土木工程毕业设计-坝址一混凝土重力坝设计

PAGEPAGE4郑州大学毕业设计（论文）题目：焦作市孤山湖水库坝址一混凝土重力坝设计指导教师：xxxx职称：xxxx学生姓名：xxxx学号：xxxxx专业：水利水电工程院（系）：水利与环境学院完成时间：xxxxxxx2010年x月x日目录摘要 1Abstract 2前言 3第一章设计基本资料 41.1工程概况 41.2、基本资料 51.2.1地质资料 5区域地质 5地形地貌 5物理地质现象 6水文地质条件 6岩土物理力学性质 61.2.2水文资料 7气象 7洪水 7泥沙 8水库死水位确定 9水库正常蓄水位及其库容确定 91.2.3其它资料 9第二章枢纽布置 112.1工程等级和设计标准 112.1.1工程等级及建筑物级别 112.1.2工程洪水标准 112.2．枢纽总体布置 122.2.1坝型的选择 122.2.2枢纽布置方案比较 13第三章非溢流坝段设计 143.1、坝顶高程的确定 143.2坝顶宽度的确定 153.3坝坡的拟定 153.4坝基的防渗与排水设施拟定 153.5荷载组合及其计算 163.5.1设计情况 163.5.2校核情况 193.5.3地震情况 233.6应力分析 263.6.1设计情况 273.6.2校核情况 293.6.3地震情况 29第四章溢流坝段设计 314.1泄水方式的选择 314.2堰顶高程确定 314.3定型设计水头的确定 314.4、溢流坝段剖面设计 314.4.1堰顶圆弧曲线及WES曲线的确定 324.4.2溢流坝段消能防冲设计 334.5溢流坝段抗滑稳定验算以及应力分析 354.6发电输水洞和泄洪排沙洞设计 394.6.1发电输水洞设计（有压孔） 394.6.2排沙孔设计 39第五章细部构造 415.1坝顶构造 415.1.1非溢流坝段 415.1.2溢流坝段 415.2温控措施 425.3坝体分缝及止水 425.3.1坝体分缝 425.3.2止水 425.4廊道系统 435.5坝体防渗排水 435.6.坝体材料分区 435.7地基处理 445.7.1地基开挖与清理 445.7.2坝基的帷幕灌浆 445.7.3坝基的固结灌浆 455.7.4软弱带处理 45第六章.安全检测设计 466.1渗流观测 466.1.1扬压力观测 466.1.2渗水量观测 466.1.3绕坝渗流观测 466.2外部变形观测 466.2.1水平位移观测 466.2.2坝体绕度观测 466.2.3基础变形观测 466.3大坝内部观测 46致谢 47参考文献 48附件一：中英文专题翻译 49附件二：图纸 58PAGE59 摘要孤山湖水库是一座综合利用的小型水利工程，其开发主要任务是城市供水，兼顾发电、旅游、防洪及发展水产养殖。本次设计为混凝土重力坝设计，设计内容主要包括挡水建筑物即挡水坝的设计和泄水建筑物即溢流坝的设计。枢纽按五十年一遇洪水设计，五百年一遇洪水校核。水库正常蓄水位401米，设计洪水位406.78米，校核洪水位409.11米。电站装机2台320千瓦，总装机640千瓦。设计的准备工作有基本资料分析、坝址选择。挡水坝设计包括剖面基本尺寸的拟订、抗剪断稳定分析和应力分析；溢流坝设计包括剖面拟定、泄流能力验算、消能水力计算、稳定分析和应力分析。后期工作有细部构造及地基处理。关键词：混凝土重力坝、应力分析、稳定分析AbstractGuShanlakereservoirisacomprehensiveutilizingsmallwaterconservancyprojection,themaindevelopingofurbaniswatersupply,bothpowerandtourism,thefloodcontrolanddevelopmentofaquaculture.Thedesignoftheconcretegravitydamhubdesign,Designfeaturesincluderetainingthatbuildingthedamdesignanddischargestructuresthatspillwaydesign.Waterprojectplanisdesignedaccordingtomeetingflooddesignonceinfiftyyears,andmeetfloodcheckonceinfivehundredyears.Thenormalwaterleveloftheprojectis401m,thedesignfloodlevelis406.78m,andthecheckfloodlevelis409.11mDesignofabasicpreparationsfortheanalysisoftheinformation,Pa-choiceandthegenerallayout.Damdesignincludesprofilesbasicdimensionsintheformulation,stability-cutanalysisandstressanalysis;spillwaydesignincludesprofilesdrawnup,checkingdischargecapacity,hydrauliccalculationofenergydissipation,stabilityanalysisandstressanalysis.Lateworkdetailingandgroundtreatment,andthemainengineeringcalculations.Keyword:concretegravitydamstressanalysisstabilityanalysis前言毕业设计是各工科高校为大学生安排的最后一次全面性、总结性的教学实践环节，既是学生在教师指导下运用所学知识和技能，解决具体问题的一次尝试，也是学生走向工作岗位前的一次实战演习。本次设计的目的是：参加毕业设计的同学，首先应熟悉本枢纽的基本资料，明确设计任务。要严肃认真地对待设计工作，树立正确的设计思想和观点，设计中应实事求是，刻苦钻研，勇于探索、创新，并应注意贯彻党的建设方针和政策。要认真总结、运用几年来所学的理论知识及专业知识，结合毕业设计的任务进行思考、分析应用。在设计中注意培养与提高独立思考与独立工作的能力，并加强计算、绘图、编写设计文件，使用规范、手册能力的培养。设计中既应遵循技术规范，亦应尽量采用国内、外成熟的先进技术与经验，出色地、创造性地按期完成设计任务。本次设计的范围：本次设计是依据有关规范主要进行混凝土重力坝及相关部分的设计。本次设计我的题目为焦作孤山湖水库坝址一混凝土重力坝方案，基本要求是先熟悉基本资料，通过坝址选择和枢纽布置，来设计主要建筑物（挡水坝、溢流坝），最后设计细部构造。通过本次设计，提高了我的动手能力，加强了我的整体思维能力，推进了理论联系实际的实用能力，贯穿我们四年所学知识的综和利用能力。使之了解相关的水利水电建筑工程的知识：水位及工程地质在实际工程中的应用；重点掌握坝址的选择、枢纽的布置，尤其是水工部分的挡水坝、溢流坝的设计及应力计算。在这次设计中对于所遇到的问题主要应用所学的知识加以解决，辅以指导老师的耐心、细致的解答，同时查阅资料以及参考以建工程的资料等。焦作孤山湖水库坝址一混凝土重力坝的毕业设计使我掌握了水利水电学科的基本理论和基本知识，了解对于水利水电建筑工程师的基本素质和实际工作能力的要求，对于今后成为高级的应用型人才打下了良好的基础。第一章设计基本资料1.1工程概况为了进一步开发建设峰林峡旅游风景区，焦作市群英湖水库管理处拟在大沙河上修建一小型水库——孤山湖，以营造景区观光旅游景点，同时进行城市供水、发电等，特委托郑州大学进行孤山湖水库枢纽工程可行性研究。拟建孤山湖水库位于焦作市北部山区，距焦作市约18km。坝址位于群英水库大坝下游约6.5km处。行政位置隶属焦作市中站区龙洞乡。库间控制流域面积66.9km2。水库下游的焦作市是我国主要的煤炭基地和晋东南能源南下的重要门户，焦作现已发展成为一个以能源、化工、冶金、建材工业为主，机械、轻纺、食品等综合性的新兴工业城市。孤山湖水库是一座综合利用的小型水利工程，其开发主要任务是城市供水，兼顾发电、旅游、防洪及发展水产养殖。焦作市位于河南省西北部，地处太行山南麓，座落在山前坡地和平原交接地带。城区位于北纬34°48′～35°30′，东经112°02′～113°02′，北依太行山，南接武陟，东邻修武，西靠博爱，总面积4072km2根据《焦作市中心城总体规划》，焦作市的定位是以能源、化工、冶金、建材、旅游业为主的区域性中心城市。其总体发展战略是：逐步将焦作市建设成为联系东西、贯穿南北的交通枢纽城市，功能齐全、设施先进、产业结构合理的现代化工业城市，生态平衡、环境优美的园林式城市。要想达到上述目的，水—自然成为焦作未来发展的关键所在。随着经济的发展和城市化人口的增加，对水的需求量越来越大，水已成为经济社会发展的瓶颈。焦作是全国缺水城市之一，年平均降雨量641.7mm，主要集中在7-9月份；由于降雨时间的分布不均，缺水已经影响到焦作市经济社会发展。目前，城市大量超采地下水，在城区周围形成地下水漏斗。兴建孤山湖水库，每年可向焦作市区供水1247～2462万m3（供水保证率为75%），大大缓解了用水矛盾。因此，为满足城市供水，兼顾发电、旅游等，建设孤山湖水库工程不仅完全必要而且非常紧迫。为了做好孤山湖水库的前期准备工作，2006年焦作市水利局组织河南省有关专家对孤山湖水库库区进行了多次考查，在大沙河上拟选了坝址一、坝址二、坝址三共三处坝址。1.2、基本资料1.2.1地质资料区域地质拟建库区位于山西台隆向华北平原的过渡地带，伴随着山西地台的强烈上升和平原的剧烈下降运动，地形切割强烈。库区一带表现为典型的中山特征。本区出露地层主要为一套浅海相沉积岩系，岩性主要为寒武系厚层，巨厚层状白云岩、灰质白云岩，奥陶系中厚层、厚层状灰岩夹泥质灰岩，局部残留石炭系铁铝质粘土岩、页岩和灰岩。新生代以来，受加里东运动影响，出现强烈的造山运动，产生新华夏经向构造体系与秦岭纬向构造体系两大一级构造体系，受该两大体系的共同作用和控制，产生晋东南“山”字型二级构造体系。库区即位于该“山”字型构造东翼之反射弧部位。区内构造形迹多以东西向或北东向高角度正断层为主。伴随着断裂的产生，区内断层破碎带、网状节理、裂隙、溶洞、溶孔广泛发育。晚第三纪至第四纪以后，伴随着喜玛拉雅运动的发生，区内差异升降运动加剧，以河谷阶地形态分析，该区新构造运动仍表现为较强烈的上升运动。焦作处在河北平原地震带、汾渭地震带、河淮地震带三个地震带的交汇部位。焦作历史上地震虽不强烈，但从整体地震构造上看，具备发生中强地震的构造背景。近几年来，与焦作相邻的河北平原地震带和汾渭地震带，地震比较活跃，特别是河北平原地震带相继发生了几次中强地震，焦作及附近地区未来的地震活动受到人们的密切关注。1978年第二次全国抗震工作会议将焦作确定为全国重点抗震城市，地震基本烈度为7度。本区从地震地质背景和地震活动特征来看，都具有发生中强地震活动的危险性。根据2001年国家质量技术监督局发布的《中国地震动参数区划图（1:400万）》（GB18306—2001），水库区地震动峰值加速度为0.10g，相应地震基本烈度为VII度，地震动反应谱特征周期为0.40S。地形地貌孤山湖水库坝址位于孤山村北约1.5km处，大沙河近南北走向，在坝址区下游向东延伸呈一‘S’型弯曲。两岸支沟不发育，仅在小滚水坝左岸有一较大支沟，宽25～40m，走向北东，入口处与大沙河近直交。大沙河两岸均为高大雄厚山体，山顶高程450～578m，两岸岸坡坡度均在50°以上，且多处近直立。河底高程为340～348m，河床比降1/100～1.5/100，河谷呈狭窄的‘U’型，二、三坝址间河底宽40～80m。两岸阶地不发育，仅零星残留有二级阶地，二级阶地由上更新统（Q3）冲洪积物组成，零星分布于坝址区左右岸缓坡上，分布高程为350～390m，高出现代河床20～40m。左岸局部有崩积物，河床中漫滩有冲洪积物覆盖，由全新统（Q4）冲洪积物组成。物理地质现象坝址区两岸岸坡陡峻，沟谷两侧岩石裸露，风化轻微，在大沙河左岸局部有小范围崩塌体及不稳定体。如在小滚水坝下游左岸有孤立的危岩体，坡脚有脱落的崩塌体，但规模均不大。另外，坝址区地层主要为碳酸盐岩，右岸支沟中见有沿裂隙、小断层局部形成小的溶蚀洞穴，深度一般小于2m，连通性差。水文地质条件坝址区地下水可划分为基岩裂隙水、第四系松散层孔隙水两大类。基岩裂隙水岩性主要为鲕粒白云质灰岩、灰质白云岩、薄层状泥质条带灰岩。地下水主要沿断层破碎带和裂隙密集带发育。据51组压水试验，坝基岩体透水率q为0.05～14.4Lu,其中中等透水1组，占2%；弱透水42组，占82.4%;微-极微透水8组，占15.6%。坝基岩体以弱-极微透水性为主。第四系松散岩类孔隙水由粘性土、卵石层及漂石层组成，地下水属孔隙潜水型。卵石层及漂石层主要分布于河床内，为主要含水层。地下水主要由地表水和地下径流补给，据经验，其渗透系数K=200～500m/d，属强透水。坝址区地下水类型虽有不同，但二者联系密切，坝址区地下水化学类型为HCO3-CaMg型水。矿化度0.227g/l，均属淡水。pH值8.17，属弱碱性水。总硬度12.4H°，属微硬水。根据水质分析结果，按《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）附录G评价，坝址区地下水对混凝土无腐蚀性。岩土物理力学性质表1坝址岩土体物理力学参数建议值项目岩性块体密度g/cm3弹性模量GPa泊松比岩体抗剪断强度砼与岩体抗剪断强度岩体抗剪强度允许承载力f'c'（MPa）f'c'（MPa）fMPa弱风化白云质灰岩2.751.00.90.657微风化白云质灰岩2.809备注：坝基与卵石摩擦系数f=0.50～0.53。（1）松散岩类1）Q4低液限粘土坝址区Q4低液限粘土呈透镜体状分布于Q4卵石层中，灰色，属软塑-可塑状态，标贯击数3-4击。2）Q3低液限粘土呈透镜体状分布于Q3卵石层中，棕黄色，硬塑状态，标贯击数19-22击。3）Q4卵石在坝址及其附近上、下游河槽中，对表层卵石混合土层取样进行了试验，粒度成分中漂石含量占23%～40%，卵石占17%～45%；砾石占12%～25%，小于砾石的颗粒占15%～40%，不均匀系数值为120～190，属不均匀土类。4）Q3砾砂、卵石Q3砾砂、卵石分布于河槽下部，属中密-密实土类。（2）基岩类坝址区岩石种类有鲕粒灰质白云岩、鲕粒白云质灰岩、白云质灰岩、泥质条带灰岩等。均属坚硬岩，其单轴饱和抗压强度为83.4～143MPa，平均113.9Mpa。饱和抗剪断试验所得凝聚力范围值为4.39～5.18MPa，平均值为4.85MPa，内摩擦角为53.2°～58.6°，平均值为55.67°。岩土体参数建议值见表1。1.2.2水文资料气象地处暖温带，属大陆季风型气候。据当地气象局资料，该区春季温暖多风干旱，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季干冷少雪。年平均气温14.3℃，1月份最冷，平均气温-0.1℃，年极端最低气温-20℃，7月份最热，平均气温27.3℃，年极端最高气温43.3℃，年平均降雨量641.7mm，主要集中在7-9月份，年最高降雨量为1012.7mm，年最低降雨量为376.6mm。年水面蒸发量1350mm，陆面蒸发量490mm。最大风速33m洪水孤山湖水库位于焦作市郊，流域主要由山丘区组成。上游群英水库设计洪水和群英水库下游至孤山湖水库区间设计洪水均依据河南省水利勘测设计院1984年编制的《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》（以下简称《洪水图集》）进行计算。群英水库调节后的洪水，与区间洪水相叠加作为孤山湖水库设计洪水。洪水计算结果见表2。表2各坝址洪水计算结果坝址一（b=60m）起调水位：401m对应库容：969.08万m3设计标准洪峰流量(m3/s)水位(m)库容(万m3)泄量(m3/s)50年一遇2335.86406.781240.211768.1500年一遇3730.97409.111349.582930.1坝址二（b=55m）起调水位：397m对应库容：964.6万m3设计标准洪峰流量(m3/s)水位(m)库容(万m3)泄量(m3/s)50年一遇2335.86402.831239.961797.25500年一遇3730.97405.31362.062841.01坝址三（b=65m）起调水位：395m对应库容：1208.19万m3设计标准洪峰流量(m3/s)水位(m)库容(万m3)泄量(m3/s)50年一遇2575.01400.761321.721904.27500年一遇3788.9402.771426.222975.16坝下游设计水位50年一遇水位(m)500年一遇水位(m)坝址一352.65353.98坝址二348.73350.70坝址三346.47348.2泥沙孤山湖水库坝址附近没有实测泥沙资料。查《河南省水利工程水文计算常用图》，大沙河流域实测输沙量模数200t/km2～500t/km2。由于孤山湖库区内植被良好，故选取孤山湖水库坝址输沙量模数为200t/km2，则孤山湖水库坝址悬移质输沙量为1.338万t，推移质输沙量为0.201万t，多年平均输沙量为1.539万t。由此算得泥沙淤积库容及相应水位：坝址一21.7万m3，淤积高程为358.2m；坝址二22.4万m3，淤积高程为354.2m；坝址三29.2万m3，淤积高程为353.44m；水库死水位确定考虑水库泥沙淤积对进水口高程的影响，水库死水位应高于坝前淤沙高程。通过综合比较，取水库死水位坝址一取为358.3m，相应库容22.19万m3；坝址二取为354.3m，相应库容22.57万m3；坝址三取为353.5m，相应库容29.54万m3，可以满足设计年限内泥沙淤积和各部门正常工作的最低要求。水库正常蓄水位及其库容确定根据孤山湖水库来水由群英水库下泄流量和区间来水两部分组成，经群英水库调节后，各月来水相对较为均匀，对城市供水有利。焦作市工业及居民生活用水有多个水源，孤山湖水库建成后将成为新的补给供水水源，群英水库不再直接供给焦作市用水。正常情况下孤山湖水库需向焦作市供水0.9m3表3孤山湖水库各坝址防洪方案坝址位置起调水位(m)相应库容(104溢流坝宽度(m)运用方式坝址一401969.0860无闸门控制坝址二397964.655无闸门控制坝址三3951208.1965无闸门控制1.2.3其它资料电站机组主要技术指标见表4基本参数。表4电站机组主要技术指标序号项目坝一（2×320KW）坝二、三（2×400KW）1水轮机型号HL220-WJ-42HL220-WJ-502水轮发电机型号TSWN85/31-6TSWN99/37-83调速器型号TT-150YT-3004设计水头（m）36.7335设计流量（m3/s）1.181.706水轮机效率（%）82.5837发电机效率（%）91.5938水轮机出力（KW）3504599设计点模型汽蚀系数0.1330.13310水轮机单价（万元）14.516.511发电机单价（万元）18.325.012装机年利用小时数（h）22831744第二章枢纽布置2.1工程等级和设计标准2.1.1工程等级及建筑物级别根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000有表1-1水利水电工程分等指标工程等别工程规模水库总库容(10mEQ）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(10亩)治涝面积(10亩)灌溉面积(10亩)供水对象重要性装机容量(10KW)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注:①水库总库容指水库最高水位以下的静库容；②治涝面积和灌溉面积均指设计面积。确定孤山湖水利枢纽工程为Ⅳ等工程，小（1）型规模。表1-2水工建筑物级别工程等别永久性建筑物级别临时性建筑物级别主要建筑物次要建筑物Ⅰ133Ⅱ234Ⅲ345Ⅳ455Ⅴ555确定孤山湖水利枢纽的水工建筑物级别为：主要建筑物4级，次要建筑物5级，临时性建筑物级别5级。2.1.2工程洪水标准表1-3山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准[重现期（年）]项目水工建筑物级别12345设计1000～500500～100100～5050～3030～20校核土石坝可能最大洪水（PMF）或10000～50005000～20002000～10001000～300300～200混凝土坝、浆砌石坝5000～20002000～10001000～500500～200200～100本工程采用混凝土重力坝，所以永久性水工建筑物的洪水标准：正常运用情况下为50年一遇,非常运用情况下为500年一遇。表1-4临时性水工建筑物洪水标准[重现期（年）]临时性建筑物类型临时性水工建筑物级别345土石结构50～2020～1010～5混凝土、浆砌石结构20～1010～55～3确定临时性建筑物的洪水标准：5年一遇。2.2．枢纽总体布置枢纽的整体布置要综合考虑上、下坝址的地形和地质条件，结合所给工程的实际要求，全面考虑运用、施工、管理、技术、经济等问题。在保证方便和安全可靠的前提下，力求作到节省工程量，便于施工、缩短工期，优选技术经济效益最佳的方案。2.2.1坝型的选择目前，应用比较多的坝型有重力坝、拱坝和土石坝。在选择坝型时，要根据坝区的地质、地形条件、筑坝材料、施工技术、施工条件、施工导流等众多因素来定。由于坝址区河道曲折，在坝址区下游向东延伸呈一“S”型弯曲，河床礁滩密布，坡降大，地质构造主要表现为大面积间歇抬升，因此，很明显不适合拱坝的修筑，重力坝和土石坝都在考虑范围之内。对这两种坝型进行比较后再作选择。考虑到本枢纽主要承担了发电、防洪任务，而且在校核洪水位时的流量和泄流量都较大，需要开敞式的坝体泄流枢纽，由于土石坝自身不能在坝顶溢流的缺点，不能够满足防洪时泄流的需要，故选用混凝土重力坝作为设计的坝型。重力坝主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求；同时依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。重力坝之所以得到广泛应用，是因为其具有以下几个方面的优点：（1）安全可靠。重力坝剖面尺寸大，坝内应力较低，筑坝材料强度高，耐久性好，因而抵抗洪水漫顶、渗漏、地震和战争破坏的能力都比较强。（2）任何形状的河谷都可以修建重力坝。（3）枢纽泄洪问题容易解决。重力坝可以做成溢流的，也可以在坝内不同高程设置泄水孔，一般不需要另设溢洪道或泄水隧洞，枢纽布置紧凑。（4）便于施工导流。在施工期可以利用坝体导流，一般不需要另设导流隧洞。（5）施工方便。大体积混凝土可以采用机械化施工，在放样、立模和混凝土浇筑方面都比较简单，并且加强、修复、维护或扩建也比较方便。重力坝的缺点主要是坝体剖面尺寸大，材料用量多，把体应力较低，材料的强度不能充分发挥，而且需要严格的温度控制措施，坝体与地基的接触面积大，相应的坝体扬压力大，对稳定不利。对稳定不利可以采用多种措施进行改良，例如：1.利用水重；2.采用有利的开挖轮廓线；3.设置齿墙；4.抽水措施；5.加固地基；6.横缝灌浆；7.预加应力措施。因此，最后决定采用混凝土重力坝。2.2.2枢纽布置方案比较枢纽由以下部分组成：溢流坝段、非溢流坝段、厂房、通航建筑物。在进行水利枢纽布置时应全面考虑运用、施工、管理、技术经济等多方面的问题。初步拟定了两种方案以供比选：方案一：左岸通航建筑物，右岸厂房，中间大坝方案二：左岸厂房，右岸通航建筑物，中间大坝方案比较：考虑到右岸有比较开阔的地方来布置发电厂房，对坝后式厂房的布置非常有利；左岸地势相对平坦，因此水流比较平顺，有利于船只的顺利通航，因此在左岸布置通航建筑物是不错的选择。开挖引水渠的费用也比较高，所以，在选择方案时选择坝后式厂房，综上所述，选择方案一。第三章非溢流坝段设计3.1、坝顶高程的确定坝顶高程=max(设计洪水位+超高；校核洪水位+超高)坝顶上游防浪墙顶高程应超出水库静水面的高度按下式计算：（3-1）式中—累积频率为1％的波浪高度（m），素按官厅水库公式计算：—波浪中心线高出静水面的高度（m），按下式计算：—取决于坝的级别和计算情况的安全超高，查下表：安全超高（m）荷载组合（运用情况）坝的级别123基本组合（正常情况）特殊组合（校核情况）设计和校核情况坝顶高程（或坝顶防浪墙顶高程）按下式计算，并选用其中的较大值。式中，和分别按式（3-1）的要求考虑。对于1、2级的坝，如果按照可能最大洪水校核时，坝顶高程不得低于相应静水位，放浪墙顶不得低于波浪顶高程。此工程防浪墙高度取1.2m，与坝体在结构上连成整体，墙身应有足够的厚度，以抵挡波浪及漂浮物的冲击。坝顶高程计算成果表正常蓄水位情况下HDV0V02gD/V02Lmhh1%80.28132533108911.93613.9981.4411.788πh1%2/Lm2πH/Lmcth(2πH/Lm)hzhc△h设计水位墙顶高程0.71736.03510.7170.42.905406.78409.685校核洪水位情况HDV0V02gD/V02Lmhh1%82.61132522.5506.2525.6769.5380.8931.108πh1%2/Lm2πH/Lmcth(2πH/Lm)hzhc△h校核水位墙顶高程0.40454.4210.4040.31.812409.11410.922则坝顶高程取最大值H=410.93m,（包括了防浪墙高1.2m）则最终坝顶高程H=410.93-1.2=409.73m.坝高为409.73m-326.5m=82.23m3.2坝顶宽度的确定为了满足设备布置、运行、交通及设施的需要，经过分析选取坝顶宽度B1为9m。3.3坝坡的拟定常用的剖面形态有：（１）上游坝面铅直，适用于混凝土与基岩接触面间的f,c值较大或坝体内设有泄水孔或水管道，有进口控制设备的情况；（２）上游坝面上部铅直，下部倾斜，既便于布置进口控制设备，又可利用部分水重帮助坝体维持稳定；（３）上游坝面略向上倾斜，适用于混凝土与基岩面间的f,c值较低的情况。经比较，本设计采用第2种，即上游坝面上部铅直，下部倾斜的剖面形态。上游坝坡坡率取n=0.2，下游边坡系数m=0.8，上游起坡点高度，一般在坝高的1/3～2/3范围内。(～）坝高m=（～）×82.23=（27.41～54.82）m上游折坡点高程=（27.41～54.82）+318=345.41～372.82m为尽量利用水重，折坡点高程初步定在371.5m处。重力坝剖面的下游坡的起坡点的高程取为397.5m.3.4坝基的防渗与排水设施拟定由于防渗的需要，坝基须设置防渗帷幕和排水孔幕。根据基础廊道的布置要求，初步拟定防渗帷幕及排水孔中心线在坝基面处距离坝踵分别为6.5m和9m。拟定的剖面尺寸如下图所示：3.5荷载组合及其计算作用在重力坝的荷载主要有：坝体自重，上下游坝面上的水压力，扬压力，浪压力，泥沙压力，地震压力等，取1m坝长进行计算。设计重力坝时应根据具体的运用条件确定各种荷载的数值，并选择不同的荷载组合，用以验算坝体的稳定和强度。3.5.1设计情况上游设计洪水位为406.78m，相应下游洪水位为352.65m，坝基设有防渗帷幕和基础排水措施。要求抗滑安全系数Ks≧1.05。按抗剪断强度公式计算稳定安全系数k'≥3.0。基本资料：坝顶高程(m)坝底高程(m)上游水位(m)409.73326.50406.78坝顶宽B1（m)坝底宽B2(m)坝体高H(m)9.0074.8083.23淤沙高度hs（m)沙浮容重γsb（kN/m3)坝体容重γ坝（kN/m3)31.7010.0024.00下游水位(m)上游折坡高程(m)下游折坡高程(m)上游坡率n352.65371.50397.500.20浪高2hl(m)上游折坡高度H3(m)下游折坡高度H4(m)波长2Ll(m)1.4545.0071.0013.98水容重γ水（kN/m3)摩擦系数f淤沙内摩擦角φs计算风速（m/s)9.810.6526.0033.00下游坡率m渗透压力系数α上游水深H1排水孔至坝踵距L2(m)0.800.2580.289.00h0(m)下游水深H20.4326.15吹程(km)多年风速(m/s)混凝土/基岩摩擦系数f'混凝土/基岩凝聚力C'(MPa)1.3322.501.000.90自重：自重部分分三部分分别为上游三角体、矩形体、下游三角体。坝体矩形体自重W1=B1*H*γ坝=17977.68KN上游三角体自重W2=0.5*n*H32γ坝=4860.00KN下游三角体自重W3=0.5*m*H4^2*γ坝=48393.60KN水重：上游矩形Q1=n*H3*h*γ水=3114.87KN上游三角体Q2=0.5*n*H32*γ水=1986.53KN下游三角体Q3=0.5*m*H22*γ水=2683.32KN水压力：上游水压力P1=0.5*H12*γ水=31612.13KN(→)下游水压力P2=0.5*H22*γ水=3354.15KN(←)浪压力：Pl=0.5γ水[(Ll+2hl+h0)Ll-Ll2]=6.58KN淤沙压力：水平向Psk1=0.5*γsb*hs2tg2(45°-φs/2)=1961.86KN竖向Psk2=0.5*γsb*n*H32+γsb*(hs-H3)*n*H3=828.00KN合计:垂直方向的合力∑W=79844.00KN(↓)水平方向的合力∑P=33580.56KN(→)扬压力：浮托力u1=B2*H2*γ水=19188.56KN渗透压力u2=α*（H1-H2）*L2*γ水=1194.78KN渗透压力u3=0.5*L2*(1-α)*(H1-H2)*γ水=1792.18KN渗透压力u4=0.5*(H1－H2)*α*(B2-L2）*γ水=4367.60KN计入扬压力后合计：垂直方向的合力∑W=53300.88KN(↓)水平方向的合力∑P=30226.41KN(→)按抗剪断强度公式计算抗滑稳定安全系数K’K’==(1.00*53300.88+0.9*74.8*1000)/30226.41=3.99>3.0所以，按抗剪断强度公式计算的坝体抗滑稳定满足要求；按抗剪强度公式计算抗滑稳定安全系数KK=f（∑W-U）/∑P=0.65*53300.88/30226.41=1.15>1.05所以，按抗剪强度公式计算的坝体抗滑稳定也满足要求。计算的成果表如下图所示：垂直力(kN)水平力（kN）荷载计算公式↑↓→←自重坝体矩形部分W1B1*H*γ坝17977.68上游三角体W20.5*n*H32γ坝4860.00下游三角体W30.5*m*H4^2*γ坝48393.60水重上游矩形Q1n*H3*h*γ水3114.87上游三角体Q20.5*n*H32*γ水1986.53下游三角体Q30.5*m*H22*γ水2683.32水压力上游水压力P10.5*H12*γ水31612.13下游水压力P20.5*H22*γ水3354.15浪压力PL0.5γ水[(Ll+2hl+h0)Ll-Ll2]63.11淤沙压力水平向Psk10.5*γsb*hs2tg2(45°-φs/2)1961.86竖向Psk20.5*γsb*n*H32+γsb*(hs-H3)*n*H3828.00小计79844.0033637.09扬压力浮托力u1B2*H2*γ水19188.56渗透压力u2α*（H1-H2）*L2*γ水1194.78渗透压力u30.5*L2*(1-α)*(H1-H2)*γ水1792.18渗透压力u40.5*(H1－H2)*α*(B2-L2）*γ水4367.60小计26543.12合计26543.1279844.0033637.093354.1553300.8830282.943.5.2校核情况上游校核洪水位为409.11m，相应下游洪水位为353.98m，坝基设有防渗帷幕和基础排水措施。要求抗滑安全系数Ks≧1.05。按抗剪断强度公式计算稳定安全系数k'≥3.0。校核情况和设计情况只有水位情况不一样，故计算部分只有数据不一样，因此计算结果表如下：垂直力(kN)水平力（kN）荷载计算公式↑↓→←自重坝体矩形部分W1B1*H*γ坝17603.15上游三角体W20.5*n*H32γ坝2878.75下游三角体W30.5*m*H4^2*γ坝50092.60水重上游矩形Q1n*H3*h*γ水3269.38上游三角体Q20.5*n*H32*γ水122.50下游三角体Q30.5*m*H22*γ水302.06水压力上游水压力P10.5*H12*γ水33473.74下游水压力P20.5*H22*γ水3704.01浪压力PL0.5γ水[(Ll+2hl+h0)Ll-Ll2]27.16淤沙压力水平向Psk10.5*γsb*hs2tg2(45°-φs/2)1961.86竖向Psk20.5*γsb*n*H32+γsb*(hs-H3)*n*H3994.00小计75262.4335462.75扬压力浮托力u1B2*H2*γ水20056.66渗透压力u2α*（H1-H2）*L2*γ水1216.86渗透压力u30.5*L2*(1-α)*(H1-H2)*γ水1825.29渗透压力u40.5*(H1－H2)*α*(B2-L2）*γ水4421.25小计27520.05合计27520.0575262.4335462.753704.0147742.3831758.74三.稳定计算及应力计算基本组合(1)按抗剪强度公式计算稳定安全系数k'＝3.61>[k']=2.5(2)按抗剪强度公式计算稳定安全系数k＝1.05>[k]=1.00故校核情况下坝体的抗滑稳定也是满足要求的。3.5.3地震情况上游校核洪水位为406.78m，相应下游洪水位为352.65m，坝基设有防渗帷幕和基础排水措施。要求抗滑安全系数Ks≧1.05。按抗剪断强度公式计算稳定安全系数k'≥3.0。垂直力(kN)水平力（kN）荷载计算公式↑↓→←自重坝体矩形部分W1B1*H*γ坝17603.15上游三角体W20.5*n*H32γ坝2878.75下游三角体W30.5*m*H4^2*γ坝50092.60水重上游矩形Q1n*H3*h*γ水3109.38上游三角体Q20.5*n*H32*γ水122.50下游三角体Q30.5*m*H22*γ水302.06水压力上游水压力P10.5*H12*γ水31612.13下游水压力P20.5*H22*γ水3704.01浪压力PL0.5γ水[(Ll+2hl+h0)Ll-Ll2]62.94淤沙压力水平向Psk10.5*γsb*hs2tg2(45°-φs/2)1961.86竖向Psk20.5*γsb*n*H32+γsb*(hs-H3)*n*H3994.00地震惯性力FF=ah§GEa/g903.99小计75102.4333636.92扬压力浮托力u1B2*H2*γ水20056.66渗透压力u2α*（H1-H2）*L2*γ水1165.43渗透压力u30.5*L2*(1-α)*(H1-H2)*γ水1748.14渗透压力u40.5*(H1－H2)*α*(B2-L2）*γ水4234.39小计27204.62合计27204.6275102.4333636.923704.0147897.8129932.91三.稳定计算及应力计算基本组合(1)按抗剪强度公式计算稳定安全系数k'＝3.84>[k']=2.5(2)按抗剪强度公式计算稳定安全系数k＝1.12>[k]=1.00故地震情况下坝体的抗滑稳定也是满足要求的。3.6应力分析强度和稳定是表征建筑物安全两个重要方面。而应力分析是校核强度和稳定的前提。重力坝的应力分析是在坝体断面业已初步拟订的情况下进行的，其目的是为了判定坝体运用期和施工期是否满足强度和稳定方面的要求，同时也为研究与设计和施工有关的其他问题（如确定坝体混凝土标号分区以及在某些部位配置钢筋等）提供依据。设计的坝体断面需要满足规定的应力条件：在基本荷载组合下，重力坝坝基面的最大垂直正应力应小于坝基允许压应力，最小垂直正应力应大于零；对于坝体应力，在基本荷载组合下，下游面最大主压应力不大于混凝土的允许压应力值，上游面的最小主压应力应大于零。重力坝的应力状态是一个三维问题，严格说来，应采用三维优先单元法进行应力分析。但经验证明，重力坝的应力分布情况基本上接近平面状态，只是局部应力分布较为复杂。为此，通常仍以平面分析为基础，加上一定的局部应力复核。重力坝的整体应力分析，仍可用材料力学法计算。重力坝的实际水平截面形状比较复杂，计算时可简化为工字形截面，并假定坝体应力沿轴线的厚度方向均匀分布，水平截面上的垂直正应力仍为直线分布。用偏心受压公式计算上下游边缘正应力、，即：σyu=ΣW/T+6ΣM/T2(kN/m2)σyd=ΣW/T-6ΣM/T2(kN/m2)式中：——上游边缘垂直正应力，Pa；——下游边缘垂直正应力，Pa；∑M——作用于计算表面以上全部荷载对截面垂直水流流向形心轴的力矩总和，kN·m；T——计算截面的长度，m。根据SDJ—78«混凝土重力坝设计规范»可计算边缘其他的应力分量。上游面剪应力：下游面剪应力：上游面水平正应力：下游面水平正应力：上游面主应力：下游面主应力：以上公式适用于无扬压力作用的情况，当截面上有扬压力作用时，应分别采用下列公式：σ1d=（1+m2）σyd-m2（p‘-pud）式中：n——上游坝坡；m——下游坝坡；、——计算截面在上、下游坝面所承受的水压力强度（如有淤沙压力时，应计入在内）；、——计算截面在上、下游坝面处的扬压力强度；——计算截面上全部垂直力之和（包括坝体自重、水重、淤沙重及计算的扬压力等），以下向下为正，对于实体重力坝，均切取单位宽度坝体为准（下同）；以使上游面产生压应力者为正。3.6.1设计情况A无扬压力情况下：=200159.09T=74.80m上游面垂直正应力：σyu=ΣW/T+6ΣM/T2=79844/74.8+6*200159.09/74.8^2=852.79Kpa下游面垂直正应力：σyd=ΣW/T-6ΣM/T2=79844/74.8-6*200159.09/74.8^2=1282.08KpaB计扬压力时：∑W=53300.88KN∑M=601437.97KN·m上游面垂直正应力：σyu=ΣW/T+6ΣM/T2=53300.88/74.8+6*601437.97/74.82=1357.55Kpa下游面垂直正应力：σyd=ΣW/T-6ΣM/T2=53300.88/74.8-6*601437.97/74.82=67.61Kpa上游面剪应力:τu=(P-Puu-σyu）n=（911.32-787.55-1357.55）*0.2=-246.75KN下游面剪应力:τd=(σyd-P'+Pud）m=67.61*0.8=54.09Kpa上游面水平正应力:σxu=（P-Puu）-（P-Puu-σyu）n2=911.32-787.55-(911.32-787.55-1357.55)*0.22=173.13Kpa下游面水平正应力:σxd=（P'-Pud）+（σyd-P'+Pud）m2=256.53-787.55+（67.61-256.53+256.53）*0.82=43.27Kpa上游面主应力:σ1u=(1+n2)σyu-n2(P-Puu)=（1+0.22）*1357.55-0.22（911.32-787.55）=1406.90Kpaσ2u=P-Puu=911.32-787.55=123.78Kpa下游面主应力:σ1d=(1+m2)σyd-m2(P'-Pud)=（1+0.82）*67.61-0.82*（256.53-256.53）=110.88Kpaσ2d=P'-Pud=0根据以上的计算结果可以得出坝踵没有出现拉应力，故满足应力要求。计算结果如下表所示：(3)应力计算a.上游面垂直正应力（计入扬压力)σyu=ΣW/T+6ΣM/T2(kN/m2)1357.55b.下游面垂直正应力（计入扬压力)σyd=ΣW/T-6ΣM/T2(kN/m2)67.61c.上游面垂直正应力（不计扬压力）σyu=ΣW/T+6ΣM/T2(kN/m2)852.79d.下游面垂直正应力（不计扬压力)σyd=ΣW/T-6ΣM/T2(kN/m2)1282.08e.上游面剪应力τu（计入扬压力）τu=(P-Puu-σyu）n(kN/m2)-246.75f.下游面剪应力τd（计入扬压力）τd=(σyd-P'+Pud）m(kN/m2)54.09g.上游面水平正应力（计入扬压力）σxu=（P-Puu）-（P-Puu-σyu）n2173.13h.下游面水平正应力（计入扬压力）σxd=（P'-Pud）+（σyd-P'+Pud）m243.27i.上游面主应力（计入扬压力）σ1u=(1+n2)σyu-n2(P-Puu)1406.90σ2u=P-Puu123.78j.下游面主应力（计入扬压力）σ1d=(1+m2)σyd-m2(P'-Pud)110.88σ2d=P'-Pud0.003.6.2校核情况计算结果如下表所示：(3)应力计算a.上游面垂直正应力（计入扬压力)σyu=ΣW/T+6ΣM/T2(kN/m2)1204.90b.下游面垂直正应力（计入扬压力)σyd=ΣW/T-6ΣM/T2(kN/m2)78.50c.上游面垂直正应力（不计扬压力）σyu=ΣW/T+6ΣM/T2(kN/m2)773.34d.下游面垂直正应力（不计扬压力)σyd=ΣW/T-6ΣM/T2(kN/m2)1249.85e.上游面剪应力τuτu=(P-Puu-σyu）n(kN/m2)6684.06f.下游面剪应力τdτd=(σyd-P'+Pud）m(kN/m2)-2684.75g.上游面水平正应力σxu=（P-Puu）-（P-Puu-σyu）n233288.38h.上游面水平正应力σxd=（P'-Pud）+（σyd-P'+Pud）m21286.64i.上游面主应力σ1u=(1+n2)σyu-n2(P-Puu)-131.91σ2u=P-Puu34625.19j.下游面主应力σ1d=(1+m2)σyd-m2(P-Pud)-2069.30σ2d=P'-Pud3434.43从表中可以看出坝踵没有出现拉应力，故校核情况下应力也满足要求。3.6.3地震情况结果如下表所示：(3)应力计算a.上游面垂直正应力（计入扬压力)σyu=ΣW/T+6ΣM/T2(kN/m2)1207.12b.下游面垂直正应力（计入扬压力)σyd=ΣW/T-6ΣM/T2(kN/m2)80.46c.上游面垂直正应力（不计扬压力）σyu=ΣW/T+6ΣM/T2(kN/m2)847.68d.下游面垂直正应力（不计扬压力)σyd=ΣW/T-6ΣM/T2(kN/m2)1171.20e.上游面剪应力τuτu=(P-Puu-σyu）n(kN/m2)6315.86f.下游面剪应力τdτd=(σyd-P'+Pud）m(kN/m2)-2683.18g.上游面水平正应力σxu=（P-Puu）-（P-Puu-σyu）n231523.26h.上游面水平正应力σxd=（P'-Pud）+（σyd-P'+Pud）m21287.89i.上游面主应力σ1u=(1+n2)σyu-n2(P-Puu)-56.05σ2u=P-Puu32786.44j.下游面主应力σ1d=(1+m2)σyd-m2(P-Pud)-2066.09σ2d=P'-Pud3434.43从表中可以看出坝踵没有出现拉应力，故地震情况下应力也满足要求。第四章溢流坝段设计4.1泄水方式的选择溢流重力坝既要挡水又要泄水，不仅要满足稳定和强度要求，还要满足泄水要求。因此，需要有足够的孔口尺寸、较好体形的堰型，以满足泄水的要求；并使水流平顺，不产生空蚀破坏。溢流坝的泄水方式主要有以下两种：开敞溢流式。除泄洪外，它还可排除冰凌或其他漂浮物。堰顶可设置闸门，也可不设。不设闸门时，堰顶高程等于水库的正常高水位，泄洪时库水位壅高，从而加大了淹没损失，但结构简单，管理方便，适用于泄洪量不大、淹没损失小的中小型工程；设置闸门的溢流坝，闸门顶高程大致与正常高水位齐平，堰顶高程较低，可利用闸门的开启高度调节库水位和下泄流量，适用于大型工程及重要的中型工程。孔口溢流式。为了降低堰顶闸门的高度，增大泄流，可采用带有胸墙的溢流堰。这种型式的溢流孔可按洪水预报提前放水，从而腾出较大库容蓄纳洪水，提高水库的调洪能力。为使水库具有较大的泄洪潜力，宜优先考虑开敞式溢流孔。从实际工程中水头较大需较充分泄流等要求出发，结合开敞式与孔口溢流式的优缺点进行分析，本设计中选择开敞溢流式并不设置闸门。根据基本资料可知，溢流坝宽度为60m；洪水标准为：正常运用情况下为50年一遇,非常运用情况下为500年一遇；流量：正常运用情况，溢流坝的下泄流量为1768.1m3/s，校核情况，溢流坝的下泄流量为2930.1m3/s，单宽流量q=1768.1/60=29.47m3/（s·m）。4.2堰顶高程确定因为是开敞溢流式并不设闸门，故堰顶高程取正常蓄水位高程401.0m。4.3定型设计水头的确定堰上最大水头Hmax=校核洪水位-堰顶高程，即：Hmax=409.11-401=8.11m定型设计水头Hd=（75%～95%）Hmax=6.0825m～7.7045m取Hd=7.5m，7.5/8.11=0.92，查表知坝面最大负压为：0.2Hd=1.5m，小于规定的允许值（最大不超过3m～6m的水柱）。4.4、溢流坝段剖面设计溢流坝面由顶部曲线段、中间直线段和下部反弧三部分组成。堰顶上半段做成三圆弧曲线，上游堰面铅直，堰顶下半段做成WES曲线，下游做成挑流鼻坎。4.4.1堰顶圆弧曲线及WES曲线的确定A堰顶圆弧曲线的确定（上游堰面铅直）最大作用水头：，设计作用水头Hd=7.5m。查规范，得第一个圆弧半径R1=0.5Hd=0.5*7.5=3.75m；第一个圆弧宽度b1=0.175Hd=0.175*7.5=1.31m；第二个圆弧半径R2=0.2Hd=0.2*7.5=1.50m;第二个圆弧宽度b2=0.276Hd=0.276*7.5=2.07m;第三个圆弧半径R3=0.04Hd=0.04*7.5=0.30m;第三个圆弧宽度b3=0.282Hd=0.282*7.5=2.12m.根据以上三个圆弧半径和宽度就可以确定出上游圆弧曲线。与圆弧曲线连接的是WES曲线。BWES曲线方程的确定WES曲线方程：由于上游面为铅直的，,，Hd=7.5mWES曲线方程为：WES曲线与中间直线段连接的接点是两线的切点,设切点坐标为（x0，y0）,则：即WES曲线段与直线段的接点坐标为（6.34,2.74）。溢流坝的剖面设计如下图所示：4.4.2溢流坝段消能防冲设计通过溢流坝顶下泄的水流，具有很大的能量，必须采取有效的消能措施，保护下游河床免受冲刷。消能设计的原则是：消能效果好，结构可靠，防止空蚀和磨损，以保证坝体和有关建筑物的安全。设计时应根据坝址地形、地质条件、枢纽布置、坝高、下泄流量等综合考虑。对于大型工程及高坝，还应进行水工模型试验。溢流坝常用的消能方式有：挑流消能、底流消能。挑流消能是利用溢流坝下游的挑流鼻坎将从坝顶下泄的高速水流抛向空中，使水流扩散、掺气，然后跌入下游河床的水垫中。水流在同空气摩擦的过程中可消耗一部分能量，水流进入水垫后，发生强烈的摩擦、旋滚，冲刷河床形成冲坑，其余大部分能量消耗于冲坑中。这种方式比较经济，一般适用于高水头、大流量、基岩较坚固的高坝或中坝。底流消能是通过水跃，将泄水建筑物泄出的急流转变为缓流，以消除多于动能的消能方式。消能主要靠水跃产生的表面旋滚与底部主流间产生的强烈紊动、剪切和掺混作用。它具有流态稳定、消能效果较好，对地质条件和尾水变幅适应性强以及水流雾化很小等特点，可适应高、中、低水头；但护坦较长，土石方开挖量和混凝土方量较大，工程造价高。结合消能工的布置原则并结合本枢纽地形、地质条件，对比两种消能方式，拟选用挑流消能。根据已建工程的经验，挑射角取=30，挑流鼻坎应高出下游最高水位1~2米，鼻坎高程定为353.98+1=354.98m，A反弧半径的确定 由能量方程可得,鼻坎平均水流流速v：v=φ=0.96ⅹ=31.27m/s因为，所以鼻坎平均水深(m)为：=式中：—堰面流速系数，根据经验=0.96；—库水位至坎顶高差，m；—校核洪水位时溢流坝下泄流量，m3/s； —鼻坎处水面宽度，m==2930.1/(60X31.27)=1.56m反弧半径R为:R=(4-10)h=6.24-15.6m(由经验公式计算：)取R=20mB水舌抛距计算坎顶水面流速v1=1.1v=1.1*31.27=34.4m/s坎顶垂直方向水深h1=hcos250=1.353m坎顶至河床面高差h2=354.98-348.5=6.48m水舌抛距L为：==1417.94mC最大冲坑水垫厚度计算q=2930.1/60=29.47m3/（s.m）上下游水位差H=409.11—353.98=55.13m水垫厚度：冲坑深度=26.63-（353.98-348.5）=21.15mL/=1417.94/21.15=67.05>2.5，由此可见，挑流消能形成的冲坑不影响大坝的安全。4.5溢流坝段抗滑稳定验算以及应力分析计算结果如下表所示：(3)应力计算a.上游面垂直正应力（计入扬压力)σyu=ΣW/T+6ΣM/T2(kN/m2)722.90b.下游面垂