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；坝址区河床覆盖层厚度8～13m，河床宽度350～700m，左岸坝肩、河床覆盖层属中等-强透水土层，存在严重的渗漏问题，需进行防渗处理；坝基河床层（Q42-3al）细砂层干密度为1.59g/cm3，相对密度为0.52，易于压密固结，可考虑利用，但应采取防渗措施。两岸斜坡堆积的坡积和漫滩冲积层应予以清除或进行工程处理，坝基基岩应进行防渗灌浆处理；溢洪道位于右坝肩冲积台地，基础位于弱风化基岩之上，地下水对工程施工开挖有一定的影响。开挖最大坡高13m时，开挖坡比砂土层为1： 1.5，基岩强风化为1：0.5，弱
风化为1：0.3，泥岩易风化、崩解，开挖后需及时采取保护措施；右岸地下洞室岩性为侏罗系砂岩夹泥岩，岩体较完整—较破碎，弱～微风化，地下水位于洞顶以上，围岩类别为稳定性差的Ⅲ～Ⅳ类。
（2）重力坝是在世界上最早出现的一种坝型，它是由混凝土或浆砌石修筑的大体积挡水建筑物，其基本剖面是三角形，整体是由若干坝段组成。重力坝在水压力和其他荷载作用下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力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。它具有：相对安全可靠,耐久性好，抵抗渗漏、洪水漫溢、地震等性能较强；设计、施工技术简单，易于机械化施工；对不同的地形和地质条件适应性强，任何形状河谷都能修建重力坝，对地基条件要求相对来说不太高；在坝体中可布置引水、泄水孔口，解决发电、泄洪和施工导流等问题的优点。因此本次毕业设计选择混凝土重力坝作为题目，在老师的指导下完成设计任务，将会为我之后走上工作岗位有很大帮助。
三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势
(1)我国水利枢纽工程的发展现状及发展趋势
水利兴天下定，天下定人心稳。60年来，一项项重点水利工程发挥效益，一片片绿洲奇迹般诞生，一个个民生水利工程润泽山峁，水利为农业乃至经济发展奠定了坚实的基础，成为促进国家协调可持续发展的重要举措，成为造福人民群众的历史丰碑。60年的成就充分说明，水利是国民经济和社会发展的基础地位不可动摇。
新中国成立以来，尤其是改革开放的二十多年来，长江、黄河、乌江、澜沧江、红水河等大江大河和一大批中、小型河流的水电开发状况发生了巨大的变化。在借鉴国外先进的管理经验和工程技术的同时，我们依靠自己的力量，在深山峡谷、大流量河流、复杂地形地质条件、恶劣气候条件、高地震烈度和高海拔地区，建起了一座座高坝和大型水电站，解决了设计和施工中的技术难题；建立了从勘测、规划、设计、科研到施工、运行管理和安全监测的一整套标准化技术体系，形成了具有中国特色的水电建设技术。尤其是三峡、二滩、小浪底、天生桥一级等水电工程的成功建设，标志着我国水电技术已经迈上新的台阶，达到世界先进水平。
(2)国外水利枢纽工程的发展趋势
国际河流与国内河流一样，在开发模式上具有一定的共性。如在上游建以发
电为主要目标、对河流径流进行调节的高坝水库，上中游水库蓄洪可减少下游洪水；在下游地区，则建设多利用目标的水库。尽量减少淹没损失等。然而，由于
国际河流流域跨越了国界，其开发利用所产生的社会、生态、环境影响将呈国际化，远比国内河流复杂，国界作为最高级别的行政界线对流域整体的分割，各国
间难以形成国际河流开发与保护共识或达成共识的时间较长[1]。各国水利都在随
社会经济进步而不断发展，大致可以按以下几个阶段进行划分，即：工业化之前、工业革命开始至二次世界大战前、二次世界大战后至20世纪70年代中期、20
世纪70年代中期至80年代末、20世纪90年代以后五个阶段。
(3)我国混凝土重力坝的建设现状
在我国的大坝建设中，混凝土重力坝是主要的坝型之一，因为它的枢纽布置
较为紧凑，对基础地质条件要求比拱坝、支墩坝低一些。50年代到80年代，我
国的重力坝大多采用实体重力坝、宽缝重力坝和空腹重力坝等3种坝型。我国
的丹江口电站，丰满工程的大坝，三峡大坝等，均采用了混凝土重力坝，而且
在建的许多大型工程，如龙口水电站、向家坝、锦屏二级水电站等大坝也是
混凝土重力坝。其中已建成的三峡大坝是世界第一大的水电工程，三峡水利枢
纽大坝为混凝土重力坝，其挡水前沿总长2345米，最大坝高181米，坝体
总混凝土量为1700 万立方米，其大坝总方量居世界第一。三峡工程是迄今
世界上综合效益最大的水利枢纽，在发挥巨大的防洪效益和航运效益外，其2240万千瓦的装机容量为世界第一，1000多亿千瓦时的年发电量居世界第一。三峡水利枢纽工程的成功建设表明我国混凝土重力坝的设计、建设以经达到国
际先进水平。
(4)当前混凝土重力坝建设中的几个问题
1.大坝安全是混凝土重力坝的关键问题
1975年，板桥、石漫滩两水库的溃决，给人民的生命财产造成了巨大损失。
从统计资料来看，混凝土重力坝的失事率比土石坝要低一些，但混凝土重力坝
的安全问题也是大坝建设中的一个核心问题。坝的应力水平与坝的高度大体成
正比，坝体越高，应力越大，特高混凝土重力坝的安全问题是当前坝工技术的
焦点[2-5]。我国特高混凝土重力坝不但水头高，而且库容大，其安全问题实际
上还关系到下游数座水库。
2.混凝土重力坝破坏条件
混凝土重力坝的破坏是从局部破坏开始的，局部破坏之后,坝体应力重新布 ,
破坏范围是否进一步发展，也取决于应力状态。混凝土重力坝的破坏条件可表示为kσ=f 式中：σ为实际拉、剪或压应力；f为实际抗拉、抗剪或抗压强度；k 为实际安全系数。以拱坝为例，实际应力可表示如下σ=σ1+σ2+σ3+σ4+σ5+
σ6+σ7+ σ8式中：σ1为坝体自重引起的应力；σ2为作用于坝体表面的水荷载引进的应力；σ3为运行期坝体平均温度和等效线性温差引起的应力；σ4为施工期温度变化引起的应力；σ5为非线性温差引起的应力；σ6为运行期温度场边界条件的变化(主要为上游水位变化)所引起的应力；σ7为库区水荷载变化
引起的应力；σ8为其他因素如地应力、基础开挖与处理等引起的应力[6]。
3.混凝土重力坝振捣密实度的无损检测
由于大量机口取样和少量仓面取样，在人仓以前由于原材料、配合比、拌制、运输等原因引起的混凝土质量问题一般都可以得到较好的控制，但入仓以后，由于平仓、振捣而引起的质量问题，很难检测，实际上难以控制，特别是夜间浇筑混凝土，如现场监理稍有松懈，很容易出问题，如某重力坝，在纵缝灌浆时，耗浆量异常，经钻孔检查，发现坝内大范围因欠振而不密实，只得采取钻孔灌浆补强，坝体实际上吸纳了大量水泥浆液。如果没有发现问题，其后果是比较严重的。目前在碾压混凝土坝施工中，已普遍采用无损探测方法检查混凝土密实度，常态混凝土因浇筑层厚度较大，目前还缺乏有效的现场无损检测方法，急需进行研究[6]。
4.做好全面温控、永久保温、结束“无坝不裂”历史
到20世纪50年代，混凝土重力坝温控措施包括分缝分块、水管冷却、预冷骨料及表面保温已相继提出，但实际上仍然是“无坝不裂”，Dworshak、Revelstoke 等坝的裂缝还相当严重。经较深入研究发现，主要原因是人们对表面保护在认识上存在误区，由于施工中往往是一次大寒潮后出现一批裂缝，因此长期以来人们只重视混凝土早期的表面保护，而忽略后期的表面保护。研究结果表明，如果在严格控制基础温差、做好水平浇筑层面和接缝面的短期表面保护外，还能做好上下游表面的长期表面保护，就能防止裂缝的出现，结束“无坝不裂”的历史[7-9]。
(5)混凝土重力坝施工中的关键技术问题
1.坝踵区岩体非均质性对重力坝坝踵应力的影响
混凝土重力坝坝踵应力及其开裂分析一直是坝工界非常关心的复杂课题，如对拱坝的分析[10-12]和对重力坝的分析[13-16]。就研究性质而言，大体可分为两类：(1) 研究坝型、坝体和坝基相对弹模等要素对坝踵应力的影响。(2)寻求可表征
坝踵应力开裂的应力代表值以克服坝踵应力的奇异性，如应力强度因子、线性等效应力或按某种规则确定的等效应力[10-13]等。这些方法尽管着眼点有所不同，但都假定坝踵处混凝土和岩体为均质材料。这一假定对混凝土来说是合适的，但对坝踵岩体是需要进一步推敲的。岩体为高度非均质材料，工程中采用的岩体质量分级方法将岩体视为均匀连续的材料，由此给出岩体力学参数。显然，这种方法及参数只是对大范围岩体(代表性体积)的一个平均描述，适用于应力变化平缓的岩体区域，对坝踵区所处的高梯度应力区，显然不太合适。一尤其是节理岩体的裂隙扩展很大程度受节理网络控制。早期的有限元分析由于计算内力有限，网格粗略，这一问题不太突出；近年来，随着大规模计算能力的发展和成熟，在坝踵附近可布置远低于岩体代表性体积的精细网格，此时能否继续沿用均质性假定问题就凸现出来。
2.混凝土重力坝温度应力与控制
当重力坝和地基温度变化时，坝体和地基发生变形，由于坝体的变形受到地基的约束以及坝体各部分混凝土之间的相互约束，就产生了温度应力。这些温度的变化及其产生的温度应力，是自混凝土浇筑一直至运行期未了都始终长时间存在、经常作用的，所以温度荷载属于基本荷载。但它随着温度变化而不断地变化，并非恒定，所以温度应力与其他应力叠加后的总应力也是不断变化的。
混凝土重力坝进行温度控制设计，是保证混凝土浇筑、合理选择施工方案及温控标准、消除大坝裂缝的重要步骤。根据大体积混凝土裂缝发生的原因及规律，温度控制标准主要归结为限制基础温差、内外温差、上下层温差、相邻块高差、表面保温等几个方面来实现的。坝块受气温骤降冲击将产生表面裂缝，防止表面裂缝主要靠表面保温，以减缓气温骤降在坝块表面产生的降温幅度与梯度。对坝块实施表面保护，首选要对坝区气温资料进行统计分析，了解气温骤降的规律和特点,并根据规范和结合工地实际情况，提出保温标准和措施。表面保温措施是在表面铺草袋或泡沫塑料。铺设一层草袋，可使坝块遭气温骤降时的表面温度平均提高2℃一4℃，相当于坝块的抗御气温骤降的能力由一般的6℃提高到9℃，可使表面裂缝发生的机率减少75％[16]。
3.混凝土重力坝深浅层抗滑稳定分析
实践证明，如果坝基岩体坚固完整，重力坝绝少发生整体失稳破坏。对于重力坝坝基岩体的深、浅层抗滑稳定问题，传统和现行的数值分析方法都是采用极限分析的方法，即设法使系统达到极限平衡状态，再根据平衡条件或其与正常状
态的比较来研究其整体安全性。为了更好地反映岩体沿软弱结构面破坏的主要特点，更好地描述岩体结构面的特性，采用一种能较好研究非连续变形的弹塑性块体单元法研究多裂隙复杂基岩的变形、应力分布，并采用间接法研究坝基岩体的深浅层抗滑稳定性和破坏演变过程，从而重力坝的整体稳定安全性作出综合评价。
在水利工程的重力坝深层抗滑稳定分析中，除去广泛采用的有超载法、强度储备法与综合法以外，近几年来，可靠度理论也渐渐应用于重力坝深层抗滑稳定分析，由于它主要是针对材料物理力学参数进行可靠性分析，故既可以与刚体极限平衡法结合，也可以与有限元法结合使用[17]。因此，目前应用于重力坝深层抗滑稳定分析的方法可以分为4个体系，即模型实验法、有限元法、刚体极限平衡法以及有限元法与刚体假设相结合的综合法，其中刚体元法和刚体界面元法均属于综合法范畴[18] 。
4.混凝土重力坝在校核地震工况下的评价方法
“5．12”汶川大地震以后，大坝抗震安全受到社会各界和坝工界的高度重视。水利水电规划设计总院在吸收国际大坝抗震设计与震后评价先进经验及坝上和抗震专家建议的基础上，在水电规计[2008]24号文《水工工程防震抗震研究设研究设计及专题报告编制暂行规定》中，明确提出了对于重要大坝应进行校核地震工况下的抗震安全复核[19]。美国联邦紧急事务管理局(FEMA)[20-21]，美国陆军工程师 (USACE)[22]目前都针对大坝抗震设计提出了新的基于性能的评价方法和体系。国际大坝委员会(ICOLD)欧洲委员会总结了奥地利、意大利、瑞士、罗马尼亚及英国等5个国家的抗震新规范。按照（ICOLD）的要求，明确了对重要大坝要针对MCE进行设防[23]。
随着我国各项科研工作的深入、设计理论的完善、施工方法的改进，混凝土筑坝技术取得了飞快的发展。就当前国内已建和在建的工程而言，结合我国气候特征及当前研究成果，仍有一些问题需要深入研究探索，部分工程技术问题需要解决。针对严寒干旱地区的气候条件及寒冷干旱地区混凝土重力坝特殊的施工方法，研究其温度场及温度应力的时空分布变化规律，就干旱条件下水分散失理论进行深入研究，以确定现场混凝土的各项指标满足实验室的设计要求。目前针对混凝土重力坝施工期及运行期的温度、徐变应力仿真计算研究的框架已基本建立，但仿真计算参数的选取存在不稳定性，尚待深入研究。解决上述问题能为我工已建、在建混凝土坝工程提供可靠的理论支持和技术保障，是推动混凝土
筑坝技术发展的重要内容。
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四、本课题主要研究内容
本课题是处于可研阶段设计，其主要内容分为两个方面：水库枢纽布置设计
和混凝土重力坝专题设计。
1.枢纽布置设计主要包括：分析选择坝址、坝轴线方案；分析并确定大坝、
泄水、引水和电站厂房等枢纽主体建筑物的轴线位置；初步拟定大坝、泄水、引
水和电站厂房等枢纽主体建筑物的型式及尺寸；进行调洪计算，根据所给水文资料，按照双辅助曲线或单辅助曲线法进行调洪演算，确定下泄流量和水库设计洪
水位、校核洪水位等特征水位，决定工程等别和主要永久性建筑物的级别；进行
坝顶超高计算，分析确定坝顶高程；进行泄水建筑物水力计算，分析确定各泄水
建筑物的纵、横断面尺寸；绘制枢纽总平面布置图及各泄水建筑物的纵、横剖面图。
2.混凝土重力坝专题设计主要包括：拟定可用的坝型方案，进行坝型方案的
分析与选择；针对混凝土重力坝坝型方案，拟定大坝横断面形式与尺寸，并进行
优化设计，计算坝体稳定、上下游边缘应力和部分截面上的坝体应力。要求至少
选择两个典型横剖面进行计算（含最大横剖面及一个典型横剖面）；进行大坝抗
滑稳定及应力计算；绘制大坝上、下游立视图及典型横剖面图；进行坝顶结构
设计，绘制坝顶结构设计图；撰写（绘制）并提交《毕业设计报告》及设计图纸，参加毕业设计答辩。
3.根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）规定，王圪堵
水库枢纽工程为Ⅱ等大（2）型工程，主要建筑物级别为2级。水库枢纽工程的
设计洪水标准取100年一遇，校核洪水标准取2000年一遇。工业及城镇生活供
水设计保证率采用95%，农业灌溉设计保证率采用50%。
五、完成论文的条件和拟采用的研究手段（途径）
本次设计中主要存在两大问题：左岸坝肩、河床覆盖层属中等-强透水土层，
存在严重的渗漏问题；坝型选择问题。对于渗漏问题，可进行帷幕灌浆处理，为
保证堵漏效果，灌浆施工按照SL62O94 《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》
进行(主要按照帷幕灌浆的要求进行施工)。在坝型选择问题上，可进行混凝土重
力坝和土石坝方案比较，在经济技术和施工工期等方面进行比较选择。
设计中所用到的资料来自于可研阶段的工程实际资料和《水工建筑物设计规范》等。我们大学期间所学的《水工建筑物》、《水电站》、《工程施工》、《水工CAD制图》、《水利水能规划》、《结构力学》、《水力学》、《土力学》、《工程测量学》、《工程地质》、《水文学》、《建筑材料》等课程，是顺利完成本次毕业设计的基本保障。另外，要完成此次设计还需要通过图书馆和网络查找有关水利水电工程枢纽，建筑物布置及设计等方面的资料，认真听取指导老师的意见，和同学们相互交流，进行工程类比，工程借鉴，才能最终顺利完成此次毕业设计。六、本课题进度安排、各阶段预期达到的目标
本课题主要分为四个阶断进行，各阶段主要任务安排如下：
第一阶段，1-4周（2.25-3.24）：主要为本次设计做前期准备工作，包括熟悉毕业设计内容及要求；熟悉工程基本资料；查阅与设计内容相关的国内外文献资料，撰写《开题报告》；分析选择坝址、坝轴线方案；c.分析并确定枢纽主体建筑物的轴线位置。
第二阶段，5-9周（3.25-4.28)：在本阶段主要进行枢纽布置和基本计算任务，包括初步拟定枢纽主体建筑物的型式及尺寸；调洪计算；坝顶超高计算，分析确定坝顶高程；泄水建筑物水力计算，分析确定各泄水建筑物的纵、横断面尺寸；绘制枢纽总平面布置图；绘制各泄水建筑物的纵、横剖面图。
第三阶段，10-13周（4.29-5.26）:在这个阶段进行重力坝坝型方案的分析与选择，大坝横剖面设计，大坝抗滑稳定及应力计算，绘制大坝上、下游立视图及典型横剖面图和坝顶结构设计图。
第四阶段，14-17周（5.27-6.23）：这是整个毕业设计的最后阶段，在这个阶段我们要进行整理、校核设计成果，撰写并提交毕业设计初步成果（设计报告及设计图纸电子版），修改毕业设计初步成果，提交毕业设计最终成果和参加最后的毕业设计（论文）答辩。
七、指导教师意见
对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：
指导教师：
年月日八、所在专业审查意见
负责人：
年月日
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。
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)
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)
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)
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。
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)
目录 摘要 (1) 前言 (2) 第一部分设计说明书 1 工程概况 (3) 1.1 工程地理位置 (3) 1.2 流域概况 (3) 1.3 工程任务与规模 (3) 2 基本资料 (4) 2.1 水文气象 (4) 2.2 坝址与地形情况 (11) 2.3 工程枢纽任务与效益 (12) 3 枢纽布置 (13) 3.1 枢纽组成建筑物及其等级 (13) 3.2 坝线、坝型选择 (14) 3.3 枢纽布置 (17) 4 洪水调节 (19) 4.1 基本资料 (19) 4.2 洪水调节基本原则 (22) 4.3 调洪演算 (23) 4.4 调洪计算结果 (27) 5 非溢流坝剖面设计 (28) 5.1 设计原则 (28) 5.2 剖面拟订要素 (28) 5.3 抗滑稳定分析与计算 (31) 5.4 应力计算 (33)
6 溢流坝段设计 (36) 6.1 泄水建筑物方案比较 (36) 6.2 工程布置 (37) 6.3 溢流坝剖面设计 (38) 6.4 消能设计与计算 (41) 7 细部构造设计 (42) 7.1 坝顶构造 (42) 7.2 廊道系统 (43) 7.3 坝体分缝 (44) 7.4 坝体止水与排水 (45) 7.5 基础处理 (46) 7.6 混凝土重力坝的分区 (47) 第二部分计算说明书 1 洪水调节 (49) 1.1 调洪演算 (49) 1.2 调洪计算结果及分析 (63) 2 非溢流坝段计算 (64) 2.1 非溢流坝段经济剖面尺寸拟定 (64) 2.2 重力坝非溢流坝段主要荷载 (68) 2.3 抗滑稳定分析 (75) 2.4 抗剪断强度计算 (78) 2.5 应力分析计算 (80) 3 溢流坝段设计 (84) 3.1 顶部曲线 (84) 3.2 反弧段 (86) 4 消能防冲设计 (87) 4.1 洪水标准和相关参数的选定 (88) 4.2 水舌抛距计算 (89)
设计容 一、 确定工程等级 由校核洪水位446.31 m 查水库水位———容积曲线读出库容为1.58亿3 m ，属于大（2）型，永久性水工建筑物中的主要建筑物为Ⅱ级，次要建筑物和临时建筑物为3级。 一、 确定坝顶高程 (1)超高值Δh 的计算 Δh = h1% + hz + hc Δh —防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差，m ； H1% —累计频率为1%时的波浪高度，m ； hz —波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差，m ； hc —安全加高，按表3－1 采 陆峡谷水库，宜按官厅水库公式计算（适用于0V ＜20m/s 及 D ＜20km ） 下面按官厅公式计算h1% ， hz 。 113 120 22000.0076gh gD v v v -??= ??? 11 3.75 2.150 220 00.331m gL gD v v v -??= ??? 2 2l z h H h cth L L ππ= 式中：D ——吹程，km ，按回水长度计。 m L ——波长，m z h ——壅高，m V0 ——计算风速
h——当 2 20250 gD v =时，为累积频率5%的波高h5%;当 2 2501000 gD v =时， 为累积频率10%的波高h10%。 规规定应采用累计频率为1%时的波高，对应于5%波高，应由累积频率为P（%）的波高hp 与平均波高的关系可按表B.6.3-1 进行换 超高值Δh 的计算的基本数据 设计洪水位校核洪水位 吹程D（m）524.19 965.34 风速 v（m）27 18 安全加高 c h（m）0.4 0.3 断面面积S（2 m） 1890.57 19277.25 断面宽度B（m）311.80 314.44 正常蓄水位和设计洪水位时，采用重现期为50 年的最大风速，本次设计 27/ v m s =；校 核洪水位时，采用多年平均风速，本次设计 18/ v m s =。 a.设计洪水位时Δh 计算： 18902.57 60.62 311.80 m S H m B === 设 设 波浪三要素计算如下： 波高： 2 1 13 12 2 9.819.81524.19 0.007627 27 27 h-?? ?? =? ? ?? h=0.82m 波长： 1 1 3.75 2.15 22 9.819.81524.19 0.33127 2727 m L-?? ?? =? ? ??
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。
水工毕业设计答辩试题 1.本次毕业设计你采用哪种坝型？试说明你采用此种坝型的原因。 答：采用混凝土重力坝，从坝址处地质考虑，弱风化深度不大；从施工方面考虑，便于施工及导流；可采用大型机械，降低工程造价。 2.试简述本次毕业设计中，你是如何进行枢纽布置的？ 答：主要组成由非溢流坝段，溢流坝、放水底孔及排沙隧洞、电站引水设施、电站等组成。溢流坝段设在主河槽及河道左岸。 3.本枢纽中的挡水建筑物在选型时你是从哪些方面考虑的？ 答：（1）稳定和强度；（2）工程量小；（3）运用方便；（4）便于施工。 4.试就本次毕业设计简要绘制挡水坝段的主要荷载及其分布图形 答：（1）自重（2）静水压力（3）扬压力（4）泥沙压力（5）浪压力（6）地震惯性力。 5.试就本次毕业设计简要绘制溢流坝段的主要荷载及其分布图形 6.什么叫荷载组合？试就本次毕业设计说明你进行了哪几种荷载组合，并简要 说明进行荷载组合的原因？ 答：作用在坝体上的力成为荷载，本次设计采用了基本组合和特殊组合两种形式，求最不利状况。 7.试简述非溢流坝段的形状，设计的原则及步骤 答：三角形，设计原则：（1）稳定和强度；（2）工程量小；（3）运用方便；（4）便于施工。设计步骤：（1）坝顶高程确定（2）坝高确定（3）坝坡确定（4）排水设施等。 8.为什么说重力坝的稳定问题就是滑动问题？ 答：重力坝主要是依靠自身的重力来维持稳定性的。 9.重力坝坝面受到扬压力的原因是什么？试绘制坝基设有防渗帷幕和排水孔 的扬压力分布图，并说明计算方法？ 答：产生扬压力的原因主要是上下游水位差。 10.当重力坝抗滑条件不满足时，应采用哪些措施使其满足？ 答：（1）减小扬压力，如设置排水廊道，帷幕灌浆等。（2）开挖有利地形（3）设置齿墙（4）加固地基。 11.用材料力学法计算坝体应力的基本假定是什么？ 答：物体是刚性的。 12.试写出坝基面竖直正应力的计算公式，并说明各项参数的意义？ 13.溢流坝面由那几部分组成，试简述其设计步骤？ 答：由堰型曲线，直线段，反弧段组成。 14.溢流坝下游消能有几种型式，试简述其适用条件及优缺点？ 答：底流消能，土质地基。挑流消能，下游河床较好；面流消能；戽流消能。15.溢流坝剖面设计时，应满足那些条件？ 答：满足抗冲刷要求，满足过流要求。 16.本次设计中，溢流坝剖面中的曲线部分，定型设计水头是怎样选取的？ 答：采用WES堰面，根据堰流公式计算。 17.本次设计中，你怎样划分坝段的，简述坝段划分的原则？ 答：溢流坝段设在主河槽及河道左岸，从地形地质，稳定强度方面考虑。 18.本次设计中，基础灌浆廊道的尺寸及位置你是怎样确定的？ 答：上游坝址处向上游水平延伸5米处。
设计内容 一、 确定工程等级 由校核洪水位446.31m 查水库水位———容积曲线读出库容为1.58亿3 m ，属于大（2）型，永久性水工建筑物中的主要建筑物为Ⅱ级，次要建筑物和临时建筑物为3级。 一、 确定坝顶高程 (1)超高值Δh 的计算 Δh = h1% + hz + hc Δh —防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差，m ； H1% —累计频率为1%时的波浪高度，m ； hz —波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差，m ； hc —安全加高，按表3－1 采 内陆峡谷水库，宜按官厅水库公式计算（适用于0V ＜20m/s 及 D ＜20km ） 下面按官厅公式计算h1% ， hz 。 113 120 22000.0076gh gD v v v -??= ??? 11 3.75 2.150 220 00.331m gL gD v v v -??= ??? 2 2l z h H h cth L L ππ= 式中：D ——吹程，km ，按回水长度计。 m L ——波长，m z h ——壅高，m V0 ——计算风速
h ——当 20 20250gD v =时，为累积频率5%的波高h5%。当 20 2501000gD v =时， 为累积频率10%的波高h10%。 规范规定应采用累计频率为1%时的波高，对应于5%波高，应由累积频率为P （%）的波高hp 与平均波高的关系可按表B.6.3-1 进行换 超高值Δh 的计算的基本数据 正常蓄水位和设计洪水位时，采用重现期为50 年的最大风速，本次设计027/v m s =；校核洪水位时，采用多年平均风速，本次设计018/v m s =。 a.设计洪水位时Δh 计算： 18902.57 60.62311.80 m S H m B = ==设设 波浪三要素计算如下： 波高： 2 1 13 12 2 9.819.81524.190.0076272727 h -?? ??=? ??? h=0.82m 波长： 1 1 3.75 2.15 2 2 9.819.81524.190.331272727m L -????=? ???
混凝土重力坝设计毕业设计说明书 混凝土重力坝设计说明书 学生:宋文海 指导老师:张萍 三峡大学水利与环境学院 1. 工程等级、建筑物级别及防洪标准确定 1.1工程等级确定 根据工程基本资料和《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252?2000(表1?1),确定: 根据水库总库容1.042亿m3和供水保证率为95%判定,工程属于Ⅱ等工程,大(2)型规模; 根据电站装机1.5万KW判定,工程属于Ⅳ等工程,小(1)型规模; 根据水库设计灌溉面积24.28万亩,工程属于Ⅲ等工程,中型规模。 综合以上数据,确定水利枢纽工程为Ⅱ等工程,大(2)型规模。 表1-1 水利水电工程分等指标 工程等别工程 规模水库 总库容 ) 防洪治涝灌溉供水发电
保护城镇 及工矿企业 的重要性保护农田 亩治涝面积 亩灌溉面积 亩供水对象 重要性装机容量 KW Ⅰ大(1)型≥10 特别重要≥500 ≥200 ≥150 特别重要≥120 Ⅱ大(2)型10~1.0 重要500~100 200~60 150~50 重要120~30 Ⅲ中型 1.0~0.10 中等100~30 60~15 50~5 中等30~5 Ⅳ小(1)型0.10~0.01 一般30~5 15~3 5~0.5 一般5~1 Ⅴ小(2)型0.01~0.0015 3 0.51 注: ①水库总库容指水库最高水位以下的静库容; ②治涝面积和灌溉面积均指设计面积。 1.2 建筑物级别确定 表 1-2 水工建筑物级别 工程等别永久性建筑物级别临时性建筑物 级别
主要建筑物次要建筑物 Ⅰ 1 3 4 Ⅱ 2 3 4 Ⅲ 3 4 5 Ⅳ 4 5 5 Ⅴ 5 5 根据工程基本资料和《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252?2000(表1?2),确定: 鲤鱼塘水库水工建筑物级别 工程等别永久性建筑物级别临时性建筑物级别 主要建筑物次要建筑物 Ⅱ 2 3 4 1.3 工程洪水标准确定 根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252?2000规定: 表1-3山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准[重现期(年)] 项目水工建筑物级别 1 2 3 4 5 设计1000~500 500~100 100~50 50~30 30~20 校核土石坝可能最大洪水(PMF)或10000~5000 5000~2000 2000~1000 1000~300 300~200 混凝土坝、浆砌石坝5000~2000 2000~1000 1000~500 500~200
混凝土重力坝枢纽毕业设计指导书 根据任务书指出的设计内容，对本次毕业设计的要求、方法和步骤以及时间安排等具体指示如下： 一、了解规划任务、分析原始资料 由于时间关系，本次毕业设计对水文分析和水能规划方面的内容就不作了，这部分的结果，由基本资料和建筑物特性指标给出，我们首先要求同学了解工程规划的概况、意图，规划特点和主要数据，以及设计任务和要求熟悉并分析枢纽地区地形、地质、水文、气象建筑材料等一般情况。通过对工程概况的了解，以及基本资料的分析，使同学们掌握主要工程的要点，自然条件特征，联系对工程设计和施工的关系与影响，为以后各阶段设计工作打下基础。二、坝线、坝型选择和枢纽布置方案比较 (一)坝轴线的选择： 根据坝址的地质、地形条件，通过定性分析确定坝轴线位置。这里主要考虑的地质条件有： 1、坝基全部坐落在第四大岩层上； 2、左岸与第三大岩层保持一定的距离； 3、河床部位使上游坝踵避开F2断层； 4、右岸离开陡岸的局部不稳定岩体。 (二)坝型选择： 根据坝址的地形、地质、建筑材料，宣泄洪水的能力以及抗震性能等特点，通过定性分析，初步选择土石坝、拱坝、重力坝（实体重力坝、空腹重力坝、宽缝重力坝）等坝型进行较详细的定性比较，选取满足工程要求，技术可行的坝型。 (三)枢纽布置方案比较： 首先根据枢纽的任务及要求确定枢纽建筑物的组成，然后根据地质、地形等条件，拟定二到三个枢纽布置方案，并画出草图，通过定性分析确定较合理的枢纽布置方案。 本阶段坝线、坝型选择及枢纽布置是水工设计中具有战略意义的一项重要工作，综合性强，涉及面广，工作量也有相当分量，由于所给资料及时间有限，内容从简,但仍要求认真思考和分析作一定的训练。 三、坝体剖面设计内容与要求： 坝体剖面设计要求作挡水坝最大坝高坝段的设计和溢流坝最大坝高坝段的设计，设计的内容和步骤如下： (一)坝剖面的拟定： 1、挡水坝的剖面拟定则是参考已建工程并考虑与溢流坝的联接等具体情况对坝顶高程，坝顶宽度，上、下游边坡及起坡点的初步拟定。 2、溢流坝剖面拟定分三个方面的内容： （1）断面尺寸的拟定：参看已建工程、初步确定堰面曲线，上下游边坡，消能型式以及尺寸。 （2）水力计算，包括堰顶过流量计算，下游冲刷坑验算，堰顶水面曲线的估算等。 （3）闸墩尺寸的拟定，包括闸门型式选择，工作、交通桥的布置及闸墩的型式、长度、高度、厚度等尺寸的拟定（选做）。 (二)坝体稳定、应力分析： 1、稳定应力计算原理和控制标准，稳定应力计算要求采用两种计算方法（单一安全系数法和可靠度理论法），说明公式来源和符号的意义，控制标准则根据工程等级和计算情况按有关规范规定指标选取。