【《杨家弄水库工程的工程及主要建筑物布置计算分析过程案例》17000字】

杨家弄水库工程的工程及主要建筑物布置计算分析过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u629杨家弄水库工程的工程及主要建筑物布置计算分析过程案例 145501.1设计依据 2197991.1.1工程抗震设计标准及级别 2194681.1.2可行性研究阶段批复 2127721.1.3工程耐久性及设计使用年限 2143061.1.4设计基本资料 299891.1.5主要设计技术标准 479891.2工程等别及建筑物级别 5192141.2.1工程等别及建筑物级别 568381.2.2主要技术标准允许值 5165961.3工程选址 690051.3.1工程选址 65681.4工程总体布置和主要建筑物 816041.5挡水建筑物 8154311.1.1工程布置及结构设计 888891.1.2设计计算 11105291.6泄水建筑物 32120611.6.1泄水建筑物方案选择 32159361.6.2工程布置及结构设计 33101171.6.3设计计算 34311941.7输（供）水设施 3986701.7.1坝内埋管 39124031.7.2放空设施 3914751.7.3坝外输水管 409841.8坝后检修通道 40194511.9安全监测设计 41141071.9.1设计依据 41192211.9.2监测类型及内容 41284881.10本章小结 411.1设计依据1.1.1工程抗震设计标准及级别根据工程区的地震特征参数，查相应规范及水利工程强制性条文要求，本毕业设计可不进行抗震设计。1.1.2可行性研究阶段批复《缙云县杨家弄水库及配套水资源综合提升工程可行性研究报告》已经由缙云县发展和改革局“缙发改投资〔2020〕号”批复：本毕业设计建设总库容54万m3，是以灌溉为主、兼生态环境的小（二）型水库。水库坝址以上集雨面积2.1km2，主流长度3.0km。灌溉采用低压管道，管线的布置以原山塘水库灌溉系统为基础，与排水系统、道路、林带等规划相结合，需要铺设地下低压管道干管12km。1.1.3工程耐久性及设计使用年限本毕业设计属小（2）型水库，等别为Ⅴ等，其大坝、泄水建筑物、放水系统均为5级建筑物。根据相关规定和本项目的工程等别，确定水库雍水建筑物设计合理使用年限为50年，泄洪建筑物设计合理使用年限为50年，放水设施设计合理使用年限为30年，管理房设计合理使用年限为30年。1.1.4设计基本资料1、主要水文、气象成果根据收集的当地气象水文资料，坝址处与工程布置及主要建筑物设计形式有关的水文、气象资料如下表5-1所示。表5-1主要水文、气象资料参数数值非汛期5年一遇流量（m3/s）20年一遇洪峰流量（m3/s）100年一遇洪峰流量（m3/s）坝址多年平均流量（m3/s）多年平均气温（℃）年平均最低气温（℃）最大风速（m/s）13.549.6066.600.058316.9-10.719.32、主要建筑物特征水位根据水文章节中已经明确的建筑物特征水位主要有设计淤积高程、正常蓄水位、死水位、20年一遇洪水位及100年一遇洪水位。各特征水位详见下表5-2所示。表5-2主要建筑物特征水位淤积高程（m）正常蓄水位（m）死水位（m）20年一遇洪水位（m）100年一遇洪水位（m）286.50318.00288.00319.32319.663、地质勘察主要参数据地质勘察报告成果，坝址地基地层简单，地表覆盖层为坝肩及河道两岸滩地分布的坡积土第②层碎石土（Q4dl）；基岩则为侏罗系上统c段第一亚段（J1c-1）火山岩。从各钻孔岩芯资料、现场调查等分析，坝址区岩体风化呈以下特征。（1）凝灰岩的抗风化能力较强，坝段内全风化层厚度较小或缺失，全风化厚度0.0～1.6m，强风化地层较稳定，局部厚度较大，强风化下限2.7～10.1m；（2）弱风化右岸总体分布较均匀且稳定，厚度相差不大，厚度6.0～7.6m；坝轴线弱风化层左岸厚度较均匀且稳定6.9～7.7m（左坝肩弱风化厚度仅为2.7m）。（3）强风化岩体节理裂隙密集，多呈张开状，充填泥质，力学性质下降明显；（4）弱风化岩体浅部近地表节理裂隙较发育，夹少量泥质薄膜，力学性质较差，向深部裂隙逐渐减少，力学性质相应变好。表5-3坝址区各孔岩体风化带下限深度表钻孔位置岩性覆盖层厚度（m）全风化下限（m）强风化下限（m）弱风化下限（m）ZK01左坝肩凝灰岩2.63.86.49.1Z02左岸凝灰岩1.07.610.124.8Z03左岸凝灰岩2.13.21.221.0ZK03坝脚凝灰岩3.0无6.012.0ZK07右坝肩凝灰岩1.8无3.711.3建议坝基置于弱风化基岩中，因弱风化基岩浅部节理较发育，应嵌入弱风化基岩1.5～3.0m，建议开挖深度为：左岸段、河床段开挖深度8.0~12.0m，右岸段开挖深度4.0～1.0m。遇断层（破碎带）须挖深后回填砼塞处理，地基应进行固结灌浆，深度不少于5m。第⑩4层微风化凝灰岩：承载力特征值：fak=1.2MPa；变形模量：E0=8～10GPa；泊松比：0.22。坝基区域各土层主要物理力学指标建议值如下：表5-4各土层物理力学指标建议表岩土名称天然容重（kN/m3）饱和单轴抗压强度（MPa）砼/岩承载力特值（kPa）抗剪断强度f′C′（Mpa）强风化凝灰岩22.021～360.7～0.80.3～0.4500弱风化凝灰岩23.524～660.9～1.00.7～0.82000微风化凝灰岩26.267～1411.0～1.21.0～1.540001.1.5主要设计技术标准1、设计中采用并参照执行的主要技术规范如下：（1）《水利水电工程初步设计报告编制规程》（SL619-2013）；（2）《防洪标准》（GB50201-2014）；（3）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）；（4）《水利工程建设标准强制性条文》（2020版）。（5）《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）；（6）《混凝土面板堆石坝设计规范》（SL228-2013）；（7）《混凝土面板堆石坝接缝止水技术规范》（DL/T5115-2000）；（8）《土石坝安全监测技术规范》（SL551-2012）；（9）《溢洪道设计规范》（SL253-2018）；（10）《碾压混凝土坝设计规范》（SL314-2018）；（11）《水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范》（SL654-2014）；（12）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；（13）《水工建筑物抗冰冻设计规范》（SL211-2006）；（14）《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077-1997）；（15）《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）；（16）《水利水电工程设计工程量计算规定》（SL328-2005）；（17）《水工建筑物荷载设计规范》（SL744-2016）；（18）各专业设计规程规范。1.2工程等别及建筑物级别1.2.1工程等别及建筑物级别杨家弄水库的主要工程任务是灌溉，水库总库容在100万方以下。根据《防洪标准》（GB50201-2014）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）规定，为小（2）型水库，工程等别Ⅴ等。本毕业设计永久性水工建筑物为混凝面板堆石坝，设计洪水标准取20年一遇，校核洪水标准取100年一遇。1.2.2主要技术标准允许值1、主要建筑材料坝体填筑料为流纹质玻屑、含角砾玻屑凝灰岩，块状坚硬，天然容重γ=25kN/m3～26kN/m3，饱和抗压强度R=70MPa～100MPa，软化系数为0.80；混凝土面板堆石坝各区坝料填筑标准详见表5-5。表5-5坝料填筑标准表料物或分区孔隙率（%）饱和抗压强度（MPa）垫层料（2A区）17过渡层细堆石料（3A区）20主堆石区堆石料（3B区）22下游区堆石料（3C区）25特殊垫层料（2B区）16坝顶碾压区（3A1区）24下游护坡（3D区）＞60混凝土趾板和混凝土面板为C30W10F100钢筋混凝土，容重为25kN/m3，混凝土轴心抗压强度设计值fc=14.3MPa，轴心抗拉强度设计值ft=1.43MPa，弹性模量Ec=2.8×104MPa，剪变模量Gc=1.12×104MPa，泊松比νc=0.167。1、抗滑稳定安全系数本毕业设计选择面板坝坝型，面板坝坝坡稳定计算抗滑稳定最小安全系数如下表5-8所示。表5-6抗滑稳定安全系数坝型计算部位计算方法荷载组合抗滑安全系数K’面板坝坝坡非线性抗剪强度指标法正常运用条件≥1.35非常运用条件Ⅰ≥1.25非常运用条件Ⅱ≥1.152、溢洪道控制段抗滑稳定安全系数：基本荷载组合K=3.0；特殊荷载组合（1）K=2.5；3、岩基上挡土墙抗滑稳定安全系数：基本组合K=1.08；特殊荷载组合（Ⅰ）K=1.03；抗倾覆稳定安全系数Kf=1.50；特殊荷载组合（Ⅰ）Kf=1.30。4、坝顶安全超高设计工况条件：A=0.5m；校核工况条件：A=0.3m。1.3工程选址1.3.1工程选址根据实际地形、下游供水高程及水库储水量要求，有上、下两个适合的坝址可供比较选择。坝址位置岩性坚硬，岩体较完整，埋深浅，两侧山体残坡积厚度较大，坝基建基面取弱风化岩顶面，各个坝址情况如下：上坝址位于杨家弄自然村下游1.2km，河谷宽约40m左右，河床高279～281m，峡谷呈“V”或“U”字型，两岸山体不完全对称，坝址以上集雨面积2.26km2，主流长度2.64km。河床开挖深度约8.0m,右岸开挖深度约1.0m，左岸开挖深度约8.0m。下坝址位于上坝址下游60m处，河谷宽约20m左右，河床高270～274m，峡谷呈“V”或“U”字型，两岸山体不完全对称，址以上集雨面积2.29km2，主流长度2.80km。河床开挖深度约9.0m,右岸开挖深度约7.0m，左岸开挖深度约12.0m。本次通过对上、下坝址分别相对应的水文条件，地形地质条件，结构和布置情况，水库淹没和工程占地情况，主要工程量等各方面进行综合经济比较来选择合理坝址。坝址比较成果本次通过对上、下坝址分别相对应的水文条件，地形地质条件，结构和布置情况，水库淹没和工程占地情况，主要工程量等各方面进行比较。两个坝址方案综合比较具体成果详见表5-7。表5-7坝址方案综合比较表项目单位上坝址下坝址坝址以上集水面积km22.262.29水库正常蓄水位m318.00312.70设计洪水位m319.32314.00校核洪水位m319.66314.34正常库容万m357.0557.05供水水位m288.00281.00河谷宽度m40.0020.00淹没占地亩63.0960.37水库淹没处理补偿可比投资万元322.14308.25投资建设及施工场地征用补偿费万元866.50740.08工程静态可比投资万元3632.003847.00建安费万元5331.275561.39坝址优点①地质条件相对较好；②供水高程高，水压大；③建安投资相对较小，节省投资①征地面积相对较小缺点①征地面积相对较大①地质条件相对较差②供水高程小，水压小；③建安投资相对较大结论上坝址优于下坝址，本阶段推荐上坝址（1）从地形、地质条件看，上坝址相对较好。上坝址覆盖相对较薄，基岩较好。下坝址位置两岸山体基岩较差，建坝需在两岸坝肩各增加一个重力墩弥补两岸山体地质条件不足，增加坝体稳定性。（2）上坝址供水高程比下坝址高7.0m，上坝址供水高程明显优于下坝址。（3）征用补偿费上坝址比下坝址多13.89万元。（4）在坝体投资比较中，上坝址投资可比性投资比下坝址少126.42万元，从经济方面考虑，上坝址优于下坝址。综上所述，从地形、地质条件，供水高程、工程占地费用和投资综合比较，上坝址要优于下坝址。所以，本阶段推荐上坝址。1.4工程总体布置和主要建筑物本毕业设计主要建筑物包括挡水建筑物、泄水建筑物、放（输）水建筑物、供水管道及其他附属建筑物。坝型采用混凝土面板堆石坝，坝顶高程321.00m，最大坝高53.0m，坝顶长度134.50m，坝顶宽度8m，上下游坝坡均为1：1.5。泄水建筑物为岸坡式溢洪道，位于右岸紧靠大坝，由进水渠、泄洪闸控制段、泄槽、导墙和挑流鼻坎等组成，泄洪闸为2孔正堰，每孔净宽8.0m，陡槽宽度为18.00m，溢洪道总长度106.50m。根据前述工程规模章节的分析，杨家弄水库正常蓄水位选定为318.00m，正常库容为57.05万m3，经调洪计算后得设计洪水位为319.32m（P=5%），校核洪水位为319.66m（P=1%）。经计算，面板坝方案可取坝顶高程为321.0m，坝顶宽度为8m，坝顶上游侧设防浪墙，墙顶高程321.50m。输水建筑物由进水口、输水隧洞、调压井及压力管道等组成，水平投影长度输10+358.71m（算至岔点）。进水口位于拦河坝左岸上游约600m，采用竖井式。输水隧洞水平投影全长10128.07m，开挖洞径为3.60m，衬后洞径为2.80m，衬砌厚度40cm1.5挡水建筑物1.1.1工程布置及结构设计拦河坝为钢筋混凝土面板堆石坝，按20年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核，设计洪水位（P=5%）为319.32m，校核洪水位（P=0.1%）为319.66m，大坝坝顶高程321.00m，防浪墙顶高程321.50m，坝基趾板最低高程268.00m，相应最大坝高53.00m，坝顶宽8m，坝顶长度134.50m。上、下游坝坡均为1：1.5，下游坝坡分别在高程303.00m和286.00m处设置马道，马道宽1.00m。上游坡在高程316.00m以上设L形直立挡墙至防浪墙顶，墙高1.5m。下游坡在高程318.00m以上设L形直立挡墙，墙顶高程321.20m，墙高3.20m。混凝土面板堆石坝平面布置以及标准剖面等详见本报告附图1.1.1.1坝体分区和坝料设计坝体堆石根据对坝料渗透性、压缩性的不同要求分区填筑1）垫层区（2A区）该区为钢筋混凝土面板下的垫层区，要求填筑级配良好的新鲜、坚硬碎石料；石料最大粒径8cm，垫层水平宽度1.50m，铺筑层厚度20cm，压实标准要求达到内部渗透稳定性、低压缩性和高抗剪强度，设计孔隙率不大于17%。2）过渡层区（3A区）该区位于垫层区和主堆石区之间，要求填筑级配良好的新鲜、坚硬碎石料；石料最大粒径30cm，过渡层水平宽度3.50m，铺筑层厚度20cm。其压实标准要求达到低压缩性和高抗剪强度，设计孔隙率不大于20%，须与垫层同步碾压。3）主堆石区（3B区）该区为区要求尽可能低压缩性、高抗剪强度和良好的透水性。石料最大粒径60cm，铺筑层厚度80cm，其压实标准要求设计孔隙率不大于22%。4）下游堆石区（3C区）该区为次要堆石区，对面板变形、渗透影响小。石料最大粒径80cm，铺筑层厚度80cm，其压实标准要求设计孔隙率不大于25%。5）特殊垫层区（2B区）该区为趾板周边缝下的特殊垫层区，要求填筑级配良好的新鲜、坚硬碎石反滤料，石料最大粒径4cm，铺筑层厚度20cm，其压实标准要求达到低压缩性和半透水性，设计孔隙率不大于16%。6）坝顶静碾区（3A1区）该区位于坝顶滑模高程316.00m以上，在滑模施工完成及防浪墙施工完成后采用碾压设备静碾，要求填筑级配良好的新鲜、坚硬碎石料。石料最大粒径30cm，铺筑层厚度40cm～60cm，设计孔隙率不大于24%。7）下游护坡（3D区）该区为大坝下游坝面的护坡，采用干砌条石护坡，厚20cm，条石护坡底部设20cm厚碎石垫层，分别在高程303.00m、286.00m处设二级马道，宽度为1.00m。该区要求砌筑能自由排水、抗风化能力强的石料，条石要求饱和抗压强度大于60MPa，软化系数大于0.80，冻融损失率小于1%，干密度大于2.4t/m3。1.1.1.2喷淋系统设计水库大坝长134.50m，大坝面板顶高程321.00m，大坝面板底高程268.00m，水库正常蓄水位318.00m，鉴于面板中上部长期暴露大气中，为确保面板耐久性，需设置喷淋系统，降低夏季温度应力。在防浪墙上游侧设置上游坝面DN50mm（2’’）喷淋钢塑复合管一根，管上设喷头，间距2.0m。喷淋系统用水用电从电缆管道内的供水主管接出，供水压力要求不小于0.3MPa，控制总阀室可布置于溢洪道启闭机房楼梯间合适位置，喷头可选用喷散范围大于2m的定型产品。1.1.1.3反向排水系统设计为保证施工期间坝体稳定，在桩号坝0+030.00、坝0+100.00处各设一根外径D200mm反向排水镀锌钢管。排除基坑集水，在河床反向排水管所在趾板端前，上游围堰坡脚处开挖集水井。反向排水管封堵在面板表面SR止水材料施工完成后、水库蓄水前择机进行。1.1.1.4混凝土趾板和面板设计趾板布置在面板周边与基础交界处，基础座落在弱风化基岩上，最低建基面高程为268.00m，趾板采用C30W10F100钢筋混凝土结构，其宽度按岩石的容许水力梯度确定，宽度为8.00m～1.00m，厚度0.50m，表面配置单层双向钢筋，纵横含筋率平均为0.4%，趾板间最大分缝间距为12.0m，同时设置基础锚筋。设计选用等厚面板，面板厚度按下式确定：（5-1）式中：t——面板厚度（m）；H——计算断面至面板顶部的垂直距离（m）；经计算，面板顶部厚度取0.40m，底部厚度取0.56m，最大水力梯度约160。面板总面积约10445m2，采用C30W10F100钢筋混凝土结构，面板中部配单层双向钢筋，纵横含筋率平均为0.4%，混凝土面板共21块，河床段面板分缝间距为12.00m和6.00m，岸坡段面板分缝间距为6.00m。1.1.1.5坝顶结构设计坝顶宽8.00m，坝顶高程为321.00m，设有厚20cm的C25F50混凝土路面，其底部设厚15cm的碎石垫层，垫层下部为3A1坝顶静碾堆石区。上游侧在高程316.00m以上设C25W6F50钢筋混凝土L形挡墙（兼防浪墙），墙顶高程为321.50m，墙高1.50m，顶部设护栏，厚度为30cm，分缝间距为6.00m。下游坡在高程318.00m以上设L形直立挡墙，墙顶高程321.20m，墙高3.20m，顶部厚度为20cm，分缝间距为6.00m。1.1.1.6接缝止水设计坝体接缝处均设置止水系统：周边缝设底部止水铜片和顶部塑性嵌缝填料两道止水；面板垂直缝根据其所处位置分为压性垂直缝和张性垂直缝两种型式，河床段间距为12.00m、岸坡段间距为6.00m，位于中部面板的压性垂直缝内设一道铜片止水，表面涂刷薄层沥青乳汁，位于两岸的张性垂直缝内设底部止水铜片和顶部塑性嵌缝填料两道止水，为避免面板在周边缝处出现尖角，在接近周边缝约1.00m处转弯，使与周边缝呈垂直正交；趾板伸缩缝设底部止水铜片和顶部塑性嵌缝填料两道止水，分别与周边缝内止水铜片和“SR”塑性嵌缝填料连接；面板顶部与防浪墙底部设水平缝，缝内设底部止水铜片和顶部塑性嵌缝填料两道止水，分别与面板伸缩缝缝内的止水铜片和SR塑性嵌缝填料以及防浪墙伸缩缝缝内的“SR”塑性嵌缝填料连接；防浪墙设伸缩缝，间距6.00m，缝内迎水侧设矩形槽，槽内填“SR”塑性填料，缝内设一道铜片止水分别与面板顶缝缝内SR塑性嵌缝填料和止水铜片相连接形成封闭。1.1.1.7基础开挖和基础处理1）基础开挖趾板下游主堆石区0.5倍坝高范围内要求清除覆盖层至基岩，坝基内其他部分要求清除表层植被、坡积层，砂砾卵石层要求进行碾压处理。下游量水堰截水墙基础须开挖到弱风化基岩。2）基础处理混凝土趾板须开挖至弱风化基岩，趾板基础以及两岸坝头均进行固结和帷幕灌浆处理，固结灌浆孔为两排，水平孔距为3.00m（遇断层或节理岩石较破碎地带孔距加密至1.50m），建基面以下孔深至少1.00m；防渗帷幕孔设一排，水平孔距2.0m（遇断层或节理岩石较破碎地带孔距加密），孔深要求深入相对隔水层（q≤3Lu）以下1.00m，大坝左岸设帷幕灌浆平洞，平洞断面2.50m×3.50m（宽×高），长50.0m，帷幕延伸到正常蓄水位与相对隔水层线相交处，右岸与溢洪道帷幕相接。下游量水堰截水墙进行帷幕灌浆处理，防渗帷幕孔设一排，水平孔距2.0m，孔深要求深入相对隔水层（q≤3Lu）以下1.00m。1.1.2设计计算1.1.2.1坝顶高程计算按《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定，坝顶高程分别按以下运用情况计算，并取大值。（1）设计洪水位+正常运用条件下的坝顶超高；（2）正常蓄水位+正常运用条件下的坝顶超高；（3）校核洪水位+非常运用条件下的坝顶超高；坝顶在静水位以上的超高按下式计算：（5-2）式中：y——坝顶超高（m）；R——最大波浪在坝坡上的爬高（m）；e——最大风雍水面高度（m）；A——安全加高（m）。①根据碾压式土石坝设计规范有：（5-3）式中：K1——斜坡的糙率渗透系数K2——经验系数m——坡度系数，由确定hm、Lm——平均波高和波长，m其中根据要求查表可得K1=0.9，K2=1.03；由于上下游坡比相同，所以m=1.5平均波高hm用下式计算：(5-4)式中：v0——计算风速，m/sD——风区长度，mHm——水域平均水深，m再用公式(5-5)求出平均波周期Tm平均波长Lm用下式计算：(5-6)之后，根据hm/Hm的值以及累积频率查表得出比值，计算出最终的R②风雍水面高度用下式进行计算：(5-7)式中：e——计算处的风壅水面高度，mD——风区长度，mK——综合摩阻系数3.6×10-6β——计算风向与坝轴线法线的夹角W——计算风速,m/s.——坝前平均水深，m；③安全超高A根据坝的级别以及设计校核情况的不同，查表得设计时取0.5，校核时取0.3根据前述中的公式，坝顶超高计算成果见下表表5-8。

表5-8坝顶超高计算表项目单位正常运用正常运用非常运用正常蓄水位设计洪水位（P=5%）校核洪水位（P=1%）水位m318.00319.32319.66水域平均水深Hmm32.033.333.7计算风速v0m/s28.9528.9519.3风区长度Dm330330364平均波高hmm0.28110.27770.1887平均波周期Tms2.3482.3401.928平均波长Lmm8.6008.54191.7988平均波浪爬高Rmm0.79790.79230.5222累计频率为P=5%波浪爬高R5%m1.46811.45780.9608风雍水面高度em0.0001590.00085340.00041安全加高Am0.50.50.3坝顶高程计算成果见表5-9。表5-9坝顶高程计算表工况上游水位（m）波浪爬高R5%（m）风雍水面高度e（m）安全加高A（m）坝顶超高y（m）防浪墙顶高程（m）正常蓄水位3181.46810.00020.501.9683319.9683设计洪水位（P=5%）319.321.45780.00080.501.9586321.2786校核洪水位（P=1%）319.660.96080.00040.301.2612320.9212从表1.6-23中可以看出，坝顶高程受校核洪水位工况控制。防浪墙顶高程取321.28m，防浪墙高取0.50m，则相应的坝顶高程为320.78m。根据规范要求，在非常运用条件下，坝顶高程应不低于静水位，因此取坝顶高程为321.00m，防浪墙顶高程321.5m。1.1.2.2坝坡稳定分析根据《混凝土面板堆石坝设计规范》（SL288-2013）规定，本毕业设计坝基有5m～10m的河床砂砾卵石层，故对坝坡进行稳定计算，参照规定，采用不计条块间作用力的瑞典圆弧法计算。1）计算工况本毕业设计建筑物最高级别为5级，设计烈度采用基本烈度为6度，可不进行抗震计算。根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）和本毕业设计的实际情况，坝坡稳定计算主要考虑了以下工况。正常运用条件一：水库水位处于正常蓄水位下的稳定渗流期下游坝坡稳定；正常运用条件二：上游为设计洪水位，下游相应水位时下游坝坡的稳定；正常运用条件三：水库水位从正常蓄水位降落至表孔堰顶高程相应水位时上游坝坡稳定；非常运用条件一：完建期上游坝坡稳定；非常运用条件二：上游为校核洪水位，下游相应水位时下游坝坡的稳定；非常运用条件三：水库水位由校核洪水位降落至正常蓄水位时上游坝坡的稳定；非常运用条件四：水库水位由正常蓄水位降落至死水位时上游坝坡的稳定。计算方法采用不计条块间作用力的瑞典圆弧法计算，各材料的计算参数指标见表1.10。表5-10坝坡稳定计算参数表材料容重γ（kN/m3）凝聚力C（MPa）摩擦角φ（°）堆石料19.60.1538.6垫层料20.20.1039.8坝基砂砾石20.0030.0坝基基岩22.50.548.0混凝土面板、趾板24.00.348.02）计算方法和计算参数按照《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），本坝为混凝土面板堆石坝，采用：①总应力法（5-8）式中：K——整个滑体剩余下滑力计算的安全系数；l——单个土条的滑动面长度(m），l=bsecθ；W——条块重力（kN），浸润线以上取重度，以下取饱和重度；θ——条块的重力线与通过此条块底面中点半径中间的夹角（度）；C、φ——土的抗剪强度指标，采用总应力法时，取总应力指标，采用有效应力法时，取有效应力指标。②有效应力法（5-9）式中：K——整个滑体剩余下滑力计算的安全系数；l——单个土条的滑动面长度(m），l=bsecθ；W——条块重力（kN），浸润线以上取重度，以下取饱和重度；U——条块所受到的浮力（kN）；D——条块所受的渗透力（kN），据孔隙水压力梯度场积分得出；θ——条块的重力线与通过此条块底面中点半径中间的夹角（度）；α——条块的渗透力与水平线的夹角（度）；C、ψ——土的抗剪强度指标，采用总应力法时，取总应力指标，采用有效应力法时，取有效应力指标。3）计算成果面板坝坝坡稳定计算成果见表5-11。表5-11坝坡稳定计算成果表部位工况最小安全系数K规范允许值【K】下游坝坡正常运用条件一2.1981.24正常运用条件二2.0991.24非常运用条件二2.0311.15上游坝坡正常运用条件三4.5371.24非常运用条件一2.4571.15非常运用条件三1.1691.15非常运用条件四2.4131.15由表1.6-27可知，各种工况组合情况下混凝土面板堆石坝坝坡稳定安全系数均满足规范要求。各工况下坝体画面信息计算成果如下图：[土条详细表]表中符号意义:i——土条编号x——起始x(m)l——土条底长(m)α——土条底部倾角(度)c——土条底部粘聚力(kPa)φ——土条底部内摩擦角(度)W——土条重(kN)N——土条底部法向力(kN)T——土条底部切向力(kN)Er——土条右侧法向力(kN)Xr——土条右侧切向力(kN)Px——水平超载(kN)Py——竖向超载(kN)Sx——水平静水压力(kN)Sy——竖向静水压力(kN)U——孔隙压力(kN)Q——自重产生的水平地震力(kN)J——筋带力(kN)ti——超载在滑弧切线方向上产生的水平地震力(kN)Qv——自重产生的竖向地震力(kN)正常运用条件一滑动安全系数:2.198********************滑面信息*******************土条总数:24圆心半径(m):(26.503,93.600)R=93.600ixlαcφWNTErXrPxPySxSyUQJtiQv14.094.69-12.42141.031.6180.03473.57309.64404.240.000.000.000.000.00473.570.000.000.000.0028.674.65-9.56141.031.6573.20639.40347.42853.050.000.000.000.000.00514.230.000.000.000.00313.254.61-6.73141.031.6943.981003.95454.221421.730.000.000.000.000.00544.310.000.000.000.00417.834.59-3.91141.031.61304.561341.29552.202064.330.000.000.000.000.00580.600.000.000.000.00522.424.58-1.10141.031.61616.891629.16624.452719.910.000.000.000.000.00640.680.000.000.000.00627.001.001.84141.031.61924.551903.01703.223361.810.000.000.000.000.00757.590.000.000.000.00732.001.124.93141.031.62114.022058.03740.723922.790.000.000.000.000.00821.110.000.000.000.00837.101.158.08141.031.62408.322317.33813.994403.090.000.000.000.000.00861.970.000.000.000.00942.201.2011.25141.031.62671.152549.66879.764768.720.000.000.000.000.00902.300.000.000.000.001047.301.2714.45141.031.62903.262757.65943.014993.780.000.000.000.000.00929.630.000.000.000.001152.401.3517.70141.031.63101.292939.761004.275056.680.000.000.000.000.00941.310.000.000.000.001257.501.3620.98141.031.63031.012878.32991.804952.230.000.000.000.000.00918.450.000.000.000.001362.501.1024.18141.031.62780.822644.45921.554713.450.000.000.000.000.00836.200.000.000.000.001467.151.2427.34141.031.62862.952740.86966.694313.210.000.000.000.000.00834.230.000.000.000.001571.801.4130.60141.031.62936.152856.24986.933708.720.000.000.000.000.00921.410.000.000.000.001676.461.6133.97141.031.62972.612951.951001.802893.310.000.000.000.000.001000.710.000.000.000.001781.111.8637.48141.031.62963.733017.361021.301870.720.000.000.000.000.001057.500.000.000.000.001881.760.9139.56141.031.6479.92491.45169.241681.680.000.000.000.000.00159.800.000.000.000.001986.460.2639.91141.031.6131.79140.5548.141632.430.000.000.000.000.0041.590.000.000.000.002086.668.7142.66141.031.63881.644101.311446.30-81.850.000.000.000.000.001428.750.000.000.000.002193.060.5741.50141.031.6221.16238.9387.30-191.080.000.000.000.000.0086.530.000.000.000.002293.468.7248.34141.031.62833.633080.671228.58-1680.050.000.000.000.000.001074.940.000.000.000.002399.259.8754.03160.336.92007.912010.041181.08-2613.090.000.000.000.000.00661.400.000.000.000.0024101.0511.8360.67296.441.9763.35156.511596.16-1967.700.000.000.000.000.00156.510.000.000.000.00正常运用情况二滑动安全系数:2.099********************滑面信息*******************土条总数:24圆心半径(m):(24.903,91.300)R=91.300ixlαcφWNTErXrPxPySxSyUQJtiQv13.614.77-11.47141.031.6183.91496.72329.67421.890.000.000.000.000.00496.720.000.000.000.0028.294.73-8.62141.031.6581.37647.03364.85879.560.000.000.000.000.00531.340.000.000.000.00312.974.70-1.78141.031.6963.621017.00479.541459.110.000.000.000.000.00562.990.000.000.000.00417.654.68-2.96141.031.61330.891362.89584.782113.470.000.000.000.000.00596.700.000.000.000.00522.324.68-0.15141.031.61650.051651.73661.692779.350.000.000.000.000.00658.730.000.000.000.00627.001.012.77141.031.61919.481886.52728.833416.300.000.000.000.000.00763.170.000.000.000.00732.001.131.81141.031.62106.382039.75763.043968.860.000.000.000.000.00840.500.000.000.000.00837.101.168.91141.031.62402.692303.48824.174426.520.000.000.000.000.00932.240.000.000.000.00942.201.2212.02141.031.62670.282544.00881.844759.000.000.000.000.000.001014.210.000.000.000.001047.301.2911.18141.031.62901.342759.67937.354940.950.000.000.000.000.001081.270.000.000.000.001152.401.3818.39141.031.63106.542951.08991.264950.800.000.000.000.000.001132.810.000.000.000.001257.501.3821.62141.031.63043.522900.98970.304784.050.000.000.000.000.001144.970.000.000.000.001362.501.1224.78141.031.62791.872677.61898.184477.440.000.000.000.000.001081.530.000.000.000.001467.151.2627.90141.031.62867.822772.96940.064010.740.000.000.000.000.001082.460.000.000.000.001571.801.4331.12141.031.62913.762848.45980.883378.540.000.000.000.000.001072.670.000.000.000.001676.461.6434.44141.031.62919.382896.041011.822578.210.000.000.000.000.001059.800.000.000.000.001781.111.9037.91141.031.62887.052916.941047.991612.630.000.000.000.000.001038.130.000.000.000.001881.760.9139.96141.031.6467.88478.95173.141437.720.000.000.000.000.00156.190.000.000.000.001986.460.2640.31141.031.6132.37131.8649.211387.350.000.000.000.000.0044.660.000.000.000.002086.668.7643.03141.031.63776.323960.781469.64-240.850.000.000.000.000.001424.740.000.000.000.002193.060.5741.83141.031.6214.08229.9988.09-344.440.000.000.000.000.0087.930.000.000.000.002293.468.4848.55141.031.62654.802864.731198.23-1698.660.000.000.000.000.001069.050.000.000.000.002399.079.5553.97164.137.21876.351829.291161.71-2494.860.000.000.000.000.00679.840.000.000.000.0024104.6911.3260.25291.841.5701.16193.761594.80-1871.640.000.000.000.000.00193.760.000.000.000.00正常运用条件三滑动安全系数:4.537********************滑面信息*******************土条总数:18圆心半径(m):(24.100,62.300)R=62.299ixlαcφWNTErXrPxPySxSyUQJtiQv14.681.15-11.80151.137.1267.51996.47171.960.000.000.000.001067.071607.08996.470.000.000.000.0029.631.05-11.11141.031.6746.55916.63161.340.000.000.000.001067.061607.07916.630.000.000.000.00314.584.99-6.49141.031.61181.401177.80197.530.000.000.000.001066.191601.75931.730.000.000.000.00419.544.96-1.92141.031.61578.491577.61259.060.000.000.000.00999.151504.79939.710.000.000.000.00524.494.962.64141.031.61929.921927.88311.840.000.000.000.00891.031341.95930.590.000.000.000.00629.444.997.21141.031.62238.442220.72366.810.000.000.000.00782.901179.09907.410.000.000.000.00734.391.0611.84141.031.62503.322450.09411.240.000.000.000.00674.761016.24868.950.000.000.000.00839.351.1716.54141.031.62722.712610.03448.710.000.000.000.00566.63853.38813.000.000.000.000.00944.301.3221.36141.031.62893.522694.70479.060.000.000.000.00458.50690.53736.010.000.000.000.001049.251.5326.35141.031.63011.302698.38502.680.000.000.000.00350.36527.67632.360.000.000.000.001154.201.8131.57141.031.63069.472611.24520.710.000.000.000.00242.23364.82492.910.000.000.000.001259.166.2137.10141.031.63062.992443.04531.910.000.000.000.00134.10201.96304.840.000.000.000.001364.116.7843.07141.031.62961.792166.42549.750.000.000.000.0029.6244.6156.220.000.000.000.001469.067.6649.72141.031.62621.451694.90512.390.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.001574.010.5053.47150.038.6169.60100.9434.420.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.001674.3113.6159.97150.038.62983.091493.07712.750.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.001781.112.3367.30150.038.6270.30104.3291.460.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.001882.019.7072.83150.038.6336.0599.18338.280.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00非常运用条件一滑动安全系数:2.457********************滑面信息*******************土条总数:18圆心半径(m):(16.300,73.400)R=73.388ixlαcφWNTErXrPxPySxSyUQJtiQv12.111.20-9.12136.437.8251.98248.79359.280.000.000.000.000.000.0021.520.000.000.000.0027.241.16-1.08141.031.6703.81701.05488.020.000.000.000.000.000.0070.660.000.000.000.00312.381.14-1.06141.031.61113.781113.59591.210.000.000.000.000.000.00111.400.000.000.000.00417.511.142.96141.031.61479.601477.63690.920.000.000.000.000.000.00148.160.000.000.000.00522.651.186.98141.031.61776.231763.05766.970.000.000.000.000.000.00178.950.000.000.000.00627.791.2311.05141.031.62028.591990.99828.760.000.000.000.000.000.00206.690.000.000.000.00732.921.3211.17141.031.62237.452159.49871.750.000.000.000.000.000.00231.820.000.000.000.00838.061.4519.37141.031.62401.342261.38907.240.000.000.000.000.000.00254.550.000.000.000.00943.201.6123.69141.031.62517.162301.07922.580.000.000.000.000.000.00274.880.000.000.000.001048.331.8328.15141.031.62580.132274.87921.400.000.000.000.000.000.00292.630.000.000.000.001153.476.1132.81146.336.42588.262171.26946.300.000.000.000.000.000.00231.520.000.000.000.001258.606.5037.74150.038.62551.372017.711052.120.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.001363.747.0343.02150.038.62457.031796.491012.640.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.001468.887.8048.80150.038.62259.381488.09959.730.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.001574.010.4952.04150.038.6151.7393.3360.090.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.001674.3112.5457.13150.038.62639.981432.891231.250.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.001781.111.9762.79150.038.6242.28110.77156.160.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.001882.018.2866.79150.038.6321.32126.61546.720.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00非常运用情况二滑动安全系数:2.031********************滑面信息*******************土条总数:24圆心半径(m):(23.703,94.100)R=94.099ixlαcφWNTErXrPxPySxSyUQJtiQv13.344.82-11.03141.031.6186.47541.01344.16441.290.000.000.000.000.00541.010.000.000.000.0028.084.78-8.10141.031.6593.01650.92366.71896.100.000.000.000.000.00578.600.000.000.000.00312.814.75-1.20141.031.6971.281023.57486.841473.760.000.000.000.000.00604.730.000.000.000.00417.544.74-2.32141.031.61343.211368.49598.262126.810.000.000.000.000.00630.390.000.000.000.00522.274.730.57141.031.61671.321668.67679.322789.570.000.000.000.000.00699.870.000.000.000.00627.001.013.53141.031.61923.821882.12731.223407.410.000.000.000.000.00811.070.000.000.000.00732.001.136.62141.031.62106.922032.29766.863934.800.000.000.000.000.00896.760.000.000.000.00837.101.189.76141.031.62396.762290.60826.914361.400.000.000.000.000.00992.950.000.000.000.00942.201.2312.93141.031.62658.562527.40882.494656.000.000.000.000.000.001083.780.000.000.000.001047.301.3116.14141.031.62887.032739.45936.074793.670.000.000.000.000.001159.340.000.000.000.001152.401.4119.40141.031.63080.782927.32988.264753.350.000.000.000.000.001218.960.000.000.000.001257.501.4222.70141.031.63009.912874.57964.294533.680.000.000.000.000.001236.790.000.000.000.001362.501.1721.92141.031.62752.052649.86889.934171.580.000.000.000.000.001172.970.000.000.000.001467.151.3329.12141.031.62818.482741.23930.873654.760.000.000.000.000.001179.110.000.000.000.001571.801.5132.42141.031.62852.262810.55971.142967.740.000.000.000.000.001171.840.000.000.000.001676.461.7431.85141.031.62840.842848.511003.982113.460.000.000.000.000.001162.850.000.000.000.001781.116.0239.43141.031.62788.932857.171034.861098.240.000.000.000.000.001141.350.000.000.000.001881.760.9441.55141.031.6430.19446.47164.77921.450.000.000.000.000.00168.460.000.000.000.001986.460.2741.91141.031.6127.42132.4748.99873.410.000.000.000.000.0047.940.000.000.000.002086.669.0144.74141.031.63581.493794.981467.82-751.110.000.000.000.000.001456.370.000.000.000.002193.060.5947.66141.031.6198.55213.3988.36-853.340.000.000.000.000.0083.010.000.000.000.002293.467.7650.21141.031.62168.512322.741062.09-1958.230.000.000.000.000.00880.880.000.000.000.002398.428.7051.22166.137.31523.101412.401031.82-2529.660.000.000.000.000.00560.080.000.000.000.0024103.3910.2460.98291.741.4567.79163.601490.84-1949.610.000.000.000.000.00163.600.000.000.000.00非常运用情况三滑动安全系数:1.169********************滑面信息*******************土条总数:18圆心半径(m):(24.000,59.000)R=58.995ixlαcφWNTErXrPxPySxSyUQJtiQv14.831.15-16.46154.937.1269.911009.17154.500.000.000.000.001261.921900.541009.170.000.000.000.0029.771.04-11.51141.031.6751.90932.92141.510.000.000.000.001261.921900.54932.920.000.000.000.00314.714.98-6.64141.031.61190.331182.35171.580.000.000.000.001261.921900.54951.450.000.000.000.00419.654.95-1.82141.031.61583.471582.67221.540.000.000.000.001212.891826.70951.950.000.000.000.00524.604.952.98141.031.61930.831928.22274.870.000.000.000.001101.351664.73946.140.000.000.000.00629.544.997.81141.031.62233.682212.97318.730.000.000.000.00997.691502.59922.250.000.000.000.00734.481.0712.69141.031.62490.422429.56356.390.000.000.000.00890.031340.44882.660.000.000.000.00839.421.1917.67141.031.62698.852571.48387.460.000.000.000.00782.371178.30824.830.000.000.000.00944.361.3622.80141.031.62851.392632.36411.890.000.000.000.00674.721016.17744.550.000.000.000.001049.301.6128.12141.031.62954.522601.74430.190.000.000.000.00567.05854.02631.000.000.000.000.001154.251.9433.73141.031.62987.782484.83443.790.000.000.000.00459.40691.88484.590.000.000.000.001259.196.4339.74141.031.62947.772266.75456.150.000.000.000.00351.74529.74271.580.000.000.000.001364.137.1646.34141.031.62791.001929.65468.180.000.000.000.00244.08367.600.000.000.000.000.001469.078.3953.89141.031.62504.351471.84439.850.000.000.000.00136.38201.400.000.000.000.000.001574.010.5758.24150.038.6153.5480.8129.020.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.001674.3117.4767.00150.038.62409.10941.13652.320.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.001781.114.1677.51150.038.6129.8728.09121.120.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.001882.012.0380.52150.038.67.711.2759.150.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00非常运用情况四滑动安全系数:2.413********************滑面信息*******************土条总数:18圆心半径(m):(21.200,64.800)R=64.780ixlαcφWNTErXrPxPySxSyUQJtiQv13.671.17-13.42151.537.2262.671043.19332.850.000.000.000.00248.54374.321043.190.000.000.000.0028.691.09-8.88141.031.6732.82944.14301.620.000.000.000.00248.54374.32944.140.000.000.000.00313.721.04-4.40141.031.61162.191158.76362.870.000.000.000.00248.54374.32956.430.000.000.000.00418.741.030.05141.031.61548.611548.61478.040.000.000.000.00196.32291.68951.040.000.000.000.00523.771.044.50141.031.61891.561881.72583.600.000.000.000.0081.08128.14939.470.000.000.000.00628.791.098.98141.031.62193.702166.80678.410.000.000.000.003.891.86910.410.000.000.000.00733.821.1713.52141.031.62447.042379.26760.310.000.000.000.000.000.00863.170.000.000.000.00838.841.2918.14141.031.62651.882523.85829.710.000.000.000.000.000.00798.080.000.000.000.00943.871.4622.89141.031.62814.682592.97886.380.000.000.000.000.000.00709.980.000.000.000.001048.891.6827.82141.031.62918.442581.14931.400.000.000.000.000.000.00592.410.000.000.000.001153.911.9932.98141.031.62959.802482.80967.560.000.000.000.000.000.00434.760.000.000.000.001258.946.4238.47141.031.62929.862293.851000.980.000.000.000.00-0.000.00219.910.000.000.000.001363.967.0444.42141.031.62804.582003.001017.090.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.001468.998.0051.07141.031.62441.701534.14931.870.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.001574.010.5254.84150.038.6156.1989.9462.130.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.001674.3114.2261.36150.038.62637.951264.341301.810.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.001781.112.4868.75150.038.6217.5778.87180.410.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.001882.016.9772.93150.038.6168.6449.51449.890.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00正文1.1.2.3坝体沉降计算根据《混凝土面板堆石坝设计规范》（SL228-2013）第1.4.1条的规定，坝高在100m以下的坝，可用经验方法估算坝体变形。根据规定，混凝土面板堆石坝坝顶沉降量可按下式进行估算：(5-10)式中：S2——待建坝的坝顶预计沉降值（m）；S1——已建坝的坝顶原型观测的沉降值（m）；H2——待建坝的坝高（m）；H1——已建坝的坝高（m）；E2——待建坝的变形模量（MPa）；E1——已建坝的变形模量（MPa）；参考松阳黄南水库的坝身原型，进行比较，比较数据如下表5-12表5-12沉降计算S1H1H2E1/E2S2单位mmmm施工期沉降0.44975310.13蓄水期沉降0.20975310.06总沉降0.64975310.19经计算，河床部位坝顶最终沉降变形量为0.19m，其中施工期沉降变形量为0.13m，蓄水期沉降变形量为0.06m。1.6泄水建筑物1.6.1泄水建筑物方案选择本阶段就泄水建筑物孔口尺寸拟定了2孔×8m从本毕业设计确定的水库调洪原则和调洪结果看，此方案水库均能满足工程下游防洪保护对象控制断面的安全泄量要求，各主要水库特征水位差别不大。从可比工程投资看，由于拦河坝坝顶高程受校核洪水位控制，孔口尺寸越小，拦河坝坝顶高程越高，拦河坝工程投资越大；孔口尺寸越大，溢洪道控制段及泄槽结构断面越大，溢洪道部分工程投资越大；输水建筑物及发电引水系统部分工程投资基本相同；经合计，2孔×8m方案可比工程投资最省。从运行的安全和灵活性看，此方案均能灵活运行，遇到超标准洪水时泄流能力最大；综合以上因素，本阶段推荐此方案，即布置2孔每孔净宽为8.00m的泄洪闸。1.6.2工程布置及结构设计溢洪道位于右岸坝头，由进水渠、泄洪闸控制段、泄槽、导墙和挑流鼻坎以及预挖冲坑等组成。溢洪道平面布置以及纵横剖面详见本报告附图1.6.2.1泄洪闸控制段泄洪闸控制段位于桩号溢0+000.000～溢0+026.00m，其中上游段28.0m长范围底部为C25F50混凝土底板，顶面高程301.00m