水工建筑物课程设计

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……………………………………………………

7

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 (26)

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℃左右，一月最低月平均产气温为零下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℃，绝对最高达39℃（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/cm²。

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

水位校核洪水位米227.2 设计洪水位米225.7 正常蓄水位米224.7 汛期限制水位米216.0 死水位（发电）米180.0 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

库容总库容亿立米25.5 计入十年淤积调洪库容亿立米7.4

兴利库容亿立米19.5

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

堰顶高程米闸墩的中墩厚度为

3米

每孔净宽米15.0

工作闸门尺寸米米1515 弧形钢闸门

启闭机（2）

台19 固定式卷扬机设计洪水下泄能力32300

校核水位下泄量42900 限泄275003

泄水孔进口底高程米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^3/秒4340

校核水位泄水能力米^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

（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。