水利枢纽重力坝施工组织设计

1、第 页第一部分 设计说明书1 概述1.1工程程地理位位置大华桥水电电站位于于云南省省怒江州州兰坪县县兔峨乡境内内澜沧江江上游河河段上，距距兰坪县县城777km，是是澜沧江江干流水水电基地地上游河河段规划划的八座座梯级电电站中的的第六级级，电站站距黄登登水电站站约400km；下邻距距苗尾水水电站约约60kkm。1.2流域域概况澜沧江是湄湄公河上上游在中中国境内内河段的的名称，藏藏语拉楚楚，意思思为“獐獐子河”。它它也是中中国西南南地区的的大河之之一，是是世界第第六长河河，亚洲洲第三长长河，东东南亚第第一长河河。澜沧江源出出青海省省唐古拉拉山，源源头海拔拔52000米，主主干流总总长度221399

2、千米，澜澜沧江流流经青海海、西藏藏和云南南三省，在在云南省省西双版版纳傣族族自治州州勐腊县县出境成成为老挝挝和缅甸甸的界河河，后始始称湄公公河。湄湄公河流流经老挝挝、缅甸甸、泰国国、柬埔埔寨和越越南，于于越南胡胡志明市市流入中中国南海海。1.3水文文气象资资料（1）洪峰峰流量根据水文分分析，各各频率下下的洪水水流量列列入下表表所示。表1.3-1 下坝坝址各频频率洪水水成果表表频率(%)0.010.020.050.10.20.5125102050Qm（m/s）160000150000137000127000116000104000931083006950593048903500（2）洪峰峰单位过

3、过程线依据观测资资料，888个小小时的单单位洪峰峰流量如如表1.3-2所示示，其过过程线如如图1.3-11所示。表1.3-2 坝坝址单位位洪水过过程表小时（h）流量（%）小时（h）流量（%）小时（h）流量（%）06.473081.0556026.144212.4883273.2006225.422425.6223467.3226424.977647.1993660.8556624.511860.3993856.0116823.9221066.6774051.7007022.8881267.9774247.4557221.7001469.2884444.3117420.4661669.93346

4、40.5227619.4111871.2444837.5227818.0442073.8665034.9778017.1222279.0885232.2998216.4112490.2005430.3998415.62226100.0005628.6338614.8442892.1665827.3998814.122图1.3-1 单单位洪水水过程线线（3）水库库水位库容关关系表1.3-3 水水位库库容曲线线水位（m）水库库容（万万m3）水位（m）水库库容（万万m3）1406.04 0.00 1455.06 107433.744 1410.27 48.777 1460.38 136777.177

5、 1414.96 280.993 1465.18 169400.411 1420.03 634.335 1470.19 204577.566 1424.76 1137.67 1472.30 220777.488 1430.17 1908.36 1473.39 228677.100 1434.96 2929.91 1475.07 244188.055 1440.20 4319.94 1476.37 253633.799 1445.12 6151.28 1479.28 279344.600 1450.00 8285.06 1480.25 288544.222 图1.3-2 水位库容曲曲线（4）坝址

6、址水位流流量关系系表1.3-4 坝坝址水位位流量关关系表流量（m33/s）水位（m）流量（m33/s）水位（m）5551406.7668441419.628131407.6278101420.581211408.8888441421.6715901409.9099321422.6919961411.011108441423.7524381412.131220001424.7829001413.251340001425.8133661414.291460001426.8438501415.261580001427.924449416.4421700001429.0251461417.571820

7、001430.0259311418.661950001430.95（5）其它它资料1）坝址区区地震基基本烈度度为度2）风速及及风区长长度：重重现期为为50年年的年最最大风速速为300.5mm/s，多多年平均均最大风风速为116.33 m/s计算算，风区区长度为为4000m；3）淤沙情情况：坝坝前淤沙沙高程为为14006.99m，泥泥沙浮重度为为9.00kN/m3，内摩摩擦角为为15；1.4坝址址区地质质构造资资料坝址处坝基基岩体以以中等坚坚硬的板板岩和坚坚硬的石石英砂岩岩互层为为主，二二者比例例基本为为1：11，层面面闭合，结结合紧密密，微风风化岩体体完整性性较好（RRQD为为50%700%）

8、，从从岩体强强度、抗抗变形能能力上石石英砂岩岩较好，而而板岩较较差。河河床坝基基岩体质质量以1类为为主，两两岸石英英砂岩多多为11、板板岩多为为21类，承承载力总总体能满满足要求求。坝基基断裂构构造不发发育，两两岸岩层层层序对对应关系系正常，主主要结构构面为单单一的横横河向、陡角度略倾向下游的层面，且多为胶结较好的硬性结构面，对坝基稳定影响较小。表1.4-1坝址址区岩体体力学参参数表岩性岩石饱和抗压强度岩石饱和抗拉强度岩石饱和密度泊松比模量值岩体/岩体体允许承载力抗 剪 断断抗剪变模E0弹模EsfcfMPaMPag/cm33GPaMPaMPa板岩402.52.770.23690.900.800

9、.656砂岩0.208101.01.550.7岩石与混凝凝土间抗抗剪断强强度参数数=0.850.995，粘粘聚力=0.88000.955MPaa；抗剪剪强度参参数=00.655.1.5筑坝坝材料（1）当地地材料。勘勘测结果果如下。1）砂：河河沙A：在坝址址下游335kkm处，颗颗粒较粗粗，其主主要颗粒粒直径在在0.551.0之间间，不不均匀系系数。砂均在在正常河河水附近近，含泥泥量约为为3.55%，沿沿河有公公路可通通。河砂砂B：在在坝址下下游200km处处，粒径径较小，不均匀系数。2）石料：岩石物物理性质质：比重重为2.65tt/m33,干抗抗压极限限强度为为1400MPaa，饱和和抗压极极

10、限强度度为1005MPPa，经经过255次冻融融后抗压压极限强强度为1105MMPa。3）土料：有黏土土、沙壤壤土及土土皮土风风化料，其其分布、储储量及性性质见表表1.55-1、11,5-2。表1.5-1 建筑材材料性质质表土壤名称土壤特性河砂A河砂B黏土沙壤土土皮山土壤干容重重（kPPa）16161716.616孔隙率0.450.420.350.380.3988内摩擦系数数（自然然含水量量）0.600.550.350.300.60内摩擦系数数（饱和和含水量量）0.600.550.240.280.50粘结力c（kPa）001001000渗透系数KK（cmm/s）2.0110-336.0110-

11、334.0110-771.0110-551.0110-33天然含水量量（%）2017最优含水量量（%）191822.5压缩模量EE（kPPa）120000100000表1.5-2 当地材材料分布布及储量量表部位 = 1 * ROMAN I = 2 * ROMAN II = 3 * ROMAN III = 4 * ROMAN IV材料石料砂壤土黏土石料位置坝址上游2km右岸岸坝址上游2km左岸岸坝址上游1.3kmm左岸坝址上游3.5kmm右岸可开采量（万万m3）1585104）卵石：在本河河流下游游支流河河口处有有卵石8801104m3，粒径径在120ccm，质质地良好好，可作作为混凝凝土骨料料

12、。（2）外来来材料1）水泥：坝址处处下游有有一大水水泥厂，可可供给本本工程以以足量的的水泥；2）钢筋：可从兰兰坪县城城运取；3）木材：距工地地40kkm的地地区可大大量供应应。（3）交通通情况坝址处交通通便利，公公路、铁铁路均与与外界相相通，可可满足本本工程的的设备与与材料的的运输要要求。1.6工程程枢纽任任务与效效益根据澜沧江江流域工工农业生生产发展展需要及及县河干干流自然然地理及及社会经经济条件件，并结结合现状状开发情情况及现现场查勘勘规划设设想，确确定大华华桥水电电站的开开发任务务是：以以发电为为主，兼兼顾农业业灌溉、防防洪、城城镇工业业、居民民生活供供水、人人畜饮水水、短途途航运等等综

13、合利利用效益益。2 枢纽选选择和布布置2.1枢纽纽建筑物物组成、工工程等级级及建筑筑物级别别划分2.1.11枢纽建建筑物组组成根据澜沧江江流域的的开发任任务，大大华桥水水电站的的效益主主要是发发电效益益，其次次是兼顾顾农业灌灌溉、防防洪、城城镇工业业、居民民生活供供水、人人畜饮水水、短途途航运等等综合利利用效益益。故该该工程的的永久建建筑物包包括挡水水建筑物物、泄水水建筑物物、引水水建筑物物、电站站厂房、开开关站等等。为便便于施工工，还需需要导流流建筑物物、施工工围堰等等临时建建筑物。2.1.22工程等等级及建建筑物级级别确定定本工程正常常蓄水位位H=114777m，相相应库容容V=22.93

14、3亿m,根据据水利利水电工工程等级级划分及及洪水标标准(见表22.1-1)确确定本工工程的规规模为大大（2）型型，工程程等级为为二等，再再根据永永久性水水工建筑筑物的级级别（表表2.11-2)得相应应永久建建筑物级级别为22级，次次要建筑筑物为33级。最最后根据据山区区、丘陵陵区水利利水电永永久性水水工建筑筑物洪水水标准 重重现期（年年）（表表2.11-3）得得该工程程设计洪洪水重现现期5000 年年，校核核洪水重重现期220000 年。表 2.11-1 水利水水电工程程分等指指标 工程等别工程规模水库总库容容 ( 10 8 m 3 )防洪治涝灌溉供水发电保护城镇及及工矿企企业的重重要性保护农

15、田 (100 4亩 )治涝面积灌溉面积供水对象装机容量(10 44亩 )(10 44亩 )重要性(10 44 kWW)I大 (1) 型10特别重要500200150特别重要120大 (2) 型10 1.00重要500 1000200 600150 500重要120 300中型1.0 0.10中等100 30060 1550 5中等30 5IV小 (1) 型0.10 0.01一般30 515 35 00.5一般5 11V小 (2) 型0.01 0.0011530.51注： 1 、水库库总库容容指水库库最高水水位以下下的静库库容； 2 、治治涝面积积和灌溉溉面积均均指设计计面积。表2.1-2 永永

16、久性水水工建筑筑物的级级别工程等别永久性建筑筑物的级级别主要建筑物物次要建筑物物I132334IV45V55表2.1-3 山山区、丘丘陵区水水利水电电永久性性水工建建筑物洪洪水标准准 重现期期（年）项目水工建筑物物级别12345设计1000500050011001005505030030200校核土石坝可能最大洪洪水（PPMF）或或10000050000500020000200010000100030003002200混凝土坝、浆浆砌石坝坝50002000020001000010005000500220020011002.2坝址址、坝型型的选定定2.2.11坝址、坝坝型选择择的原则则坝址、坝型

17、型选择是是水利枢枢纽设计计的重要要内容，二二者相互互联系，不不同的坝坝址可以以选用不不同的坝坝型，同同一个坝坝址也应应考虑几几种不同同的枢纽纽布置方方案并进进行比较较。在选选择坝址址、坝型型时，应应研究枢枢纽附近近的地形形地质条条件、水水流条件件和建筑筑材料、施施工条件件、枢纽纽布置等等：(1)地质质条件。地地质是坝坝址、坝坝型选择择的主要要依据之之一。拱拱坝、重重力坝需需建在岩岩基上；土石坝坝则岩基基、土基基均可修修建。坝址选择应应该注意意一下几几个方面面的问题题：对断层破破碎带，软软弱夹层层要查明明其产状状、宽度度（厚度度）、充充填物和和胶结情情况，对对垂直水水流方向向的陡倾倾角断层层应尽

18、量量避开，对对具有规规模较大大的垂直直水流方方向的断断层或是是存在活活断层的的河岸，均均不应选选择坝址址。在顺向河河谷（指指岩层走走向与河河流方向向一致）中中，总有有一岸只只与岩层层倾向一一致的顺顺向坡，当当岩层倾倾角小于于地形坡坡角，岩岩层又有有软弱结结构面时时，在地地形上存存在临空空面，这这种岸坡坡极易发发生滑坡坡，应当当注意。对于岩溶溶地区，要要掌握岩岩溶发育育规律，特特别要注注意潜伏伏溶洞、暗暗河、溶溶沟和溶溶槽，必必须查明明岩溶对对水库蓄蓄水和对对建筑物物的影响响。对土石坝坝，应尽尽量避开开细砂、软软粘土、淤淤泥、分分散性土土、湿陷陷性黄土土和膨胀胀土等土土基。(2)地形形条件。河河

19、谷狭窄窄，地质质条件良良好，适适宜修建建拱坝；河谷宽宽阔，地地质条件件较好，可可选用重重力坝或或支墩坝坝；河谷谷宽阔、河河床覆盖盖层深厚厚或是地地质条件件较差，且且土石、沙沙砾等当当地材料料储量丰丰富，适适宜修建建土石坝坝。在高高山峡谷谷区布置置水利枢枢纽，应应尽量减减少高边边坡开挖挖。坝址址选在峡峡谷地段段，坝轴轴线短，坝坝体工程程量小，但但不利于于泄水建建筑物等等的布置置，因此此需综合合考虑。(3)筑坝坝材料。坝坝址附近近应有足足够的符符合要求求的天然然建筑材材料。(4)施工工条件。便便于施工工导流，坝坝址附近近特别是是其下游游应有开开阔地形形，便于于布置施施工场地地；距离离交通干干线近，

20、便便于交通通运输；可与永永久电网网连接，解解决施工工用电问问题。(5)综台台效益。选选择坝址址应综合合考虑防防洪、灌灌溉、发发电、航航运、旅旅游、环环境等各各部门的的经济效效益。坝址选择与与地形、地地质条件件、坝型型、枢纽纽布置和和施工导导流等因因素有关关，在满满足枢纽纽布置和和施工导导流要求求的前提提下，坝坝轴线应应尽可能能短，以以节省工工程量。从从地质条条件看，坝坝址应选选在地质质构造简简单，无无大的地地质构造造的地方方。2.2.22坝址的的选定根据以上原原则的比比选，最最终确定定大华桥桥水电站站位置，此处河谷狭窄，且呈“U”型。2.2.33坝型的的选定可供选择的的坝型有有土石坝坝、拱坝坝

21、、面板板堆石坝坝、碾压压混凝土土重力坝坝等。具具体比较较选择如如下：（1）土石石坝在有条件的的情况下下，为了了节省材材料，选选择坝型型的时候候应首先先考虑就就地取材材筑坝，土土石坝材材料可以以就地取取用，并并且对地地基要求求不是很很高，能能较好地地适应地地基变形形，结构构简单，施施工技术术简便，工工序少，可可以组织织机械化化快速施施工。但但是坝址址附近缺缺乏符合合筑坝条条件的土土料，难难以满足足筑坝对对土石坝坝的需要要量；其其次，土土石坝坝坝顶不能能溢流，该该河谷较较窄，两两岸陡峻峻，少有有阶地，施施工导流流不如混混凝土坝坝方便，坝坝体的断断面大，故故不适合合修建土土石坝。（2）拱坝坝拱坝的工

22、作作原理：一是依依靠拱的的作用，将将力传给给拱座；二是依依靠悬臂臂梁的将将力传给给基岩。其其主要特特点：受受力条件件好，河河谷形状状深窄较较好；坝坝体积小小，主要要依靠拱拱作用维维持稳定定，自重重作用影影响不大大；超载载能力强强，安全全度高；抗震性性能好；施工技技术要求求高，地地基处理理要求严严格。根据拱坝的的特点，要要求建造造在狭窄窄的河谷谷上；对对地质条条件较理理想的是是岩石尽尽量致密密，质地地均匀，有有足够的的强度不透水性性和耐久久性；两两岸拱座座基岩坚坚固而完完整，边边坡稳定定，没有有大的断断裂构造造和软弱弱夹层。根据邻近场场地资料料，弱风风化钙质质板岩饱饱和状态态下抗压压强度110.

23、00155.0MMPa，为为软岩。微微风化风风化钙质质板岩饱饱和状态态下抗压压强度225.00300.0MMPa，为为较软岩岩。片岩岩强度具具有明显显的各向向异性，单单轴抗压压试验其其受力方方向与片片理的夹夹角约550，易沿沿片理、破破坏，当当云母含含量多时时，其强强度降低低明显。故故岸边岩岩石强度度不符合合要求，不适合修建拱坝。（3）面板板堆石坝坝经初步估算算，在坝坝址附近近没有足足够的砂砂石料，不不能满足足建坝的的材料要要求；若若采用面面板堆石石坝，对对于所需需的材料料要从较较远的地地方开采采运输输，增加加了投资资成本；其次，面面板堆石石坝对地地基沉陷陷较敏感感，面板板变形开裂问问题较难难

24、解决，坝坝体周边边缝的处处理也是是难题之之一；另另外，施施工过程程中要采采取隧洞洞导流，并并要在岸岸边单独独修建溢溢洪道，工工程开挖挖量大，增增加投资资，故不不适合修修建面板板堆石坝坝。（4）碾压压混凝土土重力坝坝碾压混凝土土重力坝坝与常态态混凝土土重力坝坝相比，具具有以下下优点：工序程程序简单单，可快快速施工工，缩短短工期，提提前发挥挥工程效效益；胶胶凝材料料用量少少，特别别是水泥泥的用量量少，由由于水泥泥用量减减少，结结合薄层层大仓面面浇筑，坝坝体内部部混凝土土的水化化热温升升可大大大降低，从从而简化化了温控控措施；不设纵纵缝，节节省了模模板和灌灌浆等费费用，可可使用大大型施工工机械设设备

25、，提提高混凝凝土运输输和浇筑筑的工效效。但是是也有缺缺点，如如坝体混混凝土需需要分区区，各分分区混凝凝土的级级配等。结合设计内内容，综综合考虑虑各方面面因素，故故确定选选择碾压压混凝土土重力坝坝设计方方案。2.3枢纽纽布置2.3.11枢纽布布置的原原则重力坝的坝坝轴线一一般采用用直线。但但是有时时由于地地形地地质或其其它条件件限制，采采用折线线或者曲曲线。坝体布置应应结合水水利枢纽纽通盘考考虑。在在一般情情况下，泄泄洪建筑筑物和厂厂房应尽尽量布置置在主河河床位置置。过船船和过木木建筑物物不宜与与厂房布布置在同同一侧。灌灌溉供供水建筑筑物一般般位于岸岸坡，过过鱼设施施宜靠近近厂房等等经常过过水建

26、筑筑物。还还应妥善善解决排排沙及冲冲淤等问问题。位位于流量量较大而而河面较较窄的河河道上的的高坝式式水利工工程，可可考虑研研究坝内内式电站站厂房房顶溢流流式电站站厂房房前挑流流式电站站或者地地下式电电站等布布置型式式。位于于宽广河河道上的的中低低坝，可可利用电电站厂房房挡水代代替一部部分坝体体。上坝道路的的布置应应有利于于特大洪洪水时进进行抢护护的交通通需要。大型枢纽工工程的坝坝体布置置，应经经水工模模型试验验，验证证运行期期及施工工期的流流态和冲冲淤状况况是否满满足各项项建筑物物的运用用需要。模模型范围围应包括括下游河河床及两两岸可能能冲淤部部位。中中型工程程应尽量量进行一一定的水水工模型型

27、试验。枢纽布置主主要考虑虑以下原原则：（1）过坝坝水流应应尽量顺顺直归槽槽；（2）尽量量减少开开挖和地地基处理理工程量量；（3）有效效利用峡峡谷空间间使布局局协调紧紧凑；（4）重视视枢纽建建筑物的的综合利利用；（5）简化化施工导导流程序序。2.3.22枢纽布布置方案案的选定定该工程枢纽纽建筑物物主要包包括：非非溢流坝坝段、溢溢流坝段段、引水水系统、电电站厂房房等。（1）非溢溢流坝的的布置。非非溢流坝坝一般布布置在河河岸部分分并与岸岸坡相连连，非溢溢流坝与与溢流坝坝或其他他建筑物物相连处处，常用用边墙、导导墙隔开开。连接接处尽量量使迎水水面在同同一平面面上，以以免部分分建筑物物受侧向向水压力力作

28、用改改变坝体体的应力力。在宽宽阔河道道上以及及岸坡覆覆盖层、风风化层极极深时，非非溢流坝坝段也可可采用土土石坝。（2）溢流流坝的布布置。溢溢流坝的的位置应应使下泄泄洪水、排冰时能与下游平顺连接，不致冲淘坝基和其他建筑物的基础，其流态和冲淤不致影响其他建筑物的使用，一般布置在河谷的最深处对应位置。根据各布置置原则，最最终选用用的枢纽纽布置方方案为：混合式开开发，坝坝址位于于河谷“UU”形处处，引水水线路布布置于河河道右岸岸。2.4调洪洪演算2.4.11水库运运行方式式本工程坝型型为混凝凝土重力力坝，为为充分利利用混凝凝土坝坝坝身泄水水的特点点，泄水水方式选选用表孔孔溢流式式。当水水库来水水量小于

29、于防洪限限制水位位下的下下泄流量量时，用用闸门控控制下泄泄流量，即即来多少少水泄多多少水，保保持防洪洪限制水水位不变变；当水水库来水水量大于于防洪限限制水位位下的下下泄流量量并小于于下游承承受的最最大洪水水量，打打开闸门门敞泄，水水库水位位将逐渐渐升高，库库容也相相应增大大；当下下泄流量量增大到到下游所所能承受受的最大大泄量时时，考虑虑到下游游防洪标标准，用用闸门控控制下泄泄量在下下游承受受的最大大洪水量量，即大大坝的安安全泄量量，把多多余的洪洪水拦蓄蓄在水库库内。此此时水位位将在本本次洪水水中达到到最高，库库容将达达到最大大。2.4.22调洪演演算的目目的水库调洪计计算的直直接目的的，在于于

30、求出水水库逐时时段的蓄蓄水泄泄水变化化过程，从从而获得得调节该该次洪水水后的水水库最高高洪水位位和最大大下泄流流量，以以及对应应的水库库库容，以以用于进进一步防防洪计算算分析。2.4.33调洪演演算的基基本原理理及计算算方法水库调洪计计算的基基本原理理，是逐逐时段地地联立求求解水库库的水量量平衡和和泄蓄方程程，即圣圣维南方方程组：调洪演算的的具体方方法有多多种，目目前常用用的有：列表试试算法，半半图解法法和简单单三角形形法。这这三种方方法各有有优缺点点：列表试算法法的结果果较为准准确，并并适用于于计算时时段改变变，泄流流规律变变化的情情况，且且便于使使用计算算机进行行计算，是是水库调调洪计算算

31、的基本本方法。但但是采用用手算时时列表试试算法计计算工作作量较大大。半图解法常常用的有有单辅助助线法和和双辅助助线法，采采用手算算时比较较简单，同同时也可可以用计计算机绘绘制辅助助曲线，但但半图解解法不适适用于计计算时段段不同或或者泄流流规律变变化的情情况。简单三角形形的使用用条件是是：溢洪洪道上面面没有闸闸门的控控制，汛汛前水位位与堰前前水位齐齐平，入入库洪水水和出库库洪水均均可以简简化为三三角形。特特别是有有闸门的的溢洪道道及泄洪洪洞，其其泄流过过程与直直线变化化不大时时，不易易采用此此方法。在本工程中中，采用用半图解解法进行行洪水调调节计算算。2.4.44调洪演演算的基基本资料料1.工程

32、等等级及防防洪标准准在2.1.2中，已已经确定定大华桥桥电站为为大（22）型工程，主主要建筑筑物级别别为2级，次次要建筑筑物级别别为3级。防防洪标准准为：设设计洪水水标准为为5000年一遇遇，校核洪洪水标准准为20000年年一遇；对应洪洪水重现现期频率率分别为为：设计计洪水00.2%，校核核洪水00.055%。2.大华桥桥水库水水位库容容关系表表及曲线线，见表表2.44.4-11，图22.4.4-11。表2.4.4-11 水库库水位库库容关系系表水位（m）水库库容（万万m3）水位（m）水库库容（万万m3）1406.04 0.00 1455.06 107433.744 1410.27 48.77

33、7 1460.38 136777.177 1414.96 280.993 1465.18 169400.411 1420.03 634.335 1470.19 204577.566 1424.76 1137.67 1472.30 220777.488 1430.17 1908.36 1473.39 228677.100 1434.96 2929.91 1475.07 244188.055 1440.20 4319.94 1476.37 253633.799 1445.12 6151.28 1479.28 279344.600 1450.00 8285.06 1480.25 288544.222

34、 图2.4.4-11 水库库水位库库容关系系曲线图图3.大华桥桥水库坝坝址水位位流量关关系表及及曲线，见见表2.4.44-2。表2.4.4-22 水库库坝址水水位流量量关系表表水位（m）水库库容（万万m3）水位（m）水库库容（万万m3）1406.04 0.00 1455.06 107433.744 1410.27 48.777 1460.38 136777.177 1414.96 280.993 1465.18 169400.411 1420.03 634.335 1470.19 204577.566 1424.76 1137.67 1472.30 220777.488 1430.17 190

35、8.36 1473.39 228677.100 1434.96 2929.91 1475.07 244188.055 1440.20 4319.94 1476.37 253633.799 1445.12 6151.28 1479.28 279344.600 1450.00 8285.06 1480.25 288544.222 4.大华桥桥电站典典型洪水水过程线线表，见见表2.4.44-3。表2.4.4-33 典型型洪水过过程线小时（h）流量（%）小时（h）流量（%）小时（h）流量（%）06.473081.0556026.144212.4883273.2006225.422425.6223467

36、.3226424.977647.1993660.8556624.511860.3993856.0116823.9221066.6774051.7007022.8881267.9774247.4557221.7001469.2884444.3117420.4661669.9334640.5227619.4111871.2444837.5227818.0442073.8665034.9778017.1222279.0885232.2998216.4112490.2005430.3998415.62226100.0005628.6338614.8442892.1665827.3998814.1222

37、.4.55调洪演演算过程程该工程的泄泄水建筑筑物采用用WESS式实用用溢流堰堰，其泄泄洪能力力可用公公式：式中:上游面坡坡度影响响修正系系数，在在这里上上游面竖竖直，取取1.00；侧收缩系系数，与与边墩及及闸墩头头部的型型式堰堰孔的数数目堰堰孔的尺尺寸以及及全水头头有关，可可按下面面的经验验公式计计算，式式中为堰堰孔的数数目；为为堰顶全全水头；为边墩形状系系数；为为闸墩形形状系数数；在此此设计中中可取00.922。淹没系数数，为自自由出流流，取11.0；流量系数数，曲线线形实用用堰的流流量系数数初步设设计时采采用0.5；为堰孔数数，为一个堰堰孔的净净宽；为重力加加速度，通通常取99.811m/

38、ss2；计上行进进流速水水头的堰堰上总水水头（mm）,近近似取=上游水水位-堰堰顶高程程。泄洪全部采采用表孔孔溢流，假假定不同同的溢流流堰净宽宽B和堰堰顶高程程Z进行行方案的的比较确确定符合合要求以以及最优优的方案案。最优优方案为为堰顶高高程14462mm，防洪洪限制水水位14474mm，5孔孔，每孔孔净宽116m，计计算过程程详见计计算书，具具体计算算结果见见表2.4.55-1。表2.4.5-1各种工工况下水水位流流量资料料上游水位(m)最大下泄流流量(mm3/s)下游水位(m)正常1477.01408.20设计1478.35107788.6991423.46校核1480.26127244.

39、9111425.233 非溢流流坝段设设计3.1剖面面设计原原则重力坝是在在水压力力和扬压力力等荷载载的作用用下，主主要依靠靠坝体自自重产生生的抗滑滑力来满满足稳定定要求；同时依依靠坝体体自重产产生的压压应力来来抵消由由于水压压力所引引起的拉拉应力，以以满足强强度要求求。非溢流坝剖剖面设计计的基本本原则是是：满满足稳定定和强度度要求，保保证大坝坝安全；工程程量小，造造价低；结构构合理，运运用方便便；利利于施工工，方便便维修。遵循以上原原则拟订订出的剖剖面，需需要经过过稳定及及强度验验算，分分析是否否满足安安全和经经济的要要求，坝坝体剖面面可以参参照以前前的工程程实例，结结合本工工程的实实际情况

40、况，先行行拟定，然然后根据据稳定和和应力分分析进行行必要的的修正。重重复以上上过程直直至得到到一个经经济的剖剖面。3.2剖面面的拟定定3.2.11确定坝坝顶高程程根据调洪演演算结果果，可得得水库的的设计洪洪水位为为14778.335m，校校核洪水水位为114800.266m。坝坝顶高程程应高于于校核洪洪水位，坝坝顶上游游防浪墙墙的高程程，应高高于波浪浪顶高程程。防浪浪墙顶至至正常蓄蓄水位、设设计洪水水位或校校核洪水水位的高高差，可可按下式式计算：式中：累累计频率率为1%时的波波浪高度度，m；波浪中心心线高于于静水位位的高度度，m；安全加高高，m；按表33.2-1选用用，对于于该工程程，基本本情

41、况 0.55m，特殊殊情况0.44m。表3.2.1-11 安全全加高运用情况坝的级别123设计情况（基基本情况况）0.70.50.4校核情况(特殊情情况)0.50.40.3根据SL3319-20005混混凝土重重力坝设设计规范范该水水库属于于峡谷水水库，故故可按下下面的官官厅公式式计算：式中：为计算风速速，单位位m/ss，是指指水面以以上100m处110miin的风风速平均均值，水水库为正正常蓄水水位和设设计洪水水位时，宜宜采用相相应季节节50年重重现期的的最大风风速；校校核洪水水位时，宜宜采用相相应洪水水期最大大风速的的多年平平均值；为风作作用于水水域的长长度，kkm，称称为吹程程，按回回水

42、长度度计算。计算风速在水库正常蓄水位和设计洪水位时，宜采用相应洪水期多年平均最大风速的1.52.0倍，校核洪水位时宜采用相应洪水期多年平均最大风速。根据给定资资料：历历年最大大风速330.55m/ss，风作作用于水水域的长长度约00.4kkm。不不同工况况下计算算风速取取值见表表3.22.1-22：表3.2.1-22 不同同工况下下计算风风速取值值计算情况库水位(mm)吹程(kmm)最大风速(m/ss)计算风速(m/ss)正常工况1477.000.430.545.755设计工况1478.350.430.545.755校核工况1480.260.416.316.300计算时，对对于波高高，当=22

43、02500 时，为为累计频频率5%的波高高；当=225010000 时时，为累累计频率率10%的波高高。规范范规定应应采用累累计频率率为1%时的波波高，对对应于55%波高高，应乘乘以1.24；对应于于10%波高，应应乘以11.411。坝顶上游防防浪墙顶顶高程按按下式计计算：防浪墙高程程=正常常蓄水位位+防浪墙高程程=设计计洪水位位+防浪墙高程程=校核核洪水位位+式中：、分别为为防浪墙墙顶距正正常蓄水水位、设设计洪水水位和校校核洪水水位的高高度。由由于正常常蓄水位位、设计计洪水位位和校核核洪水位位在计算算坝顶超超出静水水位时，所所采用的的风速计计算值及及安全超超高值不不一样，所所以在决决定坝顶顶

44、高程时时，应按按正常工工况、设设计工况况和校核核工况分分别求出出坝顶高高程，但但坝顶高高程应高高于校核核水位。计算过程详详见计算算书，计计算结果果见表33.2.1-33：表3.2.1-33 计算算结果计算情况（m）（m）（m）（m）防浪墙顶高高程（mm）正常情况1.74330.47550.52.71881479.7188设计情况1.74330.47550.52.71881481.0688校核情况0.48000.10110.40.98111481.2411为保证大坝坝的安全全运行，应应该选用用其中的的较大值值，故选选取防浪浪墙顶高高程114811.2441m，在在坝顶上上游面设设置有与与坝体连连

45、成整体体的防浪浪墙，取取防浪墙墙高为11.2mm，坝顶顶高程=防浪墙墙顶高程程-1.2=114811.2441-11.2=14880.0041mm1.05）1.16（1.005）1.12 （11.000）（抗剪断公公式）KKs3.24 （33.000）3.45（3.000） 3.33（2.550）表3.4.3-33可知，该该重力坝坝在正常常蓄水位位设计洪洪水位和和校核洪洪水位情情况下均均满足承承载能力力极限状状态下的的抗滑稳稳定要求求。3.5应力力分析3.5.11 分析析目的与与过程应力分析的的目的是是为了检检验大坝坝在施工工期和运运行期是是否满足足强度要要求，同同时也是是为研究究、解决决设计

46、和和施工中中的某些些问题，如如为坝体体混凝土土标号分分区和某某些部位位的配筋筋等提供供依据。应力分析过过程是：首先进进行荷载载计算和和荷载组组合，然然后选择择适宜的的方法进进行应力力计算，最最后检验验坝体各各部分的的应力是是否满足足强度要要求。3.5.22 应力力计算方方法材料力学方方法。材材料力学学方法应应用最广广最简简便，也是重重力坝设设计规范范中规定定采用的的计算方方法，已已经过模模型试验验和工程程实践的的验证，有有一套成成熟的应应力控制制标准。材料力学方法的主要假定是：坝体水平截面上的垂直正应力呈直线分布。3.5.33 材料料力学法法的基本本假设（1）坝体体混凝土土为均质质、连续续、各

47、向向同性的的弹性材材料；（2）视坝坝段为固固接于地地基上的的悬臂梁梁，不考考虑地基基变形对对坝体应应力的影影响，并并认为各各坝段独独立工作作，横缝缝不传力力；（3）假定定坝体水水平截面面上的正正应力按按直线分分布，不不考虑廊廊道等对对坝体应应力的影影响。3.5.44荷载组组合（1）正常常蓄水情情况：自自重+正正常蓄水水位对应应的静水水压力+扬压力力+泥沙沙压力+浪压力力；（2）设计计洪水情情况：自自重+设设计洪水水位对应应的静水水压力+扬压力力+泥沙沙压力+浪压力力；（3）校核核洪水情情况：自自重+校校核洪水水位对应应的静水水压力+扬压力力+泥沙沙压力+浪压力力。3.5.55应力计计算图3.5

48、.5-11 边缘缘应力计计算图在一般情况况下，坝坝体的最最大和最最小应力力都出现现在坝面面，所以以，在重重力坝设设计规范范中规定定，首先先应校核核坝体边边缘应力力是否满满足强度度要求,计算公公式如下下：1.不计扬扬压力的的边缘应应力计算算（1）水平平截面上上的正应应力。因因为假定定按直线线分布，所所以可按按偏心受受压公式式计算上上、下游游的边缘缘应力和和。式中：作作用于计计算截面面以上全全部荷载载的铅直直分力的的总和，kN；作用于计计算截面面以上全全部荷载载对坝基基截面垂垂直水流流流向形形心轴的的力矩总总和，kkNmm；计算截面面的长度度，m。（2）剪应应力，。式中：上上游面水水压力强强度（有

49、有泥沙压压力时应应该计算算在内）；下游面水水压力强强度（有有泥沙压压力时应应该计算算在内）；上游坝坡坡坡率；下游坝坡坡坡率。（3）水平平正应力力,。（4）第一一主应力力,。（5）第二二主应力力,。不计扬压力力的边缘缘应力计计算的具具体计算算过程详详见计算算书，计计算结果果见表33.5.5-11。表3.5.5-11 不计计扬压力力的边缘缘应力计计算结果果表正常工况（kPa）设计工况（kPa）校核工况（kPa）688.442686.337639.0042099.362206.292258.0296.25599.311112.5521330.251298.171323.951150.411163.0

50、51179.141323.381449.021485.72669.117666.551616.5543097.053179.9*223250.981169.661182.911201.64325.669475.339492.776由表3.55.5-11可以看看出不计计扬压力力时坝体边边缘应力力状态良良好，未未出现拉拉应力的的情况。2.计扬压压力的边边缘应力力计算（1）水平平截面上上的正应应力。按按偏心受受压公式式计算上上、下游游的边缘缘应力和和。式中：作作用于计计算截面面以上全全部荷载载的铅直直分力的的总和，kN；作用于计计算截面面以上全全部荷载载对坝基基截面垂垂直水流流流向形形心轴的的力矩总

51、总和，kkNmm；计算截面面的长度度，m。（2）剪应应力，。式中：上上游面水水压力强强度（有有泥沙压压力时应应该计算算在内）；下游面水水压力强强度（有有泥沙压压力时应应该计算算在内）；上游边缘缘的扬压压力强度度；下游边缘缘的扬压压力强度度；上游坝坡坡坡率；下游坝坡坡坡率。（3）水平平正应力力,。（4）第一一主应力力,。（5）第二二主应力力,。计扬压力的的边缘应应力计算算的具体体计算过过程详见见计算书书，计算算结果见见表3.5.55-2。表3.5.5-22 计扬扬压力边边缘应力力计算结结果表正常工况（kPa）设计工况（kPa）校核工况（kPa）749.669716.993701.0021125.

52、091016.331001.28-116.13-109.56-106.40843.882762.224750.996145.882147.113147.776632.886571.668563.222772.992738.774722.3301757.951588.011564.50169.004169.004169.0040.000.000.00由表3.55.5-22可以看看出计扬扬压力时时坝体边边缘应力力状态良良好，未未出现拉拉应力的的情况。4 溢流坝坝段设计计4.1泄水水建筑物物的位置置选择泄水建筑物物的位置置应该结结合枢纽纽布置全全面考虑虑，避免免与其它它水工建建筑物相相互干扰扰，其下

53、下泄流量量不致淘淘刷坝基基与其他他建筑物物的地基基及岸坡坡。对于宽阔河河道，泄泄水建筑筑物应布布置在河河道主河河槽，以以利于顺顺畅泄流流、水流流消能、下下泄水流流归槽与与下游水水流妥善善衔接以以及减少少土石方方开挖。对对于狭窄窄河道，泄泄水建筑筑物常与与水电站站厂房在在布置上上发生矛矛盾，解解决矛盾盾的方法法常是加加大泄水水建筑物物的泄流流单宽流流量以缩缩短泄流流前沿长长度或采采用泄水水建筑物物与电站站厂房重重叠布置置。加大大过坝单单宽流量量缩短泄泄流前沿沿长度的的方法，有有可能简简化枢纽纽布置、降降低工程程造价，但但要慎重重考虑下下游泄流流能力和和抗冲的的承载能能力。根据本工程程的地质质特点

54、和和枢纽布布置全面面考虑，将将泄水建建筑物布布置在河河道主河河槽，以以利于畅畅顺泄流流、水流流消能、下下泄水流流归槽与与下游水水流妥善善衔接以以及减少少土石方方开挖。4.2溢流流堰堰顶顶高程和和孔口尺尺寸的拟拟定溢流坝为满满足泄洪洪要求，可可以选择择不同的的溢流堰堰顶高程程。但同同样的泄泄流量，堰堰顶高程程愈低，溢溢流前沿沿就愈短短，可减减少泄水水建筑物物的造价价，但过过堰的单单宽流量量加大，会会增加消消能困难难和下游游河床的的抗冲负负担，为为此需要要从经济济、安全全方面做做周密的的分析。泄水孔进口口高程选选择主要要按泄水水孔所担担负的功功能和水水库调度度运用要要求来确确定。如如担负放放空水库

55、库和导流流的泄水水孔的进进口高程程应接近近河床高高程；为为避免泥泥沙淤堵水电电站进水水口，排排沙洞进进水口应应置于电电站进水水口下方方等。进进水口高高程低，工工作水头头大，对对闸门及及其启闭闭设备要要求就高高，也就就是说泄泄水孔的的进水口口设计要要考虑国国内闸门门与启闭闭机的制制造水平平。本次设计中中，溢流流堰堰顶顶高程为为14662m。55个表孔孔布置于于河床中中间坝段段，孔口口单净宽宽16m，取取中墩33.0mm,边墩墩2.00m，则则溢流坝坝段总长长96m。堰堰顶上游游部位设设平板检检修闸门门，尺寸寸为16615m（宽宽高），堰顶设弧形工作闸门，尺寸为1615m（宽高）。4.3溢流流坝体

56、形形设计溢流面由顶顶部的曲曲线段、中中间的直直线段和和底部的的反弧段段三部分分组成。溢溢流坝的的基本剖剖面为截截顶三角角形，一一般其上上游面为为铅直或或折线面面。设计计要求：（1）有有较高的的流量系系数，泄泄流能力力大；（22）水流流平顺，不不产生不不利的负负压和空空蚀破坏坏；（33）体型型简单，造造价低，便便于施工工等。4.3.11顶部曲曲线段设设计溢流坝顶部部曲线是是控制流流量的关关键部位位，其形形状多与与锐缘堰堰泄流水水舌下缘缘曲线相相吻合，否否则会导导致泄流量减减小或堰堰面产生生负压。顶顶部曲线线的型式式很多，常常用的有有克-奥奥曲线和和WESS曲线。由由于WEES曲线线的流量量系数较

57、较大且剖剖面较瘦瘦，工程程量较省省，坝面面曲线用用方程控控制，施施工方便便，所以以选用WWES曲曲线为堰堰顶面曲曲线。WES型溢溢流堰顶顶部曲线线以堰顶顶为界分分为上游游段和下下游段两两部分，上上游段采采用三圆圆弧曲线线；当上上游面垂垂直时，下下游段曲曲线采用用下面的的方程计计算：式中：为定定型设计计水头，一一般为校校核洪水水位时堰堰上水头头的755%995%，坐坐标原点点为堰顶顶。根据据计算，取取定型设设计水头头(14480.26-14662)*90%=166.4334m。上游面采用用三圆弧弧连接，其其半径分分别为：8.2177m-22.8776m3.2877m-44.5336m0.6577

58、m-44.6334m下游面采用用幂曲线，根根据上面面的方程程可以得得到简化化方程：拟定出WEES曲线线函数表表达式，在在上面取取一些点点，进行行坐标计计算，即即可得出出WESS曲线上上点的坐坐标，从从而可得得到WEES曲线线，见表表4.33.1-11和图44.3.1-11。表4.3.1-11WESS曲线坐坐标表X(m)Y(m)X(m)Y(m)10.046682.169920.167792.697730.3533103.278840.6022113.910050.9099124.593361.2744135.326671.6944146.1088图4.3.1-11 溢流流面WEES曲线线图4.3

59、.22中间直直线段设设计顶部的曲线线段确定定后，中中部的直直线段分分别与顶顶部曲线线、底部部的反弧弧段相切切，坡度度与非溢溢流坝段段的下游游坡相同同，即：直线与幂曲曲线相切切时，切切点C记记为为（XC,YC）,即即可得切切点坐标标C(225.2267mm，188.2110m)。4.3.33反弧段段设计溢流坝面反反弧段是是使溢流流面下泄泄水流平平顺转向向的工程程设施，通通常采用用圆弧曲曲线，反反弧半径径应结合合下游消消能设施施来确定定。根据据SL 3199-20005混混凝土重重力坝设设计规范范规定定：对于于挑流消消能，RR=（44100）h，hh为校核核洪水闸闸门全开开时反弧弧段最低低点处的的

60、水深。反反弧处流流速愈大大，要求求反弧半半径愈大大。当流流速小于于16mm/s时时，取下下限；流流速大时时，宜采采用较大大值。当当采用底底流消能能，反弧弧段与护护坦相连连时，宜宜采用上上限值。实实际工程程中，反反弧半径径R的取取值范围围远远超超过R=（410）hh的限度度。求校核洪水水闸门全全开时反反弧段最最低点处处的水深深h单宽流量：式中：上上游面坡坡度影响响修正系系数，在在这里上上游面竖竖直，取取1.00；侧收缩系系数，与与边墩及及闸墩头头部的型型式堰堰孔的数数目堰堰孔的尺尺寸以及及全水头头有关，可可按下面面的经验验公式计计算，式式中为堰堰孔的数数目； 为堰顶顶全水头头；为边边墩形状系系数