八泉峡水利枢纽毕业设计设计说明书定稿

南 昌 工 程 学 院

毕 业 设 计 说 明 书

水利与生态工程学 院 水利水电工程 专业

毕业设计题目 八泉峡水利枢纽设计（重力坝方案）

学生姓名

班 级 12水利水电工程X班 学 号

指导教师

完成日期 二零一六 年 四 月 二十九 日

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八泉峡水利枢纽重力坝设计书

The eight gorge hydro dam design book

总计 毕业设计 表 格 插 图50 页15 个13 幅

I

目录

摘要 .................................................................................................................................................. I Abstract ............................................................................................................................................ II 第一章 综合说明 ............................................................................................................................. 1

1.1基本资料 ............................................................................................................................ 1

1.1.1自然条件及水文概况 ............................................................................................ 1 1.2工程地质条件 .................................................................................................................... 1

1.2.1 区域地质概况 ....................................................................................................... 1 1.2.2库区工程地质条件 ................................................................................................ 2 1.3 坝址区工程地质............................................................................................................. 4

1.3.1地形地貌 ................................................................................................................ 4 1.3.2地层岩性 ................................................................................................................ 4 1.3.3地质构造 ................................................................................................................ 5 1.3.4水文地质条件 ........................................................................................................ 5 1.3.5物理地质现象 ........................................................................................................ 6 1.4 天然建筑材料 ................................................................................................................. 6 1.5 基本资料及数据 ............................................................................................................... 7

1.5.1 材料参数 ............................................................................................................... 7 1.5.2 水库特征参数 ....................................................................................................... 7

第二章 坝线和坝型的选择及枢纽布置 ......................................................................................... 8

2.1 枢纽组成建筑物及其等级 ........................................................................................... 8

2.1.1 确定枢纽组成建筑物 ........................................................................................... 8 2.1.2 确定建筑物等级 ................................................................................................. 8 2.2坝线、坝型选择 ................................................................................................................ 8

2.2.1坝址选择 .................................................................................................................. 9 2.2.2坝型比较与选择 .................................................................................................... 10 2.3枢纽布置 .......................................................................................................................... 11

2.3.1布置原则 ................................................................................................................ 11 2.3.2枢纽的总体布置 .................................................................................................... 12 2.3.3布置方案 ................................................................................................................ 12

第三章 洪水调节 ........................................................................................................................... 13

3.1基本资料 .......................................................................................................................... 13 3.2洪水调节的基本原则 ...................................................................................................... 16

3.2.1确定工程等别和级别 .......................................................................................... 16 3.2.2水库防洪要求 ...................................................................................................... 16 3.2.3水库的运用方式 .................................................................................................. 16 3.3 调洪演算 ......................................................................................................................... 17

3.3.1确定堰顶高程 ...................................................................................................... 17 3.3.2设计水头确定 ...................................................................................................... 17 3.3.3确定流量系数m ................................................................................................... 17 3.3.4计算下泄流量 ...................................................................................................... 18 3.3.5列表式算法进行调洪演算 .................................................................................. 21 3.4 调洪演算结果 ................................................................................................................. 23 第四章 非溢流坝剖面设计 ........................................................................................................... 24

I

4.1 设计原则 ......................................................................................................................... 24 4.2 剖面拟定要素 ................................................................................................................. 24

4.2.1坝顶高程的拟定 .................................................................................................. 24 4.2.2坝顶宽度的拟订 .................................................................................................... 25 4.2.3坝坡的拟订 ............................................................................................................ 25 4.2.4上、下游起坡点位置的确定 ................................................................................ 26 4.2.5剖面设计 .............................................................................................................. 26 4.3抗滑稳定分析与计算 ...................................................................................................... 27

4.3.1分析的目的 .......................................................................................................... 27 4.3.2滑动面的选择 ........................................................................................................ 27 4.3.3对坝基面进行抗滑稳定计算 ................................................................................ 27 4.4应力分析 .......................................................................................................................... 28

4.4.1目的 ...................................................................................................................... 28 4.4.2分析方法 .............................................................................................................. 28 4.4.3 计算基本公式 ..................................................................................................... 28 4.3.4应力计算 .............................................................................................................. 29

第五章 溢流坝段设计 ................................................................................................................... 34

5.1 泄水建筑物方案比较 ..................................................................................................... 34

5.1.1泄洪方案选择 ...................................................................................................... 34 5.2 工程布置 ......................................................................................................................... 35

5.2.1 溢流表孔 ............................................................................................................. 35 5.3 溢流坝剖面设计 ............................................................................................................. 35

5.3.1顶部曲线 ................................................................................................................ 35 5.3.2中间直线段的确定 ................................................................................................ 37 5.3.3反弧段 .................................................................................................................... 37 5.4 消能防冲设计 ................................................................................................................. 38

5.4.1 消能方案选择 ..................................................................................................... 39 5.4.2 水舌挑距L的估算 ............................................................................................. 40 5.4.3 冲刷坑深度的估算 ............................................................................................. 41

第六章 细部构件设计 ................................................................................................................... 42

6.1 坝顶结构 ......................................................................................................................... 42 6.2 廊道系统 ......................................................................................................................... 43

6.2.1基础灌浆廊道 ........................................................................................................ 43 6.2.2检查排水廊道 ........................................................................................................ 43 6.3 坝体分缝 ......................................................................................................................... 44

6.3.1横缝 ........................................................................................................................ 44 6.3.2纵缝 ........................................................................................................................ 44 6.3.3水平施工缝 ............................................................................................................ 44 6.4止水 .................................................................................................................................. 44 6.5 坝体排水 ......................................................................................................................... 45

6.5.1坝体排水： .......................................................................................................... 45

第七章 地基处理设计 ................................................................................................................... 46

7.1 地基开挖与清理 ............................................................................................................. 46 7.2 坝基的固结灌浆 ............................................................................................................. 46

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7.3 坝基的帷幕灌浆 ............................................................................................................. 47 7.4 坝基排水 ......................................................................................................................... 48 7.5 软弱结构面处理 ............................................................................................................. 48 参考文献......................................................................................................................................... 49 致谢 ................................................................................................................................................ 50

III

八泉峡水利枢纽设计（重力坝方案）

摘要

八泉峡水库拟建于壶关县桥上村上游约4公里处的八道水河上，该河属卫河流域郊沟河的一级支流，流域控制面积75.7km2。工程主要以发电为主。在设计中，结合已知的地址及水文资料，首先选取为混凝土重力坝坝型，然后进行水库水位调洪演算，得到设计洪水位886.77m，校核洪水位887.95m。对挡水建筑物剖面进行设计，确定坝高65.5m，采用3*7m表孔溢流，对挡水坝段进行抗滑稳定分析以及应力分析，结果均满足要求。最后确定消能防冲的方案，以及对大坝进行细部构件设计。

关键词：枢纽设计 混凝土重力坝 剖面设计 稳定分析 应力分析

I

Abstract

Eight springs gorge reservoir is proposed to be built in Huguan County Bridge Village Tour about 4 km of eight water river, the river is a tributary of the Wei River Basin Jiao Gou River, watershed area 75.7km2. The project is mainly to generate electricity. In the design, combined with the address and the hydrological data of known, first select the concrete gravity dam, and the water level of the reservoir flood routing, design flood 886.77m, check flood level 887.95m. Design of the retaining structure section, determine the height of 65.5m, using 3*7m table hole overflow, the anti sliding stability analysis and stress analysis of dam section, the results meet the requirements. Finally determine the energy dissipation scheme, and the detail component design of dam

Key words: pivot design concrete gravity dam profile design stability analysis stress analysis

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第一章 综合说明

1.1基本资料

1.1.1自然条件及水文概况

八道水河属于卫河流域郊沟河的一级支流，现八泉峡旅游景点就位于该条河流上，该流域控制面积75.7km2，流域平均坡度50%，流域平均宽度为5.3km，流域主河道长度为11.9km。

八泉峡水库工程地处山西省晋东南地区，送东南亚季风影响显著，形成明显的大陆性气候。所以夏季降雨集中在6～8月，占全年降水量的60～70%，冬季雨水较少。该去平均气温6～8度，无霜期150～180天，年平均蒸发量约1700mm

根据工程区最近的桥上雨量站1954～2005年52年实测逐月降雨量统计，工程所在区域多年平均降雨量为655.7mm，其中汛期（7～9月）多年平均降雨量430.0mm，约占年降雨量的65.58%。最大年降雨量1422.7mm（1975年），最小年降雨量250.9mm（1986年），最大值与最小值分别为平均值的2.17倍和0.38倍，极值比达到5.67.

表1-1 八泉峡水库不同频率年入库径流量成果表

均值 （万m） 2171.23 0.36 2 3不同频率年径流量（万m） 3Cv Cs/Cv 10% 20% 50% 75% 95% 3213.72 2787.20 2078.19 1605.96 1064.01

1.2工程地质条件

1.2.1 区域地质概况

本区位于太行山中南部山脊分水岭东侧，峰峦叠嶂，沟壑纵横，峡谷多为高陡悬崖，巍峨雄伟。山岭诸峰海拔多在1200～1600m以上，北部凤子岭海拔1867m，赵掌尖老海拔1855m，南部板山海拔1784m。沟谷切蚀作用强烈，

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第一章 综合说明

相对高差200～350m，地貌属于溶蚀侵蚀中山区。

工作区河谷呈狭窄“V”字型。河谷底宽31.5～70m，沟底高程约834～894m，整体呈北西高、南东低。谷岸山脊高程997～1022m，相对高差103～188m。八道水河为郊沟河的一大支流，郊沟河属于黄河水系卫河的支流之一。河流两岸岸坡陡立，山梁碳酸盐岩裸露，植被层覆盖少。河谷洪冲积物与岸坡崩塌块石杂乱堆积布于悬崖坡脚处，呈陡坡地形。

区内出露地层为元古界震旦亚界长城系砂岩、页岩，古生界寒武系上、中统灰岩、砂岩及泥页岩，奥陶系和新生界第四系松散堆积层。

本区构造位置位于吕梁太行断块的太行山块隆中部，太行山隆起断褶构造带东翼。地壳活动以大面积断陷隆起、褶皱为显著特征，主要构造线呈NNE向展布。库区内断裂构造不甚发育，且规模较小。岩体中NE向和NW向节理裂隙发育。

据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306-2001图A1）及《中国地震动反应谱特征周期区划图》（GB18306-2001图B1），工程区地震动峰值加速度值为0.10g，地震动反应谱特征周期值为0.45s。工程区地震基本烈度为7度。

区内构造简单，无大断裂构造，以宽缓褶皱构造为主，历史上无发生过6级以上地震和5级地震的纪录，区域稳定性较好。 库区物理地质现象主要有岩石风化、崩塌坠落和岩溶现象。 1.2.2库区工程地质条件

库区为基岩山区，绝大部分为基岩裸露，地壳抬升运动显著，侵蚀剥蚀作用强烈，裸露基岩经受长期地质作用强烈切割，河谷呈狭窄“V”字形峡谷，谷深达百余米，两岸多为直立的陡崖，山梁顶部，陡坎发育，上部变缓。山梁高程在990～1022m，相对高差100～200m，地貌特征属溶蚀侵蚀中山区。

八道水河谷为山间河流峡谷地貌，河谷谷形狭窄，两壁悬崖峭壁，陡壁耸立百米之余，谷底宽为30～50m，上部渐宽多有陡坎，谷宽为70～100m。河床地形狭窄，较平坦，两岸坡脚处多有崩积洪积块石混合土堆积，河谷总体呈“V”字形，地形起伏变化大，地面高程为834.5～944.5m，河床纵坡34‰。河流总体流向NW向SE方向。沟谷发育方向一般与构造节理方向一致，

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多沿SE向、SW向曲折穿行。

库区两岸为裸露基岩，覆盖物稀少，出露地层岩性为古生界寒武系中统徐庄组、张夏组灰岩、砂岩和泥岩。河谷中分布有新生界第四系全新统松散堆积物。

库区地质构造简单，褶曲不发育，未见断裂构造。地层整体上呈单斜构造，岩层产状为N30oE/NW ∠4～6o。岩体中主要发育有三组节理裂隙：第①组N30～60oW/NE∠71～89o，第②组N10～30oE/SE∠73～89o，第③组N60～80oE/NW∠67～88o，节理裂隙多为高陡倾角裂隙，裂隙面较平直，裂隙张开，宽度1～4cm，局部因卸荷影响可达10～30cm。无充填物，少数有石灰华、岩屑充填。①组和②组两组裂隙近于垂直，为“X”节理，节理面近于直立，切割深，延伸远。库区内发育有两条大裂隙，一条大裂隙位于坝址上游约50m处，大裂隙面横切峡谷，倾向上游方向，上部裂隙面产状为N80 oW/NE∠67～71o，宽度为2～10cm，下部裂隙密集成带，裂隙带宽为3～6m，裂隙面产状为N80 oW/NE∠75～82o，裂隙宽0.5～2cm，。裂隙带在河流左右岸岩壁对称出现，延伸长度大于200m。在右岸上游陡壁上高程860～863m处沿大裂隙发育有一个大溶洞，直径约3m，洞深约4m。另一条大裂隙位于库区小八泉景观点下游处，裂隙面产状N55 oW/SW∠70～80o，大裂隙面横切峡谷，倾向下游方向，延伸长度大于300m。

地下水类型有松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水两种类型。松散岩类孔隙水主要赋存于第四系松散堆积物中。在库区松散岩类孔隙水分布于河床的松散堆积土层中，含水层为全新统洪冲积和崩积漂（块）石、混合土漂石、卵石混合土、混合土砾石、级配不良砂等，大块石、漂石居多，颗粒不匀，堆积混杂，空隙大，其渗透性较强，富水量较大。水位埋深0～5.5m。碳酸盐岩裂隙岩溶水含水岩组为寒武系上统和中统灰岩、鲕状灰岩、白云岩等可溶性岩层，岩体中裂隙、溶隙、溶洞相对较为发育，岩溶层多为层状岩溶，裂隙、溶隙、溶洞是岩溶水的主要赋存、运移的通道空间，岩溶水迳流条件好。

总的来看库区存在有沿岩溶带产生一定程度的渗漏问题。渗漏以沿河岸岩溶带绕坝肩渗漏为主，不会产生向库区外的永久性渗漏问题；两岸陡壁岩体稳定性好，局部地段岩体存在掉块、小崩塌问题；水库产生诱发地震的可能性不大；库区

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第一章 综合说明

内无村庄，未发现有重要矿产及矿床开采，库区不存在水库浸没问题；库区上游多为基岩裸露地区，植被覆盖率低，水土流失严重，存在一定程度的淤积问题，应采取减少水库淤积措施。

1.3 坝址区工程地质

1.3.1地形地貌

坝址位于桥上镇北面的八泉峡峡谷景区内，处于八道水河上。坝址区河流流向为N30°E～S30°W方向。河谷呈“V”字形，河谷下宽50m，上宽80m，河床纵向坡降3.5%。河床高程834～854m，两岸山梁最高990～1010m，相对高差160m左右，两岸悬崖陡壁，高耸近百余米。地貌上属于溶蚀侵蚀中山区。

1.3.2地层岩性

坝址区出露地层有寒武系中统徐庄组（∈2x）、张夏组（∈2z）、第四系全新统（Q4）及人工填土（QS）。各地层其岩性组成由老至新分述如下：

（1）寒武系中统徐庄组（∈2x）：

岩性为上部为灰、深灰色鲕状灰岩夹灰绿、紫红色泥岩，下部为灰白、浅红、紫红色细砂岩夹紫红、灰绿色泥岩。厚度93～100m，分布于河床坝基下部。

（2）寒武系中统张夏组（∈2z）：

岩性为顶部为浅灰色中厚～巨厚层鲕状灰岩夹中厚层白云质灰岩，中、上部为灰、深灰色中厚～巨厚层白云质鲕状灰岩，下部为灰、青灰色中厚层灰岩、含白云质灰岩夹鲕状灰岩，底部为灰、灰黄色薄板状泥质条带灰岩夹薄层灰绿色泥岩。厚度198～244m，分布于两岸坝肩及坝基上部。

（3）第四系全新统早期洪冲积与崩积（Q41pal+col）：

岩性组成为漂（块）石、混合土漂（块）石、卵砾石混合土、级配不良砂等，块径大小不一，堆积杂乱，有架空现象。厚度0～20m，主要分布于河床左岸。

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（4）第四系全新统晚期洪冲积（Q42pal）：

岩性组成为漂（块）石、混合土漂石、卵砾石混合土、级配不良砂等，块径大小不一，堆积杂乱。厚度0～9m，主要分布于河床右岸。

（5）人工堆积（QS）：

岩性为块（漂）石，混合土块（漂）石。厚度0～3.5m，分布于河床中柏油路路基处。 1.3.3地质构造

坝址区岩层平缓，整体呈单斜构造，岩层产状N30°E/NW∠4～6°，总体上为倾向右岸的单斜缓倾角地层。坝址区节理裂隙发育，岩体中节理裂隙较发育，主要发育有三组：第①组N30～60oW/NE∠71～89o，第②组N10～30oE/SE∠73～89o，第③组N60～80oE/NW∠67～88o。节理裂隙均为高倾角裂隙，裂隙面较平直，波状弯曲，较粗糙，裂隙张开，宽度1～4cm，无充填物，少数有方解石、泥土、岩屑充填。右岸局部岩体因卸荷作用可达10～30cm之多。第①组和第②组两组裂隙近于垂直，为“X”节理，节理面倾角大，近于直立，切割深，延伸远。

坝址处无断裂构造。仅在坝址上游约50m发育一条大裂隙，大裂隙面横切峡谷，倾向上游方向，上部裂隙面产状为N80 oW/NE∠67～71o，宽度为2～10cm，下部裂隙密集成带，裂隙带宽为3～6m，裂隙面产状为N80 oW/NE∠75～82o，裂隙宽0.5～2cm，。裂隙带在河流左右岸岩壁对称出现，延伸长度大于200m。在右坝肩上游陡壁高程860～863m处发育一个溶洞，直径约3m，洞深约4m。

1.3.4水文地质条件

坝址区河谷有常年流水，河水位高程834.2m。

河床中钻孔终孔水位833.36～834.23m，河谷松散岩类孔隙水赋存于块石混合土层中，富水好，渗透性强，水量充沛，为极强透水层。

坝基中碳酸盐岩裂隙岩溶水水位与河水位相近，河谷为碳酸盐岩裂隙岩溶水排泄区。两岸基岩中碳酸盐岩裂隙岩溶水水位变化大，以泉水形式出露。

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第一章 综合说明

主要由大气降水补给，向河床排泄，补给河床中松散岩类孔隙水。

坝基基岩表层强风化层为中等透水性岩体，厚度0.4～1.0m，渗透系数为0.4～2.9m /d。弱风化及新鲜基岩为弱透水性岩体，局部因裂隙发育为中等透水性岩体，深度可达24m左右。 1.3.5物理地质现象

坝址区主要物理地质现象有风化、崩塌、岩溶。

（1）岩石风化：基岩强风化层厚度0.4～1.0m，弱风化层厚度3～6m。鲕状灰岩、泥质条带灰岩岩性坚硬，抗风化能力强，风化程度弱。

（2）崩塌现象：由于两岸基岩陡立，受裂隙切割岩层局部有零星崩塌现象。例如坝址下游在距坝址70m处左岸岩壁陡立，下部为倒坡，陡岸有临空面，节理裂隙切割，易产生岩块崩塌、坠落。

（3）岩溶：在岩壁上可见有岩溶现象，主要为溶隙、溶洞、溶孔。右坝肩上游陡壁在高程860～863m处发育一个溶洞，直径约3m，洞深约4m。高程在866～876m范围内的陡壁上，出现有多处泉水溢出点，表明岩溶溶隙发育。在钻孔岩芯中未见溶洞，局部有零星小溶孔发育，直径0.5～3.0cm，无充填，或有方解石充填。

1.4 天然建筑材料

八泉峡水库大坝可选浆砌石坝重力坝型。本次天然建筑材料详查按现行《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》SL251-2000技术要求进行的。壶关县王家庄附近的王家庄（人工骨料）石料场可作为人工骨料料场。

王家庄（人工骨料）石料场位于壶关县桥上乡王家庄村东南北向支沟内，距水库坝址约7.8km，现正在小批量开采。料场与坝址之间有G307公路及景区公路相通，开采运输方便。料场范围内山顶高程约970～1000m，河谷高程约855～867m，高差约120m。出露的地层寒武系中统徐庄组（∈2x）泥质条带灰岩、鲕状灰岩和紫红色砂泥岩层和张夏组（∈2z）厚层灰岩和鲕状灰岩夹泥质条带灰岩薄层。坡脚处为第四系全新统洪冲积（Q4pal）。岩层产状N30～45°E/NW∠4～6°。有用层为张夏组（∈2z）厚层灰岩和鲕状灰岩，厚度100～120m，料场下部覆盖

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层为坡地，上部基岩呈陡崖，岩体裸露，分布广泛，便于开采。其间所夹得3～5m厚的泥质条带灰岩，表层05～2m厚的强风化层及坡脚、谷地堆积的第四系全新统洪冲积（Q4pal）为无用层。

本次在料场范围内选取代表性岩样进行室内试验，冻融损失率、干密度、饱和抗压强度、硫酸盐及硫化物含量均满足块石料质量技术要求的指标，符合设计质量要求。同时本区石料丰富，能满足粗骨料（人式骨料）设计用量。 库区周边天然砂料缺乏，工业与民用建筑多选用人工砂料或从河北省、河南省外购砂料。

1.5 基本资料及数据

1.5.1 材料参数

混凝土容重：24 KN/m3 泥沙浮容重：0.9t/m3 泥沙内摩擦角：12O 坝体混凝土：C15

多年平均最大风速为：v = 16m/s 吹程 D = 210m 地震基本烈度：Ⅶ度。 1.5.2 水库特征参数

正常蓄水位 882.5 m 总库容 188.36万m3 死库容（844m以下） 1.38万m3 水库控制流域面积 62.8km2

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第二章 坝线和坝型的选择及枢纽布置

第二章 坝线和坝型的选择及枢纽布置

2.1 枢纽组成建筑物及其等级

2.1.1 确定枢纽组成建筑物

根据八泉峡水利枢纽的主要任务，八泉峡水库的主要任务是发电，故需要永

久建筑物包括挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、开关站。为便于施工，还需要导流建筑物、施工围堰等临时建筑物。

2.1.2 确定建筑物等级

表2-1 水利水电枢纽工程的分等指标

分等指标 工程等别 工程规模 水库总库容 （亿米） 一 二 三 四 五 大（1）型 大（2）型 中 型 >10 10～1 1～0.1 3防洪 灌溉面积 保护农田面积 保护城镇及工矿区 （万亩） 特别重要城市、工矿区 重要城市、工矿区 中等城市、工矿区 一般城镇、工矿区 >500 500~100 100~30 30~5 <5 >150 150~50 50~5 5~0.5 <0.5 （万亩） 水电站 装机容量 （万千瓦） >120 120～30 30～5 5~1 <1 小（1）型 0.1～0.01 小（2）型 0.01～0.001 由已知条件，正常蓄水位882.5m，对应库容188.36万m2。按表2-1知水库属于Ⅳ等小（1）型工程，永久性主要建筑物为4级，次要建筑物为5级，临时性水工建筑物为5级。

2.2坝线、坝型选择

坝型、坝址选择是水利枢纽设计的重要内容，二者相互联系，不同的坝址可以

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选用不同的坝型，同一个坝址也应考虑几种不同的枢纽布置方案并进行比较。在选择坝型，坝址时，应研究枢纽附近的地形地质条件、水流条件和建筑材料、施工条件、枢纽布置等：

(1)地质条件。地质是坝址、坝型选择的主要依据之一。拱坝、重力坝需建在岩基上；土石坝则岩基，土基均可修建。坝址选择应该注意一下几个方面的问题：①对断层破碎带，软弱夹层要查明其产状、宽度（厚度）、充填物和胶结情况，对垂直水流方向的陡倾角断层应尽量避开，对具有规模较大的垂直水流方向的断层或是存在活断层的河岸，均不应选择坝址；②在顺向河谷（指岩层走向与河流方向一致）中，总有一岸指与岩层倾向一致的顺向坡，当岩层倾角小于地形坡角，岩层又有软弱结构面时，在地形上存在临空面，这种岸坡极易发生滑坡，应当注意；③对于岩溶地区，要掌握岩溶发育规律，特别要注意潜伏溶洞、暗河、溶沟和溶槽，必须查明岩溶对水库蓄水和对建筑物的影响；④对土石坝，应尽量避开细砂、软粘土、淤泥、分散性土、湿陷性黄土和膨胀土等土基。

(2)地形条件。河谷狭窄，地质条件良好，适宜修建拱坝；河谷宽阔，地质条件较好，可选用重力坝或支墩坝；河谷宽阔、河床覆盖层深厚或是地质条件较差，且土石、沙砾等当地材料储量丰富，适宜修建土石坝。在高山峡谷区布置水利枢纽，应尽量减少高边坡开挖。坝址选在峡谷地段，坝轴线短，坝体工程量小，但不利于泄水建筑物等的布置，因此需综合考虑。

(3)筑坝材料。坝址附近应有足够的符合要求的天然建筑材料。

(4)施工条件。便于施工导流，坝址附近特别是其下游应有开阔地形，便于布置施工场地；距离交通干线近，便于交通运输；可与永久电网连接，解决施工用电问题。

(5)综台效益。选择坝址应综合考虑防洪、灌溉、发电、航运、旅游、环境等各部门的经济效益。

坝址选择与地形、地质条件、坝型、枢纽布置和施工导流等因素有关，在满足枢纽布置和施工导流要求的前提下，坝轴线应尽可能短，以节省工程量。从地质条件看，坝址应选在地质构造简单，无大的地质构造的地方。 2.2.1坝址选择

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第二章 坝线和坝型的选择及枢纽布置

根据坝区水文气象以及地质条件，八泉峡水利枢纽可行性研究阶段，在选择坝型、坝址时，初选了上、下两个坝址，下坝址距上坝址6km。

（1）地形条件与水工枢纽布置。上、下坝址地形稍有差异，上坝址处河床较宽，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。上坝址处为震旦纪砂岩。左岸风化较严重。坝址处水流急，故无砂卵石等淤积物，且无侵蚀地下水。而下坝址处两边岸坡比较平缓，故下坝址地形条件较优。

（2）施工条件。上、下坝址处沿河均有公路可通，交通方便。但下坝址距离珞城较近，施工时期调配人手，运输材料运距较短，而且工程完成后，输送电至珞城较近。施工条件下坝址优于上坝址。

经综合必选后，上、下两个坝址的地形、水工枢纽布置和施工条件等诸多因素，以上坝址较优，故选定下坝址。 2.2.2坝型比较与选择

由基本资料知坝址200年校核洪水洪峰流量1609m3/s，50年设计流量1254 m3/s，洪水来量大，要求泄水建筑物有较大的过水能力，由于本水库除满足200年一遇的防洪标准外，尚需要承担下游防洪任务，所以单宽流量不宜过大，必须有足够的溢流前缘宽度。坝区水文气象和工程地质条件具备了修建50~60m,坝高及成库条件，坝址处水流急，故无砂卵石等淤积物。首先考虑重力坝、土石坝、拱坝三种基本坝型。

（1）从地质来看，重力坝是用混凝土或石料等材料修筑、主要依靠坝身自重保持稳定的坝，对地形、地质适应性强。任何形状的河谷都可以修建重力坝。在土基上也可修建高度不高的重力坝。拱坝坝体的稳定主要依靠两岸拱段的反力作用，不像重力坝那样依靠自重维持稳定。因此拱坝对坝址的地形、地质条件要求较高，对地基处理要求也较严格。再者由于左右岸岩性不均一，不适于建拱坝。土石坝能适应不同的地形、地质和气候条件。除极少数例外，几乎任何不良地基，经处理后均可修建土石坝。但因洪水泄量及导流和渡汛流量大的特点，不适合修建土石坝。故考虑地质条件以修建混凝土坝较为适宜。

（2）地形条件。河谷狭窄，适宜修建拱坝；河谷宽阔，地质条件较好，可选用重力坝或支墩坝；河谷宽阔、河床覆盖层深厚或是地质条件较差，且土石、

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沙砾等当地材料储量丰富，适宜修建土石坝。由于坝址处河床狭窄但地质条件较差，且左右岸岩性不均一，不适于建拱坝，若是修建拱坝，开挖量较大，不符合经济效益。同时在高山峡谷区布置水利枢纽，应尽量减少高边坡开挖。因洪水泄量及导流和渡汛流量大的特点，坝址处不适宜修建土石坝。故此处修建重力坝最为适宜。

（3）筑坝材料。土石坝可用任何土石料筑坝，坝址附近有足够的符合要求的天然建筑材料，可以就地、就近取材，节省大量水泥、木材和钢材，以减少工地的外线运输量。重力坝和拱坝因建坝材料的不同可分为多种类型，但都不及土石坝，能就地取材。

经综合考虑，选定重力坝。再考虑以下几种重力坝坝型：常态混凝土重力坝、碾压混凝土重力坝、混凝土宽缝重力坝、混凝土空腹重力坝。

（1）因全河道泄洪，溢流坝堰顶会定的很低，空腹重力坝和宽缝重力坝节省投资有限，且这两种坝型结构复杂，钢筋和模板用量较多，施工难度大，渡汛过水较困难，故放弃这两种坝型。

（2）因为本工程洪水泄量大，且堰顶高程较低，除去基础部位和坝体外部的常态混凝土以外，碾压混凝土的方量较少，如采用此坝型，还需要增设碾压施工设备，拌和楼的容量也要扩大，就近又没有粉煤灰，经比较，放弃此坝型。

（3）常态混凝土重力坝相对以上坝型，坝身泄洪安全可靠，坝体结构简单，施工期便于过水渡汛，施工速度快。

综上，根据八泉峡坝址的地形、地质及洪水特点，选则常态混凝土重力坝比较合适。

2.3枢纽布置

2.3.1布置原则

根据坝址的建坝条件，枢纽布置主要考虑以下原则：

（1）坝址洪水洪峰流量大，且河谷狭窄，所以要求尽可能加宽溢流前缘，减少单宽流量，以便泄洪安全可靠，上下游流态好，不影响个建筑物的正常运行。

（2）应积极稳妥地采用先进技术，尽量减少工程量，节省工程投资，以便加快施工进度，缩短施工工期，争取提前发电。

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第二章 坝线和坝型的选择及枢纽布置

（3）在枢纽布置时，引水系统应优先考虑坝式进水口，做到管理运行方便，缩短引水隧洞长度，尽可能不设调压井，厂房尽可能布置在完整的基岩上，特别要注意厂后边坡的稳定。 2.3.2枢纽的总体布置

拦河坝在水利枢纽中占主要地位。在确定枢纽工程位置时，一般先确定建坝河段，再进一步确定坝轴线，同时还要考虑拟采用的坝型和枢纽中建筑物的总体布置，合理解决综合利用要求。一船地，泄洪建筑物和电站厂房应尽量布置在主河床位置。供水建筑物位于岸坡。

(一)溢流坝的布置。溢流坝的位置应使下泄洪水、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。

(二)泄水孔的布置。泄水孔一般设在河床部位的坝段内，进口高程、孔数、尺寸、形式应根据主要用途来选择。狭窄河谷泄水孔宜与溢流坝段相结合，宽敞河谷二者可分开；排沙孔应尽量靠近发电进水口，船闸等需要排沙的部位。

(三)非溢流坝的布置。非溢流坝一般布置在河岸部分并与岸坡相连，非溢流坝与溢流坝或其他建筑物相连处，常用边墙、导墙隔开。连接处尽量使迎水面在同一平面上，以免部分建筑物受侧向水压力作用改变坝体的应力。在宽阔河道上以及岸坡覆盖层、风化层极深时，非溢流坝段也可采用土石坝。 2.3.3布置方案

方案拟订

1、坝型：常态混凝土重力坝 2、厂房型式：宜采用坝后厂房

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第三章 洪水调节

3.1基本资料

根据《山西省暴雨洪水计算实用手册》中的设计暴雨分区及该区相关系数等转换推算各设计频率的面雨量成果，进行了三日雨型设计，设计成果参见表1-2。

表3-1 八泉峡水库不同频率设计点雨量

历时 均值 （mm） 34 设计频率的点雨量（mm） Cv P=0.1% P=0.5% P=1% P=2% P=5% P=10% 0.52 0.56 0.58 0.68 128.0 103.98 93.5 82.9 68.6 57.5 60min 6h 62 252.3 202.74 181.2 159.5 130.4 108.0 24h 90 380.3 304.05 271.0 237.6 193.1 159.0 3d 130 656.9 512.59 450.5 388.5 306.6 244.8 依据《山西省暴雨洪水计算实用手册》，汇流分析以推理公式法配合概化过程线来推求设计洪水流量过程线，主要包括“造峰雨”洪峰流量计算、主雨峰洪水过程线及三日设计暴雨设计洪水流量过程线推求三部分内容，经分析计算各频率设计洪水成果见表1-3，校核、设计洪水见表1-4，校核、设计洪水过程线见图1-1。

表3-2 八泉峡水库不同频率设计洪水成果表 频率 P=0.1% 重现期 1000年一遇 13

洪峰流量 一日洪量 三日洪量 （m3/s） （万m3） （万m3） 1897 2027 3167 第三章 洪水调节

P=0.5%（校核） P=1% P=2%（设计） P=5% P=10% 200年一遇 100年一遇 50年一遇 20年一遇 10年一遇 1609 1425 1254 1018 827 1891 1452 1214 891 627 2671 2118 1756 1286 940 所以由资料可知，选定设计洪水频率为2%，设计流量Q=1254m3/s，校核洪水的频率为0.5%,校核流量Q=1609m3/s。

表3-3校核及设计情况下洪水入库过程线

时间（h） 2 4.84 10.53 24 26.84 30 31.51 32 32.23 32.45 32.53 32.68 32.91 33.13 33.36 33.59 33.81 34 34.04 34.27 34.49 P=2%（设计） 0 124.73 0 0 149.87 66.71 148.96 116.29 161.67 326.18 433.24 638.29 928.52 1254.06 997.16 716.94 514.93 405.32 385.39 297.07 234.57 14

P=0.5%（校核） 0 204.07 0 0 339.74 154.89 307.68 234.76 279.36 471.47 580.31 853.9 1210.4 1609.19 1291.11 945.77 680.47 521.38 498.79 385.4 310.46 南昌工程学院本毕业设计

34.53 34.72 34.95 35.17 35.4 35.97 36.51 36.53 37.1 37.66 38.23 38.8 39.93 41.06 41.53 52 54.84 60.53 231.6 225.05 218.98 224.89 219.45 251.57 283.08 281.79 247.45 213.12 178.79 144.46 64.44 18.47 0 0 228.35 0 306.66 296.41 292.79 304.21 303.39 351.67 401.68 400.67 352.59 304.5 256.42 208.33 99.93 1.67 0 0 304.4 0 洪水入库过程线 1800 1600 流量(m3/s) 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 10 20 设计洪水30 时间(h)40 校核洪水50 60 70

图3-1 八泉峡水库校核、设计洪水过程线

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第三章 洪水调节

确定下泄设计洪峰流量标准（p=2%）和下泄校核洪峰流量标准（p=0.5%）

从前面资料可知，考虑下游防洪要求以及下游能承受的洪水泄量，故下泄设计洪峰流量标准（p=2%）Q=1254m3/s，下泄校核洪峰流量标准（p=0.5%） Q=1609m3/s。

3.2洪水调节的基本原则

在已确定选择混凝土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，节省工程投资角度出发，泄洪方式以坝顶泄流最为经济。故按坝顶溢流的方式进行洪水调节计算，以确定坝顶高程和最大坝高。调洪演算采用列表式算法。

3.2.1确定工程等别和级别

根据SDJ12-78《水利水电工程枢纽等级划分和设计标准（山区、丘陵区部分）》结合宁溪枢纽所给定的特征水位和基本资料，通盘考虑水库总库容、防洪效益、装机容量等因素，该工程为Ⅳ等小（1）型工程，主要建筑物为4级，次要建筑物为5级，临时建筑物为5级。

表3-4： 山区、丘陵区水利水电永久性水工建筑物洪水标准[重现期（年）]

项目 1 设计 校核 土石坝 混凝土坝、浆砌石坝 1000~500 10000~5000 5000~2000 2 500~100 水工建筑物级别 3 100~50 4 50~30 5 30~20 5000~2000 2000~1000 1000~300 300~200 2000~1000 1000~500 500~200 200~100 由表3-4可知永久性建筑物设计洪水标准为：正常运用（设计）洪水重现期为50年，非常运用（校核）洪水重现期为200年。 3.2.2水库防洪要求

本水库的设计标准为50年，校核标准为200年，八泉峡水库洪水调节除保证本工程设计标准以外，还担负着提高下游防洪标准的任务。 3.2.3水库的运用方式

本工程拦河大坝采用混凝土重力坝，为充分利用混凝土坝坝身泄水的特点，泄水

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建筑物选用坝顶溢流式。当水库洪水在Qmax??1254m3/s时，即P=1%时，用闸门控制下泄流量，既来多少泄多少，保持库水位不变；当Qmax?1254m3/s并小于下游承受的最大洪水量，继续用闸门控制下泄量，即来多少泄多少，保持库水位不变；当Q>下游承受的最大洪水量，为了提高下游防洪标准，用闸门控制下泄量在下游承受的最大洪水量，即大坝允许承受的最大洪水量，把多余的洪水拦蓄在水库内

3.3 调洪演算

3.3.1确定堰顶高程

工程为中小工程，溢流坝段采用开敞式溢流，净宽B=21m，设计3孔，单宽b=7m，堰顶高程设为878m，正常蓄水位为882.5m，每段设立闸门，闸门高4.7m。 3.3.2设计水头确定

Hd为定型设计水头，一般为校核洪水位时堰顶水头的75%～95% 定型设计水头的确定。堰上最大水头Hmax=校核洪水位-堰顶高程，即： 堰上最大水头Hmax=887.95-878=9.95（m)

定型设计水头Hd为：Hd=（75%~95%）Hmax=7.46~9.45（m) 取 Hd=8m。 3.3.3确定流量系数m

河底高程为822m，所以上游的堰高为

H＝878-822＝56m

因为设计水头Hd＝8m，所以

H56＝?1.33 ，所以此堰为高堰。根据水力8Hd17

第三章 洪水调节

?H学中m?f?0?Hd

??的关系图得各个水深的流量系数。 ? 3.3.4计算下泄流量

已知八泉峡水库水位库容Z～V关系曲线表，

表3-5 八泉峡水库水位库容Z～V关系曲线表

水位 （m） 834.00 836.00 838.00 840.00 842.00 844.00 846.00 848.00 850.00 852.00 854.00 库容 （万m） 0.00 0.18 0.62 1.29 2.50 4.29 6.35 8.50 10.74 13.10 15.99 3水位 （m） 856.00 858.00 860.00 862.00 864.00 866.00 868.00 870.00 872.00 874.00 876.00 库容 （万m） 19.71 24.49 30.32 36.89 44.28 52.32 60.82 69.83 79.36 89.92 101.69 3水位 （m） 878.00 880.00 882.00 884.00 886.00 888.00 890.00 892.00 894.00 896.00 库容 （万m） 114.18 127.14 140.36 153.74 167.22 180.90 195.25 209.58 224.13 238.99 3

利用下流流量公式：

32q?nb?·m2gH0

1.n取3，b取7m，净宽B=21m 2.?取0.95 3.m=0.502

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得：

q=44.34H03/2 得出下泄流量与水位库容关系表

图3-2 下泄流量与水位库容关系表

由已知洪水过程线

表3-6校核及设计情况下洪水入库过程线

时间（h） 2 4.84 10.53 24 26.84 30 31.51 32 32.23 32.45 32.53 32.68 32.91 33.13 33.36 33.59 33.81 34 34.04 34.27 P=2%（设计） 0 124.73 0 0 149.87 66.71 148.96 116.29 161.67 326.18 433.24 638.29 928.52 1254.06 997.16 716.94 514.93 405.32 385.39 297.07 19

P=0.5%（校核） 0 204.07 0 0 339.74 154.89 307.68 234.76 279.36 471.47 580.31 853.9 1210.4 1609.19 1291.11 945.77 680.47 521.38 498.79 385.4 第三章 洪水调节

34.49 34.53 34.72 34.95 35.17 35.4 35.97 36.51 36.53 37.1 37.66 38.23 38.8 39.93 41.06 41.53 52 54.84 60.53

234.57 231.6 225.05 218.98 224.89 219.45 251.57 283.08 281.79 247.45 213.12 178.79 144.46 64.44 18.47 0 0 228.35 0 310.46 306.66 296.41 292.79 304.21 303.39 351.67 401.68 400.67 352.59 304.5 256.42 208.33 99.93 1.67 0 0 304.4 0 洪水入库过程线 1800 1600 流量(m3/s) 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 10 20 设计洪水30 时间(h)40 校核洪水50 60 70

图3-3 八泉峡水库校核、设计洪水过程线

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3.3.5列表式算法进行调洪演算

（1） 设计洪水位：起调水位设为880m，设时间△t=0.6h。

得出下图

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第三章 洪水调节

得出设计洪水下qmax=944.5m3/s，Zmax=886.77m （2） 校核洪水位： 起调水位设为880m，设时间△t=1h

得出下表

得出校核洪水下qmax=1045.7m3/s，Zmax=887.95m。

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现已知最大下泄流量，查表3-2 下游水位流量关系曲线表可得 设计洪水位下游水位为837.86m，校核洪水位下游水位为838.7m。

3.4 调洪演算结果

表3-7 调洪演算结果

上游水位(m) 下游水位(m) 溢流坝泄洪量(m3/s） 设计洪水位 校核洪水位

886.77 887.95 837.86 838.7 945 1045

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第四章 非溢流坝剖面设计

第四章 非溢流坝剖面设计

4.1 设计原则

重力坝在水压力及其他荷载的作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力维持抗滑稳定；同时依靠坝体自重产生大扬压力来抵消由于水压力引起的拉应力以满足强度要求。

非溢流坝剖面设计的基本原则是：①满足稳定和强度要求，保证大坝安全；②工程量小，造价低；③结构合理，运用方便；④利于施工，方便维修。

遵循以上原则拟订出的剖面，需要经过稳定及强度验算，分析是否满足安全和经济的要求，坝体剖面可以参照以前的工程实例，结合本工程的实际情况，先行拟定，然后根据稳定和应力分析进行必要的修正。重复以上过程直至得到一个经济的剖面

4.2 剖面拟定要素

4.2.1坝顶高程的拟定

坝顶高程由静水位+相应情况下的风浪涌高和安全超高决定。即即?＝静水位＋

?h 式中：?h＝hl?hz?hc（hl＝0.166v0D为波浪高度；v0为计算风速；D为吹程；hz为波浪中心线超出静水位的高度；hc为安全超高。）

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1.5~2.0倍，（本设计中取2倍）校核洪水位时宜采用相应洪水期多年平均最大风速。

由已知水文资料及调洪演算数据，得到下表1

表4-1：水文计算结果

特征水位 上游水位(m) 下游水位(m) 库容(万m3) 溢流坝泄洪量(m3/s） 校核洪水位 887.95 838.7 24

5413180 1045 南昌工程学院本毕业设计

设计洪水位 正常蓄水位 死水位 886.77 882.5 844.00 5413837.86 836.53 170 143.7 1.38 945 429 采用官厅公式计算： hl?0.0166v0D，L?10.4(hc)0.8

hz??hl2Lcth2?H L（ D——吹程，m;L——波长，m;）

非溢流坝坝顶安全超高hc值表如下：

表4-2 水工建筑物结构安全级别

水工建筑物安全级别 水工建筑物级别 设计情况 校核情况 Ⅰ （1） 0.7 0.5 Ⅱ （2，3） 0.5 0.4 Ⅲ （4，5） 0.4 0.3 本工程安全等级为Ⅲ级，计算结果详见说明书，结果见下表

表4-3 计算情况

计算结果表明，坝顶高程由校核洪水位控制，考虑由泄洪和结构要求确定的剖面，稳定安全系数有较大的余幅，坝踵也未出现拉应力，取坝顶高程888.7m，坝顶上游设有实体防浪墙，防浪墙设1.2m，则实际坝顶高程为887.5m。

最大坝高为 887.5-822=65.5m 4.2.2坝顶宽度的拟订

为了适应运用和施工的需要，坝顶必须有一定的宽度。一般地，坝顶宽度取最大坝高的8 %~10%，且不小于2m。综合考虑以上因素,坝顶宽度B?7m

计算情况 设计情况 校核情况 hl（m） 0.75 0.315 hz（m） 0.213 0.071 hc（m） 0.4 0.3 ?h（m） 1.543 0.762 坝顶高程?（m） 888.31 888.712 4.2.3坝坡的拟订

考虑坝体利用部分水重增加其抗滑稳定，根据工程实践，上游边坡系数n=0.1～0.2，

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第四章 非溢流坝剖面设计

取0.2.下游边坡系数m=0.6～0.8，取0.7.

4.2.4上、下游起坡点位置的确定

上游起坡点位置应结合应力控制标准和发电引水管、泄水孔等建筑物的进口高程来定，初拟上游起坡点高程为847m，下游起坡点的位置应根据坝的实用剖面形式、坝顶宽度，结合坝的基本剖面得到（最常用的是基本剖面的顶点位于校核洪水位处），现取下游起坡点高程为877.5m。由于起坡点处的断面发生突变，故应对该截面进行强度和稳定校核。

4.2.5剖面设计

n=0.2,m=0.7,B=50.85m 初选剖面尺寸如图所示

图4-1 剖面受力图

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4.3抗滑稳定分析与计算

4.3.1分析的目的

核算坝体沿坝基面或地基深层软弱结构面的抗滑稳定的安全度

4.3.2滑动面的选择

滑动面选择的基本原则：研究坝基地质条件和坝体剖面形式，选择受力较大,抗剪强度低,最容易产生滑动的截面作为计算截面。

一般有以下几种情况：①坝基面②坝基内软弱层面③基岩缓倾角结构面④不利的地形⑤碾压混凝土层面等。

由已知基本资料知，坝址区出漏地层有寒武系中筒徐庄组、张夏组、第四系全新组及人工填土。岩层平缓，坝址处无断裂构造，基坑抗滑稳定控制面为混凝土与基岩接触面,故对非溢流坝段只需对坝基面进行抗滑稳定分析

4.3.3对坝基面进行抗滑稳定计算

坝体建基面抗滑稳定根据规范规定，按抗剪断强度公式计算，公式为：

Ks'?f'?W?c'A

?PKs'——抗滑稳定安全系数，不小于下表的规定：

关于安全系数Ks'，SL319—2005《混凝土重力坝设计规范》规定，不分工程等级，基本荷载组合时，采用3.0；特殊荷载组合（1），采用2.5；特殊荷载组合（2），采用2.3.

?W——作用于接触面上竖直方向的合力，kN; ?P——作用于接触面上水平方向的合力，kN; f'——抗剪断摩擦系数；

c'——抗剪断凝聚力，kPa；

A——计算截面面积；

计算结果如下表

表4-4 抗滑稳定计算结果

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第四章 非溢流坝剖面设计

抗滑稳定安全系数 K’ 设计 3.1 (>3.0) 校核 3.0(>2.5)

所以满足稳定要求。

4.4应力分析

4.4.1目的

检验所拟坝体断面尺寸是否经济合理，并为确定坝内材料分区，某些部位配筋提供依据。

4.4.2分析方法

应力分析的方法有理论计算和模型试验两类。理论计算又分为材料力学法和弹性理论法，材料力学法计算简便，适应面广，并有一套比较成熟的应力控制标准，目前仍被普遍采用，适应于地质比较简单的中低坝；本工程坝高887.5-822=65.5m在30m~70m范围内，属中坝，故采用材料力学分析法

4.4.3 计算基本公式

1、不计扬压力计算公式如下： 上游面的垂直正应力：?yu?下游面的垂直正应力：?yd??WB?WB??6?MB26?MB2

上游面的剪应力：?u?(pu??yu)n

（?yd?pd)m 下游面的剪应力：?d?上游面水平正应力：?xu?pu??un 下游面水平正应力： ?xd?pd??dm 上游面的主应力：?1u??yu（1?n2）?n2p，?2u?pu 下游面的主应力：?1d??yd（1?m2）?m2pd，?2d?pd

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其中：B—坝体计算的截面沿着上下游方向的长度64m；

?W—计算的截面上全部荷载（除了扬压力外）的垂直分力的合力；

?M—计算的截面上除扬压力外全部荷载对截面形心的力矩之和；

?u、?d分别为上、下游的边缘的剪应力；

pu、pd分别为上、下游面的水压力的作用强度（如有泥沙压力应计入）；

n、m分别为上下游的坝坡的斜率，n?0.2,m?0.7； ?xu、?xd分别为上、下游的边缘的水平正应力； ?yu、?yd分别为水平截面上的的边缘的正应力。 2、计扬压力计算公式简化如下： ?yu??WB?6?MB2 ?yd??WB?6?MB2

?u???yun ?xu??yun2 ?d??ydm ?xd??ydm2

其中：?W为全部荷载（包括扬压力）的铅直分力的总和；

?M为全部荷载对截面形心的力矩之和；

pu、pd分别为计算截面的上、下游坝面处的水压力强度,Kpa。 4.3.4应力计算 1、计扬压力 ①垂直正应力σ

?yu??yd?yu

和σyd

B2?W?6?MB

?WB?6?MB2设计时： ?W?28965.6 校核时： ?W?28666.37

设计时：?M??P?L??217880

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第四章 非溢流坝剖面设计

校核时：?M??P?L??241394 带入求得：设计时：?yu?64.05,?yd?1075.2

校核时：?yu?3.61 ,?yd?1123.88

均未出现负值（拉应力），符合应力要求。 ②剪应力?u，?d

设计时：

Pu??Wh1?9.81?(886.77?822)?635.4KPa Pd??Wh2?9.81?(837.86?822)?155.59KPa

?u?(pu??yu)n?(635.4?64.05)?0.2?114.27Kpa

?d?（?yd?pd)m?（1075.2-155.59）?0.7?643.73Kpa

校核时：

Pu??Wh1?9.81?(887.95?822?647KPa Pd??Wh2?9.81?(838.7?822)?163.83KPa

?u?(pu??yu)n?(647?3.61)?0.2?128.68Kpa

?d?（?yd?pd)m?（1123.88-163.83）?0.7?672Kpa

③水平正应力?xu, ?xd

设计时:

??Pu??un?635.4?114.27?0.2?612.55

xu??Pd??dm?155.59?643.73?0.7?606.2

xd 校核时：

??Pu??un?647?128.68?0.2?621.26

xu??Pd??dm?163.83?672?0.7?634.23

xd④第一主应力?1u,?1d

设计时:

?1u?(1?n2)?yu?(1?0.22)?64.05?66.61

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