重力坝设计及施工组织设计

1、目 录TOC o 1-3 t h z u 1 基本资料 PAGEREF _Toc16683 11.1 工程概况 PAGEREF _Toc3114 11.2 工程规模 PAGEREF _Toc15800 21.3 气象水文资料 PAGEREF _Toc21217 31.3.1 流域概况 PAGEREF _Toc12701 31.3.2 气象 PAGEREF _Toc10165 31.3.3 径流与洪水 PAGEREF _Toc1975 31.3.4 泥沙 PAGEREF _Toc30017 41.3.5 河道水位流量关系曲线 PAGEREF _Toc18081 51.4 地质资料 PAGEREF

2、 _Toc31864 51.4.1 坝址区工程地质概况 PAGEREF _Toc13628 61.4.2 坝址基岩物理力学参数 PAGEREF _Toc13194 62 工程等别及建筑物级别 PAGEREF _Toc22656 83 非溢流坝坝体设计 PAGEREF _Toc31983 93.1 剖面拟定 PAGEREF _Toc15585 93.1.1 剖面设计原则 PAGEREF _Toc32699 93.1.2 拟定基本剖面 PAGEREF _Toc20428 93.1.3 拟定好用剖面 PAGEREF _Toc29612 93.2 荷载计算及其组合 PAGEREF _Toc29186

3、143.2.1 自重W PAGEREF _Toc1681 153.2.2 静水压力P PAGEREF _Toc29151 163.2.3 扬压力U PAGEREF _Toc28153 203.2.4 泥沙压力 PAGEREF _Toc21711 233.2.5 浪压力 PAGEREF _Toc3917 243.2.6 其它荷载 PAGEREF _Toc20868 263.3 稳定分析 PAGEREF _Toc14783 263.3.1 抗滑稳定分析 PAGEREF _Toc10399 263.3.2 抗倾稳定分析 PAGEREF _Toc2231 303.4 应力分析 PAGEREF _Toc

4、14323 313.4.1 正常蓄水位 PAGEREF _Toc31398 333.4.2 设计洪水位 PAGEREF _Toc17544 343.4.3 校核洪水位 PAGEREF _Toc26467 354 溢流坝坝体设计 PAGEREF _Toc6659 374.1 泄水方式的选择 PAGEREF _Toc6782 374.2 溢流坝剖面拟定 PAGEREF _Toc21036 374.2.1 坝顶曲线段 PAGEREF _Toc14643 374.2.2 中间直线段 PAGEREF _Toc28059 394.2.3 反弧段 PAGEREF _Toc6366 394.3 消能防冲设计

5、PAGEREF _Toc28373 414.3.1 确定消能形式 PAGEREF _Toc4637 424.3.2 挑流鼻坎设计 PAGEREF _Toc29545 434.3.3 水舌挑距L的估算 PAGEREF _Toc32266 434.3.4 冲刷坑深度的估算 PAGEREF _Toc25285 445 细部构造设计 PAGEREF _Toc13870 465.1 坝顶构造 PAGEREF _Toc18647 465.2 分缝止水 PAGEREF _Toc29978 465.2.1 坝体分缝 PAGEREF _Toc25287 465.2.2 止水设计 PAGEREF _Toc9423

6、 485.3 大坝材料分区 PAGEREF _Toc22075 485.3.1 面层防渗层 PAGEREF _Toc20825 485.3.2 坝基垫层 PAGEREF _Toc4106 495.3.3 溢流面防护层 PAGEREF _Toc26952 495.4 坝体排水 PAGEREF _Toc27982 495.4.1 排水目的 PAGEREF _Toc748 495.4.2 布置原则 PAGEREF _Toc10799 495.4.3 设计数据 PAGEREF _Toc21634 505.5 廊道系统 PAGEREF _Toc11232 505.5.1 坝基灌浆廊道 PAGEREF _

7、Toc16052 505.5.2 检查及坝体排水廊道 PAGEREF _Toc10145 516 地基处理设计 PAGEREF _Toc1041 526.1 地基处理目的 PAGEREF _Toc30410 526.2 清基开挖 PAGEREF _Toc23925 526.2.1 开挖原则 PAGEREF _Toc10277 526.2.2 开挖设计 PAGEREF _Toc23153 526.2.3 坝基清理 PAGEREF _Toc8483 526.3 固结灌浆 PAGEREF _Toc13879 536.3.1 设计要求 PAGEREF _Toc30130 536.3.2 设计方案 PA

8、GEREF _Toc19600 536.4 防渗排水 PAGEREF _Toc5047 536.4.1 帷幕灌浆 PAGEREF _Toc30700 546.4.2 坝基排水 PAGEREF _Toc1922 556.5 懦弱带处理 PAGEREF _Toc10381 566.5.1 断层破裂带的危害 PAGEREF _Toc2228 566.5.2 断层破裂带处理措施 PAGEREF _Toc18004 566.5.3 懦弱夹层的处理 PAGEREF _Toc15209 577 施工条件分析 PAGEREF _Toc14784 597.1 工程概况 PAGEREF _Toc12199 597

9、.2 合同范围 PAGEREF _Toc7710 597.3 水文气象条件 PAGEREF _Toc14694 607.4 地质条件 PAGEREF _Toc28154 607.4.1 地形地貌 PAGEREF _Toc19879 607.4.2 地层岩性 PAGEREF _Toc17488 607.4.3 坝址区物理地质现象与边坡稳定评价 PAGEREF _Toc13688 617.4.4 坝址基岩物理力学参数 PAGEREF _Toc24590 617.5 交通及通讯条件 PAGEREF _Toc11728 617.6 生活办公营地 PAGEREF _Toc17640 627.7 建筑材料

10、来源 PAGEREF _Toc946 628 施工总布置 PAGEREF _Toc27536 638.1 场地规划 PAGEREF _Toc30196 638.1.1 左岸施工场地规划 PAGEREF _Toc17603 638.1.2 右岸施工场地规划 PAGEREF _Toc12946 638.2 施工道路布置 PAGEREF _Toc11740 638.2.1 对外交通道路 PAGEREF _Toc13196 638.2.2 对内交通道路 PAGEREF _Toc10943 649 施工工厂设施和大型临建工程 PAGEREF _Toc8079 659.1 混凝土粗骨料与砂石的开选购买 P

11、AGEREF _Toc6234 659.2 砂石骨料加工系统 PAGEREF _Toc13557 659.2.1 砂石加工系统布置 PAGEREF _Toc25629 659.2.2 所需机械设备和劳动力 PAGEREF _Toc14833 659.2.3 骨料加工系统布置 PAGEREF _Toc30721 669.3 混凝土拌合系统 PAGEREF _Toc729 669.3.1 概述 PAGEREF _Toc18473 669.3.2 系统布置 PAGEREF _Toc26597 669.3.3 混凝土原材料 PAGEREF _Toc5658 689.3.4 混凝土协作比 PAGEREF

12、 _Toc3563 699.3.5 系统生产与管理 PAGEREF _Toc24348 709.3.6 主要施工特点 PAGEREF _Toc25815 729.4 MD900塔吊运输布置 PAGEREF _Toc4161 729.4.1 MD900塔吊运输 PAGEREF _Toc6117 729.4.2 MD900塔吊特性 PAGEREF _Toc30147 729.4.3 MD900塔吊安装 PAGEREF _Toc1656 729.4.4 MD900塔吊拆除 PAGEREF _Toc31575 739.5 综合加工厂 PAGEREF _Toc30195 739.5.1 钢筋加工厂及木材

13、加工厂 PAGEREF _Toc20459 739.5.2 机械修配, 保养及停放场 PAGEREF _Toc9292 739.5.3 油库 PAGEREF _Toc311 749.5.4 综合仓库 PAGEREF _Toc6528 749.6 供水供电系统 PAGEREF _Toc19454 749.6.1 供水系统 PAGEREF _Toc26918 749.6.2 供电系统 PAGEREF _Toc16310 749.7 生活办公营地 PAGEREF _Toc3611 7510 施工总进度支配 PAGEREF _Toc22561 7610.1 施工总进度的编制原则 PAGEREF _To

14、c6179 7610.2 夕昌大坝施工进度支配 PAGEREF _Toc1229 7610.2.1 概述 PAGEREF _Toc25581 7610.2.2 施工时段支配 PAGEREF _Toc5542 7710.2.3 施工进度横道图 PAGEREF _Toc6111 7810.2.4 关键线路 PAGEREF _Toc31991 7811 施工导流 PAGEREF _Toc13458 7911.1 导流标准 PAGEREF _Toc6797 7911.2 导流工程施工方法 PAGEREF _Toc15849 7911.2.1 导流方法 PAGEREF _Toc8411 8011.2.2

15、 协助导流的主要方式 PAGEREF _Toc27175 8011.2.3 导流方式的选择 PAGEREF _Toc27723 8111.2.4 施工程序 PAGEREF _Toc28276 8111.2.5 施工方法 PAGEREF _Toc9771 8111.2.6 道路工程施工方法 PAGEREF _Toc31908 8311.3 施工进度 PAGEREF _Toc6091 8311.4 导流工程量 PAGEREF _Toc25679 8411.5 导流工程资源配置 PAGEREF _Toc30668 8412 主体工程施工 PAGEREF _Toc6508 8612.1 一期主要节点进

16、度支配 PAGEREF _Toc2739 8612.2 一期主要施工项目的强度分析 PAGEREF _Toc13591 8612.2.1 土石方工程 PAGEREF _Toc31031 8612.2.2 碾压混凝土 PAGEREF _Toc26915 8712.3 二期主体工程施工 PAGEREF _Toc4584 8712.4 二期主要施工项目的强度分析 PAGEREF _Toc26027 8712.4.1 土石方工程 PAGEREF _Toc6431 8712.4.2碾压混凝土 PAGEREF _Toc26560 8812.5 帷幕灌浆 PAGEREF _Toc8532 8912.6 施工

17、工艺及技术 PAGEREF _Toc8928 8912.6.1 大坝混凝土施工方法 PAGEREF _Toc30548 8912.6.2 石方明挖施工方法 PAGEREF _Toc739 8912.6.3 混凝土施工工艺流程 PAGEREF _Toc18663 9012.6.4 模板施工方法 PAGEREF _Toc29302 9212.6.5 钢筋加工安装 PAGEREF _Toc8679 9312.6.6 止水片制作安装方法 PAGEREF _Toc29288 9312.6.7 缝面处理施工方法 PAGEREF _Toc31451 9412.6.8 混凝土浇筑 PAGEREF _Toc28

18、747 9412.6.9 养护 PAGEREF _Toc11663 9512.6.10 特殊气候条件下施工 PAGEREF _Toc32572 9512.6.11 碾压混凝土现场生产性试验 PAGEREF _Toc1853 9712.7 支护工程 PAGEREF _Toc27599 9712.7.1 支护工程施工流程 PAGEREF _Toc11595 9712.7.2 施工方法 PAGEREF _Toc11375 9712.8 灌浆工程施工方法 PAGEREF _Toc28841 9912.8.1 灌浆施工布置 PAGEREF _Toc31160 9912.8.2 施工程序 PAGEREF

19、_Toc19785 10012.8.3 施工方法 PAGEREF _Toc30347 10012.8.4 排水孔施工方法 PAGEREF _Toc32341 10112.8.5 施工机械定额简介 PAGEREF _Toc19959 10113 质量支配 PAGEREF _Toc5383 10413.1 质量管理组织机构 PAGEREF _Toc7461 10413.2 试验检验支配 PAGEREF _Toc12112 10413.2.1 原材料试验 PAGEREF _Toc29162 10413.2.2 施工试验 PAGEREF _Toc5304 10413.2.3 进货检验和试验 PAGER

20、EF _Toc10929 10413.2.4 过程检验和试验 PAGEREF _Toc29452 10513.2.5 竣工验收 PAGEREF _Toc10963 10513.2.6 检验和试验记录 PAGEREF _Toc489 10513.3 主要针对性质量限制措施 PAGEREF _Toc11931 10513.3.1 土石方开挖, 填筑质量限制措施 PAGEREF _Toc19227 10513.3.2 混凝土工程质量限制措施 PAGEREF _Toc9353 10514 平安支配 PAGEREF _Toc1892 11014.1 消防平安支配 PAGEREF _Toc23955 11

21、014.2 主要针对性平安措施 PAGEREF _Toc14902 11014.2.1 交通平安措施 PAGEREF _Toc13421 11014.2.2 高空作业平安措施 PAGEREF _Toc19540 11114.2.3 特殊工种平安施工措施 PAGEREF _Toc3112 11115 医疗健康环保支配 PAGEREF _Toc9347 11215.1 医疗健康环保管理机构 PAGEREF _Toc18592 11215.2 医疗健康支配 PAGEREF _Toc30379 11215.3 环保体系 PAGEREF _Toc14232 11215.4 针对性健康环保措施 PAGER

22、EF _Toc1304 11215.4.1 施工废水处理 PAGEREF _Toc22387 11315.4.2 建筑垃圾处理措施 PAGEREF _Toc11457 11315.4.3 医疗健康措施 PAGEREF _Toc4326 11415.4.4 施工噪音限制措施 PAGEREF _Toc7355 11415.4.5 其它环保措施 PAGEREF _Toc25375 114参 考 文 献 PAGEREF _Toc23101 116致 谢 词 PAGEREF _Toc15918 117独 撰 声 明 PAGEREF _Toc32235 118附 录1重力坝设计分项系数 PAGEREF _

23、Toc26039 119附 录2 不同状况下荷载计算成果表 PAGEREF _Toc15417 121某水电站重力坝设计与施工组织设计 刘欣 欧阳喜川 冯彦中 王坤 周黎 指导老师：伍迪（2010级水利水电工程）摘 要：本次设计为混凝土重力坝设计及施工组织设计，通过设计修建水库以解决当地城镇用水及浇灌用水问题，同时改善当地的生态环境，增加农夫收入。设计的主要打算工作包括径流资料分析，水文气象资料分析，岩层状况分析以及重力坝的施工组织条件分析。本设计采纳碾压混凝土重力坝方案，重力坝设计的主要内容包括坝体的设计，坝型的选择，挡水坝段的设计，溢流坝段的设计，坝体细部构造与坝基处理。重力坝施工组织设计

24、的主要内容包括施工导流，主体工程施工，施工进度支配，施工总布置，资源需求量计算以及主要技术供应。本次设计中，重力坝最大坝高108米，坝底宽87米，坝顶宽11米，溢流坝段宽10米，土石方开挖量96万方，混凝土浇筑量68.5万方。关键词：碾压重力坝 荷载计算 应力分析 施工组织设计Gravity Dam Design of the Hydropower Station And Construction Organization DesignAuthor：LIU Xin OUYANG Xi-chuan FENG Yan-zhong WANG Kun ZHOU LiSupervisor：WU Di(H

25、ydro-electronic Engineering Major of 2010s)Abstract: The design is about the concrete gravity dam design and construction organization design Through this design, the problem of local urban water and the irrigation water are solved, and the local ecological environment is improved as well as increas

26、e farmers income. The mainly preparation of the design include runoff hydrologic meteorological data analysis, rock condition analysis and the construction condition analysis of gravity dam roller .The rolled concrete gravity dam scheme was adopted in this design. The main content of the gravity dam

27、 design include the design of the dam body, the selection of dam type, the dam section, the design of the computation, the dam detail structure and the main content of the dam foundation of gravity dam construction Organization design include the construction diversion, the subject construction, the

28、 construction schedule, the construction layout, the resources demand calculation ant the main technology supply. The main design parameters are that the maximum dam height is 108 meters, the dam bottom width is 87 meters, the top wide is 11 meters, the overflow dam wide 10 meters, the conditions ex

29、cavated volume is 960000m3, and the concrete amount is 685,000m3.Key Words：RCC Gravity dam Load calculation Stress analysis Construction organization design1 基本资料1.1 工程概况拟建的夕昌水库位于青海省循化县东南部的清水河左岸支流夕昌沟上。循化撒拉族自治县位于青海省东部，祁连山支脉拉鸡山东端，黄河由西向东横贯县境北部。县域东西长68km，南北宽57km，总面积2100km2。东与甘肃省积石山保安族东乡族撒拉族自治县和临夏县接壤，南临甘

30、肃省夏河县和青海省同仁县，西靠尖扎县。北同化隆回族自治县为邻，东北与民和回族土族自治县相连，其地理位置图如图1所示。图1 工程地理位置图 夕昌水库的修建有利于改善该流域的浇灌及人畜饮水现状，可以促进当地农业的较快发展，增加农夫的经济收入，提高农夫的生活水平，同时可以改善该地区的生态环境，所以，修建夕昌水库水库具有特殊的社会效益。夕昌水库综合利用功能有，三乡农业浇灌（含改善和扩大浇灌面积）, 三乡林业浇灌, 三乡人畜饮水, 生态用水兼顾防洪等功能。其功能主次依次即为农业浇灌人畜饮水河道内生态用水防洪。1.2 工程规模夕昌水库担负多项综合利用任务，其要达到的效益目标为：解决2020年设计水平年的城

31、镇供水, 人畜饮水问题。彻底改善项目限制区内的原水浇地（30113.5亩）的用水问题，解决项目区旱变水（17982.2亩）的浇灌用水问题，依据水量状况新增部分耕地500亩和林地4000亩，总计效益面积52595.7亩。其中设计水平年农业万浇灌用水量为1724.70万每年，城镇与农村人畜饮水量为135.48万每年，河道内生态用水量为360.00万每年，合计2220.20每年。 基本的工程参数特征表见下表1：表1 基本的工程参数特征表序号项目数值单位1坝址限制流域面积229.5 2多年平均径流量2373.09 350%的年径流量2311 4下游河道防洪标准洪峰流量（P=5%）67 5下游河道防洪标

32、准洪量（P=5%）156.48 6设计洪峰流量（P=1%）159 7设计洪量（P=1%）320.93 8校核洪峰流量（P=0.1%）365 9校核洪量（P=0.1%）559.34 10悬移质输沙量3.65 11推移质输沙量0.73 12死库容107 13死水位2900 14兴利库容834.87 15正常蓄水位2941.85 16正常蓄水位以下库容941.87 17回水长度2.89 18溢流坝宽度10 19设计洪水位2944.8 20滞库库容99.4 21设计洪水位以下库容1041.27 22设计洪水位时回水长度2.97 23校核洪水位2947.02 24调洪库容179.89 续表1-125校核

33、洪水位以下库容（总库容)1121.76 26校核洪水位时回水长度3.03 27河床高程2857.89 28C25混凝土轴心抗压强度11.91.3 气象水文资料1.3.1 流域概况 拟建的夕昌水库位于青海省循化县东南部的清水河左岸支流夕昌沟上。清水河（又称清水沟, 起台沟）是循化县境内除黄河干流以外最大的一条河流，发源于循化县境东南隅达里加山的达力加错天池以西约1km 的砾石地，海拔为4155m，自南向北流经循化县的刚察乡, 白庄乡, 道帏乡, 清水乡，在县城积石镇以东约7km 处的清水乡境内从右岸汇入黄河，干流全长50.5km，流域面积689km2，自然落差达2319m，河道比降37.4。 清

34、水河流域属典型的黄土低山丘陵山区，上游地区由于受气候的影响，降水较丰沛，植被良好；中下游地区，沟壑纵横，农业生产较发达，是循化县的重要农业区之一。清水河流域水土流失以水力侵蚀为主，土壤侵蚀模数在。水土流失主要以暴雨作用下产生泥石流, 滑坡, 倒塌等形式存在。1.3.2 气象 清水河流域地处青藏高原与黄土高原过渡地带，属高原半干旱大陆性气候，有冷暧季和干温季之分，春季冷暧多变，干旱风大，在回暧升温中常遇猛烈降温现象；夏季凉快，降雨较多，雨热同季；秋季较短暂，气温骤降，逐日平均气温下降可达47；冬季漫长，干旱寒冷。 依据循化县气象站19592006 年气象要素统计，坝址多年平均气温8.0；极端最高

35、气温达32.0，极端最低气温-25，多年平均冻土深度为150cm，无霜期约150 天；多年平均风速3.6m/s，主导风向为东南风，50 年重现期最大风速达20m/s；多年平均年降水量为264.9mm，年内安排不均，一般春季（35月）, 夏季（68月）, 秋季（911月）, 冬季（122月）的降水量分别占全年降水量的16.2%, 63.5%, 19.9%, 0.4%。1.3.3 径流与洪水水文分析主要参照清水河水文站, 同仁站和隆务河口站的资料按无资料地区进行计算，径流分析成果和洪水分析成果见表2与表3，夕昌水库不同频率设计洪水过程线如表4。表2 夕昌水库坝址处年径流计算成果表频率P(%)101

36、5202530507075808590年径流32543057290627812671231119851897180316981571表3 夕昌水库不同频率洪峰流量表频率P(%)0.050.10.20.330.5123.33510452365308256218159112856742T（h）3.63.844.24.34.75.15.55.86.5表4 夕昌水库不同频率设计洪水过程线概化过程不同频率设计洪水P=0.05%P=0.1%P=0.2%P=0.33%P=0.5%P=1%P=2%P=3.3%tQtQtQtQtQtQtQtQ00.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.

37、0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 513.0 0.5 58.8 0.5 47.5 0.5 40.0 0.5 33.3 0.6 28.3 0.6 20.7 0.7 14.6 0.711.11035.0 0.9 158.2 1.0 127.8 1.0 107.8 1.1 89.6 1.1 76.3 1.2 55.7 1.3 39.2 1.429.81566.0 1.4 298.3 1.5 240.9 1.5 203.3 1.6 169.0 1.7 143.9 1.8 104.9 2.0 73.9 2.156.12091.5 1.9 413.6 2.0 334.0

38、2.0 281.8 2.1 234.2 2.2 199.5 2.4 145.5 2.6 102.5 2.877.822100.0 2.0 452.0 2.2 365.0 2.2 308.0 2.4 256.0 2.4 218.0 2.6 159.0 2.9 112.0 3.1852595.5 2.3 431.7 2.5 348.6 2.6 294.1 2.7 244.5 2.8 208.2 3.0 151.8 3.3 107.0 3.581.23087.5 2.8 395.5 2.9 319.4 3.1 269.5 3.2 224.0 3.3 190.8 3.6 139.1 4.0 98.0

39、4.274.44072.5 3.7 327.7 3.9 264.6 4.1 223.3 4.3 185.6 4.4 258.1 4.8 115.3 5.3 81.2 5.661.65056.0 4.7 253.1 4.9 204.4 5.1 172.5 5.4 143.4 5.6 122.1 6.0 89.0 6.6 62.7 7.147.66040.5 5.6 183.1 5.9 147.8 6.1 124.7 6.4 103.7 6.7 88.3 7.2 64.4 7.9 45.4 8.534.47026.0 6.5 117.5 6.9 94.9 7.1 80.1 7.5 66.6 7.8

40、 56.7 8.4 41.3 9.2 29.1 9.922.18015.0 7.4 67.8 7.8 54.8 8.2 46.2 8.6 38.4 8.9 32.7 9.6 23.9 10.6 16.8 11.312.8906.5 8.4 29.4 8.8 23.7 9.2 20.0 9.6 16.6 10.0 14.2 10.8 10.3 11.9 7.3 12.75.51000.0 9.3 0.0 9.8 0.0 10.0 0.0 10.7 0.0 11.1 0.0 12.8 0.0 13.2 0.0 14.101.3.4 泥沙 依据隆务河的成果，采纳多年平均侵蚀模数为，计算水库坝址处的多

41、年平均输沙量为3.65万t，推移质泥沙按悬移质的20%计，则多年平均输沙量为4.38 万t。1.3.5 河道水位流量关系曲线 依据该河段的基本状况，该河段纵比降i=43，河床糙率n=0.067，由曼宁公式计算不同水位时的自然流量，绘制的水位流量关系曲线如图2。图2 夕昌水库坝址自然水位流量关系曲线（上坝址）1.4 地质资料 工程区的区域构造稳定性较好，据历史记载，该地区未发生较大地震，故忽视地震带来的影响。 库区不存在渗漏，浸没等问题，固体径流物为洪水期由夕昌沟上游及两岸冲沟带来的推移质。 经取水样分析，坝区地下水与河水对一般混凝土不具腐蚀性，作为生活饮用水的河水除细菌含量，大肠菌群超标外，其

42、它指标均满意国家标准。1.4.1 坝址区工程地质概况1.4.1.1 地形地貌 坝区段河谷呈“V”型，两岸山体雄厚，地形坡度30-70。坝区河谷狭窄，谷宽40-70m，发育有不对称的二级阶地，一级阶地高于河床1.5-2.0m，阶面宽20-50m，略倾向于河床，二级阶地高于河床8-10m，向河床倾斜，阶面宽10-30m。两岸地形完整，由燕山期花岗岩组成的山体雄厚，在地形上具有较好的建坝条件。1.4.1.2 地层岩性 坝址区第四系松散积累层，按成因可分为： a, 坡积碎石土：分布于坡鹿及山体斜坡，浅黄色，以砂土为主，碎石与角砾含量30-40%，结构松散，厚度4-8m。 b, 冲洪积漂砾卵石层：，灰白

43、青灰色，以卵石为主，砾石含量30%，漂石含量20-30%，砂土充填，结构松散，厚度8-12.5m，分布于现代河床，河漫滩及一, 二级阶地。 c, 洪积砂砾卵石层：淡黄色，以卵石为主，砾石含量30-40%，砂土充填，结构松散，厚度5-8m，分布于两岸冲沟之沟口。 d, 崩积坡积碎块石层：灰白色，以块石为主，碎石含量30%，具架空结构，厚度10-20m，分布于河谷左岸。e, 侵入岩，坝区广泛分布着燕山期花岗岩,中粒结构,块状构造,主要矿物为石英20-30%,长石30-40%,角闪石20%,及少量黑云母,以岩株产出。1.4.1.3 坝址区物理地质现象与边坡稳定评价 坝区冲沟不发育，地形较完整。坝区物

44、理地质现象有泥石流与倒塌。 泥石流见坝址右岸上游冲沟及下坝址左岸下游冲沟，但方量不大，对坝区无大的影响。 规划坝址区的坝肩由花岗岩边坡构成，坡度35-70，岩体节理较发育，其组合关系对边坡稳定影响不大。自然边坡仍处于稳定状态。由崩积体构成的边坡坡度30-45，依据探坑揭露，崩积体主要由块石构成，碎石含量30%，角砾与砂土充填，具架空结构；一般粒径20-40cm，最大粒径80cm，成份为花岗岩，具棱角，边坡稳定性较差。 坡积碎石土边坡30-45，自然边坡为稳定基本稳定。1.4.2 坝址基岩物理力学参数 依据9组岩石试验:花岗岩的自然密度2.6-2.78g/，比重2.73-2.83，吸水率0.51

45、-0.83%，平均值为0.64%，干抗压强度101.3-168.2Mpa，饱和抗压强度78-143Mpa，平软化系数0.75-0.85，平均值为0.8。上坝址岩体的弹性模量为1075-391738Mpa，平均值为3698.25Mpa，波泊桑比0.01-0.28。花岗岩的允许承载力可取8.0Mpa，混凝土与花岗岩的抗剪断摩擦系数可取1.35，凝合力可取1.30Mpa,变形模量E可取15GPa。2 工程等别及建筑物级别依据水工建筑物1确定工程规模, 工程等别, 防洪标准及设计标准，各标准如表5, 表6。表5 水利水电工程分等指标工程等别工程规模水库总库容（亿m3)防洪爱护城镇及工矿企业重要性爱护农

46、田（万亩）大（1）型10特殊重要500大（2）型10-1.0重要500-1000中型1.0-0.1中等100-30小（1）型0.1-0.01一般30-5小（2）型0.01-0.0015表6 永久性水工建筑物的级别工程等别永久建筑物的级别主要建筑物次要建筑物1323344555 夕昌水库总库容1121.76万m3，在1.0-0.1亿m3之间，属于等中型工程。供水对象为整个循化县的核心部分，可以列为中等，属于等中型工程。爱护城镇为清水乡，属于一般，爱护农田在5-30万亩之间，属于等小（1）型工程。 依据规范，按各指标中最高等级确定工程等别：综合取夕昌水库工程等级为等中型工程。 综上所述，大坝永久性

47、水工建筑物中的主要建筑物级别为3级，次要建筑物和临时建筑物为4级。3 非溢流坝坝体设计3.1 剖面拟定3.1.1 剖面设计原则1, 设计断面要满意稳定和强度要求；2, 力求剖面较小；3, 外形轮廓简洁；4, 工程量小，运用便利，便于施工。3.1.2 拟定基本剖面 重力坝的基本剖面是指在自重, 静水压力（水位与坝顶齐平）和扬压力三项主要荷载作用下，满意稳定和强度要求，并使工程量最小的三角形剖面，如图3，在已知坝高H, 水压力P, 抗剪强度参数f, c和扬压力U的条件下，依据抗滑稳定和强度要求，可以求得工程量最小的三角形剖面尺寸。 依据水工建筑物1规范，一般状况下，上游坝坡坡率n=00.2，常做成

48、铅直或上部铅直下部倾向上游；下游坝坡坡率m=0.60.8；底宽约为坝高的0.70.9倍。其剖面图如图3。图3 重力坝基本剖面图3.1.3 拟定好用剖面3.1.3.1 确定坝顶高程1, 超高值h 的计算 （1）基本公式 依据水工建筑物1规范，坝顶高程应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶高程应高于波浪顶高程，防浪墙顶至设计洪水位或校核洪水位的高差h，可由式（3-1）计算。 h=h1%+hz+hc （3-1） h防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差，m； 累计频率为1%时的波浪高度，m； 波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差，m； 平安加高，按表7采纳,对于级工程，设计状况hc0.4m，校核状况

49、hc0.3m。表7 坝的平安加高运用状况坝的级别1234, 5设计状况（基本状况）0.70.50.40.3校核状况（基本状况）0.50.40.30.2下面按官厅公式计算，。 （3-2） （3-3） （3-4） 为计算风速，m/s，设计洪水位和校核洪水位采纳不同的计算风速值。正常蓄水位和设计洪水位时，采纳重现期为50 年的最大风速20m/s；校核洪水位时，采纳多年平均风速3.6m/s。 D为吹程，km，按回水长度计算：正常蓄水位时回水长度为2.89km，设计洪水位时回水长度为2.97km，校核洪水位时回水长度为3.03km。 波高，当gD/=20250时，为累计频率5%的波高；当gD/=2501

50、000时，为累计频率10%的波高。 水工建筑物1规范规定应采纳累计频率为1%时的波高，对应于5%波高，应乘以1.24；对应于10%波高，应乘以1.41。 首先计算波浪高度 和波浪长度L 和波浪中心线超出静水面的高度。（1）设计洪水位时h 计算 风速采纳50年一遇的风速20m/s，吹程D=2.97km。波浪三要素计算如下： 波高 波长 壅高 （2）校核洪水位时h 计算 风速采纳多年平均风速6m/s，D=2.57km。波浪三要素计算如下： 波高 波长 壅高 坝顶高程计算 坝顶高程按式（3-5）计算，并选用其中较大值 坝顶高程=设计洪水位+ 坝顶高程=校核洪水位+ （3-5） 依据以上两种水位时h

51、计算结果，得出两种状况下坝顶高程。（1） 设计洪水位时的坝顶高程：（2）校核洪水位时的坝顶高程： 为保证大坝的平安运行，应当选用其中的较大值，且坝顶高程要高于校核洪水位，所以取坝顶高程为。3.1.3.2 坝确定基高程 河床高程2857.89m，校核洪水位为2947.02m，地基开挖时河床上的冲积砂夹石层, 冲积粘土夹碎石层必需清除（由地质剖面图上量得大多在10m以上），所以开挖应按100m以上坝高标准要求考虑。依据水工建筑物1规范，坝超群过100m时，可建在簇新, 微风化至弱风化下部基岩上。 弱风化层厚5.56.5m，微风化层厚67m，原则上应考虑技术加固处理后，在满意坝的强度和稳定的基础上，

52、削减开挖。基础中存在的局部工程地质缺陷，例如表层夹泥裂缝, 强风化区, 断层破裂带, 节理密集带及岩溶充填物等均应结合基础开挖予以挖除。初步定出开挖深度7.5m，通过立式图上确定的坝基开挖线定出建基面最低开挖高程为2839.5m。 因此，最大坝高为108m，属于高坝。3.1.3.3 拟定坝顶宽度 坝顶宽度应依据设备布置, 运行, 检修, 施工和交通等须要确定并应满意特大洪水时维护等要求。 因无特殊要求，依据水工建筑物1规范的规定，坝顶宽度可采纳坝高的8%10%取值，且不小于2m，并应满意交通和运行管理的须要。按坝高的10%计算，即为10.8米，考虑到上游防浪墙, 下游侧护栏, 排水沟槽及两边人

53、行道等，取坝顶宽为11m，以满意大坝修理作业通行须要。3.1.3.4 拟定剖面尺寸 依据水工建筑物1规范规定，非溢流坝段的基本断面呈三角形，其顶点宜在坝顶旁边。基本断面上部设坝顶结构。坝体的上游面可为铅直面, 斜面或折面。 实体重力坝上游坝坡宜采纳1010.2，坝坡采纳折面时，折坡点高程应结合电站进水口, 泄水孔等布置，以及下游坝坡优选确定。 下游坝坡可采纳一个或几个坡度，应依据稳定和应力要求并结合上游坝坡同时选定。下游坝坡宜采纳10.610.8；对横缝设有键槽进行灌浆的整体式重力坝，可考虑相邻坝段联合受力的作用选择坝坡。 拟定坝体形态为基本三角形。坝的下游面为均一斜面，斜面的延长线与上游坝面

54、相交于最高库水位处，为了便于布置进口限制设备，又可利用一部分水重扶植坝体维持稳定，本次设计采纳上游坝面上部铅直，下部倾斜的形式。该形式为实际工程中常常采纳的一种形式，具有比较丰富的工程阅历。 上游设置成折面可利用淤沙以及水重来增加坝体自重，折点设置在淤沙水位以上，由资料可知，三十年坝前淤沙高程为2897.50m，由于死水位为2900m，折点取在高程为2901m的位置。通过最优方案的比较，上游坝坡取1：0.1，下游坝坡取1：0.75。3.1.3.5 坝底宽度拟定 坝底宽度约为坝高的0.70.9倍，本工程的坝高为108m，通过已经确定的上下游坝坡坡率，最终确定坝底宽度B=87m。3.1.3.6 基

55、础灌浆廊道尺寸拟定 高, 中坝内必需设置基础灌浆廊道，兼作灌浆, 排水和检查之用。 基础灌浆廊道的断面尺寸，应依据浇灌机具尺寸即工作要求确定，一般宽为2.53m，高为34m，为了保证完成其功能且可以自由通行，本次设计基础灌浆廊道断面取3.03.5m，形态采纳城门洞型。 廊道的上游壁离上游侧面的距离应满意防渗要求，在坝踵旁边距上游坝面0.050.1倍作用水头, 且不小于45m 处设置，本次设计取8.5m，为满意压力灌浆，基础灌浆廊道距基岩面不宜小于1.5倍廊道宽度，取5m。初步拟定坝体形态剖面如图4所示。图4 重力坝剖面尺寸图3.2 荷载计算及其组合 重力坝的主要荷载主要有：自重, 静水压力,

56、浪压力, 泥沙压力, 扬压力, 地震荷载等，常取1坝进步行计算。 荷载组合可分为基本组合与特殊组合两类。基本组合属于设计状况或正常状况，由同时出现的基本荷载组成。特殊组合属校核状况或特别状况，由同时出现的基本荷载和一种或几种特殊荷载组成。设计时应从这两类组合中选择几种最不利的, 起限制作用的组合状况进行计算，使之满意规范中规定的要求。本次设计考虑的基本荷载组合为正常蓄水位和设计洪水位；特殊组合为校核洪水位，它们分别考虑的荷载如表8所示。表8 荷载组合荷载组合主要考虑状况荷载自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力地震荷载动水压力土压力基本组合正常蓄水位状况设计洪水位状况特殊组合校核洪水位状况地震状况注

57、：1.应依据各种作用同时发生的实际可能性，选择计算中的最不利的组合。 2.分期施工的坝应按相应的荷载组合分期进行计算。3.施工期的状况应作必要核算，作为特殊组合。 4.依据地质和其他条件，如考虑运用时排水设备，易于堵塞，须常常修理时，应考虑排水失效的状况，作为特殊组合。 5.地震状况的静水压力, 扬压力, 浪压力按正常蓄水位计算。 6.表中的“+”表示应考虑的荷载。下面就各种状况计算相应荷载,其中： 各种力的计算均是取坝体单位长度1m计算，方向向上为正。 力矩G均是取各作用力对坝址处的力矩，逆时针为正。 力矩M均是取各作用力对截面形心得力矩，逆时针为正。3.2.1 自重W5 重力坝自重计算简图

58、坝体自重的计算公式： （kN） （3-6）式中V坝体体积，；由于取1坝长，可以用断面面积代替，通常把它分成如图5所示的若干个简洁的几何图形分别计算重力； 坝体混凝土的重度（本设计中混凝土的重度为）。重力坝在基本组合及特殊组合下的自重相同，则有：综上：3.2.2 静水压力P图6 重力坝静水压力计算简图静水压力是作用在上下游坝面的主要荷载，计算时常分解为水平水压力和垂直水压力两种，坝体上的静水压力计算简图如图6。计算各种状况下的上下游水深：依据水力学2公式： （3-7）式中：依据水力学2规范，；，； 由资料可知溢流坝宽度为10m，则有B=10m； 为堰上水头，堰顶高程与正常蓄水位齐平。 由水力学公

59、式计算出下泄流量，查水位流量关系曲线图2，得出下游水位高程。正常蓄水位：，Q=0，查得Z=2857.89m上游水深：，下游水深，设计洪水位：，Q=110m3/s，查得Z=2859.30m上游水深：,下游水深，校核洪水位：,Q=255m3/s，查得Z=2859.87m上游水深：,下游水深，所得结果如表9所示：表9 不同状况下上下游水深特征水位上游水深（m）下游水深（m）上下游水位差 H（m）正常蓄水位102.3518.3983.96设计洪水位105.3019.8085.50校核洪水位107.5220.3787.15 计算各种状况下静水压力：水平水压力计算公式为： （3-8）式中：计算点处的作用水

60、头，； 水的重度，常取9.81 ； 垂直水压力按水重计算。3.2.2.1 正常蓄水位时：上游水平水压力：下游水平水压力：上游垂直水压力：下游垂直水压力：综上：3.2.2.2 设计洪水位时：上游水平水压力：下游水平水压力：上游垂直水压力：下游垂直水压力：综上：3.2.2.3 校核洪水位时：上游水平水压力：下游水平水压力：上游垂直水压力：下游垂直水压力：综上：3.2.3 扬压力U依据规范混凝土重力坝设计规范3，在排水管帷幕处的折减系数，宜取0.150.30，取=0.25。将扬压力分成四部分，, , , 。依据规范，帷幕灌浆廊道在距上游坝踵0.05-0.1倍作用水头处，且不小于4-5m，取8.5m。