资源描述
- 1 -目 录第一章 调洪演算 .- 4 -1.1 洪水调节计算 - 4 -1.1.1 洪水调节计算方法 - 4 -1.1.2 洪水调节具体计算 - 4 -1.1.3 计算结果统计 - 6 -1.2 防浪墙顶高确定 - 6 -1.2.1 正常蓄水位和设计洪水位状况 - 7 -1.2.2 校核状况 - 8 -第二章 L 型挡墙计算 - 9 -2.1 荷载计算方法 - 9 -2.1.1 土压力系数计算及荷载计算公式 - 9 -2.1.2 不同工况下荷载计算： - 10 -2.2 最危险工况判定 - 13 -2.3 L 型挡墙的抗滑稳定计算 - 13 -2.4 L 型挡墙的基底应力计算 - 14 -2.5 L 型挡墙抗倾覆稳定计算 - 16 -2.6 L 型挡墙配筋计算 - 16 -2.6.1 墙身配筋计算 - 16 -2.6.2 底板配筋计算 - 18 -第三章 复合土工膜计算 .- 21 -3.1 0.4MM 厚土工膜 - 21 -3.2 0.6MM 厚土工膜 - 21 -第四章 坝坡稳定计算 .- 23 -4.1 第一组滑动面 - 23 -4.2 第二组滑动面 - 23 -4.3 第三组滑动面 - 24 -4.4 第四组滑动面 - 24 -4.5 第五组滑动面 - 25 -4.6 第六组滑动面 - 26 -4.7 第七组滑动面（马道） - 26 -4.8 第八组滑动面（马道） - 27 -4.9 第九组滑动面（马道） - 27 -4.10 第十组滑动面（马道） - 28 -第五章 坝坡面复合土工膜稳定计算 .- 30 -5.1 混凝土护坡与复合土工膜间抗滑稳定计算 - 30 - 2 -5.2 复合土工膜与下垫层间的抗滑稳定计算 - 30 -第六章 副坝的设计 .- 32 -6.1 副坝的型式选择 - 32 -6.2 副坝的稳定验算 - 32 -6.2.1 工况一：正常蓄水位 - 33 -6.2.2 工况二：完建工况 - 34 -6.2.3 工况三：设计洪水位 - 34 -6.2.4 工况四：校核洪水位 . .- 34 -第七章 趾板空间布置 .- 36 -7.1 趾板分段 - 36 -7.2 趾板剖面设计： - 36 -7.2.1 确定 角 - 36 -7.2.2 趾板宽度： - 37 -7.3 配筋计算： - 37 -第八章 溢洪道设计（专题一） .- 38 -8.1 建筑物型式 .- 38 -8.2 溢洪道的组成部分和总体布置 .- 39 -8.3 泄槽设计 .- 42 -8.4 泄槽水力计算 .- 44 -8.5 出口消能段设计 .- 47 -第九章 工程量清单计算 .- 49 -9.1 主坝工程量计算表 - 49 -9.2 副坝工程量计算表 - 50 -9.3 工程量清单 - 51 -第十章 施工组织设计（专题二） .- 53 -10.1 拦洪水位确定 - 53 -10.1.1 洪水调节原理 - 53 -10.1.2 隧洞下泄能力曲线的确定 - 53 -10.2 主体工程量计算 .- 56 -10.2.1 堆石体施工 - 56 -10.2.2 堆石体施工机械选择及数量分析 - 59 -10.2.3 混凝土工程量及机械数量计算 - 60 -10.3 导流洞施工计算 .- 63 -10.3.1 基本资料 - 63 -10.3.2 开挖方法选择 - 63 -10.3.3 钻机爆破循环作业项目及机械设备的选择 - 63 -10.3.4 开挖循环作业组织 - 63 -附图： .- 66 - 3 -附图一 0.1%洪水过程线 .- 66 -附图二 2%洪水过程线 - 66 -附图三 堰顶高程 271 水位流量关系曲线 .- 67 -附图四 堰顶高程 272 水位流量关系曲线 .- 67 -附图五 堰顶高程 273 水位流量关系曲线 .- 68 -附图六 堰顶高程 273 水位流量关系曲线（校核） .- 68 -附图七 隧洞下泄能力曲线与拦洪水位关系曲线 .- 69 -附图八 0.4MM 复合土工膜厚度验算 - 69 -附图九 0.6MM 复合土工膜厚度验算 - 70 - 4 -第一章 调洪演算1.1 洪水调节计算1.1.1 洪水调节计算方法利用瞬态法，结合水库特有条件，得出专用于水库调洪计算的实用公式如下：(1-1)tv/q-Q式中：Q 计算时段中的平均入库流量（m 3/s） ；q 计算时段中的平均下泄流量（m 3/s） ；v 时段初末水库蓄水量之差(m 3)；t 计算时段，一般取 1-6 小时，本设计取 4 小时。即在一个计算时段内，入库水量与下泄水量之差为该时段中蓄水量的变化。1.1.2 洪水调节具体计算用三角形法（高切林法）拟出洪水过程线。根据本工程软弱岩基，选用单宽流量约为 2040 m3/s，允许设计洪水最大下泄流量 250 m3/s，故闸门宽度约为 6.25m12.5m ，选择四种宽度进行比较，假定溢流前缘净宽分别为 7m 、8m、9m 和 10m,并假定三个堰顶高程，271m、272m、273m，绘制出 ZQ 曲线。并根据公式 求得的溢23HgBQ流堰的泄水能力曲线。设计时用 AutoCAD 作图计算，在设计和校核洪水过程线图中，(见附表一、附表二) 每单位面积代表库容 360 m3。正常蓄水位 276m，库容为 1910.0 万 m3；绘图（见附图三、附图四、附图五） ，列表计算各曲线坐标点参数如下：表 1-1 设计洪水水位流量关系曲线:高程（ m）下泄流量（m 3/s) 面积(m2)增加库容Vi（万 m3）初始库容V（万 m3）最终库容V（万 m3）水位（m）271 100 15583.32 561.00 1599.64 2160.64 278.25 271 150 12585.25 453.07 1599.64 2052.71 277.28 271 200 10054.44 361.96 1599.64 1961.60 276.46 - 5 -表 1-2 下泄能力曲线271 250 7705.84 277.41 1599.64 1877.05 275.47 272 100 15583.32 561.00 1661.71 2222.71 278.81 272 150 12585.25 453.07 1661.71 2114.78 277.84 272 200 10054.44 361.96 1661.71 2023.67 277.02 272 250 7705.84 277.41 1661.71 1939.12 276.26 273 100 15583.32 561.00 1723.79 2284.79 279.36 273 150 12585.25 453.07 1723.79 2176.86 278.39 273 200 10054.44 361.96 1723.79 2085.75 277.73 273 250 7705.84 277.41 1723.79 2001.20 276.99 闸门宽（m）流量系数 m堰上水头 （m） 侧收缩系 数 下泄流量 Q(m3/s)堰顶高程271 时水位（m)堰顶高程272 时水位（m)堰顶高程273 时水位（m)0.502 0 1.00 0.00 271 272 2730.502 1 0.98 15.25 272 273 2740.502 2 0.96 42.26 273 274 2750.502 3 0.94 76.03 274 275 2760.502 4 0.92 114.56 275 276 2770.502 5 0.90 156.62 276 277 2780.502 6 0.88 201.31 277 278 2790.502 7 0.86 247.91 278 279 28070.502 8 0.86 302.89 279 280 2810.502 0 1.00 0.00 271 272 2730.502 1 0.98 17.48 272 273 2740.502 2 0.97 48.55 273 274 2750.502 3 0.95 87.58 274 275 2760.502 4 0.93 132.35 275 276 2770.502 5 0.91 181.48 276 277 2780.502 6 0.90 233.99 277 278 2790.502 7 0.88 289.09 278 279 28080.502 8 0.86 346.16 279 280 2810.502 0 1.00 0.00 271 272 2730.502 1 0.98 19.70 272 273 2740.502 2 0.97 54.84 273 274 2750.502 3 0.95 99.13 274 275 2760.502 4 0.94 150.14 275 276 2770.502 5 0.92 206.34 276 277 2780.502 6 0.91 266.67 277 278 2790.502 7 0.89 330.27 278 279 28090.502 8 0.88 396.47 279 280 281100.502 0 1.00 0.00 271 272 273- 6 -1.1.3 计算结果统计表 1-3 方案汇总表方案堰顶高程 (m)堰顶宽（m）设计洪水位(m)设计下泄流量(m 3/s)校核洪水位(m)校核下泄流量(m 3/s)1 271 7 276.69 187.002 271 8 276.41 202.503 271 9 276.16 215.504 271 10 275.96 226.005 272 7 277.41 174.506 272 8 277.18 190.007 272 9 276.96 204.508 272 10 276.77 216.509 273 7 278.18 164.0010 273 8 277.98 179.0011 273 9 277.79 191.0012 273 10 277.53 207.50 278.98 297.50注：1.发电引用最大流量 5m3/s，相对较小，在计算时不予考虑。2.校核情况计算见下表 1-4,图 1-4。表 1-4 校核洪水水位流量关系曲线：（关系曲线见附图六）高程（m）下泄流量（m 3/s)面积(m 2)增加库容Vi（万 m3）初始库容V（万m3）最终库容V（万m3）水位（m）150 22662.58 8158527.43 17237860 17237860 281.65200 19345.82 6964495.09 17237860 17237860 280.58250 16676.96 6003704.88 17237860 17237860 279.72300 14307.06 5150541.60 17237860 17237860 278.95350 12105.39 4357939.36 17237860 17237860 278.24273400 9996.81 3598851.60 17237860 17237860 277.561.2 防浪墙顶高确定0.502 1 0.99 21.92 272 273 2740.502 2 0.97 61.13 273 274 2750.502 3 0.96 110.69 274 275 2760.502 4 0.94 167.92 275 276 2770.502 5 0.93 231.20 276 277 2780.502 6 0.92 299.35 277 278 2790.502 7 0.90 371.46 278 279 2800.502 8 0.89 446.79 279 280 281- 7 -根据碾压式土石坝设计规范,堰顶上游 L 型挡墙在水库静水位以上高度按下式确定： y=R+e+A （1-2）式中：y-坝顶超高R-最大波浪在坝坡上的爬高，按 h1%算e-最大风雍水面高度，按 hz 算A-安全超高。库区多年平均最大风速 12.6 m/s，吹程 1.6Km。表 1-5 土坝坝顶安全超高值(m)坝 的 级 别运用情况I II III IV、V正常 1.5 1.0 0.7 0.5非常 0.7 0.5 0.4 0.3波浪要素采用鹤地水库公式：， ，31208120%65.VgDVgh 21020386.VgDLm mzLHcth2%1式中： 累积频率为 2%的波高(m)Lm平均波长(m) V0 为水面以上 10m 处的风速，正常运用条件下 III 级坝，采用多年平均最大风速的 1.5 倍；非常运用条件下的各级土石坝，采用多年平均最大风速。设计波浪爬高值根据工程等级确定，3 级坝采用累积频率为 1%的爬高值 。%1h按上述公式算出的为 ，再根据频率法按下表可得出 。%2h%1h表 1-6:不同累积频率下的波高与平均波高比值(h p/hm)P%hm/Hm0.01 0.1 1 2 4 5 10 14 20 50 900.13.42 2.97 2.42 2.23 2.02 1.95 1.71 1.6 1.43 0.94 0.370.10.23.25 2.82 2.3 2.13 1.93 1.87 1.64 1.54 1.38 0.95 0.431.2.1 正常蓄水位和设计洪水位状况1.5268.9m/sV mgVDh 16.8.9.186090625.0 23122311%2 - 8 -mgVDLm 317.98.9.186003.0386.21221 查表 1-6，因为 hm/Hm 接近于 0，故 ，hm50.3.%则 5.42.%1mcthLHcthmz 534.0317.942317.92 A =0.7m得:h 正 =h 设 = R+e+A =1.259+0.534+0.7=2.493m 正 =Z 正 +h 正 =276+2.493=278.493m 顶 =Z 设 +h 设 =277.53+2.493=280.023m1.2.2 校核状况 12.6/Vms mgVDh 642.081.96.12089.0625.05 23123181% gLm 89.36. 22 查表 1-6，因为 hm/Hm 接近于 0，故 ，mhm803.64.%2则 978.42.%1cthLHctmz 246.1.651.6322 A =0.4m得，h 校 = R+e+A =0.697+0.246+0.4=1.343m 校 =Z 校 +h 校 =278.98+1.343=280.323m综上，取 顶 =280.4m坝顶高 = 280.4-1.2=279.2m高于校核洪水位， （sl 228-98 第 5.1.2）防浪墙高为 280.4-276-0.2= 4.2 m- 9 -第二章 L 型挡墙计算由规范 sl_379-2007 可查得该工程的防浪墙属于三级水工建筑物, 顶宽不小于 0.3m，取0.5m（见规范 4.2.7，墙后填土不到顶时，墙顶宽度宜适当放宽） ，底板厚度不小于 0.3m，取 0.5m（见规范 4.2.10）底板长度取 4m。具体布置见图 2-1。2.1 荷载计算方法2.1.1 土压力系数计算及荷载计算公式土压力：土压力采用朗肯土压力理论计算，取单宽 1m。（2-1）KH21E式中：E土压力；土的容重；H土体厚度；K土压力系数。1）主动土压力系数： = （2-2） aK245tn2式中： 内摩擦角，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， =38.58= = =0.232at258.3ta22）被动土压力系数： = =4.314 （2-3）p45tn23）静止土压力系数： （2-4）10K式中： 墙后填土的泊松比，取为 0.25计算得 K0=0.33静水压力：（2-5）21HPw式中： 水的容重；wH 水深。浪压力：图 2-1- 10 -坝前水深 H 大于 ，为深水波。105.32/mL（2-6）2/L/)h(P012%z0 式中： 水的容重 0累积频率 1%的波高。%1h波浪中心线高出计算静水z位L1、L 2见图 2-22.1.2 不同工况下荷载计算：工况一：正常蓄水位由于挡墙底高程在正常蓄水位上，虽然浪压力会对挡墙产生作用，但较小故忽略，因此作用在挡墙上的力只有墙后填土压力。由于在墙后填土的作用下墙有背离填土移动的趋势，故墙后填土压力应为主动土压力。墙底截面处以上的土压力 kN506.213.60.21KH2E2a1 其产生的弯矩 （逆时针） /m/5M墙身截面以上的土压力 kN935.142.052KHEa2 工况二：完建工况：因为完建工况时没有蓄水至正常蓄水位，所以各部分力同正常蓄水位工况工况三：设计洪水位工况：底板底截面处以上： 静止水压力： kNHPw67.83.19212产生的弯矩 M0=8.6761.33/3=3.847 kNM（顺时针）浪压力： 2/)( 012%12 LLhzL = 2/3.1895.379.38.9 =25.866 kN图 2-3 工况一下荷载示意图图 2-2 浪压力计算示意图- 11 -作用点距墙身底截面 m24.181.9/6.253373.125. 2e在墙身底截面产生的弯矩M3=25.8661.24=32.112 kNM（顺时针）判断墙后填土压力是何种土压力：若是被动土压力，则=399.91 KNppKHE25.0远大于静止水压力与浪压力，故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，故该工况下土压力近似为静止土压力。=30.59 KN0205.KHE产生的弯矩 M1=30.593/3=30.59 KNM(逆时针)墙身底截面以上：静止水压力： kNHPw38.21浪压力： 2/)( 012%10 LLhzL = 2/83.01964.79.8.9 =20.99 kN作用点距底板底截面 me 97.081.9/.2038.03.237183.94.12 2在墙身底截面产生的弯矩 M3=20.990.97 =20.36 kNM（顺时针）产生的土压力为静止土压力，静止土压力: =21.24 kN0205.KHEM= 21.240.833=5.8764 kNM（逆时针）图 2-4 工况三 底板截面荷载示意图图 2-5 工况三 墙身底截面荷载示意图- 12 -工况四：校核洪水位 底板截面以上： 静止水压力： 2137.91wPHkN浪压力： 2/)( 012%120 LLhzL = 2/78.19/76.8.)6.4.89 =14.25 kN作用点距底板底截面： me 08.281.9/25.14378.2.3078.256.21 在底板底截面产生的弯矩 M3=14.252.077 = 29.60 kNM（顺时针）判断墙后填土压力是何种土压力：若是被动土压力，则=399.91 ppKHE25.0KN 远大于静止水压力与浪压力，故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，故该工况下土压力近似为静止土压力：静止土压力: =30.59 kN0205.KHE对底截面产生的弯矩 M1=30.593/3=30.59 KNM(逆时针)墙身底截面处以上： 静止水压力： kNPw50.28.1.921对底板底截面产生的弯矩 M0=25.502.28/3 =19.38 kNM（顺时针）浪压力： /)( 2012%120 LLhzL = 2/8.19.8.)697.4.89 = 13.58 kN作用点距墙身底截面图 2-6 工况四 底板截面荷载示意图- 13 -me 6.181.9/533284.028.47.212 在底板底截面产生的弯矩 M3=13.581.66 = 22.54 kNM（顺时针）判断墙后填土压力是何种土压力：若是被动土压力，则=277.71 ppKHE25.0KN 远大于静止水压力与浪压力，故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，故该工况下土压力近似为静止土压力。=21.24 KN 0205.KHE对底截面产生的弯矩 M1=21.242.28/3 =16.14 KNM(逆时针)2.2 最危险工况判定由于抗滑稳定验算和基底应力验算时不同工况下虽然荷载大小不同，但各种工况下的规范允许值也不同，故不宜判断何种工况为最危险工况，为避免判断错误，对四种工况均进行验算。挡墙配筋计算时的最危险工况判定具体见 2.6。2.3 L 型挡墙的抗滑稳定计算 摩擦公式： （2-HGfKc7）式中：K C 沿基底面的抗滑稳定安全系数，基本组合为 1.25，特殊组合为 1.1f 摩擦系数，f=0.5 0.6,取 f=0.5； 作用在挡墙上全部垂直于基底面的荷载（kN ） ；G 作用在挡墙上全部平行于基底面的荷载（kN） 。H工况一：正常蓄水位（如图 2-3） 主动土压力： （）;KNEa506.21土盖重： ()； G35.1491挡墙自重： () KN475.90.73.2 图 2-7 工况四 墙身底截面荷载示意图- 14 -则抗滑稳定系数 58.506.213.497.0HGfKcKK=1.25 ，满足要求。工况二：完建工况 同正常蓄水位工况工况三：设计洪水位工况 见图（2-4）静止土压力： （） ； KNEa30.59静止水压力： （） ；Pw678浪压力： （ ） ； L2.土盖重： ()； G35149挡墙自重： () ； KN7.02水重： ()89.4683则抗滑稳定系数 92.305.86.27.4903150HfcKK=1.1，满足要求。工况四：校核洪水位(如图 2-6)静止土压力： （） ； KNEa59.30静止水压力： （） ；Pw17浪压力： （） ； L4.2土盖重： ()； G3591挡墙自重： () ； KN7.02水重： ()42.138.683则抗滑稳定系数 87.59.305.19.742750HfcKK=1.1，满足要求。2.4 L 型挡墙的基底应力计算- 15 -（2-8）WMAGminax式中： 挡墙基底应力的最大值或最小值；minax作用在挡墙上全部垂直于基底面的荷载（kN ） ；G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；MA 挡墙基底面的面积（A=14=4m 2） ；W 挡墙基底面对于基底面中点平行前墙方向的截面矩（） 。3267.416m工况一：正常蓄水位（如图 2-3） KNG8.95.7.90墙身自重对底板底部中点的力矩 M1=43.4751.15=50.00 （逆时针） ；MKN盖土重对底板底部中点的力矩 M2=149.350.55=82.14 （顺时针） ；主动土压力对底板底部中点的 M3=21.506 (逆时针)(顺时针)634.105.20.14.82MKN计算得： Pamk25/97839minax 工况二：完建工况同正常蓄水位工况工况三：设计洪水位工况（见图 2-4）： KNG715.2489.475.03.19墙身自重对底板底部中点的力矩M1=43.4751.15=50.00 （逆时针） ；MKN盖土重对底板底部中点的力矩M2=149.350.55=82.14 （顺时针） ；水重对底板底部中点的力矩 M3=4.891.7=8.313 (逆时针) ；MKN静止土压力对底板底部中点的 M4=30.593/3=30.59 (逆时针)；静止水压力对底板底部中点的 M5=8.6761.33/3=3.846 (顺时针)；浪压力对底板底部中点的力矩 M6=25.8661.24=32.112 (顺时针) ；(顺时针)195.2.301.8512.3846.1.2 M图 2-8- 16 -计算得:maxin24.7159.67.13/50PGMAWkNPa工况四：校核洪水位(见图 2-6) KNG245.3.147.93.1墙身自重对底板底部中点的力矩 M1=43.4751.15=50.00 （逆时针） ；MKN盖土重对底板底部中点的力矩 M2=149.350.55=82.14 （顺时针） ；水重对底板底部中点的力矩 M3=13.421.7=22.814 (逆时针) ；静止土压力对底板底部中点的 M4=30.593/3=30.59 (逆时针)；静止水压力对底板底部中点的 M5=37.912.78/3=35.13 (顺时针)；KN浪压力对底板底部中点的力矩 M6=14.252.077=29.60 (顺时针) ；M(顺时针)46.359.0814.20.56.2913.54.82 M计算得： PamkWMAGP 25/1.7.3minax 各种工况下挡墙平均基底应力均小于地基允许承载力，最大基底应力不大于地基允许承载力的 1.2 倍；且挡墙基底应力的最大值与最小值之比为 1.7 小于规范允许的 2.5。所以基底应力满足要求。2.5 L 型挡墙抗倾覆稳定计算根据水工挡土墙设计规范 （SL379-2007）6.4.3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；2. 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） 。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。2.6 L 型挡墙配筋计算2.6.1 墙身配筋计算最危险工况判定：工况一：正常蓄水位墙身底截面上只受到主动土压力产生的弯矩。图 2-9图 2-10- 17 -其产生的弯矩 M114.9352.5/3=12.45 kNm（逆时针）工况二：完建工况 与正常蓄水位工况相同图工况三：设计洪水位静止土压力产生的弯矩 M1=21.24 kNm（逆时针） 静止水压力产生的弯矩 M2=3.38 kNm（顺时针） 浪压力产生的弯矩 M3=20.36 kNm（顺时针） 工况四：校核洪水位静止土压力产生的弯矩 M1=16.142 kNm（逆时针） 静止水压力产生的弯矩 M2=19.38 kNm（顺时针） 浪压力产生的弯矩 M3=22.542 kNm（顺时针） 配筋计算：（2-210 lqlgMkQkG9）式中： 安全级别，该防浪墙属 3 级，结构安全级别为 II 级， ；0 0.1 设计状况系数， ； 0.1、 永久、可变荷载分项系数，浪压力取 1.2；静止土压力和主GQ动土压力取 1.2 ；静水压力取 1.0 012124549GkQkMglqlkNm正 常 01236.08.1423GkQkllk设 计 0121254.93.676GkQkMglqlkNm校 核工况四位最危险工况。根据水工挡土墙设计规范 SL_379-2007,墙身配筋可按固支在底板上的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，混凝土保护层厚度c=30mm，a=35mm,取单位宽度 1m 进行计算，混凝土采用 C20，则轴心抗压强度图 2-11- 18 -设计值 。钢筋采用级钢筋，2/0.1mNfc 2/310mNfy截面抵抗矩系数： （2-10）20hbfMcds式中： 结构系数，d2.1d05.2hbfMcs校 核，属于适筋破坏。 41bs钢筋面积： 20 531065mfAyc 配筋率： %.4.6125min0hbs故采用最小配筋率配筋： 200min 5.97.As 选配 10110（ ） ，分布钢筋采用 10250。2714s在下游侧采用构造对称配筋，配 10110，分布钢筋采用 10250。配筋图见细部构造图。2.6.2 底板配筋计算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。最危险工况判定：基底反力作用点距 2-2 截面 2.958.1623.941.73e m基底反力在 2-2 截面产生的弯矩：（基地反力见图 2-12） (逆时针)；1260.92MMkN盖土重在此截面产生的弯矩 =149.352.9/2=216.56 （顺时针） ；k自重在此截面产生的弯矩 （顺时针）41.92.5.3MN；各力在 2-2 截面产生的弯矩之和：图 2-12- 19 -0121.0.216.549.06.7958GkQkMglqlkNm正 常 完 建 （ 顺 时 针 ）工况三：设计洪水位基底反力作用点距 2-2 截面2.956.327.16.50e m基底反力在 2-2 截面产生的弯矩：（基地反力见图 2-13） 12.956.372.16.50281.6M(逆时针)；kN各力在 2-2 截面产生的弯矩之和：工况四：校核洪水位 012128.6.0.561049.56GkQkglqlkm设 计 逆 时 针基底反力作用点距 2-2 截面 .9.759.1.53436e m基底反力在 2-2 截面产生的弯矩：（基地反力见图 2-14） 12.95.79.61.53401.6M(逆时针)；kN各力在 2-2 截面产生的弯矩之和： 0121.85.3.60.561049.3GkQkglqlkm校 核 逆 时 针故最危险工况为校核洪水位工况。由于防浪墙处于水位变动区，故环境类级为三类，混凝土保护层厚度 c=30mm，a=35mm, 取单位宽度 1m 进行计算，混凝土采用 C20，则轴心抗压强度设计值 。钢筋采用级钢2/0.1mNfc图 2-13图 2-15图 2-14- 20 -筋， 。 2/310mNfy截面抵抗矩系数： 20hbfMcds式中： 结构系数，d.1d62203.017.5scfbh，属于适筋破坏。 1170.4sb钢筋面积： 20 6531csyfAm 配筋率： 0min025%146sbh故采用最小配筋率配筋： 200min 5.97.As选配 10110（ ） ，分布钢筋采用 10 250。2714As- 21 -第三章 复合土工膜计算3.1 0.4mm 厚土工膜250 高程以上铺设 0.4mm 厚复合土工膜，故其所承受最大水压力： max9.8127.50.284.9PKPa拉应力为 ：（取 b=0.01m）0.240.4.1/.Tb计算结果如下： 表 3-1：应变（%）1 2 2.5 3 5 10 15 20拉应力t（kN/m）5.80 4.10 3.67 3.35 2.59 1.83 1.50 1.30应变土工膜拉伸实验曲线数据如下表（纵向）：表 3-2：纵向 （%）1 2 3 5 8 10拉应力（kN/m）T1.41 2.74 3.93 5.95 8.29 9.55注： ，mkN/3.0max%9.60ax土工膜拉伸实验曲线数据如下表 (横向)表 3-3：应变 （%）1 2 3 5 8 10拉应力 （kN/m）T1.7 3.22 4.46 6.34 8.47 9.69注： ，mkN/69.3max8.6ax取表（3-1 ） 、表（3-2 ） 、和表（3-3）分别与两条土工膜拉伸实验曲线相交，见附图八，得数据如下表： 表 3-4边界情况 T maxTaxK1 K2纵向 3.55 2.64 30.33 60.9 8.54 23.07长条缝横向 3.76 2.39 33.69 66.8 8.96 27.95注：T、 单位为 kN/m， 、 单位为% ；maxmaxK1 = /T，K 2= / ；ax根据经验，当 K1、K 2 均大于 5 时，即认为所用土工膜强度满足要求。3.2 0.6mm 厚土工膜- 22 -255 高程以下铺设 0.6mm 厚复合土工膜，故其所承受最大水压力： max9.8127.4.53.PKPa在垂直于长条方向，拉应力最大，为 （取 b=0.01m）0.240.3.01.9Tb计算结果如下表表 3-5：应变 （% ）1 2 2.5 3 5 10 15 20拉应力 T（kN/m） 10.90 7.71 6.89 6.29 4.87 3.45 2.81 2.44 注：T=1.069/ 。土工膜拉伸实验曲线数据如下表 (纵向)3-6：应变 （% ）1 2 3 5 8 10拉应力 （kN/m）T2.21 4.38 6.44 10.04 13.74 15.4注： ，mkN/51.39max%.6ax土工膜拉伸实验曲线数据如下表 (横向)3-7：(%) 1 2 3 5 8 10T 1.57 3.64 6.3 8.76 11.61 13.16注： ，mkN/94.37max5.69ax取表（3-5 ） 、表（3-6 ） 、和表（3-7）分别与两条土工膜拉伸实验曲线相交，见附图九，得数据如下表：表 3-8边界情况 T maxTaxK1 K2纵向 6.34 2.9 39.51 62.2 6.23 21.45长条缝横向 6.30 3.0 37.94 69.5 6.02 23.17注：T、 单位为 kN/m， 、 单位为% ；maxmaxK1 = /T，K 2= / ；ax根据经验，当 K1、K 2 均大于 5 时，即认为所用土工膜强度满足要求。具体图见附图八、附图九。- 23 -第四章 坝坡稳定计算材料浮重度用土力学公式可求得，为 7.00。4.1 第一组滑动面图 4-1 第一组滑动面; ；120.43.67590.4WKN137; 836829.；2.211 1sincostanP2212212cotaitasincos0cPWPKK把已知数据代入上两式，并联立求解可得： ； 。69.4KN1.9c4.2 第二组滑动面- 24 -图 4-2 第二组滑动面示意图; ；120.36.170.4WKN142; ；69370.2172.3211111sincostanP2212212cotaitasincos0cPWPKK把已知数据代入上两式，并联立求解可得： ； 。04.6KN1.48c4.3 第三组滑动面图 4-3 第三组滑动面示意图; ；120.395.748.06WKN14; ；932.0821072.3211111sincostanP2212212cotaitasincos0cPWPKK把已知数据代入上两式，并联立求解可得： ； 。76.43KN1.58c4.4 第四组滑动面- 25 -图 4-4 第四组滑动面; ；120.47.16839.20WKN146; ；.02972.3211111sincostanP2212212cotaitasincos0cPWPKK把已知数据代入上两式，并联立求解可得： ； 。3406.KN1.7c4.5 第五组滑动面图 4-5 第五组滑动面示意图; ；120.43.18729.WKN148; ；5063.7272.3211111sincostanP2212212cotaitasincos0cPWPKK- 26 -把已知数据代入上两式，并联立求解可得： ； 。408.27PKN1.87c4.6 第六组滑动面图 4-6 第六组滑动面示意图; ；120.45.7896.31WKN15; ；0.9238.42872.3211111sincostanP2212212cotaitasincos0cPWPKK把已知数据代入上两式，并联立求解可得： ； 。4790.3KN.c4.7 第七组滑动面（马道）; ；120.64.912.87WKN142; ；2.5832 7.3- 27 -1111sincostan0PWK22122121costaniticos0c WPK把已知数据代入上两式，并联立求解可得： 。.9c4.8 第八组滑动面（马道）; ；120.7.31452.WKN137; ；2.682.21111sincostan0PW22122121costaiticos0c PKK 把已知数据代入上两式，并联立求解可得： 。.38cK4.9 第九组滑动面（马道）- 28 -; ；120.3.1645.7WKN140; ；2.467892972.321111sincostanPW22122121costaniticos0c PKK 把已知数据代入上两式，并联立求解可得：； 。.cK4.10 第十组滑动面（马道）; ；120.73.164.25WKN139; ；5082872.321111sincostan0PW- 29 -22122121costansintasincos0cWPWPKK把已知数据代入上两式，并联立求解可得： 。.3cK经过验算，下游坝坡稳定。- 30 -第五章 坝坡面复合土工膜稳定计算5.1 混凝土护坡与复合土工膜间抗滑稳定计算现浇混凝土保护层厚 10，设竖缝，缝距 15m，缝内放沥青处理过的木条1m 长，间断 1，且在护坡混凝土板线设 =1、孔距 2m 的排水孔，使其畅通排水。因此水库水位降落时，混凝土护坡与复合土工膜间的水与水库水位同步下降，对混凝土板不产生反压力。故竣工期、满蓄期以及水位下降期抗滑稳定分析相同。现浇混凝土与复合土工膜的摩擦系数采用 0.6，粘结力按 0.0、0.1 kg/cm2 分别计算稳定安全系数。由受力平衡可得安全系数 K 为：（5-1）sintatcf式中：f 为摩擦系数； 为坝坡与水平面夹角；c 为粘结力；t 为混凝土保护层厚度（取 10） ； 为混凝土密度。当不考虑粘结力时 0.6.9tan1/5fK当粘结力为 时：228.9/1.0mNckq81.60tsi/30542ft 显然，经过涂沥青处理和现浇混凝土护坡后，坝坡是稳定的。5.2 复合土工膜与下垫层间的抗滑稳定计算考虑不利运行情况，分竣工期未蓄水和水库满蓄运行两种情况。由于蓄水后水压力使复合土工膜对下垫层施加很大压力，使其安全系数更大，故只计算竣工期未蓄水情况。复合土工膜与垫层水泥浆之间摩擦系数根据文献资料采用 0.577，粘结力c=0.0、 0.1kg/2 分别计算。由受力平衡可得安全系数 K 为：（5-2）sintan膜Wtcf式中：f 为摩擦系数； 为坝坡与水平面夹角；c 为粘结力；t 为混凝土保护层厚度（取 10） ； 为混凝土密度； 为土工膜重量。膜当不考虑粘结力时0.57.8tan1/fK
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