混领土面板堆石坝毕业设计计算书.doc

水利水电工程专业毕业设计
目 录
第一章 调洪演算 4
1.1 洪水调节计算 4
1.1.1 绘制洪水过程线 4
1.1.2 洪水过程线的离散化 5
1.1.2 时段内水位的试算 5
1.1.3 方案最高水位和最大下泄流量的计算 6
1.1.4 调洪演算方案汇总 7
1.2 防浪墙顶高程计算 7
第二章 防浪墙计算 10
2.1 防浪墙尺寸设计 10
2.2 防浪墙荷载分析 10
2.2.1 完建情况 10
2.2.2 校核洪水位情况 14
2.2.3 结果分析 17
2.3 防浪墙配筋计算 17
2.3.1 墙身配筋计算 17
2.3.2 底板配筋计算 18
2.4 抗滑稳定计算 19
2.4.1 完建工况 19
2.4.2 非常运用工况（校核洪水位情况） 19
2.5 抗倾覆计算 19
第三章 坝坡稳定计算 21
3.1 坝体边坡拟定 21
3.2 堆石坝坝坡稳定分析 21
3.2.1 计算公式 21
3.2.2 计算过程及结果 22
第四章 混凝土面板计算 23
4.1 面板厚度及宽度 23
4.2 面板配筋 23
第五章 趾板设计 24
5.1 最大断面设计 24
5.2 趾板剖面的计算 24
第六章 副坝设计 26
6.1 副坝顶宽验算 26
6.2 强度和稳定验算 26
6.2.1 正常蓄水位情况 27
由《水工建筑物》表4-1得：“3级建筑物，基本组合情况下抗滑稳定安全系数” ，故满足要求。 28
6.2.2 校核洪水位情况 29
第七章 施工组织设计 31
7.1 拦洪高程 31
7.1.1 隧洞断面型式、尺寸 31
7.1.2 隧洞泄流能力曲线 31
7.1.3 下泄流量与上游水位关系曲线 32
7.1.4 计算结果 32
7.2 堆石体工程量 33
7.2.1 计算公式及大坝分期 33
7.2.2 计算过程 34
7.2.3 计算结果 36
7.3 工程量计算 36
7.3.1 堆石坝各分区工程量 36
7.3.2 趾板工程量 38
7.3.3 混凝土面板工程量 38
7.3.4 副坝工程量 39
7.3.5 防浪墙工程量 39
7.4 堆石体施工机械选择及数量计算 39
7.4.1 机械选择 40
7.4.2 机械生产率及数量计算 40
7.4.2.1 周期性运行机械生产率及数量 40
(7-4) 40
7.5 混凝土工程机械数量计算 42
7.5.1 混凝土工程施工强度 42
7.5.1.1 趾板 42
7.5.1.2 混凝土面板 42
7.5.1.3 防浪墙 43
7.5.1.4 副坝 43
7.5.2 混凝土工程机械选择 43
7.6 导流隧洞施工 43
7.6.1 基本资料 43
7.6.2 开挖方法选择 43
7.6.3 钻机爆破循环作业项目及机械设备的选择 44
7.6.4 开挖循环作业组织 44

第一章 调洪演算
1.1 洪水调节计算
根据本工程软弱岩基，选用单宽流量约为20~50m³/s，允许设计洪水最大下泄流量245m3/s，故闸门宽度约为4.9m~12.25m，本设计方案选择8m、9m、10m三种堰宽进行演算比较。堰顶高程一般低于正常蓄水位2m以上，因此选择274.6m、273.6m、272.6m、271.6m四种进行比较。起调水位可以选择正常蓄水位或防洪限制水位，在方案列举中也对两者分别进行了计算。
1.1.1 绘制洪水过程线

由于本设计中资料有限，仅有p=2%、p=0.1%的流量及相应的三日洪水总量，无法准确画出洪水过程线。设计中采用三角形法模拟洪水过程线。根据洪峰流量和三日洪水总量，可作出一个三角形，根据水量相等原则，对三角形进行修正，得到一条模拟的洪水过程线，如图1-1、图1-2所示 。

图1-1 设计洪水过程线

图1-2 校核洪水过程线

1.1.2 洪水过程线的离散化
本次调洪演算采用的是列表试算法，试算中需要知道各个时段起始点的来水流量数值，故需要把CAD绘制的洪水过程线离散成点来使用。
根据已绘制的曲线可知，调洪演算只会取到中间的部分，所以，把点取在18h-20h之间即可。取点如下表：

时间（h）
18
21
24
27
29.8
30
33
36
39
来水流量（m³/s）
9.68
28.31
60.42
212.74
364.5
316.2
77.84
24
9.86
表1-1 p=2%洪水过程线
时间（h）
18
21
24
27
29.8
30
33
36
39
来水流量（m³/s）
8.73
51.97
143.12
352.62
551.5
530.07
198.44
57.34
11.53
表1-2 p=0.1%洪水过程线
1.1.2 时段内水位的试算
列表试算法进行调洪演算的基本思路是逐时段地对下一时段的初始状态进行试算，在时段内，实际上将来水过程和下泄过程看作线性变化，因此是各时段内水位的试算构成了调洪演算，下面以设计状况起调水位276 .6m，堰顶高程272.6m，堰宽9m条件下24.12h-27h时段试算为例，说明该计算是如何进行的。

校核洪水 起调水位276.2m 堰顶高程274m 闸门宽10m
时间
水位
库容
宽度B
H
下泄流量
来水量
q平均
Q平均
库容变化△V
新库容
误差

21.81
276.20
1934.71
10.00
2.20
68.93
68.93

24.00
276.45
1960.38
10.00
2.45
81.01
146.79
74.97
107.86
25.93
1960.64
0.26

27.00
277.74
2104.18
10.00
3.74
152.79
352.62
116.90
249.71
143.43
2103.81
-0.36

30.00
279.83
2337.15
10.00
5.83
297.36
530.07
225.07
441.35
233.57
2337.75
0.60

33.00
280.34
2394.00
10.00
6.34
337.22
210.30
317.29
370.19
57.13
2394.28
0.28

36.00
278.90
2233.48
10.00
4.90
229.12
59.70
283.17
135.00
-160.02
2233.98
0.49

表1-1 时段内水位试算算例
表中：堰上水头=假定水位H2-272.6；下泄流量由说明书公式（4-5）算得；
下泄流量平均值=（q+时段初下泄流量即152.09 m3/s）/2；
增加水量=（时段内来水量平均值-q平均）×（27-24）；
时段末库容=1977.1+ Q增加；
计算水位由水位库容关系曲线查得，简便起见，按直线y= 111.47·X-28855.5拟合（x为库容）。
1.1.3 方案最高水位和最大下泄流量的计算
每一时段末的水位能够通过试算得出后，我们即可逐时段地进行演算得出一个方案的最高水位及其对应的最大下泄流量。当上游水位达到最高时，一定是来水量和下泄流量再次相等时，因此在发现下泄流量大于来水量时，我们就该在最后试算的时段内再细化时段，直到所选时段末来水流量等于下泄流量，此时段末的水位和下泄流量即为最高水位和最大下泄流量。
下面以设计状况起调水位276.6m，堰顶高程272.6m，堰宽9m条件下的最高水位和最大下泄流量计算为例，说明该计算是如何进行的。

时间(h)
时段末水位H2（m）
时段末下泄流量q2（m3/s)
（一）
26.37
276.60
152.09
（二）
27.00
276.66
155.41
（三）
29.80
277.61
213.19
（四）
30.00
277.69
218.32
（五）
31.00
277.96
235.92
表1-2 方案最高水位和最大下泄流量计算算例
1.1.4 调洪演算方案汇总
下面，我以列表的方法将调洪演算的计算数据整理如下表所示：

调洪演算方案汇总草表
方案
堰顶高程m
闸门宽度m
设计洪水位
设计下泄流量Q
设计单宽流量
校核洪水位
校核下泄流量
1.00
274.00
8.00
278.98
187.81
23.48

2.00
9.00
278.72
194.95
21.66

3.00
10.00
280.69
365.52
36.55

4.00
273.00
8.00
278.19
199.81
24.98

5.00
9.00
277.92
207.48
23.05

6.00
10.00
278.00
236.17
23.62
279.44
345.23
7.00
272.00
8.00
277.72
231.19
28.90

8.00
9.00
277.60
251.94
27.99

9.00
10.00
277.26
254.83
25.48

表1-3 调洪演算结果汇总表格
1.2 防浪墙顶高程计算
根据《碾压式土石坝设计规范》计算坝体安全超高，如表1-4所示。

超高Y
最大波浪爬高R
最大风浪壅高e
安全超高A
正常蓄水位
2.8
1.42
0.68
0.7
设计水位
2.8
1.42
0.68
0.7
校核水位
1.47
0.77
0.3
0.4
KΔ
经验系数Kw
h(2%)
平均波高h
平均波长L
0.9
1
1.31
0.587
9.32
0.9
1
1.31
0.587
9.32
0.9
1
0.71
0.32
6.21
坡度系数m
风速W
吹程D
风向与坝轴线夹角
坝前水深H
1.55
18.9
1.6
0
49.1
1.55
18.9
1.6
0
50.46
1.55
12.6
1.6
0
52.23
表1-4 安全超高计算表
1
正常蓄水位
276.2
2.8
279
防浪墙顶高程
坝顶高程
2
设计洪水位
278.0
2.8
280.8
280.91
281
3
校核洪水位
279.44
1.47
280.91
表1-5 安全超高计算表
分别将正常蓄水位、设计洪水位和校核洪水位与其相应的安全超高求和，根据其中的最大高程值，即可确定防浪墙顶高程，如表1-5所示，防浪墙顶高程取为281.2m。
根据《混凝土面板堆石坝设计规范》要求，防浪墙顶要高出坝顶1~1.2m，本设计取1.2m，则坝顶高程为279.8m。

第二章 防浪墙计算
2.1 防浪墙尺寸设计
悬臂式挡土墙是将挡土墙设计成悬臂梁的形式。本设计中防浪墙顶高程281m，底高程277m,坝顶高程279.8m。防浪墙墙高4.0m，墙厚0.5m，底板长4.0m，底板厚0.5，防浪墙上游侧底部位设置0.8m宽的小道，以利于检查行走。如图2-1所示：

图2-1 防浪墙尺寸图
2.2 防浪墙荷载分析
防浪墙受到的荷载有：自重、墙上堆石土料重、墙后土压力、静水压力、前趾上水重和风浪压力。以上荷载有四种组合工况：完建情况、正常挡水位情况、设计洪水位情况以及校核洪水位情况。
2.2.1 完建情况
完建情况为防浪墙完建尚未蓄水的情况，此时挡墙前无水，故荷载只有自重、土重以及土压力。受力情况见图2-2。
由于挡墙后坝顶路面采用的是细堆石料，故试验参数选用A组。

图2-2 防浪墙完建情况荷载示意图
1)挡墙自重标准值（沿坝轴线方向取单位宽度，即1.0米，下同）：
；
。
2)堆石体自重标准值：
³；
；
3)土压力
完建情况作用在墙身上的作用力只有墙后填土压力。由于静止土压力大于主动土压力，为安全起见，墙后填土压力采用静止土压力。土压力采用朗肯土压力理论计算，取单宽1m。静止侧压力系数：
°=0.3764；
上式中：— 内摩擦角，=38.58°。
静止土压力标准值：

4)基底应力的计算
（2-1）
式中： — 挡墙基底应力的最大值或最小值；
— 作用在挡墙上全部垂直于基底面的荷载（kN）；
—作用在挡墙上的全部荷载对于挡墙底板底部中点的力矩之和；
— 挡墙基底面的面积（）；
— 挡墙基底面对于基底面中点平行前墙方向的截面矩（）

墙身自重对底板底部中点的弯矩标准值：
（逆时针）；
盖土重对底板底部中点的弯矩标准值：
（顺时针）；
静止土压力对底板底部中点的弯矩标准值：
(逆时针)
(顺时针)
计算得：
5)I-I截面承受的弯矩设计值：
；
（逆时针）；
6)Ⅱ-Ⅱ截面承受的弯矩设计值：

图2-3 防浪墙地板完建情况荷载示意图
①土重产生的弯矩标准值：
（顺时针）；
②底板自重产生的弯矩标准值：
''；
（顺时针）；
③底板右侧静止土压力产生的弯矩标准值：
＇
；
作用点距L型挡墙底板的距离为：
；
合力作用点距截面中轴线的竖向距离：
；
（顺时针）；
④基底应力产生的弯矩标准值：

基底应力的合力作用点距底板右侧的距离：
'
基底应力的合力作用点距截面的距离：
'
(逆时针）
则Ⅱ-Ⅱ截面承受的弯矩设计值：

(顺时针）。
2.2.2 校核洪水位情况
此时上游水位为校核洪水位，荷载包括：自重、土重、挡墙后土压力、前趾上水重、挡墙前静水压力及浪压力。受力情况见图2-4。

图2-4 防浪墙校核洪水情况荷载示意图
1)W1、W2、G均与前相同
2)前趾上水压力标准值：
；
3)静水压力标准值：
；

4)浪压力标准值：
由于，坝前水深，，，故为深水波。
波浪中心线至静水位高度：

总浪压力：
；
挡土墙在校核洪水位以下的高度： ；
浪压力在校核洪水位以下的高度： ；
由，则总浪压力部分作用在挡墙上。
根据浪压力分布图计算得出作用在防浪墙上的浪压力：
作用在墙身上的浪压力：
作用在墙身上浪压力的作用点距I-I截面的距离：
5)土压力标准值
判断墙后填土压力类型：
被动土压力系数：
被动土压力：；
远大于静止土压力与浪压力的和，故可判断在此种情况下土压力不可能是被动土压力。且静止水压力和浪压力之和亦大于主动土压力，故土压力采用静止土压力。
静止土压力系数：°=0.3764；
则静止土压力：；
6)基底应力的计算

墙身自重对底板底部中点的弯矩标准值：
（逆时针）；
盖土重对底板底部中点的弯矩标准值：
（顺时针）；
静止土压力对底板底部中点的弯矩标准值：
(逆时针)
上游水重对底板底部中点的弯矩标准值：
(逆时针)；
静止水压力对底板底部中点的弯矩标准值：
(顺时针)；
浪压力对底板底部中点的弯矩标准值：
(顺时针)；
(顺时针)
计算得：

7）I-I截面承受的弯矩设计值：
作用在墙身上的土压力产生的弯矩标准值：

（逆时针）；
作用在墙身上的静止水压力产生的弯矩标准值：
（顺时针）；
作用在墙身上的浪压力产生的弯矩标准值：
（顺时针）；
I-I截面承受的弯矩设计值：

（顺时针）
8）Ⅱ-Ⅱ截面承受的弯矩设计值：
①土重产生的弯矩标准值：
（顺时针）；
②底板自重产生的弯矩标准值：

（顺时针）；
③底板右侧静止土压力产生的弯矩标准值：
＇
；
作用点距L型挡墙底板的距离为：
；
合力作用点距截面中轴线的竖向距离：
；
（顺时针）；
④基底应力产生的弯矩标准值：

基底应力的合力作用点距底板右侧的距离：

基底应力的合力作用点距截面的距离：

(逆时针）
则Ⅱ-Ⅱ截面承受的弯矩设计值：

(逆时针）。
2.2.3 结果分析
两种工况下挡墙基底应力均大于0，无拉应力出现。平均基底应力均小于地基允许承载力25Mpa，最大基底应力不大于地基允许承载力的1.2倍；且挡墙基底应力的最大值与最小值之比为1.22和1.49，均小于规范允许的2.5。所以基底应力满足要求。
两种工况下防浪墙墙身I-I截面和底板Ⅱ-Ⅱ截面承受的弯矩设计值如下：
1) I-I截面承受的弯矩设计值：①完建情况：(逆时针)；②校核洪水情况：(顺时针)。
2)Ⅱ-Ⅱ截面承受的弯矩设计值：①完建情况：(顺时针)；②校核洪水情况：(逆时针)。
由以上数据可知，防浪墙墙身I-I截面和底板Ⅱ-Ⅱ截面都是在完建工况承受最大弯矩，故防浪墙的配筋只考虑完建情况即可。
防浪墙墙身在校核洪水情况承受上游水压力、浪压力，这些荷载相对于完建情况只承受墙后土压力的工况是有利的，从I-I截面两种工况下承受的弯矩设计值即可得到验证。
防浪墙底板在校核洪水情况下的基地应力比完建工况的基底应力大，同时竖向压力也比完建工况的竖向压力大，由计算结构可知两种工况弯矩方向相反，校核洪水工况的弯矩值较小，故以完建工况承受的弯矩值为最危险工况进行受拉钢筋配筋计算。
2.3 防浪墙配筋计算
2.3.1 墙身配筋计算
根据《水工挡土墙设计规范SL-379-2007》，对L型挡墙的竖直墙身部分简化为悬臂板按受弯构件计算。
由于防浪墙处于水位变动区，故环境类级为三类，混凝土保护层厚c=30mm，a=35mm；取单位宽度，即b=1000mm，混凝土采用C25，则轴心抗压强度设计值。钢筋采用HRB335，。
截面有效高度：
。
截面抵抗矩系数：
<
<，属于适筋破坏。
则钢筋面积：
<，故采用最小配筋率配筋：

选配 钢筋间距小于允许最大间距300mm，全截面配筋。在受力钢筋内侧应布置与受力钢筋相垂直的分布钢筋，选配 ，在下游侧采用构造对称配筋。
2.3.2 底板配筋计算
Ⅱ-Ⅱ截面上主要受基底反力和土压力作用，由Ⅱ-Ⅱ截面在两种工况下承受的实际弯矩可知，最危险工况应为完建工况。
根据《水工挡土墙设计规范SL-379-2007》,前趾和底板配筋可按固支在墙体上的悬臂板按受弯构件计算。 <
<，属于适筋破坏。 则钢筋面积：
<，故按照最小配筋率配筋。
选配 钢筋间距小于允许最大间距300mm，全截面配筋。在受力钢筋内侧应布置与受力钢筋相垂直的分布钢筋，选配 ，底板下侧采用构造配筋。
2.4 抗滑稳定计算
根据《水工挡土墙设计规范》6.3.5规定：土质地基上挡土墙沿基底面的抗滑稳定安全系数，应按下式计算：
(2-2)
式中： — 挡土墙沿基底面的抗滑稳定安全系数；
— 挡土墙基底面与地基之间的摩擦系数，强风化千枚岩，取；
— 作用在L型挡墙上的全部水平荷载。
2.4.1 完建工况
静止土压力：(↓) ；
土盖重： (↓)；
挡墙自重：； (↓) ；
抗滑稳定安全系数：>，故在此工况下，防浪墙满足抗滑稳定要求。
2.4.2 非常运用工况（校核洪水位情况）
静止土压力：（←）；
土盖重： （↓）；
挡墙自重：；（↓）；
水平静水压力： （→）；
垂直静水压力： （↓）；
浪压力： （→）；
抗滑稳定安全系数：
>故在此工况下，防浪墙满足抗滑稳定要求。
2.5 抗倾覆计算
根据《水工挡土墙设计规范》（SL379-2007）规定，土质地基上的挡土墙，在同时满足以下2个规定的要求时，可不进行抗倾覆稳定计算。
1、在各种计算情况下，挡土墙平均基底应力不大于地基允许承载力，最大基底应力不大于地基允许承载力的1.2倍；
挡土墙基地应力的最大值与最小值之比不大于2.5（特殊组合）。
由前两种工况下的地基应力计算可知：本设计挡土墙同时满足以上2个规定，故不进行抗倾覆稳定计算。

第三章 坝坡稳定计算
3.1 坝体边坡拟定
主坝坝顶宽度为8m。上、下游坝坡均取为1：1.55。
3.2 堆石坝坝坡稳定分析
由于上游坡面有混凝土面板防渗，并起到保护坝坡面的作用，且上游坡面承受较大的水压力作用，故上游坡面的抗滑稳定性一般能满足要求，不需要进一步进行验算；下游坡面不设置混凝土面板和坡脚盖重等利于坝坡稳定的措施，故此次堆石坝的坝坡稳定分析仅针对下游坝坡进行。
3.2.1 计算公式

计算时，先假定下游坝坡坡度系数m，绘制堆石体的横剖面图，然后在横剖面图上，假定几种由折线组成的可能滑动面，如图3-1：

图3-1 折线法计算简图
将滑动土体分为ABFG、BCEF和CDE两块，各块重量分别计为、、，三块土体底面的抗剪强度均为。采用折线滑动静力计算法，假定条块间作用力分别为、，其方向为水平。
则ABFG土块的平衡式为：
（3-1）
BCEF土块的平衡式为：
（3-2）
CDE土块的受力状况为：
（3-3）
在CDE土块稳定的情况下，令其，代入可得：

其中，；
下面假设K值，计算，并分类讨论：
（1）若，说明假设的K正好；
（2）若（向右），说明假设的K太大，应重新拟定K值计算；
（3）若（向左），说明假设的K太小，应重新拟定K值计算。
计算出K值之后，假定不同的滑动面，算出最小安全系数，判断K值是否满足规范要求。若不满足，须改变坝坡的坡度，重新计算。
常用的土石坝坝坡稳定分析方法有：瑞典圆弧法、毕肖普法和折线法。瑞典圆弧法较适用于土坝，厚土斜墙和厚土心墙堆石坝。折线法较适用于混凝土面板堆石坝，薄土斜墙和薄土心墙堆石坝，本次采用折线法。
3.2.2 计算过程及结果
表3-1 不同滑动面对应的安全系数K计算
坡度系数m=1.55,坝顶高程H=279.80m,堆石料内摩擦角φ=38.58°
k
x1
y1
x2
y2
xi
yi
1.44
3.00
0.00
20.46
28.54
75.36
43.46
1.29
3.00
0.00
26.89
26.19
67.99
38.14
1.21
4.00
0.00
37.60
28.05
63.50
35.81
1.36
4.00
0.00
25.03
27.12
68.34
38.93
1.37
5.00
0.00
35.55
33.22
68.34
38.93
1.24
5.00
0.00
43.38
33.66
68.34
38.93

根据《水工设计手册》关于土石坝稳定要求的规定，由表8.3.10、第8.3.11和8.3.12条可知，3级土石坝在正常运用条件下最小安全系数应不小于[K]=1.20。由程序取点计算得，最小安全系数为>，因此下游坝坡是稳定的。
第四章 混凝土面板计算
4.1 面板厚度及宽度
根据《混凝土面板堆石坝设计规范》SL228—98关于面板厚度的相关规定，如下：
8.2.1 面板厚度的确定应满足下列要求：
1、应能便于在其内布置钢筋和止水，其相应最小厚度为0.30m；
2、控制渗透水利梯度不超过200；
3、在达到上述要求的前提下，应选用较薄的面板厚度，以提高面板柔性和节约材料，减低造价。
8.2.2 面板顶部厚度宜取0.30m，并向底部逐渐增加，在相应高度处的厚度可按式（8.2.2）确定：
(8.2.2)
中低坝可采用0.3~0.4m等厚面板。
本设计堆石坝属于中坝，设计采用0.3m的等厚度面板。
单块面板宽度通常为12~18m，其中15m最为普遍，本设计中单块面板宽度采用15m。在需要布置垂直缝部位的面板采用相对较窄宽度的面板，采用面板宽度7.5m，以利于滑模施工。
4.2 面板配筋
根据《混凝土面板堆石坝设计规范》SL228—98关于面板配筋的相关规定，如下：
8.4.1 面板应采用单层双向钢筋，钢筋宜置于面板截面中部，每向配筋率为0.3%~0.4%，水平向配筋率可少于竖向配筋率。
8.4.2 在拉应力区或岸边周边缝及附近可适当配置增强钢筋。
8.4.3 计算钢筋面积应以面板混凝土的设计厚度为准。
本设计水平向采用0.35%的配筋率，竖向采用0.4%的配筋率。取单位宽度的面板计算，，得水平向钢筋面积,竖向钢筋面积。根据《水工钢筋混凝土结构学》附录3表2,水平向布置 ，竖向布置 水平钢筋放在上面，以利于施工和行走。

第五章 趾板设计
5.1 最大断面设计
趾板厚度取0.4m，根据《混凝土面板堆石坝设计规范》（SL228-98）规定，趾板厚度小于2m时，可不进行抗滑稳定验算。
趾板的宽度可根据趾板下基岩的允许水力梯度和地基处理措施确定，同时为满足施工要求（灌浆作业需要），其最小宽度应大于3m。允许的水力梯度宜符合表5-1的规定。
表5-1 水力梯度表
风化程度
新鲜、微风化
弱风化
强风化
全风化
允许水力梯度
≥20
10~20
5~10
3~5
趾板下游面应垂直于面板，面板端部下堆石体厚度不小于0.9m。为满足面板无轨滑模起始面要求，趾板斜长段长度应大于0.8~1.2m
5.2 趾板剖面的计算
趾板横截面如图示：

图5-1 趾板横截面图
1）岸坡段趾板剖面
横剖面上面板迎水面与水平线的夹角由下式计算：
(5-1)
式中： —面板垂直于坝轴线方向的设计坡度，；
—趾板段两端点高度之差；
—趾板段两端点在沿坝轴线方向的距离。
2）河床段趾板剖面
当CB平行于坝轴线时，夹角θ由下式计算：
(5-2)
式中：—面板垂直于坝轴线方向的设计坡度，；
3）计算过程及结果
表5-2 趾板分段表
段数
迎水面与水平线的夹角θ（°）
开挖高程范围（m）
高程（m）
投影L（m）
cosθ
长度（m）
C
B
第一段
27.50
277.00
252.00
25.00
49.30
0.90
73.45
第二段
18.19
252.00
238.00
14.00
30.24
0.90
36.96
第三段
23.07
238.00
224.50
13.50
31.83
0.89
32.01
第四段
29.54
224.50
224.50
0.00
48.83
0.84
47.92
第五段
24.45
224.50
247.00
22.50
19.75
0.96
31.29
第六段
32.86
247.00
268.00
21.00
50.51
0.84
59.52
第七段
8.92
268.00
277.00
9.00
7.53
0.97
24.18

表5-3 各段趾板尺寸计算表
段数
趾板位置
趾板底高程范围
最大水头
趾板宽度 S(m)
斜长段 QT(m)
趾板厚度 (m)
C
B
H(m)
第一段
左岸1
274.00
249.00
30.44
4.00
1.82
0.40
第二段
左岸2
249.00
235.00
44.44
5.00
1.74
0.40
第三段
左岸3
235.00
221.50
57.94
5.00
1.68
0.40
第四段
河床
221.50
221.50
57.94
5.00
1.28
0.40
第五段
右岸1
221.50
244.00
57.94
5.00
3.19
0.40
第六段
右岸2
244.00
265.00
35.44
5.00
1.28
0.40
第七段
右岸3
265.00
274.00
14.44
5.00
3.32
0.40

第六章 副坝设计
副坝最低的底高程为273.0m，顶部与主坝平齐，为280.0m，顶宽与主坝同宽，取为8.0m，挡墙高与主坝相同，取1.2m。如图示：

图6-1 副坝最大断面剖面图
6.1 副坝顶宽验算
坝底最小宽度
（6-1）
式中：H — 坝高，；
— 混凝土容重，；
— 水容重，；
— 扬压力折减系数，河岸取为0.35。
计算得<，故采用矩形断面型式，宽度取为8.0米。
6.2 强度和稳定验算
采用摩擦公式，计算校核水位下的抗滑稳定安全系数：
（6-2）
式中：— 作用于滑动面以上的力在铅直方向分量代数和；
— 作用于滑动面以上的力在水平方向分量代数和；
— 作用在滑动面上的扬压力；
— 滑动面上抗剪摩擦系数，根据资料，混凝土与弱风化千枚岩之间的摩擦系数为，取。
6.2.1 正常蓄水位情况
6.2.1.1 荷载计算
副坝荷载如图6-2所示：

图6-2 副坝正常蓄水情况荷载示意图
1)扬压力：

扬压力折减系数，故排水孔处扬压力折减为：
；
排水孔设置在离上游面2.5m处，故总扬压力为：

2)浪压力
（6-3）
式中： — 水的容重；
— 波浪波长，正常蓄水位时为9.32m；
— 波浪浪高，正常蓄水位时为1.42m；
— 波浪中心线高出静水位高度。

3）静水压力

4)坝体自重

6.2.1.2稳定验算
采用摩擦公式，计算校核水位下的抗滑稳定安全系数：
（6-4）
式中： —作用于滑动面以上的力在铅直方向分量代数和；
—作用于滑动面以上的力在水平方向分量代数和；
—作用于滑动面上的扬压力；
—滑动面上抗剪摩擦系数，根据资料，混凝土与弱风化千枚岩之间的摩擦系数为，取。
由上计算得：>1.05
由《水工建筑物》表4-1得：“3级建筑物，基本组合情况下抗滑稳定安全系数” ，故满足要求。
6.2.1.3 坝体强度验算
作用在副坝上的所有荷载对基底面截面形心的力矩之和：

<
所有荷载的合力作用点位于副坝基底截面截面形心以内，上下游边缘的垂直正应力均为正值，即为压应力，没有拉应力出现，故坝体强度满足规范要求。
6.2.2 校核洪水位情况
6.2.2.1 荷载计算
副坝荷载如图6-3所示：

图6-3 副坝校核洪水情况荷载示意图
1)扬压力：
；
扬压力折减系数，故排水孔处扬压力折减为：
；
排水孔设置在离上游面2.5m处，故总扬压力为：

2)浪压力

3）静水压力

4)坝体自重

6.2.2.2稳定验算
稳定安全系数：>，故满足稳定要求。
6.2.2.3 坝体强度验算
作用在副坝上的所有荷载对基底面截面形心的力矩之和：

<
所有荷载的合力作用点位于副坝基底截面截面形心以内，上下游边缘的垂直正应力均为正值，即为压应力，没有拉应力出现，故坝体强度满足规范要求。

第七章 施工组织设计
7.1 拦洪高程
7.1.1 隧洞断面型式、尺寸
导流隧洞直径为2.4m，隧洞进口底高