坝高86.9m，坝全长368m，溢流坝位于大坝中段长度73米，非溢流坝分别接溢流坝两侧各147.5m，坝顶宽度8m，坝底宽度80.5m，坝底高程28m，坝顶高程114.9m，正常蓄水位110.5m，死水位86.5m。 坝址处的河床宽约120m，水深约1.5～4m。河谷近似梯形，两岸基本对称，岸坡取约35o。 2、工程地质 坝基岩性为花岗岩，风化较深，两岸达10m左右。新鲜花岗岩的饱和抗压强度为100～200MPa，风化花岗岩为50～80Mpa。坝址处无大的地质构造。 3、其他资料 - 1 -
（1）风向吹力：实测最大风速为24m/s，多年平均最大风速为20m/s，风向基本垂直坝轴线，吹程为4km。 （2）本坝址地震烈度为7度。 （3）坝址附近卵砾石、碎石及砂料供应充足，质量符合规范要求。 三、表格 表1比选数据 - 2 -
表2岩石物理力学性质 四、参考文献 1．混凝土重力坝设计规范水利电力部编 2．水工建筑物任德林河海大学出版社 3．水工设计手册泄水与过坝建筑物水利电力出版社 4．混凝土拱坝及重力坝坝体接缝设计与构造水电部黄委会编 第二节设计任务 一、枢纽布置 （1）拟定坝址位置 - 3 -
1 目录 目录 (1) 第1章非溢流坝设计 (4) 1.1坝基面高程的确定 (4) 1.2坝顶高程计算 (4) 1.2.1基本组合情况下： (4) 1.2.2特殊组合情况下： (5) 1.3坝宽计算 (6) 1.4 坝面坡度 (6) 1.5 坝基的防渗与排水设施拟定 (7) 第二章非溢流坝段荷载计算 (8) 2.1 计算情况的选择 (8) 2.2 荷载计算 (8) 2.2.1 自重 (8) 2.2.2 静水压力及其推力 (8) 2.2.3 扬压力的计算 (10) 2.2.4 淤沙压力及其推力 (12) 2.2.5 波浪压力 (13) 2.2.6 土压力 (14) 第3章坝体抗滑稳定性分析 (16) 3.2 抗滑稳定计算 (17) 3.3 抗剪断强度计算 (18) 第4章应力分析 (20) 4.1 总则 (20) 4.1.1大坝垂直应力分析 (20) 4.1.2大坝垂直应力满足要求 (21) 4.2计算截面为建基面的情况 (21) 4.2.1 荷载计算 (22) 4.2.2运用期（计入扬压力的情况） (23) 4.2.3运用期（不计入扬压力的情况） (23)
4.2.4 施工期 (23) 第5章溢流坝段设计 (25) 5.1 泄流方式选择 (25) 5.2 洪水标准的确定 (25) 5.3 流量的确定 (25) 5.4 单宽流量的选择 (25) 5.5 孔口净宽的拟定 (26) 5.6 溢流坝段总长度的确定 (26) 5.7 堰顶高程的确定 (27) 5.8 闸门高度的确定 (27) 5.9 定型水头的确定 (28) 5.10 泄流能力的校核 (28) 5.11.1 溢流坝段剖面图 (29) 5.11.2 溢流坝段稳定性分析 (29) （1）正常蓄水情况 (29) （2）设计洪水情况 (30) （3）校核洪水情况 (30) 第6章消能防冲设计 (31) 6.1洪水标准和相关参数的选定 (31) 6.2 反弧半径的确定 (31) 6.3 坎顶水深的确定 (32) 6.4 水舌抛距计算 (33) 6.5 最大冲坑水垫厚度及最大冲坑厚度 (34) 第7章泄水孔的设计 (36) 7.1有压泄水孔的设计 (36) 7.11孔径D的拟定 (36) 7.12 进水口体形设计 (36) 7.13 闸门与门槽 (37) 7.14 渐宽段 (37) 7.15 出水口 (37) 7.15 通气孔和平压管 (38) 参考文献 (39)
水利枢纽工程重力坝设计 学生： 指导老师： 1工程概况 1.1流域概况 辽河是某地区较大的河流之一。发源于X县，自东向西流，在C县附近于B河汇合，于I市西入海。全长418公里，流域面积13880平方公里。其中山区占总数的66%，丘陵占4%，平原占30%，流域面积内有耕地430万亩，人口约400万人，是该地主要的产粮区之一，并且是极重要的重工业基地，交通发达，铁路、公路运输方便。 辽河多年平均径流量40多亿立方米，是本地区水利资源最丰富的河流，辽河干、支流上都没有控制性工程，每年有几十亿立方米的水白白流向大海。 该水库位于该地区L县境内，为辽河的控制性工程，水库控制面积为6175平方公里，占流域面积的44.5%，选定S水库为开发辽河的第一期工程是适宜的。水库任务以防洪、灌溉为主，并改善农田除涝条件，扩大灌溉面积，供给灌溉及工业用水发电。 1.2工程地质 在水库回水内部范围渗漏区（长6.4公里）由寒武纪奥陶系的灰岩、泥灰岩、页岩、砂岩等组成。根据勘测结果，渗漏量不大。不致影响水库蓄水，坝址区河谷为侵蚀堆积，0～3060米，右岸山坡两岸山顶高米～500米，250米左右，河床高程300坝址处河谷底宽000 2040～，左岸山坡坡度较缓，约15，逐渐变陡。地貌形态较为单一，坝址区为前震旦系大弧山统变质岩。岩性单一，层理不明，它是含团块黑云母变粒岩，石英变粒岩，粗度细，致密。 坝址区断裂构造的发育时期，相互切割关系及变化规律比较复杂。节理裂隙也很发育。F8,F10是较大断层，断层面在坝基内最大的出露宽度不超过50厘米，一般在30厘米左右，根据压水试验断层属于不透水的。 覆盖层厚度，右岸厚度不大，一般1-2米为碎石块及砂琅土组成。河床部分砂卵石厚2～1米。左岸山坡为坡积土其中夹有石英岩滚石厚7.9米，最大厚度4米到3度一般为 米，弱风化岩3～5米。
《水工建筑物课程设计》 题目：混凝土重力坝设计 学习中心：江苏扬州市邗江区教师进修学校奥鹏学 习中心[11]VIP
1 项目基本资料 1.1 气候特征 根据当地气象局50年统计资料，多年平均最大风速14 m/s，重现期为50年的年最大风速23m/s，吹程：设计洪水位 2.6 km，校核洪水位3.0 km 。 最大冻土深度为1.25m。 河流结冰期平均为150天左右，最大冰厚1.05m。 1.2 工程地质与水文地质 1.2.1坝址地形地质条件 （1）左岸：覆盖层2～3m，全风化带厚3～5m，强风化加弱风化带厚3m，微风化厚4m。 （2）河床：岩面较平整。冲积沙砾层厚约0～1.5m，弱风化层厚1m左右，微风化层厚3～6m。坝址处河床岩面高程约在38m左右，整个河床皆为微、弱风化的花岗岩组成，致密坚硬，强度高，抗冲能力强。 （3）右岸：覆盖层3～5m，全风化带厚5~7m，强风化带厚1～3m，弱风化带厚1～3m，微风化厚1～4m。 1.2.2天然建筑材料 粘土料、砂石料和石料在坝址上下游2~3km均可开采，储量足，质量好。粘土料各项指标均满足土坝防渗体土料质量技术要求。砂石料满足砼重力坝要求。 1.2.3水库水位及规模 ①死水位：初步确定死库容0.30亿m3，死水位51m。 ②正常蓄水位：80.0m。 注：本次课程设计的荷载作用只需考虑坝体自重、静水压力、浪压力以及扬压力。 表一 本设计仅分析基本组合(2)及特殊组合(1)两种情况： 基本组合(2)为设计洪水位情况，其荷载组合为：自重+静水压力+扬压力+泥沙
压力+浪压力。 特殊组合(1)为校核洪水位情况，其荷载组合为：自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。 1.3大坝设计概况 1.3.1工程等级 本水库死库容0.3亿m3，最大库容未知，估算约为5亿m3左右。根据现行《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180-2003），按水库总库容确定本工程等别为Ⅱ等，工程规模为大（2）型水库。枢纽主要建筑物挡水、泄水、引水系统进水口建筑物为2级建筑物，施工导流建筑物为3级建筑物。 1.3.2坝型确定 坝型选择与地形、地质、建筑材料和施工条件等因素有关。确定本水库大坝为混凝土重力坝。 1.3.3基本剖面的拟定 重力坝承受的主要荷载是水压和自重，控制剖面尺寸的主要指标是稳定和强度要求。由于作用于上游面的水压力呈三角形分部，所以重力坝的基本剖面是三角形，根据提供的资料，确定坝底宽度为43.29m（约为坝高的0.8倍），下游边坡m=0.8，上游面为铅直。
目录 摘要： (1) 前言 (2) 第一部分设计说明书 (3) 1基本资料 (3) 1.1自然条件及工程 (3) 1.2坝址与地形情况 (3) 1.3工程枢纽任务与效益 (4) 2枢纽布置 (5) 2.1枢纽组成建筑物及其等级 (5) 2.2坝线、坝型选择 (5) 2.3枢纽布置 (8) 3洪水调节 (10) 3.1基本资料 (10) 3.2洪水调节基本原则 (13) 3.3调洪演算 (14) 3.4调洪计算结果 (17) 4非溢流坝剖面设计 (18) 4.1设计原则 (18) 4.2剖面拟订要素 (19) 4.3抗滑稳定分析与计算 (21) 4.4应力计算 (22) 5溢流坝段设计 (24) 5.1泄水建筑物方案比较 (24) 5.2工程布置 (25)
5.3溢流坝剖面设计 (25) 5.4消能设计与计算 (28) 6细部构造设计 (32) 6.1坝顶构造 (32) 6.2廊道系统 (33) 6.3坝体分缝 (34) 6.4坝体止水与排水 (35) 6.5基础处理 (36) 6.6混凝土重力坝的分区 (38) 第二部分计算说明书 (39) 1洪水调节 (39) 1.1调洪演算 (39) 1.2调洪计算结果及分析 (55) 2非溢流坝段计算 (57) 2.1非溢流坝段经济剖面尺寸拟定 (57) 2.2抗滑稳定分析 (60) 2.3 应力分析计算 (65) 3消能防冲设计 (68) 3.1消力池的水力计算 (68) 3.2辅助消能工设计 (71) 致谢....................................................... 错误！未定义书签。参考文献. (73)
混凝土重力坝 中英文资料外文翻译文献 混凝土重力坝基础流体力学行为分析 摘要：一个在新的和现有的混凝土重力坝的滑动稳定性评价的关键要求是对孔隙压力和基础关节和剪切强度不连续分布的预测。本文列出评价建立在岩石节理上的混凝土重力坝流体力学行为的方法。该方法包括通过水库典型周期建立一个观察大坝行为的数据库，并用离散元法（DEM）数值模式模拟该行为。一旦模型进行验证，包括岩性主要参数的变化，地应力，和联合几何共同的特点都要纳入分析。斯威土地，Albigna 大坝坐落在花岗岩上，进行了一个典型的水库周期的特定地点的模拟，来评估岩基上的水流体系的性质和评价滑动面相对于其他大坝岩界面的发展的潜力。目前大坝基础内的各种不同几何的岩石的滑动因素，是用德国马克也评价模型与常规的分析方法的。裂纹扩展模式和相应扬压力和抗滑安全系数的估计沿坝岩接口与数字高程模型进行了比较得出，由目前在工程实践中使用的简化程序。结果发现，在岩石节理，估计裂缝发展后的基础隆起从目前所得到的设计准则过于保守以及导致的安全性过低，不符合观察到的行为因素。 关键词：流体力学，岩石节理，流量，水库设计。 简介：评估抗滑混凝土重力坝的安全要求的理解是，岩基和他们上面的结构是一个互动的系统，其行为是通过具体的材料和岩石基础的力学性能和液压控制。大约一个世纪前，Boozy大坝的失败提示工程师开始考虑由内部产生渗漏大坝坝基系统的扬压力的影响，并探讨如何尽量减少其影响。今天，随着现代计算资源和更多的先例，确定沿断面孔隙压力分布，以及评估相关的压力和评估安全系数仍然是最具挑战性的。我们认为，观察和监测以及映射对大型水坝的行为和充分的仪表可以是我们更好地理解在混凝土重力坝基础上的缝张开度，裂纹扩展，和孔隙压力的发展。 图.1流体力学行为：（一）机械;（二）液压。
1 兵团广播电视大学开放教育（专科） 题目：混凝土重力坝设计 分校： 姓名： 学号： 专业： 指导教师：
目录 目录 (1) 第一章非溢流坝设计 (5) 1.1坝基面高程的确定 (5) 1.2坝顶高程计算 (5) 1.2.1基本组合情况下： (5) 1.2.1.1 正常蓄水位时： (5) 1.2.1.2 设计洪水位时： (6) 1.2.2特殊组合情况下： (6) 1.3坝宽计算 (7) 1.4 坝面坡度 (7) 1.5 坝基的防渗与排水设施拟定 (8) 第二章非溢流坝段荷载计算 (9) 2.1 计算情况的选择 (9) 2.2 荷载计算 (9) 2.2.1 自重 (9) 2.2.2 静水压力及其推力 (9) 2.2.3 扬压力的计算 (11) 2.2.4 淤沙压力及其推力 (13) 2.2.5 波浪压力 (14) 2.2.6 土压力 (15) 第三章坝体抗滑稳定性分析 (17) 3.1 总则 (17) 3.2 抗滑稳定计算 (18) 3.3 抗剪断强度计算 (19) 第四章应力分析 (21) 4.1 总则 (21) 4.1.1大坝垂直应力分析 (21) 4.1.2大坝垂直应力满足要求 (22) 4.2计算截面为建基面的情况 (22)
3 4.2.1 荷载计算 (23) 4.2.2运用期（计入扬压力的情况） (24) 4.2.3运用期（不计入扬压力的情况） (24) 4.2.4 施工期 (24) 第五章溢流坝段设计 (26) 5.1 泄流方式选择 (26) 5.2 洪水标准的确定 (26) 5.3 流量的确定 (26) 5.4 单宽流量的选择 (27) 5.5 孔口净宽的拟定 (27) 5.6 溢流坝段总长度的确定 (27) 5.7 堰顶高程的确定 (28) 5.8 闸门高度的确定 (29) 5.9 定型水头的确定 (29) 5.10 泄流能力的校核 (29) 5.11.1 溢流坝段剖面图 (30) 5.11.2 溢流坝段稳定性分析 (30) （1）正常蓄水情况 (30) （2）设计洪水情况 (31) （3）校核洪水情况 (31) 第六章消能防冲设计 (32) 6.1洪水标准和相关参数的选定 (32) 6.2 反弧半径的确定 (32) 6.3 坎顶水深的确定 (33) 6.4 水舌抛距计算 (34) 6.5 最大冲坑水垫厚度及最大冲坑厚度 (35) 第七章泄水孔的设计 (37) 7.1有压泄水孔的设计 (37) 7.2孔径D的拟定 (37) 7.3 进水口体形设计 (37) 7.4 闸门与门槽 (38) 7.5渐宽段 (38)
网络教育学院 本科生毕业论文（设计） 题目： TL混凝土重力坝设计 学习中心：奥鹏远程教育 层次：专科起点本科 专业：水利水电工程
内容摘要 重力坝是一种古老而迄今应用很广的坝型，因主要依靠自重维持稳定而得名。重力坝的断面基本呈三角形，筑坝材料为混凝土或浆砌石。在中国的坝工建设中,混凝土重力坝也占有较大的比重。 本次设计为TL混凝土重力坝设计，设计的准备工作主要包括基本资料的分析、坝型选择和枢纽布置。设计的主要内容首先是进行坝体的设计，进行坝型选择，设计采用混凝土重力坝方案，设计内容包括挡水坝段的设计，溢流坝段的设计，底孔坝段的设计等。然后是细节构造与坝基处理，有坝基清理、坝基加固、坝基防渗及坝基排水设计、断层处理等。 关键词：水利工程；混凝土重力坝；剖面设计；荷载计算；应力分析 目录
引言1 1 设计资料2 1.1 某重力坝基本资料2 1.1.1 流域概况2 1.1.2 地形地质2 1.1.3 建筑材料2 1.1.4 水文条件2 1.1.5 气象条件3 1.2 某重力坝工程综合说明3 2 坝型及坝址选择5 2.1 坝型选择5 2.2 坝址选择5 3 挡水建筑物设计7 3.1 非溢流坝剖面设计7 3.1.1 坝顶高程的拟定7 3.1.2 坝顶宽度的拟定9 3.1.3 坝坡的拟定9 3.1.4 上、下游起坡点位置的确定9 3.2 荷载计算及组合9 3.2.1 自重10 3.2.2 静水压力10 3.2.3 扬压力10 3.2.4 泥沙压力11 3.2.5 浪压力11 3.2.6 荷载组合12 3.2.7．荷载计算成果14 3.3 抗滑稳定分析20 3.4 应力分析21
水库混凝土重力坝设计书 第1章基本资料 一、枢纽工程概况： P水库位于TS和CD两地区交界处，坝址位于X河桥上游十公里干流上。控制流域面积3.37万km2，总库容为14.39亿m3。 P水库枢纽由主坝、电站及泄水底孔等组成，水库主要任务是调节水量，供TJ和TS地区工农业用水和城市人民生活用水，结合引水发电。并兼顾防洪，要求：尽可能使其工程提前受益，尽早建成。 根据水库的工程规模及其在国民经济中的作用，枢纽定为一等工程，主坝为Ⅰ级建筑物，其它均按Ⅱ级建筑物考虑。 二、气象： P库区年平均气温为10℃左右，一月份最低月平均气温为零下6.8℃，绝对最低气温达零下21.7℃(1969年)；7月份最高月平均气温25℃，绝对最气温高达39℃(1955年)，多年平均气温见下表（表五）。 表一多年平均气温、水温表单位：℃ 本流域无霜期较短(90—180天)，冰冻期较长(120—200天)，P站附近河道一般12月封冻，次年3月上旬解冻，封冻期约70—100天，冰厚0.4—0.6米，岸边可达1米。流域冬季盛行偏北风，风速可达七、八级，有时更大些，春秋两季风向变化较大，夏季常为东南风，多年平均最大风速为21.5m/s，水库吹程D=3km。
流域多年平均降雨量约为400—700mm，多年平均降水天数及降水量见表六： 表二多年月平均降水天数及降水量表单位：mm 三、水文分析： 1、年径流：栾河水量较充沛，多年平均年径流量为24.5亿m3，占全流域的53%。年分配很不均匀，主要集中汛期七、八月份。丰水年时占全年50—60%，枯水年占30—40%，而且年际变化也很大。 2、洪水：多发生在七月下旬至八月上旬，有峰高量大涨落迅速的特点，据调查，近一百年来有六次大洪水。其中1883年最大，由洪痕估算洪峰流量约为24400—27400 m3/s，实测的45年资料中最大洪峰流量发生在1962年为18800 m3/s。洪峰历时三天左右，由频率分析法求得：几个重现期所对应的洪峰流量值（见下表表三、表四所示）。 表三 表四
毕业设计（论文） 开题报告 题目榆林王圪堵水库枢纽 布置及重力坝设计 专业水利水电工程 班级 学生 指导教师 2013 年 一、毕业设计(论文)课题来源、类型
本设计题目来源于王圪堵水库工程实际，属设计类课题。王圪堵水库坝址位于榆林市横山县城关镇西北12km，榆靖高速公路无定河大桥以上2.5km、芦河入无定河口以上5.5km处的无定河干流上，距榆林市区60km。按照榆林能源化工基地建设要求及治黄大局的拦沙要求，确定水库任务是供水、拦沙和灌溉等综合利用。在本次设计中所用到的主要工程相关资料都来源于实际工程的设计资料。 二、选题的目的及意义 1. 选题目的 本次毕业设计是对大学四年所学知识的总结和运用，通过对王圪堵水库的了解和个人知识的掌握，本次毕业设计选择《榆林王圪堵水库枢纽布置及重力坝设计》作为题目。本课题主要解决a.水库的枢纽布置，包括坝址选择，电站厂房的选址，各种水工建筑物的选型等一系列布置问题。b.混凝土重力坝的专题设计，包括坝型的选择比较，大坝尺寸的设计，抗滑稳定的计算，大坝结构图的绘制等。通过本次设计，运用几年来所学的理论知识及专业知识，结合毕业设计的任务进行思考、分析应用，提高我们独立思考与独立工作的能力，同时也加强了计算、绘图、编写设计文件、使用规范、手册能力的培养，使我们成为合格的水利人才。 2. 选题意义 (1).王圪堵水利枢纽主要由大坝、泄洪洞、溢洪道、放水洞、坝后电站等建筑物组成。它是无定河中游的一项水沙控制工程，按照《陕西省水资源开发利用规划》、《陕西省榆林能源化工基地供水水源规划》和《黄河治理开发规划纲要》对无定河开发治理的要求，项目开发的目标是在流域水土保持综合治理基础上，河流生态基流不受影响的前提下，调蓄无定河水资源，并经优化配置，以供定需就近向榆横煤化学工业区、鱼米绥盐化学工业区供水，缓解工业区近中期用水矛盾，向14.6万亩农田灌溉补水，提高灌区灌溉保证率，改善农业生产条件，支撑榆林能源化工基地建设和发展，拦蓄泥沙、减少入黄泥沙，为治黄大业作贡献。按照无定河开发治理要求以及项目开发目标，王圪堵水库的建设任务是供水、拦沙和灌溉等综合利用。在工程建设过程中主要存在以下几个问题：水库区存在淹没农田、村庄、道路、桥梁等现象，浸没面积约756亩，库区两岸不存在永久性渗漏问题，水库蓄水后预计塌岸总方量约9259万m3，塌岸问题较为突出；坝址区河床
目录 1基本资料 (1) 仁1.流域概况 (1) 1.2水文气象特征 (1) 1.3地质条件 (2) 1.41程枢纽任务 (3) 2枢纽布置 (4) 2.1工程等级及建筑物级别确建 (4) 2.2坝址、坝型选择 (5) 2.2.1坝址地形地质条件 (5) 2.2.2选址、选型原则 (5) 2.2.3亭子口坝址概况 (6) 2.2.4李家嘴坝址概况 (7) 2.2.5坝址比较 (8) 2.3枢纽布置 (9) 2.3.1布置原则： (9) 2.3.2枢纽的总体布置 (9) 3洪水调节 (11) 3.1基本资料 (11) 3.1.1洪水过程线的确泄 (11) 3.1.2相关曲线图 (13) 3.1.3确定天然设计洪峰流量和天然校核洪峰流量 (13) 3.1.4确定下泄设计洪峰流量标准(p=0.2%)和下泄校核洪峰流量标(p=0.1%) (14) 3.2洪水调苗基本原则 (14) 3.2.1确定工程等别和级别 (14) 3.2.2水库防洪要求 (14) 3.2.3水库的运用方式 (14) 3.3调洪演算 (15) 3.3.1堰顶高程 (15) 3.3.2设计水头Hd (15) 3.3.3流呈:系数加的确定 (15) 3.3.4方案拟订 (16) 3.3.5计算下泄流量 (16) 3.3.6半图解法调洪演算 (17) 4非溢流坝剖而设计 (22) 4.1设计原则 (22) 4.2剖面拟订要素 (22) 4.2.1坝顶高程的拟订 (22)
4.2.2坝顶宽度的拟订 (25) 4.2.3坝坡的拟订 (26) 4.2.4上、下游起坡点位宜的确定 (26) 4.2.5剖而设计 (26) 4.3抗滑稳定分析与计算 (28) 4.3.1分析的目的 (28) 4.3.2滑动而的选择 (28) 4.3.3对坝基面进行抗滑稳定计算 (29) 4.4应力计算 (30) 4.4.1分析的目的 (30) 4.4.2分析方法 (30) 4.4.3材料力学法的基本假设 (30) 4.4.4荷载组合 (30) 4.4.5应力计算 (30) 5溢流坝段设计 (32) 5.1泄水建筑物方案比较 (32) 5.1.1布置原则 (32) 5.1.2泄洪方案选择 (32) 5.2溢流表孔布置 (32) 5.3溢流坝剖而设计 (33) 5.3.1顶部曲线 (33) 5.3.2中间直线段的确定 (34) 5.3.3反弧段 (35) 5.4消能设计与计算 (35) 5.4.1闸墩的设计 (36) 5.4.2消能形式选择 (37) 5.4.3消力池的水力计算 (38) 5.4.4辅助消能工设计 (41) 5..4.5消力池护坦的设计 (42) 6细部构造设计 (42) 6.1坝顶构造 (42) 6.2廊道系统 (43) 6.2.1基础灌浆廊道 (43) 6.2.2检査排水廊道 (44) 6.2.3排水管 (44) 6.3坝体分缝 (45) 6.3.1横缝 (45) 6.3.2纵缝 (45) 6.3.3水平施工缝 (45) 6.4坝体止水与排水 (45)
本科毕业设计 题目 A江水利枢纽实体重力坝设计 学院工学院 专业水利水电工程专业 毕业届别 姓名 指导教师 职称 目录
摘要 (1) 关键字 (1) ABSTRACT (2) KEYWORDS (2) 第一章枢纽任务及枢纽基本资料 (3) 第一节、枢纽任务 (3) (一)发电 (3) （二）灌溉 (3) （三）防洪 (3) （四）渔业 (3) （五）过木 (3) 第二节、A江水利枢纽基本资料说明 (4) （一）自然地理 (4) （二）工程地质 (6) （三）筑坝材料 (7) （四）库区经济 (7) （五）其他 (8) 第二章建筑物形式的选择 (8) 第一节、枢纽的建筑物组成 (8) 第二节、工程等别和建筑物级别 (8) 第三节、建筑物形式的选择 (10) （一）挡水建筑物形式的选择 (10) （二）泄水建筑物形式的选择 (10) （三）水电站建筑物形式的选择 (11) （四）其他建筑物形式的选择 (11) 第三章各主要建筑物设计 (11) 第一节、挡水坝剖面设计 (11) （一）基本剖面 (12) （二）实用剖面 (12) （三）坝顶高程 (13) （四）坝顶宽度 (14) （五）坡率确定 (14) （六）坝底宽度 (14) 第二节、非溢流坝稳定分析 (15) （一）荷载计算 (15) (二) 力矩计算 (22) （三）稳定分析 (27) (四)、应力强度校核 (29) 第三节、强度指标 (30) 第四节应力计算及校核 (31) 第四章溢流坝剖面设计 (38)
第一节、泄水方式的选择 (38) 第二节、溢流坝体型设计 (38) （一）拟定孔口流量 (38) （二）中孔出流 (39) (三）底孔出流 (39) (四) 单宽流量的确定 (39) （五）溢流坝段总长度的确定 (40) (六)计算堰顶水头H0 (41) （七）定型设计水头H H (41) （八）校核 (42) （九）闸门高度 (42) 第三节、溢流坝剖面设计 (42) （一）顶部曲线段确定 (42) （二）消能形式的选择 (43) （三）反弧段的确定 (44) （四）中间直线段 (45) (五）反弧段圆心的确定 (46) （六）鼻坎型式的选择 (46) 第四节溢流坝剖面的确定 (48) 第五节、溢流坝荷载计算 (48) (一）自重 (48) （二）静水压力及扬压力（结合非溢流坝荷载计算） (49) 第六节、稳定分析 (51) （一）抗剪强度 (51) （二）抗剪断强度 (52) 第五章重力坝细部构造设计 (53) 第一节、坝顶构造 (53) （一）非溢流坝 (53) （二）溢流重力坝 (53) （三）导水墙布置 (55) 第二节、分缝与止水 (55) （一）分缝 (55) （二）止水 (55) 第三节、廊道系统 (56) （一）基础廊道 (56) （二）坝体廊道 (56) 第四节、坝体防渗与排水 (56) （一）坝体防渗 (56) （二）坝体排水 (56) 第六章重力坝地基处理 (56) 第一节、地基开挖 (57) （一）开挖原则 (57) （二）开挖设计 (57)
目录 摘要........................................................ 错误!未定义书签。前言........................................................ 错误!未定义书签。 第一某些设计阐明书 1 工程概况.................................................. 错误!未定义书签。 1.1 工程地理位置........................................ 错误!未定义书签。 1.2 流域概况............................................ 错误!未定义书签。 1.3 工程任务与规模...................................... 错误!未定义书签。 2 基本资料.................................................. 错误!未定义书签。 2.1 水文气象............................................ 错误!未定义书签。 2.2 坝址与地形状况...................................... 错误!未定义书签。 2.3 工程枢纽任务与效益.................................. 错误!未定义书签。 3 枢纽布置.................................................. 错误!未定义书签。 3.1 枢纽构成建筑物及其级别.............................. 错误!未定义书签。 3.2 坝线、坝型选取...................................... 错误!未定义书签。 3.3 枢纽布置............................................ 错误!未定义书签。 4 洪水调节.................................................. 错误!未定义书签。 4.1 基本资料............................................ 错误!未定义书签。 4.2 洪水调节基本原则.................................... 错误!未定义书签。 4.3 调洪演算............................................ 错误!未定义书签。 4.4 调洪计算成果........................................ 错误!未定义书签。 5 非溢流坝剖面设计.......................................... 错误!未定义书签。
大学毕业设计(论文) 题目混凝土重力坝设计 专业水利水电工程 班级 学号 学生 指导教师 2012-10-11
摘要 本次设计内容为P水利枢纽，坝型选择为混凝土重力坝,本设计的目的及意义主要在于巩固、扩大和提高所学水利水电理论知识，使其得到实际运用，并使之系统化，锻炼和培养运用所学专业基础理论知识解决工程实际，并进行设计、计算、制图的能力,提高撰写专业技术报告的水平。，其中非溢流坝剖面设计和溢流坝剖面设计和细部构造都附有CAD图，非溢流坝段，验算坝体强度和稳定承载能力极限状态等。溢流坝段，进行水力计算，坝体强度和稳定承载能力极限状态验算等，对细部构造进行了简略的描述。关键词：重力坝剖面稳定应力细部构造地基处理 ABSTRACT This design content for the P project, dam type selection for the concrete gravity dam, the design of the purpose and significance mainly lies in to consolidate, expand and improve the water conservancy and hydroelectric power theory, its practical application, and make it systematic, fitness training and learn to use basic professional theoretical knowledge to solve practical engineering, and design, calculation, drawing ability, improve the professional and technical report writing level. Non overflow section, wherein the design and spillway section design and construction details are accompanied by CAD, non overflow section of check dam, strength and stability of bearing capacity limit state. Overflow dam, hydraulic calculation, the strength and stability ultimate bearing capacity checking, in details are also described briefly. Key words: profile of gravity dam stability stress detail structure foundation treatment
目录 1基本资料 (1) 1.1.流域概况 (1) 1.2水文气象特征 (1) 1.3地质条件 (2) 1.4工程枢纽任务 (3) 2枢纽布置 (4) 2.1工程等级及建筑物级别确定 (4) 2.2坝址、坝型选择 (5) 2.2.1坝址地形地质条件 (5) 2.2.2选址、选型原则 (5) 2.2.3亭子口坝址概况 (6) 2.2.4家嘴坝址概况 (7) 2.2.5坝址比较 (8) 2.3枢纽布置 (9) 2.3.1布置原则： (9) 2.3.2枢纽的总体布置 (9) 3洪水调节 (11) 3.1基本资料 (11) 3.1.1洪水过程线的确定 (11) 3.1.2相关曲线图 (13) 3.1.3确定天然设计洪峰流量和天然校核洪峰流量 (13) 3.1.4确定下泄设计洪峰流量标准（p=0.2%）和下泄校核洪峰流量标（p=0.1%） (14) 3.2洪水调节基本原则 (14) 3.2.1确定工程等别和级别 (14) 3.2.2水库防洪要求 (14) 3.2.3水库的运用方式 (14) 3.3调洪演算 (15) 3.3.1堰顶高程 (15) H (15) 3.3.2设计水头 d 3.3.3流量系数m的确定 (15) 3.3.4方案拟订 (16) 3.3.5计算下泄流量 (16) 3.3.6半图解法调洪演算 (17) 4非溢流坝剖面设计 (22) 4.1设计原则 (22) 4.2剖面拟订要素 (22) 4.2.1坝顶高程的拟订 (22) 4.2.2坝顶宽度的拟订 (25)
4.2.3坝坡的拟订 (26) 4.2.4上、下游起坡点位置的确定 (26) 4.2.5剖面设计 (26) 4.3抗滑稳定分析与计算 (28) 4.3.1分析的目的 (28) 4.3.2滑动面的选择 (28) 4.3.3对坝基面进行抗滑稳定计算 (29) 4.4应力计算 (30) 4.4.1分析的目的 (30) 4.4.2分析方法 (30) 4.4.3 材料力学法的基本假设 (30) 4.4.4荷载组合 (30) 4.4.5应力计算 (30) 5溢流坝段设计 (32) 5.1泄水建筑物方案比较 (32) 5.1.1布置原则 (32) 5.1.2泄洪方案选择 (32) 5.2溢流表孔布置 (32) 5.3溢流坝剖面设计 (33) 5.3.1顶部曲线 (33) 5.3.2中间直线段的确定 (34) 5.3.3反弧段 (35) 5.4消能设计与计算 (35) 5.4.1闸墩的设计 (36) 5.4.2消能形式选择 (37) 5.4.3消力池的水力计算 (38) 5.4.4辅助消能工设计 (41) 5..4.5消力池护坦的设计 (42) 6细部构造设计 (42) 6.1坝顶构造 (42) 6.2廊道系统 (43) 6.2.1基础灌浆廊道 (43) 6.2.2检查排水廊道 (44) 6.2.3排水管 (44) 6.3坝体分缝 (45) 6.3.1横缝 (45) 6.3.2纵缝 (45) 6.3.3水平施工缝 (45) 6.4坝体止水与排水 (45) 6.4.1止水 (45) 6.4.2坝体排水 (46)