拱坝课程设计报告

1、精品第一章课程设计目课程设计安排在“水工建筑物”课程内容学习完成之后进行，课程设计作为综合性实践环节，是对平时作业的一个补充，课程设计包括土石坝设计的主要理论与计算问题，通过课程设计可以达到综合训练的目的。课程设计的目的，是使学生融会贯通“水工建筑物”课程所学专业理论知识，完成土石坝较完整的设计计算过程，以加深对所学理论的理解与应用。培养综合运用已学的基础理论知识和专业知识来解决基本工程设计问题的初步技能，全面分析考虑问题的思想方法、工作方法。培养设计计算、绘图、编写设计文件、使用规范手册和应用计算机的能力，提高查阅和应用参考文献和资料的能力。第二章课程设计题目描述和要求2.1 工程基本概况（

2、一）坝址地形图及河谷地质剖面图（另附图2张）。（二）设计标准，本水库总库容2.1千万方。灌溉2万亩，电站装机1万千瓦。工程等级，建筑物级别以及各项控制标准按有关规范自行确定。（三）坝址地形地质条件。1 、坝址区峡谷呈“V”型，两岸谷坡陡削，高程300米以下较为对称，坡角4050度。唯右岸自高程300米以上地形转缓变为2530度。两岸附近山高均超出400米高程以上河谷底宽11米高程260米，左岸受冲沟切割后山脊较为单薄。2 、河床和岸坡有大片基岩课露，距河床高47米范围内形成岩石陡壁。以上为第四纪残、坡积的砂壤覆盖层。厚度左岸25米，右岸35米，坝址区基岩一般风化不深，剧风化垂直深度，左岸为36

3、米，右岸为48米，河床为03米，微风化或新鲜基岩距地表深度，在320米高程以下：两岸为1020米,河床为4米左右。坝址区岩性为坚硬致密的花岗岩，较为新鲜完整的物理力学指标甚高，抗压强度1500kg/cm2,岩石容重r26kN./m3。滑动面上岩石之间的摩擦系数f=0.65、粘着力c2kg/cm2。基岩弹性模量Ef14105kg,cm20泊松比=0.2,坝体混凝土基岩摩擦系数f=0.65。两岸基岩无成组有规律的节理裂隙存在，主要受F1、F3、F5断裂切割影响。F1断裂切割右岸坝肩，其底板高程在314米，顶底岩层破碎。靠右岸在314米高程以上坝肩稳定须予重视。F3、F5断裂在较接近拱坝坝后通过，在

4、拱座推力作用下，将产生压缩变形因此在拱座推力作用范围内必须给予工程上的处理。3、岩层抗冲刷条件：泄洪建筑物下游高速水流沿程河床和岸坡，基岩基本裸露、岩性坚硬，抗冲刷力强，大部不须抗冲处理，但在靠近坝体部分的岸坡段对断裂破碎带等出露地带必须封闭固结，适当扩大表层固结灌浆。4、区域地震条件；本区地震基本裂度为六度。（四）特征水位经水库规划计算结果、坝址上、下游特征水位如下：P=0.2%校核洪水位319m,相应尾水位270.5m。P=2%设计洪水位316.8。相应尾水位269m。正常高水位316m死水位298m淤砂高程283m。坝顶溢流堰堰顶高程310.2m坝顶高程320m2.2荷载及荷载组合荷载应

5、按实际情况进行分析，决定计算内容、荷载组合根据实际情况分析选取二种控制性的组合进行设计计算。有关荷载资料及设计系数如下，未经列出者由设计人自行拟定。1、坝体自重，混凝土容重24kN/m3。2、上游砂压力，泥砂干容重g14kN/m3,空隙率n=0.4,淤砂内摩擦角160。3、温度荷载：均匀温度变化t;按经验公式估算ti47度。T3.394、混凝土线膨胀系数11051/0C。5、混凝土弹性模量Eh1.85105kg/cm2C10碎。2.3 坝顶布置要求1、坝顶交通要求，有公路通过桥面宽6米。2、坝顶泄洪要求，经水库调洪演算采用坝顶溢流挑流消能，设四孔每孔净宽九米的溢流段每孔设平板闸门一扇。2.4

6、设计内容和要求1、选择拱坝的布置型式。2、进行坝体平面布置及断面初选。3、通过拱冠梁法对坝体应力及坝肩稳定进行分析计算。4、通过消能计算评价所选定的消能防冲措施的安全可靠性。5、通过设计成果分析，对所选定的拱坝体型布置提出评价或修改意见。第三章课程设计报告内容3.1 坝型选择该枢纽坝址为V形河谷，由坝址地形地质资料可知其地质条件较好，由地形图可知两岸有厚实的山体。在基岩上筑坝，可能选择的坝型有：土石坝、浆砌石重力坝、宽缝重力坝、实体重力坝、拱坝。参照坝址地形地质资料和坝址地形图及河谷地质剖面图可知，该处具备建造拱坝的良好条件。拱坝系两向或三向应力状态，材料强能充分利用，依靠岸坡维持安全性高，坝

7、型轻韧，抗震性能好，坝的体积小，混凝土用量少。拱坝工程量小，施工速度快，投资少；虽然拱坝对地质地形条件要求较重力坝为高，但该地区的地质地形条件较为理想。综上所述，在此修建拱坝较为合理。3.2 工程等级确定为了贯彻执行国家的技术和经济政策，达到既安全又经济的目的，应该对水利枢纽按其规模和效益的大小进行分等，对枢纽中的建筑物再按其作用和重要性的大小进行分级，并对不同级别的建筑物规定有不同的要求。根据表3-1可对水工建筑物分等；表3-2可对主要建筑物和次要建筑物确定级别。表3-1水利水电工程分等指标表工程等别水库总库容（亿m3）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（力由）治涝面积（

8、力由）灌溉面积（力由）供水对象重要性装机容量（万kW）I>10特别重要>500>200>150特别重要>120n101.0重要5001002006015050重要12030mi.00.io中等100306015505中等305o.io0.0i30515350.551V0.010.001<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。由设计资料知水库总库容2.1千万方，根据工程分等指标表判定的工程等别为三等；防洪灌溉面积2万亩根据工程分等指标表判定的工程等别为三等；水力发电装机容量1万千瓦根

9、据工程分等指标表判定的工程等别为四等；取其最高等别：最后确定的工程等别为三等。表3-2永久性水工建筑物的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I133R234m345IV455V555由于确定了水利工程等别为m级，查表3-2可知，主要建筑物级别确定为3级，次要建筑物级别确定为4级。本设计未设计临时性水工建筑物。3.3拱坝几何尺寸的确定1、拱圈形式的选择由于拱圈曲率的变化对坝肩稳定和拱端应力产生较大的影响，实际工程中，一般通过选择不同形式的拱圈，达到既满足稳定又满足应力的要求。常见的拱圈的型式有变厚拱、等截面圆弧拱圈、抛物线、椭圆、双曲线、多心圆、对数螺线、统一二次曲线

10、等变曲率拱型。它们各适用于不同的地形地质条件。其中拱圈形状以变厚拱最为理想，但等截面圆弧固有丰富的使用经验，设计和施工都较为方便，故本设计采用等截面圆弧拱圈，设计该拱坝优先考虑双曲拱坝。2、坝址坝高的确定已知坝体高程为320m,河谷高程为260m,所以坝体高程约为60m,为中坝。根据拱坝建基面设计准则：中坝应尽量开挖至微风化或弱风化中、下部的岩体。但由于这样的开挖使建基面开挖过深，所以根据坝体地址剖面图定出建基面开挖至强风化层下界线。结果开挖如下图示：图3-1坝基开挖示意图河床向下开挖5m,坝基开挖后坝底高程为555m,坝顶高程为320m,故坝高为65m。3、确定可利用基岩等高线根据坝址地形图

11、和地质剖面图，在地质剖面图上确定出的开挖线，量出在每个高程处地面线与开挖线之间的距离，由原来的坝址地形图上的对应的等高线沿着占孔线进行平移，即可得出坝址可利用的基岩等高线。4、拟定坝顶拱圈中心角（常是最大中心角）与坝轴线半径R轴坝顶拱圈中心角常视作一个控制性数据，它会影响整个坝的曲率，曲率不够会导致拱中产生不利的拉应力，在“V”型河谷中拱坝的较低部位常出现这样的情况。一般情况下顶拱的最大实用中心角约为90o1100在或1100左右为宜。初选时可取R由=0.6Li;即2?a11001为使拱坝布置对称于河谷，建议以顶拱圈圆心与1坝高拱圈的圆心联线为基311八准线来试探，在试探过程中要更多地照在坝高

12、各拱环的对称性。并尽可能32使该部位能获较优的中心角和与两岸等高线的夹角不小于350。结果作图可得L=180m,本设计拟定坝顶拱圈的中心角2a为107.5°,顶拱半径取125m,如图3-2。图3-2顶拱圈布置图5、初步拟定拱冠梁尺寸(一)顶拱厚度的确定在选择拱冠梁的顶部厚度时，应考虑工程规模和有运用要求，已知坝顶交通要求，有公路通过桥面宽6米。根据美国垦务局建议公式：Tc0.01(H1.2Li)0.01(651.2180)2.816m故取顶拱厚度6米。(二)底拱厚度的确定在一般情况下，河谷宽度L与最大坝高对应的坝底厚度T和最大坝高H的比值如表3-3:表3-3拱坝特征参数坝型薄拱坝中厚

13、拱坝重力拱坝L/H<1.51.53.0>3.04.5T/H<0.20.2-0.35>0.35已知L=180,H=65,L/H=180/65=2.77,属于1.53.0之间，那么T/H在0.20.35之间取值。即T=132275m,取T=15m。（三）拱冠梁剖面的确定采用美国垦务局推荐的适合于双曲拱坝的参考剖面其参考尺寸见表3-4。美国垦务局经验公式为：Tc0.01H1.2LiHH122TB30.0012HLiL2T0.45H0.95Tb式中L1坝顶高程处拱端可利用基岩面间的河谷宽度，m;L2坝底以上0.15H处拱端可利用基岩面间的河谷宽度，m。我国水工设计手册的公式是根

14、据混凝土强度确定的，美国垦务局的公式是根据已建拱坝设计资料总结出来的，二者可互作参考。表3-4和图3-3是美国垦务局推荐的拱冠梁剖面形式及各部位尺寸，其中兀、Tb用前面公式计算，三个控制厚度确定后，即可用光滑曲线绘出拱冠梁剖面，用作初选时参考。这种剖面主要适用于双曲拱坝。表3-4拱冠梁剖面参考尺寸高程坝顶0.45H坝底上游偏距00.95Tb0.67Tb下游偏距Tc00.33Tb将地形图上可利用的基岩线确定后，再确定每一层拱圈对应的水平弦长，定出半径后（用半中心角控制，如顶拱的半中心角在80°710°之间，底拱的半中心角在40°-80°之间，半径的连线为一

15、光滑的曲线）经过应力控制的优化后得到拱坝体型。在确定每一层拱圈的半径、半中心角及圆心位置时，应该注意和遵循以下原则：a、沿坝高每隔10米左右取一层，本设计全坝高65米，分成8层拱圈，每层10米，底拱层5米。b、为使各拱圈的布置应尽量接近对称河谷，各拱圈的左右半中心角相差应控制在3度以内。c、为保证坝面在水平和铅直方向都是光滑的，园心的轨迹线宜是光滑的连续曲线并必须位于基准面上（基准面为穿过拱冠梁与拱坝轴线园心的铅直面）。由以上原则确定其各拱圈布置如图3-4所示：图3-4拱圈布置示意图（四）检查调整1、在不同高程沿径向（指该高程拱圈的径向）切取若干垂直剖面检查两岸悬臂梁轮廓是否光滑连续是否有过大

16、的倒悬度（不超过0.3）。切剖面检查倒悬度时可用切剖面公式：Xi4cos）2R2li2licosRoRo起算层外（内）半径也可直接在拱圈平面布置图上量出，画出其对应的剖面图。以下采用直接丈量法,2、将各层拱圈的半径、中心角与园心位置分别按高程点绘，各联成曲线以图3-63、检查坝底与基岩接触面的轮廓线是否光滑连续，无突变。本设计满足要求。4、绘制沿拱轴线展开的纵剖面图检查沿河谷开挖表面的坡度是否连续均匀变化以求得到光滑的纵剖面展开图，拱圈布置图大致如图3-7示。图3-7拱圈布置图经过以上各个步骤的调整拱坝设计已符合基本要求;拱圈几何参数如表3-5所示：表3-5拱圈几何参数高程拱圈厚T圆心距Lc拱

17、圈半径拱圈中心角R外R内R平均?右?左?计算3206.00.0013112512853.7553.7553.753109.1250.9111.6102.5107.051.3551.651.48530011.6146.193.181.487.2549.450.149.7429013.474075.862.469.144.9445.8945.4228014.69306247.354.6540.9540.9141.4327015.292548.933.741.33940.539.7526015.251539.22431.634.134.234.15255155352027.532.292.2932.

18、293.4拱冠梁法计算坝体应力表3-6计算工况参数工况上游水位下游水位淤沙高程温开温降正常水位3162602831设计水位316.82692831校核水位319270.52831材料参数坝体材料E坝基E碎线膨胀系数坝体谷重沙浮容重沙内摩擦角18.5E42E51E-52.4460.82716拱圈数：8电算可采用拱冠梁法程序计算各高程拱圈的拱冠与拱端应力。根据以上数据，结合拱冠梁程序数据说明，确定各个工况下的输入数据:(1) 正常工况输入：10DATA100,1,120DATA316.8,260,283,130DATA1.85E5,2E5,1E-5,2.446,0.827,1640DATA850D

19、ATA1,320,131,125,141.05,53.7560DATA2,310,111.62,102.5,115.54,51.47570DATA3,300,93.05,81.44,92.46,49.73580DATA4,290,75.84,62.38,72.52,45.41590DATA5,280,61.98,47.28,57.45,41.43100DATA6,270,48.94,33.65,45.05,39.74110DATA7,260,39.23,23.97,37.52,34.15120DATA8,255,35,20,35,32.29(2)设计工况输入：10DATA100,1,220DA

20、TA316.8,269,283,130DATA1.85E5,2E5,1E-5,2.446,0.827,1640DATA850DATA1,320,131,125,141.05,53.7560DATA2,310,111.62,102.5,115.54,51.47570DATA3,300,93.05,81.44,92.46,49.73580DATA4,290,75.84,62.38,72.52,45.41590DATA5,280,61.98,47.28,57.45,41.43100DATA6,270,48.94,33.65,45.05,39.74110DATA7,260,39.23,23.97,37

21、.52,34.15120DATA8,255,35,20,35,32.29(2) 校核工况输入：10DATA100,1,220DATA316.8,270.5,283,130DATA1.85E5,2E5,1E-5,2.446,0.827,1640DATA850DATA1,320,131,125,141.05,53.7560DATA2,310,111.62,102.5,115.54,51.47570DATA3,300,93.05,81.44,92.46,49.73580DATA4,290,75.84,62.38,72.52,45.41590DATA5,280,61.98,47.28,57.45,41

22、.43100DATA6,270,48.94,33.65,45.05,39.74110DATA7,260,39.23,23.97,37.52,34.15120DATA8,255,35,20,35,32.29电算结果1、正常工况：GC-100FA-1JSQX-1*V=82926(MA3)IXWLSLX(T/MA2)(MM)(KG/CMA2)(KG/CMA2)1-6.224173.11002-3.688141.42.9712.92931.46111.351.196.2645.08983.311.4089.71959.19657.871.66913.282618.31235.292.47316.187

23、36.40615.36.4321.698853.6526.56-3.87527.419IGGSGGXGDSGDX(KG/CMA2)(KG/CMA2)(KG/CMA2)(KG/CMA2)115.78711.1439.31617.716216.6668.1275.16919.955317.6184.861.16722.057418.96.441-3.53224.443518.517-3.284-6.08423.628615.018-4.21-4.89518.322可编辑78.36883.946-3.173-2.312-.7689.377-1.4374.22IGDMGDHGDV(T-M)(T)(T)

24、1-251.984810.953-6.0322-1024.841145.689-31.3243-2346.5231348.19-93.4694-4223.6191407.293-242.7255-5350.3061289.461-449.0066-4523.1141026.538-554.077-2268.306539.088-464.438-935.294258.862-244.2632、设计工况：GC-100FA-1*V=82926(MA3)IXJSQX-2*WLSLX(T/MA2)(MM)(KG/CMA2)(KG/CMA2)1-6.225173.13002-3.68141.3.972.9

25、331.493111.11.1846.26645.18682.921.3859.74359.44457.361.613.357618.88934.692.2816.398731.93814.84.11421.274849.4086.23-3.91926.82GGSGGXGDSGDX(KG/CMA2)(KG/CMA2)(KG/CMA2)(KG/CMA2)115.78911.1449.31700117.718216.6538.1215.16619.94317.584.851.16622.009418.875.441-3.51424.332518.357-3.252-6.02723.422614.7

26、66-4.133-4.80618.01378.091-3.057-2.2259.06683.754-1.352-.7184.014GDMGDHGDV(T-M)(T)(T)1-252.016811.057-6.0332-1024.0231144.819-31.2993-2341.2651345.295-93.2594-4204.1271401.051-241.6055-5303.1831278.537-445.0526-4445.6441009.699-544.587-2191.105521.936-448.6248-887.325247.208-231.7353、校核工况：GC-100FA-1

27、JSQX-3*V=82926(MA3)IXWLSLX(T/MA2)(MM)(KG/CMA2)(KG/CMA2)1-6.919193.74002-2.646157.82.9432.88832.051123.5.966.58445.24591.4.81910.49459.1762.42.74614.461618.45937.071.18917.733732.02115.44-1.24222.824850.5076.32-5.49928.642IGGSGGXGDSGDX(KG/CMA2)(KG/CMA2)(KG/CMA2)(KG/CMA2)117.56512.36810.32319.725218.5

28、288.9985.69622.199319.495.3371.2424.415420.767.445-3.91626.784519.952-3.569-6.5925.465615.765-4.437-5.15719.23778.413999-3.192-2.3269.42883.806-1.375-.7324.07GDMGDHGDV(T-M)(T)(T)1-282.059901.414-6.7522-1143.8711272.047-34.9623-2603.1051489.276-103.6894-4634.9061539.034-266.3615-5772.3711387.308-484.

29、4276-4752.4371076.385-582.1617-2281.014541.912-461.0328-900.339250.37-235.134表3-7各拱圈总应力表kN/m2高程（m）正常工况设计工况校核工况拱冠拱端拱冠拱端拱冠拱端255上游面394.6-76.8375.4-71.8380.6-73.2下游面-143.7422.0-135.2401.4-137.5407.0260上游面836.8-231.2809.1-222.5841.4-232.6下游面-317.3937.7-305.7906.6-319.2942.8270上游面1501.8-489.51476.7-480.61

30、576.5-515.7下游面-421.02362.8-413.31801.3-443.71923.7280上游面1851.7-608.41835.7-602.71995.2-659.0下游面-328.42444.3-325.22342.2-356.92546.5290上游面1896.0-353.21887.5-351.42076.7-391.6下游面44.12205.744.12442.244.52678.4300上游面1761.8116.71758.0116.61949.0124.0下游面486.02205.7485.02200.9533.72441.5310上游面1666.6516.916

31、65.3516.61852.8569.6下游面812.71995.5812.11994.0899.82219.9320上游面1578.7931.61578.9931.71756.51023.3下游面1114.31771.61114.41771.81236.81972.5高程（m）正常工况拱端弯矩（Tm）拱端推力（T）拱端剪力（T）255-935.294258.862-244.263260-2268.306539.088-464.43270-4523.1141026.538-554.07280-5350.3061289.461-449.006290-4223.6191407.293-242.72

32、5300-2346.5231348.19-93.469310-1024.841145.689-31.324320-251.984810.953-6.032高程（m）设计工况拱端弯矩（Tm）拱端推力（T）拱端剪力（T）255-887.325247.208-231.735260-2191.105521.936-448.624270-4445.6441009.699-544.58280-5303.1831278.537-445.052290-4204.1271401.051-241.605300-2341.2651345.295-93.259310-1024.0231144.819-31.29932

33、0-252.016811.057-6.033高程（m）校核工况拱端弯矩（Tm）拱端推力（T）拱端剪力（T）255-900.339250.37-235.134260-2281.014541.912-461.032270-4752.4371076.385-582.161280-5772.3711387.308-484.427290-4634.9061539.034-266.361300-2603.1051489.276-103.689310-1143.8711272.047-34.962320-282.059901.414-6.752表3-8各高程拱冠梁总应力表高程(m)正常工况铅直应力T/m位移

34、mm上游应力kg/cm2下游应力kg/cm225553.6526.56-3.87527.41926036.40615.360.4321.69827018.31235.292.47316.182809.19657.871.66913.2822905.08983.311.4089.7193001.46111.351.196.26310-3.688141.420.9712.929320-6.224173.1100高程(m)设计工况铅直应力T/m位移mm上游应力kg/cm2下游应力kg/-cm225549.4086.23-3.91926.8226031.93814.840.11421.27427018

35、.88934.692.2816.3982809.44457.361.613.3572905.18682.921.3859.7433001.493111.11.1846.266310-3.68141.30.972.93320-6.225173.1300高程校核工况(m)铅直应力T/m位移mm上游应力kg/cm2下游应力kg/cm225550.5076.32-5.49928.64226032.02115.44-1.24222.82427018.45937.071.18917.7332809.1762.420.74614.4612905.24591.40.81910.4943002.051123.5

36、0.966.584310-2.646157.820.9432.888320-6.919193.7400SL282-2003混凝土拱坝设计规范指出：用拱梁分载法计算时，坝体的主压应力和主拉应力，应符合下列应力控制指标的规定：(1)容许压应力。混凝土的容许压应力等于混凝土的极限抗压强度除以安全系数。对基本荷载组合，1级、2级拱坝的安全系数采用4.0,3级拱坝的安全系数采用3.5;对于非地震情况特殊荷载组合，1级、2级拱坝的安全系数采用3.5,3级拱坝的安全系数采用3.0.当考虑地震作用时，混凝土的容许压应力可比静荷载情况适当提高，但不超过30%。(2)容许拉应力。在保持拱座稳定的条件下，通过调整坝

37、的体形来减少坝体拉应力的作用范围和数值。对于基本荷载组合，拉应力不得大于1.2MPa;对于非地震情况特殊荷载组合，拉应力不得大于1.5MPa;当考虑地震作用时，容许拉应力可比静荷载情况适当提高，但不超过30%。成果分析。由拱冠梁法求得校核工况拱圈的最大拉应力为659kPa,发生在280米高程处上游面拱端处。拱圈的最大压应力为2678.4kPa,发生在290米高程处下游面拱端处。设计工况拱圈的最大拉应力为602.7kPa,发生在280米高程处上游面拱端处。拱圈的最大压应力为2442.2kPa,发生在290米高程处下游面拱端处。校核工况拱圈的最大拉应力为608.4kPa,发生在280米高程处上游面

38、拱端处。拱圈的最大压应力为2444.3kPa,发生在280米高程处下游面拱端处。表3-9坝体应力分析结果荷载组合主要考虑情况取人拉应力（kPa）最大压应力（kPa）谷许拉应力（kPa）容许压应力（kPa）满足情况基本正常工况608.42444.312002857满足组合设计工况602.72442.212002857满足特殊组合校核工况659.02678.415003333满足3.5坝肩稳定分析取单位高度（1米）拱圈分层校核坝肩的局部稳定，首先应根据拱坝平面布置图和坝址地质情况通过分析选取那些拱端推力较大而下游岩体单薄的拱圈进行核算。由电算可得在300、290、280处拱端推力较大故去这三个高程

39、进行核在坝肩的岩石无明显的节理裂隙等软弱结构滑动面情况下为简便起见可假设最危险的滑动面为平行于拱圈基准线。即滑动面走向大致平行于河谷且其倾角地与岸坡是平行的。坝肩稳定公式可按下列公式计算NHcosa(VaVbtg)sinaQHsina(VaVbtg)cosa1G'GtgUi-rhL152h(Ltg)/fi(NUi)CiLf2(G"Wtg5)C2LtgKQa通过上游拱端的陡斜角滑裂面与拱段径向夹角Ui滑裂面上竖向渗透压力U2滑裂面上水平向渗透压力L计算宽度取单宽I米C2,Ci20计算中应注意：I)以不考虑滑动面上粘着力C的阻滑作用时Ki.lI.3为控制。且考虑C时应满足K不,各

40、种荷载组合下拱坝坝肩岩体抗滑稳定安全系数如表3-8所示。2)计算下游岩体重量W时。宜只计算弱风化以下岩体重量。覆盖层，剧风化及强风化岩体不计入内，并假设岩盘按原地形图等高线变化。3）倾向渗透水压力U按重力坝计算方法估算。4）fi为滑动面上基岩的摩擦系数取0.65,f2取岩体底面间的摩擦系数取0.65。根据电算结果和拱端地形图初步确定在300、290、280高程拱端对应的受力稳定情况如表3-11。表3-10拱坝坝肩岩体抗滑稳定安全系数福裁组/日拱坝级别123基本考虑滑动面上粘着力C3.503.253.00特殊（非地震）3.002.752.50基本/、考虑滑动面上粘着力C1.30特殊（非地震）1.

41、10表3-11计算高程拱端受力稳定情况计算高程（m）L(m)拱端推力H拱端剪力Va梁的剪力Vb30061.4226.7556.781489.2-103.6944.03（左）830052.9429.3865.211489.2-103.6944.03（右）829055.0322.0748.761539.0-266.3624.62（左）31290（右）61.3819.9856.151539.03-266.36124.6228059.5621.1547.621387.3-484.43158.98（左）128054.0822.5748.331387.3-484.43158.98（右）1坝肩局程WGNQK

42、稳定情况300536.571203.01406.8517.698.71稳定（左）42300470.742022.11395.3557.2110.22稳定（右）57290618.1805.111515.7357.639.4稳定（左）2290722.931531.51524.8310.0714.75稳定（右）662801354.91096.61405.7211.2516.78稳定（左）9882801327.31467.71398.5249.8714.23稳定（右）42综上所述，设计坝肩抗滑稳定安全系数K值均在理想范围内符合稳定要求。3.6坝基处理1、坝基开挖。拱坝应位于比较新鲜完整的岩石层上，应根

43、据实际情况确定开挖深度，整个开挖轮廓应均匀缓变，不的有突变尖角、倒坡等现象，坝肩按径向开挖。在开挖时土层、巨风化层采用1：1开挖，强风化层采用1：0.5开挖，弱风化采用1：0.3开挖。2、地基处理。从现有资料中可看出地质情况较好，坝基相对稳定，但为安全计，仍拟定采用固结灌浆。3、固结灌浆。在坝基开挖后，立即开始固结灌浆，主要用于提高基岩的整体性和均匀性，从而提高岩基的弹性模量。为保证质量，要求孔深部小于8m,局部风化地区深为20m,灌浆孔的分布视开挖后坝基基岩的情况而定。4、接触灌浆。为了确保两岸和岸坡连接可靠，初拟两岸进行接触灌浆。5、坝基帷幕灌浆和排水。为降低坝基扬压力，自坝基距上游面0.

44、5米处布置一排灌浆帷幕深度为55米即灌至高程200米处；4米和6.5米处布置两排排水管。3.7 溢流堰面曲线设计溢流坝段剖面,除满足强度、稳定和经济条件外，其外形尚需考虑水流运动要求。溢流面由顶部溢流段及挑流鼻坎组成，上游面为直线或折线。已知堰顶高程为310.2m，溢流坝顶部曲线是控制流量的关键部位，其形状多与锐缘堰泄流水舌下缘曲线相吻合，否则会导致泄流量减小或堰面产生负压。顶部曲线的型式很多，常用的有克奥曲线和WES曲线。WES形溢流堰顶部曲线以堰顶为界分上游段和下游段两部分，如图3-8。0.2820.276 H.仆=0,04%图3-8WES型堰面曲线X7溢流堰曲线采用流量系数较大的WES实

45、用堰，曲线方程为xn KH d1 1y ,本坝设计洪水水头Hd 316.8 310.26.6m ,溢流面坐标如表3-7 o1.85 xc o -0.852 6.6 y1.85 x1.85xy26.60.859.946X(m)1246810121416Y(m)0.1010.3621.312.774.717.1211.5713.2616.98溢流堰面坐标表3-12曲线与上游坝面以圆弧相接，其半径确定见表3-13:偏距0.175Hd0.276Hd0.282Hd(m)1.1551.8221.861半径0.5Hd0.2Hd0.04Hd表3-13上游坝面圆弧半径(m)3.31.320.264绘制出堰顶曲线

46、如图3-8:图3-8溢流堰曲线3.8 坝体细部构造设计1、坝体泄水孔口设计坝顶泄洪要求，经水库调洪演算采用坝顶溢流挑流消能，设四孔每孔净宽九米的溢流段每孔设平板闸门一扇。2、闸门和启闭机设计由规范要求：工作闸门一般设在溢流堰顶，有时为了使溢流面更陡一些，可将闸门设在靠近堰顶的不远的下游处。检修闸门和工作闸门之间应留有13m的净距，以便进行检修。全部的溢流孔通常备有12个检修闸门，交替使用。工作闸门槽深0.52.0m,宽14m。由此设工作闸门与检修闸门之间的净距为2m,且工作闸门与检修闸门的宽度都为10m，闸门的槽深为1mo启闭机一般宽度为10m,高度以高于正常水位减去堰顶高程的距离，故取启闭机

47、的高度为10m。3、闸墩和工作桥设计闸墩的型式与闸门的型式有关。采用闸门时需设闸门槽，工作闸门槽深0.52.0m,宽14m，门槽处的闸墩厚度不小于11.5m,以保证有足够的强度。由此设计的闸墩宽度取5m,在启闭机处设置有工作桥，同时由于坝顶交通要求，有公路通过桥面宽6米。故另一处交通桥，交通桥宽度为6m。距离启闭机为2m。闸墩具体图形详见附图。4、消能方式综合工程情况考虑，本设计采用连续的挑流鼻坎。挑流鼻坎可采用连续式结构或各类异型鼻坎（差动坎、舌形坎等），挑坎末端与堰顶之间的高差约为堰顶设计水头Hd的1.5倍左右，故挑坎末端的高程为310.2-1.5X6.6=300.3m,坎德挑角为0°三25取19度，反弧半径R与Hd大致接近，故取R=Hd=7m,同时挑坎与WES曲线末端应当相切。由此定出溢流堰面曲线见图3-9实用堰流量公式Qismnb72gH32其中流量系数m：P122_P_1.631.33,故该堰为高堰可不计行进流速；Hd7.5H