1、 网络教育学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计）题 目： TL 混凝土重力坝设计学习中心：奥鹏远程教育 层 次： 专科起点本科 专 业： 水利水电工程 TL 混凝土重力坝设计内容摘要重力坝是一种古老而迄今应用很广的坝型，因主要依靠自重维持稳定而得名。重力坝的断面基本呈三角形，筑坝材料为混凝土或浆砌石。在中国的坝工建设中,混凝土重力坝也占有较大的比重。本次设计为 TL 混凝土重力坝设计，设计的准备工作主要包括基本资料的分析、坝型选择和枢纽布置。设计的主要内容首先是进行坝体的设计，进行坝型选择，设计采用混凝土重力坝方案，设计内容包括挡水坝段的设计，溢流坝段的设计，底孔坝段的设计等。然后是细节构造
2、与坝基处理，有坝基清理、坝基加固、坝基防渗及坝基排水设计、断层处理等。关键词：水利工程；混凝土重力坝；剖面设计；荷载计算；应力分析TL 混凝土重力坝设计目 录引 言 .11 设计资料 .21.1 某重力坝基本资料 21.1.1 流域概况 .21.1.2 地形地质 .21.1.3 建筑材料 .21.1.4 水文条件 .21.1.5 气象条件 .31.2 某重力坝工程综合说明 32 坝型及坝址选择 .62.1 坝型选择 62.2 坝址选择 73 挡水建筑物设计 .83.1 非溢流坝剖面设计 83.1.1 坝顶高程的拟定 .83.1.2 坝顶宽度的拟定 .93.1.3 坝坡的拟定 .103.1.4
3、上、下游起坡点位置的确定 .103.2 荷载计算及组合 113.2.1 自重 W113.2.2 静水压力 .113.2.3 扬压力 .123.2.4 泥沙压力 .133.2.5 浪压力 .133.2.6 荷载组合 .143.2.7荷载计算成果 .153.3 抗滑稳定分析 193.4 应力分析 20TL 混凝土重力坝设计4 坝体细部构造 .214.1 坝顶构造 214.2 廊道系统 214.2.1 基础廊道 .214.2.2 坝体检查排水廊道 .224.3 坝体分缝 224.4 坝体止水 234.5 坝体排水 245 地基处理 .255.1 地基开挖与清理 255.2 坝基的帷幕灌浆 255.3
4、 坝基排水 255.4 坝基的固结灌浆 26结 论 .27参考文献 .28TL 混凝土重力坝设计11引 言 重力坝的断面基本呈三角形，筑坝材料为混凝土或浆砌石，整体是由若干坝段组成。重力坝在水压力及其他荷载作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求;同时依靠坝体自重产生的压力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。重力坝便于泄洪和施工导流、对地形、地质条件适应性好，混凝土重力坝需要温控散热措施，材料强度不能充分发挥，受扬压力影响大；重力坝按筑坝材料的不同分为:混凝土重力坝和浆砌石重力坝。重力坝按其结构形式分为:实体重力坝;宽缝重力坝;空腹重力坝。重力坝按泄水条件可分为非溢流坝和溢
5、流坝两种剖面。在水压力及其他外荷载作用下，主要依靠坝体自重来维持稳定的坝。重力坝的断面基本呈三角形，筑坝材料为混凝土或浆砌石。据统计,在各国修建的大坝中,重力坝在各种坝型中往往占有较大的比重。早在公元前 2900 年埃及便在尼罗河上修建了一座高 15m、顶长 240m 的浆砌石重力坝。19 世纪以前，重力坝基本上都采用毛石砌体修建，19 世纪后期由于新材料出现才逐渐采用混凝土筑坝。随着筑坝技术、设计理论的提高，高坝不断增多，1962 年瑞士建成了世界上最高的大狄克逊重力坝，最大坝高为 285m。20 世纪 80 年代后，碾压混凝土技术开始应用于重力坝，使重力坝发展步伐脚步加快。在中国的坝工建设
6、中,混凝土重力坝也占有较大的比重,在 20 座高 100m 以上的高坝中，混凝土重力坝就有 10 座。重力坝之所以得到广泛应用,是由于有以下优点:相对安全可靠,耐久性好，抵抗渗漏、洪水漫溢、地震和战争破坏能力都比较强;设计、施工技术简单，易于机械化施工;对不同的地形和地质条件适应性强，任何形状河谷都能修建重力坝，对地基条件要求相对来说不太高;在坝体中可布置引水、泄水孔口，解决发电、泄洪和施工导流等问题。重力坝的缺点是:坝体应力较低，材料强度不能充分发挥;坝体体积大，耗用水泥多;施工期混凝土温度应力和收缩应力大，对温度控制要求高。本文通过对基本资料的分析，综合考虑各种因素对坝型、坝址；挡水建筑物
7、；坝体细部结构以及地基处理等方面的进行了简要说明。内容安排如下：第一章介绍了选取的重力坝的基本设计资料，包括流域概况、地形地质、建筑材料、水文和气象条件等等；第二章对坝型和坝址的选择进行了阐述；第三章对混凝土重力坝挡水建筑物的计算过程和计算结果，绘制了非溢流坝剖面图；第四章介绍了重力坝的坝顶细部构造；第六章对重力坝的基础开挖、帷幕灌浆等等基础处理方法TL 混凝土重力坝设计22进行了介绍；最后给出本文的结论。TL 混凝土重力坝设计331 设计资料1.1 某重力坝基本资料1.1.1 流域概况某水利枢纽位于某河上游，全河流域面积 ，流向自北向南，干流的230km平均比降为 。流域内多石山，小部分为丘
8、陵，水土流失不严重。2%3:本枢纽工程是以发电为主兼顾灌溉和供水的综合利用工程，水库的总库容为，发电引水高程为 ，最大引水流量为 ，发电装机容量 4310m万 47.5374/s万 kW。灌溉下游左岸耕地 2.5 万 km2，灌溉最大引水流量 ，引水高程h0。52.1.1.2 地形地质坝址处的岩体可大致分为新鲜岩石、微风化及覆盖层。河槽高程为 ，32.0m河槽处为半风化的花岗岩，风化层厚度为 ，基岩具有足够的抗压强度，岩体2m较完整，无特殊不利地质构造。两岸风化较深呈带状，覆盖层较少，厚度一般，风化层厚 ，坝址两岸均为花岗岩，岩石坚硬，裂隙不发育。23m:12:坝基的力学参数：抗剪断系数（混凝
9、土与基岩之间）为 。0.9,7fckPa基岩的允许抗压强度 。30kPa地震的基本烈度为 6 度。河流泥沙计算年限采用 50 年，坝前淤沙高程为 345m，泥沙的浮重度为，内摩擦角为 。坝体混凝土重度采用 。39.5kN/m12 324kN/m1.1.3 建筑材料砂料、卵石在坝址上、下游均有，坝址下游 以内砂储量丰富，可供建筑5k使用。1.1.4 水文条件坝址以上控制集雨面积 ，多年平均流量 ，平均年径流量213.0km3.1/ms。3976.2m万水文水利规划成果如下：TL 混凝土重力坝设计44上游设计洪水位为 385.4m，相应的下游水位 334.3m，库容为 ，溢3140m万流坝相应的泄
10、量为 ；上游校核洪水位为 386.7m，相应的下游水位为31250/ms335.2m，库容为 ，溢流坝相应的泄量为 ；上游正常高水位为万 31680/ms383.5m，相应的下游水位为 331.7m，库容为 ；死水位为 350m，相应的库95万容为 。淤沙高程为 345m，相应的库容为 。340万 3万1.1.5 气象条件本地区洪水期多年平均最大风速 14m/s，水库的风区长度为 2.6km。1.2 某重力坝工程综合说明根据工程的效益、库容确定本工程属于等工程，其主要建筑物为 3 级。次要建筑物为 4 级，临时性建筑物为 5 级。本工程是以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
11、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 18 个坝段组成，每个坝段的长度大约为15m，从右岸至左岸依次为：1 号-6 号坝段为挡水坝段，7 号、8 号坝段为溢流坝段，9 号、10 号坝段为底孔坝段，11 号-18 号坝段为左岸挡水坝段，该坝的坝基面最低高程为 327.0m，坝顶高程为 386.7m，最大坝高为 59.7m，坝体总长为277.5m。枢纽工程布置见图 1-1，主要技术指标见表 1-2。TL 混凝土重力坝设计55图 1-1 枢纽工程布置表 1
12、-2 主要技术指标序号 项目 单位 数量 序号 项目 单位 数量1 流域面积 km2 3200 10 校核洪水位时 最大泄量 m3/s 16802 装机容量 万 kw 4 11 坝顶长度 m 277.53 灌溉面积 万 hm2 2.5 12 最大坝高 m 59.74 校核洪水位 m 386.7 13 坝顶高程 m 386.7TL 混凝土重力坝设计665 设计洪水位 m 385.4 14 溢流堰顶高程 m 376.46 正常高水位 m 383.5 15 电站进水口中 心线高程 m 348.57 死水位 m 350 16 坝段总数 个 188 淤沙高程 m 345 17 总库容 万 m3 1200
13、9 设计洪水位时最大泄量 m3/s 1250 TL 混凝土重力坝设计772 坝型及坝址选择2.1 坝型选择由基本资料知，水库的总库容为 ，发电引水高程为 ，最大310m万 347.5m引水流量为 ，发电装机容量 4 万 kW。灌溉下游左岸耕地 2.5 万 km2，374/ms h灌溉最大引水流量 ，引水高程 。TL 水库坝址处的岩体可大致分为0/52.新鲜岩石、微风化及覆盖层。河槽高程为 ，河槽处为半风化的花岗岩，风30化层厚度为 ，基岩具有足够的抗压强度，岩体较完整，无特殊不利地质构造。2两岸风化较深呈带状，覆盖层较少，厚度一般 ，风化层厚 ，坝址两岸2m12均为花岗岩，岩石坚硬，裂隙不发育
14、。根据本地区的气象特点及坝址区地形、地质条件的实际情况，首先考虑土重力坝、土石坝、拱坝三种基本坝型。（1）从地质上看，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。在地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，经处理后均可建设土石坝，但因洪水泄量及导流河度汛流量大的特点，不适合修建土石坝。顾考虑
15、地质条件以修建混凝土重力坝较为适宜。（2）从地形条件上看，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，且土石砂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。因洪水泄量及导流河度汛流量大的特点，坝址处不适宜修建土石坝。故此处修建重力坝最为适宜。（3）从筑坝材料考虑，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
16、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，选择混凝土重力坝比较合适。TL 混凝土重力坝设计882.2 坝址选择根据基本资料中坝址的地质、地形、施工条件，通过定性分析，确定坝轴线位置。在遵循枢纽布置一般原则的前提条件下，从若干具有有代表性的枢纽布置方案中选择一个技术上可行、经济上合理、运用安全、施工期短、管理维修方便的最优方案是一个反复优化的过程。需要对各个方案进行具体分析、全面论证、综合比较而定。 溢流坝的位置应与河床主流方向一致，以使过流通畅，避免下泄水流发生旋涡和产生折冲水流现象。本工程是以发电为主的综合利用工程，溢
17、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。TL 混凝土重力坝设计993 挡水建筑物设计3.1 非溢流坝剖面设计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3 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。在拟好的基本三角形基础上，根据已确定的坝顶高程及宽度，初拟主要防渗，排水设施，即可得到重力坝实用剖面。3.1.1 坝顶高程的拟定设计过程包括：坝顶高程分别按设计和校核两种情况，用以下公式进行计算：波浪要素按官厅公式计算。公式如下： 1/21/31020/.5/.752021.76().
18、3zghgDvvLhHct计算风速，水库为正常蓄水位和设计洪水位时，宜用相应洪水期多年平0v均最大风速的 倍；校核洪水位时，宜用相应洪水期多年平均最大风速，1.520:；/msD风区长度，m；L波长，m。H坝前水深，m。库水位以上的超高 ：h:1czh式中：波浪高度，m；1h波浪中心线超出静水位的高度，m；z安全超高，m，可以在下表 3-1 中查找；cTL 混凝土重力坝设计1010表 3-1 非溢流坝坝顶安全超高值 水工建筑物安全级别 （水工建筑物级别） （1） （2、3） （4、5）设计情况 0.7 0.5 0.4校核情况 0.5 0.4 0.3注：单位（m）官厅公式适用于 。20 02/,
19、/5vsDkmgv:（1） 在设计洪水位情况下计算：已知 =21m/s，D=2.6km，g=9.81，根据公式求得：h 1=0v=1.03m81.92168.9276. 321= = =10.67mLgvDv075.32015.3. 81.922160 75.35.2= ，因 HL, 1， = = =0.31mzhct2 LcthzhL.4由于本工程属于等工程，其主要建筑物为 3 级。次要建筑物为 4 级，临时性建筑物为 5 级，根据非溢流坝坝顶安全超高值表格中得，所以设计安全超高取 0.5，校核取 0.4。库水位以上的超高 ： =1.03+0.5+0.31=1.84mh:1czh坝顶或防浪墙
20、顶高程=静水位+ =385.4+1.84=387.24m:（2）在校核洪水位情况下计算：已知 =14m/s，D=2.6km，g=9.81，根据公式求得：h 1=0v=0.62m81.9412608.9476.232= = =7.1mLgvDv075.3205.3. 81.94142608.9. 275.35.2= ，因 HL, 1， = = =0.17mzhct21 LcthzhL.库水位以上的超高 ： =0.62+0.4+0.17=1.19mh:1cz坝顶或防浪墙顶高程=静水位+ =386.7+1.19=387.89m:以上两种情况下取最大值 387.89m，并取防浪墙高度 1.2m。坝顶高
21、程=坝顶或防浪墙顶高程防浪墙高度=387.891.2=386.69m。计算TL 混凝土重力坝设计1111成果见表 3-2。表 3-2 坝顶高程计算成果计算情况 风速v(m/s) 波高（m） 波长（m）风壅水面高度（m）安全加高（m）静水位以上的超高（m）坝顶高程（m）设计情况 21 1.03 10.67 1.842 0.5 0.312校核情况 14 0.62 7.1 1.19 0.4 0.17 386.693.1.2 坝顶宽度的拟定最大坝高=坝顶高程-坝基面最低高程=386.69-327=59.7m坝顶宽度 B=最大坝高(8%10%)=4.785.97m。为了适应运用和施工的需要，坝顶必须有一
22、定的宽度。一般地，坝顶宽度取最大坝高的 ，且不小于8%10:。所以坝顶宽度取 5m。3m3.1.3 坝坡的拟定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，下游边坡系数 。在本次设计中上游边坡系数取0.12n:0.68m:n=0.1，下游边坡系数取 m=0.75。3.1.4 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确定，一般起坡点在坝高的 附近。下游起坡点的位置应根据坝的1/32:实用剖面型式、坝顶宽度，结合坝的基本剖面计算得到（最常用的是其基本剖面的顶点位于校核洪水位处）。由于起坡点处的断面发生突变，故应对该截面进行强
23、度和稳定校核。上游折坡点高程为 347m，下游折坡点高程为 380m。根据以上几个方面，初拟非溢流重力坝实用剖面如下图 3-3 所示。TL 混凝土重力坝设计1212图 3-3 非溢流重力坝实用剖面3.2 荷载计算及组合重力坝承受的荷载主要有：自重，静水压力，动水压力，扬压力，泥沙压力，浪压力及其地震荷载。图 3-4 重力坝荷载计算示意图TL 混凝土重力坝设计13133.2.1 自重 W坝体自重 的计算公式：()kNcWV式中 坝体体积， ，由于取 坝长，可以用断面面积代替，通常把它V3m1分成如图所示的若干个简单的几何图形分别计算。坝体混凝土的重度，一般取 。本次计算 取 24KN/m3 c
24、32.54.0/kNm:cW=W1+W2+ W3 KN29575.9014 3.2.2 静水压力静水压力是作用在上下游坝面的主要荷载，计算时常分解为水平水压力 和HP垂直水压力 两种。 计算公式为：VP()HkN21HW式中： 计算点处的作用水头， ；m水的重度，常取 。39.81/k（1）设计洪水位情况下水平水压力： =PH1+PH2= =16990.2KNHP23.74.58.2垂直水压力：P V=Pv1+Pv2+Pv3=1145.65KN1.9.3718.90218.9432（2） 校核洪水位情况下力水平水压力 =PH1+PH2= =17811.6KNHP2.8.5.2垂直水压力：P V
25、=Pv1+Pv2+Pv3=1222.47KN1.96.81.90218.97323.2.3 扬压力扬压力包括渗透压力和浮托力两部分。渗透压力是由上下游水位差 产生的H渗流在坝内或坝基面上形成的水压力；浮托力是由下游水面淹没计算截面而产生向上的水压力。扬压力的分布与坝体结构、上下游水位、防渗排水等因素有关。下面以坝基面上的扬压力计算为例来说明，坝踵处的扬压力强度为 ，坝1TL 混凝土重力坝设计1414趾处的扬压力强度为 ，排水孔幕处的渗透压力为 （ 为扬压力折减系数，2H H河床坝段 ，岸坡坝段 。扬压力的大小等于扬压力分布图0.3:0.35:的面积。只要把扬压力分布图画正确，扬压力就不难计算了
26、。（1）设计洪水位情况下U1=9.8146.757.31=3347.9KNU2=9.810.2551.151=626.6KNU3= KN1.2675.4125.089U4= 939.9KN.-1.（2）校核洪水位情况下U1=9.8146.758.21=3760.7KNU2=9.810.2551.451=630.3KNU3= KN5.26317.4152.089U4= 945.4KN.-1.3.2.4 泥沙压力一般计算年限取 年，水平泥沙压力 为：501:()skHPN21tan(4)sskHsbPh式中 泥沙的浮重度， ；s 3/kNm坝前淤沙厚度，m；淤沙的内摩擦角，（ ）。s竖直方向的泥沙
27、压力 按作用面上的淤沙重量（按淤沙的浮重度）计算。skVP由上述材料可知，河流泥沙计算年限采用 50 年，坝前淤沙高程为 345m，泥沙的浮重度为 ，内摩擦角为 。坝体混凝土重度采用 。39.5N/12 324kN/m=1/29.5182tan2(45-12/2)=1009.6KN21tan(4)sskHsbPh= 1/29.518（180.2 ）1=307.8 KNVTL 混凝土重力坝设计15153.2.5 浪压力当 时，可假定浪顶及水深等于 处的浪压力为零，静水位处的浪1/2HL/2L压力最大，并呈三角形分布，如下图所示。图 3-5 浪压力分布图因 HL，即 采取下式计算浪压力标准值：1/
28、2 zmwWKhLrP%14(1)、设计洪水位情况下：hl1%=1.24hl=1.241.03=1.28m=0.259.8110.67(1.28+0.312)=41.66KNzmwWKhLrP%14浪压力对坝底中点的力矩 为：M211121()()32wzwzLMyyLyHhy1=58.4-0.510.67+1/3(10.67/2+1.28+0.312)=55.37my2=58.4-10.67/3=54.84mM1=0.259.81(10.67/2+1.28+0.312) 10.6755.37-1/29.81(10.67/2)254.84=2380.69KN.M（2）、校核洪水位情况下：hl1
29、%=1.24hl=1.240.62=0.77m=0.259.817.1(0.77+0.17)=16.37KNzmwWKhLrP%14y1=59.7-0.57.1+1/3(7.1/2+0.77+0.17)=57.65my2=59.7-7.1/3=57.33mTL 混凝土重力坝设计1616M1=0.259.81(7.1/2+0.77+0.17) 7.157.65-1/29.81(7.1/2)257.33=963.4KN.M3.2.6 荷载组合荷载组合可分为基本组合和偶然组合，它们分别考虑的荷载见下表 3-6，表3-7。表 3-6 重力坝荷载组合荷载作用设计情况 自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力冰压
30、力动水压力土压力地震力正常蓄水情况 + + + + + 0 0 + 0基本组合设计洪水情况 + + + + + 0 + + 0冰冻情况 + + + + 0 + 0 + 0校核洪水情况 + + + + + 0 + + 0偶然组合地震情况 + + + + + 0 0 + +注：（1）应根据各种作用同时发生的实际可能性，选择计算中的最不利的组合；（2）表中的“+”表示应考虑的荷载，“0”表示不考虑的荷载。表 3-7 荷载作用的分项系数序号 作用类别分项系数 序号 作用类别分项系数1 自重（永久作用） 1.0 5 浪压力（可变作用） 1.2水压力（可变作用）（1）静水压力 1.02（2）动水压力 1.
31、16 冰压力（可变作用） 土压力（永久作用） 1.1 1.2扬压力未规定的永久作用对结构不利 1.05（1）渗透压力 1.27 未规定的永久作用对结构有利 0.953（2）浮托力 1.0未规定的不可控制可变作用 1.24 淤沙压力（永久作 用） 1.28未规定的可控制可变作用 1.1TL 混凝土重力坝设计17173.2.7荷载计算成果荷载计算成果分为表 3-8 设计洪水位（荷载）作用标准值、设计值计算表和表 3-9 校核洪水位（荷载）作用标准值、设计值计算表。（注：表中荷载作用标准值与作用设计值中，自重、水平压力、垂直水压力、泥沙压力、浪压力及扬压力数据均由 3.2.1 自重 W、3.2.2
32、静水压力、3.2.3 扬压力、3.2.4 泥沙压力、3.2.5浪压力计算得出，因此在表中不进行列式分析计算。）TL 混凝土重力坝设计1818表 3-8 设计洪水位（荷载）作用标准值、设计值计算表作用标准值 作用设计值 力矩标准值 M(KN.m) 力矩设计值 M(KN.m)垂直力 水平力 垂直力 水平力 （荷载）作用（分项系数） 对截面形心的力臂 L（m） - -W1 480 480 23.4-2/32=22.07 10593.6 10593.6 W2 7164 7164 23.4-(2+2.5)=18.9 135399.6 135399.6 自重（1.0）W3 25281 25281 23.4
33、-2/339.75=-3.1 78371.1 78371.1PH1 16728.8 16728.8 1/358.4=19.47 325709.74 325709.74水平压力（1.0） PH2 261.39 261.39 1/37.3=2.43 635.18 635.18 PV1 753.408 753.408 23.4-(1/2)2=22.4 16876.34 16876.34 PV2 196.2 196.2 23.4-(1/3)2=22.73 4459.63 4459.63 垂直水压力（1.0） PV3 196.04 196.04 23.4-(1/3)5.475=21.575 4229.5
34、63 4229.563PSKH 1009.6 1211.52 (1/3)18=6 6057.6 7269.12泥沙压力（1.2） PSKV 307.8 369.36 23.4-(1/3)180.2=22.2 6833.16 8199.79 PWK 41.66 49.99 浪压力（1.2） MWK y1=55.37,y2=54.84 2380.69 2856.83小计 34378.4 17780.1 261.39 34440.01 17990.3 261.39 174797.5 416748.69 176164.1 418436.35334378.45 17518.67 34440.01 177
35、28.92 -241951.193 -242272.3浮托力U1(1.0)3347.9 3347.9 0 0 0 渗透力U2(1.2)626.6 751.9 23.4-5/2=20.9 13095.94 15715.13扬压力渗透力U3(1.2)2616.1 3139.3 23.4-(2/3)41.75=-4.43 11589.32 13907.18TL 混凝土重力坝设计1919表 3-9 校核洪水位（荷载）作用标准值、设计值计算表作用标准值 作用设计值 力矩标准值 M(KN.m) 力矩设计值 M(KN.m)垂直力 水平力 垂直力 水平力 （荷载）作用（分 项系数） 对截面形心的力臂 L（m）
36、 - -W1 480 480 23.4-2/32=22.07 10593.6 10593.6 W2 7164 7164 23.4-(2+2.5)=18.9 135399.6 135399.6 自重（1.0）W3 25281 25281 23.4-2/339.75=-3.1 78371.1 78371.1PH1 17481.86 17481.86 1/359.7=19.9 347889.01 347889.01水平压力（1.0） PH2 329.81 329.81 1/38.2=2.73 900.38 900.38 PV1 778.914 778.914 23.4-(1/2)2=22.4 168
37、76.34 16876.34 PV2 196.2 196.2 23.4-(1/3)2=22.73 4459.63 4459.63 垂直水压力 （1.0）PV3 247.36 247.36 23.4-(1/3)6.15=21.35 5281.14 5281.14PSKH 1009.6 1211.52 (1/3)18=6 6057.6 7269.12泥沙压力（1.2） PSKV 307.8 369.36 23.4-(1/3)180.2=22.2 6833.16 8199.79 PWK 16.37 19.64 浪压力（1.2） MWK y1=57.65,y2=57.33 963.4 1156.08小
38、计 34455.274 18507.83 329.81 34516.834 18713.02 329.81 175062.71 438562.25 176429.34 439966.4534455.274 18178.02 34516.834 18383.21 -263499.54 -263537.11渗透力U4(1.2)939.8 1127.76 23.4-(1/3)5=21.73 20421.854 24506.227530.4 8366.86 45107.114 54128.53小计7530.4 8366.86 -45107.114 -54128.5334378.5 7530.4 177
39、80.1 261.39 34440.01 8366.86 17990.3 261.39 174797.5 461855.81 176164.1 472564.93总计26848.05 17518.67 26073.15 17728.92 -287058.307 -296400.8TL 混凝土重力坝设计2020浮托力U1(1.0) 3760.7 3760.7 0 0 0 渗透力U2(1.2) 630.3 756.36 23.4-5/2=20.9 13173.27 15807.92渗透力U3(1.2) 2631.5 3157.8 23.4-(2/3)41.75=-4.43 11657.55 139
40、89.06扬压力渗透力U4(1.2) 945.4 1134.48 23.4-(1/3)5=21.73 20543.54 24652.257967.9 8809.34 45374.36 54449.23小计7967.9 8809.34 -45374.36 -54449.2334455.274 7967.9 19533.8 329.81 34516.834 8809.34 19944.18 329.81 175062.71 483936.61 176429.34 494415.68总计26487.37 18178.02 25707.49 18383.21 -308873.9 -317986.34T
41、L 混凝土重力坝设计21213.3 抗滑稳定分析抗滑稳定极限状态法计算时，对基本组合、偶然组合应分别进行计算。其具体表达式如下：大坝以防洪为主，3 级建筑物，对应可靠度设计中的结构安全级别为级。式中 结构重要性系数，对应于结构安全级别、级的结构，0结构系数查找下表 3-10,3-11，其结构重要性系数分别为 1.1，1.0，0.9； 设计状况系数，对应于持久状况、短暂状况、偶然状况分别为1.0、0.95、0.85；1、基本组合时， =1.0， =1.0， =1.2， ， =0.9/1.3=0.69，C ， d=700/3=233.33kpa01ddf= P=1 117728.92=17728.
42、92KN0()S:ACwfrdRrd,1=1/1.2(0.6926073.15+233.3346.751)=24082.21KN所以，17728.92KN24082.21KN，故基本组合时抗滑稳定极限状态满足要求。2、偶然组合时， =1.0， =0.85， =1.2， ， =0.9/1.3=0.69，C ， d=700/3=233.33kpa01ddf= P=10.8518383.21=15625.73KN0()S:ACwfrdRrd,1=1/1.2(0.6925707.49+233.3346.751)=23871.95KN所以，15625.73KN23871.95KN,故偶然组合时抗滑稳定极
43、限状态满足要求。表 3-10 结构系数序号 项目 组合类型 分项系数基本组合 1.21 坝体抗滑稳定极限状态偶然组合 1.2基本组合 1.82 混凝土抗压极限状态偶然组合 1.8表 3-11 材料性能分项系数序号 材料类别及强度 抗剪断强度分项系数 备注混凝土/岩基 f，c 1.3,3.0 混凝土之间 f，c 1.3,3.0 常态混凝土层面1碾压混凝土之间 f，c 1.3,3.0 碾压混凝土层面TL 混凝土重力坝设计2222岩基之间 f，c 1.4,3.2 软弱夹层之间 f，c 1.5,3.4 2 混凝土强度 抗压强度 1.5 3.4 应力分析设计情况验算：=1.0（1+m 2）(26848.
44、05/46.75+6287058.31/46.752)0,故上游坝踵不出现拉应力，满足要求。校核情况验算：=1.0（1+m 2）(26487.37/46.75+6308873.9/46.752)0,故上游坝踵不出现拉应力，满足要求。200 6)1()BMWmrS2200 6)1()BmrSTL 混凝土重力坝设计23234 坝体细部构造4.1 坝顶构造坝顶结构布置的原则是安全、经济、合理、实用。故有下列型式：坝体部分伸向上游；坝体部分伸向下游，并做成拱桥或桥梁结构型式；坝顶建成矩形实体结构，必要时为移动式闸门启闭机铺设隐形轨道。坝顶排水一般都排向上游。坝顶常设防浪墙，高度一般为 1.01.2m，
45、厚度应能抵抗波浪及漂浮物的冲击，与坝体牢固地连在一起，防浪墙在坝体分缝处也留伸缩缝，缝内设止水。如下图4-1 所示。图 4-1 非溢流坝坝顶结构布置图4.2 廊道系统4.2.1 基础廊道在坝内靠近上游坝蹱部位设基础（帷幕）灌浆廊道。为了保证灌浆质量，提高灌浆压力，要求距上游面应有 0.050.1 倍作用水头，且不小于 45m；距基岩面不小于 1.5 倍廊道宽度，一般取 5m 以上。廊道断面为城门洞形，宽度为2.53m。以便满足灌浆作业的要求。廊道上游侧设排水沟，下游侧设排水孔及观测孔，在廊道最低处设集水井，以便自流或抽排坝体渗水。灌浆廊道随坝基面由河床向两岸逐渐升高。坡度不宜陡于 45，以便钻
46、孔、灌浆以及设备的搬运。当两岸坡度陡于 45时，基础灌浆廊道可分层布置，并用竖井连接。当岸坡较长时，每隔适当的距离设一段平洞，为了灌浆施工方便，每隔 50100m 宜设置横向灌浆机室。TL 混凝土重力坝设计24244.2.2 坝体检查排水廊道为检查、观测和坝体排水的方便，需要沿坝高每隔 30m 设置检查和排水廊道一层。断面形式采用城门洞形，最小宽度 1.2m，最小高度 2.2m，廊道上游壁至上游坝面的距离应满足防渗要求且不小于 3m。对设引张线的廊道宜在同一高程上呈直线布置。廊道与泄水孔、导流底孔净距水宜小于 35m。廊道内的上游侧设排水沟。为检查、观测的方便，坝内廊道要相互连通，各层廊道左右
47、岸各有一个出口，要求与竖井、电梯井连通。对于坝体断面尺寸较大的高坝，为了检查、观测和交通的方便，尚需令设纵向和横向的廊道。此外，还可根据需要设专门性廊道。如下图 4-2 所示。图 4-2 坝内廊道系统图4.3 坝体分缝为了满足运用和施工的要求，防止温度变化和地基不均匀沉降导致坝体开裂，需要合理分缝。常见的有横缝、纵缝、施工缝。TL 混凝土重力坝设计2525（1） 横缝垂直于坝轴线，将坝体分成若干个坝段的缝称为横缝，横缝分永久性和临时性两种。沿坝轴线 1520m 设一道横缝，缝宽的大小主要取决于河谷地形，地基特性，结构布置，温度变化，浇筑能力等，缝宽一般为 12cm。（2） 纵缝平行于坝轴线的缝称纵缝，设置纵缝的目的，在于适应混凝土的浇筑能力和减少施工期的温度应力，代温度正常之后进行接缝灌浆。纵距一般为 1530cm，不宜过多。纵缝两侧坝块的浇筑应均衡上升，高差
