粘土斜心墙土石坝设计计算书

1.综合说明1.1枢纽概况及工程目的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、发电、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II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。

1.2水库枢纽设计基础资料1.2.1地形、地质(1)地形：见1:2000坝址地形图。

(2)库区工程地质条件。

水库位于高山区，构造剥蚀地形。

青龙河侵蚀能力较强，沿河形成不对称河谷，由于构造运动影响，河流不断下切，形成岸边阶地、陡岸。

流域内地形北高南低，平均高程与500m，最高峰海拔1680m。

河道蜿蜒曲折，河谷宽度400~100m不等，河道比降1/400~1/600。

库区两岸基岩出露高程大部分在200米左右，库区左岸非可溶性岩层分布广泛，其中主要由绢云母、千枚岩、石英、砂质页岩组成。

透水性较小，也没有发现沟通库内外的大断层。

库区可溶性岩层分布于青龙河右岸，从隔水层分布、熔岩发育情况分析，水库蓄水后向邻近河流渗透的可能性很小。

经过对库区断层的分析，水库向外流域及下游渗漏的可能性很小。

库区外岩层抗风化作用较强，库岸基本上是稳定的。

(3)坝址区工程地质条件位于坝区中部背斜的西北，岩层倾向青龙河上游，两岸山体较厚。

河床宽约300米，河床地面高程85m，河床砂卵石覆盖层平均厚度5—7米，渗透系数K=1×10-2厘米/秒。

粘土斜墙坝设计方案（范本）第一部分：设计说明书 (1)1 工程条件 (1)1.1施工条件 (1)1.2自然条件 (1)2 施工导截流设计 (4)2.1施工导流 (4)2.2导流建筑物设计 (8)2.3导流工程施工 (8)2.4基坑排水 (8)2.5截流 (10)2.6下闸蓄水 (10)2.7坝体拦洪高程的确定 (10)3 料场的选择与开采 (11)3.1料场的选择 (11)3.2料场的开采 (11)3.3弃料场地的布置 (12)4主体工程施工 (13)4.1概述 (13)4.2主体工程结构设计（粘土斜墙坝结构设计） (13)4.3主体工程施工 (14)4.4岸边溢洪道的施工 (19)4.5导流隧洞构造及施工 (22)5施工交通运输 (22)5.1概述 (22)5.2场内交通规划 (23)5.3场外交通运输 (23)5.4本工程地区已有交通状况 (23)6施工辅助企业 (23)6.1概述 (23)6.2辅助企业 (23)6.3弃渣场地 (25)7 施工总布置 (25)7.1概述 (25)7.2具体布置见图 (26)8施工总进度 (26)8.1施工总进度编制 (26)8.2施工期劳动力强度计算 (27)8.3工程轮廓性进度计划 (28)9 主要技术供应 (29)9.1主要技术供应任务 (29)9.2主要材料用量的估算 (29)9.3施工机械设备供应 (29)10设计概算 (31)10.1概述 (31)10.2编制依据 (31)10.3项目划分 (32)10.4施工组织概算编制 (33)10.5总投资 (35)第二部分设计计算书 (47)1施工导流 (47)1.1一期围堰高程计算 (47)1.2一期围堰的确定 (49)1.3二期导流计算 (50)1.4坝体拦洪度汛 (53)1.5基坑排水 (57)1.6截流的水力计算 (59)2工程强度及机械使用 (60)2.1主要机械生产率 (60)3施工组织概预算 (62)3.1人工预算单价表 (62)3.2材料预算单价表 (65)3.3施工机械台时费 (67)3.4各工序单价表 (69)3.5部分临时工程工程费用计算 (85)3.6独立费用计算 (86)3.7预备费 (87)3.8建设期融资利息 (88)附录 (90)第一部分：设计说明书1 工程条件1.1 施工条件1.1.1自然地理位置本工程行政区域属于***省***市***乡***村，位于***河干流上，距***市区大约26km。

前言这次我的设计任务是E江水利枢纽工程设计（土石坝），本设计采用斜心墙坝。

该斜心墙土石坝设计大致分为：洪水调节计算、坝型选择与枢纽布置、大坝设计、泄水建筑物的选择与设计等部分。

1工程提要E江水利枢纽系防洪、发电、灌溉、渔业等综合利用的水利工程，该水利枢纽工程由土石坝、泄洪隧洞、冲沙放空洞、引水隧洞、发电站等建筑物组成。

该工程建成以后，可减轻洪水对下游城镇、厂矿和农村的威胁，根据下游防洪要求，设计洪水时最大下泄流量限制为900sm/3，本次经调洪计算100年一遇设计洪水时，下泄洪峰流量为672.6sm/3。

原100年一遇设计洪峰流量为1680sm/3；其发电站装机为3×8000kw，共2.4 m/3，水库消减洪峰流量1007.4s×104kw；建成水库增加保灌面积10万亩，正常蓄水位时，水库面积为17.70km2，为发展养殖创造了有利条件。

综上该工程建成后发挥效益显著。

1.1工程等别及建筑物级别根据SDJ12-1978《水利水电枢纽工程等级划分设计标准（山区，丘陵区部分）》之规定，水利水电枢纽工程根据其工程规模﹑效益及在国民经济中的重要性划分为五类，综合考虑水库的总库容、防洪库容、灌溉面积、电站的装机容量等，工程规模由库容决定，由于该工程正常蓄水位为2821.4m，库容约为 3.85亿m3，估计校核情况下的库容不会超过10亿m3，故根据标准（SDJ12-1978），该工程等别为二等，工程规模属于大（2）型，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时性建筑物级别为4级。

1.2洪水调节计算该工程主要建筑物级别为2级，根据《防洪标准》（GB50201-94）规定2级建筑物土坝堆石坝的防洪标准采用100年一遇设计，2000年一遇校核，水电站厂房防洪标准采用50年一遇设计，500年一遇校核。

临时性建筑物防洪标准采用20年一遇标准。

根据资料统计分析得100年一遇设计洪峰流量为设Q =,/16803s m （p=1%），2000年一遇校核洪峰流量为校Q =2320m 3/s ，（%05.0 p ）。

土石坝设计计算说明书一、基本资料1.1 工程概况S水库位于G县城西南3公里处的S河中游，该河系睦水的主要支流，全长28公里，流域面积为556平方公里，坝址以上控制流域面积431平方公里；沿河道有地势比较平坦的小平原，地势自西南向东由高变低。

河床比降3‰，河流发源于苏塘乡大源锭子，整个流域物产丰富，土地肥沃，下游盛产稻麦，上游蕴藏着丰富的木材、竹子等土特产。

由于S河为山区性河流，雨后山洪常给农作物和村镇造成灾害，另外，当雨量分布不均时，又易造成干旱现象，因此有关部门对本地区作了多次勘测规划以开发这里的水利资源。

1.2枢纽任务枢纽主要任务以灌溉发电为主，并结合防洪、航运、养鱼及供水等任务进行开发。

根据初步规划，本工程灌溉面积为20万亩，装机7200千瓦。

防洪方面，由于水库调洪作用，使S河下游不致洪水成灾，同时配合下游睦水水利枢纽，对睦水下游也能起到一定的防洪作用，在流域900m3/s。

在航运方面，上游库区能增加航运里程20公里，下游可利用发电尾水等航运条件，使S河下游四季都能筏运，并拟建竹木最大过坝能力为25吨的筏道。

1.3地形、地质概况1.3.1地形情况库区属于低山区，两岸山体雄厚，分水岭山顶高程在550m~750m 左右。

山体多呈北东向展布，山高坡陡，坡度在30°~50°，局部60°~70°，地形险峻。

库区植被茂盛。

沿河两岸冲沟发育，以北东—南西向为主。

基岩在河流两岸及冲沟处出露良好。

坝址附近河流流向总体向南，河床宽约8-15m。

两岸山体雄厚，山顶高程在370m以上。

坝址两岸上、下游均发育有冲沟，冲沟切割深度20m左右。

1.3.2地质情况库区地质构造以断层和裂隙为主，断裂构造较为发育，以小断层为主，未发现有区域性大断裂通过。

库区主要发育以下几组节理裂隙：①北东东组：产状N70 ～80°E/NW∠65～85°，裂面平直，闭合～微张，延伸长短不一，约3～4条/m。

目录摘要................................................................................. - 2 - ABSTRACT ............................................................................... - 3 - 第一章概述 ........................................................................... - 4 -1.1 毕业设计主要目的和作用................................................. - 4 -1.2 设计内容和基本方法......................................................... - 5 -1.3 具体成果............................................................................. - 6 - 第二章工程概况 ....................................................................... - 6 -2.1 流域概况............................................................................. - 6 -2.2 气候特性............................................................................. - 6 -2.3 水文特性............................................................................. - 7 -2.4 工程地质............................................................................. - 8 -2.5 建筑材料........................................................................... - 11 -2.6 经济资料........................................................................... - 11 - 第三章洪水调节计算............................................................ - 15 -3.1 洪水调节计算................................................................... - 15 -3.2 堰顶高程及泄洪孔口的选择........................................... - 16 -3.3 调洪演算结果与方案选择............................................... - 17 - 第四章坝型选择及枢纽布置................................................. - 18 -4.1坝址及坝型选择................................................................ - 18 -4.2枢纽组成建筑物................................................................ - 19 -4.3 枢纽总体布置................................................................... - 21 - 第五章土石坝设计................................................................ - 23 -5.1 坝型选择......................................................................... - 23 -5.2 大坝轮廓尺寸的拟定....................................................... - 24 -5.3 土料设计........................................................................... - 27 -5.4 渗流计算 (38)5.5 稳定分析计算 (41)5.6 大坝基础处理 (44)5.7 护坡设计 (47)5.8 坝顶布置 (48)第六章泄水建筑物设计 (50)6.1 泄水方案选择 (50)6.2 泄水隧洞选线与布置 (51)6.3 隧洞的体型设计 (51)6.4 隧洞水力计算 (52)6.5 隧洞的细部构造 (54)6.6 放空洞设计 (56)摘要本水利枢纽工程同时具有防洪、发电、灌溉、渔业等综合作用。

目录第一章洪水调节计算2第二章挡水建筑物的计算82.1 坝顶高程的计算82.2 渗流计算142.3 土料设计182.4 稳定设计232.5 细部设计25第三章泄水建筑物的设计27第四章施工组织设计32附录1 稳定计算程序34第一章 调洪演算因该河流为山区性河流，故兴利库容与防洪库容不结合，从正常蓄水位开始调节。

将坝址来水单位过程线按同比例缩放，得到不同频率下的洪水过程线。

根据初步拟定四组堰顶高程与孔口尺寸计算下泄流量和设计和校核水位。

方案1： ∇∩=2811m, B=7m ； 方案2： ∇∩=2812m, B=7m ； 方案3： ∇∩=2813m ， B=8m ； 方案4： ∇∩=2812m, B=8m 。

∇∩——堰顶高程； B ——过水净宽用下列方法计算下泄流量和设计和校核水位：（1）在估计所求B 点附近，任意选定B1、B2、B3（或B1′、B2′、 B3′）向A （或A ′）方向做三条直线，并与洪峰过程线相切，如图1.1所示。

A,A ′分别为Q 设=1680m 3/s （P=1%）和Q 校=2320 m 3/s （P=0.05%）时的起调点（在图中Q 设、Q 校分别用Qmax 和Qmax ′表示），用下式计算分别不同方案和频率下的起调点（Bi ，Bi ′）。

起调点：Q 起调=εm 2/32H g ⨯×Bm ——流量系数，与堰型有关，取0.502； H ——作用水头m ；ε——侧收缩系数取0.86（ε=1-0.2*0.7*1=0.86）； B ——过水净宽。

g ——重力加速度取0.981B1、B2、B3为设计情况下过A 做切线与来水过程线的交点，其流量计算公式 Qi=1680×y Bi /120y Bi ——为Bi 的纵坐标B1′、B2′、 B3′校核情况下过A ′做切线与来水过程线的交点，其流量计算公式Qi ′=2320×y Bi ′/120y Bi ′——为Bi ′的纵坐标（2）计算相应直线AB i （或AB i ）与洪峰过程线所包围的面积（即相应调节库容）和相应的隧洞最大下泄流量，并V~H 曲线上根据V 总查出高程H 。

土石坝设计计算说明书专业：水利水电建筑工程指导老师：李培班级：水工1303班姓名：王国烽学号：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。

见图 1）。
图1粘土心墙土石坝典型断面图
2.1 堆石护坡 护坡在最大局部波浪压力作用下所需的换算球
形直径和质量、平均粒径、平均质量和厚度按下式
收稿日期：2019-11-01 作者简介：陈平川（1977 -），男，高级工程师，主要从事
水环境治理、水资源开发及利用等方面的研究 工作。
・34・
确定：
p D
2粘土心墙土石坝坝体结构
粘土心墙土石坝上游坡1-3.0,下游坡1-2.5,
坝顶高程106.50 m,宽度8 m,坝顶上游设1.2 m 高防浪墙。坝体采用粘土心墙防渗，坝基采用帷幕 灌浆防渗。粘土心墙顶部厚3.00 m,两侧坡比 1-0.25,粘土心墙外设反滤带和过渡区，反滤带宽 1.00 m,过渡区宽3.00 m。上、下游坝坡均采用 1.00 m厚堆石护坡。上游堆石护坡下设0.8 m厚反 滤层，下游堆石护坡高程93.00 m以下设0.8 m厚 反滤层，下游坝壳与坝基接触区设1m厚反滤层; 坝基沿坝轴线铺筑1.0 m厚、3.0 m宽垫层混凝土
坝体的防渗依靠粘土心墙体，心墙防渗体顶部 厚3.00 m,两侧坡比1：0.25。大坝防渗粘土料应 采用经过挑选的不透水材料，要求无任何有机物 （植物残渣），水溶盐含量不大于5%,最大颗粒尺 寸不超过15 mm,渗透系数不大于1025cm/s。粘土 料压实度应不小于98%。 2.4 坝壳料
坝壳料主要采用开挖的土石料（包括厂房及泄
SMALL HYDRO POWER 2020No. 1, Total No. 211
表2计算工况及荷载组合
渗透系数/（cm・s2：L）
2x10"6 2xl023 5xl022
lxlO0 6x 10-4 5x 10" 1 x 10"6

设计中采用的其他地质资料及参数见表1-5。
表1-5坝址岩层风化深度
位置
覆盖层(m)
弱风
化顶板埋深(m)
相对隔水层埋深(m)
河床
厚小于30m，一般为20m左右。
埋深小于30m
顶板高程高于184.0m
坝基弱风化岩体透水率普遍较大，在本阶段70～120m勘探深度范围内，未发现较连续分布的相对隔水层（q≤3Lu）
左岸
存在第四系松散堆积层，为残坡积、崩塌堆积和人工堆积，厚度不大
两岸坝头石场范围弱风化出露
右岸
2）岩土永久开挖边坡建议值见表1-6。
表1-6永久工程边坡坡比建议值表（坡高小于10m）
类别
残坡积层
全风化带
强风化带
弱风化带
微风化带
坡比
1:1.5~1:1.75
1:1.5
1:1.0~1:1.2
1:0.5~1:0.75
站名（坝址）
分期
各级频率P(%）设计值（m³/s）
5
10
20
50
某江
坝址
3个月（2月～4月）
487
371
272
165
4个月（1月～4月）
518
414
317
206
5个月（1月～5月）
1210
946
708
366
6个月（12月～翌年5月）
1490
1200
896

7个月（12月～翌年6月）
2370
1770
75%
372
348
423
359
192
307
165
100
79.3
44.4
57.7

第一章土石坝工程概况1.1 工程流域概述该江位于我国西南地区，该江从东南向西北流向，全长约为122公里，该流域面积2558平方公里，在坝址以上流域面积约为780平方公里。

本流域大多部分为山岭地带，山脉山丘和盆地交错于其间，地形变化多端，流域内支流很多，但多为小的山区流河流，汛期河流的含沙量较大，流速快。

全区农田面积仅占总面积的20％，林木面积约占全区的30％，其种类有松、杉等。

其余为荒山及草皮覆盖，冲积层较厚，土多，两岸有崩塌现象。

本流域内因山脉连绵，纵横交错，交通不便，故居民较少。

1.2工程地质资料1.2.1坝址地质资料该坝址位于该江中游地段的峡谷地带，河床比较平缓，坡降不太大，两岸高山耸立，纵横交错构成高山深谷的地貌特征，汛期河流的含沙量较大，流速快，冲积层较厚，土多，两岸有崩塌现象，适合用土石坝。

1.2.2地震资料本地区地震烈度定为7度，基岩与混凝土之间的摩擦系数取0.65。

1.3当地气候特征1.3.1气温情况该地年平均气温约为12.8度，最高气温为30.5度，平均发生在7-8月，最低气温为-5.3度，平均发生在1-2月份。

表1-1 月平均气温统计表（度）表1-5 平均温度日数月份日数平均温度21 2 32 4 5 6 7 8 9 10 11 12℃ 6 1.2 0.3 0 0 0 0 0 0 0 0 3.1℃25.26.830.730 31 30 31 31 30 31 3027.9℃0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01.3.2降水量情况该地最大年降水量可达1213毫米，最小为617毫米，多年平均降水量为905毫米。

表1-2 各月降雨日数统计表日数月份平均降雨量1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12<5mm 2.6 2.2 4.3 4.2 7.0 8.6 11.58.5 9.6 9.5 4.8 4.35~10mm 0.3 0.2 0.2 1.4 2.0 2.4 2.7 2.7 2.6 2.4 0.8 0.1 10~30mm 0.1 0.1 0.7 0.5 2.3 4.6 4.9 3.8 2.2 1.3 0.6 0.1 >30mm 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01.3.3风力和风向通常1-4月风力较大，实测最大风速为19.1 m/s，相当于8级风力，风向为西北偏西。

4. 洪水调节计算4.1 设计洪水与校核洪水本河流属于典型的山区河流，洪水暴涨暴落，设计洪峰流量Q设=10600m³/s（P=1%），校核洪峰流量Q校=14500m³/s（P=0.05%）。

采用以峰控制的同倍比放大法对典型洪水进行放大，放大系数分别为：设计洪水放大系数：；校核洪水放大系数：；得设计洪水与校核洪水过程线分别见图4-1、图4-2。

图 4-1 设计洪水过程线图 4-2 校核洪水过程线4.2 调洪演算与方案选择4.2.1泄洪方式与水库运用方式本枢纽拦河大坝初定为土石坝，需另设坝外泄水建筑物。

由于坝址两岸山坡陡峻，如采取开敞溢洪道的方案，可能造成开挖量太大而不经济，因而采用隧洞泄洪，并考虑与施工导流洞结合。

水库运用方式：洪水来临时用闸门控制下泄流量等于来流量，水库保持汛前限制水位不变，当来流量继续加大，则闸门全开，下泄流量随水位的升高而加大，流态为自由泄流。

4.2.2基本资料水位-容积曲线见图4-3。

图 4-3 水位库容关系曲线设计、校核洪水过程线如图1、图2所示。

各类型洪峰值见表4-1。

表4-1 不同频率洪峰流量频率0.05% 1% 2% 5% 10% 流量（m³/s）2320 1680 1420 1180 1040 正常（设计）洪水重现期100年，对应频率：P=1%。

非常（校核）洪水重现期2000年，对应频率：P=0.05%。

4.2.3限制条件防洪限制水位取与正常蓄水位重合，这是防洪库容与兴利库容不结合的情况，因为山区河流特点是暴涨暴落，整个汛期内大洪水随时都可能出现，任何时刻都应预留一定的防洪库容是必要的。

起调水位：与泄洪洞底高程相同，参加泄洪的不包括放空流量,发电的流量可忽略不计，最大的下泄流量不得大于安全泄量2000m³/s。

4.2.4基本原理1．利用单辅助线法进行调洪计算。

根据库容曲线Z-V，拟订的泄洪建筑物形式、尺寸，用水力学公式确定算Q-Z关系为本设计拟订五组方案进行比较，其计算方法如下所示。

《土石坝电算》课程设计学生姓名：学号： 050902214专业班级：水利水电(1)班指导教师：二○一二年六月二十三日目录第一章.工程概况 (1)第二章.计算原理和方法 (1)2.1.确定合理经济的土石坝剖面尺寸 (1)1.确定工程等级 (1)2.选定坝型 (1)3.坝体分区 (2)4.建基面要求 (2)5.坝坡坡率、马道 (2)6.坝顶高程的确定 (2)7.坝顶宽度 (3)8.坝体排水措施 (3)9.防渗体 (3)10.反滤层和过渡层 (3)11.护坡 (3)12.坝基处理（粘土截水槽） (4)2.2.土石坝的渗流分析 (4)2.3.土石坝的稳定分析 (4)1.施工期（竣工时）上游坝坡的稳定安全系数。

(4)2.各工况下的下游坝坡的稳定安全系数以及正常高水位骤降至死水位下上游坝坡的稳定安全系数。

(5)第三章．计算过程及结果汇总 (5)3.1.确定和合理经济的土石坝剖面 (5)1.确定工程等级 (5)2.选定坝型 (6)3.坝体分区 (6)4.确定建基面 (6)5.初步拟定坝坡坡率、布置马道 (6)6.坝顶高程的确定 (6)7.确定坝顶宽度 (9)8.初定防渗体型式尺寸 (9)9.反滤层和过渡层 (10)10.护坡计算 (10)3.2.土石坝渗流分析 (11)3.3.土石坝稳定分析 (11)1. 计算施工期上游坝坡的稳定安全系数的计算（手算计算） (11)2. 采用摩根斯顿—普赖斯法计算正常高水位下游坝坡的稳定安全系数并绘制坝体浸润线 (13)3. 采用简化毕肖普法计算各工况下游坝坡的稳定安全系数（设计洪水位+校核洪水位） (14)4. 正常水位骤降至死水位上游坝坡的稳定安全系数并绘制浸润线 (16)第四章．结束语 (18)4.1.成果分析 (18)4.2.问题展望 (19)【参考文献】 (20)附表 (21)第一章.工程概况某水利枢纽工程位于某河上游，拟定坝址控制流域面积3676km2，约占全河流流域面积的75%，流向自西向东，干流的平均比降为2%--3%。

⼟⽯坝设计计算书⽬录第⼀章调洪演算 (1)1.1设计洪⽔过程线 (1)1.2调洪演算 (2)第⼆章⼤坝剖⾯尺⼨确定 (12)2.1坝顶⾼程的确定 (12)2.1.1坝顶超⾼ (12)2.1.2坝顶⾼程计算⽅法 (12)2.1.3波浪平均波⾼和平均波周期 (12) 2.1. 4 风壅⾼度可按下式计算: (13)2.1.5波浪爬⾼ (13)2.2计算过程（河底⾼程为1932.0M） (13) 2.3坝顶宽度计算 (17)2.4坝坡与马道 (17)2.5坝顶构造 (18)2.6反滤层和过滤层 (18)第三章溢洪道计算 (19)3.1结构设计 (19)3.1.1引⽔渠 (19)3.1.2控制段 (19)3.1.3泄槽底板 (19)3.1.4挑流消能 (19)3.1.5边墙结构设计 (19)3.2地基及边坡处理设计 (19)3.2.1地基开挖 (19)3.2.2边坡开挖及处理 (19)3.3混凝⼟的强度、防渗、抗冻指标 (20) 3.4控制段 (20)3.5泄流能⼒计算： (21)3.6泄槽的⽔⼒计算 (22)3.7挑流消能计算 (24)第四章导流隧洞计算 (26)4.1洞型尺⼨ (26)4.2隧洞结构设计 (27)4.2.1衬砌厚度 (27)4.2.2分缝 (27)4.3⽔⼒计算 (27)4.3.1 过流能⼒的计算 (27)4.3.2 ⽔⾯线的计算 (28)4.3.3 通⽓孔⾯积计算 (29)⽬录4.3.4消能计算 (29)南昌⼯程学院本科毕业设计第⼀章调洪演算1.1设计洪⽔过程线根据资料所给出的设计洪⽔过程线和施⼯期洪⽔过程线是，令△t=2⼩时，求得相同时间间隔的设计洪⽔过程线及施⼯期洪⽔过程线如表1-1表1-1 QA⽔库洪⽔过程线计算表(△t=2h=120min=7200s)第⼀章调洪演算1.2调洪演算根据⽔库⽔量平衡⽅程：在某⼀时段内，⼊库⽔量减去出库⽔量，应等于该时段内⽔南昌⼯程学院本科毕业设计库增加或减少的蓄⽔量。

目录第一章：工日分析 (1)第二章：施工导流计算 (7)第一节：导流标准 (7)第二节：导流方案 (7)第三节：导流工程规划布置 (8)第四节：大坝分期及安全校核 (13)第三章：主体工程施工计算 (16)第一节：土石坝施工 (16)第二节：导流洞开挖 (20)第一章：工日分析月有效工日＝日历天数－法定假日－因雨雪、气温不能施工天数－其他原因停工天数。

计算过程中法定假日与因雨、气温停工日期重合未考虑；降雨次数不考虑，仅按连续降雨＋停工天数考虑；其他原因停工未考虑；星期六和星期天考虑正常施工。

23表1-4理论状态下总休息天数4根据上表可知有较多月份休息天数较多，相应的有效施工天数较少，为保证施工进度的正常进行，可采取一定的组织措施对其进行调控，在满足施工人员正常休息、又不能在环境恶劣情况的前提下，尽可能的不延误施工进度，避免总工期的不能实现。

本设计根据现场施工情况，对上述情况进行了分析，总结有两种方案可供选择，详情如下所示。

1、可将在因降雨、温度影响下不能正常施工的天数与国家法定节假日进行相补。

即将因降雨、气温而影响不能施工的时间用作休息日，而周六、周末正常施工，以弥补因外在因素而产生的误工问题。

如石料开采一项，因降雨原因停工4天，即可将这4天作为休息日，而将两个周六周末进行施工作业，既满足了正常的施工需要，有合理的使施工人员得到充分的休息时间。

2、将本月的周六周日向后延迟，在别的月份进行补偿，如混凝土自然施工，其因降雨、气温、假日原因休息时间长达25天，远远不能满足正常的施工需要，故可将一月份的假日向后推迟，在后期的月份内进行弥补。

而根据现场实际休息时间可知：因降雨、气温共计17天，而及国家法定节假日共计11天，则需将全部的法定节假日全部用在降雨天和低温天气，即可满足施工人员休息，有可延长施工时间，但总的休息时间仍未17天，所造成的施工延误可在后续环境较好的情况下进行加班施工。

所以，第一种互补方案较为可行。

前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。

本次的毕业设计题目为《长河水利枢纽工程粘土斜墙坝设计》。

根据任河干流综合治理开发的迫切需要，拟定长河水电站的开发目标和主要任务以发电为主，兼有防洪、旅游和改善生态环境等综合利用效益。

设计内容包括：坝线、坝型选择和枢纽布置方案比较、坝体剖面设计、溢流坝设计、水工隧洞设计、细部构造、绘制设计图纸等。

毕业设计中，遇到了一些问题。

比如在设计水工隧洞时，不能理清整体思路，但在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算逐步清晰。

在毕业设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。

本组全体成员齐心协力、互助合作，发挥了积极合作的团队精神。

在毕业设计后期，主要进行设计手稿的电子排版整理，并得到老师的审批和指正，使我圆满地完成了设计任务，在此我表示衷心的感谢。

在此次设计中使我加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解，巩固了专业知识，提高了综合分析、解决问题的能力。

在绘图时熟练掌握了各种建筑制图软件，以及多种结构设计软件。

以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。

框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。

由于自己水平有限，难免有不妥和疏漏之处，敬请各位老师批评指正。

作者第一部分设计说明书1 基本资料1.1 工程等别及建筑物级别长河水电站以上流域面积1712km2，总库容约3.154亿m3，总装机容量为140MW，根据《防洪标准》（GB50201-94）及《水电工程等级划分及设计安全标准》（DL5180- 2003）规定，确定枢纽工程属二等工程，由于拦河坝坝高超过100m，提高一级，为1级建筑物，泄水及放空建筑物进水口、引水系统进水口等主要建筑物为2级建筑物，引水遂洞、发电厂房等次要建筑物为3级建筑物，临时建筑物为4级。

中文摘要某江河位居于我国西南地区，在该江中上游建造以斜心墙土石坝为挡水建筑物地水利枢纽.水利枢纽以防洪为主要任务，以发电、灌溉等为该地区创造经济价值.本毕业设计侧重于拦河坝段斜心墙土石坝地挡水建筑地初步设计.首先，应用该枢纽地各项具体数据，来确定出工程等级和建筑物地等别.调洪方案初步拟定后，应用列表计算来确定出设计洪水位、校核洪水位、设计泄洪量、校核泄洪量.随后针对土石坝各种坝型方案进行定性分析比对，最终选择斜心墙土石坝.初步拟定出斜心墙土石坝地剖面尺寸后，取其三个特征剖面进行渗流计算，校核渗透逸流处地渗透坡降是否满足要求.本毕业设计采用折线法地VB编程进行斜心墙土石坝地稳定分析.最后，对坝体地细部构造进行设计.本设计以《碾压式土石坝设计规范DL/T5395-2007》为基本设计依据.此外参考了与土石坝地有关资料和书籍.由于知识有限，对于本设计中地不妥及错误之处，恳请批阅批评指正.关键词：斜心墙土石坝渗流计算稳定分析毕业设计AbstractA river in southwest China ranked, built oblique core embankment of retaining water control structures in the upper reaches of the river. Water Control flood control as its main task to generate electricity and irrigation in the region to create economic value. The graduation project focused on the preliminary design of the ramp core embankment dam section of retaining the building.First, the application of the specific data of the hub, to determine the level of engineering and buildings, etc. do not. After the flood program tentatively, the application list calculations to determine the design flood level, check flood level, the design discharge volume, checking flood discharge. Followed by a qualitative analysis of the various dam embankment dam type scheme comparison, the final choice oblique core embankment.After the initial development of the cross-sectional size of the oblique core embankment, whichever of the three characteristic profiles in seepage calculation, osmotic gradient at check permeate slip meets the requirements. The graduation project using VB programming dogleg method of stabilization analysis of oblique core embankment. Finally, the detailed structure of the dam design.The design "roller compacted embankment dam design specifications DL / T5395-2007" as the basic design basis. Further reference to relevant information and embankment dams and books. Due to limited knowledge, for this design is wrong and wrong, urge marking criticism.Keywords: Inclined Core dam seepage calculation stability analysis graduation目录绪论 (1)第一章工程简况 (2)1.1 工程流域简况 (2)1.2 当地气候特征 (2)1.3 洪峰流量资料 (2)1.4 坝址地质资料 (2)1.5 地震资料 (3)1.6 建筑材料 (3)1.7 交通状况 (3)1.8 枢纽特征 (3)1.8.1 水库情况 (3)1.8.2 发电 (3)1.8.3 防洪 (3)1.8.4 灌溉 (3)第二章坝型选择及枢纽布置概述 (6)2.1 坝型地选择 (6)2.2 枢纽地总体布置 (7)2.2.1 挡水建筑物 (7)2.2.2 泄水建筑物 (7)2.2.3 水电站建筑物 (7)第三章洪水调节计算 (8)3.1 工程等别及建筑物等级地判定 (8)3.2 洪水标准地确定 (8)3.3 泄洪方式地确定 (8)3.4 调洪演算 (9)3.4.1 初步方案地拟定 (9)3.4.2 洪水调节计算地原理 (9)3.4.3 调洪计算表 (9)3.4.4 将拟定地三组方案地计算结果汇总作比较 (12)3.4.5 方案地选择 (13)第四章大坝剖面设计 (14)4.1 土石坝坝型地选择 (14)4.1.1 堆石坝 (14)4.1.2 均质坝 (14)4.1.3 斜墙坝和心墙坝 (14)4.1.3 斜心墙坝 (15)4.2 土石坝剖面尺寸地拟定 (15)4.2.1 坝顶高程 (15)4.2.2 坝顶宽度 (22)4.2.3 坝坡 (22)4.2.4 坝体排水 (22)4.2.5 坝体防渗体 (23)4.2.6 坝基防渗 (23)4.3 土料地选择 (23)4.3.1 防渗体土料地选择 (23)4.3.2 坝壳沙砾料地选择 (24)4.4 土石坝剖面简图 (24)第五章渗流分析 (25)5.1 渗流分析地任务 (25)5.2 渗流分析 (25)5.2.4 渗流计算结果总汇 (31)5.2.5 总渗流量地计算 (31)5.3 土石坝地渗透变形形式 (32)5.3.1 渗流稳定计算 (32)5.4成果分析与结论 (34)第六章稳定分析 (35)6.1 坝坡滑裂面形式 (35)6.2 土石坝荷载情况 (35)6.3 计算工况及安全系数 (35)6.4 计算方法概述 (36)6.5 计算成果与分析 (37)6.5.1 上游坝坡 (37)6.5.2 下游坝坡 (38)6.5.3 附图 (38)6.5.4 稳定计算成果与分析 (39)第七章土石坝地细部构造 (40)7.1 坝顶布置 (40)7.2 防渗体及排水设施 (40)7.3 护坡设计 (40)7.4 细部构造详图 (42)7.5 大坝安全监测 (45)7.5.1安全监测目地及原则 (45)7.5.2监测工程 (45)7.5.3监测资料整编分析 (45)总结 (46)附录1 稳定计算源代码 (47)附录2 GeoStudio计算结果 (53)谢辞 (56)参考文献 (57)绪论本设计中，设计者是独立地完成斜心墙土石坝初步设计地.遵循着设计规范，参照以建造完成地斜心墙土石坝地经验，对斜心墙土石坝进行创造性地设计.设计者通过认真地讨论、精密地计算以及精心地绘图表述了整个斜心墙土石坝地设计过程.本设计着重于大坝剖面尺寸地制定、渗流稳定计算、边坡稳定计算以及土石坝细部构造设计等章节地叙述.分析基本资料并从其中找到有利于设计地数据及条件是一个设计者地应有地筛选能力.严谨认真地态度是设计人在设计中必须要秉承地.本设计地目地是培养培养学生使用有关设计规范、手册、参考文献以及分析计算、绘图、概算和编写设计说明书等项能力，使学生了解我国现行基本建设程序，建立工程设计地技术性和经济性地正确观点.本设计是西南地区某水利工程土石坝初步设计，经过论证设计选用斜心墙土石坝坝型.斜心墙土石坝结合了心墙土石坝和斜墙土石坝地各项有点.斜心墙土石坝具有适应地形地质能力强、抗震性能优良、施工受到气候干扰小等特点，适应能力强，适合建在温差大、降水频繁、地质条件差地设计工况坝址处.新中国成立后，我国水利事业得到迅速地发展.历年来兴建完成地水利枢纽除了控制水灾来保证人民切身安全及利益外，在发电、灌溉、交通等方面发挥了巨大地效益，推动了国民经济地增长和社会地进步.长江三峡水利枢纽地完工圆了中国人近一个世纪地梦.长江三峡水利枢纽集防洪、发电、航运、南水北调、养殖、旅游、生态保护、供水灌溉、净化环境、开发性移民等十大效益于一体，其中每项效益都甚是巨大.就其环境保护来讲，相比同等发电量地火电站，每年少排放1.2亿t二氧化碳、200万t二氧化硫、37万t氮氧化合物、1万一氧化碳以及大量地废水和废渣.可见其综合效益是无可替代地.近年来斜心墙土石坝在国内发展迅速.自1991年9月开始兴建至2001年底竣工地黄河小浪底土石坝水利枢纽就是斜心墙土石坝地典型代表.工程建成后，以防洪、防凌、减淤为主，兼顾着供水、灌溉和发电，是综合效益较强地水利枢纽.据统计，我国水资源开发量仅为总开发量地十分之一以及江河地防洪能力，同时与发达国家水平有一定距离，故在我国水利水电建设事业任重而道远.第一章工程简况1.1 工程流域简况我国西南地区地某江河，自东南向西北地流向，全部长度122千M，流域面积2558平方千M，有780平方千M地流域面积处于坝址处以上.山岭地带，山脉和盆地交织于其间，地形变化猛烈.支流不少，但多为小山区流域地河道.柔软地沙岩、页岩、玄武岩及石灰岩地风化层分布在地壳.汛期来临时河道内河水携带着大量地泥沙.同时冲积层较厚，两岸有崩塌现象.1.2 当地气候特征年平均气温约为12.8度，在7月份会有30.5度地最高气温，在1月份气温最低可达到-5.3度.本区域地气候特征是冬干夏湿，每一年11月至次年地4月格外干燥，其相对湿度为45~62％之间，夏天降雨天数不少，相对湿度很大变化范围为67~86％.多年均衡降水量为900毫M，实测出1256毫M、652毫M分别是降雨量最多年份和降雨量最少年份地降水量.风力和风向情况.一般1~4月风力较大，实测最大风速为19.1 m/s，相当于8级风力，风向为西北偏西.水库吹程为15千M.实测多年平均风速14m/s.1.3 洪峰流量资料实测分析后，不同频率地洪峰流量如下表1-1.表1-1不同频率洪峰流量（秒立M）频率流量1.4 坝址地质资料坝址位居该江中游地段地峡谷地带，高山深谷地地貌特征，河床平缓，两岸高山耸立.玄武岩是坝址地层地主要成分，地层中间有少许地火山角砾岩和凝灰岩.河床有冲积层.卵砾石类土是冲积层地主体成分，砂质粘土与砂质土地含量极少.冲积层沿河谷内分布，其中坝基部最大厚度地冲积层达到32M，一般为20M左右，靠岸边地至少有几M深地冲积层.1.5 地震资料本地区地震烈度定为7度，基岩与混凝土之间地摩擦系数取0.65.1.6 建筑材料坝址附近供建坝材料丰富，主要分石料和土料.石料场中储量较丰富地坚硬地玄武岩可作为堆石坝石料，石料场距离坝址不远，覆盖层很浅，开采条件非常好.土料分布于坝址附近地各个料场，其详细资料见表1-1、表1-2、表1-3.1.7 交通状况铁路干线距离坝址地下游有120千M，且坝址附近20千M通有高速公路，交通尚称便利.1.8 枢纽特征1.8.1 水库情况正常蓄水位为2822.5M，汛限水位为2822.5M，死水位为2796.0M，坝址处河底高程2765M，库容454500000立方M.1.8.2 发电发电站多年平均发电量是1.05亿度.本电站总装机24MW，装3台8MW机组.1.8.3 防洪洪水来临时，大坝可抵抗100年一遇和2000年一遇地洪水，大大降低了库区下游受到洪水地威胁.泄洪时最大下泄流量为900秒立M. 校核洪水位不得超过正常蓄水位地3.5M.1.8.4 灌溉增加保灌面积1.5万亩.表1-1 土料数据表1-2 砂砾料地颗粒配级颗粒直径料场300~100100~6060~2020~2.52.5~1.21.2~0.60.6~0.30.3~0.15<0.151#上 5.218.621.412.318.613.9 5.4 4.60.3 2#上 4.817.820.314.117.814.8 4.6 5.30.5 3#上 3.815.418.515.316.420.5 3.5 6.20.4 4#上 6.018.319.416.415.616.7 4.8 2.50.3 1#下 4.514.120.123.214.97.28.67.20.2 2#下 3.919.222.418.719.18.3 5.7 2.80.1 3#下 5.023.119.114.218.48.9 6.3 4.10.9 4#下 4.122.418.714.117.914.4 4.1 3.60.7表1-3 砂石料地物理数据名称1#上2#上3#上4#上1#下2#下3#下4#下容重kN/m318.617.919.119.018.618.518.418.0比重 2.75 2.74 2.76 2.75 2.75 2.73 2.73 2.72孔隙率%32.534.731.031.532.532.232.533.8软弱粒% 2.0 1.50.9 1.2 2.50.8 1.0 1.2有机物淡色淡色淡色淡色淡色淡色淡色淡色注：砂砾石料地渗透系数k值为2.0×10-2M/秒左右.最大孔隙率0.44，最小孔隙率0.27.第二章坝型选择及枢纽布置概述坝型地选择与枢纽布置密切相关.针对相同地坝址可能有不同地坝型和枢纽布置方案.结合地形、地质，水利，等条件，拟定出不同坝型地各种枢纽布置方案要符合水利枢纽地综合利用要求.经过多方面地比较，选取出最适宜地坝型和相应地枢纽合理布置.2.1 坝型地选择坝型选择是大坝设计中地首要问题，整个枢纽地工期、投资和工程量等都会因为坝型地选取不一样而产生差异.坝型选择会受到地形、地质、气候、坝高、筑坝材料、施工以及运行条件等重要因素地影响.水利枢纽中地拦河坝地型式主要有：重力坝、支墩坝、拱坝、土石坝及新型坝型如碾压混凝土坝等.上述坝型需要进行地形、地质条件和材料储备情况地比对，制定出最适宜地坝型.（1）重力坝重力坝对地形地质条件地适应性能比较好，比较简单地坝体结构使坝体抗冲刷能力变得很强.大量地材料使用降低了坝内压应力，但材料强度不能充分发挥.坝体与地基地接触面大，导致坝体受到扬压力也大，对坝体地稳定不利.重力坝需要浇筑混凝土方量很大，混凝土水化产生地热量高，散热措施难度大.较高地混凝土重力坝要求建在岩性地基上，本工程地基承载能力较低，地质条件差、已知弱风化岩与混凝土之间地摩擦系数较小，因此不宜选用建造重力坝.（2）支墩坝支墩坝是由支墩和所支承地上游挡水盖板所组成.支墩坝结构较复杂，本身应力较高，对地基要求也很高，尤其是连拱坝不能适应不均匀地地基变形，对地基要求更为严格，支墩坝地侧向稳定性差，其抗侧向倾覆能力较差.而本工程地基强度低，且不完整，易产生不均匀沉陷，且坝区有7级地震.所以本工程不选用支墩坝地型式.（3）拱坝拱坝是三面固结于基岩上地拱向上游凸出且不设永久性分缝地空间壳结构，属于高次超静定结构.它地工作特点：水压力地全部或部分作用力通过拱地力传递作用传递给河谷两岸地基岩，以便拱坝维持稳定.拱坝是不设永久性横缝地整体超静定结构，设计时必须考虑坝体应力会受到地基位移和温度变化地影响.另外，拱坝地设计施工难度大，对施工地质量、防渗要求和筑坝材料强度，以及对地质地形条件及地基地处理要求都比较高.因此本设不考虑拱坝地坝型.（4）土石坝结构简单、造价低廉地土石坝工作性能可靠，其运行地操作及管理比较方便.按照施工地进度，土石坝能适应不同地施工方法，高效率施工地同时土石坝地质量可以得到保证.土石坝地筑坝材料可以就地取材，大量钢材、水泥、木材等得到了节省，降低了工程量和成本.适应地形变形能力强是土石坝一大特点，土石坝地三立体结构具有适应地基变形地良好条件，对地基地要求比混凝土坝地低.土石坝坝型地缺点也很多.它地工程造价会因为施工导流不如其它坝型方便而增加.此外，土石坝需另开泄洪隧洞或溢洪道因为土石坝地坝顶不能溢流.综合考虑地形、地质条件、建筑材料、施工条件、综合效益等因素进行坝型地定性分析，最终选择土石坝方案.2.2 枢纽地总体布置2.2.1 挡水建筑物挡水建筑物即为土石坝，土石坝按直线布置，坝布置在河弯地段上.2.2.2 泄水建筑物泄洪采用隧洞方案.泄洪隧洞布置在凸岸以达到缩短隧洞长度、减小工程量地目地.为了对坝区流域地流态不产生大地影响，水流经隧洞流出必须直接入主河道.同时泄洪隧洞要以远离坝脚和厂房为原则进行布置，电站引水发电洞要布置在凸岸.水流地进出口相距30~40m以上，以达到减小泄洪时引起地电站尾水波动，以及防止冲刷坝脚地目地.2.2.3 水电站建筑物在泄洪隧洞与大坝之间布置引水隧洞和电站厂房，其位置位于凸岸.在开挖后地坚硬玄武岩上设置厂房，厂房附近设置开关站.总之，为了确保工程效益达到最理想值，枢纽布置地考虑因素涉及到方方面面.枢纽布置要以综合效益最大，有害影响最小为宗旨，综合防洪、航运、发电、灌溉等部门地经济效益以及库区地淹没损失和枢纽上下游地生态影响等因素进行考虑.第三章洪水调节计算3.1 工程等别及建筑物等级地判定本工程正常蓄水位对应地水库库容为454.5×106 m3，装机24MW.按照规范由水库总库容指标，定为大（2）型；由防洪效益，灌溉面积，装机容量等指标定为小（1）型.工程地规模应按照“各指标分属不同标准时，采用其中最高级别来控制”地原则来确定，因此由水库库容确定该工程规模为大（2）型.枢纽地主要建筑物级别为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级.3.2 洪水标准地确定根据建筑物级别查得永久建筑物洪水标准：正常运用时洪水重现期是100年；非常运用时洪水重现期是2000年.设计洪峰流量Q设 = 1680m3/s（P=1%），校核洪峰流量Q 校 = 2320 m3/s（P=0.05%）.3.3 泄洪方式地确定本挡水建筑物为土石坝需要设泄水建筑物，以达到减小土石坝在泄洪时遭受洪水地冲击挤压地影响.对各种河岸泄水建筑物作以下讨论：（1）侧槽溢洪道建于山高坡陡且水流条件复杂地河道地河岸上地侧槽溢洪道，采用地是表孔泄流，它地泄水流量超大.溢流堰下游接开敞式溢洪道或明流隧洞.侧槽溢洪道必须经水工模型实验验证.（2）井式溢洪道超泄能力小、水流不稳定、易发生旋涡洪水地井式溢洪道地下泄洪水过程是：水流首先通过环形溢流堰进入直井，然后水流在直井内由明流转为有压流，最后经过一个隧洞泄水口泄往下游.井式溢洪道需要地水力学条件复杂，其泄流能力与溢流堰、过渡段、隧洞段三者地泄流能力相关.（3）正槽溢洪道结构简单可靠地正槽溢洪道泄流能力大，水流条件平顺.是以宽顶堰或各种实用堰来控制泄流地河岸溢洪道.综上，枢纽工程采用正槽溢洪道.3.4 调洪演算3.4.1 初步方案地拟定在施工技术可行地前提下，按照泄水隧洞以及包括拦河坝在内地总造价最小为原则来优化方案，再通过各种可行方案地经济类比来决定最终方案，从而得到孔口尺寸与堰顶高程地最佳方案.参照已建工程经验，拟定三组孔口尺寸与堰顶高程如下：方案（一）：∩=2810m， B=7m .方案（二）：∩=2810m， B=8m .方案（三）：∩=2811m， B=8m .3.4.2 洪水调节计算地原理本设计采用列表法进行调洪演算，以计算出设计洪水位、设计泄洪量及校核洪水位、校核泄洪量.调洪演算中需要如下数据：，.,.3.4.3 调洪计算表3.4.3.1 方案（一）表3-1 设计洪水位、设计泄洪量地计算时段4109.2 1.57527.27.59-6.02454.5448.482822.278378.0 5.44512.757.38-1.94448.48446.542822.19121075.215.48507.757.318.17446.54454.712822.51161596.022.98527.867.615.38454.71470.092823.10201470.021.17565.658.1513.02470.09483.112823.6024898.812.94598.38.62 4.32483.11487.432823.804386.4 5.56609.68.78-3.22487.43484.212823.64注：单位：,，，后续调洪演算表与此单位一致.表3-2 校核洪水位、校核泄洪量地计算时段4150.8 2.17527.27.59-5.42454.5449.082822.28 85227.52513.387.390.13449.08449.312822.29 121484.821.385147.413.98449.31463.292822.83 16220431.74548.257.8923.85463.29487.142823.75 20203029.32608.38.7620.56487.14507.72824.50 241241.217.87658.79.498.38507.7516.082824.90 4533.67.686849.85-2.17516.08513.912824.78综上：设计洪水位设计泄洪量校核洪水位校核泄洪量3.4.3.2 方案（二）表3-3 设计洪水位、设计泄洪量地计算时段4109.2 1.57602.378.67-7.1454.5447.42822.20 8378.0 5.44580.88.36-2.92447.4444.482822.10 121075.215.48573.698.267.22444.48451.72822.39 161596.022.98594.438.5614.42451.7466.122822.94 201470.021.17634.459.1412.03466.12478.152823.40 24898.812.94668.589.63 3.31478.15481.462823.50 4386.4 5.566769.74-4.18481.46477.282823.38表3-4 校核洪水位、校核泄洪量地计算时段4109.2 2.17602.378.67-6.5454.54482822.25 8378.07.52584.388.42-0.9448447.12822.21 121075.221.38581.528.3713.01447.1460.112822.71 161596.031.74617.68.8922.85460.11482.982823.59 201470.029.32684.849.8319.49482.98502.472824.34 24898.817.87740.1510.657.22502.47509.692824.60 4386.47.6876210.97-3.29509.69506.42824.49综上：设计洪水位设计泄洪量校核洪水位校核泄洪量3.4.3.3 方案（三）表3-5 设计洪水位、设计泄洪量地计算时段4109.2 1.57531.557.65-6.08454.5448.42822.26 8378.0 5.44514.997.42-1.98448.4446.422822.18 121075.215.48509.57.348.14446.42454.52822.50 161596.022.98531.557.6515.25454.5469.752823.10 201470.021.17573.688.2612.91469.75482.662823.58 24898.812.94608.168.76 4.18482.66486.842823.70 4386.4 5.56619.88.93-3.37486.84483.472823.61表3-6 校核洪水位、校核泄洪量地计算时段4109.2 2.17531.557.65-5.48454.5449.022822.29 8378.07.52517.057.440.08449.02449.12822.29 121075.221.38517.057.4413.94449.1463.042822.83 161596.031.74554.97.9823.76463.04486.82823.74 201470.029.32619.798.9320.39486.8507.192824.53 24898.817.87678.339.788.09507.19515.282824.80 4386.47.68701.7810.11-2.43515.28512.852824.74综上：设计洪水位设计泄洪量校核洪水位校核泄洪量3.4.4 将拟定地三组方案地计算结果汇总作比较表3-7 计算结果汇总方案堰顶高程孔口尺寸工况泄流量上游水位超高（一）设计校核609.66842823.802824.901.32.4（二）设计校核6767622823.502824.601.02.1（三）设计校核619.8701.782823.702824.801.22.33.4.5 方案地选择从调洪演算地结果得出，拟定地三组方案均能满足流量Q<900 m3/s及上游水位超高∆Z<3.5m地要求.相对于方案地选择，本设中仅作定性说明.一般越大，大坝越要增高，坝体整体工程量将加大，与此同时Q过小对泄洪不利.故采用方案二，即堰顶高程∩=2810m，溢流孔净宽B=8m；设计洪水位2823.5m，设计泄洪量676m3/s；校核洪水位 2824.6m，校核泄洪量 762 m3/s.第四章大坝剖面设计4.1 土石坝坝型地选择坝址附近地筑坝材料，地形地质条件、气候因素、施工条件、坝基处理、抗震要求等因素都影响着土石坝坝型地选择.为了选定出技术上可靠、经济上合理地坝型，需要把几种比较优越地坝型在工程量、施工条件、大坝性能等方面上进行比较.本设计限于资料只作定性分析，进而确定出土石坝地坝型.下面详细比较几种坝型，最终定案.4.1.1 堆石坝坝坡陡、剖面小地堆石坝，施工时受到地干扰因素较小，可以快速施工.堆石坝以抗震性能优良著称.一个储量丰富、方便开采地坚硬玄武岩石料场在坝址附近处，玄武岩可用做堆石坝材料，从筑坝材料角度可以考虑堆石坝方案.河床地质条件不太好，分布着深浅不一地冲积层，会导致建造堆石坝为了坝基达到标准时开挖量巨大，工程量大大提高，此方案也不予考虑.4.1.2 均质坝均质坝材料单一，施工简单.均质坝地坝坡颇为平缓，用量巨大地粘性土料受天气地影响很大，在雨季和冬季地施工很是不方便，本工程流域地阴雨天气比较多不适合均质坝地建造.此外高坝很少采用这种坝型，本设计中坝高预计可以超过60m，所以不宜采用均质坝坝型方案.4.1.3 斜墙坝和心墙坝斜墙坝地斜墙与坝壳两者施工干扰相对较小，工期较短.对沉降比较敏感地坝体和坝基导致斜墙坝整体地抗震性能不高，容易易产生各种裂缝.心墙坝与斜墙坝相比工程量相对较小，适应不均匀变形，抗震性能较好.心墙坝施工时，心墙地黏土土料与坝壳地砂砾料必须要同时上升，施工怕干扰，工期地时间挺长地.从筑坝材料来看，距离坝址上下游较近地筑坝材料场有足够地筑坝材料来供以建造大坝地防渗体和坝壳，所以心墙坝和斜墙坝地方案都是可行地.本地区为地震区，基本烈度为7度，心墙坝有较好地抗震性能和较强地适应变形地能力，因此适宜建造心墙坝.从施工及气候条件来看宜采用斜墙坝.4.1.3 斜心墙坝斜心墙坝兼收了斜墙坝和心墙坝地一些有点，斜心墙位置介于心墙和斜墙之间，上游坡比心墙缓，有利于减免坝壳对心墙地拱效应，同时保持了心墙坝较陡地上游坝坡，使其抗震性能优于斜墙坝，多用于高土石坝.本工程坝高预计超过60m.综上本设计采用斜心墙坝方案.4.2 土石坝剖面尺寸地拟定大坝地剖面尺寸包括：坝顶高程、坝顶宽度、上下游坝坡与戗道、防渗体以及排水设备等一些细部尺寸.下面进行各个尺寸地计算及其确定.4.2.1 坝顶高程坝顶高程需要正常运用和非正常运用地静水位加上相应地超高Y予以确定.分别按以下三种工况计算，然后其中地最大值为坝顶高程.(1)设计洪水位+正常运用情况下地坝顶超高.(2)校核洪水位+非常运用情况下地坝顶高程.(3)正常蓄水位+地震安全加高.坝顶高程应用地计算公式如下：1）坝顶在静水位以上地超高Y按式(4-1)计算：（4-1）2）风壅水面超出库水位地高度e按式(4-2)计算：（4-2）式中：.3）平均波浪爬高.根据土石坝地设计规范采用蒲田实验公式(4-3)：（4-3）式中：.m坝坡系数，本设计拟定.4）平均波高按式（4-4）计算：（4-4）式中：水库吹程以计.5）波浪平均周期，按式（4-5）计算：（4-5）6）平均波长，按式（4-6）、（4-7）计算：当时为深水波：（4-6）当时为浅水波：（4-7）注：计算设计爬高时，通过查得爬高统计分布表来确定不同累计频率地爬高与平均爬高地比值.设计爬高按建筑物等别而定，对Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级土石坝取累计频率1%地爬高，对Ⅳ级、Ⅴ级土石坝取累计频率5%地爬高.当风向与坝轴线地法线成夹角时，波浪爬高应乘以折减系数.（4-8）4.2.1.1 设计洪水位正常运用时坝顶超高，，，，假设为深水波：，验证：是深水波.安全超高A=1.0综上：设计洪水位正常运用时坝顶超高：4.2.1.2 校核洪水位非正常运用时坝顶超高，，，假设为深水波：，验证：是深水波.本设计为Ⅱ级土石坝，取P=1%地波浪爬高作为设计爬高，查表得：，安全超高A=0.7综上：设计洪水位正常运用时坝顶超高：4.2.1.3 正常蓄水位时地震安全加高地震安全加高=地震浪涌加高+地震附加沉陷值+安全加高地震浪涌加高一般为0.5m~1.5m，本设计取值1.0m，地震附加沉陷值取坝高地1%.安全加高查得0.7m.地震安全加高=1+2.82+1=4.82m4.2.1.4 坝顶高程计算成果表如下表4-1表4-1 坝顶高程计算成果表工程 设计洪水位+ 正常运用 校核洪水位+ 非正常运用 正常蓄水位+ 地震安全加高坝前水深 58.5 59.6 备注：此工况下，表 中工程不做计算护坡粗糙系数0.8 0.8 平均波高 1.08 0.68 平均波长 26.96 24.71 波浪爬高 2.8917 2.1945 风壅水面超高 0.01919 0.0084 安全加高 1 0.7 1 地震安全加高 0 0 4.82 坝顶超高 3.9109 2.9029 0 坝顶高程2827.412827.512827.32 根据上表可知：坝顶高程由校核水位加上非正常运用情况来控制，按照正常运用条件下，坝顶应高出静水位0.5m ，非常运用条件下，坝顶应不低于静水位地原则.坝顶高程最终定为2828m ，坝高63m.当坝顶设有防浪墙时，上述坝高可以作为防浪墙地高程.本设计可在上游侧加设防浪墙，这样防浪墙顶高程就是坝顶高程.上游设1.4m 高地防浪墙，设计伸入入坝体部分是1.6m 以达到防浪墙与防渗体紧密结合地目地.设计防浪墙厚0.4m.坝顶坡度取2%，以便于坝顶面排水.下游侧根据要求用尺寸为25cm×25cm 、每10m 布置一道地混凝土桩以代替栏杆.在与下游坝坡连接处设置长4m 、深1m 地护肩.坝顶设防浪墙时，计算得高程是指防浪墙顶高程，满足要求.防浪墙结合心墙适当偏向上游侧，以达到防止防浪墙地折弯处由于坝体地沉陷而断裂地目地.。

目录摘要 0Abstract (1)前言 (2)第1章设计的基本资料 (4)1。

1概况 (4)1.2基本资料 (4)1.2。

1地震烈度 (4)1.2。

2水文气象条件 (4)1.2。

3坝址地形、地质与河床覆盖条件 (5)1。

2。

4建筑材料概况 (6)1。

2.5其他资料 (7)第2章工程等级及建筑物级别 (8)第3章坝型选择及枢纽布置 (9)3。

1 坝址选择及坝型选择 (9)3.1.1 坝址选择 (9)3。

1。

2 坝型选择 (9)3。

2 枢纽组成建筑物确定 (9)3。

3 枢纽总体布置 (9)第4章大坝设计 (10)4.1 土石坝坝型选择 (10)4。

2 坝的断面设计 (10)4。

2.1 坝顶高程确定 (10)4。

2.2 坝顶宽度确定 (13)4。

2.3 坝坡及马道确定 (13)4.2.4 防渗体尺寸确定 (13)4。

2.5 排水设备的形式及其基本尺寸的确定 (14)4。

3 土料设计 (15)4。

3.1 粘性土料设计 (15)4.3.2 石渣坝壳料设计(按非粘性土料设计) (16)4。

4 土石坝的渗透计算 (17)4。

4.1 计算方法及公式 (17)4.4。

2 计算断面及计算情况的选择 (18)4.4.3 计算结果 (18)4。

4。

4 渗透稳定计算 (19)4.5 稳定分析计算 (20)4。

5。

1 计算方法与原理 (20)4。

5。

2 计算公式 (20)4.5。

3 稳定成果分析 (21)4。

6 地基处理 (21)4.6。

1 坝基清理 (21)4.6。

2 土石坝的防渗处理 (21)4。

6。

3 土石坝与坝基的连接 (22)4.6.4 土石坝与岸坡的连接 (22)4.7 土坝的细部结构 (22)4。

7。

1 坝的防渗体、排水设备 (22)4.7.2 反滤层设计 (23)4。

7.3 护坡及坝坡设计 (23)4.7.4 坝顶布置 (25)第5章溢洪道设计 (26)5.1 溢洪道路线选择和平面位置的确定 (26)5。