宁溪水利枢纽毕业设计说明书.doc

(完整word)宁溪水利枢纽毕业设计说明书宁 溪 水 利 枢 纽 毕 业 设 计学 生:李婷婷指导老师:吴海林三峡大学土木水电学院摘要:本设计按照混凝土重力坝设计规范从参莴实际情况出发，对非溢流坝段和溢流坝段进行设计。非溢流坝段采用工作可靠、结构简单、施工导流容易的实体重力坝，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；溢流坝段下游采用WES曲线挑流消能。该坝的修建将在防洪、灌溉、发电等方面发挥致关重要的作用，对促进当地的工农业发展及解决电力系统供电紧张问题也具有十分重要的意义！Abstract: The gravity dam is important blocking water building of Hydropower Project. It has designed the overflowing forbidden dam section and overflowing dam section according to ”the Norm of Concrete Gravity Dam Designing” and the actual conditions of ningxi. The overflowing forbidden dam section is an entity dam which works reliable， has simple structure and can divert the flow easily in construction time. And it makes steady checking computations and stress analyze in several situation, so that it gets the most excellent dam section; The overflowing dam section adopts WES curve to relief the hydro energy。 The construction of this dam will play important function in generating electricity ， preventing flood , irrigation and so on. And it will improve the developing of local industry and agriculture, besides, it will have very important meanings to supply power in solve the power system！关键词:重力坝 非溢流坝段 溢流坝段Key words:The Gravity Dam The Overflowing Forbidden Dam The Overflowing dam前言江北河为我国某一大河的支流，本河流是梯级开发，宁溪枢纽列为第一梯级。本枢纽主要任务为发电，兼做防洪之用。因此工程建成后可以保护广大的农田和城镇，免受洪水和渍涝灾害，从而减免国民经济的损失，具有很好的社会经济效益。本书为宁溪水利枢纽的设计说明书，内容共分九章，系统的介绍了宁溪水利枢纽的设计和计算方法。第一章主要介绍了宁溪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的选择及大坝设计提供了设计依据；第六、七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；第八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。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.宁溪水利枢纽设计是在老师的悉心指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，恳望各位老师能及时给予斧正。1.水利枢纽设计资料1.1流域概况江北河为我国某一大河的支流，全长约为170km,中、上游曲折流经于山地间，两岸高地环列,到坝址处缩窄成瓶口，河宽仅百余m，坝址至下游6km一段，河床窄，水流急，经3km以后，河槽渐宽，水流变缓，经7km以后,河道又转陡，自坝址至下游50km，落差达150m,且集中于三处，为本河流梯级开发创造了有利条件。宁溪枢纽即列为第一梯级。坝址下游至河口河长20km左右为河口平原。流域面积共3200km2,计有人口65万人，中、上游地处山脉丘陵地带，大部分以农业为主,在流域内无主要的矿产及工业城市.仅在河口有一中等城市,有轻工业及加工业,高坝址90km处之珞城，是我国一大工业城市，所发电力与珞城、河口及附近小的电站组成电力系统。1.2工程枢纽任务及效益本枢纽主要任务为发电,兼做防洪之用.本工程建成投产后，具有可观的经济效益。在经营管理效益方面,电站装机容量为2。7万kW，一方面为工、农业和人民生活用电提供了保障，另一方面可以利用电费收入，使自身得以发展，另外经营管理单位还可以利用水库水体发展水产养殖事业，还可以利用绿化、美化工程环境,发展旅游事业等等。在社会效益方面，由于下游至河口河长20km左右为河口平原，当洪水超过3500m3/s时，即要泛滥成灾，因此工程建成后可以保护广大的农田和城镇，免受洪水和渍涝灾害，从而减免国民经济的损失，具有很好的社会经济效益。1。3工程枢纽任务及效益本枢纽经过技术经济调查阶段,以及水利、水能计算，提出了如下参数,作为进行建筑物设计的依据。正常高水位：345.00m设计洪水位348。10m校核洪水位349.20m特征水位：发电死水位（最低工作水位）333m死水位（淤积结果)320m最有利工作深度12m水电站资料：装机容量27000千瓦台 数3台水轮机容量HL123每台引用流量30m3/s水库下游防洪标准，安全泄量：3500 m3/s水库防洪限制水位350m厂房尺寸：（机组三 + 装配间)主厂房长40m宽11m发电机底板距屋顶高18m本枢纽的电站装机，除考虑相应的运转备用及重复容量外，且承担系统的事故备用任务. 1.4水文气象资料1.4。1 河流特性：本河流域以降雨为洪水之成因，一般在五月间即开始涨水.最大洪水量多发生在七月,每年5、6、7三个月降水占全年48，比较集中,洪水期为5 10月，1 3月为最枯水期，P = 5洪水量仅为120m3/s，P = 10洪水流量为85m3/s；11 4月间p = 5的洪水量为420m3/s，P = 10的洪水流量为360m3/s。1.4.2 洪峰流量根据水文分析，各频率下的洪水流量列于表一。表一 洪水流量频率表频率 (P)210.20。10.05流量 （m3/s）31504050610070007900依据观测资料，推测五天历时的洪峰单位过程线列于表二.表二 洪峰单位过程线时段 (天）011。062345流量 (）10891005732.519121。4。3 多年平均月降雨日数,中水年月平均流量列于表三.表三 中水年月平均流量 流量单位：m3/s月项目123456789101112中水年平均流量207060180470790810800320530200160多年平均降雨天数1.231。335565443.23。21。4.4 坝址处水位流量关系列于表四表四 水位流量关系曲线（坝址处）水位 (m)309310311312313314315316流量 (m3/s)140350660110016202180282035001.4。5 库水位面积:库水位-容积曲线列于表五。表五 库水位与面积、容积关系表水位 (m）315320330335340345350面积 (km2）6.312。823.531.740。957。568。5容积 （亿m3）0.1580。3420.7621。6602.8904.6307。15010。31.4.6气温情况：本区域气候属于温和地区，植物全年均可生长，甚少降雪,冬季平均温度为8.5，河水无冰冻现象，夏季平均温度为27.4，7、8月最高平均为28。6,各月温度见表六。表六 流域各月温度表月份123456789101112多年平均温度7.99。913。418.623.225.329.739。825.419.314.70。1最高温度19.525.030。038.038.039.742。24442.038。830。119.0最低温度0。32.50。54.512。915。519。615。013。57.50.80。01.4.7 其它资料a. 河流较清、淤沙较少，含沙量仅为流量的0。9%。b。 水库最大吹程：10km。多年平均最大风速：16m/s.其它资料见大图。(蓝图) 1。5坝址及地形情况：坝址处河床狭窄，其宽度仅为160m（普通洪水流量时）死河滩，坝址附近河床坡度甚陡，水流湍急,有小瀑布，右岸地势较高，左岸地势较低,有起伏之山头。坝址处为震旦纪砂岩。左岸风化较严重，深达3 4m，且夹有页岩。水层岩岩层为向斜层之一翼微倾向上游。坝址处水流急，故无砂卵石等淤积物。无侵蚀地下水。附近曾发生6级地震，设计应按7级进行考虑.基岩的机械，物理特性指标如下：砂岩:gc = 2。5 t/m3,比重G = 2。7 t/m3,极限抗压强度：(干燥时）1300 kg/cm2,f = 0.62,K = 1105 cm/s(渗透系数） 砂质页岩:gc = 2。55 t/m3，比重G = 2.7 t/m3,K=1。2105cm/s(渗透系数），极限抗压强度：干 700kg/cm2+,湿 350kg/cm2. 坝基岩经过水试验，吸水率，均低于0。05kg/min.砂岩与页岩间摩擦系数 f = 0.45 1。6建筑材料1.6。1当地材料勘测结果砂：河砂A，在坝址下游3 10km处,颗粒较粗，其主要颗粒在1 0。5mm间，d60 = 0.65mm，不均匀系数。砂均在正常河水位附近，含泥量均3.5%,沿河有公路可通.河砂B:在坝址下游20km处，粒径较小，d60= 0.32mm，不均匀系数= 20。石料：有泥盆纪石英砂岩，位置见附图，蕴藏量480万m3，平均覆盖层2.5m厚。 岩石机械物理特性为 比重2。65 干抗压极限强度s =1400kg/cm2 饱和时抗压极限强度s =1050kg/cm2 经过25次冻融后抗压极限强度s =900kg/cm2 土料:坝址附近储藏有大量的可供筑坝用的合格土料，主要有粘性土30万m3、山皮土风化料80万m3，其分布及储量见蓝图，其性质见表七。 表七 流域内土料及砂石料性能特性表土壤名称土壤特性河砂A河砂B粘土砂壤土山皮土土壤干容重孔隙度gcgnT/m31.600.451.600。421。700。351。660.381。600.398内摩擦系数（自然含水量)f0。600。550。350.300.60内摩擦系数（饱和含水量）f0。600.550。240.280.50粘着力Ckg/cm2001。000.100渗透系数Kcm/s21036102410711051103天然含水量201722.5最优含水量191822.5压缩模量Ekg/cm212010022.5 卵石：在本支流入干流河口处有卵石80万m3，粒径在1 20cm，质地良好，可做混凝土骨料。1。6.2外来材料 水泥：水库下游珞城有一大水泥厂，可给本工程以足量的水泥. 钢筋:可取自珞城,其它钢材则要由千里以外之城市运来。 木材；距工地70km之专区,可大量供应。1.6.3 交通情况 本支流由于险滩阻隔，无法通行较大船，但有公路可达干流河口，而干流可通大船直达珞城，与铁路相联系，很方便. 1。7 施工动力,机械，劳动力情况 坝址下游20km,有火电站,可供应足够动力。 施工可考虑全机械化：土料上坝，碾压可使用机械，砂料开采，混凝土的制作、运输、捣固、石料的加工,可以机械化,土料的运输、石料开采、土料开挖，用人工或铺以简单机械.当地民工比较多，尤以农闲时为甚，但技术工人则要从珞城调用。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，根据中华人民共和国行业标准水利水电工程等级划分及洪水标准，见表21：表21 水利水电工程分等指标工程等别工 程 规 模水 库 总库容（108m3）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 (104亩）治 涝 面 积 （104亩）灌 溉 面 积 （104亩)供 水 对 象 重要性装 机 容 量（104kw）大（1）型10特别重要500200150特别重要120大(2）型101。0重要5001002006015050重要12030中 型1。00.10中等100306015505中等305小（1）型0.100.01一般30515350.5一般51结合枢纽任务（发电、防洪、库容），考虑发电装机容量，枢纽为等;考虑防洪要求(保护中等城市）,枢纽为等;考虑库容（最大为7.150亿立方米），枢纽定为等，综合考虑三者，枢纽定为等。根据永久性水工建筑物的级别，见表2-2：表2-2 永久性水工建筑物的级别工程等别永久性建筑物级别主要建筑物次要建筑物1323344555根据表2-2,本枢纽为等，其主要建筑物（大坝、溢洪道）属于2级，次要建筑物（导流墙、工作桥、护岸等)属于3级.根据临时性水工建筑物级别，临时性建筑物（围堰、导流隧洞等)属于4级。根据枢纽等别和建筑物级别,对照规范,见表2-3 山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准，确定设计洪水标准为100年一遇,校核洪水标准为1000年一遇.表23 山区、丘陵区水利水电工程永久性建筑物洪水标准【重现期（年）】项目水工建筑物级别12345设计10005005001001005050303020校核土石坝可能最大洪水或100005000500020001000300300200混凝土坝、浆砌石坝500020002000100010005002001002.2 坝轴线合理性论证(1）、坝址处河床狭窄，坝轴线短，坝体工程量小.（2）、坝址附近河床坡度甚陡，水流湍急,有小瀑布，右岸地势较高，左岸地势较低，有起伏之山头，可减少高边坡开挖。(3）、坝址左岸处有一垭口，可用来修建一副坝.3 坝型选择3。1 坝型初步选择坝址附近土料极少，可以首先排除土石坝.根据坝址地形图3，假设坝顶高程为350m，那么坝高约为350-300=50m，（考虑基础开挖），而此时河谷宽度为250018=45000cm=450m，（其中2500为比例尺,18为图上所测距离），即此时宽高比为L/H=450/50=9，远远大于4。5，拱的作用已经很小，故不能修建拱坝。对于碾压混凝土坝，由于考虑坝体泄洪，因此坝体泄洪设施和廊道等坝内结构较复杂又难以避免，也一般不应用。大头坝比之重力坝 ,虽能克服材料不能充分利用的缺点,但施工复杂，同时还有抗震性差的缺点及侧向稳定和弹性稳定问题。对于堆石坝,堆石坝虽然对自然条件有广泛的适应性，可以就地取材，在经济上有较大的优越性,可以承受水头不大的坝顶漫流，但是堆石坝毕竟属于散粒体,对溢洪道的泄洪能力要求较高、泄洪设施的造价比重较大，导流问题比较难解决，所以也不宜修堆石坝.混凝土重力坝虽有坝体体积大,材料强度不能充分利用的缺点，但是同样优点也很明显:坝身可以开孔泄流，不需另建泄洪建筑物，导流方便,断面形状简单，混凝土浇筑简易，便于机械化施工,模板数量少，地基要求低，同时设计制造的经验比较丰富,工作可靠，使用年限长，养护费用低.而且从材料来讲,本支流入河口有卵石80万m3，粒径120cm，质地较好,可以作混凝土骨料，外来材料水泥、钢筋、木材等都很方便。 3.2 坝型的进一步选择宽缝重力坝施工复杂，本地技术人员不足,同时模板用量较大，且宽缝设置不好容易产生裂缝.空腹重力坝有也有施工复杂，钢筋用量较多的缺点。预应力重力坝也是如此。因此实体重力坝是最佳选择。三、调洪演算及方案选择在已确定选择实体重力坝的情况下，从提高泄流能力，便于运用管理和闸门维修，节省工程投资的角度出发，泄洪方式以坝顶泄流最为经济.故按坝顶溢流的泄洪方式进行洪水调节计算，已确定坝顶高程和最大坝高.调洪演算一般采用试算法和半图解法。(1）、确定工程等别及建筑物级别本工程等别为II等，主要建筑物属于2级,次要建筑物属于3级。(2)、水库运用方式本工程拦河大坝确定采用混凝土实体重力坝,为充分利用混凝土坝坝身能泄水的特点，泄水建筑物选用坝顶溢流式.(3)、调洪演算本枢纽调洪演算采用试算法,具体调洪演算见计算说明书调洪演算.经调洪演算，堰顶高程为345。0m,孔口净宽为40m时,满足要求,此时设计洪水位为351.4m,最大下泄流量为3282m3/s;校核洪水位为353。18 m3/s，最大下泄流量为4205 m3/s.根据坝址处水位流量关系，可知与上游设计洪水位相对应的下游水位为315。86m,与校核洪水位相对应的下游水位为317.65m.4。枢纽布置及方案选择4。1 枢纽布置的原则在进行水利枢纽布置时应全面考虑运用、施工、管理、技术经济等问题,一般应进行多方案的比较。在保证方便和安全可靠的前提下，力求做到节省工程量、便于施工、缩短工期，优选技术经济效益最佳的方案.具体地说，应有下列几方面的要求。(1）、运用方面枢纽布置应首先满足建筑物正常的要求,避免各建筑物之间相互干扰，保证在各种条件工作条件下，都能完成枢纽所担负的任务。灌溉取水建筑物应保证按照水量及水质的需要要为灌区提供灌溉用水.溢洪道或溢洪隧洞的布置应保证安全泄洪，进口水流平顺，出口水流最好与原河道主流一致，尽量减少对其它建筑物正常运行的影响.水电站枢纽布置主要应保证电站运用可靠，水头损失较小，因此要求进口水流平顺，尾水通畅。通航建筑物布置应能使船舶顺利航行，有足够的过船能力。船闸的进出口要求水流平顺和水面平稳。此外，枢纽对外和内部交通线路也要布置合理，以便满足交通的要求。(2）、施工方面枢纽布置应与施工导流、施工方法和施工进度综合考虑,力求施工方便，程序简单，工作期短，劳动力省。施工设计时应尽可能采用在洪水季节不中断施工的导流方案,较好安排各建筑物的施工程序和施工进度，使枢纽中的部分建筑物及早投入进行，尽快发挥效益。（3）、环境方面水利枢纽的兴建会使周围环境发生明显的改变，特别是大型水库的形成为发展水电、灌溉、供水、养殖、旅游等水利事业和防止洪水灾害创造了有利条件，同时也到来了一些不利的影响.水利枢纽布置要求尽量避免或减轻对周围环境的不利影响,并充分发挥有利的影响。对蓄水枢纽在汛期要充分利用泄水和输水建筑进行排沙，以减少淹没及淹没损失，降低防洪投资。对于下游衔接在布置上也要采取适当的措施，以减轻下游河床的冲刷、淤积、回流等对尾水的影响。还要注意建筑的美观，使枢纽的外观与周围环境相协调。（4）、经济方面:枢纽布置应在技术可行的条件下，力求经济最优，应在满足建筑物的稳定、强度、运用及远景规划等要求的前提下，使枢纽的总造价和年运转费最低。在不影响运用且不互相矛盾的前提下，应尽量发挥各建筑物的综合利用能力。如利用导流洞改为泄洪动、尾水洞；导流底孔改建为深式泄水孔，兼起放空水库的作用.在河床较窄，并列布置溢流坝和水电站厂房有困难时，可以考虑采用坝内式厂房、溢流式厂房或地下室厂房等布置形式。要力求缩短枢纽建设工期，考虑提前发电的可能性和充分实施的合理性。大力推广应用新技术、新材料等，也有效降低工程造价.4.2 枢纽组成建筑物根据枢纽任务，本枢纽由挡水建筑物、泄水建筑物、水电站建筑物和放空建筑物组成。4。3 枢纽布置方案的比较及选择4。3。1枢纽布置方案的选定水利枢纽设计需要通过论证比较,选出最优方案。所谓最优方案，应当是技术上先进和可能，投资少，工期短，运行可靠，管理方便.分析比较的内容有：（1）主要工程量。如土石方工程、混凝土和钢筋混凝土工程、金属结构、机电安装、帷幕灌浆、砌石工程等.（2）主要建筑材料用量。如钢筋、钢材、水泥、砂石、木材、炸药等。（3）施工条件。包括施工导流、施工场地布置、施工工期、发电日期、施工难易程度、施工机械水平等.(4）运行管理条件。如发电、通航、泄洪等有无干扰，建筑物检查维修是否方便,闸门及启闭设备是否便于控制运用，对外交通是否便利等。(5）环境生态条件.如调查工程影响地区的自然环境和社会环境状况，分析工程对环境生态才生的主要有利影响和不利影响，工程兴建后环境生态总体变化趋势，从环境生态保护角度分析是否存在工程开发的重大制约因素等。（6)经济指标。计算工程总投资、总造价、枢纽年运行费用、电站单位千瓦投资、电能成本、灌溉单位面积投资及通航能力等综合利用效益，并应采用包括利息在内的动态分析方法进行分析。4.3.2 枢纽布置方案拟定与选择方案一电站厂房布置在右岸主河槽,可减少开挖获得高水头,因本地泥沙量大，泄水底孔紧靠厂房，用于排沙泄水，以免泥沙淤积降低电站效率，然后挨着底孔为溢流坝段，为了不影响电站尾水设置导墙，其余为挡水坝段.此方案有如下优点:（1)交通便利，对外交通在右岸，上坝及运送机组等较为方便.（2）出线省，节省投资。因电力用户在右岸,可以缩短出线线路，(3）进口水流条件好,无旋涡及横向水流。（4）坝址处的主河床在右岸,电站布置在主河床，开挖量少.（5）底孔紧靠电站坝段，有利于电站排沙，减少泥沙对水轮机的冲刷，且底孔闸门和电站进水口共用一台启闭机，减少启闭设备。但也存在以下缺点：（1）右岸地势较狭窄,且有不稳定岩体，对布置厂房不利。（2）溢流坝溢流时，侧向水流影响下游尾水。（3)靠右岸的溢流坝挑流时，影响岩层的稳定性。方案二第二种方案与第一种相反，电站厂房布置在左岸，然后自左向右为底孔，溢流坝，挡水坝，这种方案虽开挖量大，但溢流水流不会影响电站尾水，电站尾水流态好。该方案有如下优点：（1）左岸地势开阔，便于布置电站厂房和开关站.(2)泄洪时，水流均在河槽中，可保证两岸免受冲刷。（3)河床冲刷问题易解决。主要缺点如下：（1)对外交通和电力用户均在右岸，电站供电需架设专门线路过坝，且必须在工程建成之后,这样就延误了机组的发电时间,使工程不能提前收益。（2）尾水渠的开挖量太大。安装高程是通过尾水位来确定的，为了充分利用水头,尾水位必须与下游天然水位一致,而左岸阶地较高，需要开挖一部分，并且尾水渠出口也不能在附近与天然河床相接，这样,容易被底孔冲砂填塞，而必须开挖很长一段,才能进入主河槽。枢纽布置方案选择对上述两个方案，结合本工程必须提前受益，尽早建成的要求，并从施工、经济等各方面对比，选择方案一比较符合工程要求。对方案一所存在的问题,可用以下方法进行处理：（1)陡峭的不稳定岩体开挖完成缓坡，并进行喷锚支护。（2）电站与底孔之间设导墙，直至尾水影响较小处.(3）对第三岩层进行特殊处理，以确保安全。综合考虑比较， 本枢纽河谷底部宽160m左右,坝顶高程处坝轴线长约450m，泄水建筑物进口净宽40m,3台机组进口宽度在5060m之间，根据初步布置,溢流坝段和厂房坝段分开布置，溢流坝段布置在河床中间略偏左岸，厂房坝段布置在右岸，溢流坝段和厂房坝段之间布置深孔坝段，因右岸相对平缓，可布置开关站、电厂办公管理用房和生活设施，即为方案一合理。枢纽布置见枢纽平面布置图.5 挡水坝设计5.1 挡水坝段设计基本剖面拟订以后，要根据运用条件,如防浪墙、坝顶设备布置，交通、施工和检修要求等、把基本剖面修正成为实用剖面。5.1。1 坝顶宽度坝顶应有足够的宽度，以满足运用和交通的需要.无特殊要求时,坝顶宽度可采用坝高的8%10，一般不小于3m。如坝顶有交通要求，应按交通要求布置.本枢纽中，坝顶宽度B取5m。5。1.2 坝顶高程坝顶高程应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙的高程，应高于波浪顶高程.坝顶应超出水库静水位的高度h，可按下式计算:h=2hl+h0+hc式中:2hl波浪高度，m；h0波浪中心线高出静水位的高度，m；其中:2h1=0.0166V5/4D1/3，2L1=10.4（2h1）0.8 ，h0=4h12 /2L1V库面风速，m/s； D库面的风浪吹程，km;hc-安全超高，m，按下表选用：安全加高hc 单位：m 坝的级别应用情况123设计情况（基本组合）0。70.50。4校核情况（特殊组合）0。50。40.3坝顶高程按下式计算,并选用其中的较大值.坝顶高程=设计洪水位+h设坝顶高程=校核洪水位+h校在本工程中，将已知数据代入计算:设计情况下:2hl=2。72m, h0=0.5m， hc=0。5m, h设=3。72m，坝顶高程=354.82m校核情况下：2hl=1。14m， h0=0。18m, hc=0.4m, h校=1.72m,坝顶高程=354.9m最终确定的坝顶高程为354.9m。5。1。3 实用剖面形式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、基本剖面重力坝的基本剖面是指坝体在自重、静水压力(水位与坝顶齐平)和扬压力三项主要荷载作用下，满足稳定和强度要求，并使工程量最小的三角形剖面。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，根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。根据工程经验,一般情况下,上游坝坡坡率n=00.2,常做成铅直或上剖铅直下剖倾向上游；下游坝坡坡率m=0。60.8；底宽约为坝高的0.70.9倍。根据经验一般情况下，上游坝采用折线面，起坡点在（1/32/3）H(H为基本三角形高度）处,考虑到本工程需要设置一定数量的低孔,但是因为泄水底孔设置的高程正在这个范围之内,为了不影响泄水底孔的泄流，和坝体的布置要求盈利情况、稳定性。故取上游面的坡度为0；下游边坡率为m=1：0。6-10。8,本工程取值m=0。8。在本工程中，坝顶宽5m,坝高约为55m,由上下游起坡点高程、坡度、边坡系数等条件通过几何关系可得坝底宽度为B=40m.在（0。70.9）倍坝高38.549。5m范围内。说明坝底宽度符合要求。则剖面形式如图示：5.2 坝体稳定计算基岩上混凝土重力坝的抗滑稳定计算主要校核坝底与地基接触面的滑动条件。在岸坡坝段，应视地形、地质条件，基础开挖及坝体结构情况，核算在三向荷载共同作用下的抗滑稳定。5。2.1 稳定计算基本资料该重力坝按2级建筑物设计,正常蓄水位为345.0m,设计水位为351。4m,相应下游水位为315.86m，校核水位为353。18m，相应下游水位为317。65m，坝前泥沙淤积高程为20。0m,泥沙浮容重为5KN/m3，混凝土容重为24 KN/m3，水的容重为9。81KN/m3。5.2.2 稳定计算坝体具体稳定计算见计算说明书。5.3 坝体应力计算原理材料力学法是应用最广、最简便,也是重力坝设计规范中规定采用的计算方法。材料力学法基本假定：（1）坝体混凝土为均质、连续、各向同性的弹性材料。(2)视坝段为固接于地基上的悬臂梁，不考虑地基变形对坝体应力的影响，并认为各坝段独立工作，横峰不传力。(3)假定坝体水平截面上的应力y按直线分布,不考虑廊道等对坝体应力的影响。5。4 坝体应力计算坝体各种情况下的应力计算见计算说明书。5。5 应力分析根据应力计算，坝体各截面应力情况见下表。坝体各截面应力 单位：KN/应力坝基面上下游处各应力2/3坝高处上下游各应力设计情况下校核情况下正常情况下不计扬压力正常情况下计扬压力不计扬压力计扬压力不计扬压力计扬压力yu505。35187.12420.6245.02398.50274。56yd908.09773.78998。86920。64544。57561.76u000000。49d602.00619。02673。52610.94435.66449。41xu604。230621.700324.71-0。82xd637.19495。22695。78589.21348。53359。531u505。35187.12420.6245。02398。50274。562u604.230621。700324.7101d1389.691269。001537.681509.85893。10921.292d155.590173.15000根据计算所得应力,可知：（1）坝体上游面y均大于0，最小的为0.18712Mpa；（2）各点处的x均大于0，未出现拉应力（-0.00082Mpa非常小，可忽略不计）；(3）上游边缘剪应力出现负值，其值为-0.00049Mpa，可忽略不计；（4）由y、x、求得的1均为压应力;(5)坝基面计入扬压力时的最大铅直正应力ymax=187。12KN/，小于坝基容许压应力；计入扬压力时的最小铅直正应力ymin=45。02KN/，大于0；(6）坝体上游面的最小主压应力在作用力中计扬压力时，0，即均为压应力；当作用中不计扬压力时，0。25h=0。259。8133.1=81。18KN/；（7)坝体下游的最大主压应力小于混凝土的容许压应力。6溢流坝设计6。1 泄水方式的选择泄水重力坝既是挡水建筑物又是泄水建筑物，其泄水方式有坝顶溢流和坝身泄水孔泄水。在水利枢纽中，泄水重力坝可承担泄洪，向下游输水、排沙、放空水库和施工导流等任务。本枢纽设计中，泄水方式采用坝顶溢流式。6。2溢流堰孔口设计溢流坝的孔口设计涉及很多因素，如洪水设计标准、下游防洪要求、库水位壅高有无限制、是否利用洪水预报、泄水方式以及枢纽所在地段的地形、地质条件等。设计时，先选定泄水方式,拟定若干个泄水布置方案（除表面溢流孔口外，还可配合坝身泄水孔或泄洪隧洞）,初步确定孔口尺寸，按规定的洪水设计标准进行调洪演算，求出各方案的防洪库容、设计和校核洪水位及相应的下泄流量，然后估算淹没损失和枢纽造价,进行综合比较，选出最优方案。6。2.1 洪水标准的确定本枢纽属于等工程,永久性重要建筑物为2级，按规范要求，采用100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。6.2.2 孔口型式溢流堰孔口型式有两种型式：开敞溢流式和大孔口溢流式。（1）开敞溢流式。这种型式的溢流孔除宣泄洪水外，还能用于排除冰凌和其他漂浮物。堰顶可以设闸门,也可不设.不设闸门的溢流孔,其堰顶高程与正常蓄水位齐平，泄洪时,库水位壅高，淹没损失加大，非溢流坝坝顶高程也相应提高，但结构简单、管理方便。适用于洪水量较小、淹没损失不大的中、小型工程。设置闸门的溢流孔，其闸门顶略高于正常蓄水位，堰顶高程较低，可以调节水库水位和下泄流量，减少上游淹没损失和非溢流坝的工程量。通常大、中型工程的溢流坝均设有闸门.(2）大孔口溢流式。上部设胸墙，堰顶高程较低.这种型式的溢流孔可根据洪水预报提前防水，加大蓄洪库容，从而提高了调洪能力.当库水位低于胸墙时，下泄水流形式和开敞溢流式相同；库水位高出孔口一定高度后为大孔口泄流，超泄能力不如开敞溢流式.胸墙是钢筋混凝土结构，一般与闸墩固接；也有做成活动的，遇特大洪水时可将胸墙吊起,以提高泄流能力。根据该水利枢纽所在地形、地质条件、枢纽设计所属等级,以及洪水设计标准、下游防洪要求，溢流堰孔口型式采用开敞溢流式。6.2.3 孔口尺寸本工程单宽流量取q=50120m3/（sm）。由L=Q溢/q确定净宽，列表如下：孔口净宽L计算表泄流量（m3/s)单宽流量净宽(m）校核情况425050.00120.0058。3329.17设计情况328260。00120.0046.9223.45