某碾压混凝土重力坝设计计算书

目录第一章设计依据11.1 工程等级与建筑物级别21.2 工程洪水标准3第二章洪水调节计算52.1 工程洪水标准52.2 调洪计算52.2.1 调洪计算基本原理52.2.2 水位与流量关系的确定62.2.3 机算调洪数据72.2.4校核水库防空时间24第三章水能计算263.1 电站出力的估算263.2 机组台数和单机容量的选择263.3 水轮机型号和参数选择263.4 淤沙高程与电站取水口高程计算273.4.1 淤沙高程273.4.2 电站进水口底板高程27第四章水电站厂房初步设计294.1 水电站厂房的布置294.2 厂房轮廓的确定294.2.1主厂房长度的确定294.2.2 主厂房宽度的确定294.2.3 尾水平台与尾水闸室的布置30第五章大坝设计315.1 大坝有关参数的确定315.2 非溢流坝设计325.2.1 非溢流坝基本剖面设计325.2.2 非溢流坝实用剖面设计335.2.3 非溢流坝的荷载组合335.2.4 非溢流坝抗滑稳定验算（坝基处2—2截面）345.2.5 非溢流坝段应力验算（坝基处2—2截面）385.2.6 坝基处2—2截面部应力验算405.2.7非溢流坝段折坡处抗滑稳定验算（1—1截面）435.2.8非溢流坝段折坡应力验算（1—1截面）485.3 溢流坝段设计495.3.1 溢流坝段基本数据495.3.2溢流坝段实用剖面设计505.3.3溢流坝段消能设施的结构尺寸确定515.3.4溢流坝抗滑稳定验算（坝基处2—2截面）525.3.5溢流坝段应力验算（坝基处2—2截面）565.3.6 溢流挑射距离和冲坑深度计算585.4 厂房坝段设计595.4.1 水电站厂房的型式595.4.2 水电站厂房的布置595.4.3 电站引水管的布置形式595.4.4 厂房坝段坝身剖面设计59第六章施工组织设计616.1 施工导流标准616.2 施工导流布置和水力计算616.2.1导流方法616.2.2 导流布置616.3 一期导流计算626.3.1 导流水力计算626.3.2 上下游围堰的堰顶高程636.3.3 围堰断面设计636.3.4 围堰工程量计算666.4 二期导流机算676.4.1 坝体缺口和底孔联合泄流水力计算676.4.2 堰顶高程的确定与堰顶宽度的确定676.4.3 围堰断面设计676.4.4 围堰工程量计算686.5 封堵时间与蓄水计划69毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作与取得的成果。

网络教育学院本科生毕业论文（设计）题目：碾压混凝土重力坝设计学习中心：层次：专科起点本科专业：年级：年春/秋季学号：学生：指导教师：完成日期：年月日内容摘要本论文中实例过程是一座综合利用的小型水利工程，………….水产养殖。

本次设计为混凝土重力坝设计，设计内容主要包括………….的设计。

设计的准备工作有………………………..。

后期工作有………….地基处理。

关键词：混凝土重力坝；剖面尺寸；抗滑稳定；应力分析目录内容摘要 (I)引言 (1)1 设计资料 .................................................................................. 错误！未定义书签。

1.1 某重力坝基本资料 ....................................................... 错误！未定义书签。

1.1.1 流域概况 ............................................................ 错误！未定义书签。

1.1.2 地形地质 ............................................................ 错误！未定义书签。

1.1.3 建筑材料 ............................................................ 错误！未定义书签。

1.1.4 水文条件 ............................................................ 错误！未定义书签。

1.1.5 气象条件 ............................................................ 错误！未定义书签。

1.2 某重力坝工程综合说明 ............................................... 错误！未定义书签。

1挡水坝段的设计1.1坝顶高程的确定由于设计洪水位低于正常洪水位，故取正常洪水位和校核洪水位作为控制情况。

坝底高程取挡水坝段最低点▽275.00 m ，坝顶高程为正常蓄水位▽365.00 m ，校核洪水位▽369.29 m ，确定静水位至坝顶的高差△h 。

（1） 正常蓄水位情况下：▽h=c z l h h h ++ 式中： （1—1）▽h —静水位至坝顶的高差，m ；l h —波浪高度，这里用m ；z h —波浪中心线至静水位高度，m ；c h —安全超高，m ，此处取0.5m 。

由于多年最大风速v=25 m/s ,正常蓄水位=0.13th （1—2）=0.13=0.621 (m)所以 /==0.01 , 查累计频率与平均波高的比值得 /=2.42,==0.621=1.50 (m)Lm = 0.0386 ×g (1--3） =0.03869.81=14.61 (m)H=365 – 275 =90(m)Lm Hcth Lm h h l z ππ22= （1—4）= =0.487▽h=c z l h h h ++=1.50+0.487+0.5=2.487 (m)则坝顶高程为= +▽h=365.00+2.487=367.487（m ）（2） 设计洪水位情况下：由于多年最大风速v=25 m/s ,正常蓄水位=0.13th （1—2）=0.13=0.621 (m)所以 /==0.01 , 查累计频率与平均波高的比值得 /=2.42,==0.621=1.50 (m)Lm = 0.0386 ×g (1--3）=0.03869.81=14.61 (m)H=365 – 275 =90(m)Lm Hcth Lm h h l z ππ22=（1—4）= =0.487▽h=c z l h h h ++=1.50+0.487+0.5=2.487 (m)则坝顶高程为= +▽h=365.00+2.487=367.487（m ）（2）校核洪水位情况下：最大风速的多年平均值 =(12+10.3+15+18.7+13+12+16+25+16+19+10+12)/12=18.33 (m) =0.13th=0.13=0.281 (m)所以 /==0.005 , 查累计频率与平均波高的比值得 /=2.42,==0.281=0.55 (m)Lm = 0.0386 ×g=0.03869.81=7.14 (m)LmH cth Lm h h l z ππ22= = =0.133▽h=c z l h h h ++=0.55+0.133+0.4=1.083 (m)则坝顶高程为= +▽h=369.29+1.083=370.373（m ）综上所述，坝顶高程取较大值，并取防浪墙高度为1.2米，则坝顶高程为369.17米,取整数所以的坝顶高程取为370米。

目录第一章工程规模的确定....................................................... - 3 -1.1 水利枢纽与水工建筑物的等级划分..................................... - 3 -1.2 永久建筑物洪水标准................................................. - 3 -第二章调洪演算 ............................................................ - 4 -2.1洪水调节计算....................................................... - 4 -2.1.1 洪水调节计算方法........................................................ - 4 -2.1.2 洪水调节具体计算........................................................ - 4 -2.1.3 计算结果统计：.......................................................... - 8 -第三章大坝设计 ............................................................. - 9 -3.1 坝顶高确定 ........................................................ - 9 -3.1.1 计算方法................................................................ - 9 -3.1.2 计算过程................................................................ - 9 -3.2 坝顶宽度 ......................................................... - 10 -3.3 开挖线的确定...................................................... - 10 -3.4 非溢流坝剖面设计.................................................. - 10 -3.4.1 折坡点高程拟定......................................................... - 11 -3.4.2 非溢流坝剖面拟定....................................................... - 11 -3.5 非溢流坝段坝体强度和稳定承载能力极限状态验算...................... - 17 -3.5.1 荷载计算成果........................................................... - 17 -3.5.2正常蓄水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算.......................... - 42 -3.5.3正常蓄水位时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 43 -3.5.4正常蓄水位时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 43 -3.5.5正常蓄水位时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 46 -3.5.6校核洪水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算.......................... - 47 -3.5.7校核洪水位时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 47 -3.5.8校核洪水位时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 48 -3.5.9校核洪水位时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 50 -3.5.10正常蓄水位地震时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算..................... - 52 -3.5.11正常蓄水位地震时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算....................... - 53 -3.5.12正常蓄水位地震时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算....................... - 53 -3.5.13正常蓄水位地震时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算....................... - 56 -3.5.14设计水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算........................... - 57 -3.5.15设计水位时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算............................. - 59 -3.5.16设计水位时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算............................. - 59 -3.5.17设计水位时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算............................. - 61 -3.6 应力计算 ......................................................... - 62 -3.6.1 边缘应力............................................................... - 63 -3.6.2内部应力............................................................... - 63 -3.6.3 截面应力计算表......................................................... - 65 -3.6.4 应力图................................................................. - 65 -3.7 溢流坝段的设计.................................................... - 79 -3.7.1 溢流坝剖面设计......................................................... - 79 -3.7.2 消能防冲设计........................................................... - 81 -3.7.3 稳定及应力的计算....................................................... - 83 -第四章第二建筑物（压力钢管）的设计计算.....................................- 102 -4.1 引水管道的布置................................................... - 102 -4.1.1压力钢管的型式 ........................................................ - 102 -4.1.2轴线布置 .............................................................. - 102 -4.1.3 进水口................................................................ - 102 -4.2 闸门及启闭设备................................................... - 103 -4.3 细部构造 ........................................................ - 103 -4.3.1通气孔设计 ............................................................ - 103 -4.3.2充水阀设计 ............................................................ - 103 -4.3.3伸缩节设计 ............................................................ - 103 -4.4 压力钢管结构设计与计算........................................... - 103 -4.4.1 确定钢管厚度.......................................................... - 104 -4.4.2 承受内水压力的结构分析................................................ - 105 -第五章施工组织设计 ........................................................- 111 -5.1 导流标准 ........................................................ - 111 -5.2导流方案......................................................... - 111 -5.3 导流工程参数..................................................... - 112 -第一章工程规模的确定1.1 水利枢纽与水工建筑物的等级划分参考《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-20001、可确定该工程规模为大（1）型工程等级为Ⅰ级2、水工建筑物级别（永久性水工建筑物）工程等级为Ⅰ级，则主要建筑物级别1级，次要建筑物3级3、临时性水工建筑物级别保护对象为1级主要永久建筑物，3级次要永久建筑，则临时性水工建筑物为4级。

碾压混重力坝毕业设计碾压混重力坝设计前言某水库工程是河北省和水利部“八·五”重点工程建设项目之一。

该工程是以供水、灌溉、养殖等综合利用为主的大型控制枢纽工程。

青龙河流域水量充沛，控制流域面积6340km2，，多年平均径流量9.6亿m3，是滦河流域较大的一条支流。

但由于降雨、径流的年际年内分配极不均匀，必须修建大型控制工程调节水量，丰富的水资源才能得以充分开发利用。

水库按满足秦皇岛市生活、工业用水和滦河中下游农业用水的需要设计，工程规模是：正常蓄水位141 m，调节库容7.09亿m3，水库库容系数0.77，水量利用系数为70%。

坝后式电站装机容量20Mw。

根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》SDJ12-78的规定，一期工程为二等工程，大坝为2级建筑物，正常应用洪水为100年一遇，非常运用洪水为1000年一遇。

辅助建筑物按Ⅲ级设计，临时建筑物按Ⅳ级设计。

枢纽建筑物包括电站坝段，溢流坝段、两岸非溢流坝段。

坝型为碾压混凝土重力坝坝。

底孔坝块两个，孔口进口后接,深式压力管道，进口底高程90.0m,最大单孔泄流量900m3/s。

溢流坝共5孔，孔宽20m，装设8x8m弧形钢闸门。

溢流面采用WES曲线，堰顶高程130，最大泄量3200m3/s，下游防洪允许单宽流量160m3/s，泄水建筑物按100年一遇洪水设计，采用宽尾墩与消力池联合消能方式，枢纽工程总泄量5000m3/s。

水电站为3级建筑物，正常运用洪水为30年一遇，非常运用洪水为200年一遇，电站装机容量20MW，多年平均发电量为6275x104kwh.。

水库上游设计洪水位为142.0m，相应下游水位为92.0m，库容为8.32×108m3，溢流坝相应的泄量为15243m3/s；上游校核洪水位为143.3m，相应下游水位为92.4m，库容为8.70×108m3，溢流坝相应的泄量为19857m3/s；上游正常蓄水位为141m（与汛限水位同高），相应下游水位为86.1m；死水位为90.0m，相应的库容为0.78×108m3。

院：土木工程学院专业：水利水电工程专业年级： 2012学号：学生姓名：杨林指导教师：邹爽老师2015年7月16日目录一、设计坝顶高程1.确定坝基开挖高程 (1)2.计算坝顶高程 (1)二、绘制坝基开挖线 (2)三、设计非溢流坝段1.设计实用剖面 (3)2.实用坝体剖面稳定及强度验算 (4)四、设计溢流坝段1.孔口形式及溢流坝前沿总长 (15)2.溢流面体型设计 (15)五、溢流坝段稳定验算1.溢流坝段剖面图 (18)2.设计洪水位状况 (19)3.校核洪水位情况 (21)六、设计消能工1.选择鼻坎形式 (24)2.确定挑角、鼻坎高程和反弧半径 (24)3.计算挑距和下游冲刷坑深度 (24)七、坝体细部构造拟定1.横缝布置 (28)2.坝顶的布置 (28)3.廊道系统 (28)4.横缝灌浆，固结灌浆，排水措施 (29)八、附录重力坝设计资料 (30)一、设计坝顶高程1.确定坝基开挖高程由相关水文、地质等资料初步估计坝高为50米左右，可建在微风化至弱风化上部基岩上，又下坝址河面高程1858.60m ，综合槽探、硐探、钻探和地表地质勘察资料，坝址区左右岸坡残坡积层厚度达3～5m ，局部地段深达10m ，河床上第四纪冲积覆盖层厚度为8.8m 左右；结合风化线深度，初步拟定坝基最低开挖高程为1843.50m 。

大坝校核洪水为500年一遇，坝体级别为4级。

2.计算坝顶高程坝顶应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶的高程应高于波浪顶高程，其与正常蓄水位或校核洪水位的高差，选择两者中防浪墙顶高程的高者作为选定高程。

(1).相关资料(2). 计算h l 根据官厅公式计算： 当20gDV =20～250 时，为累计频率5%的波高h 5%; 当20V gD=250～1000 时，为累计频率10%的波高h 10%; 本设计20V gD=（9.8×0.6×103）/20.72=13.723 故取h l ≈h 5%.（3）.计算防浪墙顶高程及基本剖面坝高二、绘制坝基开挖线坝高超过100m时，坝可建在新鲜、微风化或弱风化下部基岩上；坝高在50～100m时，可建在微风化至弱风化上部基岩上；坝高小于50m时，可建在弱风化中部至上部基岩上。