混凝土坝毕业设计

兰州交通大学毕业设计(论文)

摘 要

本次设计内容为潘家口水利枢纽，坝型选择为混凝土重力坝。

重力坝主要有非溢流挡水坝段、溢流表孔坝段、溢流底孔坝段和电站厂房坝段组成。 挡水坝段最大断面的坝底高程为122.0m，坝顶高程为227.8m，防浪墙高1.2m，最大坝高为105.8m，属高坝类型。坝顶宽9m，最优断面的上游坝坡坡率为1:0.2，上游折坡点高程为182.0m，下游坝坡坡率为1:0.7，下游折坡点高程214.9m。

溢流坝段布置在主河道中心，止水采用两道紫铜中间加沥青井的形式。坝基防渗处理（主要依据上堵下排的原则），上游帷幕灌浆（两道），下游侧设置排水管。

以非溢流挡水坝段为计算选择断面，进行了抗滑稳定分析和应力分析，分别采用单一安全系数法和可靠度理论法计算法进行计算，最终验算满足抗滑稳定，上游坝踵没有出现拉应力，设计剖面合理可行

设计中认真总结，运用几年来所学的理论知识及专业知识，结合毕业设计的任务进行思考、分析应用，提高了独立思考与独立工作的能力，同时也加强了计算、绘图、编写设计文件、使用规范、手册能力的培养，使我们成为合格的水利人才。

关键词：非溢流坝；细部构造；地基处理

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Abstract

This design content for the Panjiakou project, dam type selection for the concrete gravity dam.

A gravity dam are mainly non overflow dam section of spillway dam, spillway, bottom hole dam and powerhouse dam section of. Non overflow dam section of each of15 meters wide, distributed in the dam powerhouse dam section ends; each16 meters wide, disposed near the right bank main riverbed, outfit machine 3units; the bottom orifice of each section of22 meters wide, arranged in a powerhouse left main riverbed; overflow section of each segment width 18meters, is arranged in the house music river main river bed.

Dam section of maximum cross section of the bottom surface elevation of 122.0 meters, at elevation of 227.8 meters,1.2 meters high wall, the dam height of 105.8 meters, is a type of dam. Crest width of 9 meters, the optimal section of the upstream dam slope rate of 1:0.2, the upstream slope angle point to 182.0 meters elevation, downstream dam slope rate of 1:0.7, the downstream slope angle point elevation 214.9 m.

Maximum section of overflow dam section of the bottom surface elevation of 1901 meters,1978.08 meters height of weir, weir use WES curve design, straight slope rate of 1:0.7, reverse arc radius of18meters, the nasal sill elevation1912meters, the upstream dam slope rate and1:0.2, slope angle point elevation of 1956 meters, the upstream dam surface and WES surface by 1/4 elliptic connected.

Treatment of dam foundation seepage prevention (mainly based on the principle of blocking drainage ), upstream grout curtain ( two ), a downstream side drainage tube.

Non overflow dam section for the selection of calculation section, a sliding stability analysis and stress analysis, respectively by shear calculation method and the method of material mechanics calculation method are used to calculate the final checking, satisfying the stability against sliding of the upstream dam heel, no tensile stress, reasonable and feasible design profile.

Keywords : Dam non-overflow;detail structure; foundation treatmen

II

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目 录

摘 要 ................................................................................................................................. I Abstract .............................................................................................................................. II 第一章 前言 .................................................................................................................... 1

一 枢纽概况 .............................................................................................................. 1 二 基本资料 .............................................................................................................. 1

（一） 水文、水利调洪演算 .......................................................................... 1 （二） 气象条件 .............................................................................................. 1 （三） 工程地质 .............................................................................................. 2

第二章 坝轴线、坝型选择及枢纽布置 ........................................................................ 4

一 坝轴线选择 .......................................................................................................... 4 二 坝型选择 .............................................................................................................. 6

（一） 坝址地质条件 ...................................................................................... 6 （二） 坝型方案比较 ...................................................................................... 6 三 枢纽布置 .............................................................................................................. 9

（一） 枢纽布置的一般原则 .......................................................................... 9 （二） 各类建筑物的具体要求 .................................................................... 10 （三） 方案比较 ............................................................................................ 11

第三章 坝体剖面设计 .................................................................................................. 12

一 坝顶高程确定 .................................................................................................... 12 二 坝剖面设计 ........................................................................................................ 13 第四章 荷载计算 .......................................................................................................... 15

一 坝体自重 ............................................................................................................ 15 二 静水压力 ............................................................................................................ 16 三 扬压力 ................................................................................................................ 16 四 泥沙压力 ............................................................................................................ 16 五 浪压力 ................................................................................................................ 17 六 静冰压力 ............................................................................................................ 17 七 地震荷载 ............................................................................................................ 18 第五章 坝体稳定和应力分析 ...................................................................................... 21

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一 荷载组合 ............................................................................................................ 21 二 抗滑稳定分析 .................................................................................................... 21 三 应力分析 ............................................................................................................ 24 第六章 细部结构设计 .................................................................................................. 27

一 坝体分缝与止水 ................................................................................................ 27

（一） 横缝 .................................................................................................... 27 （二） 纵缝 .................................................................................................... 28 （三） 施工缝 ................................................................................................ 29 二 砼标号分区 ........................................................................................................ 29

（一） 砼分区的特性和要求 ........................................................................ 29 （二） 大坝砼分区结果 ................................................................................ 31 三 坝顶结构 ............................................................................................................ 32

（一） 挡水坝 ................................................................................................ 32 （二） 溢流坝 ................................................................................................ 32 四 坝体廊道系统 .................................................................................................... 33

（一） 坝基灌浆廊道 .................................................................................... 33 （二） 检查和坝体排水廊道 ........................................................................ 33 （三） 观测、交通廊道 ................................................................................ 33

第七章 重力坝的地基处理 .......................................................................................... 34

一 坝基的开挖与清理 ............................................................................................ 34 二 坝基灌浆 ............................................................................................................ 34 三 坝基排水 ............................................................................................................ 35 四 断层破碎带、软弱夹层的处理 ........................................................................ 35 结 论 .............................................................................................. 错误！未定义书签。 致 谢 .............................................................................................. 错误！未定义书签。 参考文献 .......................................................................................................................... 37 附表1 基本组合（正常蓄水位） ............................................................................... 38 附表2 基本组合（设计洪水位） ............................................................................... 39 附表3 特殊组合（校核洪水位） ............................................................................... 40 附表4 特殊组合（地震情况） ................................................................................... 41

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第一章 前言

一 枢纽概况

潘家口水库位于河北省唐山承德两地区交界处坝址位于迁西县洒河桥上游十公里扬查子村的滦河干流上。控制流域面积33700平方公里，总库容为25.5亿立米。

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用水城市人民生活用水，结合引水发电。并兼顾防洪要求，尽可能使其工程提前受益，尽早建成。

根据水库的工程规模及其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，其它均按Ⅱ级建筑物考虑。

水库建成与下游大黑汀、邱庄、陡河等水库联合运用，承担多年调节作用，在保证率P=75%时，可调节水量20.05亿立米，计划年补给工业及城市生活用水7亿立米，并可灌溉农田一百余万亩，达到遇旱有水。电站装机3台，总容量18万千瓦，平均年发电量3.45亿度。

库区淹没范围包括河北省承德、唐山两地区的四个县(兴隆、宽城、承德和迁西)，十一个公社四十一个大队，迁移人口20700人，淹没土地33400亩，房屋19100间，公路25公里。

二 基本资料

（一） 水文、水利调洪演算

死水位为180.0m，正常蓄水位为224.7m，校核洪水位为227.2m，正常尾水位138.4m，设计洪水尾水位152.0m，校核洪水尾水位156.8m,设计洪水下泄流量32300m3/s，泥沙淤积高程为140.0m，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。淤砂浮容重为0.9吨/立米，内摩擦角为12度。

（二） 气象条件

库区年平均气温为10℃左右，一月份最低月平均气温为零下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)，

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