水工建筑物课程设计
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目录
第一章 基本资料 ........................................ 1 .........
第二章 坝体坡面拟定 ..................................... 7••…
第一节 坝体坡面拟定 .................................. … ......
第二节 荷载计算 ...................................... 10 ......
第三章 抗滑稳定分析 ....................................... 13…
第四章 应力分析 ......................................... 15••…
第五章 细部结构设计 ....................................... 16…
第六章 地基处理与两岸连接 ................................... 24
第一节 地基处理 ....................................... 24 ........
第二节 重力坝与两岸连接 .................................. 46 .... 第一章基本资料
（一） 工程概况
顺河水量丰沛，顺河中游与豫运河上游的礼河、还乡河分水岭均较单薄，
并处于低山丘陵区，最窄处仅10余公里。通过礼河、洲河及输水渠道，可通 向唐山市；经还乡河、陡河可通秦皇岛市。为解决唐山市、秦皇岛市两地区用 水，国家决定修建顺河水库。顺河水库位于河北省唐山、承德两地区交界处， 坝址位于迁西县扬岔子村的顺河干流上，控制流域面积 33700平方公里，总库
容为25.5亿立方米。水库距迁西县城 35公里，有公路相通。
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 天津市和唐山地区工农业及城市人民生活用水，结合引水发电，并兼顾防洪要 求，尽可能使其工程提前竣工获得收益，尽早建成。
根据水库的工程规模及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，其他建筑物按II级建筑物考虑。
（二） 水文分析
（1） .年径流：顺河水量较充沛，顺河站多年平均年径流量为 24.5亿立方 米占全流域的53%年内分配很不均匀，主要集中在汛期七、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水，其中1883年最大，由红痕估算洪峰流量约为
24400 — 27400m3/s,实测的45年资料中最大洪峰流量发生在 1962年为 18800m3/s。
（3）.泥沙：本流域泥沙颗粒较粗，中值粒径 0.0375毫米，全年泥沙大部分 来自汛期七、八月份，主要产于一次或几次洪峰内且年际变化很大， 由计算得，
多年平均悬移质输沙量为1825万吨多年平均含沙量7.45公斤/立方米。推移质 缺乏观测资料。可计入前者的10%这样总入库沙量为2010万吨。淤砂浮容量 为0.9吨/立米，内摩擦角为12度。淤砂高程157.5米。
（三） 气象
库区年平均气温为10 C左右，一月最低月平均产气温为零下 6.8C，绝对 最低气温达零下217C（ 1969年）7月份最高月平均气温25 C,绝对最高达 39 C （1955年），本流域无霜期较短（90—180天）冰冻期较长（120 —200天）， 顺河站附近河道一般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，流域内冬季盛行偏北风，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21.5 米/秒，水库吹程D=3公里。
（四） 工程地质
库区地质：顺河水库、库区属于中高山区，河谷大都为峡谷地形，只西城 至北台子一带较为宽阔沿河两岸阶地狭窄，断续出现不对称，区域内无严重的 坍岸及渗透问题。第四大岩层（Arl4）为角闪斜长片麻岩。具粗粒至中间细粒 千状花岗变晶结构，主要矿物为斜长石、石英及角闪石，本岩层体厚层块状、 质地均一、岩性坚硬、抗风化力强、工程地质条件较好，总厚度 185米左右。
岩石物理力学性质：岩石容重2.68—2.70吨/立米，饱和抗压强度，弱风化和微
分化岩石均在650公斤/厘米2以上，有的可达1100公斤/厘米2以上，混凝土
与岩石的摩擦系数微分化及弱风化化下部，可取 f=1.10、c=7.5kg/cm 2
地震：库区附近历史地震活动较为频繁，近年来微繁。弱震任不断发生，其中 1936年和1976年两年内发生6度左右地震，1977年6月国家地震局地震地质 大队对本区域地震问题作了鉴定，水库的基本烈度为 6度，考虑到枢纽的重要 性，和水库激发地震的可能性 拦河坝设防烈度采用7度。
（五）枢纽建筑物特性指标
项目 单位 指标 备注
校核洪水位 米 227.2
设计洪水位 米 225.7
水 正常畜水位 米 224.7 P = 0.01%
汛期限制水位 米 216.0 P = 0.1%
死水位（发电） 米 180.0
位 校核洪水位尾水位 米 156.8
设计洪水尾水位 米 152.0
正常尾水位 米 138.4
总库容 亿立米 25.5 计入十年淤积
库 调洪库容 亿立米 7.4
兴利库容 亿立米 19.5
容 共用库容 亿立米 5.6
死库容 亿立米 4.2 计入十年淤积
坝型
混凝土重力坝
坝顶溢孔数 孔 19
堰顶咼程 米
闸墩的中墩厚度为
3米
每孔净宽 米 15.0
工作闸门尺寸 米X米 15X15 弧形钢闸门
启闭机（2X70吨） 台 19 固定式卷扬机
设计洪水下泄能力 米7 ,「 32300
少
校核水位下泄量
42900 限泄275003
泄
水
孔 进口底咼程 米 160.0
弧形闸门 底孔数目 孔 4
工作阀尺寸 米*米 5*7
启闭机 台 4
设计水位泄水能力 米八3/秒 4340
校核水位泄水能力 米八3/秒 4430
电站
引水
道 水管道进口高程 米 170.0 三条引水管道
管线长度 米 121.0
管径 米 5.0
最大引水流量 米3秒 104 每条引水道
工作阀门 米*米 3-5*7
工作阀门启闭机 台 3
平板检修闸门 米*米 5*8.5
检修门启闭机 台 1 400/25吨门机
电
站 主厂房尺寸 长*米*米 72*19.1*39.0
机组间距 米 16
水轮发电机组 台 3
装机容量 万瓦 3*6=18
水轮机型号 HL720 LT-330
额定出力 万瓦 6.18
主要变压器型号 SPL-80000 220
输电线电压 千伏 220 共3台
(六)坝型、坝址选择
(1) 坝型选择
坝址地形地质条件，河谷断面比较宽浅，两岸不对称，坝址区域为花岗岩 结构，岩体是厚层块状，质地均一，抗风化强，工程地质条件好，覆盖层及风化 层较薄弱。
建筑材料：经勘测，坝址附近有丰富的砂石料，但缺土料，只有很薄的表层 堆积物。
根据以上情况进行综合分析如下：
拱坝方案：河谷断面宽浅，不是 V字型，两岸不对称，没有合适的地质条 件，故该方案不可行。
土石坝方案：坝址付近没有适宜的地形像溢洪道， 若开挖溢洪道，则开挖量 较大，并且当地土料比较缺乏，故也不可取。
重力坝方案：混凝土重力坝和浆砌石重力坝都不能充分利用当地的自然条
件，泄洪问题容易解决，施工容易。浆砌石重力坝虽然节约水泥用量，但不能实 现机械化施工、施工方便、速度快、缩短工期，故本工程采用混凝土重力坝。 （2）坝址选择：
经地形、地质勘测，综合考虑地质条件、施工条件、综合效益等情况，坝 址位于迁西县杨岔村的顺河流上，控制流域面积 33700平方公里，总库容25.5
亿立方米，水库距迁西县城35公里，有公路相通。
（七）枢纽总体布置方案选择
水库枢纽由主坝、电站及泄水孔等组成
（1）溢流坝的布置：溢流坝的位置应使下泄洪水、排水时能与下游平顺连
接，不致冲刷坝基和其他建筑物，溢流孔孔数19孔，净宽15米，中墩厚3米
（2）导流底孔布置：导流底孔宣泄期的流量一般应考虑与永久建筑物相 组合，做到一孔多用，导流底孔孔数为 4，宽44米。
（3）电站坝段布置：水电站厂房尽量布置在靠近用户的岸，且要布置在 使出力最大的一岸，电站坝段 48米，由3台水轮发电机组。
（4）挡水坝段布置：非溢流坝一般布置在河岸部分与岸坡相连，非溢 流坝与溢流坝或其他建筑物连接处，用导墙、变强隔开。
根据以上原则及尺寸，经分析1/2方案可选择，即：
方案二 方案一、
方案一：泄水孔布置在中间，在水库建成以后，它将承担排沙、放空水库 使用，不是频繁使用，且开挖量大。
方案二：溢流坝在中间，下泄洪水时，可以与主河槽水平顺连接且开挖量 不大，故可采用。工程开挖量不大，且溢洪道泄水与主河槽平顺相连。
第二章 坝体坡面拟定
第一节坝体坡面拟定
（一）坝体坡面拟定
从地形图可得拦水坝段的最底部高程为 127.5米，故可据此确定最大坝高
河坝顶高程。
（1） 坝顶咼程应咼于交河洪水位，把顶上游防浪墙顶咼程咼于波浪咼
程，其与设计洪水位或校核洪水位的高差△ h由下式确定：
△ h=h i%+h+hc
其中：△ h----防浪墙顶呈设计洪水位或校核洪水位高差 m
hi%---累计频率为1%寸波浪高度m
hz-―― 波浪中心线高出设计洪水位或校核洪水位高度 m
he-—-安全超高
由设计枢纽工程为一等，主坝为I级建筑物，故计算的非溢流坝为I级建
