青河雷口水利枢纽工程设计.doc

1、青河雷口水利枢纽工程设计摘要：重力坝设计是电站工程设计的主要组成部分，其方案合理与否，将对工程安全及投资产生极大的影响。本文主要根据所提供的地质、地形等基础资料，对枢纽建筑物进行坝轴线、坝型的选择，通过分析、比较，选择合理的枢纽布置方案，最后选定设计方案为混凝土实体重力坝，并分多种荷载组合情况进行稳定验算和应力分析，从而得到既安全又经济的最优剖面。方案中重力坝设计共分两部分，即非溢流坝段和溢流坝段。此外，为避免水流对坝体的冲刷作用，本方案还考虑设置溢流坝两侧导流墙，通过计算确定其高度及厚度等参数。Abstract: The design of Dam is the main component

2、 in the design of power station engineering, which will have a tremendous impact on the security and investment of projects,wheather its programme reasonable or not. According to the giving geological,terrain and other basic informations,this paper choose axis and style of hub buildings and through

3、the analysis,comparison to choose the concrete gravity dam as a reasonable hub layout programme.And meanwhile it makes checking stability and stress analysis in a variety of situations,so that it gets a safety and economic profile.The design of dam is divided into two parts in the programmes, that i

4、s non-overflow dam section and overflowing dam section. In addition, in order to avoid the dam is erosioned by the impact of water, the programme also consider installing spillway diversion on both sides of the wall and through calculating to determined its height ,thickness and other parameters。关键字

5、：混凝土重力坝 枢纽布置 坝型选择 大坝设计 稳定及应力计算Key words: concrete gravity dam layout of project selection of dam type dam design stability and stress calculation前言青河发源于元县，流域内雨量充沛，由于河流坡度流急，每遇暴雨泛滥成灾，故拟修一工程。本枢纽为一综合利用工程，以防洪发电为主，并结合考虑灌溉任务，工程建成后可以解决该流域洪水泛滥问题，为本地区厂矿、农业、居民提供电力，灌溉青河雷口下游的农田以及解决修坝后货物过坝问题。本书为青河雷口水利枢纽的设计说明书和计算书

6、，内容共分十章，系统的介绍了青河雷口水利枢纽的设计和计算方法。第一章主要介绍了青河雷口水利枢纽的基本资料；第二章结合工程实际条件介绍了坝型选择和枢纽布置的初步方案；第三章调洪演算及方案选择为下两章枢纽布置方案选择及大坝设计提供了设计依据；第六、七、八章详细地阐述了大坝的综合设计，包括非溢流坝段、表孔坝段、深孔坝段；第九章细部构造设计了大坝的建造以及运用方面的细节；最后一章为地基处理的设计。同时还附有三张图纸为大坝非溢流坝段，溢流坝段，深孔坝段的三视图，细部构造图以及大坝枢纽布置平面图及立面图。本书在阐述过程中，尽可能的配置了许多的插图、附表和附录，以供参阅。青河雷口水利枢纽设计是在老师的悉心指

7、导和同学的热心帮助下完成的。限于本人的水平和时间的仓促，以及以前从未进行过工程实践，特别是对本设计的工程所在地也未进行过实地考察，因此，设计成果与实际难免会产生一些偏差，书中如有不当和错误之处，恳望各位老师和领导不吝赐教及时给予斧正。1水利枢纽设计资料1.1流域概况 青河发源于元县，流径三叉口，张谷，米城，康镇等地至合县西南注入黑河。全长230公里，流域面积5000平方公里。青河属山区河道，流域内多高山峻岭，平原范畴甚小。只在北支上游元县附近及下游康镇附近有小平原。三叉口以上河床坡度平均均为1/600，下游平均坡度约1/1000。流域内雨量充沛，合县多年平均雨量为1000毫米，因之青河水量较丰

8、富，年平均流量接近100立米/秒。但河流破陡流急。暴雨集流时间很短，每遇暴雨，山洪暴发，水势凶猛，泛滥成灾。区域内人口分布在河谷两岸，计410000人，其中农业人口占97%，雷口以上耕地面积约100万亩，水田仅占1.5%。其余均为地势较高之旱地。但在雷口以下黑河右岸有大片平原耕地，缺水灌溉。根据试验资料，在有水灌溉之后，这些耕地可有大幅度增产。青河上游山区已发现铜，银，锌，镁，铝等矿蕴藏丰富。因该地区无动力来源，各矿都用土法开采。本流域交通不便。除合县至元县有公路外，其余只有人行大道，陆路仅靠人力蓄力。水路在张谷以下可通20吨小船。上游缺乏森林资源，无筏运要求，青河左岸交通较方便，右岸仅有山区

9、小道。1.2 枢纽任务雷口水利枢纽位于合县青河上游4公里处。根据国民经济情况及流域规划的要求。本枢纽为一综合利用工程，以防洪发电为主，并结合考虑灌溉任务。（1）防洪：免除洪水威胁为本枢纽的主要任务之一。根据下游黑河的泄流要求，在正常洪水的情况下安全泄量为5800米3/秒，非常洪水安全泄量为7300米3/秒。根据上游城镇矿山的位置及减少农业淹没损失，建议非常洪水位在234.5米以下。（2）发电：利用廉价电力开发青河流域矿藏，为国民经济计划的近期主要任务之一，电厂建成后并可供应合县地区厂矿农村居民的用电问题。电厂装机容量24kw，三台机组，每台最大引用流量33米3/秒。按初步估算：厂房尺寸4813

10、米2。机组间距10.45米，水轮机安装高程191.60米，尾水管底版高程185.0米,引水管管径3米。（3）灌溉:灌区位于青河雷口以下黑河右岸地区,本区灌溉作物以小麦,棉花,玉米,水稻为主，灌溉田地共约750000亩。除一部分灌区位置较低可利用发电尾水灌溉而外，右岸尚有一些位置较高的灌区不能利用发电尾水，这些位置较高的灌区所需灌溉流量如下表，根据灌区设计要求，渠道起点外的水面高程在最大引水用流量时不低于208.5米。表11灌溉时间4月中旬4月下旬5月中旬5月下旬6月中旬6月下旬7月中旬灌溉流量（立米/秒）22.116.723.51519.51916（4）航运：为便利货物过坝，须设置驳道，驳道宽

11、度5米。根据各水利事业部门的要求，须确定水库正常高水位为232.2米，讯前水位为225.8米，死水位为215.0米。1.3水文资料青河属雨源河流，由于雨量较充沛，河流水量较丰富，每年710月为洪水期，因坡陡水急，洪峰涨落时间很短，一般仅23天，现将坝址处月平均流量，最大洪峰流量，实测的洪峰过程，列表于后：表12 19501975年月平均流量月456789101112123流量（立米/秒）6080911831401701353522151432表13 各种频率的最大洪峰流量（立米/秒）频率（%）0.10.512510夏秋季1158098009050850074506450冬春季340300表14

12、 1954年实测洪峰过程时间（小时）04812162024流量（立米/秒）5945112052400540065005700时间（小时）28323640444852流量（立米/秒）4850415034502760220817301295时间（小时）5660646872流量（立米/秒）98069943523479坝址水位流量关系，见附图。另外，枯水期最大流量为1100米3/秒。1.4气候情况本流域内，气候温和，年平均温度均为17C，最低月平均温度为4.6C,极少冰冻现象，最高月平均温度不超过30C，故夏季亦不太热。表15月份123456月平均温度4.661217.123.4255最高温度20.1

13、21.829.535.638.140.2最低温度-9.5-9-3.1-3.15.111.6月份789101112月平均温度28.529.223.115.111.88最高温度4036.836.532.122.119.7最低温度16.111.79.93-6-9.3备注单位C 本流域内最多年雨量发生在1954年，计1357毫米，最少年雨量发生在1934年，计372毫米，日最大暴雨达196毫米，雨量大多集中在7，8两月，除12月和1月外，各月降雨日数甚多。表16 平均降雨量，降雨日数如下表：月份123456全年平均雨量（毫米）10.734.244.156.9135.164.5平均雨量976（毫米）降雨

14、日数108（天）降雨日数（天）58.68.68.29.89.4月份789101112平均雨量（毫米）191.6182.590.495.954.417.1降雨日数（天）12.011.410.611.010.85.41.5河流泥沙及风力情况泥沙大部分为页岩风化产物，颗粒很细，推移质也很丰富。多年平均输沙量为335万公吨/年（即215104米年），由于该流域内水土保持的开展，泥沙将逐渐减少，水土保持生效年限可初步确定为35年。本区最大风力为8级，风速14米/秒（吹程可由附图中量得）。1.6坝址地形及地质情况（1）地形：本工程坝段经研究比较，选择在雷口峡谷处，坝轴线235米高程处两岸相距约540公米，

15、左岸山坡平均坡度为2：1，右岸平均坡度为1.8：1.0。坝址左岸有马鞍形地形，水库处在四面群山环抱中，腹大口小，甚为理想。表17 水库高程与容积，面积关系如下表：高程（米）190195200205210215面积（106平方米）0.22.65.47.819.230.6容积（108立方米）0.080.150.350.681.352.65高程（米）220225230235240面积（106平方米）37414343.544容积（108立方米）4.156.18.110.512.8（2）地质坝址地质属震旦纪岩层，因系老岩层，经过多次地壳变动，使其组织趋于细致，因为受力之次数甚多，节理甚发达，又有石英脉侵

16、入，致影响其强度，岩层走向大致与河流平行，坝址附近没有发现断层。坝址基础岩石情况： (a)绢绿石英片岩在坝址左岸及河床处，地质极坚，抗压强度为900-1000公斤/（厘米）2，摩擦系数为0.65。(b)云母石英砂质片岩云母石英砂质片岩，分布在坝址右岸，表层有些风化，强度仍佳，抗压强度为600-800公斤/（厘米）2，摩擦系数为0.62。(c)片状石英岩风化很轻，分布在河床底部，与绢绿石英片岩相间存在，层厚约30-50米。抗压强度为900-1000公斤/（厘米）2，摩擦系数为0.65。(d)片岩主要分布在左岸马鞍形地区下部，强度较高，但节理甚发达，并有些风化。(e)砂质粘土及卵石在河床底部，有第

17、4纪砂卵石覆盖层，厚度为2米，右岸为砂质粘土覆盖层，厚度为6-10米。 据中国科学院的统计资料，该地区地震强度约为5度。1.7工程材料当地材料：（1）石料在坝址上游及下游，沿青河右岸之云母石英片岩为良好之建筑材料，因岩石露头具有层理与节理，便于开采，石场距坝址1公里。（2）砂料在坝址下游左岸1-3公里处，有河沙可供取用，粒径稍小，约有30万立米。（3）坝址下游12公里处有卵石，约50万方。（4）粘土在坝址上游右岸4公里处有高程为230米的粘土区，约150万立米。表18 取土场扰动后土的物理技术特性：土体干容重（吨/米3）孔隙度（%）自然含水量时饱和含水量时粘着力（公斤/厘米2）渗透系数（厘米/

18、秒）天然含水量（%）最优含水量（%）相对密度蕴藏量（万方）运程（公里）砂1.650.360.550.5204 10-38120.65301-3粘土1.600.380.380.3424 10-67201504外来材料：水泥及钢材须至赋中运来，赋中距合县约160公里，沿黑河可通行600吨轮船，赋中为我国某省重要城市。交通情况：赋中至合县可通600吨轮船，合县至张谷可通20吨木船，合县至元县有公路，公路线距坝址左岸约3公里。1.8施工资料附近无施工动力，施工机械可由赋中供给，普通工人可由当地供给三万人，技术工人在合县有数百人，不足之数可自赋中调用。2枢纽布置和设计2.1 工程等别和主要建筑物级别的拟

19、定本工程为综合利用水利水电工程，根据水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（山区、丘陵部分）SDJ12-78及其补充规定的规定，非常洪水位在234.5米以下，该高程对应的水库容积为9.752亿m3，属一等；装机容量为2.4万kw,属四等;保障了合县的重要工厂及居民生命安全,属二等；灌溉田地共约75万亩,属二等。根据规范规定,对具有综合利用效益的水电工程,各效益指标分属不同等别时,整个工程的等别应按其最高的等别确定,故本枢纽工程为二等工程。由于设计地区为山区,丘陵地区故采用百年一遇设计(P=1%),千年一遇校核(P=0.1%)根据水工建筑物级别的划分标准，二等工程的主要建筑物为2级水工建筑物，次要建

20、筑物为3级水工建筑物。2.2 坝轴线合理性论证坝型的选择与枢纽布置密切相关，不同的坝轴线适于不同的坝型和枢纽布置。同一坝址也可以有不同的枢纽布置可供选择。在坝址确定的情况下通常是选择不同的坝轴线作出不同坝型的各种枢纽布置方案并通过技术经济比较优先选出坝轴线位置及相应的合理坝型和枢纽布置。本工程A-B坝轴线有以下优点：(1)坝址地质属震旦纪岩层，强度较高，坝址附近没有发现断层，坝址基础岩石为石英片岩，强度高且摩擦系数较大，符合地质条件。(2)坝段位于雷口峡谷处，坝轴线短，坝体工程量小。坝址左岸有马鞍形地形，水库处在四面群山环抱中，腹大口小，甚为理想。(3)坝轴线地区开阔便于布置各种水工建筑物，施

21、工方便，相互没有干扰。2.3 坝型选择坝址地质条件是水利枢纽设计的重要依据之一。对坝型的选择和枢纽的布置往往起决定作用。（1）土石坝方案：由于非常洪水位在234.5米以下，因此将坝顶高程初步拟定为235.5米，该坝的坝基面最低高程取为185米。土石坝的坝坡与坝型，坝高，填筑料情况和坝基性质等有关，坝坡的平均坡度一般在1：21：4左右，取为1：2。坝高H在100米以下时，坝顶最小宽度可取H/10,并不得小于3m，取坝顶宽度为5m，计算所需土体体积为289万m3,因此若选用均质坝和心墙坝从筑坝材料来看当地材料不足。从筑坝材料来看，由于在坝址上游及下游石料蕴藏量十分丰富，且便于开采，修建面板堆石坝可

22、行。但修建面板堆石坝要采用全段围堰法进行施工导流，另外水电站厂房也必须是引水式厂房，增加了工程量，此设计也不采用。（2）拱坝方案：修建拱坝理想的地形条件是左右岸地形对称，岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩的河谷段。但该河谷断面宽且浅，宽高比L/H=540/49.5=11，拱的作用很小，此设计也不采用。（3）重力坝方案：混凝土重力坝对地形，地质条件适应性强，任何形状的河谷都可以修建重力坝，枢纽泄洪问题容易解决，不需另设溢洪道；大体积混凝土可以采用机械化施工，施工方便，施工速度较快，能够缩短工期。另外，修建重力坝所需的水泥及钢材等材料及人力，物力也充足。此设计可采用。最终选择实体重力坝方案较为合适

23、。3调洪演算及方案选择3.1 设计洪水与校核洪水青河由于雨量较充足，河流水量较丰富，每年7-10月为洪水期，坡陡水急，洪峰涨落时间很短，一般仅2-3天，因此汛期定为每年7-10月。对可利用的水文系列年限经过综合考虑分析，设计洪峰流量（P=1%）,校核洪峰流量（P=0.1%）表31 坝址处各种频率的最大洪峰流量频率（%）0.10.512510夏秋季1158098009050850074506450冬春季340300表32 典型洪水过程表（单位：m3/s）时间（小时）04812162024流量（m3/s）5945112052400540065005700时间（小时）28323640444852流量

24、（m3/s）4850415034502760220817301295时间（小时）5660646872流量（m3/s）98069943523479由资料知P=1%时，最大洪峰为9050 m3/s，将资料中典型洪水过程线同倍比放大，放大倍数为9050/6500=1.39。表33 设计情况下的洪水过程线时间（小时）04812162024流量（m3/s）82626.916753336750690357923时间（小时）28323640444852流量（m3/s）67425768.54795.53836.43069.12404.71800时间（小时）5660646872流量（m3/s）1362.2971

25、.6604.7325.3109.8由资料知P=0.1%时最大洪峰为11580 m3/s，将资料中典型洪水过程线同倍比放大，放大倍数为11580/6500=1.78。表34 校核情况下的洪水过程线时间（小时）04812162024流量（m3/s）105802.82144.9427296121157010146时间（小时）28323640444852流量（m3/s）8633738761414912.83930.23079.42305时间（小时）5660646872流量（m3/s）1744.41244.2774.3416.5140.63.2 泄水流量的计算3.2.1 表孔（1）选单宽流量q：坝址地质

26、属震旦纪岩层，坝址附近没有发现断层。在坝址左岸及河床处有绢绿石英片岩地质极坚，抗压强度为900-1000公斤/（厘米）2；在坝址右岸有云母石英砂质片岩表层有些风化，但强度仍佳，抗压强度为600-800公斤/（厘米）2；片状石英岩风化很轻，分布在河床底部，与绢绿石英片岩相间存在，层厚约30-50米，抗压强度为900-1000公斤/（厘米）2。初定q=120 m3/s。（2）确定堰顶水头：开敞式表孔的过水能力按下式计算：由公式，可知HZ=15.79m其中： q-单宽流量120m3/s-闸墩侧收缩系数，与墩头有关取0.9m-流量系数，与堰顶有关 取m=0.48（3）初定堰顶高程：由公式 H=H校 -

27、 HZ ，计算得：H=234.5-15.79=218.71米 其中： H校- 取非常洪水位234.5米取堰顶高程为222.8米（4）初定表孔尺寸，前缘长度：选取溢流坝表孔溢流，由公式：知 ，溢流堰的净宽Q取校核洪水位表孔最大洪峰流量11580m3/s，选用平板闸门，设孔口宽度为b=10m（取812m之间）则孔口个数n=L/b=9.65 ， 取10个孔，闸墩厚度为d=4m，前缘长度3.2.2确定底板高程及孔口尺寸设计本枢纽时要求考虑水库泄空的可能性，要求在枯水期内将水库放空至死水位所需的时间不多于一个月，故可取时间天。从非常洪水位放至死水位，则放空的水量为，时间，下泄流量 （枯水期最大流量）底孔

28、泄流根据水力学公式，故可取；H为孔口中心处的水头可取 则底孔面积 故可选取1个底孔，尺寸为46，底板高程可取197米，顶板高程为203米，孔口中心线处为200米，建基面高程为185米。3.3 调洪演算3.3.1 基本资料根据各水利事业部门的要求，确定水库正常高水位为232.2米，讯前水位为225.8米，死水位为215.0米,非常洪水位在234.5米以下,在正常洪水的情况下安全泄量为5300米3秒，非常洪水安全泄量为7300米3秒。表35 水库ZV如下表所示：Z（m）190195200205210215V（108m3）0.080.150.350.681.352.65Z（m）22022523023

29、5240V（108m3）4.156.18.110.512.83.3.2 演算原理依据水能规划所给的水库洪水调节计算原理，采用水量平衡方程式：，式中：分别为计算时段初，末的入库流量（）；计算时段中的平均入库流量（），它等于；分别为计算时段初、末的下泄流量（）；计算时段中的平均下泄量（），即=；分别为计算时段初、末水库的蓄水量（）；为的差；3.3.3二组方案进行比较方案一：堰顶高程为221米，设计洪水（P=1%）时，表孔：10米8米7（宽高孔数），底孔：4米6米1（宽高孔数）；校核洪水（P=0.1%）时，表孔：10米8米11（宽高孔数），底孔：4米6米1（宽高孔数）。方案二：堰顶高程为222.8米

30、，设计洪水（P=1%）时，表孔：10米8米7（宽高孔数），底孔：4米6米1（宽高孔数）；校核洪水（P=0.1%）时，表孔：10米8米11（宽高孔数），底孔：4米6米1（宽高孔数）。表36 调洪演算成果方案堰顶高程(m)工况Q(m3/s)H上(m)一221设计5150.931232.4221校核7790.283232.11二222.8设计4735.684233.44222.8校核7307.897233.583.3.4方案的选择方案一在设计（P=0.1）时满足下游允许下泄要求，但校核（P=0.01）时下泄流量大于校核状况时的安全泄量，故不满足要求。方案二在设计（P=0.1）、校核（P=0.01）时

31、均满足下游允许下泄要求。综合考虑，本工程选用第二种方案作为调洪方案。4枢纽布置及方案选择4.1 枢纽布置的原则水利枢纽布置须充分考虑地形，地质条件，使各种水工建筑物都能布置在安全可靠的地基上，并能满足建筑物的尺度和布置要求以及施工的必需条件。枢纽布置必须使各个不同功能的建筑物在其位置上各得其所，充分有效的发挥所承担的任务；结构强度满足要求，即技术上安全可靠。在满足基本要求的前提下，力求建筑物的布置紧凑，一物多用，尽量将同一工种的建筑物布置在一起，以减少连接建筑物，减少工程量，降低造价和年运行费用；同时要充分考虑运行管理的便利和施工的方便。在进行枢纽布置时应全面考虑运用、施工、管理以及技术经济等

32、问题，一般应进行多方案比较。4.2 枢纽组成建筑物枢纽的组成建筑物主要包括：a、挡水建筑物：混凝土实体重力坝。b、泄水建筑物：包括溢流坝、表孔和泄洪冲沙底孔。c、其它建筑物：包括电站厂房、引水道、驳道、导墙、道路桥等。4.3 枢纽布置方案的比较及选择4.3.1建筑物型式的选择(1)泄水建筑物型式的选择：此坝为混凝土实体重力坝，可采用坝顶溢流式表孔泄水，其优点：结构简单，检查维修方便；可以使水流平顺；泄水量与堰顶水头的3/2成正比，超泄能力大。此外有冲沙及放空的要求，因此须考虑坝身底孔泄流，其优点：可以及时放低，放空水库，以及解决施工后期的导流问题。(2)电站厂房型式的选择：重力坝建筑物设计中，

33、一般多采用坝后式厂房和河床式厂房。该河流不是很宽阔故宜采用坝后式厂房，电厂装机容量为24KW,厂房尺寸为4813米2，机组间距为10.45米，水轮机安装高程为191.60米，尾水管底版高程为185.0米，引水管管径为3米。4.3.2 枢纽的布置方案在进行枢纽布置时，最主要是如何妥善安排泄洪建筑物的布置和下游消能防冲的设计。本工程是以防洪发电为主的综合利用工程，溢流坝段应布置在主河槽处，冲沙孔应布置在电站进水口附近，另外电站布置应考虑地形，交通及电站附属建筑物布置等条件。本枢纽的主体工程由挡水坝段，溢流坝段，泄水底孔坝段，电站坝段及其建筑物组成。电站为坝后式，该重力坝由32个坝段组成，每个坝段的

34、长度大约为17米，从右岸至左岸依次为：1号7号坝段为右岸非溢流坝段，8号11号坝段为厂房坝段， 12号坝段为深孔坝段，13号23号坝段为溢流坝段，24号32号坝段为左岸非溢流坝段。该坝的坝基面最低高程为185米，坝顶高程为236米，最大坝高为51米，坝体总长为540米。非溢流坝段：右岸全长120米，左岸全长75米。坝顶宽度为8米，坝顶两侧各设一人行道，人行道宽1米，上游侧设置钢筋混凝土结构的防浪墙，墙高1.2米，宽0.3米，下游设置栏杆。坝的其他尺寸为：上游面为折面，起坡点高程为205米，坡度为1：0.2；下游面坡度为1：0.8，折坡点的高程为223.442米。溢流坝段：全长165米，溢流堰顶

35、高程为222.8米，堰顶安装一道平板闸门，为检修闸门，后面为弧形闸门，为工作闸门，平板闸门厚1.6米，设置在堰顶处。闸墩宽4米，中间用横缝分开，闸墩的上端为半圆弧，下端为矩形。溢流堰面采用WES曲线，过堰水流采用连续式鼻坎挑流消能，反弧半径为18米，挑射角为24。考虑到冲沙防淤的要求，底孔距厂房不宜太远，因此底孔设在厂房与溢流坝之间。为了开挖量不至于太大，厂房布置相对靠近河流中部。在岸到厂房之间，需设道路桥，便于设备运输及工作人员进出。尾水流出后，需设置导墙将尾水平顺导入河流，防止产生洄流。为了使溢流坝渲泄的洪水不影响电站的尾水，溢流坝右边要设置导墙。设置引水渠道进行灌溉，渠道起点处的水面高程

36、在最大引水用流量是不低于208.5米。该工程有航运要求，为便利货物过坝，须设置驳道，驳道宽度为5米。5施工导流5.1导流标准青河雷口水利枢纽为二等工程，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时性建筑物为4级。根据导流建筑物洪水标准，采用土石围堰结构时，4级导流建筑物的洪水重现期为1020年。5.2导流方案的选择从坝址处河流两岸地形来看，右岸坡度平缓开阔、左岸陡峭狭窄。考虑到建筑物布置和施工运输、对外交通等方面因素，本工程采用二期分段围堰法导流。第一期为明槽导流，围起深孔及深孔右边的坝段施工，用左边束窄河床导流；第二期围起深孔左边的坝段施工，用深孔底孔导流。为了就地取材，结够简单，施工方便，造价

37、低，围堰采用土石围堰，采用粘土斜防渗。5.3截流时间截留时间选择在1月份，流量最少的时候，用立堵法截留。6挡水坝设计6.1 挡水坝段设计6.1.1坝顶高程的确定根据坝址处剖面图可以看出河床最底部的高程在188m左右，由于该河床底部岩石坚硬，地质条件较好，因而将其坝址处开挖到高程185m处。坝顶高程应高于校核洪水位，防浪墙顶至设计洪水位或校核洪水位的高差，可按下式计算：式中：累计频率为1%时的波浪高度;波浪中心线高于静水位的高度;安全加高 ; 表61 安全加高 （单位：m）运用情况坝的级别123设计情况0.70.50.4校核情况0.50.40.3官厅水库公式为： 式中：计算风速，在正常蓄水位及设

38、计洪水位时，宜采用相应洪水期多年平均最大风速的1.5-2.0倍，在校核洪水位时宜采用相应洪水期多年平均最大风速，该区最大风速为14m/s。D吹程为3Km； H坝前水深，m； 波浪高度，m；设计洪水位：Vo=141.8=25.2 m/s, D=3km由公式： 设计洪水位时坝前水深H1=233.442-185=48.442mm查表知：0.5 m； =1.356+0.48+0.5=2.34m校核水位：Vo=14m/s, D=3km； 由公式：校核水位时坝前水深H2=233.579-185=48.579m查表知：0.4m；=0.648+0.2+0.4=1.25m防浪墙顶高程设计洪水位233.442+2

39、.34=235.782m防浪墙顶高程校核洪水位+=233.579+1.25=234.83m两者中选取较大值，故坝顶高程为236.0m。表62 坝顶高程计算成果计算情况风速V(m/s)波浪高度(m)波浪长度(m)安全加高(m)水面壅高(m)坝顶高程(m)设计情况25.21.35613.270.50.402235.782校核情况140.6487.350.40.166234.83两者中选取较大值，故坝顶高程为236.0m。6.1.2坝顶宽度坝顶宽度一般取坝高的8%-10%，且不小于2m,取坝顶宽度为8m。6.1.3泥沙高程已知泥沙每年的输沙量为215104m3,水土保持生效年限为35年,则泥沙量为0

40、.75108m 3,根据水库水位库容曲线查得泥沙淤积高度为20.5米。6.1.4确定实用断面（1）重力坝剖面的设计原则：a、满足稳定和强度要求，保证大坝安全；b、工程量小；c、运用方便；d、便于施工。（2）基本剖面：上游坝坡采用折线面，起坡点高程为205米,坝坡为1:0.2；下游坝坡为1:0.8；底宽B=42.75m。因为基本三角形的顶点与校核洪水位齐平，故重力坝剖面的下游坡向上延伸应与校核洪水位相交，则可以得出下游坡的起坡点的高程为223.442m。（3）下游水位的确定：水库在正常运行时，发电机引用流量每台33m3/s,三台机组，则总下泄量为99m3/s,查附图坝址H-Q曲线得H正=188.

41、6m。设计洪水位时，安全泄量为5300m3/s, 查附图坝址H-Q曲线得H设=197.7m。校核洪水位时，安全泄量为7300m3/s, 查附图坝址H-Q曲线得H校=199.6m。 挡水坝段剖面图6.1.5荷载及荷载组合根据混凝土重力坝设计规范，由于该地区地震裂度为5级，因此荷载组合如下。表63 荷载组合荷载组合组合情况荷载自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力基本组合正常蓄水位设计洪水位特殊组合校核洪水位6.2 坝体稳定计算6.2.1基本资料 坝顶高程：236.0 m 坝顶宽度： 8m 坝高：51m上游坡度：n=0.2 下游坡度：m=0.8， 坝底宽度：L =42.75m 正常蓄水位: 上游：232

42、.2m 下游：188.6m设计洪水位（P = 1 %） 上游：233.442 m 下游：197.7m校核洪水位（P = 0.01 %）上游：233.579 m 下游：199.6m 死水位：215.0m 混凝土容重：24 KN/m36.2.2 稳定计算原理将坝体与基岩间看成是一个接触面，而不是胶结面。当接触面呈水平时，其抗滑稳定安全系数：Ks=f（WU）/P摩擦系数f值要由若干组试验确定，最后的选取应以野外和室内试验成果为基础，结合现场实际情况，参照地质条件类似已建工程的经验等确定。根据国内外已建工程的统计资料，混凝土与基岩间的f值常取在0.50.8之间，取f=0.65。6.2.3 稳定计算(A)正常蓄水位情况（上游水位232.2m，下游水位188.6m） 荷载作用（以单宽计算）H1=232.2-185=47.2m H2=188.6-185=3.6m H=47.2-3.6=43.6m自重W =24937.1 KN () 水重W=1539.84KN () 扬压力 扬压力折减系数=0.25 U =5743.7 KN () 静水压力 P = 11074.4 KN () 浪压力（直墙式） KN ()由于水库库容与年入沙量的比值大于100，水库淤积缓慢，可不考虑泥沙淤积的影响。正常情况下的抗滑稳定分析：抗滑稳