土石坝设计计算说明书

土石坝设计计算说明书

专业：水利水电建筑工程

指导老师：**

班级：水工1303班

*名：***

学号：*******

成绩评定：

2015年10月

目录

一、基本材料 (2)

1.1水文气象资料 (2)

1.2地质资料 (2)

1.3地形资料 (2)

1.4工程等级 (2)

1.5建筑材料情况 (2)

二、枢纽布置 (3)

三、坝型选择 (4)

四、坝体剖面设计 (5)

4.1坝顶高程计算 (6)

4.1.1 正常蓄水位 (6)

4.1.2 设计洪水位 (7)

4.1.3 校核洪水位 (8)

4.2坝顶宽度 (9)

4.3坝坡 (9)

五、坝体构造设计 (10)

5.1坝顶 (10)

5.2上游护坡 (10)

5.3下游护坡 (10)

5.4防渗体 (10)

5.5排水体 (11)

5.6排水沟 (11)

一、基本资料

1.1水文气象资料

吹程1km，多年平均最大风速20m/s，流域总面积2971km2。上游地形复杂，沟谷深邃，植被良好，森林分布面广，为湖北主要林区之一。

1.2地质资料

河床砂卵砾石最大的厚度达23m。两岸基岩裸露，支局不存在有1~8m厚的残坡积物。在峡谷出口处的左岸山坡，存在优厚1~30m，方量约150万m3 的坍滑堆积物，目前处于稳定状态。

1.3地形资料

坝址位于古洞口峡谷段，河谷狭窄，呈近似“V”型，河面宽60~90m。

1.4工程等级

本工程校核洪水位以下总库容1.38亿m3，正常蓄水位325m，相应库容1.16亿m3，装机容量3.6万kw，设计洪水位328.31m，校核洪水位330.66m，河床平均高程240m。混凝土面板堆石坝最大坝高120m。根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003的规定，本工程为二等大（2）型工程。1.5建筑材料情况

坝址附近天然建筑材料储量丰富。砂砾料下游勘探储量318.5万m3，石料总储量21.86万m3，各类天然建筑材料的储量和质量基本都能满足要求。

二、枢纽布置

1、枢纽中的泄水建筑物应能满足工程需要的运用条件和要求。建筑物运用应灵活可靠，其泄洪能力应满足宣泄设计洪水、校核洪水要求，并应满足水库排沙、排污和排冰的要求。

2、泄水建筑物的布置和结构型式，应根据地形、地质条件和泄洪规模、水头大小和防砂要求等综合比较后选定。可采用开敝式溢洪道和隧道。在地形有利的坝址，宣以开敝式溢洪道为主要泄洪建筑物。在布置开敝式溢洪道确有困难时，也可采用进口为开敝式，下接明流隧洞（溢洪洞）的形式。

3、泄水和引水建筑物进、出口的边坡应是稳定的。其附近的坝坡和岸坡，应有可靠的防护措施。出口应采取妥善的消能措施，并应使消能后的水流离开坝脚一定距离。

4、泄水建筑物宜布置在岸边岩基上。对高、中坝不应采用布置在软基上的坝下埋管型式。低坝采用软基上埋管时应进行论证。在地震区的坝，采用坝下埋管时应按DL/T573的有关规定执行。

二、坝型选择

坝型，就是按坝体材料、结构及传力方式、泄洪方式、施工方法等划分的不同大坝类型。按坝体材料划分，有土石坝、混凝土坝、砌石坝等；按结构受力方式划分，有土石坝、重力坝、拱坝、支墩坝、空腹坝、闸坝等；按泄洪方式划分，则有溢流坝、非溢流坝；按施工方法划分，有碾压土石坝、碾压混凝土坝、浇筑式混凝土坝等。坝型选择是指确定坝型的论证工作，一般通过坝型比选工作来完成。

坝型选择应综合考虑下列因素，经技术经济比较确定：

1、坝址区河谷地形、坝址基岩、覆盖层特征及地震烈度等基本地形地质条

件。

2、筑坝材料种类、性质、数量、位置和开采运输条件，以及枢纽建筑物开

挖渣料的利用。

3、施工导流、施工进度与分期、填筑强度、气象条件、施工场地、运输条

件和初期度汛等施工条件。

4、坝高:高坝宜研究比较心墙堆石坝和混凝土面板堆石坝；低坝多采用均质

坝。

5、枢纽布置、坝基处理以及坝体与泄水、引水建筑物等连接。

6、运行条件：如对渗漏水量要求，上、下游水位变动情况，分期建设等。

7、大坝及枢纽的工程量、工期和造价。

一级、二级低坝与三级及其以下的中坝，经过论证可采用土工膜防渗体。

坝轴线较长的土石坝根据地形、地质及料场的具体条件，可分段采用不

同坝型，在坝型变化处应设置渐变段。

考虑坝址区地形地质条件、交通条件、气候条件、防渗土料特性及工程投资等因素，有竞争力的为人工材料面板坝和心墙坝堆石坝坝壳两种坝型。经综合比较，人工材料面板坝方案枢纽布置紧凑灵活，各建筑物相互施工干扰小，工期保证率高、投资较小。经综合比选最终选择采用人工材料面板坝坝型。

四、坝体剖面设计

4.1坝顶高程计算

如题已知：

坝高的计算，分别取正常水位，设计洪水位，校核洪水位计算取大值 坝顶超高的确定，h ∆=R+e+A 波浪平均爬高：L h m

K K w

221R 2

⨯⨯+=

∆

风壅高度e 按公式βcos 2KW 2m gH D

e =计算,二级坝采用多年平均最大风速的1.5倍

爬高：L h m

K K w

221R 2

⨯⨯+=

∆

∆K —斜坡的粗糙率渗透系数，根据护面的类型查表 m —单坡的坡度系数，若单坡坡角为α,则m=cos α

w K —经验系数

2h ·2L ——平均波高和波长，km,采用宫厅水库公式计算

宫厅水库公式:2h=0.0166V 5/4D 1/3;2L=10.4(2h)0.8

糙率渗透性系数∆K

经验系数K W