B江水利枢纽堆石坝设计计算书（正常蓄水位276.3米）

- 1 - 目目 录录 第一章第一章 调洪演算调洪演算4 1.1 洪水调节计算4 1.1.1 洪水调节计算方法4 1.1.2 洪水调节具体计算4 1.1.3 计算结果统计6 1.2 防浪墙顶高确定6 1.2.1 正常蓄水位和设计设计洪水位状况8 1.2.2 校核状况8 第二章第二章 L L 型挡墙计算型挡墙计算10 2.1 荷载计算10 2.1.1 荷载计算方法10 2.1.2 工况一：正常蓄水位11 2.1.3 工况二：校核洪水位12 2.2 最危险工况判定13 2.3 L 型挡墙的抗滑稳定计算13 2.4 L 型挡墙的基底应力计算14 2.5 L 型挡墙抗倾覆稳定计算15 2.6 L 型挡墙配筋计算16 2.6.1 墙身配筋计算16 2.6.2 底板配筋计算17 第三章第三章 复合土工膜强度及厚度校核复合土工膜强度及厚度校核20 3.1 0.4mm 厚土工膜20 3.2 0.6mm 厚土工膜20 第四章第四章 坝坡稳定计算坝坡稳定计算22 4.1 坝体边坡拟定22 4.2 堆石坝坝坡稳定分析22 4.2.1 计算公式22 4.2.2 计算过程及结果23 第五章第五章 坝坡面复合土工膜稳定计算坝坡面复合土工膜稳定计算24 5.1 混凝土护坡与复合土工膜间抗滑稳定计算24 5.2 复合土工膜与下垫层间的抗滑稳定计算24 第六章第六章 趾板设计趾板设计25 6.1 设计趾板剖面25 6.2 趾板剖面的计算25 6.2.1 岸坡段趾板剖面25 6.2.2 河床段趾板剖面26 6.3 趾板配筋27 第七章第七章 副坝副坝27 7.1 副坝设计27 7.2 强度和稳定验算29 7.2.1 荷载计算29 - 2 - 7.2.1.1 工况一（正常蓄水位）29 7.2.1.2 工况二（设计洪水位）30 7.2.1.3 工况三（校核洪水位）30 第八章第八章 溢洪道设计溢洪道设计31 8.1 溢洪道基本参数确定31 8.2 堰面曲线32 第九章第九章 施工组织设计施工组织设计33 9.1 工程量清单计算33 9.1.1 工程量计算33 9.1.1.1 工程量计算的依据及项目划分33 9.1.1.2 主坝工程量计算33 9.1.1.2.1 各剖面工程量33 9.1.1.2.2 各坝段工程量及合计33 9.1.1.2.3 趾板段工程量34 9.1.1.2.4 主坝工程量合计35 9.1.1.3 副坝工程量计算36 9.1.2 工程量清单37 9.2 拦洪水位确定38 9.2.1 洪水调节原理38 9.2.2 隧洞下泄能力曲线的确定38 9.3 主体工程量计算41 9.3.1 计算公式及大坝分期说明41 9.3.2 计算过程43 9.4 施工机械选择及数量分析47 9.5 混凝土工程量及机械数量计算49 9.5.1 趾板49 9.5.2 混凝土面板50 9.5.3 挡浪墙52 9.5.4 副坝52 9.5.5 混凝土工程机械选择数量计算52 9.5.5.1 混凝土工程最大工作强度计算52 9.5.5.2 混凝土拌合设备数量计算53 9.6 导流洞施工计算53 9.6.1 基本资料54 9.6.2 开挖方法选择54 9.6.3 钻机爆破循环作业项目及机械设备的选择54 9.6.4 开挖循环作业组织54 9.6.4.1 确定开挖断面面积 S54 9.6.4.2 炮眼数量的确定和布置54 9.6.4.3 循环作业进尺计算54 9.6.4.4 确定钻孔、出渣机械数量55 9.6.4.5 计算总工期55 9.6.4.6 隧洞开挖主要机械汇总表55 - 3 - 设计洪水过程线(P=0.1%)57 校核洪水过程线(P=2%)58 堰顶高程 271m 流量关系曲线59 堰顶高程 272m 流量关系曲线60 堰顶高程 273m 流量关系曲线61 堰顶高程 272 水位流量关系曲线（校核） （B=10m）62 0.4mm 土工膜厚度验算65 0.6mm 土工膜厚度验算67 - 4 - 第一章 调洪演算 1.1 洪水调节计算 1.1.1 洪水调节计算方法 利用瞬态法，结合水库特有条件，得出专用于水库调洪计算的实用公式如 下： Q-q=v/t （1-1） 式中：Q 计算时段中的平均入库流量（m3/s） ； q 计算时段中的平均下泄流量（m3/s） ； v 时段初末水库蓄水量之差(m3)； t 计算时段，一般取 1-6 小时，本设计取 4 小时。 即在一个计算时段内，入库水量与下泄水量之差为该时段中蓄水量的变化。 1.1.2 洪水调节具体计算 用三角形法（高切林法）拟出洪水过程线，如附图 3、4。 根据本工程软弱岩基，选用单宽流量约为 2040 m3/s，允许设计洪水最大下泄 流量 255 m3/s，故闸门宽度约为 6.25m12.5m，选择三种宽度进行比较，假定 溢流前缘净宽分别为 8m、9m 和 10m,并假定三个堰顶高程，绘制出 ZQ 曲线。 并根据公式求得的溢流堰的泄水能力曲线。 2 3 2 HgmBQ 设计时用 AutoCAD 作图计算，在设计和校核洪水过程线图中，每单位面积 代表库容 360m3。正常蓄水位 276.3m，库容为 1969.9 万 m3； 绘图（如附图，列表计算各曲线坐标点参数如下： 表 1-1 设计洪水水位流量关系曲线 高程（m）下泄流量 （m3/s） 增加库容 （104m3） 初始库容 （m3） 总库容 （m3） 相应水位（m） 200312.11631030020831300277.50 250240.81631030020118300276.85 271 300164.81631030019358300276.16 - 5 - 200312.11631030020831300277.50 250240.81631030020118300276.85 272 300164.81631030019358300276.16 200312.11631030020831300277.50 250240.81631030020118300276.85 273 300164.81631030019358300276.16 由于 B=8,9,10m 时计算结果类似故近似相同 表 1-2 下泄能力曲线 闸门宽 （m） 堰上水 头（m） 侧收缩系 数 下泄 流量 Q(m3/s) 堰顶高程 271m 时水 位（m) 堰顶高程 272m 时水 位（m) 堰顶高程 273m 时水 位（m) 00.950.00271272273 10.9516.90272273274 20.9547.80273274275 30.9587.81274275276 40.95135.19275276277 50.95188.94276277278 60.95248.36277278279 70.95312.97278279280 8 80.95382.38279280281 00.950.00271272273 10.9519.01272273274 20.9553.78273274275 30.9598.79274275276 40.95152.09275276277 50.95212.56276277278 60.95279.41277278279 70.95352.09278279280 9 80.9543000.950.00271272273 10.9521.1327227327410 20.9559.76273274275 - 6 - 30.95109.76274275276 40.95168.99275276277 50.9523660.95310.45277278279 70.95391.21278279280 80.95477.98279280281 注：流量系数 m=0.502 根据上表数据并在刚刚所绘的 HQ 图中绘出 P=0.1%时的水位下泄量曲线 （见附图五、六、七）,两曲线的交点横坐标即为设计状况下最大下泄量,纵坐 标即为设计状况下水库水位的最高值. 1.1.3 计算结果统计 表 1-3 方案比较表 方案堰顶高程(m)堰顶宽（m）设计洪水位(m) 设计下泄流量 (m3/s) 12718276.97244.00 22719276.71260.10 327110276.5275.00 42728277.4210.00 52729277.21226.00 627210277.00225.00 72738277.75175.00 82739277.6191.00 927310277.5207.50 注：发电引用最大流量 5m3/s，相对较小，在计算时不予考虑。 以上方案中，设计下泄流量均不大于允许最大下泄流量 255m3/s，因而方案 的选择需通过经济技术比较选定。本设计对此只做定性分析。各个方案中应选 择在满足最大下泄流量的情况下下泄能力较大的方案。方案 2 与方案 6 较好。 但是方案 2 的溢洪道开挖量较大，而下泄能力变化不大，所以选择方案 6，即 堰顶高程 272.0m，溢流孔口净宽 10m； 表 1-4 校核洪水水位流量关系曲线： 高程流量增加库初始库容最终库容水位（m） - 7 - （m）（m3/s ) 容（m3）（m3）（m3） 20065980001771000024308300279.25 25057800001771000023490300279.10272 30049950001771000022705300278.91 根据上表数据并在刚刚所绘的 HQ 图中绘出 P=0.1%时的水位下泄量曲线 （见附图八）,两曲线的交点横坐标即为校核状况下最大下泄量,纵坐标即为校 核状况下水库水位的最高值. 综上所述该方案设计洪水位 277m，设计下泄流量 225.00 m3/s；校核洪水 位 278.50m，校核泄洪量 360.0m3/s。 1.2 防浪墙顶高确定 根据碾压式土石坝设计规范,堰顶上游 L 型挡墙在水库静水位以上高度 按下式确定： y=R+e+A （1-2） 式中 y坝顶超高 R最大波浪在坝坡上的爬高，按 h1%算 E最大风雍水面高度，按 hz算 A安全超高。库区多年平均最大风速 12.6 m/s，吹程 1.6Km。 表 1-5 土坝坝顶安全超高值(m) 坝 的 级 别 运用情况 IIIIII IV、V 正常 1.51.00.70.5 非常 0.70.50.40.3 波浪要素采用鹤地水库公式： （1- 3 1 2 0 8 1 0 2 0 %2 00625 . 0 V gD V V gh 3） （1- 2 1 2 0 2 0 0386. 0 V gD V gLm 4） - 8 - （1- mm z L H cth L h h 2 2 %1 5） 式中 累积频率为 2%的波高(m) %2 h Lm平均波长(m) V0为水面以上 10m 处的风速，正常运用条件下 III 级坝，采用多年平均最 大风速的 1.5 倍；非常运用条件下的各级土石坝，采用多年平均最大风速。设 计波浪爬高值根据工程等级确定，3 级坝采用累积频率为 1%的爬高值。按上 %1 h 述公式算出的为，再根据频率法按下表可得出。 %2 h %1 h 表 1-6 不同累积频率下的波高与平均波高比值(hp/hm) P%hm/ Hm 0.010.112451014205090 中,关于趾板设计的规定: 直板段厚度取 0.4m,小于 2m,不进行抗滑稳定验算。 趾板的宽度可根据趾板下基岩的允许水力梯度和地基处理措施确定，其最 小宽度宜为 3m。允许的水力梯度宜符合表 5-1 的规定。 表 6-1 水力梯度表 风化程度新鲜、微风化弱风化强风化全风化 允许水力梯度 20 102051035 趾板的厚度可小于相连接的面板的厚度，但不小于 0.3m。 趾板下游面应垂直于面板，面板地面以下的趾板高度不应小于 0.9m，两岸 坝高较低部位，可放宽要求。 中低坝的趾板应建在强风化岩层以下，故 H/S=510。 对趾板做如下设计: 6.2 趾板剖面的计算 趾板横截面如图示： 图 6-1 趾板横截面图 6.2.16.2.1 岸坡段趾板剖面 夹角 由下式计算： - 26 - (5-1) 2 1 2 2 2 2 1 2 2 1 2 22 2 1 cos mBCLm BCmLBCm 式中： m 上游边坡，m=1.5； (C-B) 趾板段两端点高度之差； L 趾板段两端点在沿坝轴线方向的距离。 6.2.26.2.2 河床段趾板剖面 夹角 由下式计算： (5-2) 1 22 cos 1 m m 式中：m 上游边坡，m=1.5； 计算结果如下表： 表 6-2 夹角 计算 C-BLmcos (。) 112.40.2331.50.990.4 22035.3241.50.9125 31972.51.50.8631.1 4048.611.50.8333.7 517.70.51.510.8 617.652.751.50.8729.7 714.917.41.50.9419.9 表 6-3 趾板具体计算 说明水头S 最小S 最大 S（最小取 3m） 趾板厚度 h（最小 0.3m） 112.81.282.5630.4 220.82.084.1630.4 3272.75.440.4 4323.26.440.4 5363.67.240.4 638.63.867.7240.4 741.64.168.3250.4 847.32.3654.7340.4 951.52.5755.1540.4 1052.52.6255.2540.4 1152.52.6255.2540.4 - 27 - 1252.52.6255.2540.4 1351.32.5655.1340.4 1436.71.8353.6740.4 1533.81.693.3840.4 1627.21.362.7230.4 1722.52.254.540.4 1819.91.993.9840.4 1912.81.282.5630.4 203.30.330.6630.4 6.3 趾板配筋 趾板的结构应力较小，一般在趾板内布置一定数量的温度钢筋。趾板钢筋 的各向含筋率可按照平板段设计厚度的 0.3采用。钢筋采用单层双向配筋， 保护层厚度为 10cm。在周边接缝处加配构造钢筋。钢筋布置在趾板顶部，单层 双向，各向含钢筋率为 0.30.4。本设计采用单层双向配筋，保护层厚度 取为 10cm。横向配筋率取为 0.3，纵向配筋率取为 0.3。 取单宽 1m，=0.3% ，则： 图 6-2 趾板配筋图 min =1000(4 min0 bhAs 00-100)0.3%=900mm2 查水工钢筋混凝土结 构学附录三表 2，选用 18280，As=909mm2。 由于趾板地基的帷幕与 固结灌浆，一般都在趾板上 进行，底座又起了灌浆顶盖 的作用，在底座内设置锚筋将 趾板固定在基岩上。锚筋按经验设计：采用直径 28mm 钢筋两向间距 1m，伸入基岩 5m，顶端弯成 180,弯钩与顶面钢筋勾连 第七章 副坝 7.1 副坝设计 副坝底高程为 266.8m，顶部与主坝平齐，为 281m，顶宽与主坝顶宽相同，取 6m，挡墙高与主坝相同，取 1.2m。如图示： 土工膜 281000,伸入基岩5m 18280 18280 - 28 - 图 7-1 副坝尺寸图 图 7-2 副坝荷载图 由公式(6-1)进行验算： (7-1) 0 c H B 式中：H 坝高，H=10.2 m； 混凝土容重，=24kN/m3； c c 水容重，=9.81kN/m3； 0 0 扬压力折减系数，河岸取为 0.3。 则： B=7.04m，故取 7.04M 满足要求。 7.2 强度和稳定验算 采用摩擦公式，计算校核水位下的抗滑稳定安全系数：K (7-2) P UWf K 式中： 作用于滑动面以上的力在铅直方向分量代数和；W 作用于滑动面以上的力在水平方向分量代数和；P - 29 - 作用在滑动面上的扬压力；U 滑动面上抗剪摩擦系数，根据资料，混凝土与弱风化千枚岩之f 间的摩擦系数为0.50.6，取0.5。ff 7.2.17.2.1 荷载计算荷载计算 7.2.1.1 工况一（正常蓄水位） 1） 扬压力 Fa=H=92.214kN w Fb= Fa=92.214kN 考虑在河岸段，扬压力折减系数=0.35 Fc=0.35 Fb=32.27kN 2） 浪压力： （7-18） zm w L hhLP %1 4 式中： 水的容重； w 波浪波长； m L 波浪浪高； %1 h 波浪中心线高出静水位高度。 z h zm w L hhLP %1 4 =109.317（1.259+0.534）/4 = 40.97Kn 静水压力 P=0.59.819.4 9.4=433.41KN P=0.5 FaH+ PL=40.97+433.41=474.38 U=0.5( FbFc )10.5Fc5=159.7kN W=S=2485.31=2047.44 kN c （2）稳定验算（抗剪强度公式）： - 30 - K=1.99 （7-19） P UWf)( 由水工建筑物表 2-7 得，挡墙的 K=1.05（3 级建筑物，特殊组合） ，则 K=1.991.05， 满足规范要求。 7.2.1.2 工况二（设计洪水位） 1） 扬压力 Fa=H=100.06kN w Fb= Fa=100.06kN 考虑在河岸段，扬压力折减系数=0.35 Fc=0.35 Fb=35.021kN 2） 浪压力： （7-18） zm w L hhLP %1 4 式中： 水的容重； w 波浪波长； m L 波浪浪高； %1 h 波浪中心线高出静水位高度。 z h zm w L hhLP %1 4 =109.317（1.259+0.534）/4 = 40.97Kn 静水压力 P=0.59.8110.2 10.2=510.32KN U=0.5( FbFc )10.5Fc5=173.3kN W=S=2485.31=2047.44 kN c （2）稳定验算（抗剪强度公式）： K=1.7 （7-19） P UWf)( 由水工建筑物表 2-7 得，挡墙的 K=1.05（3 级建筑物，特殊组合） ，则 K=1.71.05， 满足规范要求。 - 31 - 7.2.1.3 工况三（校核洪水位） 1） 扬压力 Fa=H=114.78kN w Fb= Fa=114.78kN 考虑在河岸段，扬压力折减系数=0.35 Fc=0.35 Fb=40.173kN 2） 浪压力： （7-18） zm w L hhLP %1 4 式中： 水的容重； w 波浪波长； m L 波浪浪高； %1 h 波浪中心线高出静水位高度。 z h zm w L hhLP %1 4 =106.211（0.697+0.246）/4 = 14.364KN 静水压力 P=0.59.8111.711.7=671.45KN U=0.5( FbFc )10.5Fc5=198.8kN W=S=2485.31=2047.44 kN c （2）稳定验算（抗剪强度公式）： K=1.34 （7-19） P UWf)( 由水工建筑物表 2-7 得，挡墙的 K=1.05（3 级建筑物，特殊组合） ，则 K=1.341.05， 满足规范要求。 第八章 溢洪道设计 本设计溢洪道根据溢洪道设计规范 sl253-2000设计。 8.1 溢洪道基本参数确定 - 32 - 本设计选取 WESI 型实用堰，设计定型水头 Hd 一般取孔口中心至交合水位 的 75%95%，即（75%95%） （277-272）=3.754.75m.取 Hd=5m 设计水头 Hd=5m，渠内流速 1.5m/s 至 3m/s，断面用垂直断面， 堰前渠底高程低于堰上水头 1/5 至 1/3。 上游堰面采用倒悬时应满足 ，此时，渠底高 max d/ 22.99mH 程低于 270 高程，增加了溢洪道的 开挖，故不采用倒悬。 为使 m 不至过小，断面用垂直 断面，堰前渠底高程低于堰上水头 1/3。 取 1.5m。 1 p ，属于低堰。 1d p1. 33H 本设计下游堰高很大，对溢流无影响，故采用直立的上游面。 8.2 堰面曲线 本设计堰顶上游部分采用三圆弧连接，比两圆弧段可以更为平顺地与上游 面连接，从而改善了堰面压力条件。三圆弧各参数可有规范查得： 上游面坡度取为 0 k=2 n=1.85 1 0.52.5 d RHm R3=0.04Hd=0.2m 2 0.21 d RHm b1=0.175Hd =0.875m， b2=0.276Hd =1.38m， b3=0.2818Hd =1.41m。 堰顶下游用曲线方程表示： 1.85 7.86xy 图 8-1 溢洪道曲面示意图 - 33 - 表 8-1 we s 下 游曲 线坐 标 x0. 10 0. 20 0. 40 0. 80 1. 00 1. 50 2. 00 2. 50 3. 00 4.00 y0. 00 0. 01 0. 02 0. 08 0. 13 0. 27 0. 46 0. 69 0. 97 1.65 第九章第九章 施工组织设计施工组织设计 9.1 工程量清单计算 9.1.1 工程量计算 9.1.1.19.1.1.1 工程量计算的依据及项目划分工程量计算的依据及项目划分 主坝工程量计算方法：算出坝体几个剖面的各工程量（本计算根据趾板段 转折点处划分剖面） ，两个剖面之间的坝段工程量根据两个剖面的工程量的平均 值乘以该坝段长度。总工程量则为各坝段工程量之和。 副坝工程量计算方法去：把坝划分为 3 各坝段，算出各坝段中间剖面的工 程量，各坝段工程量则根据该中间剖面的工程量乘以该坝段长度。总工程量为 各坝段工程量之和。 9.1.1.29.1.1.2 主坝工程量计算主坝工程量计算 9.1.2.1 各剖面工程量 剖面 12345678 一开挖 12.58 20.32 174.89 355.38 335.84 250.60 145.27 90.78 二现浇混凝土 0.23 5.83 10.28 10.25 6.72 4.68 2.15 三水泥砂 3.23 6.05 3.26 3.71 2.75 1.73 - 34 - 浆 四下垫层 32.11 57.36 35.16 37.52 25.00 15.24 五过度层 6.49 7.31 142.07 200.36 160.28 149.25 116.2389.14 六主堆石 448.59 2826.55 1356.55 1426.25 535.62 112.36 七次堆石 161.25 1576.25 500.25 495.26 135.26 30.24 八 块石护 坡 14.87 45.43 29.28 30.26 12.60 7.21 9.1.1.2.2 各坝段工程量及合计 主坝第一坝段 剖面面积（m2） 分项 剖面 1剖面 2剖面 3 坝段长度(m)工程量(m3) 1 开挖 12.58 20.32 174.89 35.55 1592.335 2 现浇混凝土 00.23 5.83 35.55 40.08559 3 水泥砂浆 00.00 3.23 35.55 19.14782 4 下垫层 00.00 32.11 35.55 190.2245 5 过度层 6.49 7.31 142.07 35.55 1053.373 6 主堆石 00.00 448.59 35.55 2657.869 7 次堆石 00.00 161.25 35.55 955.4252 8 块石护坡 0.00 0.00 14.87 35.55 88.12727 主坝第二坝段 1 开挖 174.89 355.38 335.84 121.12 39005.37 2 现浇混凝土 5.83 10.28 10.25 121.12 1154.691 3 水泥砂浆 3.23 6.05 3.26 121.12 619.5631 4 下垫层 32.11 57.36 35.16 121.12 5989.493 5 过度层 142.07 200.36 160.28 121.12 22281.78 6 主堆石 448.59 2826.55 1356.55 121.12 264674.2 7 次堆石 161.25 1576.25 500.25 121.12 140630.5 8 块石护坡 14.87 45.43 29.28 121.12 4559.639 主坝第三坝段 1 开挖 250.60 145.27 90.78 70.10 10777.41 2 现浇混凝土 6.72 4.68 2.15 70.10 322.3432 3 水泥砂浆 3.71 2.75 1.73 70.10 192.074 4 下垫层 37.52 25.00 15.24 70.10 1784.746 5 过度层 149.25 116.2389.14 70.10 8217.005 6 主堆石 1426.25 535.62 112.36 70.10 43007.4 7 次堆石 495.26 135.26 30.24 70.10 12460.74 8 块石护坡 30.26 12.60 7.21 70.10 1026.615 - 35 - 9.1.1.2.3 趾板段工程量 趾板段第 1、2 块第 3、4、5 块 第 3、4、5、6、7、8、9、10 块 1 剖面面积 2.67 2.03 1.88 2 长度 20.00 33.35 76.50 3 体积 53.40 67.70 143.82 趾板段 第 10、11、12、13、14 块 第 14、15、16 块 第 16、17、18、19、20 块 1 剖面面积 1.831.60 1.91 2 长度 48.627.15 57.00 3 体积 88.94 43.44 108.87 合计 趾板段第 20 块 总量 1 剖面面积 1.73 553.74 2 长度 27.50 3 体积 47.58 9.1.1.2.4 主坝工程量合计 主坝工程量合计(m3) 1 开挖 51375.1138 2 现浇混凝土 1517.120218 3 水泥砂浆 830.7849398 4 下垫层 7964.463503 5 过度层 31552.16059 6 主堆石 310339.4299 - 36 - 7 次堆石 154046.6455 8 块石护坡 5674.380874 9 趾板 553.74 10 放浪墙 896.67 9.1.1.39.1.1.3 副坝工程量计算副坝工程量计算 副坝工程量 分段s1（m2）s2（m2 ） s3（m2 ） s（m2）长度（ m） 工程量（ m3） 第一段开挖 13.42 13.42 13.42 13.42 40.02 537.07 第一段填筑 65.72 25.58 20.30 31.02 39.85 1236.15 第二段开挖 13.26 13.26 13.26 13.26 56.02 742.83 第二段填筑 20.12 35.26 21.80 30.36 56.46 1714.13 合计开挖： 1279.89 m3 填筑： 2950.27 m3 - 37 - 9.1.2 工程量清单 序号项目编号项目名称计量单位工程数量 1 挡水工程 1.1 土石坝工程 1.1.1500102 石方开挖 108371 1.1.1.1500102001 一般石方开挖 m327839 500102001001 河床段 m327839 1.1.1.2500102002 坡面石方开挖 m380532 500102002001 左岸 m346098 500102002002 右岸 m334434 1.1.2500103 土石方填筑 m3 1.1.2.1500103006 过渡层料填筑 m331552.16 1.1.2.2500103007 垫层料填筑 m37964.46 1.1.2.3500103008 堆石料填筑 m3464386.1 500103008001 主堆石料填筑 m3310339.43 序号项目编号项目名称计量单位工程数量 500103008002 次堆石料填筑 m3154046.65 1.1.2.4500103014 土工合成材料铺设 500103014001 0.4mm 复合土工膜 M29210.25 500103014002 0.6mm 复合土工膜 M24635.02 1.1.3500105 砌筑工程 1.1.3.1500105001 干砌块石 m35674.38 1.1.4500109 混凝土工程 500109001 普通混凝土 m33656.284 500109001001 坝面混凝土护面 m31517.12 500109001002 水泥砂浆 m3830.78 500109001003 趾板 m3553.74 500109001004 混凝土挡墙 m3896.67 1.2 混凝土坝工程 1.2.1500102 石方开挖 m31279.89 1.2.1.1500102001 一般石方开挖 m31279.89 1.2.2500109 混凝土工程 500109001 普通混凝土 m32950.27 500109001001 坝体 m32950.27 500109001002 路面 m3187 - 38 - 500109001003 支墩 m3313 9.2 拦洪水位确定 9.2.1 洪水调节原理 洪水过程线采用频率为 5%的设计流量。洪峰流量近似为 182.25m3/s 与第四章洪水调节相同，通过假定下泻流量，在图中求出增加 的库容，再通过库容查库容水位关系曲线，得到流量水位曲线 1。 计算隧洞下泻能力曲线 2。 曲线 1 和曲线 2 的交点即为拦洪水位及其对应的下泄流量。 9.2.2 隧洞下泄能力曲线的确定 明流计算： Li RC v g v g v hh)( 22 2 2 2 1 2 2 21 式中： 进口洞内水深 1 h 出口洞内水深 2 h 进口洞内流速 1 v 出口洞内流速 2 v 2/ )( 21 vvv 平均谢才系数C 平均水力半径 图 9-1 隧洞泄水能力曲R 线 - 39 - 隧洞长度L 由于下泻流量较小,无须考虑无压段及半有压段情况. 有压流计算： 半有压流与有压流的临界点 B2（Q2，H2） ， H2=KmA 式中： A l i g V RC gl Km 2 ) 2 1 ( 2 1 1 2 2 （采用喇叭口） 进 25 . 0 ， n=0.014 6 1 1 CR n 面积mDW522 . 4 44 . 214 . 3 4 22 湿周mD536. 74 . 214 . 3 水力半径mWR6 . 0536. 7522 . 4 则谢才系数 6 . 656 . 0 014 . 0 11 6 1 6 1 R n C 取 =1， L=400m， g V 2 2 则 A L i g V RC gL Km 2 ) 2 1 ( 2 1 1 2 2 m-1736 . 2 4 . 2 400 0025 . 0 ) 6 . 0 6 . 65 40081 . 9 2 25 . 0 1 ( 2 1 1 2 H2=KmA=2.7362.4=6.55m Li RWC Q gW Q AAKm 22 2 2 2 1 2 85 . 0 4000025 . 0 522 . 4 6 . 0 6 . 65 25 . 0 1 522 . 4 81 . 9 2 285 . 0 4 . 2736 . 2 22 2 2 2 QQ 可解得。smQ 3 7 . 22 则半有压流与有压流的临界点 B2（22.7，6.55） 由公式 （*）Li Rc v g v hH )()1 ( 2 2 22 20 式中： 出口计算水深 2 h 自由出流时：Dh85 . 0 2 淹没出流时： 下 hh 2 局部水头损失之和，进口采用喇叭口时，0.25 进 谢才系数 6/1 1 CR n 混凝土衬砌：n=0.014；木衬砌： - 40 - n=0.035 分别假定不同的 Q，用公式（*）计算相应的上游水位 H，显系 计算如下表： 有压段计算列表： 表 9-1 下泄流 量 Q(m3/s) VRCLh2 上游水 深 H0 相应上 游水位 H(m) 265.75 0.665.64002.048.27 235.77 306.63 0.665.64002.0410.66 238.16 367.96 0.665.64002.0414.90 242.40 459.95 0.665.64002.0422.69 250.19 5011.06 0.665.64002.0427.77 255.27 5512.16 0.665.64002.0433.38 260.88 - 41 - 表 9-2 流量水位曲线 1： 下泄流量 Q(m3/s)蓄水库容 V(万 m3)相应上游水位 H(m) 40259.95249.8 50234.73249.2 60212.4248.8 通过画图计算得：拦洪水位 249.8m，取安全超高 2.2m，故拦洪 高程为 252m, 下泄流量 44.2m3/s。 9.3 主体工程量计算 9.3.1 计算公式及大坝分期说明 a.将大坝分成四期： 第期：上游围堰； 第期：坝底到拦洪高程，即；252225 第期：拦洪高程到溢洪道高程，即；272252 第 IV 期：溢洪道高程至坝顶，即。279272 b.根据大坝分期，各期工程量按下列公式计算(梯形河谷)： )(23)(3( 6 2121 HmmblHmmbL H V - 42 - (9-1) 式中： 计算部分坝体工程量,m3；V 计算部分顶部长度,m；L 计算部分底部长度,m；l H 计算部分坝体高度,m； B 计算部分坝体顶宽,m； 计算部分坝体上、下游边坡坡度。 21 mm、 大坝各期平均施工强度（Q） （粘土、砂砾） (9-2)/QV T 图 9-1 梯形河谷及大坝剖面示意图 - 43 - 图 9-2 大坝分期示意图 9.3.2 计算过程 I 期：上游围堰 H=3m ; L=68.44m ; b=5m ; l=39.07m ; ; 5 . 2 1 m 5 . 1 2 m HmmblHmmbL H V 2121 233 6 = 3 805.1685m 有效工日 T=17 天 - 44 - 天 3 17.9917805 . 5 168mTVQ 3 max 1.51.5 80.17120.255QQm天 期：坝底到拦洪高程，即225522 第一部分:025522 H=25m ; L=120m ; b=92.05m ; l=48.5m ; ; 5 . 1 1 m 53 . 1 2 m HmmblHmmbL H V 2121 233 6 = 3 94.262370m 第二部分:225502 H=2m ; L=127.8m ; b=86.006m ; l=120m ; ; 5 . 1 1 m 52 . 1 2 m HmmblHmmbL H V 2121 233 6 =22052.80 V 总计=262370.94+22052.80=284423.73 有效工日 111 天( 天 3 38.2562111/73.284423mTVQ 天 3 max 56.384338.25625 . 15 . 1mQQ 期：拦洪高程到溢洪道高程，即272252 H=20m ; L=153201.95m ; b=25.606m ; l=127.8m ; ; 5 . 1 1 m - 45 - 52 . 1 2 m HmmblHmmbL H V 21211 233 6 = 3 85.176555m 有效工日 434 天 天 3 81.406434/85.176555mTVQ 天 3 max 22.61081.4065 . 15 . 1mQQ IV 期：溢洪道高程至坝顶，即.8279272 H=7.8m ; L=201.15m ; b=6.m ; l=201.95m ; ; 5 . 1 1 m 52 . 1 2 m HmmblHmmbL H V 2121 233 6 = 3 87.27960m 有效工日 T= 44 天 天 3 47.6354487.27960mTVQ 天 3 max 211.95347.6355 . 15 . 1mQQ d.计算结果 表 9-1 施工分期 (围 堰) 说明 位置高程 227.5 230. 225 252 272 T V 平 Q - 46 - (m)5 252272279 工程量( 4 10 ) 3 m 0.1686 28.442 4 17.655 6 2.7961 施工工期 10.10. 110. 10.31 10.11. 111. 4.30 11.5.1 13.5.1 0 13.5.1 1 13.7.3 0 有效工日 (天) 17111 434 44 平均施工强度( )天/ 3 m 99.17 2562.3 8 406.81635.47 最大施工强度( )天/ 3 m 148.75 3843.5 6 610.22 953.21 1 KQQ 平大 8 . 15 . 1K 取 1.5 9.4 施工机械选择及数量分析 a.机械选择 开挖机械：正向铲 W200(2m3)； 运输机械：自卸汽车 佩尔利尼 T20（载重量 20T，容积 11.7 m3） ； 整平机械：推土机 移山-80； 碾压机械：振动碾 YT3-50（自重 15T,加重 50T） - 47 - b.机械生产率 周期性运行机械生产率（正向铲挖掘机、自卸汽车） )/( 860 3 班mKKKq t P ptv 式中： 土斗或车箱几何容积；土斗或车箱的充盈系q v K 数；时间利用系数；体积换算系数； 机 t K p Kt 械运行一次循环时间。 ntt v L tt ttttt 装 空回运 空回运卸装 式中： 挖土机装满一车的斗数n 挖土机循环工作的时间 t 可取 12.5 分钟，包括调车、等待时间，取 卸 t 2min。 正向铲挖掘机：， 3 2mq 0.75 v K 75 . 0 t K 1 1.30 0.77 p K 23 1.227.60.46mintss 3 60 860 8 2 0.75 0.75 1.31526.09(/) 0.46 vtp Pq KKKm t 铲 班 。 自卸机车：， 3 7 . 11mq 0.75 v K 75 . 0 t K 1 1.30 0.77 p K ，4Lkmhkmv/20 则 4 0.212min 20 L tth v 运空回 11.7 0.462.691min 2 tnt 装 - 48 - 2.6912 12 1228.69minttttt 运装卸空回 3 60 860 8 11.7 0.75 0.75 1.30143.14(/) 28.69 vtp Pq KKKm t 自 班 振动碾的生产率： )/(/)(8 3 班mnKKhCBVP pt 式中：V 碾压机开行速度，V=1500m/h； B 滚筒长度(m), B=2.0m； C 搭接长度(m)，C=0.2m； h 铺土厚度(m)，h=0.8m； n 压实遍数，n=6； 时间利用系数，； t K6 . 0 t K 体积换算系数，； p K1.30 p K 3 1 8()/8 150020.20.8 0.6 1.302246.4(/) 6 tp PVBCh KKnm 班 推土机 查定额，移山-80T2-80 台班产量为 0.931.346，推土机 生产率为 ,取为 130m3/班。 3 100 139.65/ 0.770.93 Pm 96.49班 1.346 机械数量: ,取 17 台。/4193.008/ 2 13016.127NQnP 大 台 c.配套机械数量计算 一台挖土机正常工作时，配合的汽车数 n，由下式确定： - 49 - 装 卸装 t t 2 V L t n 则，取 11 台 22 4 t2.691602 20 10.66 t2.691 L t V n 装卸 装 台 即一台挖土机配 11 台自卸汽车。 进行工艺配套验算（即）： 挖自 PnP 11 143.141574.541526.09nPP 自挖 故满足要求。 9.5 混凝土工程量及机械数量计算 9.5.19.5.1 趾板趾板 趾板工程量 由工程量清单中可得趾板混凝土工程量： 3 74.553mV 趾板 趾板施工时间取 10 天，则趾板的施工强度 dm T V Q/