复合土工膜面板堆石坝设计计算书

目 录目 录1第一章 调洪演算41.1 洪水调节计算41.1.1 洪水调节计算方法41.1.2 洪水调节具体计算41.1.3 计算结果统计61.2 防浪墙顶高确定71.2.1 正常蓄水位和设计洪水位状况81.2.2 校核状况8第二章 L 型挡墙计算102.1荷载计算方法102.1.1 土压力系数计算及荷载计算公式102.1.2 不同工况下荷载计算：112.2 最危险工况判定142.3 L型挡墙的抗滑稳定计算152.4 L型挡墙的基底应力计算162.5L型挡墙抗倾覆稳定计算182.6L型挡墙配筋计算182.6.1 墙身配筋计算192.6.2底板配筋计算20第三章 复合土工膜计算233.1 0.4mm厚土工膜233.2 0.6mm厚土工膜24第四章 坝坡稳定计算264.1 第一组滑动面264.2 第二组滑动面264.3 第三组滑动面274.4 第四组滑动面284.5 第五组滑动面29第五章 坝坡面复合土工膜稳定计算305.1混凝土护坡与复合土工膜间抗滑稳定计算305.2复合土工膜与下垫层间的抗滑稳定计算30第六章 副坝的设计326.1副坝的型式选择326.2 副坝的稳定验算326.2.1工况一：正常蓄水位336.2.2 工况二346.2.3工况三：设计洪水位346.2.4工况四：校核洪水位.35第七章 趾板空间布置（专题）377.1 趾板分段377.2 趾板剖面设计：377.2.1确定角377.2.2趾板宽度：387.3垂直段趾板稳定验算：- 41 -7.4配筋计算：- 41 -第八章 工程量清单计算- 43 -8.1 主坝工程量- 43 -8.2副坝工程量计算：- 44 -第九章 溢洪道计算- 47 -第十章 拦洪水位确定- 48 -10.1 洪水调节原理- 48 -10.2 隧洞下泄能力曲线的确定- 48 -第十一章 工程量计算- 51 -11.1 堆石体施工- 51 -11.1.1 施工强度计算- 51 -11.2工机械选择及数量分析- 54 -11.3混凝土工程量及机械数量计算- 56 -11.3.1趾板- 56 -11.3.2 混凝土面板- 57 -11.3.3挡浪墙- 58 -11.3.4 副坝- 58 -11.3.5 混凝土工程机械选择数量计算- 58 -第十二章 导流洞施工计算- 59 -12.1基本资料- 59 -12.2开挖方法选择- 59 -12.3钻机爆破循环作业项目及机械设备的选择- 59 -12.4开挖循环作业组织- 59 -附图：- 62 -附图一 0.1%洪水过程线- 62 -附图二 2%洪水过程线- 62 -附图三 堰顶高程271水位流量关系曲线- 63 -附图四 堰顶高程272水位流量关系曲线- 63 -附图五 堰顶高程273水位流量关系曲线- 64 -附图六 堰顶高程273水位流量关系曲线（校核）- 64 -附图七 隧洞下泄能力曲线与拦洪水位关系曲线- 65 -附图八 0.4mm复合土工膜厚度验算- 65 -附图九 0.6mm复合土工膜厚度验算- 66 -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。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245m3/s，故闸门宽度约为6.25m12.5m，选择四种宽度进行比较，假定溢流前缘净宽分别为7m 、8m、9m和10m,并假定三个堰顶高程，271m、272m、273m，绘制出ZQ曲线。并根据公式求得的溢流堰的泄水能力曲线。设计时用AutoCAD作图计算，在设计和校核洪水过程线图中，(见附表一、附表二)每单位面积代表库容360m3。正常蓄水位276.5m，库容为1965.73万m3；绘图（见附图三、附图四、附图五），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)面积(m2)增加库容Vi（万m3）初始库容V（万m3）最终库容V（万m3）水位（m）27110015583.32561.001599.642160.64 278.25 27115012585.25453.071599.642052.71 277.28 27120010054.44361.961599.641961.60 276.46 2712507705.84277.411599.641877.05 275.47 27210015583.32561.001661.712222.71 278.81 27215012585.25453.071661.712114.78 277.84 27220010054.44361.961661.712023.67 277.02 2722507705.84277.411661.711939.12 276.26 27310015583.32561.001723.792284.79 279.36 27315012585.25453.071723.792176.86 278.39 27320010054.44361.961723.792085.75 277.73 2732507705.84277.411723.792001.20 276.99 表1-2 下泄能力曲线闸门宽（m）流量系数m堰上水头（m）侧收缩系数下泄流量Q(m3/s)堰顶高程271时水位（m)堰顶高程272时水位（m)堰顶高程273时水位（m)70.50201.00 0.00 2712722730.50210.98 15.25 2722732740.50220.96 42.26 2732742750.50230.94 76.03 2742752760.50240.92 114.56 2752762770.50250.90156.622762772780.50260.88201.312772782790.50270.86247.912782792800.50280.86302.8927928028180.50201.000.002712722730.50210.9817.482722732740.50220.9748.552732742750.50230.9587.582742752760.50240.93132.352752762770.50250.91181.482762772780.50260.90233.992772782790.50270.88289.092782792800.50280.86346.1627928028190.50201.000.002712722730.50210.9819.702722732740.50220.9754.842732742750.50230.9599.132742752760.50240.94150.142752762770.50250.92206.342762772780.50260.91266.672772782790.50270.89330.272782792800.50280.88396.47279280281100.50201.000.002712722730.50210.9921.922722732740.50220.9761.132732742750.50230.96110.692742752760.50240.94167.922752762770.50250.93231.202762772780.50260.92299.352772782790.50270.90371.462782792800.50280.89446.792792802811.1.3 计算结果统计表1-3 方案汇总表方案堰顶高程(m)堰顶宽（m）设计洪水位(m)设计下泄流量(m3/s)校核洪水位(m)校核下泄流量(m3/s)12717276.69187.0022718276.41202.5032719276.16215.50427110275.96226.0052727277.41174.5062728277.18190.0072729276.96204.50827210276.77216.5092737278.18164.00102738277.98179.00112739277.79191.001227310277.53207.50278.98297.50注：1.发电引用最大流量5m3/s，相对较小，在计算时不予考虑。2.校核情况计算见下表1-4,图1-4。表1-4 校核洪水水位流量关系曲线：（关系曲线见附图六）高程（m）下泄流量（m3/s)面积(m2)增加库容Vi（万m3）初始库容V（万m3）最终库容V（万m3）水位（m）27315022662.588158527.431723786017237860281.6520019345.826964495.091723786017237860280.5825016676.966003704.881723786017237860279.7230014307.065150541.601723786017237860278.9535012105.394357939.361723786017237860278.244009996.813598851.601723786017237860277.561.2 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)运用情况坝 的 级 别IIIIIIIV、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：，式中累积频率为2%的波高(m) 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。按上述公式算出的为，再根据频率法按下表可得出。表1-6:不同累积频率下的波高与平均波高比值(hp/hm)hm/HmP%0.010.1124510142050900.13.422.972.422.232.021.951.711.61.430.940.370.10.23.252.822.32.131.931.871.641.541.380.950.431.2.1 正常蓄水位和设计洪水位状况 查表1-6，因为hm/Hm接近于0，故，则A =0.7m得:h正=h设= R+e+A =1.259+0.534+0.7=2.493m 正=Z正+h正 =276.5+2.493=278.993m 顶=Z设+h设 =277.53+2.493=280.023m1.2.2 校核状况查表1-6，因为hm/Hm接近于0，故，则A =0.4m得，h校= R+e+A =0.697+0.246+0.4=1.343m 校=Z校+h校 =278.98+1.343=280.323m综上，取顶=280.7m坝顶高 = 280.7-1.2=279.5m高于校核洪水位（sl 228-98 第5.1.2）防浪墙高为280.7-276.5-0.2= 4.0 m第二章 L 型挡墙计算图2-1由规范sl_379-2007可查得该工程的防浪墙属于三级水工建筑物, 顶宽不小于 0.3米，取0.5米（见规范4.2.7，墙后填土不到顶时，墙顶宽度宜适当放宽），底板厚度不小于0.3米，取0.5米（见规范4.2.10）底板长度取4米。具体布置见图2-1。2.1荷载计算方法 2.1.1 土压力系数计算及荷载计算公式 土压力：土压力采用朗肯土压力理论计算，取单宽 1m。 （2-1）式中：E土压力； 土的容重； H土体厚度； K土压力系数。1）主动土压力系数：= （2-2） 式中： 内摩擦角，由于挡墙后坝顶路面，采用的是细堆石料，故试验参数选用A组，=38.58=0.2322）被动土压力系数=4.314 （2-3）3）静止土压力系数： （2-4）式中： 墙后填土的泊松比，取为0.25计算得K0=0.33静水压力： （2-5）式中：水的容重； H 水深。浪压力：坝前水深H大于，为深水波。 （2-6）图2-2 浪压力计算示意图式中： 水的容重 累积频率1%的波高。波浪中心线高出计算静水位L1、L2见图2-22.1.2 不同工况下荷载计算：图2-3工况一下荷载示意图工况一：正常蓄水位由于挡墙底高程在正常蓄水位上，虽然浪压力会对挡墙产生作用，但较小故忽略，因此作用在挡墙上的力只有墙后填土压力。由于在墙后填土的作用下墙有背离填土移动的趋势，故墙后填土压力应为主动土压力。 墙底截面处以上的土压力 其产生的弯矩 （逆时针） 墙身截面以上的土压力 工况二：完建工况： 因为完建工况时没有蓄水至正常蓄水位，所以各部分力同正常蓄水位工况工况三：设计洪水位工况：底板底截面处以上： 静止水压力：产生的弯矩M0=3.3800.83/3=0.935 kNM（顺时针） 浪压力：= =20.989 kN作用点距墙身底截面 在墙身底截面产生的弯矩M3=20.9890.97=20.36 kNM（顺时针） 判断墙后填土压力是何种土压力：图2-4 工况三 底板截面荷载示意图 若是被动土压力，则=348.38 KN远大于静止水压力与浪压力，故不可能是被动土压力。且静止水压力和浪压力之和亦大于主动土压力，故该工况下土压力近似为静止土压力。 =26.65 KN产生的弯矩M1=26.652.8/3=24.87 KNM(逆时针)墙身底截面以上：静止水压力： 浪压力：= =15.43 kN作用点距底板底截面图2-5 工况三 墙身底截面荷载示意图在墙身底截面产生的弯矩M3=15.430.73 =11.26 kNM（顺时针）产生的土压力为静止土压力，静止土压力: =17.98 kNM= 17.980.333=1.9778 kNM（逆时针）工况四：校核洪水位 底板截面以上： 静止水压力： 浪压力：= =13.58kN图2-6 工况四 底板截面荷载示意图作用点距底板底截面在底板底截面产生的弯矩M3=13.581.66 = 22.54 kNM（顺时针）判断墙后填土压力是何种土压力：若是被动土压力，则=348.38 KN远大于静止水压力与浪压力，故不可能是被动土压力。且静止水压力和浪压力之和亦大于主动土压力，故该工况下土压力近似为静止土压力： 静止土压力: =26.65 kN对底截面产生的弯矩M1=26.652.8/3=24.87 KNM(逆时针) 墙身底截面处以上： 静止水压力： 对底板底截面产生的弯矩M0=15.541.78/3 =9.22 kNM（顺时针） 浪压力：= 12.36 kN作用点距墙身底截面 在底板底截面产生的弯矩M3=12.361.30 = 16.068 kNM（顺时针）图2-7 工况四 墙身底截面荷载示意图判断墙后填土压力是何种土压力： 若是被动土压力，则=235.07 KN远大于静止水压力与浪压力，故不可能是被动土压力。且静止水压力和浪压力之和亦大于主动土压力，故该工况下土压力近似为静止土压力。=17.98 KN 对底截面产生的弯矩M1=17.981.78/3 =10.67 KNM(逆时针)2.2 最危险工况判定由于抗滑稳定验算和基底应力验算时不同工况下虽然荷载大小不同，但各种工况下的规范允许值也不同，故不宜判断何种工况为最危险工况，为避免判断错误，对四种工况均进行验算。挡墙配筋计算时的最危险工况判定具体见2.6。2.3 L型挡墙的抗滑稳定计算 摩擦公式： （2-7）式中：KC 沿基底面的抗滑稳定安全系数，基本组合为1.25，特殊组合为1.1 f 摩擦系数，f=0.50.6,取f=0.5； 作用在挡墙上全部垂直于基底面的荷载（kN）； 作用在挡墙上全部平行于基底面的荷载（kN）。工况一：正常蓄水位（如图2-3） 主动土压力：（）;土盖重： ()； 挡墙自重： () 则抗滑稳定系数KK=1.25，满足要求。工况二：完建工况 同正常蓄水位工况工况三：设计洪水位工况 见图（2-4）静止土压力：（）； 静止水压力：（）；浪压力：（）； 土盖重： ()； 挡墙自重： () ； 水重： ()则抗滑稳定系数KK=1.1，满足要求。工况四：校核洪水位(如图2-6)静止土压力：（）； 静止水压力：（）；浪压力：（）； 土盖重： ()； 挡墙自重： () ； 水重： ()则抗滑稳定系数KK=1.1，满足要求。2.4 L型挡墙的基底应力计算 （2-8）式中：挡墙基底应力的最大值或最小值； 作用在挡墙上全部垂直于基底面的荷载（kN）； 作用在挡墙上的全部荷载对于挡墙底板底部中点的力矩之和；A 挡墙基底面的面积（A=14=4m2）；W 挡墙基底面对于基底面中点平行前墙方向的截面矩（）。工况一：正常蓄水位（如图2-3）墙身自重对底板底部中点的力矩M1=41.1251.15=47.29（逆时针）；盖土重对底板底部中点的力矩M2=137.400.55=75.57（顺时针）；主动土压力对底板底部中点的M3=17.485(逆时针)(顺时针)图2-8计算得：工况二：完建工况同正常蓄水位工况工况三：设计洪水位工况（见图2-4）：墙身自重对底板底部中点的力矩M1=41.1251.15=47.29（逆时针）；盖土重对底板底部中点的力矩M2=137.400.55=75.57（顺时针）；水重对底板底部中点的力矩M3=1.941.7=3.298(逆时针)；静止土压力对底板底部中点的M4=26.652.8/3=24.87(逆时针)；静止水压力对底板底部中点的M5=3.3800.83/3=0.935(顺时针)；浪压力对底板底部中点的力矩M6=20.9890.97=20.36(顺时针)；(顺时针)图2-9计算得:工况四：校核洪水位(见图2-6)墙身自重对底板底部中点的力矩M1=41.1251.15=47.29（逆时针）；盖土重对底板底部中点的力矩M2=137.400.55=75.57（顺时针）；水重对底板底部中点的力矩M3=10.481.7=17.816(逆时针)；静止土压力对底板底部中点的M4=26.652.8/3=24.87(逆时针)；静止水压力对底板底部中点的M5=25.502.28/3=19.38(顺时针)；浪压力对底板底部中点的力矩M6=13.581.66=22.54(顺时针)；(顺时针)计算得：图2-10各种工况下挡墙平均基底应力均小于地基允许承载力，最大基底应力不大于地基允许承载力的1.2倍；且挡墙基底应力的最大值与最小值之比为1.4小于规范允许的2.5。所以基底应力满足要求。2.5L型挡墙抗倾覆稳定计算根据水工挡土墙设计规范（SL379-2007）6.4.3规定，土质地基上的挡土墙，在同时满足以下2个规定的要求时，可不进行抗倾覆稳定计算。1. 在各种计算情况下，挡土墙平 均基底应力不大于地基允许承载力，最大基底应力不大于地基允许承载力的1.2倍；2. 挡土墙基地应力的最大值与最小值之比不大于2.5（特殊组合）。 本设计挡土墙同时满足以上2个规定，故不进行抗倾覆稳定计算。2.6L型挡墙配筋计算（注：以下钢筋 代表II级钢、代表I级钢）2.6.1 墙身配筋计算最危险工况判定：工况一：正常蓄水位 墙身底截面上只受到主动土压力产生的弯矩。 其产生的弯矩M112.6412.3/3=9.69 kNm（逆时针）工况二：完建工况 与正常蓄水位工况相同图工况三：设计洪水位静止土压力产生的弯矩M1=1.9778 kNm（逆时针） 静止水压力产生的弯矩M2=0.06 kNm（顺时针） 浪压力产生的弯矩M3=11.26 kNm（顺时针） 工况四：校核洪水位 静止土压力产生的弯矩M1=10.67 kNm（逆时针） 静止水压力产生的弯矩M2=9.22 kNm（顺时针） 浪压力产生的弯矩M3=16.07 kNm（顺时针） 配筋计算： （2-9）式中： 安全级别，该防浪墙属3级，结构安全级别为II级，； 设计状况系数，； 图2-11 、 永久、可变荷载分项系数，浪压力取1.2；静止土压力和主动土压力取1.2 ；静水压力取1.0 工况四位最危险工况根据水工挡土墙设计规范SL_379-2007,墙身配筋可按固支在底板上的悬臂板按受弯构件计算。由于防浪墙处于水位变动区，故环境类级为三类，混凝土保护层厚度c=30mm，a=35mm,取单位宽度1m进行计算，混凝土采用C20，则轴心抗压强度设计值。钢筋采用级钢筋，截面抵抗矩系数： （2-10）式中： 结构系数，属于适筋破坏。 钢筋面积：配筋率：故采用最小配筋率配筋：选配10110（），分布钢筋采用10250。在下游侧采用构造对称配筋，配10110，分布钢筋采用10250。 配筋图见细部构造图。2.6.2底板配筋计算图2-12根据水工挡土墙设计规范SL_379-2007,前趾和底板配筋可按固支在墙体上的悬臂板按受弯构件计算。最危险工况判定：基底反力作用点距2-2截面 基底反力在2-2截面产生的弯矩：（基地反力见图2-12） (逆时针)；盖土重在此截面产生的弯矩=137.402.9/2=199.23（顺时针）；自重在此截面产生的弯矩（顺时针）；各力在2-2截面产生的弯矩之和：图2-13 工况三：设计洪水位基底反力作用点距2-2截面 基底反力在2-2截面产生的弯矩：（基地反力见图2-13） (逆时针)；各力在2-2截面产生的弯矩之和：图2-14工况四：校核洪水位基底反力作用点距2-2截面 基底反力在2-2截面产生的弯矩：（基地反力见图2-14） (逆时针)；各力在2-2截面产生的弯矩之和： 故最危险工况为校核洪水位工况。图2-15由于防浪墙处于水位变动区，故环境类级为三类，混凝土保护层厚度c=30mm，a=35mm,取单位宽度1m进行计算，混凝土采用C20，则轴心抗压强度设计值。钢筋采用级钢筋，。 截面抵抗矩系数：式中： 结构系数，属于适筋破坏。 钢筋面积：配筋率：故采用最小配筋率配筋：选配10110（），分布钢筋采用10250。第三章 复合土工膜计算3.1 0.4mm厚土工膜250高程以上铺设0.4mm厚复合土工膜，故其所承受最大水压力：拉应力为 ：（取b=0.01m）计算结果如下： 表3-1：应变（%）122.535101520拉应力t（kN/m）5.804.103.673.352.591.831.501.30应变土工膜拉伸实验曲线数据如下表（纵向）：表3-2：纵向（%）1235810拉应力（kN/m）1.412.743.935.958.299.55注：，土工膜拉伸实验曲线数据如下表 (横向)表3-3：应变（%）1235810拉应力（kN/m）1.73.224.466.348.479.69注：， 取表（3-1）、表（3-2）、和表（3-3）分别与两条土工膜拉伸实验曲线相交，见附图八，得数据如下表： 表3-4边界情况TK1K2长条缝纵向3.552.6430.3360.98.5423.07横向3.762.3933.6966.88.9627.95注：T、单位为kN/m，、单位为%； K1 =/T，K2=/； 根据经验，当K1、K2均大于5时，即认为所用土工膜强度满足要求。3.2 0.6mm厚土工膜255高程以下铺设0.6mm厚复合土工膜，故其所承受最大水压力：在垂直于长条方向，拉应力最大，为 （取b=0.01m）计算结果如下表表3-5：应变（%）122.535101520拉应力T（kN/m）10.90 7.71 6.89 6.29 4.87 3.45 2.81 2.44 注：T=1.069/。土工膜拉伸实验曲线数据如下表(纵向)3-6：应变（%）1235810拉应力（kN/m）2.214.386.4410.0413.7415.4注：，土工膜拉伸实验曲线数据如下表(横向)3-7：(%)1235810T1.573.646.38.7611.6113.16注：， 取表（3-5）、表（3-6）、和表（3-7）分别与两条土工膜拉伸实验曲线相交，见附图九，得数据如下表： 表3-8边界情况TK1K2长条缝纵向6.342.939.5162.26.2321.45横向6.303.037.9469.56.0223.17注：T、单位为kN/m，、单位为%； K1 =/T，K2=/； 根据经验，当K1、K2均大于5时，即认为所用土工膜强度满足要求。具体图见附图八、附图九。第四章 坝坡稳定计算 材料浮重度用土力学公式可求得，为7.004.1 第一组滑动面图4-1 第一组滑动面 ; ； ; ；把已知数据代入上两式，并联立求解可得：； 。4.2 第二组滑动面图4-2 第二组滑动面示意图 ; ； ; ；把已知数据代入上两式，并联立求解可得：； 。4.3 第三组滑动面图4-3 第三组滑动面示意图 ; ； ; ；把已知数据代入上两式，并联立求解可得：； 。4.4 第四组滑动面图4-4 第四组滑动面 ; ； ; ；把已知数据代入上两式，并联立求解可得：； 。4.5 第五组滑动面 图4-5 第五组滑动面示意图 ; ； ; ；把已知数据代入上两式，并联立求解可得：； 。第五章 坝坡面复合土工膜稳定计算5.1混凝土护坡与复合土工膜间抗滑稳定计算现浇混凝土保护层厚10，设竖缝，缝距15m，缝内放沥青处理过的木条1m长，间断1，且在护坡混凝土板线设=1、孔距2m的排水孔，使其畅通排水。因此水库水位降落时，混凝土护坡与复合土工膜间的水与水库水位同步下降，对混凝土板不产生反压力。故竣工期、满蓄期以及水位下降期抗滑稳定分析相同。现浇混凝土与复合土工膜的摩擦系数采用0.6，粘结力按0.0、0.1 kg/cm2分别计算稳定安全系数。由受力平衡可得安全系数K为： （5-1）式中：f为摩擦系数；为坝坡与水平面夹角；c为粘结力；t为混凝土保护层厚度（取10）；为混凝土密度。 当不考虑粘结力时 当粘结力为时：显然，经过涂沥青处理和现浇混凝土护坡后，坝坡是稳定的。5.2复合土工膜与下垫层间的抗滑稳定计算考虑不利运行情况，分竣工期未蓄水和水库满蓄运行两种情况。由于蓄水后水压力使复合土工膜对下垫层施加很大压力，使其安全系数更大，故只计算竣工期未蓄水情况。复合土工膜与垫层水泥浆之间摩擦系数根据文献资料采用0.577，粘结力c=0.0、0.1kg/2分别计算。由受力平衡可得安全系数K为： （5-2）式中：f为摩擦系数；为坝坡与水平面夹角；c为粘结力；t为混凝土保护层厚度（取10）；为混凝土密度；为土工膜重量。当不考虑粘结力时当粘结力为时：故复合土工膜满足抗滑稳定要求。第六章 副坝的设计由于右岸山体顶高程较低，低于坝高，且有个垭口，故应修建副坝，以挡水。图6-1 副坝剖面图6.1副坝的型式选择副坝的形式可以选为：重力式挡墙、堆石坝体等，本工程如果考虑原料的来源方便，考虑采用与主坝一样材料的复合土工膜堆石坝。根据地形条件得出，河岸右侧副坝所在位置的山坡上下游坡度都较陡，如按上下游坡度则布置不下。故本设计拟采用重力式挡墙。副坝采用重力式混凝土挡墙，考虑到汽车上坝要求，在副坝的坝顶做公路面，使其与主坝同宽，坝顶高程与主坝同高，为279.5m。墙身顶宽5m，临水面垂直。其剖面图见下图：其中，坝底最小宽度B= （6-1） H三角形基本剖面的高。H= 混凝土容重，=23.5kN/m3； 水容重，=9.81kN/m3；扬压力折减系数，河岸取为0.35；则 B=m，同时要考虑副坝坝顶交通要求，取副坝底宽B=6.66m。下游坡度m=，在0.60.8之间，满足要求。6.2 副坝的稳定验算用安全系数法，采用摩擦公式，计算校核水位下的抗滑稳定安全系数K： K= （6-2）式中： W作用于滑动面以上的力在铅直方向分量代数和； P作用于滑动面以上的力在水平方向分量代数和； U 作用于滑动面上的扬压力； f 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间的摩擦系数为f=0.50.6，取f=0.5；图6-1 副坝计算简图6.2.1工况一：正常蓄水位1） 扬压力Fa=H=9.818.5=83.385kNFb= Fa=83.385kN考虑在河岸段，扬压力折减系数=0.35 Fc=0.35 Fb=0.3583.385=29.185U=0.5( FbFc )10.5Fc5.66=0.5(83.385+29.185)1+0.529.1855.66=138.88KN2）浪压力： （6-3）式中： 水的容重； 波浪波长； 波浪浪高； 波浪中心线高出静水位高度。 =9.819.317（1.259+0.534）/4 = 40.970kN3）静水压力 4）副坝重 2.稳定验算（抗剪强度公式）：由水工建筑物表2-7得，挡墙的K=1.05（3级建筑物，基本组合），则K=1.751.05， 抗滑稳定满足要求。6.2.2 工况二 完建工况同工况一6.2.3工况三：设计洪水位1） 扬压力Fa=H=9.819.53=93.489kNFb= Fa=93.489kN考虑在河岸段，扬压力折减系数=0.35 Fc=0.35 Fb=0.3593.489=32.721U=0.5( FbFc )10.5Fc5.66=0.5(73.575+25.751)1+0.525.7515.66=155.705KN2） 浪压力 =9.819.317（1.259+0.534）/4 = 40.970kN3）静水压力 4）副坝重 2稳定验算（抗剪强度公式）： 由水工建筑物表2-7得，挡墙的K=1.05（3级建筑物，基本组合），则K=1.411.05， 抗滑稳定满足要求。6.2.4工况四：校核洪水位.1） 扬压力Fa=H=9.8110.98=107.714kNFb= Fa=107.714kN考虑在河岸段，扬压力折减系数=0.35 Fc=0.35 Fb=0.35107.714=37.70U=0.5( FbFc )10.5Fc5.66=0.5(107.714+2537.70)1+0.537.705.66=179.398KN2） 浪压力 =9.816.211（0.697+0.246）/4 = 14.364kN3）静水压力 4）副坝重 2稳定验算（抗剪强度公式）： 由水工建筑物表2-7得，挡墙的K=1.0（3级建筑物，特殊组合），则K=1.111.05， 抗滑稳定满足要求。 第七章 趾板空间布置（专题）7.1 趾板分段 趾板分段具体如下：第一段长36.14m，分3小段，15m，15m，6.14 m，第二段长28.37m，分3小段，8.86m，15m，4.51m，第三段长83.36m，分6小段，10.49m，415m，12.87m，第四段长55.59m，分5小段，2.13m，315m，8.46m，第五段长26.89m，分3小段，6.54m，15 m，5.35m第六段长77.73m，分6小段，9.65m，415m，8.08m，第七段长 10.52m，分1小段，长10.52m。趾板总共21块。从左岸第一小段起，分别标为1，2，3，19，20,21号趾板。7.2 趾板剖面设计：7.2.1确定角根据混凝土面板坝工程得横剖面上趾板坡角，公式如下： （7-1）式中：B,C为BC段趾板两端点的高程； L趾板BC段在坝轴线方向上的投影长度； m面板垂直于坝轴线方向上的设计坡度，即堆石坝上游坡面。当CB垂直于坝轴线时，L=0,则=0。当CB平行于坝轴线时，则公式变为： 由上述公式可计算出趾板坡角，从而可确定趾板各剖面尺寸，各剖面趾板坡角计算结果如表:表7-1 各趾板角度计算： 折线段参数第一段第二段第三段第四段第五段第六段第七段b257.