H江碾压混凝土重力坝设计计算书（一）

目录

第一章工程规模的确定............................................................3

第一节水利枢纽与水工建筑物的等级划分........................................3

第二节永久建筑物洪水标准.....................................................3

第二章调洪演算..................................................................4

第一节洪水调节计算...........................................................4

一、调洪演算计算过程......................................................4

二、计算结果统计：.......................................................10

第三章非溢流坝剖面设计..........................................................II

第一节剖面尺寸拟定..........................................................11

—＞坝顶高程确定.........................................................11

第二节非溢流坝剖面设计.....................................................13

一、坝顶宽度..............................................................13

二、开挖线的确定.........................................................13

三、折坡点高程拟订.......................................................13

四、坝面坡度拟定.........................................................13

第三节非溢流坝段坝体强度和稳定承载能力极限状态验算........................23

一、荷载计算成果........................................................23

二、坝体强度和稳定承载能力极限状态验算.................................39

第四节应力计算..............................................................48

一、边缘应力............................................................48

二、内部应力.............................................................49

三、截面应力计算表.......................................................50

应力图...................................................................64

第四章溢流坝段剖面设计..........................................................68

第一节孔口设计..............................................................68

一、孔口净宽拟定........................................................68

二、溢流坝段总长度确定...................................................68

三、闸门设计.............................................................68

第二节消能防冲..............................................................68

一、消能防冲设计.........................................................68

二、挑流鼻坝设计.........................................................68

三、反弧半径的确定......................................................69

四、挑距和冲抗的估算.....................................................69

第三节剖面设计............................................................71

一、堰面曲线的拟定.......................................................71

第四节荷载计算..............................................................72

一、荷载的计算...........................................................72

二、荷载计算成果.........................................................73

第五节坝基面坝体强度和稳定承载能力极限状态验算............................80

一、正常蓄水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算.....................80

二、校核洪水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算.....................81

I

三、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.................82

第六节应力计算..............................................................83

一、应力计算表...........................................................83

二、应力分布图..........................................................88

第五章非溢流坝渗流和应力有限元计算............................................92

第一节渗流有限元计算.......................................................92

一、材料信息.............................................................92

二、节点坐标.............................................................92

三、渗流计算成果.........................................................93

第二节有限元应力计算........................................................97

一、材料信息.............................................................97

二、应力计算成果.........................................................97

第六章第二建筑物（压力钢管）的设计计算.........................................108

第一节引水管道的布置.......................................................108

一、压力钢管的型式......................................................108

二、管道轴线布置........................................................108

三、进水口设计.........................................................109

第二节闸门及启闭设备......................................................110

第三节细部结构..............................................................110

一、通气孔..............................................................110

二、充水阀..............................................................110

三、伸缩节..............................................................110

第四节压力钢管结构设计.....................................................110

一、确定钢管厚度........................................................110

二、承受内水压力的结构分析..............................................112

三、混凝土开裂情况的判别................................................114

四、钢管稳定强度分析...................................................116

第七章施工组织设计.............................................................118

第一节施工导流方案.......................................................118

一、导流标准.............................................................118

二、导流方案的选择......................................................118

三、导流建筑物...........................................................118

四、导流时段的确定......................................................118

第二节施工总进度安排......................................................119

第三节导流工程参数........................................................119

一、导流工程特性表......................................................119

第一章工程规模的确定

第一节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》SL252-2000

1、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。

第二节永久建筑物洪水标准

正常运用（设计）洪水重现期500年，频率为0.2%

非常运用（校核）洪水重现期10000年，频率为0.01%

第二章调洪演算

第一节洪水调节计算

一、调洪演算计算过程

根据本工程软弱岩基，允许单宽流量q取为250m^/s,允许校核洪水最大下

泄流量28150m7s,再扣除发电流量2500m7s,即溢流前缘净宽B=(Q校-Q机)/q

=102m,故溢流前缘净宽大于102nl。假定三种方案，堰宽和堰顶高程分别为：B=7

X15m▽堰顶=353.90m;B=7X15m▽堰顶=354.9m;B=7X15m▽堰顶=

356.9m;

故根据公式：

q=£mBy[2gH^(2-l)

求得的q,堰顶高程及其相应q的作出H~q关系曲线。

正常蓄水位376.9m,库容为164亿m3；

用列表试算法进行调洪演算

列表计算如下：

表2-1B=7X15m▽堰顶=353.9m设计情况调洪演算

时段内水

时段平时段平

入库洪库存水量水库存水

时间均入库下泄流量均下泄水库水位

水流量变化量

t(h)流量Q平q(m3/s)流量qrZ(m)

Q(m:,/s)△V(亿V(亿/)

为(m3/s)为(m3/s)3\

m)

4.52252122521164376.9

62330022910.522542225320.020466162.0205376.8149

12260002465022725226330.435571162.456376.941

18273002665023066228950.811032163.2671377.1758

24276002745023449232570.905612164.1727377.438

30270002730023787236180.795293164.968377.6682

36259002645024022239050.54977165.5177377.8274

42248002535024140240810.274108165.7919377.7067

4823400241002413624138-0.0082165.7836377.7144

5422100227502401324075-0.28618165.4975377.8215

6020700214002378223898-0.53963164.9578377.6653

6619600201502346323623-0.75024164.2076377.4481

7218500190502307823271-0.91171163.2959377.1842

7817500180002403623557-1.20032162.0956377.8367

结论：最大下泄流量为q=24136(m7s)；

在48h时出现最大下泄流量；

对应的水库水位为Z设计=377.71m。

表2-2B=7X15m▽堰顶=354.9m校核情况调洪演算

时段平

入库洪均入库时段平均下时段内水库存水库存水

时间下泄流量水库水位

水流量流量Q泄流量q平均水量变化量

t(h)q(m：!/s)Z(m)

Q(m3/s)平均(m7s)△V(亿布)V(亿布)

(m3/s)

3.82282022820164376.9

6245002366022880228500.110849613162.1108376.8411

12278002615023167230240.675315541162.7862377.0366

18283302806523600233841.01116645163.7973377.3293

24267702755023951237760.815254319164.6126377.5653

30246602571524109240300.363963499164.9765377.6707

3622600236302406624087-0.098783318164.8778377.6421

4221770221852389823982-0.388163746164.4896377.5297

4821550216602369923799-0.461948984164.0277378.396

5424000227752361723658-0.190760964163.8369378.3408

60280002600023828237230.491828355164.3287378.4832

66306602933023320240741.135190887165.4639378.8118

72340003233023041246811.652201022167.1161377.2901

78352003460023912254771.970523643169.0866377.8606

84351003515023764263381.903297475170.9899378.4116

90342203466023499271311.626064879172.616378.8823

96330003361023073277861.257842951173.8738378.2465

102310003200023444282590.808025249174.6819378.4804

108290003000024136285180.320032478175.0019377.05

11427440282202355628574-0.076560342174.9253377.0509

12025500264702335928457-0.42939785174.4959377.0266

12624500250002304128200-0.691309212173.8046377.0264

结论：最大下泄流量为q=24136(m7s)；

在108h时出现最大下泄流量；

对应的水库水位为Z设计=378.06m。

表2-3B=7X15m▽堰顶=356.9m设计情况调洪演算

时段平时段平

入库洪水均入库下泄流均下泄时段内水库水库存

时间水库水

流量流量Q量流量q存水量变化水量

t(h)位Z(m)

Q(m7s)平均q(m3/s)平均△V(亿帝V(亿淀)

(m3/s)(m3/s)

1.72109421094161376.9

0.16450046162.16376.85

623300221972117421134

84566

162.88377.06

12260002465021469213210.71896344

3548

1.07147005163.95377.37

1827300266502191021689

1495

110377.70

2427600274502238622148

20165

1.01554161166.11377.00

3027000273002281122598

95705

166.86377.21

36259002645023128229690.75184939

7582

0.45908853167.32377.35

4224800253502332223225

96611

0.16077512167.48377.39

4823400241002367823356

17476

-0.1321283167.35378.35

5422100227502333323362

655394

-0.3994400166.95378.24

6020700214002316423249

385837

-0.6228382166.33378.06

6619600201502290223034

86334

-0.7960318165.53378.83

7218500190502256822735

6273

-0.9442526164.59378.15

7817500180002217422372

672796

结论:最大下泄流量为q=23678(m7s)；

在48h时出现最大下泄流量；

对应的水库水位为Z设计=377.39m。

表2-4B=7X15m▽堰顶=353.9m校核情况调洪演算

时段平

入库洪时段平

均入库时段内水库水库存

时间水流量下泄流量均下泄水库水

流量Q存水量变化水量

t(h)Q(m7sq(m3/s)流量q平位Z(m)

平均△V(亿帝V(亿淀)

)«(m3/s)

(m3/s)

1.82137221372161376.9

0.22835637162.22377.87

624500229362147921426

28451

0.96545023163.19377.15

1227800261502188121680

83846

164.47377.52

18283302806522417221491.27781212

1645

1.06024174165.53377.83

2426770275502286622641

21915

0.58841247166.12377.00

3024660257152311622991

20318

0.10614183166.22377.03

3622600236302316123139

46425

-0.2015905166.02378.97

4221770221852307523118

45-1842

-0.2922880165.73378.88

4821550216602295123013

82596

-0.0363361165.69378.87

5424000227752293522943

24629

0.63281735166.32378.06

6028000260002320523070

3923

1.26443084167.59378.42

6630660293302374723476

93483

1.77104581169.36378.94

7234000323302451424131

4451

2.07996910171.44378.54

7835200346002542624971

54532

25872.2.00403095173.44378.12

84351003515026317

0898533

26703.1.71852752175.16378.62

90342203466027090

858709

27394.1.34244586176.50378.00

96330003361027699

9799595

27901.0.88518538177.39378.26

102310003200028104

9274758

28193.0.39016952177.78378.37

108290003000028592

6684887

28280.-0.0129804177.77379.37

114274402822028277

0961849

28191.-0.3719158177.39379.26

120255002647028106

8349973

27960.-0.6394415176.76379.06

126245002500027814

38680532

结论：最大下泄流量为q=28592(m7s)；

在108h时出现最大下泄流量；

对应的水库水位为Z削=378.37m。

表2-5B=7X15m▽堰顶=354.9m设计情况调洪演算

时段时段

平均平均时段内水水库存

入库洪水

时间入库下泄流量下泄库存水量水量水库水

流量

t(h)流量Qq(m7s)流量q变化V(亿位Z(m)

Q(m：7s)

:i

平均平均△V(亿而)m)

(m3/s)(m3/s)

4.91970419704164376.9

0.0095115162.00376.81

620200199521972019712

019518

0.4204231162.42376.93

1223300217501988719804

659935

0.9861208163.41377.21

1826000246502028220085

66189

1.3180222164.73377.10

2427300266502081420548

994105

1.3728770166.10377.99

3027600274502137421094

4578

1.2255171167.33378.15

3627000273002187921626

532528

42259002645022271220750.9450869168.27378.22

827664

0.6364777168.91378.28

4824800253502253622403

91406

0.3231964169.23378.90

54234002410022671.322604

347242

0.0162464169.25378.38

60221002275022678.122675

353589

-0.264139168.98378.83

66207002140022567.522623

3659324

-0.499664168.48378.68

72196002015022358.922463

4639778

-0.684005167.80379.48

78185001905022074.422217

9025797

结论:最大下泄流量为q=28283(m7s)；

在60出现最大下泄流量；

对应的水库水位为Z设计=378.38m.

表2-6B=7X15m▽堰顶=356.9校核情况调洪演算

时段平

入库洪时段平

均入库时段内水库水库存

时间水流量下泄流量均下泄水库水

流量Q存水量变化水量

t(h)Q(m3/sq(m3/s)流量q平位Z(m)

TBJ△V(亿甘)V(亿武)

)均(m3/s)

(m3/s)

01996019960164376.9

162.46376.94

6245002223020162200610.46841787

8446

163.70377.30

12278002615020666204141.23890811

7333

1.53019133165.23377.74

1828330280652129520981