重力坝课程方案设计书.doc

混凝土坝设计与施工

专业：水利水电建筑工程

班级：水工1105班

组别：第三组

组长：张凤剑

指导老师：陈一华

混凝土坝设计与施工

组 长： 张凤剑

副 组 长： 韦倩婷 张维

组 员： 胡文学 袁凯 李志文
张洪江 李齐彪
指导老师： 陈一华

班级：水工1105班

组别：第三组

前言
本设计说明书是根据《水工建筑物》、《混凝土重力坝设计规范》、《混凝土坝设计与施工实训指导书》，在教师陈一华的指导下和全组人员的努力下完成的。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
本设计说明书编写人员及编写分工如下：袁凯（第一章基本资料的整理，第二章中第一、二节基本尺寸的分析及拟定）；胡文学（第二章中第三节荷载计算及其组合）；张凤剑（第三章的溢流坝剖面设计）；张维（第二章中第四节稳定计算和书中所用图片的绘画）；李志文（第四章的编写及第三章的部分细部构造）；张洪江、李齐彪（第三章的部分细部构造及审核）；韦倩婷（参与报告全部章节的编写）。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
本设计说明书在编写过程中得到了第二组组长邱冬悦、第三组张凤剑、第四组组长杨志伟、第五组组长王思翱和指导老师陈一华的热情帮助，报告中还参考并引用了有关教材和技术文献资料，除部分列出，其余的还未一一注明。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
由于编者水平有限，书中难免存在不足之处，敬请读者批评指正。

编 者
2013年10月

目录
第一章 基本资料 1酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
一、工程概况 1彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
二、水文分析 1謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
三、气象 2厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
四、工程地质 2茕桢广鳓鯡选块网羈泪。
五、枢纽建筑物特性指标 3鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
第二章 坝体基本剖面设计 5籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。
一、确定枢纽等级及水利工程建筑物的等级 5預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。
二、坝体设计 5渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。
三、荷载计算 8铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。
四、稳定计算 11擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。
第三章 细部构造设计 13贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。
一、 坝顶构造 13坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。
二、 分缝止水 13蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。
三、 混凝土标号分区 15買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。
四、坝体排水 17綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。
五、廊道系统 18驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。
第4章溢流坝坝体设计 19猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。
一、 泄水方式的选择 19锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。
二、 溢流坝剖面拟定 20構氽頑黉碩饨荠龈话骛。
三、 消能防冲设计 26輒峄陽檉簖疖網儂號泶。
第四章 闸墩设计 30尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。
一、闸墩布置 30识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。
二、闸墩的尺寸 30凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。
三、边墩 30恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。

34

第一章 基本资料
一、工程概况
顺河水量丰沛，顺河中游与豫运河上游的礼河、还乡河分水岭均较单薄，并处于低山丘陵区，最窄处仅10余公里。通过礼河、洲河及输水渠道，可通向唐山市；经还乡河、陡河可通秦皇岛市。为解决唐山市、秦皇岛市两地区用水，国家决定修建顺河水库。顺河水库位于河北省唐山、承德两地区交界处，坝址位于迁西县扬岔子村的顺河干流上，控制流域面积33700平方公里，总库容为25.5亿立方米。水库距迁西县城35公里，有公路相通。鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。
水库枢纽由主坝、电站及泄水底孔等组成，水库主要任务是调节水量，供天津市和唐山地区工农业及城市人民生活用水，结合引水发电，并兼顾防洪要求，尽可能使其工程提前竣工获得收益，尽早建成。硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。
根据水库的工程规模及在国民经济中的作用，枢纽定为一等工程，主坝为I级建筑物，其他建筑物按II级建筑物考虑。阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。
二、水文分析
（1）.年径流：顺河水量较充沛，顺河站多年平均年径流量为24.5亿立方米占全流域的53%，年内分配很不均匀，主要集中在汛期七、八月份。丰水年时占全年50~60%，枯水年占30~40%，而且年际变化也很大。氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。
（2）.洪水：多发生在七月下旬至八月上旬，有峰高量大涨落迅速的特点，据调查近一百年来有六次大水，其中1883年最大，由红痕估算洪峰流量约为24400—27400m3/s,实测的45年资料中最大洪峰流量发生在1962年为18800m3/s釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。
(3).泥沙：本流域泥沙颗粒较粗，中值粒径0.0375毫米，全年泥沙大部分来自汛期七、八月份，主要产于一次或几次洪峰内且年际变化很大，由计算得，多年平均悬移质输沙量为1825万吨多年平均含沙量7.45公斤/立方米。推移质缺乏观测资料。可计入前者的10%，这样总入库沙量为2010万吨。淤砂浮容量为0.9吨/立米，内摩擦角为12度。淤砂高程157.5米。怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。
三、气象
库区年平均气温为10℃左右，一月最低月平均产气温为零下6.8℃，绝对最低气温达零下21.7℃（1969年）7月份最高月平均气温25℃，绝对最高达39℃（1955年）,本流域无霜期较短（90—180天）冰冻期较长（120—200天），顺河站附近河道一般12月封冻，次年3月上旬解冻，封冻期约70—100天，冰厚0.4—0.6米，岸边可达1米，流域内冬季盛行偏北风，风速可达七八级，有时更大些，春秋两季风向变化较大夏季常为东南风，多年平均最大风速为21.5米/秒，水库吹程D=3公里。谚辞調担鈧谄动禪泻類。
四、工程地质
库区地质：顺河水库、库区属于中高山区，河谷大都为峡谷地形，只西城至北台子一带较为宽阔沿河两岸阶地狭窄，断续出现不对称，区域内无严重的坍岸及渗透问题。第四大岩层（Arl4）为角闪斜长片麻岩。具粗粒至中间细粒千状花岗变晶结构，主要矿物为斜长石、石英及角闪石，本岩层体厚层块状、质地均一、岩性坚硬、抗风化力强、工程地质条件较好，总厚度185米左右。岩石物理力学性质：岩石容重2.68—2.70吨/立米，饱和抗压强度，弱风化和微分化岩石均在650公斤/厘米2以上，有的可达1100公斤/厘米2以上，混凝土与岩石的摩擦系数微分化及弱风化化下部，可取f=1.10、c=7.5kg/cm²。嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。
地震：库区附近历史地震活动较为频繁，近年来微繁。弱震任不断发生，其中1936年和1976年两年内发生6度左右地震，1977年6月国家地震局地震地质大队对本区域地震问题作了鉴定，水库的基本烈度为6度，考虑到枢纽的重要性，和水库激发地震的可能性 拦河坝设防烈度采用7度熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。
五、枢纽建筑物特性指标

项目
单位
指标
备注

坝基高程
米
153.5

水

位

校核洪水位
米
227.2

设计洪水位
米
225.7

正常蓄水位
米
224.7

汛期限制水位
米
216.0

死水位（发电）
米
180.0

校核洪水位尾水位
米
176.8

设计洪水尾水位
米
172.0

正常尾水位
米
158.4

库

容

总库容
亿立米
25.5
计入十年淤积
调洪库容
亿立米
7.4

兴利库容
亿立米
19.5

共用库容
亿立米
5.6

死库容
亿立米
4.2
计入十年淤积

坝型

混凝土重力坝

坝顶溢孔数
孔
19

堰顶高程
米
210.0
闸墩的中墩厚度为3米

每孔净宽
米
15.0
（横缝设在闸墩中间）

工作闸门尺寸
米米
1515
弧形钢闸门

启闭机（2）
台
19
固定式卷扬机

设计洪水下泄能力

32800

校核水位下泄量

42900
限泄275003

第二章 坝体基本剖面设计
一、确定枢纽等级及水利工程建筑物的等级
由该枢纽工程概况知该水库总库容为亿m³，并根据水库的工程规模在国民经济中的作用枢，属于大（1）型，主坝为Ⅰ级建筑物，其他建筑物为Ⅱ级建筑物。鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。
二、坝体设计
㈠、 剖面拟定
1、 剖面设计原则
⑴设计断面要满足稳定和强度要求；
⑵力求剖面较小；
⑶外形轮廓简单；
⑷工程量小，运用方便，便于施工。
（二）、 拟定基本剖面
重力坝的基本剖面是指在自重、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，如图，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=0～0.2，常做成铅直或上铅直下部倾向上游；下游坝坡坡率m=0.6～0.8；底宽约为坝高的0.7～0.9 倍。纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。
（三）、确定基本尺寸
1、确定坝顶高程

图1 坝基剖面图
⑴超高值Δ的计算
①基本公式
坝顶高程应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶高程应高于波浪顶高程，防浪墙顶至设计洪水位或校核洪水位的高差，可由式（3-1）计算。颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。
（3-1）
—防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差，m；
—累计频率的波浪高度，m；
—波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差，m；
—安全加高，按表3－1 采用,对于Ⅰ级工程，设计情况＝0.7m，校核情况＝0.5m。

表1 坝的安全加高

运用情况
坝的级别
1 2 3
设计情况（ 基本情况）
0. 7
0. 5
0. 4
校核情况（ 特殊情况）
0. 5
0. 4
0. 3

（ ）
⑵坝顶高程计
=0.6+0.1+0.7=1.4m
=0.6+0.1+0.5=1.2m
坝顶高程=+=225.7+1.4=227.1m
坝顶高程=+=227.2+1.2=228.4m
因为考虑安全性，则坝顶高程取大值
所以坝顶高程为228.4m
⑶坝顶宽度
坝高
=
则坝顶高程取7m
⑷坝底宽度
取n=0 ,m=0.7

三、荷载计算
混凝土重度 水重度
自重（混凝土自重，）

图2 重力坝荷载计算示意图
‚水压力
上游
下游
下游

ƒ扬压力（浮托力和渗透压力）

④淤沙压力

⑤校核洪水位的水压力
上游
下游
下游

⑥校核洪水位的扬压力

四、稳定计算
基本抗滑稳定极限状态

‚校核抗滑稳定极限状态

第三章 细部构造设计
一、 坝顶构造
坝顶路面应具有2～3％的横向坡度，并设置混凝土排水沟(30×30cm)以排出坝顶雨水，坝顶上游的防浪墙（宽0.4m，高2.1m）要承受波浪和漂浮物的作用，因此墙身应有足够的刚度、强度和稳定性，宜采用与坝体连成整体的钢筋砼结构，而下游侧则可设防护栏，为满足运用要求和交通要求，在坝顶上布置照明设施，即在上游侧每隔25m 设一对照明灯，一只朝向坝顶路面方向，一只朝向水库方向。根据大坝正常运行需要，在坝顶还要设置通向坝体内部各层廊道、电站的电梯井，便于观测和维修人员快速进出。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。

二、 分缝止水
（一）、坝体分缝
1、横缝：减小温度应力，适应地基不均匀变形和满足施工要求；
2、纵缝：适应混凝土的浇筑能力和减小施工期的温度应力，在平行坝轴线方向设置。
一般情况下横缝为永久缝，也有临时缝，垂直坝轴线，用于将坝体分成为若干独立的坝段；纵缝为临时缝，可分为铅直纵缝、斜缝和错缝三种，纵缝缝面应设水平向键槽，键槽呈斜三角形，槽面大致沿主应力方向，在缝面上布置灌浆系统进行接缝灌浆，为了灌浆时不使浆液从峰内流出，必须在缝的四周设止浆片。銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。
3、水平施工缝：是上、下层浇筑块之间的接合面。浇筑块厚度一般为1.5～4.0m；在靠近基岩面附近用0.75～1.0m 的薄层浇筑，以利于散热，减少温升，防止开裂。挤貼綬电麥结鈺贖哓类。
（二）、止水设计
横缝内需设止水，止水材料有金属片、橡胶、塑料及沥青等，对于高坝应采用两道止水片，中间设沥青井，金属片止水一般采用1.0～1.6mm 后的紫铜片，第一道止水治上游面的距离应有利于改善坝体头部应力，一般为0.5～2.0m（本设计采用1.0m），每侧埋入混凝土的长度约为20～25cm（本设计采用25cm），在止水片的安装时要注意保证施工质量，沥青井为方形或圆形（本设计采用方形），其一侧可用预制砼块，预制块长1.0～1.5m，厚5～10cm（本设计采用1m×10cm），沥青井尺寸大致为15cm～15cm 至25cm～25cm（本设计采用20cm×20cm），井内灌注的填料由二号或三号是由沥青，水泥和石棉粒组成，赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。
井内设加热设备（通常采用电加热的方法），将钢筋埋入井中，并以绝缘体固定，从底部一直通到坝顶，在井底设置沥青排出管，以便排除老化的沥青，重填新料，管径可为15～20cm。塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。

图3 止水设计
1—第一道止水铜片；2—沥青井；3—第二道止水铜片；
4—预制块；5—横缝6—沥青油毡；7—加热电极
Ⅰ区—上、下游水位以上坝体表层混凝土，其特点是受大气影响；
Ⅱ区—上、下游水位变化区坝体表层混凝土，既受水位的作用也受大气影响；
Ⅲ区—上、下游最低水位以下坝体表层混凝土；
Ⅳ区—坝体基础混凝土；
Ⅴ区—把体内部混凝土；
Ⅵ区—抗冲刷部分的混凝土。
止水片及沥青井需伸入岩基一定深度，约30～50cm，井内填满沥青砂，止水片必须延伸到最高水位以上，沥青井需延伸到坝顶。裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。
三、 混凝土标号分区
混凝土重力坝坝体各部分的工作条件及受力条件不同,对混凝土材料性能指标的要求也不同,为了满足坝体各部分的不同要求,节省水泥用量及工程费用,把安全与经济统一起来，通常将坝体混凝土按不同工作条件进行分区,选用不同的强度等级和性能指标,一般分为6 个区,见上图仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。

为了便于施工，选定各区域混凝土等级时，各类别应尽量少,相邻区的强度等级不得超过两级，分区的厚度一般不得小于2～5m，以便浇筑施工，分区对混凝土性能的要求见下表，表中“++”表示选择各区同等级的主要控制因素，有“+” 的表示需要提出要求；有“-”的为不需要提出要求。绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。
表2 坝体各区对混凝土性能的要求

分区

强度

抗渗

抗冻

抗冲刷

抗侵蚀

低热
最大水灰比
选择各区厚度的主要因素
严寒寒冷地区
温和地区
I
+
-
++
-
-
+
0.55
0.60
抗冻
II
+
+
++
-
+
+
0.45
0.50
抗冻、抗裂
III
++
++
+
-
+
+
0.50
0.55
抗渗、抗裂
IV
++
+
+
-
+
++
0.50
0.55
抗裂
V
++
+
+
-
-
++
0.65
0.65

VI
++
-
++
++
++
+
0.45
0.45
抗冲、耐磨
四、坝体排水
坝体排水为了减小渗水对坝体的不利影响，在靠近坝体上游面需要设置排水管幕，排水管应通至纵向排水管道，其上部应通至上层廊道或坝顶（溢流面以下），以便于检修管距可采用采用3m，排水管幕距上游坝面的距离，一段要求不小于坝前水深的1/15～1/25，且不少于2m，骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。
（1/15～1/25）（224.7-153.5）=（2.85～4.75）m
故根据规定排水管设置在距上游面4m 处，以使渗透坡降控制在允许范围内。排水管采用预制多孔混凝土管，内径可为15cm～25cm（取20cm），随着坝体混凝土的浇筑而加高。渗入排水管的水可汇集到下层纵向廊道，沿积水沟或集水管经横向廊道的排水沟汇入集水井，再用水泵或自流排水排向下游，排水沟断面常用30cm×30cm，低坡3%，排水管施工时必须防止被混凝土的杂物等堵塞。排水管与廊道的连通采用直通式.瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。
五、廊道系统

为了满足施工运用要求，如灌浆，排水，观测，检查和交通的需要，在坝体内设置各种廊道，这些廊道互相连通，构成廊道系统。鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。
1、坝基灌浆廊道
帷幕灌浆需要在坝体浇灌到一定高度后进行，以便利用混凝土压重提高灌浆压力，保证灌浆质量。本次设计基础灌浆廊道断面取3.0×2.5m，栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。
形状采用城门水洞型。廊道的上游壁离上游侧面的距离应满足防渗要求，在坝踵附近距上游坝面0.05～0.1 倍作用水头、且不小于4～5m 处设置，为满足压力灌浆，基础灌浆廊道距基岩面不宜小于1.5 倍廊道宽度，取5m。辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。
灌浆廊道兼有排水作用，并在其上游侧设排水沟，下游侧设坝基排水孔幕，在靠近廊道最低处设置集水井，汇集从坝基和坝体的渗水，然后经由水泵抽水排至下游坝外。峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。
2、检查及坝体排水廊道
为了检查巡视和排除渗水，常在靠近坝体上游面适当高度方向每隔15～30m设置检查和排水廊道，断面形式多采用城门洞形，最小宽度为1.2m，最小高度为2.2m，距上游面的距离应不少于0.05～0.07 倍水头，且不小于3m,该重力坝选取4m，上游测设排水沟。詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。
各层廊道在左右两岸应各有一个出口，并用铅直的井使各层廊道连通。排水廊道断面尺寸统一拟定为3m×2.5m，城门洞形。则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。
第4章溢流坝坝体设计
一、 泄水方式的选择
溢流重力坝既要挡水又要泄水，不仅要满足稳定和强度要求，还要满足泄水要求。因此需要有足够的孔口尺寸、较好体型的堰型，以满足泄水的要求；且使水流平顺，不产生空蚀破坏。胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。
重力坝的泄水主要方式有开敞式和孔口式溢流，开敞溢流式的堰除了有较好的调节性能外,还便于设计和施工,同时这种形式的堰在我国应用广泛，有很多的工程实践经验。故本设计采用开敞溢流式孔口形式，堰顶设置门。鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。
二、 溢流坝剖面拟定
溢流曲线由顶部曲线段、中间直线段和底部反弧段三部分组成。设计要求：
（1）有较高的流量系数，泄流能力大；
（2）水流平顺，不产生不利的负压和空蚀破坏；
（3）体形简单，造价低，便于施工。
本设计采用的溢流坝的基本剖面为三角形。其上游面为直线面，即取上游的坡率为n=0，溢流面由顶部的曲线、中间的直线、底部的反弧三部分组成。稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。
1、定型设计水头的确定：
①初步估算H，可假定。由于收缩系数与上游作用水头有关，则可先假设侧收缩系数，求出H，在核算侧收缩系数值。因堰顶高程和水头未知，先按自由出流计算，则取，然后再校核。由题意知Q=32800，取m=0.502，设=0.90，则陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。
==14.9m沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。
②计算实际水头H。查图和表得边墩形状系数为0.7，闸墩形状系数为0.45，因1，钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。

=10.2=0.91
用求得的近似值代入上式重新计算
=14.82m
，则所求的值不变，这说明以上所求的=14.82m
已知上游河道宽为1000m，上游设计水位为225.7m，河床高程为153.5m，近似按矩形断面计算上游过水断面面积懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。
=1000=72200
=0.45m/s
则堰的设计水头
=14.81m
2、堰顶高程
堰顶高程=上游设计水位=225.7153.5=210.89m
下游堰高=210.89153.5=57.39m，
=3.872.0，下游水面比堰顶低，0.15,满足自由出流条件，以上按自由出流计算的结果是正确的。謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。
即=14.82m，=14.81m，堰顶高程为210.89m。
3、堰面曲线设计

图 上游段WES 曲线
①坝顶曲线段
溢流坝顶部采用曲线形式，顶部曲线的形式很多，常用的有克—奥曲线和WES 曲线。本工程选用WES 曲线。呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。
首先绘出坝顶部的曲线，取堰顶部最高点为坐标原点。WES 型堰顶部曲线以堰顶为界分为上游段和下游段两部分。莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。
该设计上游段曲线采用三圆弧型曲线。
堰顶O 点上游三圆弧的半径及其坐标值为：（=14.81m）
R1=0.5Hd=7.41； x1=0.175Hd=2.59
R2=0.2Hd=2.96； x2=0.276Hd=4.09
R3=0.04Hd=0.59； x3=0.282Hd=4.18
下游段的曲线方程为：( n=1.85, K=2.0)
x1.85 = 2.0Hd0.85 y
按上式算得的坐标值如下表
表 3 计算WES 下游曲面坐标值表
x
y
x
y
x
y
1
0.05
6
1.39
11
4.27
2
0.18
7
1.85
12
5.02
3
0.39
8
2.37
13
5.82
4
0.66
9
2.95
14
6.67
5
0.99
10
3.58
15
7.58
②中间直线段
中间直线段与坝顶部下游曲线和下部反弧段相切，坡度和挡水坝一致，取0.70，即
由曲线OC段知： 则y=
==0.95
又 曲线OC与直线CD交于一点C,则
∴ 0.95
25.85 y=20.75
C点的坐标（25.85,20.75）
③反弧段
（1） 反弧半径：
图4-1 溢流坝剖面拟定图
溢流坝面反弧段是使沿溢流面下泄水流平顺转向的工程措施。通常采用圆弧曲线，反弧半径R 的计算：
Q=32800 b=15m n=19
=115.1
=设计洪水尾水位坝基高程
=172.0153.5
=18.5m
h=
=
=5.97m
R=(8~10)h=(8~10)5.97=47.76~59.7m 取R=48m
（2）挑角
挑角越大，射程越大，但挑角增大，入水角β也增大，水下射程减小。同时入水角增大后，冲刷坑深度增加。θ一般在20 o～25 o 之间，在此取25o 。麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。
（3）鼻坎高程：
鼻坎应高出下游水位，一般以1～2m 为宜。计算时按设计洪水位情况考虑。取鼻坎高出下游设计洪水位2m。即鼻坎高程为174.0m。納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。
反弧段坐标确定
=5.97=5.41m
鼻坎高程坝基高程=174.0153.5=20.5m
圆心O′距坝底距离yo′＝+Rcos25o=20.5+48×cos25o =64.18m
圆心O′距C 点距离xo′=R＝48×＝71.52m。
O′点的坐标（64.18,71.52）
根据以上数据，就可以确定溢流坝曲面了。
上图就是本次设计的溢流坝曲面
三、 消能防冲设计
由于溢流坝下泄的水流具有很大的动能，常高达几百万甚至几千万KW，如此巨大的能量，如不妥善处理，势必导致下游河床被严重冲刷，甚至造成塌滑岸破和大坝失事。所以消能措施的合理选择和设计对枢纽布置、大坝安全及工程量具有重要意义。風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。
《水工建筑物》及《混凝土重力坝设计规范》可知消能的设计原则是：
1）尽量使下泄水流的大部分动能消耗在水流内部的紊动中，以及水流与空气的摩擦上；
2）不产生危及坝体安全的河床或岸坡的局部冲刷；
3）下泄水流平稳，不影响枢纽中其它建筑物的正常运转；
4）结构简单，工作可靠，工程量小。
1、 确定消能形式
（1）挑流消能:挑流消能是利用鼻坎将下泄的高速水流向空中抛射,使水流扩散,并掺入大量空气，然后跌入下游河床水垫后,形成强烈的旋滚,并冲刷河床形成冲坑,随着冲坑逐渐加深，水垫愈来愈厚,大部分能量消耗在水滚的摩擦中, 冲坑逐渐趋于稳定.挑流消能的工程量小、投资省,结构简单、检修施工方便.但下游局部冲刷不可避免,一般适用于岩基比较坚固的高坝或中坝。灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。
（2）底流式消能:底流消能是在坝址下游设消力池,消力坎等,促使水流在限定范围内产生水跃,通过水流内部的旋涡、摩擦、掺气和撞击消耗能量.底流消能具有流态稳定，消能效果好,对地质条件和尾水变幅适应性强及水流雾化等优点。 但工程量大，不宜排漂或排冰.底流消能适应于中低坝或基岩较软弱的河道,高坝采用底流消能需经论证。铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。
（3）面流式消能:面流消能是在溢流坝下游面设低于下游水位、挑角不大的鼻坎，将主流挑至水面，在主流下面形成旋滚，其流速低于表面，且旋滚水体的底部流动方向指向坝址，并使主流沿下游水面逐步扩散，减小对河床的冲刷，达到消能防冲的目的。面流消能适用与水头较小的中、低坝，要求下游水位稳定，尾水较深，河道顺直，河床和河岸在一定范围内有较高抗冲能力，可排漂和排冰。面流消能虽不需要做护坦，但因为高速水流在表面，并伴随着强烈的波动，流态复杂，使下游在很长距离内水流不平稳，可能影响电站的运行和下游航运，且宜冲刷两岸，因此也须采取一定的防护措施。攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。
（4）消力戽消能：消力戽消能是在溢流坝址设置一个半径较大的反弧戽斗，戽斗的挑流鼻坎潜没在水下，形不成自由水舌，水流在戽内产生旋滚，经鼻坎将高速的主流挑至表面。戽内、外水流的旋滚可以消耗大量能量，因高速水流桃到表面，减轻了对河床的冲刷。消力戽适用于尾水较深，变幅较小，无航运要求且下游河床和两岸有一定抗冲刷能力的情况。消力戽的优点是：工程量较底流消能小；冲刷坑比挑流消能浅；不存在雾化问题。缺点是：下游水面波动大，绵延范围长，易冲刷岸坡，对航运不利，底部旋滚将泥沙带入戽内时，磨损戽面增加了维修费用。趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。
（5）最终确定消能型式
分析比较以上消能工的优缺点，考虑到本次设计的重力坝属于高坝，下游地质条件比较好的情况，决定选用挑流消能。夹覡闾辁駁档驀迁锬減。
2、 水舌挑距L 的估算
水舌挑射距离按水舌外缘计算（图4-2），其估算公式为

式中：L ——水舌挑距，m；
——坎顶水面流速，按鼻坎处平均流速的1.1 倍计算；
θ——鼻坎的挑角；
——坎顶平均水深h 在铅直向的投影， =hcosθ；
——坎顶至河床面高差，m；
按下列公式计算：
=1.1
=33.27m/s
=5.97=5.41m
鼻坎高程坝基高程=174.0153.5=20.5m

图 连续式挑流鼻坎的水舌及冲刷坑示意图
L= =视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。
=125.12m
3、 冲刷坑深度的估算
冲刷坑深度工程上常按式进行估算。

式中： —水垫厚度，自水面算至坑底，m；
q —单宽流量，m3/（s.m）；q=115.1 m3/（s.m）
H —上下游水位差，m； H=20.5m
α—冲坑系数，坚硬完整的基岩取0.9～1.2，坚硬但完整性较差的基岩取1.2～1.5，软弱破碎裂隙发育的基岩取1.5～2.0。该设计取1.0。偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。
=1.0×115.10.5×20.50.25=22.83 m；
=172153.5=18.5m
=6.76，一般要求L/tk>2.5～5，满足要求,则岩基倾角较缓。
4、挑流消能抗冲击
因非溢流坝段应力和稳定均满足要求，故溢流坝应力稳定不再做详细分析。考虑到溢流坝下泄水流会产生掺气现象，故需要在溢流坝两边设置导墙。初步估算导墙高出坝面2m。緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。
第四章 闸墩设计
一、闸墩布置
本设计闸墩对称与溢流坝段的中心线布置，这样布置的优点在于闸墩较薄，溢流坝总长度较短。
二、闸墩的尺寸
闸墩的厚度决定于闸门的形式、跨度和高度，本课程设计堰顶设弧形钢闸门，闸门尺寸是15m15m，闸墩的中墩厚度3m。騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。
三、边墩
边墩也就是边墙，水面线安全超高规范去0.5~1.5m，非直线段适当增加。本设计堰顶曲线处的边墙高度高出水面线1.5m，直线段的边墙高度高出水面线1m反弧段的边墙高度高出鼻坎水深1.5m，边墩厚度取1m。疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。

图 闸墩中的中墩
3——面板；4——吊耳；5——主梁；6——支臂；7——支铰；8——牛腿；9——隔板；10——水平次梁

参考文献

[1]中华人民共和国水利部、能源部.SDJ 12-78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（山区、丘陵部分）（试行）补充规定[S].北京：水利电力出版社，1990.镞锊过润启婭澗骆讕瀘。
[2]白继中，田丽萍，张保同.水工建筑物[M].郑州：黄河水利出版社2010.
[3]者建伦，张春娟，余金凤.工程水力学[M].郑州：黄河水利出版社2009.
[4]黄世涛，孟秀英.水利工程施工技术[M].武汉：华中科技大学出版社2013.
[5]长江工程职业技术学院. 混凝土坝设计与施工课程设计任务书及指导书，2013.

致谢

实训是我们运用能力的一次全面考核，也是我们对科学知识研究的训练，培养我们综合运用知识的能力，能为以后工作打下良好的基础。榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。
本文在陈一华老师的多次指导下完稿，感激之情，溢于言表。在实训过程中，陈老师严谨的治学态度、渊博的专业知识、崇高的职业品德、我从老师身上学到了做学问的态度、方法与知识，但更重要的是学到了做人的道理与做任何事情都应有的认真、严谨的态度。这将使我受用终身！在这里我要对指导教师表达衷心的敬意致谢。在此过程中，有众多同学帮我搜集、查阅资料等，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服了一个又一个的困难和疑惑，直至从本文开始进入课题到实训报告书的顺利完成。 邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。
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