广西龙门水库工程设计毕业论文

'广西龙门水库工程设计毕业论文目录1总论11.1工程总说明11.2设计基本资料11.2.1流域概况11.2.2工程说明11.2.3工程地质21.2.4工程水文31.2.5其它资料31.3设计任务与依据31.3.1设计任务31.3.2主要依据规范32枢纽布置42.1坝轴线选择42.2坝型确定42.2.1各种坝型特点42.2.2坝型选择62.2.3坝体型式72.3枢纽布置82.3.1挡水建筑物82.3.2泄水建筑物82.3.3放水建筑物93非溢流坝设计93.1剖面设计93.1.1梯形坝的基本剖面103.1.2剖面控制数据113.1.3拟定实用剖面133.2荷载计算及组合153.2.1荷载组合153.2.2荷载计算163.2.3荷载汇总243.3稳定分析273.3.1结构分析规定273.3.2抗滑稳定分析283.4应力分析3063 3.4.1材料性能313.4.2各种情况下应力分析314泄水建筑物334.1控制段334.1.1进水口及堰型334.1.2定型设计水头334.1.3泄洪能力校核344.1.4溢流堰面曲线354.2泄槽374.2.1泄槽坡度374.2.2堰下反弧段384.2.3水面线与边墙高度394.2.4出口消能段454.2.5泄槽底板与边墙475放水建筑物485.1卧管设计485.1.1放水流量的确定485.1.2放水孔孔径的计算485.1.3卧管断面尺寸确定495.1.4卧管结构尺寸确定495.2涵洞设计505.2.1涵洞内水深计算505.2.2涵洞结构尺寸确定505.3卧管末端消力池506细部结构设计516.1防渗系统516.1.1非溢流坝段516.1.2溢流坝段516.2坝体分区及材料516.2.1主要建坝石料与胶结材料516.2.2坝体分区与标号526.3坝顶构造546.4坝体分缝与止水546.4.1坝体分缝546.4.2横缝止水556.5坝体廊道与排水系统566.5.1灌浆平台566.5.2梯级放水设备566.5.3检查与排水廊道566.5.4排水系统57结束语5863 参考文献59附录60致谢6163 1总论1.1工程总说明广西龙门水库工程属于小（1）型，工程等别为IV。本工程的各方面最终设计方案各数据如下：坝顶高程：151.60m；溢流堰顶高程：149.00m；正常蓄水位：149.00m；设计洪水位：150.45m；校核洪水位：151.09m；总库容：万；方案其他方面数据见相关章节。1.2设计基本资料1.2.1流域概况龙门水库位于南宁市郊，建于龙门河下游，距南宁市公里，交通方便。水库总库容万，灌溉农田余亩，并有一定的防洪作用，能减轻洪水对下游的威胁。1.2.2工程说明枢纽主要建筑物有拦河坝，岸边溢洪道及梯级放水设备。大坝的中段为梯形坝，两端为实体重力坝。溢洪道利用右岸鞍形垭口略加开挖，与重力坝紧邻。左岸布置梯级放水设备，放水涵管由梯形坝垛内引出。梯形坝高m，个垛的总长m，顶宽m，上游边坡，下游边坡，上游侧有均厚m的C15混凝土防渗墙。梯形坝各坝垛是独立工作的，因此，各垛之间以及梯形坝与重力坝连接处都有沉陷缝，每缝设两道止水，第一道用652型塑料止水带，第二道为断面20cm×20cm的沥青井。沥青井的填料配合比为：沥青40%，石棉份20%要求软化点为85～90℃，井的电加热设备用ø6钢筋做电极。开敞式溢洪道首部为实用断面堰，前缘长20m，堰下接纵坡1：2.5的泄水陡槽，陡槽在平面上有10°的侧收缩角，将陡槽末端缩至10m宽，尾端以半径5.2m的反弧接挑流鼻坎，再以30°挑射角挑出，最大泄洪流量130。坝底上、下游作了阻渗齿槽，未作灌浆帷幕，但在坝体上游面m高程处预留有63 m宽的灌浆平台，以备必要时灌浆之用。根据《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》SL252-2000对水库枢纽工程等别的划分如表1-2-1：表1-2-1水利水电工程分等指标工程等别工程规模水库总库容(108m3)防洪治涝灌溉供水发电保护城镇及工矿企业的重要性保护农田(104亩)治涝面积(104亩)灌溉面积(104亩)供水对象重要性装机容量(104kW)I大(1)型≥10特别重要≥500≥200≥150特别重要≥120Ⅱ大(2)型10～1.0重要500～100200～60150～50重要120～30Ⅲ中型1.0～0.10中等100～3060～1550～5中等30～5IV小(1)型0.10～0.01一般30～515～35～0.5一般5～1V小(2)型0.01～0.001<5<3<0.5<1按库容和面积指标，该工程为小（1）型，工程等别为IV。由表1-2-2：表1-2-2永久性水工建筑物级别工程等别主要建筑物次要建筑物I13Ⅱ23Ⅲ34IV45V55查得主要建筑物应为4级、次要建筑物应为5级。大坝应为4级建筑物，但是大坝下游7公里处即为南宁市，人口众多，为了确保南宁市的安全，设计时提高为3级建筑物标准，按50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。1.2.3工程地质坝建于寒武系砂质岩互层的低山峡谷区。岩层倾向上游，倾角～，走向平行坝轴线。河床为厚层石英砂岩，两岸则为页岩、泥岩及粉砂、细砂岩。河床基岩裸露，风化层厚约～m。左岸覆盖层厚～m，基岩风化层厚～3.0m。右岸覆盖层厚～m，基岩风化层厚～m。坝区基岩主要有北西与北东向两组裂隙，其中北西向一组近于平行河流。坝上、下游～m处均有断层，但对坝的稳定无影响。63 1.2.4工程水文坝址以上集水面积，据年的系列水文资料计算，年平均降水量，多年平均径流量达，设计与校核洪水流量分别为和，经水库调节后的下泄流量为和。1.2.5其它资料坝体抗滑稳定计算时浆砌石容重取，摩擦系数ƒ=。梯形坝是介于宽缝重力坝与大头坝之间的一种支墩坝，它的特点是体型简单，轮廓线的变化平缓而单纯，既有利于施工，又能防止局部的应力集中，用浆砌石筑坝时这些优点更为突出。据本工程选择坝型时的比较，梯形坝的工程量可比实体重力坝减少％。1.3设计任务与依据1.3.1设计任务根据给定的地形、地质、水文、实验和其它有关资料及相应的规划成果，设计龙门水库工程，主要内容如下：1、坝型选择和水利枢纽布置：根据地质、地形条件和枢纽建筑物的作用进行坝线、坝型的选择，枢纽布置方案比较通过初步分析确定。2、溢流坝的剖面设计：拟定断面，水力计算，稳定验算及应力分析等。3、非溢流坝的剖面设计：拟定挡水坝剖面，稳定验算及应力分析等。4、细部构造设计：混凝土标号分区、分缝、止水、廓道、排水等。1.3.2主要依据规范1、《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》SL252-20002、《混凝土重力坝设计规范》DL5108-19993、《水工混凝土结构设计规范》SL/T191-964、《水工建筑物荷载设计规范》DL5077-19975、《水工建筑物抗震设计规范》SL203-976、《溢洪道设计规范》SL253-20007、《浆砌石坝设计规范》SL25-200663 2枢纽布置2.1坝轴线选择坝轴线选择的基本原则：1.挡水建筑物，考虑到工程量与建设投资，挡水建筑物通常布置成直线，使坝轴线最短，坝身体积最小；2.泄水建筑物，对于溢洪道，其在平面布置上应力求平顺，前言最好正对来水方向，以使坝前流速均匀分布。如有连接，要使溢洪道在工作过程中不影响其它建筑物。根据地形图，拟选坝轴线为龙潭上游处，该处右岸有一鞍形垭口，河床在该处被束窄，坝轴线为最短，且溢洪道可以利用鞍形垭口略加开挖，与挡水坝紧邻。坝轴线上游河床宽度迅速扩大，地形开阔，是形成水库的良好条件。且下游即为龙潭，输水路线较短，降低工程量与投资。2.2坝型确定2.2.1各种坝型特点主要的坝型有如下几种：1.重力坝重力坝是用混凝土或浆砌石材料修筑而成的挡水坝。重力坝的工作原理是在水压力及其它荷载作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求，同时也依靠坝体自重产生的压应力来减少水压力所引起的上游坝踵拉应力以满足强度要求。重力坝的基本剖面为三角形剖面，在平面上，坝轴线通常呈直线。对于常态混凝土重力坝，为了适应地基变形、温度变化和混凝土的浇筑能力，一般沿坝轴线分成若干个独立的坝段，每个坝段的结构形式类似于固结于地基上的悬臂梁。与其它坝型比较，重力坝具有以下优点：（1）安全可靠。重力坝剖面尺寸大，坝体内部应力小，筑坝材料强度高，耐久性好，因而抵抗水的渗透、冲刷，以及地震和战争破坏能力都比较强，安全性较高。在意外情况下，即使发生少量洪水漫顶，一般也不会招致坝体失事，不像土坝那样一旦洪水漫顶很快就会溃坝成灾。这是重力坝的一个最大优点。（2）枢纽泄洪问题容易解决。重力坝的断面大，坝体材料抗冲刷能力强，适于将河床坝段做成溢流坝，从坝顶大量溢流，还可以在坝身不同高程设置泄水孔、引水孔。63 （3）便于施工导流。在施工期可以通过较低坝块或预留底孔、缺口等导流。一般不需要另设导流隧洞。（4）对地形、地质条件适应性强。地形条件对重力坝的影响不大，几乎任何形状的河谷断面均可修建重力坝。重力坝一般要求修建在岩基上，但低的溢流重力坝也可修建在土基上。重力坝对地基的要求比土石坝高，但比拱坝的要求为低，对于无重大缺陷的一般强度的岩基均可满足要求。另外，由于重力坝沿轴线方向被横缝分成若干个独立的坝段，适应不均匀沉陷能力强，应此能较好地适应各种非均匀地基。（5）结构作用明确。重力坝沿坝轴线方向被横缝分成若干坝段，每个坝段独立工作，适应各自独立的温度变化，相互间不受影响。结构作用明确，稳定和应力计算都比其他坝型简单。但是，重力坝也存在以下缺点：（1）所用材料比其他坝型多，坝体材料强度不能充分发挥。由于重力坝的每个坝段类似悬臂梁结构，坝体的应力分布一般很不均匀，在满足强度和稳定要求下，往往坝体内部的压应力较小，因此不能充分发挥混凝土、浆砌石这类材料的抗压强度。（2）受扬压力影响较大。由于坝体与岩基接触面较大，相应受到的坝底扬压力也较大，使得坝体有效自重减少，对抗滑稳定不利。2.拱坝拱坝是一种空间拱形壳体结构。在水压力和淤泥压力等水平向为主的荷载作用下，大部分荷载将通过拱的作用传递到两岸基岩上，少部分荷载则通过类似垂直悬臂梁的作用传给坝底基岩。所以，主要依靠两岸拱端基岩的反力作用来维持其稳定性是拱坝的工作特点。拱坝在外荷载作用下，由于拱结构使得其主要产生轴向压应力，拱圈断面上受弯矩不大，故其断面应力分布比较均匀，从而可以充分利用混凝土或浆砌石料的抗压强度，使坝体厚度较薄，节省材料。与相同高度的重力坝相比，其工程量可节省1/3~2/3。拱坝一般是周边固支的高次超静定空间壳体结构，当外荷载增大或某部位产生局部开裂时，坝体中拱和梁的作用将会自行调整。根据模型试验分析，拱坝的超载能力可以达到设计荷载的5~11倍。拱坝的抗震能力也较高。而另一方面，由于拱坝是嵌固于基岩上的整体结构，坝体一般不设永久伸缩缝，所以地基变形和温度变化对坝体内力影响较大。故设计时，地基变形应力和温度应力也列为主要荷载，计算较为复杂，所以对坝肩地质条件和处理措施更应特别重视。由于坝体较薄、形状复杂，故对施工质量、材料强度和防渗要求等方面也都比较严格。63 拱坝对坝址地形地质条件要求也比较高。地形条件是选择拱坝形式、枢纽布置以及经济性的主要影响因素，可从河谷剖面形状、坝址地形变化等方面进行分析。理想的地形条件应是两岸对称、岸坡平顺，平面上向下游收缩的峡谷地段，且拱端下游有足够厚的岩体支撑，以利于稳定。3.土石坝土石坝是由土、砂石料等当地材料填筑而成的坝，是目前世界坝工建设中应用最为广泛和发展迅速的一种坝型。土石坝得以广泛应用发展的主要原因：（1）可以就地取材，节省大量水泥、木材和钢材，减少工地的外线运输量。由于土石坝设计施工技术的发展放宽了对筑坝材料的要求，几乎任何土石料均可筑坝。（2）非黏性土的填筑能适应各种不同的地形、地质和气候条件。任何不良的坝址地基，经处理后均可筑坝，待变形趋于稳定、天气好的条件下再回填黏性土。特别是在气候恶劣、工程地质条件复杂和高烈度地震区的情况下，土石坝实际上是唯一可取的坝型。（3）既可用简单机械施工，也可高度机械化施工。大容量、多功能、高效率施工机械的发展，提高了土石坝的施工质量，缩短工期，降低了造价，促进了高土石坝建设的发展。（4）运用管理方便，加高、扩建、维修较容易。土石坝的主要缺点是：不允许坝顶溢流，对于意外情况可能会有溃坝危险。在河谷狭窄、洪水流量很大的河道上施工时，施工导流比较困难；黏性土料的施工受天气的影响较大。2.2.2坝型选择地形上，坝址处河床宽度从上游到坝轴线逐渐缩窄，至坝轴线处最小，由坝轴线开始河床又逐渐变宽，并且坝址下游右岸有一深潭。河床两岸坡度相差较大，右岸坡度和缓，左岸较徒，并不对称。不适合建拱坝。地质上，坝建于寒武系砂质岩互层的低山峡谷区。岩层倾向上游，倾角～，走向平行坝轴线。河床为厚层石英砂岩，两岸则为页岩、泥岩及粉砂、细砂岩。拱坝对两岸基岩要求较高，由于页岩、泥岩强度较低，不能满足建拱坝要求，也不能建拱坝。河床基岩为厚层石英砂岩，石英砂岩强度较高，是建重力坝的良好地基。63 因此，重力坝和土石坝均是可行的方案。但是重力坝安全性能较高，由于大坝下游紧邻南宁市，考虑到溃坝将会带来重大损失，在地基条件允许的情况下，宜优先选择重力坝。综上所述，选择重力坝作为初步建坝方案。2.2.3坝体型式重力坝根据建坝材料不同，可以分为混凝土重力坝和浆砌石重力坝。浆砌石重力坝相对于混凝土重力坝，具有以下一些优点：1.就地取材，节省水泥；2.由于水泥用量少，水化热温升低，因而不需要采取温控措施，也不需设纵缝，还可增加坝段宽度；3.节省模板，减少脚手架，因而木材用量较少，减少了施工干扰；4.施工技术易于掌握，施工安排比较灵活，可以分期施工，分期受益，在缺少施工机械的情况下，可用人工砌筑。浆砌石重力坝的缺点有：1.人工砌筑，砌体质量不易均匀；2.石料的修整与砌筑难以机械化，需要大量劳动力；3.砌体本身防渗性能差，需另作防渗设备；4.工期较长。根据坝体结构不同，又分为实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝及支墩坝。实体重力坝工程量大，材料用量多，其强度不能充分发挥，散热条件差。但是实体重力坝结构简单，施工方便，能大规模机械化施工，且抗震能力强。宽缝重力坝考虑到重力坝内部应力较低，为了充分利用混凝土抗压强度，而将横缝的中下部扩宽而成为具有空腔的重力坝。由于坝基渗水能从宽缝中排出，因而渗流压力显著降低，所以节省了坝体混凝土方量；宽缝也改善了混凝土的散热条件；便于观测、检查和维修。但宽缝重力坝增加了模板用量，立模也较为复杂；分期导流不便。空腹重力坝与实体重力坝相比。存在以下优点：由于空腔使得扬压力减少，节省了坝体混凝土方量；减少了坝基开挖量；坝体前后脚嵌固于岩体内，对抗滑稳定有利；前后脚应力分布均匀，坝踵应力较大；便于混凝土散热。但其施工复杂、钢筋用量大。支墩坝的自重较轻，坝体工程量相对实体重力坝小，节省了坝基开挖和固结灌浆工作量，可加快施工进度，但侧向刚度较低，其抗震能力明显低于重力坝。另外模板较复杂且用量大，混凝土标号高。而且支墩与头部连接处厚度有急剧变化，将发生应力集中，可能引起裂缝。根据不同型式重力坝的特点及优缺点，本设计参考《建议一种新的大头坝坝型——梯形坝》（作者：钱令希先生、云大真先生、朴秀男先生）一书，并结合前人总结的湖南镇水电站梯形坝的工程建设经验，拟修建一座浆砌石梯形坝。63 梯形坝具备重力坝在强度和稳定方面的优点，由于坝垛间敞开，并且容易散热，坝底浮托力亦较小。同时该坝型具备大头坝在经济方面的优点，经济且施工比较容易，另外由于坝身纵截面沿上游到下游没有突变，大大减少应力集中的影响，还可以避免头部的拉应力区，用浆砌石筑坝时这些优点更为突出。例如湖南镇水电站，大坝采用混凝土梯形坝，上游坝坡较平缓，可利用水重增强坝体稳定；坝垛间敞开，扬压力较小，并可减少坝体混凝土工程量；梯形坝头部轮廓较单支墩大头坝厚实，且可避免后者的不利裂缝，挡水前缘比较安全；梯形坝坝头与支墩连接较单支墩大头坝平缓，应力状态比后者好；且下游敞开，易于散热，可节约坝体二期冷却费用；与宽缝重力坝相比，没有倒悬模板，便于施工。由此，选定坝型为梯形坝。2.3枢纽布置该枢纽主要建筑物有拦河坝，岸边溢洪道及梯级放水设备。根据枢纽区域的地形、地质条件以及建筑物的功能，结合供水等要求，对个建筑物的布置情况简述如下：2.3.1挡水建筑物挡水建筑物，挡水建筑物宜布置成直线，考虑到梯形坝建设经验尚不充足，为了保证两岸挡水坝的施工质量，便于与两岸建筑物的连接，减轻绕坝渗流冲刷影响，除主河床采用梯形坝外，两岸采用实体重力坝。梯形坝坝轴线长60m，左岸重力坝坝轴线长15m，右岸重力坝坝轴线长31m，坝轴线总长106m。2.3.2泄水建筑物在水利枢纽中，为保证各建筑物的安全，如避免洪水漫顶、库水位过高造成上游过大的淹没损失，必须设置泄水建筑物。溢洪道是一种最常见的泄水建筑物，用于宣泄规划库容所不能容纳的洪水，防止洪水漫溢坝顶，保证大坝安全。溢洪道可以与坝体结合在一起，也可设在坝体以外。混凝土坝一般适于经坝体溢洪或泄洪，如各种溢流坝。此时，坝体既是挡水建筑物，又是泄水建筑物，枢纽布置紧凑、管理集中，这种布置一般是经济合理的。但对土坝、堆石坝以及某些轻型坝，一般不容许从坝身溢流或大量溢流，或当河谷狭窄而泄流量大，难于经混凝土坝泄放全部洪水时，则需在坝体以外的岸边或天然垭口处建造溢洪道或开挖泄水隧洞。泄水建筑物简述：1河岸溢洪道63 河岸溢洪道分为正槽溢洪道、侧槽溢洪道、井式溢洪道和虹吸式溢洪道等（1）正槽溢洪道正槽溢洪道通常由引水渠、控制段、泄槽、出口消能段及尾水渠等部分组成，溢流堰轴线与泄槽轴线正交，过堰水流流向与泄槽轴线方向一致，其中，控制段、泄槽及出口消能段是溢洪道的主体。（2）侧槽溢洪道当两岸山坡徒峻且无适当的山谷垭口时，宜采用侧槽式溢洪道。侧槽式溢洪道的主要特点是：溢洪堰大致沿等高线布置，水流经过溢洪堰后，流入与溢洪堰大致平行的侧槽，然后进入泄槽或隧洞泄往下游。2泄水隧洞按流态不同，隧洞可分为有压隧洞和无压隧洞。布置上根据应用条件应考虑尽可能满足多种用途的需要。如导流、泄流、排沙、灌溉等。本设计选用正槽溢洪道，主要原因为：坝轴线右岸有一鞍形垭口，只要略节开挖便可形成正槽溢洪道，把来水直接泄入下游龙潭，有利于减少开挖量，降低造价；此外，该处可紧邻右岸重力坝设置溢洪道，把水直接导进下游龙潭，便于农业用水，枢纽布置紧凑，设置合理。所以拟建溢洪道于右岸紧邻重力坝的鞍形垭口，溢流前沿正对主流方向，与坝轴线成一微小转角。2.3.3放水建筑物放水设备用于在需要时放空水库，以便对大坝进行检修；或对下游补水以满足下游用水要求。本设计于左岸布置梯形放水设备，放水涵管从梯形坝中间段引出，直接把水泄向下游龙潭。3非溢流坝设计非溢流坝的设计主要任务为剖面设计、荷载计算、稳定分析及应力分析。3.1剖面设计重力坝的设计断面要满足稳定和强度要求，保证大坝安全，工程量要小，运用方便，优选体形，便于施工，避免出现不利的应力分布状态。63 3.1.1梯形坝的基本剖面梯形坝是介于宽缝重力坝及大头坝之间的一种支墩坝，其基本断面与其它重力坝一样为一个三角形，但又有所区别。如图3-1-1所示，其异同如下：图3-1-1梯形坝基本断面与重力坝相同，作任何一个与坝轴线垂直的横截面，如图中的截面C-C和D-D，它总是一个三角形，所以坝身基本上具有三角形重力坝的性质，只不过沿着坝的轴线方向三角形截面的大小是逐渐变化的。做任意一个水平截面，它总是一个梯形，如图中的A-A和B-B截面，坝轴线处宽度不变，上游宽度根据横缝分段而定。63 因此，梯形坝并不分头部和支墩两部分，而是一个从上游到下游厚度缓和渐变的整体，这可以避免应力集中和冷却不均匀的现象。3.1.2剖面控制数据梯形坝高m，坝基最低高程119m，坝顶高程151.60m。由于交通等各方面需求，坝顶宽度为4m。1坝顶高程本设计泄洪方式为正槽溢洪道，开敞式溢洪道首部为实用断面堰，堰顶高程149m，溢流前缘长20m，堰下接纵坡1：2.5的泄水陡槽，陡槽在平面上有10°的侧收缩角，将陡槽末端缩至10m宽，尾端以半径5.2m的反弧接挑流鼻坎，再以30°挑射角挑出，设计与校核洪水流量分别为和，经水库调节后的下泄流量为和。根据实用堰的计算公式：Q=(3-1)(3-2)式中：Q——泄流流量，；H——计算水头，忽略行进水头，则为堰顶水头；——侧收缩系数；m——流量系数，对于高堰，取m=0.502；n——溢流孔数，本设计为1；b——单孔净宽，本设计为20m；——边墩形状系数，对于与混凝土非溢流坝段邻接的高溢流堰，建议取0.1，对于土坝，则为0.2，本设计取为0.15。——闸墩形状系数，本设计不予考虑。根据设计洪水及校核洪水的下泄流量，可以算出相应堰上水头及相应水位，计算步骤为先假定一个侧收缩系数，用式3-1算出堰上水头H，用H代入式3-2，从新算出侧收缩系数，用新的侧收缩系数代入式3-1，再算出堰上水头，如此往复，直到得到的H与63 足够精确，最终计算结果如下表3-1-1：表3-1-1水位计算结果下泄流量Q()侧收缩系数堰上水头H(m)相应水位(m)续表3-1-1水位计算结果正常蓄水位0149.00设计洪水位760.9781.45150.45校核洪水位1300.9682.09151.09再根据波浪爬高及坝顶安全加高，拟定坝顶高程为151.60m是符合要求的，坝基高程为119m，因此最大坝高为32.6m。2坝段宽度梯形坝由于水平截面是梯形，所以其剖面设计不仅要拟定横截面，还需确定水平梯形截面尺寸，所以要先拟定大坝的横缝分段。增加横缝间距，有利于大机械化施工，同时，由于坝段宽度增加，横缝减少，也减少了止水，这对坝的工作和维护是有利的。但过大的厚度，又容易产生收缩、沉降裂缝。梯形坝类似于大头坝，根据大头坝的经验数据，当坝高H<45m时，横缝间距一般为10~18m，本设计梯形坝轴线长60m，共分5个垛，每垛厚12m。3上下游面坡度由于梯形坝较实体重力坝工程量减少20~30%，自重较轻，需要借助一部分水重来满足抗滑稳定分析，根据一般经验数据，大头坝的上游坡度在1：0.4~1：0.5之间，下游坡度在1：0.4~1：0.6之间。在不考虑地震力的的情况下，最常见的是上下游坡度都作成1：0.45~1：0.55。根据梯形坝与大头坝自重与形式相似的特点，初步拟定上游坡面为1：0.4，下游坡面1：0.6。4坝体水平截面梯形上下游面宽度梯形截面的上游边长度应当与坝段厚度相同，沿坝底至坝顶为常数12m。对于梯形截面的下游宽度，越薄则工程量越少，但过薄对应力和稳定不利，且坝体侧向刚度也不足。本设计坝底梯形下游边长取4m，随着高程增加，梯形下游边逐渐加大，至坝顶为12m。63 3.1.3拟定实用剖面根据前面控制数据，梯形坝坝底119m高程处梯形长32.6m，上游边长12m，下游边长4m，理论上相邻两垛间接触厚度为0，但实际上需要一定的接触厚度，考虑坝顶宽度为4m，所以坝顶梯形实际长为36.6m，如图3-1-2所示：图3-1-2梯形坝实用剖面对于任意高程的梯形水平截面，与坝底梯形截面在水平投影相对位置及计算简图如下图3-1-3，其水平投影梯形两侧边延长线分别通过坝底截面下游边两端点：63 图3-1-3梯形截面尺寸计算简图任意高程水平截面尺寸按下式计算：(3-3)(3-4)式中：——截面高程与坝底高程的差值，m；——水平截面沿上下游方向长度，m；——坝垛连接厚度，m；——水平截面上游边宽度，m；——水平截面下游边宽度，m；——上下游坝面坡度，。63 根据，得由此可绘出一个坝垛的三视图3-1-4：图3-1-4坝垛三视图3.2荷载计算及组合3.2.1荷载组合重力坝的主要荷载主要有：自重、静水压力、浪压力、泥沙压力、扬压力、地震荷载等，对于本设计属于非实体重力坝，不能取1m坝长进行荷载计算，应力分析及稳定分析应按由横缝分割而视为独立工作的一个坝段进行计算，所以荷载计算取大坝中间一个12m坝垛进行计算。63 荷载组合可分为基本组合与特殊组合两类。基本组合属于设计情况或正常情况，由同时出现的基本荷载组成。特殊组合属校核情况或非常情况，由同时出现的基本荷载和一种或几种特殊荷载组成。设计时应从这两类组合中选择几种最不利的、起控制作用的组合情况进行计算，使之满足规范中规定的要求。本次设计考虑的基本荷载组合为设计洪水位；特殊组合为校核洪水位和地震情况。各种情况下考虑的荷载如下表3-2-1所示：表3-2-1不同情况下考虑的荷载组合荷载组合荷载主要考虑情况自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力地震荷载动水压力土压力基本组合（1）设计洪水位情况+++特殊组合（1）校核洪水位情况+++（2）地震情况++++注：1.表中的“+”表示进行考虑的荷载。2.地震情况的静水压力、扬压力按正常蓄水位时计算。3.2.2荷载计算荷载计算简图见图3-2-163 图3-2-1梯形坝荷载计算简图水平截面沿坝轴线方向的形心轴距截面上游边的距离按下式计算=(3-5)则坝底水平截面的形心轴距上游边距离==15.2m(1)自重坝体自重的计算公式：(3-6)式中——坝体体积，；取一个坝垛计算，不计廊道影响。在计算部分体积时由于大坝水平截面沿高程其梯形截面不断变化，可以根据其尺寸函数积分求得其体积；—坝体材料的重度(本设计中浆砌石的重度为)。对于，有其力臂为：63 因此：=(逆时针方向)对于，计算如下在章节3.1中已经给出了与坝底高差处的水平截面尺寸：因此任意水平截面的梯形部分尺寸为：为梯形部分长度，则部分体积可表示为：=(3-6)代入得===4789.27因此对于部分对坝底面形心轴产生的弯矩的计算，同样可用积分法。任意处的水平截面梯形部分的形心到其上游边的距离为：=(3-7)63 则其形心至坝底形心轴的水平距离为：=+0.4-11.2(3-8)则可表示为：[+0.4-11.2](3-9)代入、、，得=()=(顺时针方向)对轴的力臂为：=（2）静水压力静水压力是作用在上下游坝面的主要荷载，计算时常分解为水平水压力和垂直水压力两种。各种情况下的水位如下表3-2-1：表3-2-2不同情况下的水深特征水位上游水位上游水深下游水位正常蓄水位149.030.00无水设计洪水位150.4531.45无水校核洪水位151.0932.09无水计算各种情况下静水压力：水平水压力计算公式为：(3-10)式中：63 ——计算情况时的上游水深，。其值见表3-2-2；——水的重度，常取9.81。算得，设计洪水位时：校核洪水位时：正常蓄水位时：垂直水压力按水重计算：(3-11)式中：——压在坝体上的水的体积，算得，设计洪水位时：校核洪水位时：正常蓄水位时：（3）扬压力排水孔幕距上游面距离初步取为4计算，如图3-2-1所示，把扬压力划分为三部分计算。坝踵处扬压力强度，(3-12)排水孔幕处扬压力强度，(3-13)式中：——排水孔幕处扬压力折减系数。根据规范，取为0.3。对于第三部分扬压力的计算，由于坝底水平截面下游处的扬压力强度均为0，因此还须把坝底梯形截面分成一个长方形和两个三角形部分分别计算，如下图3-2-2：63 图3-2-2扬压力计算坝底分块图三角形部分，沿上下游方向距离截面y轴为x处的长度可表示为：(3-13)得三角形区域的扬压力值为：==32.6(3-13)对轴产生的弯矩为：=得=(3-13)因此有=130.4力臂设计洪水位时：63 从而：校核洪水位时：从而：正常蓄水位时：从而：（4）地震荷载工程地区的地震烈度为7度，水平加速度取为，根据《水工建筑物抗震设计规范》SL203-97，当采用拟静力法计算地震作用效应时,沿建筑物高度作用于质点i的水平向地震惯性力代表值应按下式计算：(3-14)63 式中：——作用在质点i的水平向地震惯性力代表值；——地震作用的效应折减系数,除另有规定外,取0.25；——集中在质点i的重力作用标准值；——质点i的动态分布系数,应按本规范各类水工建筑物章节中的有关条文规定采用；g——重力加速度.其中质点的动态分布系数按下式计算：(3-15)式中——坝体计算质点总数；——坝高，溢流坝应算至闸墩顶；——质点的高度；——质点的高度；——产生地震惯性力的建筑物总重力作用的标准值。把大坝以每1m分成，近似取每层质点位于其中间高程，计算如下表3-2-4：表3-2-4地震惯性力计算表10.56119.7152.66476E-090.978692149.732974.8664521.56005.912.11832E-070.978709146.951220.426532.55890.2361.60303E-060.978827144.1381360.345243.55772.6216.03522E-060.979212141.3155494.604254.55652.9911.61501E-050.980113138.5143623.314165.55531.2643.52633E-050.981863135.7737746.755176.55407.3596.72491E-050.984879133.1398865.40987.55281.1850.0001164190.989659130.6643979.98263 98.55152.6510.0001873930.996785128.40211091.418109.55021.6570.0002849631.006923126.41061200.91110.54888.10.0004139471.020822124.7471309.8431211.54751.870.0005790331.039313123.4671419.8711312.54612.850.0007846161.063312122.62251532.7811413.54470.9170.0010346161.093817122.25911650.4981514.54325.9420.0013322951.131909122.41431775.0081615.54177.7860.0016800441.178753123.11441908.2731716.54026.3010.0020791681.235596124.3722052.1391817.53871.3320.0025296491.30377126.18322208.2051918.53712.7140.0030298841.384688128.52382377.692019.53550.2680.0035764091.479849131.34652561.2572120.53383.8080.0041635981.590832134.57682758.8242221.53213.1320.0047833271.719301138.10862969.3342322.53038.0260.0054246191.867004141.80023190.504续表3-2-4地震惯性力计算表2423.52858.2610.0060732472.03577145.4693418.5222524.52673.5920.0067113062.227512148.88643647.7182625.52483.7550.0073167322.444227151.77153870.1742726.52288.470.0078627822.687995153.78484075.2982827.52087.4320.008317462.960978154.5214249.3272928.51880.3170.0086428743.265422153.50074374.7713029.51666.7740.0087945263.603657150.16214429.7813130.51446.4250.008720533.978095143.85044387.4383231.51218.8610.0083607274.391232133.80754214.9383332.3618.92040.0046934534.75133473.517442374.613总和127081.40.1076201344447.84973414.83得地震惯性力：=73414.83地震动水压力，采用拟静力法计算重力坝地震作用效应时，单位宽度坝面的总地震动水压力作用在水面以下处，其代表值应按下式计算：(3-16)式中——水的密度，为。因大坝迎水面与水平面倾斜，按式3-16算得的地震动水压力代表值应乘以折减系数：=(3-17)63 式中：——迎水面与水平面的夹角，本设计为。算得则作用于一个坝段的总地震动水压力代表值为3.2.3荷载汇总根据荷载计算结果，将各种情况下的荷载列于表3-2-4、表3-2-5及表3-2-6。设计洪水位情况见表3-2-4：表3-2-4设计洪水位时的荷载荷载分项系数竖向力标准值（设计值），水平力标准值（设计值），力臂（）力矩标准值（设计值），↓↑→←-↘↙+自重1.031296（31296）6.68209057.28(209057.28)1.095785.4（95785.4）2.3220631.56（220631.56）水压力1.058218.57(58218.57)10.48610130.61(610130.61)1.023287.43(23287.43)11256316.98(256316.98)扬压力1.14442.88(4887.17)13.258646.02(64510.62)1.15183.04(5701.34)13.8771871.49(79058.64)1.112069.82(13276.80)2.14425877.70（28465.47）总和150368.83（150368.83）21695.74（23865.31）58218.57（58218.57）521783.12（537422.64）校核洪水位情况见表3-2-5：表3-2-5校核洪水位时的荷载63 荷载分项系数竖向力标准值（设计值），水平力标准值（设计值），力臂（）力矩标准值（设计值），↓↑→←-↘↙+自重1.031296（31296）6.68209057.28（209057.28）1.095785.4(95785.4)2.3220631.56(220631.56)水压力1.060612.15(60612.15)10.70648347.96(648347.96)1.024244.86(24244.86)10.92264786.20(264786.20)扬压力1.14533.12(4986.43)13.259837.18(65820.90)续表3-2-5校核洪水位时的荷载扬压力1.15288.64(5817.50)13.8773353.43(80688.77)1.112314.98(13546.48)2.14426403.32(29043.65)总和151326.26(151326.26)22136.74（24350.41）60612.15(60612.15)554729.97(570689.36)地震情况见表3-2-6表3-2-6地震情况时的荷载荷载分项系数竖向力标准值（设计值），水平力标准值（设计值），力臂（）力矩标准值（设计值），↓↑→←-↘↙+自重1.031296（31296）6.68209057.28(209057.28)1.095785.4（95785.4）2.3220631.56（220631.56）水压力1.052974.00（52974.00）10529740.00（529740.00）1.021189.6（21189.6）11.2237323.52（237323.52）63 扬压力1.14237.92（4661.71）13.255940.54（61534.60）1.14944.24（5438.66）13.8768576.61（75434.27）1.111513.01（12664.31）2.14424683.89（27152.28）地震荷载1300.813.817951.044447.8573414.83总和148271(148271)20695.17（22764.68）58722.65(58722.65)544557.67(559477.78)3.3稳定分析3.3.1结构分析规定结构分析根据《混凝土重力坝设计规范》DL5108-1999（后文简称《规范DL5108》），采用概率极限状态设计原则，以分项系数极限状态设计表达式进行结构计算。混凝土重力坝应分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行下列计算和验算：(1)承载能力极限状态：坝体断面、结构及坝基岩体进行强度和抗滑稳定计算；对需抗震设防的坝及结构，尚需按DL5073进行验算。(2)正常使用极限状态：按材料力学方法进行坝体上、下游面混凝土拉应力验算，必要时进行坝体及结构变形计算；复杂地基局部渗透稳定验算。混凝土重力坝及坝上结构设计时，应根据水工建筑物的级别，采用不同的水工建筑物结构安全级别，见表3-3-1。表3-3-1水工建筑物结构安全级别水工建筑物级别水工建筑物结构安全级别1Ⅰ2、3Ⅱ4、5Ⅲ本大坝建筑物级别为3级，对于结构安全级别为II。极限状态设计表达式如下：63 （1）承载能力极限状态设计式采用下列极限状态设计表达式γ0ψS(，)(3-18)式中：γ0——结构重要性系数，对应于结构安全级别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级的结构及构件，可分别取用1.1、1.0、0.9；ψ——设计状况系数，对应于持久状况、短暂状况、偶然状况，可分别取用1.0、0.95、0.85；S(·)——作用效应函数；——作用的设计值；——材料性能的设计值；R(·)——结构及构件抗力函数；——几何参数的标准值(可作为定值处理)；——基本组合结构系数。（2）正常使用极限状态表达式正常使用极限状态设计式为：γ0S(，，)(3-19)式中：——作用的标准值；——材料性能的标准值；——结构功能的极限值。3.3.2抗滑稳定分析抗滑稳定属于承载能力极限状态。其作用效应函数为：(3-20)63 式中：——所有水平向作用荷载设计值之和。其抗力函数为：(3-21)式中：——接触面以上的铅直力设计值之和；——砌石坝垫层混凝土与基岩接触面抗剪断摩擦系数；——砌石坝垫层混凝土与基岩接触面黏聚力；——坝底接触面面积。本工程坝体摩擦系数为0.55，根据《浆砌石坝设计规范》对抗剪断系数的参考值，取为1.1，为0.9。坝底面积为：各种组合荷载计算结果及荷载分项系数已汇总于表3-2-4至表3-2-6，据此进行不同情况的稳定验算。（1）设计洪水位设计洪水位情况荷载为基本组合，结构重要性系数为1.0，设计状况系数为1.0，结构系数为1.2，的分项系数为1.3，的分项系数为3.0。=58218.57=满足要求。（2）校核洪水位校核洪水位情况荷载为偶然组合，结构重要性系数为1.0，设计状况系数为0.85，结构系数为1.2，的分项系数为1.3，的分项系数为3.0。63 =60612.15=满足要求。（3）地震情况根据《水工建筑物抗震设计规范》DL5073-2000规定，当采用拟静力法计算地震作用效应时，动态抗剪强度参数取静态均值，取为1.4，结构重要性系数为1.0，设计状况系数为0.85，结构系数为2.70，的分项系数为1.3，的分项系数为3.0。=58722.65=满足要求。因此各种情况下坝基沿坝基面的抗滑稳定均符合要求。坝基内部有断层，但对大坝稳定无影响，故不再验算。综上所述，大坝稳定验算符合要求。3.4应力分析应力分析同样根据《规范DL5108》，采用概率极限状态设计原则，以分项系数极限状态设计表达式进行结构计算，参见稳定分析第一节。对坝体应力的计算采用材料力学法。在一般情况下，坝体的最大和最小应力都出现在坝面，应校核坝体边缘应力是否满足强度要求。坝体选定截面或坝底下游端点的抗压强度承载能力极限状态：（1）作用效应函数：(3-21)式中：——计算截面上全部法向作用之和，，向下为正；63 ——全部作用对计算截面形心的力矩之和，，逆时针方向为正；——计算截面形心轴到下游面的距离，；——计算截面对形心轴的惯性矩，；——计算截面的面积，。（2）抗力函数：或(3-22)式中：——砌石体抗压强度，；——基岩抗压强度，。坝体上下游面拉应力正常使用极限状态：（1）坝踵垂直应力不出现拉应力：(3-23)式中：——坝底截面上全部法向作用之和，，向下为正；——全部作用对坝底截面形心的力矩之和，，逆时针方向为正；——坝底截面形心轴到上游面的距离，；——坝底截面对形心轴的惯性矩，；——坝底截面的面积，。坝底截面的惯性矩为：坝底截面面积为308.8。63 3.4.1材料性能工程坝址处坝基及主要建坝石料为砂岩，其饱和抗压强度为40~60MPa，胶凝材料用混凝土C15，砌石体毛石占30%，块石占70%，根据《浆砌石坝设计规范》，其容许压应力对于基本荷载组合取为5.8MPa，特殊荷载组合取为6.7MPa。3.4.2各种情况下应力分析（1）设计洪水位设计洪水位情况荷载为基本组合，结构重要性系数为1.0，设计状况系数为1.0，结构系数为1.8，砌石体性能分项系数为1.5。a坝址抗压强度承载能力极限状态效应值：坝址抗压强度承载能力极限状态抗力值为：=坝体最大主应力按坝趾主应力计算，小于坝体材料容许压应力，且坝趾铅直压应力小于坝基容许压应力，满足要求。b坝踵垂直应力不出现拉应力（正常使用极限状态）满足要求。计算结果表明，重力坝在设计洪水位情况下应力满足规范要求。（2）校核洪水位校核洪水位情况荷载为偶然组合，结构重要性系数为1.0，设计状况系数为0.85，结构系数为1.8，砌石体性能分项系数为1.5。a坝址抗压强度承载能力极限状态效应值：63 坝址抗压强度承载能力极限状态抗力值为：=满足要求。计算结果表明，重力坝在校核洪水位情况下应力满足规范要求。（3）地震情况根据根据《水工建筑物抗震设计规范》DL5073-2000规定，在抗震强度计算中，材料动态强度的标准值可较其静态标准值提高30%，结构重要性系数为1.0，设计状况系数为0.85，抗压结构系数为2.80，砌石体性能分项系数为1.5。a坝址抗压强度承载能力极限状态效应值：坝址抗压强度承载能力极限状态抗力值为：=满足要求。计算结果表明，重力坝在地震情况下应力满足规范要求。综上所述，大坝应力情况经过初步计算满足规范要求，满足强度要求。4泄水建筑物溢洪道主要根据《规范DL5108》以及《溢洪道设计规范》SL253-2000（后文简称《规范SL253》）进行设计。63 4.1控制段4.1.1进水口及堰型溢洪堰布置在河流右岸，断面为实用堰，紧邻重力坝，引水渠要求水流平顺均匀，渠底高程要低于溢流堰高程。溢流堰不设闸门，堰顶高程由资料给出，为正常蓄水位149m，根据地形取引水渠底高程为146m。进水渠右边导水墙由溢流堰右侧的边墙向上游延伸而成，左侧由边墙转过70度角与重力坝连接，导水墙高度要高过校核水位，考虑风浪等因素，取导水墙顶高程与大坝顶高程一致，为151.6m。左侧导水墙长度取大于进水口水深的两倍，向上游延伸出6m，边墙厚度取1m。进水渠衬护按构造要求确定，用浆砌块石护面，厚度取为50cm。4.1.2定型设计水头根据《规范DL5108》，一般取校核洪水位时堰上水头的75%~95%，并且校核洪水位时堰面出现的水压力不得低于。根据第三章，堰顶高程为149m，则溢流堰高，已算得设计洪水位为150.45m，校核洪水位为151.09m，则校核洪水位时堰上水头。取定型设计水头为：根据，，查《规范SL253》附表A.1.3，得到堰面最小压力水头与定型设计水头的比值，则堰面最大负压，满足要求。所以定型设计水头取为1.88m。4.1.3泄洪能力校核根据第三章，已算得设计洪水位为150.45m，校核洪水位为151.09m，堰顶高程为149m，可根据第三章式3-1、3-2进行泄流能力校核：Q=其中，，。（1）设计洪水位时，堰上水头为1.45m，求得：63 根据、，查《规范DL5108》表C1，得流量系数，得设计洪水位时溢流量：（2）校核洪水位时，堰上水头为2.09m，求得：根据、，查《规范DL5108》表C1，得流量系数，得设计洪水位时溢流量：计算结果见下表4-1-1：表4-1-1泄洪能力校核表堰上水头流量系数侧收缩系数设计流量计算流量误差设计洪水位1.450.4830.9787673.093.8%校核洪水位2.090.5070.969130131.501.2%由上表可知，泄流量误差在5%以内，设计洪水位时泄流量稍小于设计流量，但还有梯形放水孔补充泄洪，且开敞式溢流堰超泄能力强，所以泄洪能力能够满足设计要求。4.1.4溢流堰面曲线根据《规范DL5108》，溢流堰面曲线采用WES型，开敞式溢流堰在堰顶下游的堰面曲线可采用下式所示的幂曲线：(4-1)，——与上游堰面坡度有关的参数；，——为以溢流堰顶点为坐标原点的坐标值，以向下游为正，以向下为正。查《规范DL5108》附图A4，得=1.85，=2.0，因此下游堰面曲线幂函数为：63 根据《规范DL5108》建议，上游坝面垂直，堰顶上游堰面曲线采用三圆曲线，其控制尺寸见下图4-1-1：图4-1-1WES曲线由，得各弧段半径及弧段上游面端点横坐标为：表4-1-2堰顶上游曲线参数表第一段圆弧第二段圆弧第三段圆弧63 1.88m0.940-0.3290.376-0.5190.075-0.530溢流堰面曲线终点的切线坡度应徒于1：1，对下游堰面曲线求导得：取堰面终点的切线坡度为1：1，则根据解得堰面幕曲线末端端点坐标为，。得到堰顶下游幕曲线起点至终点坐标值如表4-1-3所示：表4-1-3堰顶下游面幕曲线坐标值0.0000.2000.4000.6000.8001.0001.2001.4001.6001.8002.0002.0600.0000.0150.0540.1140.1940.2920.4100.5450.6980.8671.0541.1134.2泄槽4.2.1泄槽坡度泄槽断面为矩形，临界坡度为：(4-2)其中：，式中：——泄槽的单宽流量，，应以收缩段末计算；——动能修正系数，近似取为1；——临界水深，；——临界水深时的谢才系数；——临界水深时的水力半径，；63 ——糙率，对水泥浆砌块石护面，取为0.020。为了减少地基开挖量，泄水徒槽拟设计收缩段，将徒槽末端收缩至10m，最大泄流量取校核洪水位时的设计流量，为130，则单宽流量为：临界水深为：湿周为：过水断面面积为：则水力半径为：谢才系数为：将各数据代入式4-2得临界坡度为：泄槽坡度应大于临界坡度，根据地形条件，本设计顺应地形基岩坡度，取为1：2.5。4.2.2堰下反弧段实用堰一般用反弧曲面与泄槽底板相接，反弧半径可采用3~6倍校核洪水位时反弧最低点的水深。反弧简图4-2-1如下：63 图4-2-1堰下反弧段简图泄槽起始点高程初定为147m，反弧最低点的水深根据《规范SL253》所给公式计算，公式为：(4-3)式中：——起始计算断面单宽流量；——泄槽起始计算断面流速系数，取0.95；——起始计算断面渠底以上总水头；——泄槽底坡坡角。由,，,代入式4-3，试算得：取反弧半径为4m，由堰面幕曲线下游末端直接连接反弧段，反弧段末端切于坡度1：2.5的泄水徒槽。因此，反弧段起点坐标为堰面幕曲线下游端点坐标，即，根据几何关系，反弧曲线末端端点坐标和其圆心坐标按下式计算：，(4-4)，(4-5)式中：——堰面幕曲线末端端点的切线坡度，为1。63 反弧段计算结果见下表4-2-1：表4-2-1反弧段坐标计算表142.0601.1134.888-1.7153.4031.9994.2.3水面线与边墙高度初步拟定从徒槽始端开始设置在平面上成的侧收缩角，至泄槽末端泄槽宽度缩至10m，则泄槽水平长度为，沿程泄槽总长度为：根据《规范SL253》A.3水力计算公式，校核洪水位时泄槽水面线采用逐段试算法，公式如下：(4-5),(4-6)，，，，(4-7)式中——分段长度，；——下游断面比能，；——上游断面比能，；——流速分布不均匀系数，取1.05；——分段内平均摩阻坡降；——断面水深，；——泄槽底坡角度，为；——泄槽底坡，为0.4；63 ——泄槽槽身糙率系数，为0.020；——断面平均流速，；——下泄流量，取校核洪水位时的下泄流量，为；——分段平均流速，，；——断面过水面积，；——断面湿周，；——分段平均水力半径，，；——断面处渠底的横坐标与徒槽始端横坐标差值。从泄槽始端开始，进行逐段试算，已知上游面水深，上下游断面长度，假设一个下游段，算出一个上下游断面长度，如果与相等，则该即为对应下游断面水深，否则则从新假设一个下游断面水深进行试算，直至算得足够精确为止。以泄槽始端为例，泄槽始端坐标值为，取泄槽底坐标值为的另一断面，其对应坐标值。取坐标至的一段泄槽计算，由前面已知始端水深，该段泄槽长度为：上下游断面宽度为：假设。则上下游断面湿周为：上下游断面过水面积为：63 上下游水力半径为：则分段平均水力半径：上下游断面平均流速：分段平均流速为则分段内平均摩阻坡降为：上下游断面比能：由此算得：不符合该段长度，因此根据水流趋势，从新选定，此时算得：，，，则63 符合，则此下游段面水深即为0.82632m。然后以此断面做为新的上游断面，选定新的下游断面，不断重复往下游泄槽终端推求断面水深，得到全段水面线，推求过程及结果如下表4-2-2：表4-2-2水面线计算表断面坐标坐标假设13.4031.9990.0000.00020.0000.85021.70017.00024.0002.2380.6430.64319.7890.82621.44216.35235.0002.6381.0771.72019.4370.79421.02615.44146.0003.0381.0772.79719.0840.77020.62314.68757.0003.4381.0773.87418.7320.75020.23214.05168.0003.8381.0774.95118.3790.73519.84813.50379.0004.2381.0776.02818.0260.72319.47113.025810.0004.6381.0777.10517.6740.71319.10012.603911.0005.0381.0778.18217.3210.70618.73312.2281012.0005.4381.0779.25916.9680.70118.37011.8891113.0005.8381.07710.33616.6160.69718.01011.5841214.0006.2381.07711.41316.2630.69517.65311.3051315.0006.6381.07712.49015.9100.69517.29911.0501416.0007.0381.07713.56715.5580.69516.94810.8151517.0007.4381.07714.64415.2050.69716.59910.598续表4-2-2水面线计算表1618.0007.8381.07715.72114.8520.70016.25210.3971719.0008.2381.07716.79814.5000.70415.90810.2091820.0008.6381.07717.87614.1470.70915.56610.0341921.0009.0381.07718.95313.7940.71615.2259.8702022.0009.4381.07720.03013.4420.72314.8879.7152123.0009.8381.07721.10713.0890.73114.5519.5702224.00010.2381.07722.18412.7360.74114.2189.4322325.00010.6381.07723.26112.3840.75113.8869.3022426.00011.0381.07724.33812.0310.76313.5579.1782527.00011.4381.07725.41511.6780.77613.2309.0602628.00011.8381.07726.49211.3260.79012.9068.9482729.00012.2381.07727.56910.9730.80612.5858.8412830.00012.6381.07728.64610.6200.82312.2668.7392931.00013.0381.07729.72310.2680.84211.9518.6413031.75913.3410.81730.54010.0000.85711.7148.57063 表4-2-2(续)水面线计算表断面10.7837.7353.99120.7638.0424.2280.2370.7737.8880.0320.64330.7348.5174.6190.3910.7498.2790.0371.07740.7128.9535.0050.3850.7238.7350.0421.07750.6949.3595.3840.3790.7039.1560.0481.07760.6809.7395.7580.3740.6879.5490.0531.07770.66910.0966.1260.3680.6759.9170.0581.07780.66010.4346.4880.3620.66410.2650.0631.07790.65310.7546.8450.3570.65610.5940.0681.077100.64711.0607.1970.3520.65010.9070.0731.077110.64311.3527.5440.3470.64511.2060.0781.077120.64011.6327.8860.3420.64211.4920.0821.077130.63911.9008.2240.3370.64011.7660.0871.077140.63812.1598.5570.3330.63812.0290.0911.077150.63812.4078.8860.3290.63812.2830.0951.077160.64012.6489.2110.3250.63912.5280.0981.077170.64212.8809.5320.3210.64112.7640.1021.077180.64513.1059.8500.3180.64312.9930.1051.077190.64813.32310.1640.3140.64613.2140.1081.077200.65313.53510.4760.3110.65013.4290.1111.077210.65813.74110.7840.3090.65513.6380.1141.077220.66313.94211.0900.3060.66113.8420.1161.077230.67014.13711.3930.3030.66714.0400.1181.077续表4-2-2(续)水面线计算表240.67714.32811.6950.3010.67314.2330.1201.077250.68514.51411.9940.2990.68114.4210.1221.077260.69314.69612.2910.2970.68914.6050.1241.077270.70314.87412.5870.2960.69814.7850.1251.077280.71215.04812.8820.2940.70714.9610.1271.077290.72315.21813.1750.2930.71815.1330.1281.077300.73215.34513.3970.2220.72715.2810.1280.817注：表中所列假设值均是通过试算后符合结果的实际值，亦即水面线相应位置的水深。以上所算得的水深未计入掺气的影响，根据《规范SL253》，掺气水深可根据下式计算：(4-8)63 式中：，——泄槽计算断面的水深及掺气后的水深，；——不掺气情况下泄槽计算断面的流速，；——修正系数，可取，流速大者取大值，本设计取。泄槽边墙高度，《规范SL253》规定，应根据计入波动及掺气后的水面线，再加上的超高。对于收缩(扩散)段、弯道段等水力条件比较复杂的部位，宜取大值，取为，因此泄槽边墙高出槽底的高度为：(4-9)泄槽掺气后水面线及边墙高度计算结果如下表4-2-3：表4-2-3掺气水面线及边墙高计算表断面坐标坐标13.4031.9990.0000.0000.8507.7350.9291.92924.0002.2380.6430.6430.8268.0420.9061.90635.0002.6381.0771.7200.7948.5170.8761.87646.0003.0381.0772.7970.7708.9530.8521.85257.0003.4381.0773.8740.7509.3590.8341.83468.0003.8381.0774.9510.7359.7390.8211.82179.0004.2381.0776.0280.72310.0960.8101.810续表4-2-3掺气水面线及边墙高计算表810.0004.6381.0777.1050.71310.4340.8021.802911.0005.0381.0778.1820.70610.7540.7971.7971012.0005.4381.0779.2590.70111.0600.7941.7941113.0005.8381.07710.3360.69711.3520.7921.7921214.0006.2381.07711.4130.69511.6320.7921.7921315.0006.6381.07712.4900.69511.9000.7941.7941416.0007.0381.07713.5670.69512.1590.7971.7971517.0007.4381.07714.6440.69712.4070.8011.8011618.0007.8381.07715.7210.70012.6480.8061.8061719.0008.2381.07716.7980.70412.8800.8131.8131820.0008.6381.07717.8760.70913.1050.8211.8211921.0009.0381.07718.9530.71613.3230.8301.8302022.0009.4381.07720.0300.72313.5350.8401.8402123.0009.8381.07721.1070.73113.7410.8521.8522224.00010.2381.07722.1840.74113.9420.8641.8642325.00010.6381.07723.2610.75114.1370.8791.87963 2426.00011.0381.07724.3380.76314.3280.8941.8942527.00011.4381.07725.4150.77614.5140.9111.9112628.00011.8381.07726.4920.79014.6960.9291.9292729.00012.2381.07727.5690.80614.8740.9501.9502830.00012.6381.07728.6460.82315.0480.9711.9712931.00013.0381.07729.7230.84215.2180.9951.9953031.75913.3410.81730.5400.85715.3451.0152.015根据计算结果，泄水徒槽边墙高度统一取为。4.2.4出口消能段根据地形条件，采用挑流消能，根据《规范SL253》规定，挑流鼻坎段反弧半径R可采用反弧最低点最大水深h的6～12倍。对于泄槽底坡较陡、反弧段内流速及单宽流量较大者，反弧半径宜取大值。初步设计取为，挑流坎反弧段起点为泄槽末端，即坐标处，则圆心坐标及相应反弧段最低点坐标为：得为，为。对于反弧段最低点的水深，可根据伯努利方程计算，如下：(4-10)式中：，——为上下游断面底部相对于基准面的高度，；，——为上下游断面水深（不计掺气），；，——上下游断面处槽底切线与水平面的角度；，——断面速度分布不均匀系数，取1.05；，——上下游断面平均流速；63 ——沿程水头损失。沿程水头损失按均匀流沿程水头损失公式计算，如下：(4-11)(4-12)式中：——沿程摩阻系数；，——断面的水力半径（见式4-7）及平均流速；——断面的谢才系数；——糙率系数，为0.020；——两断面沿程长度。把看成沿程水头损失系数的话，计算时近似取两断面沿程水头损失系数的平均值，取反弧起点断面和最低点断面，联立式4-10至4-12，通过试算可以算得挑流反弧段最低点水深。其反弧最低点水平面作为基准面，假设，算得:，,将以上数据代入式4-10有：63 方程两边相等，所以反弧段最低点水深为，因此反弧段半径符合规范要求，所以最终选定挑流坎反弧半径为。挑流鼻坎挑角根据《规范SL253》规定，可采用，故采用挑流鼻坎挑角为，鼻坎用连续坎。由于泄槽下游出口为龙潭，岸坡稳定，挑射水流不会对坝基冲刷而带来不利影响，故不再需要进行挑距和冲刷坑计算。4.2.5泄槽底板与边墙泄槽底板的厚度，应考虑溢洪道的规模及其与坝的相对位置、沿线的工程地质和水文地质条件、水力特性、气候条件、水流中挟沙情况等因素，并根据类似工程经验进行类比确定。泄槽底板的厚度不应小于0.3m。取泄槽底板厚0.5m，用水泥浆砌块石衬砌，。为了减少底板渗透压力，底板设置排水系统。横向排水为的排水沟，顺水流流向间距为5m；设置纵向排水管两排，排水管用缸瓦管，管径0.15m，位置位于与边墙连接处。泄槽底板应设置结构缝，其位置应满足结构布置要求。分块尺寸应考虑气候特点、地基约束情况、施工(特别是温控)条件，比照类似工程经验确定，其纵、横缝间距可采用10～15m。本设计不设纵缝，仅设置垂直于水流流向的横缝，间距取为10m，分别位于距离泄槽始端10m和20m处，由于岩基良好，采用键槽缝连接，并且设置止水，缝下设排水沟。为了使衬砌与基岩紧密结合，增强衬砌稳定，保持底板稳定性，设置锚筋将两者连在一起，钢筋直径用25mm，间距2.5m，插入基岩深度1m。泄槽两侧边墙为重力式边墙，边墙底排水管即为槽底纵向排水管一样，为了排水通畅，在排水管靠近边墙顶部的一端设置通气孔。泄槽边墙顶宽初步拟定为0.5m，墙下基底扩展至1m。边墙稳定与应力计算本设计暂不进行。5放水建筑物63 放水建筑物由放水卧管和输水涵洞组成。放水卧管布置在河道左岸，输水涵管由梯形坝中间坝垛引出。5.1卧管设计卧管采用箱式方形结构，底坡为1：1.5，用C15混凝土浆砌块石砌筑成台阶式。卧管台阶高0.5m，盖板采用C15钢筋混凝土预制板。5.1.1放水流量的确定灌区主要为水稻灌区，初步设计时，各灌溉系数按经验取值。初步拟定设计灌水模数为，灌溉水利用系数，灌溉农田约为0.65万亩。初步拟定设计流量时，按公式5-1初步计算：(5-1)代入数据得为了保障意外情况的安全，取加大系数j为1.3，则梯级设备放水流量初步取为：5.1.2放水孔孔径的计算卧管台阶高取为0.5m，每台设放水孔，每台设一孔，按每次放水同时开启2孔计算，放水孔放水流量为：(5-2)(5-3)——流量，；——孔口出流面积，m2；——流量系数（值与孔口的形状有关，小孔出流=0.60~0.62，大孔出流=0.65~0.70）；，——两孔水头，分别为0.5m和1.0m；63 ——放水孔孔径，m。代入数据算得放水孔孔径为：取孔径为0.41m，则放水流量。5.1.3卧管断面尺寸确定考虑在实际运用中，由于水位变化而导致的放水孔调节，卧管内流量比正常运用时应加大20%—30%，故卧管断面设计时要按加大流量计算，取Q加=1.3×Q=1.3×0.6=0.785m3/s.卧管内的水流近似于明渠水流,按明渠均匀流公式进行水力计算，求出正常水深。初步拟定卧管底宽b=0.6m。明渠均匀流公式如下式5-4所示：(5-4)式中：Q——流量，对于卧管为Q=Q加=0.785m3/s；b——卧管断面底宽，b=0.6m；——过水断面面积，=b×h0=0.6×h0；C——谢才系数，；R——水力半径，R=/X，X湿周，X=0.6+2h0；n——糙率，对于卧管，取n=0.020；i——卧管底坡，i=1/1.5。将以上有关数值代入公式(5-4)，经试算得卧管正常水深为：h0=0.1718m为保证放水孔水流跌落卧管时水柱的跃高不致淹没进水孔底缘,使卧管内不形成压力流,对方形卧管,其高度应为卧管正常水深的3至4倍，则卧管断面高为：H=3~4×0.1718m=0.5154~0.6872m，取H=0.6m。卧管断面尺寸确定为（宽×高）0.6×0.6m。5.1.4卧管结构尺寸确定取侧墙顶宽0.3m,底宽0.5m,底板厚0.4m。63 卧管轴线与涵洞轴线夹角为90度，卧管斜长约40m，沿底板每隔10m设一道断面为0.5m×0.5m的齿墙,共4道,以增加其稳定性。卧管底最低点高程127m，总高度22m，共44台阶。为防止卧管放水时产生真空，在卧管顶部设通气孔。5.2涵洞设计根据地形条件，涵管由左岸第二个梯形坝坝垛中线引出，洞底进口高程127m，采用C15混凝土方函。涵洞底坡为1/50，进口与陡坡末端消力池连接，出口与灌溉明渠连接。涵洞轴线与卧管轴线夹角为90度。初步设计涵管底宽1.2m，高1.5m。5.2.1涵洞内水深计算涵洞内水流同样类似于明渠均匀流，其流量计算同样采用公式5-4：在涵洞计算中，各参数取值如下：Q——取涵洞内过水流量，Q=Q加=0.785m3/s；——过水断面面积，=b×h0=1.2×h0；B——涵洞底宽，初步假设取b=1.2m；C——谢才系数，；R——水力半径，R=/X，X为湿周，X=1.2+2h0；N——糙率，对混凝土衬砌，取n=0.018；i——涵洞底坡，i=1/50。将以上有关数值代入公式,经试算得涵洞内正常水深为h0=1.105m。涵洞允许最大水深为：涵洞内不会出现有压流，所以取涵管底宽1.2m，高1.5m满足要求。5.2.2涵洞结构尺寸确定涵洞全长30m，进口底高程为127m，出口高程为126.4m。为防止由于温度变化产生裂缝，沿涵洞轴线每隔10m设一道温度缝，共2道。为防止洞身与坝体结合时，沿管壁产生集中渗流，结合沉陷缝设截水环，每逢两道，深入混凝土体30cm。63 5.3卧管末端消力池5.3.1水流衔接形式判断是否需要设消力池，需要先求得第二共轭水深h2，计算采用公式5-5：(5-5)式中：q——单宽流量，q=0.785/0.6=1.308m2/s；h2——第二共轭水深，m；h0——卧管正常水深，h0=0.1718m；a——流速不均匀系数，取a=1.05；g——重力加速度，g=9.81m/s2。将以上有关数值代入公式计算得h2=0.1718÷2×[(1＋8×1.05×1.3082÷9.81÷0.17183)0.5－1]=1.377m下游涵管正常水深，将发生远离式水跃，需要设置消力池。5.3.2消力池断面尺寸消力池深可按下式5-6计算：(5-6)式中：——淹没安全系数，取1.25。代入数据算得：取。池长按式5-7计算：(5-7)算得：63 取消力池宽度为：最终拟定消力池尺寸为。6细部结构设计6.1防渗系统6.1.1非溢流坝段本工程暂不进行帷幕灌浆，仅于坝底上、下游作阻渗齿槽，但在坝体上游面m高程处预留m宽的灌浆平台，以备必要时灌浆之用。砌石坝由于石料和胶结材料的接触面不平整，再加上胶结材料干缩和受荷变形，如果没有防渗措施，很容易形成渗漏通道，因此必须设置坝体防渗设施。对砌石坝的防渗措施，一般有浆砌料石加水泥砂浆勾缝、混凝土防渗面板或防渗墙、钢丝网水泥喷浆护面等，本工程在上游侧设置混凝土防渗心墙，厚1m，心墙底往上游面延伸，形成混凝土底板，并且与上游阻渗齿槽连成整体，形成完整的防渗面并改善坝踵基础面的局部应力集中。6.1.2溢流坝段溢流堰的防渗心墙厚0.5m，同样于堰基上游侧设置阻渗齿槽，与非溢流坝段连成完整坝段的防渗系统。6.2坝体分区及材料6.2.1主要建坝石料与胶结材料石料是浆砌石重力坝的主要建筑材料，要新鲜、完整的岩石。风化、半风化或有裂缝的石料不能用，容易风化、软化的岩石也不能用作坝体砌筑，一般要求石料的饱和极限抗压强度在40Mpa以上，也就是立方厘米的试件在饱和情况下作轴心抗压试验，其标号达到40Mpa以上。本工程坝址附近有较大储量的砂岩，采集方便，运输距离短，可以用作坝体砌筑石料。砌石体的胶结材料可以选用水泥砂浆或混凝上，由于坝址区石子、砂储量丰富，优先选择混凝上作为胶结材利，虽然混凝上的和易性比水泥砂浆差，且相对用量较大，但混凝上的砌体强度比水泥砂浆的砌体强度要大，既便于机械化施工，提高功效，又能保证工程质量，而且还可以和混凝土防渗墙使用同一拌和、运输系统，简化施工现场的布63 置。根据坝体应力和稳定分析，拟采用C15的混凝土作为主要胶结材料。6.2.2坝体分区与标号浆砌石坝类似于混凝土坝，根据坝体各部分的工作条件及受力条件不同,对坝体材料性能指标的要求便也不同，为了满足坝体各部分的不同要求，同时节省材料用量及工程费用,把安全与经济统一起来，就需要对坝体进行分区。如混凝土重力坝通常将坝体按不同工作条件进行分区,选用不同的强度等级和性能指标，一般分为6个区,见图6-2-1。各区的介绍如下：Ⅰ区——上、下游水位以上坝体表层，其特点是受大气影响；Ⅱ区——上、下游水位变化区坝体表层，既受水位的作用也受大气影响；Ⅲ区——上、下游最低水位以下坝体表层；Ⅳ区——坝体基础；Ⅴ区——把体内部；Ⅵ区——抗冲刷部分。图6-2-1坝体分区示意图为了便于施工，选定各区域材料等级时，各类别应尽量少,相邻区的强度等级不得超过两级，分区的厚度一般不得小于2～5m，以便浇筑施工，分区对混凝土性能的要求见下表6-2-1，表中“++”表示选择各区同等级的主要控制因素，有“+”的表示需要提出要求；有“-”的为不需要提出要求。表6-2-1坝体各区对混凝土的要求分区强度抗渗抗冻抗冲刷抗侵蚀低热最大水灰比主要因素63 寒区温区I+-++--+0.550.60施工和冰冻深度II++++-++0.450.50冰冻深度、抗裂、施工III+++++-++0.500.55抗渗、抗裂、施工IV++++-+++0.500.55抗裂V++++--++0.650.65VI++-+++++++0.450.45抗冲耐磨参照混凝土重力坝的分区，结合本工程的特点，对坝体进行分区。为使砌石体与基岩紧密结合，在砌石前需先浇筑一层0.3~1.0m厚的混凝土垫层，垫层面应大致平整，以便砌石，因此取非溢流坝段垫层厚0.5m，溢流堰垫层厚0.3m。由于溢流堰面过水，水流冲刷严重，并且溢流面弯曲，受力复杂，固在溢流坝面采用混凝土衬护，厚0.6m，并适当使用插筋将混凝土衬护与砌体锚固在一起。根据坝体及受力条件，对坝体分区情况见图6-2-2所示，各分区的材料性能见表6-2-2。图6-2-2坝体分区图表6-2-2分区材料性能分区强度抗渗抗冻低热63 IC10混凝土浆砌块石W2F100IIC15混凝土浆砌块石W2F50IIIC15混凝土W8F50DWVC15混凝土浆砌块石W2F50DWVIC15混凝土W2F3006.3坝顶构造坝顶路面应具有2～3％的横向坡度，并设置排水沟(30×30cm)以排出坝顶雨水，坝顶上游的防浪墙高1.2m，由于要承受波浪和漂浮物的作用，因此墙身应有足够的刚度、强度和稳定性，取宽度0.5m，而下游侧则可设防护栏，为满足运用要求和交通要求，在坝顶上布置照明设施，即在上游侧每隔25m设一对照明灯，一只朝向坝顶路面方向，一只朝向水库方向。6.4坝体分缝与止水6.4.1坝体分缝为了满足施工要求，如混凝上防渗墙的浇注能力与施工期间的温度控制等，以及为防止在坝在运行期间由于温度变化或地基的不均匀沉降等导致坝体出现裂缝，应在坝体内分缝。根据分缝的布置形式可分为横缝和纵缝：1、横缝：减小温度应力，适应地基不均匀变形和满足施工要求；2、纵缝：适应砼的浇筑能力和减小施工期的温度应力，在平行坝轴线方向设置。一般情况下横缝为永久缝，也有临时缝，垂直坝轴线，用于将坝体分成为若干独立的坝段；纵缝为临时缝，可分为铅直纵缝、斜缝和错缝三种，纵缝缝面应设水平向键槽，键槽呈斜三角形，槽面大致沿主应力方向，在缝面上布置灌浆系统进行接缝灌浆，为了灌浆时不使浆液从峰内流出，必须在缝的四周设止浆片。3、水平施工缝：是上、下层浇筑块之间的接合面。浇筑块厚度一般为1.5～4.0m；在靠近基岩面附近用0.75～1.0m的薄层浇筑，以利于散热，减少温升，防止开裂。由于浆砌石坝水泥用量少，施时分层砌筑，散热条件好，再加上梯形坝坝垛散热面大，所以坝体不设纵缝。另外地基条件、完整性良好，无需设置临时缝。所以仅在梯形坝垛与垛之间及梯形坝与实体重力坝连接处设横缝作为沉降缝，缝距12m，将非溢流坝段分割成五个12m长的梯形坝段和两岸实体重力坝坝段。63 6.4.2横缝止水横缝内需设止水，每缝设两道止水，第一道用型塑料止水带，第二道为断面的沥青井。图6-4-1横缝止水简图沥青井的填料配合比为：沥青％，石棉份％要求软化点为～，井的电加热设备用钢筋做电极。止水带及沥青井要深入基岩30cm，往上一直延伸到坝顶。横缝止水简图见图6-4-1所示。6.5坝体廊道与排水系统为了满足施工运用要求，如灌浆，排水，观测，检查和交通的需要，在坝体内设置各种廊道，有灌浆廊道和检查排水廊道，这些廊道互相连通，构成廊道系统。6.5.1灌浆平台本设计暂不进行帷幕灌浆，考虑到将来可能需要进行帷幕灌浆，所以仍然需要设置灌浆平台。帷幕灌浆需要在坝体浇灌到一定高度后进行，以便利用混凝土压重提高灌浆压力，保证灌浆质量，加强地基上的抗渗和抗剪能力。因此，常需在上游靠近坝踵处设置灌浆廊道，但不能过于靠近上游面，距上游面距离不小于4~5m，底面距基岩面不宜小于1.5倍廊道宽度。且廊道尺寸要满足灌浆操作要求，一般要求宽为2.5~3m，高3~4m的城门洞形。对于砌石坝来说，防渗帷幕要与坝体防渗系统连接起来形成整体。而本工程坝体防渗墙在距上游面1~2m处，梯形坝垛头部厚仅4m，考虑到设置灌浆廊道会大大削减梯形坝头部截面，还可能造成应力集中，对坝体应力不利，所以需另想办法。由于63 上游坡度较徒，在上游面高程129m处垂直方向正好对着防渗齿槽，方便灌浆，因此本工程拟在上游面129m高程处布置2m宽的灌浆平台以代替廊道，将坝底部分的坝垛头部厚度增至6m。6.5.2梯级放水设备为了满足灌溉放水要求，在大坝左岸设置梯级放水设备，放水涵管由梯形坝的中间坝垛内引出，把水泄往下游，放水涵管底高程为122m，从上游往下游有一1：100的缓坡。6.5.3检查与排水廊道为了检查巡视和排除渗水，常在靠近坝体上游面适当高度方向每隔15～30m设置检查和排水廊道，断面形式多采用城门洞形，最小宽度为1.2m，最小高度为2.2m，距上游面的距离应不少于0.05～0.07倍水头，且不小于3m,上游测设排水沟。各层廊道在左右两岸应各有一个出口，并用铅直竖井使各层廊道连通。本设计拟布置两层廊道，底层廊道底高程为124m，为检查和排水廊道；第二层廊道底高程为135m，C15混凝土衬砌厚20cm。两个廊道尺寸均为1.2m宽，2.2m高的城门洞形，具体布置见图纸。6.5.4排水系统为了减小渗水对坝体的不利影响，在靠近坝体上游面需要设置排水管幕，通过竖向排水管将坝体渗水引致排水廊道，再由廊道汇集，通过梯级放水涵管一同排至下游，其上部应通至上层廊道或坝顶（溢流面以下），以便于检修管距可采用3m，排水管幕距上游坝面的距离，一般要求不小于坝前水深的1/10～1/12，且不少于2m。本工程排水管幕距防渗墙0.8m，用预制多孔混凝土管，孔距3m，内径20cm，与廊道的连接采用直通式。溢流堰排水管与泄槽底板纵向排水管相连，排水管幕与防渗墙间距0.5m，孔距3m，孔幕基底处挖一个的横向排水沟，与泄槽纵向排水管连通，将渗水排至下游。63 结束语本设计为广西龙门水库的初步设计方案，应用水利工程的设计知识，包括《水力学》、《水工建筑物》、《材料力学》等科目，依据相关的工程规范要求对本枢纽进行设计，计算成果符合工程要求。本设计主要包括梯形坝、溢流堰、泄槽、梯级放水设备几个部分。通过本次设计使我加深了对课程知识的理解和增强了对水利工程设计过程的认识，使我从总体上对水利工程设计工作有了更深刻的体会。另一方面通过本次设计更培养了我严谨细致的工作态度。时间过得真快，转眼间毕业设计已进入尾声，回顾毕业设计的整个过程，收获颇多。63 我们进行工程设计的目的在于工程实践，而工程设计运用到工程实践中时，往往需要根据实际情况进行一定的改进。因为每一个工程就是一个富有不同个性的个体，工程不同，特点不一，而且每个工程中影响因素很多，我们作为今后的工程负责人，应该具备灵活敏捷的思维，不能刻舟求剑，一成不变，要随着工程的实际情况作相关的调整和改进，以确保设计方案与工程相匹配。如在配筋设计计算的时候，我们可以用不同级别的钢筋，但在实际工程实践中，为了施工方便，我们往往尽量采取级别相同的钢筋进行配筋。再者，我们在进行很多计算时，都会在其前面乘上一个安全系数，这样进行多重计算后，计算结果已经是否会被远远的夸大了，所以需要用试验实践加以修正。施工质量和安全问题一直是工程建设的重中之重。因为在实际工程中，影响因素实在太多，任何的工作不仔细，马虎大意，都可能酿成不可挽回的重大事故，教训是惨痛的。因此，我们应该把工程安全放在首位，防患于未然。科学技术是随着生产需要而迅速发展起来的，理论总是落后于实践。对深基坑支护结构技术也是一样。所以，作为年轻一代，我们以后的道路还是任重道远的。参考文献钱令希.建议一种新的大头坝坝型(梯形坝)，云大真，朴秀男.大连工学院学刊，1959，06；林继镛.水工建筑物，王光纶，第5版.北京：中国水利水电出版社，2009；吴持恭.水力学（上册），第4版.高等教育出版社，2008；吴持恭.水力学（下册），第4版.高等教育出版社，2008；华东水利学院.水工设计手册.岳修恒.水利电力出版社，1983；刘鸿文.材料力学I，第4版.高等教育出版社，2006；贵州省水利厅.浆砌石坝设计规范，SL25-2006.北京：中国水利水电出版社，2006；中国水利水电科学研究院.水工建筑物抗震设计规范，SL203-97.北京：中国水利水电出版社，1997；电力工业部中南勘测设计研究院.水工建筑物荷载设计规范，DL5077-1997.北京：中国电力出版社，1997；63 国家电力公司华东勘测设计研究院.混凝土重力坝设计规范，DL5108-1999.北京：中国电力出版社，2000；西北勘测设计研究院.水工混凝土结构设计规范，SL/T191-96.北京：中国水利水电出版社，1997；水利部天津水利水电勘测设计研究院.溢洪道设计规范，SL253-2000.中国水利水电出版社，2000；BuildingConcreteRequirementsforStructuralConcreteandCommentary(ACI318M—05)[S].AmericanConcreteInstitute,FarmingtonHills,Mi.,2005.NashD.AComparativeReviewofLimitEquilibriumMethodsofStabilityAnalysis.In:AndersonMGandRichardsKS.SlopeStability.JohnWileyandSons,1987.SchlichtingH.Boundarylayertheory[M].6thed.NewYork:McGrawHill,1968:611-612.附录平面布置图·······························附图1梯形坝中间坝垛·····························附图2泄槽··································附图3下游立面图·······························附图463 致谢毕业设计是本科学生毕业前最后一个重要的学习环节，是学习深化与升华的重要过程。它是对学生学习与实践成果的全面总结，又是对学生素质与能力的一次全面检验，而且还是对学生资格认证的重要依据。本设计由李就好老师辅导，在设计过程中，老师耐心讲解，正是在老师的精心辅导下，本次毕业设计才得以顺利进行，并圆满地划上句号，在此对李就好老师表示衷心地感谢。同时，此次设计体现出了同学们之间的团结合作进取的精神，同学间互相讨论，提建议，这同样使我受益匪浅。63 炎炎夏日，接下来的毕业答辩还要答辩组的老师费心，在此只想说声：老师你们辛苦了，谢谢！在这次毕业设计中，指导老师对我们要求严格。通过这次设计，让我重温了三年来所学的有关专业知识，对我以后的工作和学习有极大的帮助，在此对曾经帮助过我的老师和同学，特别是我的指导老师表示衷心的感谢。本书在编写过程中，参考与引用了有关文献、资料的部分内容。为此，谨对所有文献的作者深表谢意。由于本人的能力有限，设计存在不足之处在所难免，恳请各位老师同学对本设计的缺点和错误予以批评指正。阅微阁www.ikdzs.com是广大书友最值得收藏的网络小说阅读网，网站收录了当前最火热的网络小说，免费提供高质量的小说最新章节，是广大网络小说爱好者必备的小说阅读网。63'