软基上混凝土重力坝设计与处理

陆光彩（文山壮族苗族自治州水利电力勘察设计院，云南文山663000）

【摘要】我国目前大多选择在硬岩上筑建混凝土重力坝，而极少在软基上建坝。水利工程的预期效益与安全取决于坝体结构的稳定性及坝基的防渗能力，而软基上的坝体往往不够稳定，常伴有渗透现象，若采取调整坝体的坡度、改变坝基的局部尺寸及对坝基灌浆等措施，能从一定程度上解决软基筑坝的相关问题。本文首先对软基与混凝土重力坝加以概述，其次云南省某水库的水利工程为例对软基重力坝的设计进行分析，最后总结出实际软基筑坝的处理方案。

【关键词】软基；混凝土重力坝；设计思路；处理方式

【中图分类号】TV642.3【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2019）02-0080-02

混凝土重力坝在水利工程中多作为悬臂结构来承受水的推力,并依靠各个截面自身的抗剪强度来维持稳定。以前相关部门对坝基的重要性认知不足,在实地勘测与工程处理等工作中有所欠缺,进而造成人力、财力的重大损失。然而,伴随社会经济的发展需求,对坝址的选定不再局限于具有良好条件的基岩,选择条件复杂多样甚至软弱的基岩进行筑坝的水利工程项目也在不断增多。本文将云南省某水库的工程实例,来探析软基筑坝的设计方案。

1软基与混凝土重力坝的基本概念

1.1软基和混凝土重力坝的概念

软基属于路基的一种状况,通常指工程还未开工前土质较软弱的地方,必须进行相应后方能开展路基建设或其他建筑工程。对软基进行处理的目的在于让软弱的土壤固结并硬化,确保上层建筑不会因地陷而下沉,以达到原有设计要求的正常使用功能。处理软基的方法有很多,但大多需根据现场的实际状况来加以选择,比如水泥搅拌桩、换填、碎石桩、堆载预压及袋装砂井等。

混凝土重力坝是一种整体性能较强的刚性坝,常采用混凝土材料作为坝身,其结构简单,施工更加方便,我国现有的混凝土重力坝最高有近290m。另外,混凝土重力坝的可做成实体性坝身,但因实体坝的耗材多、重量大,很容易产生较大的扬压力,因而工程项目中的坝身大多建成空股式或者宽缝式[1]。

1.2混凝土重力坝的基本特性

混凝土重力坝的坝基大都选择在岩质坚硬、岩性均一的弱风化岩体上,同时采用现代化理论与施工工艺加以浇筑,因而只要保证坝基岩体的完整性,确保其无明显缺陷,则一般不会出现坝体整体失稳的现象。而混凝土重力坝的坝体所承受的压力往往包括泥沙压力、库水的静水推力及地下水的扬压力等,其中静水推力与扬压力尤为重要。这里所涉及的压力经过坝体结构与坝体本身的重量一起传到坝基,并在基岩内部产生极其复杂的状态,而坝体主要依靠其自身和坝基之间的摩擦力来确保自身的稳定[1]。

除此以外,坝基的防渗工作也极为重要,它的成败决定着水利工程能否正常发挥出预期的效益,当然,这些都受施工质量和防渗工程设计方式的影响。依据水利工程软基混凝土重力坝的设计规范,防渗工程的具体设计需严格控制坝基岩体裂缝填充物、软弱夹层、抗水能力差及断裂破碎带的不断涌现,管控坝基表面的渗流量与渗透压力,同时对渗漏所带来的坝基失稳等不利影响加以控制,确保坝基自身的连续可靠性及耐久性。

2以云南省某水库为例进行设计分析2.1工程概况

位于云南省境内的某水库工程,主要用于城乡生活与工业化供水。该水库内枢纽大都由放水建筑物、大坝与泄洪排沙相关设施组合而成,常采用在主坝坝身设置底孔与表孔、左岸河床设置主坝、右岸一级阶地设置副坝来完成管道放水和泄洪的总体化方案。该水库主坝为碾压式混凝土重力坝,坝顶长达150m,宽6m,最大坝高近39m;副坝则为土坝,坝顶长约110m,宽6m,属于II等大(2)型工程;其上游是阶地回填所形成的平台,下游坡比为1:2,水库正常蓄水水位以下坡比1: 3.5,水位以上坡比1:2,并沿坝轴线设置混凝土防渗墙[2]。

2.2地质条件

在该水库的主体水利工程开工时,大坝的基坑多应用爆破施工的方法来揭露坝基岩体的土质,该坝基地层为砾岩,持力层岩体为稍向右岸倾斜的砾岩夹砂砾岩,下卧层则是深厚砂岩,实际勘测现状和原有设计资料中所给到的持力层厚度相比,现场情况在出露高程和厚度等方面均有所变化。

因大坝的持力层变为红砂岩,而砂岩岩体的自身承载力与砾岩相比有所下降,再加上施工对坝基岩体的影响,时常会造成岩体内部存在透水夹层的现象。

2.3挡水坝设计

初步设计和变更设计的坝型都是一致的,其主坝均为碾压式混凝土重力坝,副坝则为土坝。两者的水库规模都没发生变化,经分析所定的正常蓄水位在1066m左右。另外挡水大坝的主坝也是混凝土重力坝,副坝是土坝。

(1)初步设计

原有混凝土挡水坝的坝顶宽6m,其非溢流面的上游1045m 高程以上的坝坡铅直,1045m高程以下的坝坡坡比为1:0.1,而下游坡比为1:0.75。其溢流面所采用的是WES实用性堰型,堰上游在高程1045米以上呈铅直状态,1045m以下的坡比是1:0.1,而堰顶下游呈幂曲线,上游面呈三圆弧曲线,两曲线间通过1:0.75的坝坡相连接,其中反弧半径为12m,反弧底高程约1045m,末端高程为1047m,具体设计图纸如图1所示[3]。

(2)变更设计

从上文可知坝基的持力层为砂岩,其物理力学指标大幅下降,遇水极易软化。依照岩石力学的参数进行复核,很明显会发现在确保原尺寸不变的状态下,大坝的坝体结构极不稳定。要想保证坝体的稳固性,大坝的体型必须有所变更。

混凝土重力坝施工导流工程施工设计方案

一、工程概况本水库是该流域水利水电建设规划中的主体工程之一。坝址位于某乡上游3km处，控制流域面积317km2，坝址处多年平均流量11.1m3/s，年径流总量3.5×108m3。本工程是一座兼有防洪、灌溉、发电、水产养殖效益的综合开发的水利枢纽工程。工程总库容为1.6×108m3，正常高水位130.0m，死水位112.0m，设计洪水位130.74m，校核洪水位132.4m，水库有效库容达1.0×108m3，为年调节性水库。该工程拦河坝的坝型为砼重力坝，电站布置在河床右侧的非溢流坝段的后面，为坝后式布置，坝顶全长315m，坝顶高程135m，其中左非溢流坝坝段长度为100m，溢流坝段长度为48m，右非溢流坝段长度167m，溢流坝段布置在河床中部偏左岸，设有3孔6m×12m的弧形工作闸门，堰顶高程124m，坝底最大宽度为54m，消能方式为挑流消能，在坝后式厂房处，非溢流坝段的最大底度为46.6m，厂房最大宽度为13.7m，厂坝联结段为4m。电站装机容量为2×3200KW。引水压力钢管设在非溢流坝段，进水口底板高程为95.0m，管径1.75m，采用单机供水的布置方式。水轮机安装高程85.0m，设计工作水头36.0m，最大工作水头45.0m，最小工作水头27.0m。工程枢纽处地形及工程布置见图1。二、基本资料 1.工程水文资料该水库库容在1×108m3以上，主坝工程为二级建筑物，坝址设计洪水过程线，是根据上游3km处水文观测站实测某年最大一次洪水典型加以修正，以洪峰、洪量控制进行放大而得。现将各设计频率洪水过程线、施工设计洪水等水文资料列于表1～表5。 3 3 3

混凝土重力坝设计

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容为南家口水利枢纽，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、溢流表坝段、溢流底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

水利水电工程毕业设计英文翻译,混凝土重力坝

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.

重力坝设计

重力坝课程设计一、目的 1、学会初拟重力坝尺寸的方法； 2、掌握重力坝抗滑稳定计算和应力计算； 3、进一步认识重力坝的结构特点。二、基本资料（一）、水文、气象及泥沙资料通过对区域内水文气象资料的调查和分析计算，设计中所采用的水文、气象及泥沙参数见下表1。（二）、地质资料

1、坝址地质资料选定坝址河谷呈基本对称的“V”形谷，左岸山体坡角48°，右岸山体坡角46°，两岸地貌主要为侵蚀切割形成的平缓脊状山岭地貌，河谷地貌为侵蚀-构造类型。坝址处出露地层为峨嵋山玄武岩(P2β)，岩层无产状，岩层倾向总体倾向河床下游偏右岸。坝址处左右岸坡残坡积层厚度为0～2m，局部地段深达7m以上，河床上第四纪冲积覆盖层厚度为5m 左右。地表裸露的玄武岩呈强风化状，玄武岩地层上部强风化层在河床部位厚3.6m，在河床左岸坡厚7.5m，在河床右岸坡厚8m，下部呈弱风化状，弱风化层在河床部位厚3m，在河床左岸坡厚4m，在河床右岸坡厚3.5m。再往下为微风化和新鲜岩石。经取样试验，结合有关工程经验类比，参考有关设计规范，地质专业提出了岩石（体）物理、力学参数，见表5-2～表5-4。表5-2 岩土质物理力学性质建议指标表5-3 坝基岩体力学参数（三）特征水位

（四）坝址处地形图三、要求 1、拟定坝体尺寸，进行重力坝稳定计算及应力计算； 2、提交成果（1）重力坝非溢流坝段剖面图，溢流坝段剖面图；（2）重力坝平面布置图。

1.坝基开挖深度的确定初步确定坝高在50~100m 的范围内，可建在微风化至弱风化的上部基岩上。由地质资料，坝址处左右岸坡残坡积层厚度为0～2m ，局部地段深达7m 以上，河床上第四纪冲积覆盖层厚度为5m 左右。地表裸露的玄武岩呈强风化状，玄武岩地层上部强风化层在河床部位厚3.6m ，在河床左岸坡厚7.5m ，在河床右岸坡厚8m ，下部呈弱风化状，弱风化层在河床部位厚3m ，在河床左岸坡厚4m ，在河床右岸坡厚3.5m 。再往下为微风化和新鲜岩石。综合考虑工程量、工程造价、坝的稳定决定开挖12m 相对比较合理，由地质图可知开挖高程为1328m 。 2.校核洪水位，设计洪水位的确定设计洪水流量s m Q /4003= 校核洪水流量s m Q /6003= 一般软弱岩石单宽流量q=s m s m /50/3033- 设计洪水流量下溢流坝宽L=8～12m 校核洪水流量下溢流坝宽L=12～20m 取L=20m m=0.5，ξ=1，L=20m 正常蓄水位 1388m 2 /30 2H g mnb Q ξ= 得 =设计0H 4.338m =校核0H 5.684m 设计H =1388+4.338=1392.338m 校核H =1388+5.684=1393.684m 3.累计频率为1%时的波浪高度和波浪中心线高于静水位的计算

《水工建筑物课程设计》-混凝土重力坝设计

《水工建筑物课程设计》题目：混凝土重力坝设计学习中心：江苏扬州市邗江区教师进修学校奥鹏学习中心[11]VIP

1 项目基本资料 1.1 气候特征根据当地气象局50年统计资料，多年平均最大风速14 m/s，重现期为50年的年最大风速23m/s，吹程：设计洪水位 2.6 km，校核洪水位3.0 km 。最大冻土深度为1.25m。河流结冰期平均为150天左右，最大冰厚1.05m。 1.2 工程地质与水文地质 1.2.1坝址地形地质条件（1）左岸：覆盖层2～3m，全风化带厚3～5m，强风化加弱风化带厚3m，微风化厚4m。（2）河床：岩面较平整。冲积沙砾层厚约0～1.5m，弱风化层厚1m左右，微风化层厚3～6m。坝址处河床岩面高程约在38m左右，整个河床皆为微、弱风化的花岗岩组成，致密坚硬，强度高，抗冲能力强。（3）右岸：覆盖层3～5m，全风化带厚5~7m，强风化带厚1～3m，弱风化带厚1～3m，微风化厚1～4m。 1.2.2天然建筑材料粘土料、砂石料和石料在坝址上下游2~3km均可开采，储量足，质量好。粘土料各项指标均满足土坝防渗体土料质量技术要求。砂石料满足砼重力坝要求。 1.2.3水库水位及规模 ①死水位：初步确定死库容0.30亿m3，死水位51m。 ②正常蓄水位：80.0m。注：本次课程设计的荷载作用只需考虑坝体自重、静水压力、浪压力以及扬压力。表一本设计仅分析基本组合(2)及特殊组合(1)两种情况：基本组合(2)为设计洪水位情况，其荷载组合为：自重+静水压力+扬压力+泥沙

压力+浪压力。特殊组合(1)为校核洪水位情况，其荷载组合为：自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。 1.3大坝设计概况 1.3.1工程等级本水库死库容0.3亿m3，最大库容未知，估算约为5亿m3左右。根据现行《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180-2003），按水库总库容确定本工程等别为Ⅱ等，工程规模为大（2）型水库。枢纽主要建筑物挡水、泄水、引水系统进水口建筑物为2级建筑物，施工导流建筑物为3级建筑物。 1.3.2坝型确定坝型选择与地形、地质、建筑材料和施工条件等因素有关。确定本水库大坝为混凝土重力坝。 1.3.3基本剖面的拟定重力坝承受的主要荷载是水压和自重，控制剖面尺寸的主要指标是稳定和强度要求。由于作用于上游面的水压力呈三角形分部，所以重力坝的基本剖面是三角形，根据提供的资料，确定坝底宽度为43.29m（约为坝高的0.8倍），下游边坡m=0.8，上游面为铅直。

重力坝毕业设计

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 -

水利专业混凝土重力坝毕业论文中英文资料外文翻译文献

混凝土重力坝中英文资料外文翻译文献混凝土重力坝基础流体力学行为分析摘要：一个在新的和现有的混凝土重力坝的滑动稳定性评价的关键要求是对孔隙压力和基础关节和剪切强度不连续分布的预测。本文列出评价建立在岩石节理上的混凝土重力坝流体力学行为的方法。该方法包括通过水库典型周期建立一个观察大坝行为的数据库，并用离散元法（DEM）数值模式模拟该行为。一旦模型进行验证，包括岩性主要参数的变化，地应力，和联合几何共同的特点都要纳入分析。斯威土地，Albigna 大坝坐落在花岗岩上，进行了一个典型的水库周期的特定地点的模拟，来评估岩基上的水流体系的性质和评价滑动面相对于其他大坝岩界面的发展的潜力。目前大坝基础内的各种不同几何的岩石的滑动因素，是用德国马克也评价模型与常规的分析方法的。裂纹扩展模式和相应扬压力和抗滑安全系数的估计沿坝岩接口与数字高程模型进行了比较得出，由目前在工程实践中使用的简化程序。结果发现，在岩石节理，估计裂缝发展后的基础隆起从目前所得到的设计准则过于保守以及导致的安全性过低，不符合观察到的行为因素。关键词：流体力学，岩石节理，流量，水库设计。简介：评估抗滑混凝土重力坝的安全要求的理解是，岩基和他们上面的结构是一个互动的系统，其行为是通过具体的材料和岩石基础的力学性能和液压控制。大约一个世纪前，Boozy大坝的失败提示工程师开始考虑由内部产生渗漏大坝坝基系统的扬压力的影响，并探讨如何尽量减少其影响。今天，随着现代计算资源和更多的先例，确定沿断面孔隙压力分布，以及评估相关的压力和评估安全系数仍然是最具挑战性的。我们认为，观察和监测以及映射对大型水坝的行为和充分的仪表可以是我们更好地理解在混凝土重力坝基础上的缝张开度，裂纹扩展，和孔隙压力的发展。图.1流体力学行为：（一）机械;（二）液压。

讲解重力坝设计例题

讲解重力坝设计例题：一．基本资料某高山峡谷地区规划的水利枢纽，拟定坝型为混凝土重力坝，其任务以防洪为主、兼顾灌溉、发电，为3级建筑物，试根据提供的资料设计非溢流坝剖面。 1．水电规划成果上游设计洪水位为355.0 m，相应的下游水位为331.0 m；上游校核洪水位356.3 m ，相应的下游水位为332.0 m；正常高水位354.0 m；死水位339.5 m。 2．地质资料河床高程328.0 m，约有1~2 m覆盖层，清基后新鲜岩石表面最低高程为326.0m。岩基为石炭岩，节理裂隙少，地质构造良好。抗剪断强度取其分布的0.2分位值为标准值，则摩擦系数 ' ck f=0.82，凝聚力' ck c =0.6MPa。 3．其它有关资料河流泥沙计算年限采用50年，据此求得坝前淤沙高程337.1 m。泥沙浮重度为6.5kN/ m3 ，内摩擦角φ=18°。枢纽所在地区洪水期的多年平均最大风速为15m/s，水库最大风区长度由库区地形图上量得D=0.9km。坝体混凝土重度γc =24kN/m3，地震设计烈度为6度。拟采用混凝土强度等级C10，90d龄期，80%保证率，fckd强度标准值为10MPa，坝基岩石允许压应力设计值为4000kPa。二．设计要求：（1）拟定坝体剖面尺寸确定坝顶高程和坝顶宽度，拟定折坡点的高程、上下游坡度，坝底防渗排水幕位置等相关尺寸。（2）荷载计算及作用组合该例题只计算一种作用组合，选设计洪水位情况计算，取

常用的五种荷载：自重、静水压力、扬压力、淤沙压力、浪压力。列表计算其作用标准值和设计值。（3）抗滑稳定验算可用极限状态设计法进行可靠度计算。（4）坝基面上下游处垂直正应力的计算，以便验算地基的承载能力和混凝土的极限抗压强度。重力坝剖面设计图（单位：m）三．非溢流坝剖面的设计 ●资料分析该水利枢纽位于高山峡谷地区，波浪要素的计算可选用官厅公式。因地震设计烈度为6度，故不计地震影响。大坝以防洪为主，3级建筑物，对应可靠度设计中的结构安全级别为Ⅱ级，相应结构重要性系数γ0=1.0。坝体上的荷载分两种组合，基本组合（设计洪水位）取持久状况对应的设计状况系数ψ=1.0，结构系数γd =1.2；偶然组合（校核洪水位）取偶然状况对应的设计状况系数ψ=0.85，结构系数γd =1.2。坝趾抗压强度极限状态的设计状况系数同前，结构系数γd =1.3。可靠度设计要求均采用作用（荷载）设计值和材料强度设计值。作用（荷载）标准值乘以作用（荷载）分项系数后的值为作用（荷载）设计值；材料强度标准值除以材料性能分项系数后的值为材料强度设计值。本设计有关（荷载）作用的分项系数查表2-10得：自重为1.0；静水压力为1.0；渗透压力为1.2；浮托力为1.0；淤沙压力为1.2；浪压力为1.2。混凝土材料的强度分项系数为1.35；因大坝混凝土用90 d龄期，大坝混凝土抗压强度材料分项系数取2.0；热扎Ⅰ级钢筋强度分项系数为1.15；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级为1.10。材料性能分项系数中，对于混凝土与岩基间抗剪强度摩擦系数 ' ck f为1.3，凝聚力' ck c为3.0。

重力坝课程设计

设计内容一、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 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 的计算的基本数据设计洪水位校核洪水位吹程D（m）524.19965.34 风速 v（m）2718 安全加高 c h（m）0.40.3 断面面积S（2 m） 1890.5719277.25 断面宽度B（m）311.80314.44 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-?? ?? =? ? ??

混凝土重力坝毕业设计计算书

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)

TL混凝土重力坝设计

网络教育学院本科生毕业论文（设计）题目： TL混凝土重力坝设计学习中心：奥鹏远程教育层次：专科起点本科专业：水利水电工程

内容摘要重力坝是一种古老而迄今应用很广的坝型，因主要依靠自重维持稳定而得名。重力坝的断面基本呈三角形，筑坝材料为混凝土或浆砌石。在中国的坝工建设中,混凝土重力坝也占有较大的比重。本次设计为TL混凝土重力坝设计，设计的准备工作主要包括基本资料的分析、坝型选择和枢纽布置。设计的主要内容首先是进行坝体的设计，进行坝型选择，设计采用混凝土重力坝方案，设计内容包括挡水坝段的设计，溢流坝段的设计，底孔坝段的设计等。然后是细节构造与坝基处理，有坝基清理、坝基加固、坝基防渗及坝基排水设计、断层处理等。关键词：水利工程；混凝土重力坝；剖面设计；荷载计算；应力分析目录

引言1 1 设计资料2 1.1 某重力坝基本资料2 1.1.1 流域概况2 1.1.2 地形地质2 1.1.3 建筑材料2 1.1.4 水文条件2 1.1.5 气象条件3 1.2 某重力坝工程综合说明3 2 坝型及坝址选择5 2.1 坝型选择5 2.2 坝址选择5 3 挡水建筑物设计7 3.1 非溢流坝剖面设计7 3.1.1 坝顶高程的拟定7 3.1.2 坝顶宽度的拟定9 3.1.3 坝坡的拟定9 3.1.4 上、下游起坡点位置的确定9 3.2 荷载计算及组合9 3.2.1 自重10 3.2.2 静水压力10 3.2.3 扬压力10 3.2.4 泥沙压力11 3.2.5 浪压力11 3.2.6 荷载组合12 3.2.7．荷载计算成果14 3.3 抗滑稳定分析20 3.4 应力分析21

重力坝设计计算书

水工建筑物课程设计设计名称：混凝土重力坝设计学院：土木工程学院专业：水利水电工程专业年级： 2012 学号：1208070176 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.橫缝布置 (28) 2.坝顶的布置 (28) 3.廊道系统 (28) 4.橫缝灌浆，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20 gD V =20～250 时，为累计频率5%的波高h 5%; 当 20 V gD =250～1000 时，为累计频率10%的波高h 10%; 本设计 20 V gD =（9.8×0.6×103）/20.72=13.723 故取h l ≈h 5%.

水库混凝土重力坝设计书

水库混凝土重力坝设计书第1章基本资料一、枢纽工程概况： P水库位于TS和CD两地区交界处，坝址位于X河桥上游十公里干流上。控制流域面积3.37万km2，总库容为14.39亿m3。 P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TJ和TS地区工农业用水和城市人民生活用水，结合引水发电。并兼顾防洪，要求：尽可能使其工程提前受益，尽早建成。根据水库的工程规模及其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，其它均按Ⅱ级建筑物考虑。二、气象： P库区年平均气温为10℃左右，一月份最低月平均气温为零下6.8℃，绝对最低气温达零下21.7℃(1969年)；7月份最高月平均气温25℃，绝对最气温高达39℃(1955年)，多年平均气温见下表（表五）。表一多年平均气温、水温表单位：℃ 本流域无霜期较短(90—180天)，冰冻期较长(120—200天)，P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21.5m/s，水库吹程D=3km。

流域多年平均降雨量约为400—700mm，多年平均降水天数及降水量见表六：表二多年月平均降水天数及降水量表单位：mm 三、水文分析： 1、年径流：栾河水量较充沛，多年平均年径流量为24.5亿m3，占全流域的53%。年分配很不均匀，主要集中汛期七、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洪水。其中1883年最大，由洪痕估算洪峰流量约为24400—27400 m3/s，实测的45年资料中最大洪峰流量发生在1962年为18800 m3/s。洪峰历时三天左右，由频率分析法求得：几个重现期所对应的洪峰流量值（见下表表三、表四所示）。表三表四

混凝土重力坝毕业设计计算书

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)

重力坝的设计

重力坝的设计一、拟定非溢流坝剖面尺寸。 (1)坝顶高程的确定。坝顶在水库静水位以上的超高公式计算 c z h h h h ++=?1 对于安全级别为Ⅲ的坝，查得安全超高设计洪水位时为0.4m,校核洪水位时为0.3。分设计洪水位和校核洪水位两种情况计算。 1）设计洪水位情况。已知风区长度D 为3.00km,计算风速V 0在设计洪水位情况下取多年平均年最大风速的1.5倍为28.5m/s 。由官厅公式可算出 ①波高： g v v gD v h l 2 03 12012 10 0076.0??????=- = 8.95.285.2830008.95 .280076.023 1 212 1????????- =88.823090.37564.00076.0??? =1.575(m) ②波长： g v v gD v L 2 075 .31 2015 .210 331.0??? ?????=- 8.95.285.2830008.95.28331.0275 .312 15 .21? ??? ??????=- 88.8260.221.0331.0???= 98.14=（m ）

③波浪中心线至计算水位的高度： L H cth L h h l z ππ22 = 因L H ≥ ，12≈L H cth π 52 .098.1458.114.32 2 =?==L h h l Z π(m) 50.258.152.04.0=++=?h (m) 坝顶高程=355+2.5=357.50（m ） 2) 校核洪水位情况。风区长度D 为3km ，计算风速v 0在校核洪水位情况取多年平均最大风速的1倍为19m/s 。 ①波高： g v v gD v h l 2 03 12012 1 0076.0??????=- = 8.9191930008.919 0076.023 1 212 1????????- 84.3633.478.00076.0???= 95.0≈(m) ②波长： 8.9191930008.919331.0275 .31215 .21? ??? ??????=- 84.3623.325.0331.0???= 85.9=(m) ③波浪中心线至计算水位的高度： 29 .085.995.014.32 2 =?==L h h l Z π(m) 54.195.029.03.0=++=?h (m) g v v gD v L 2 075 .312015 .210 331.0??????? ?=-

重力坝坝顶超高计算书实用标准格式

实用标准文档混凝土重力坝坝顶超高计算书标准格式工程设计分院坝工室 2006.3.

核定：审查：校核：编写：

——水电站工程（或水库工程、水利枢纽工程）混凝土重力坝坝顶高程计算书 1计算说明 1.1适用范围（设计阶段）本计算书仅适用于工程设计阶段的（坝型）坝顶超高/高程计算。 1.2工程概况工程位于省市（县）的江（河）上。该工程是以为主，兼顾、、等综合利用的水利水电枢纽工程。本工程规划设计阶段（或预可行性研究阶段，可行性研究阶段/初步设计阶段，招标设计阶段）设计报告已于年月经审查通过。水库总库容×108m3，有效库容×108m3，死库容×108m3；灌溉面积亩；水电站装机容量MW，多年平均发电量×108 kW·h，保证出力MW。选定坝址为，选定坝型为。根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003，工程等别为等型工程，拦河坝为级永久水工建筑物。（因拦河大坝坝高已超过其规定的高度，拦河坝应提高级，按级建筑物设计。） 1.3计算目的和要求通过混凝土重力坝坝顶上游防浪墙顶与正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位高差的计算，以确定防浪墙顶高程和大坝高度，为坝体断面设计及坝体工程量计算提供可靠的依据。

1.4计算原则和方法 1.4.1计算原则 (1)坝顶上游防浪墙顶与正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位的高差，包括最大浪高、波浪中心线至水库静水位的高度和安全超高。 (2)确定的坝顶高程不得低于水库正常蓄水位及设计洪水位。 (3)坝顶高程的确定尚需考虑枢纽中其他建筑物(如船闸坝顶桥下通航净空) 对坝顶高程的要求。 1.4.2计算方法因选定坝型为（混凝土重力坝），防浪墙顶在水库静水位以上的高差按《混凝土重力坝设计规范》DL 5108-1999式(11.1.1)计算，即： h=h1%+h z+h c 式中，h—防浪墙顶至水库静水位的高差，m； —浪高，m； h 1% 波浪中心线至水库静水位的高度，m； h z 安全超高，m。 h c 1.5计算工况 (1)正常蓄水位+相应的墙顶高差； (2)设计洪水位+相应的墙顶高差； (3)校核洪水位+相应的墙顶高差。 2计算依据 2.1规程规范和相关的技术文件 (1)规程规范《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003。

重力坝课程设计报告doc

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（2m） 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-?? ?? =? ? ??

毕业设计重力坝开题报告

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。

混凝土重力坝设计说明书

本科毕业设计题目 A江水利枢纽实体重力坝设计学院工学院专业水利水电工程专业毕业届别姓名指导教师职称目录

摘要 (1) 关键字 (1) ABSTRACT (2) KEYWORDS (2) 第一章枢纽任务及枢纽基本资料 (3) 第一节、枢纽任务 (3) (一)发电 (3) （二）灌溉 (3) （三）防洪 (3) （四）渔业 (3) （五）过木 (3) 第二节、A江水利枢纽基本资料说明 (4) （一）自然地理 (4) （二）工程地质 (6) （三）筑坝材料 (7) （四）库区经济 (7) （五）其他 (8) 第二章建筑物形式的选择 (8) 第一节、枢纽的建筑物组成 (8) 第二节、工程等别和建筑物级别 (8) 第三节、建筑物形式的选择 (10) （一）挡水建筑物形式的选择 (10) （二）泄水建筑物形式的选择 (10) （三）水电站建筑物形式的选择 (11) （四）其他建筑物形式的选择 (11) 第三章各主要建筑物设计 (11) 第一节、挡水坝剖面设计 (11) （一）基本剖面 (12) （二）实用剖面 (12) （三）坝顶高程 (13) （四）坝顶宽度 (14) （五）坡率确定 (14) （六）坝底宽度 (14) 第二节、非溢流坝稳定分析 (15) （一）荷载计算 (15) (二) 力矩计算 (22) （三）稳定分析 (27) (四)、应力强度校核 (29) 第三节、强度指标 (30) 第四节应力计算及校核 (31) 第四章溢流坝剖面设计 (38)

第一节、泄水方式的选择 (38) 第二节、溢流坝体型设计 (38) （一）拟定孔口流量 (38) （二）中孔出流 (39) (三）底孔出流 (39) (四) 单宽流量的确定 (39) （五）溢流坝段总长度的确定 (40) (六)计算堰顶水头H0 (41) （七）定型设计水头H H (41) （八）校核 (42) （九）闸门高度 (42) 第三节、溢流坝剖面设计 (42) （一）顶部曲线段确定 (42) （二）消能形式的选择 (43) （三）反弧段的确定 (44) （四）中间直线段 (45) (五）反弧段圆心的确定 (46) （六）鼻坎型式的选择 (46) 第四节溢流坝剖面的确定 (48) 第五节、溢流坝荷载计算 (48) (一）自重 (48) （二）静水压力及扬压力（结合非溢流坝荷载计算） (49) 第六节、稳定分析 (51) （一）抗剪强度 (51) （二）抗剪断强度 (52) 第五章重力坝细部构造设计 (53) 第一节、坝顶构造 (53) （一）非溢流坝 (53) （二）溢流重力坝 (53) （三）导水墙布置 (55) 第二节、分缝与止水 (55) （一）分缝 (55) （二）止水 (55) 第三节、廊道系统 (56) （一）基础廊道 (56) （二）坝体廊道 (56) 第四节、坝体防渗与排水 (56) （一）坝体防渗 (56) （二）坝体排水 (56) 第六章重力坝地基处理 (56) 第一节、地基开挖 (57) （一）开挖原则 (57) （二）开挖设计 (57)