目錄TOC\o"1-3"\h\z\u166831基本資料 131141.1工程概況 1158001.2工程規(guī)模 2212171.3氣象水文資料 3127011.3.1流域概況 3101651.3.2氣象 319751.3.3徑流與洪水 3300171.3.4泥沙 4180811.3.5河道水位流量關(guān)系曲線 5318641.4地質(zhì)資料 5136281.4.1壩址區(qū)工程地質(zhì)概況 6131941.4.2壩址基巖物理力學(xué)參數(shù) 6226562工程等別及建筑物級別 8319833非溢流壩壩體設(shè)計 9155853.1剖面擬定 9326993.1.1剖面設(shè)計原則 9204283.1.2擬定基本剖面 9296123.1.3擬定實用剖面 9291863.2荷載計算及其組合 1416813.2.1自重W 15291513.2.2靜水壓力P 16281533.2.3揚壓力U 20217113.2.4泥沙壓力 2339173.2.5浪壓力 24208683.2.6其它荷載 26147833.3穩(wěn)定分析 26103993.3.1抗滑穩(wěn)定分析 2622313.3.2抗傾穩(wěn)定分析 30143233.4應(yīng)力分析 31313983.4.1正常蓄水位 33175443.4.2設(shè)計洪水位 34264673.4.3校核洪水位 3566594溢流壩壩體設(shè)計 3767824.1泄水方式的選擇 37210364.2溢流壩剖面擬定 37146434.2.1壩頂曲線段 37280594.2.2中間直線段 3963664.2.3反弧段 39283734.3消能防沖設(shè)計 4146374.3.1確定消能形式 42295454.3.2挑流鼻坎設(shè)計 43322664.3.3水舌挑距L的估算 43252854.3.4沖刷坑深度的估算 44138705細(xì)部構(gòu)造設(shè)計 46186475.1壩頂構(gòu)造 46299785.2分縫止水 46252875.2.1壩體分縫 4694235.2.2止水設(shè)計 48220755.3大壩材料分區(qū) 48208255.3.1面層防滲層 4841065.3.2壩基墊層 49269525.3.3溢流面防護層 49279825.4壩體排水 497485.4.1排水目的 49107995.4.2布置原則 49216345.4.3設(shè)計數(shù)據(jù) 50112325.5廊道系統(tǒng) 50160525.5.1壩基灌漿廊道 50101455.5.2檢查及壩體排水廊道 5110416地基處理設(shè)計 52304106.1地基處理目的 52239256.2清基開挖 52102776.2.1開挖原則 52231536.2.2開挖設(shè)計 5284836.2.3壩基清理 52138796.3固結(jié)灌漿 53301306.3.1設(shè)計要求 53196006.3.2設(shè)計方案 5350476.4防滲排水 53307006.4.1帷幕灌漿 5419226.4.2壩基排水 55103816.5軟弱帶處理 5622286.5.1斷層破碎帶的危害 56180046.5.2斷層破碎帶處理措施 56152096.5.3軟弱夾層的處理 57147847施工條件分析 59121997.1工程概況 5977107.2合同范圍 59146947.3水文氣象條件 60281547.4地質(zhì)條件 60198797.4.1地形地貌 60174887.4.2地層巖性 60136887.4.3壩址區(qū)物理地質(zhì)現(xiàn)象與邊坡穩(wěn)定評價 61245907.4.4壩址基巖物理力學(xué)參數(shù) 61117287.5交通及通訊條件 61176407.6生活辦公營地 629467.7建筑材料來源 62275368施工總布置 63301968.1場地規(guī)劃 63176038.1.1左岸施工場地規(guī)劃 63129468.1.2右岸施工場地規(guī)劃 63117408.2施工道路布置 63131968.2.1對外交通道路 63109438.2.2對內(nèi)交通道路 6480799施工工廠設(shè)施和大型臨建工程 6562349.1混凝土粗骨料與砂石的開采購買 65135579.2砂石骨料加工系統(tǒng) 65256299.2.1砂石加工系統(tǒng)布置 65148339.2.2所需機械設(shè)備和勞動力 65307219.2.3骨料加工系統(tǒng)布置 667299.3混凝土拌合系統(tǒng) 66184739.3.1概述 66265979.3.2系統(tǒng)布置 6656589.3.3混凝土原材料 6835639.3.4混凝土配合比 69243489.3.5系統(tǒng)生產(chǎn)與管理 70258159.3.6主要施工特點 7241619.4MD900塔吊運輸布置 7261179.4.1MD900塔吊運輸 72301479.4.2MD900塔吊特性 7216569.4.3MD900塔吊安裝 72315759.4.4MD900塔吊拆除 73301959.5綜合加工廠 73204599.5.1鋼筋加工廠及木材加工廠 7392929.5.2機械修配、保養(yǎng)及停放場 733119.5.3油庫 7465289.5.4綜合倉庫 74194549.6供水供電系統(tǒng) 74269189.6.1供水系統(tǒng) 74163109.6.2供電系統(tǒng) 7436119.7生活辦公營地 752256110施工總進度計劃 76617910.1施工總進度的編制原則 76122910.2夕昌大壩施工進度計劃 762558110.2.1概述 76554210.2.2施工時段安排 77611110.2.3施工進度橫道圖 783199110.2.4關(guān)鍵線路 781345811施工導(dǎo)流 79679711.1導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn) 791584911.2導(dǎo)流工程施工方法 79841111.2.1導(dǎo)流方法 802717511.2.2輔助導(dǎo)流的主要方式 802772311.2.3導(dǎo)流方式的選擇 812827611.2.4施工程序 81977111.2.5施工方法 813190811.2.6道路工程施工方法 83609111.3施工進度 832567911.4導(dǎo)流工程量 843066811.5導(dǎo)流工程資源配置 84650812主體工程施工 86273912.1一期主要節(jié)點進度計劃 861359112.2一期主要施工項目的強度分析 863103112.2.1土石方工程 862691512.2.2碾壓混凝土 87458412.3二期主體工程施工 872602712.4二期主要施工項目的強度分析 87643112.4.1土石方工程 872656012.4.2碾壓混凝土 88853212.5帷幕灌漿 89892812.6施工工藝及技術(shù) 893054812.6.1大壩混凝土施工方法 8973912.6.2石方明挖施工方法 891866312.6.3混凝土施工工藝流程 902930212.6.4模板施工方法 92867912.6.5鋼筋加工安裝 932928812.6.6止水片制作安裝方法 933145112.6.7縫面處理施工方法 942874712.6.8混凝土澆筑 941166312.6.9養(yǎng)護 953257212.6.10特殊氣候條件下施工 95185312.6.11碾壓混凝土現(xiàn)場生產(chǎn)性試驗 972759912.7支護工程 971159512.7.1支護工程施工流程 971137512.7.2施工方法 972884112.8灌漿工程施工方法 993116012.8.1灌漿施工布置 991978512.8.2施工程序 1003034712.8.3施工方法 1003234112.8.4排水孔施工方法 1011995912.8.5施工機械定額簡介 101538313質(zhì)量計劃 104746113.1質(zhì)量管理組織機構(gòu) 1041211213.2試驗檢驗計劃 1042916213.2.1原材料試驗 104530413.2.2施工試驗 1041092913.2.3進貨檢驗和試驗 1042945213.2.4過程檢驗和試驗 1051096313.2.5竣工驗收 10548913.2.6檢驗和試驗記錄 1051193113.3主要針對性質(zhì)量控制措施 1051922713.3.1土石方開挖、填筑質(zhì)量控制措施 105935313.3.2混凝土工程質(zhì)量控制措施 105189214安全計劃 1102395514.1消防安全計劃 1101490214.2主要針對性安全措施 1101342114.2.1交通安全措施 1101954014.2.2高空作業(yè)安全措施 111311214.2.3特殊工種安全施工措施 111934715醫(yī)療健康環(huán)保計劃 1121859215.1醫(yī)療健康環(huán)保管理機構(gòu) 1123037915.2醫(yī)療健康計劃 1121423215.3環(huán)保體系 112130415.4針對性健康環(huán)保措施 1122238715.4.1施工廢水處理 1131145715.4.2建筑垃圾處理措施 113432615.4.3醫(yī)療健康措施 114735515.4.4施工噪音控制措施 1142537515.4.5其它環(huán)保措施 11423101參考文獻 11615918致謝詞 11732235獨撰聲明 11826039附錄1重力壩設(shè)計分項系數(shù) 11915417附錄2不同情況下荷載計算成果表 121某水電站重力壩設(shè)計與施工組織設(shè)計作者：劉欣歐陽喜川馮彥中王坤周黎指導(dǎo)教師：伍迪（2010級水利水電工程）摘要：本次設(shè)計為混凝土重力壩設(shè)計及施工組織設(shè)計，通過設(shè)計修建水庫以解決當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)用水及灌溉用水問題，同時改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，增加農(nóng)民收入。設(shè)計的主要準(zhǔn)備工作包括徑流資料分析，水文氣象資料分析，巖層狀況分析以及重力壩的施工組織條件分析。本設(shè)計采用碾壓混凝土重力壩方案，重力壩設(shè)計的主要內(nèi)容包括壩體的設(shè)計，壩型的選擇，擋水壩段的設(shè)計，溢流壩段的設(shè)計，壩體細(xì)部構(gòu)造與壩基處理。重力壩施工組織設(shè)計的主要內(nèi)容包括施工導(dǎo)流，主體工程施工，施工進度計劃，施工總布置，資源需求量計算以及主要技術(shù)供應(yīng)。本次設(shè)計中，重力壩最大壩高108米，壩底寬87米，壩頂寬11米，溢流壩段寬10米，土石方開挖量96萬方，混凝土澆筑量68.5萬方。關(guān)鍵詞：碾壓重力壩荷載計算應(yīng)力分析施工組織設(shè)計GravityDamDesignoftheHydropowerStationAndConstructionOrganizationDesignAuthor：LIUXinOUYANGXi-chuanFENGYan-zhongWANGKunZHOULiSupervisor：WUDi(Hydro-electronicEngineeringMajorof2010’s)Abstract:ThedesignisabouttheconcretegravitydamdesignandconstructionorganizationdesignThroughthisdesign,theproblemoflocalurbanwaterandtheirrigationwateraresolved,andthelocalecologicalenvironmentisimprovedaswellasincreasefarmers'income.Themainlypreparationofthedesignincluderunoffhydrologicmeteorologicaldataanalysis,rockconditionanalysisandtheconstructionconditionanalysisofgravitydamroller.Therolledconcretegravitydamschemewasadoptedinthisdesign.Themaincontentofthegravitydamdesignincludethedesignofthedambody,theselectionofdamtype,thedamsection,thedesignofthecomputation,thedamdetailstructureandthemaincontentofthedamfoundationofgravitydamconstructionOrganizationdesignincludetheconstructiondiversion,thesubjectconstruction,theconstructionschedule,theconstructionlayout,theresourcesdemandcalculationantthemaintechnologysupply.Themaindesignparametersarethatthemaximumdamheightis108meters,thedambottomwidthis87meters,thetopwideis11meters,theoverflowdamwide10meters,theconditionsexcavatedvolumeis960000m3,andtheconcreteamountis685,000m3.KeyWords：RCCGravitydamLoadcalculationStressanalysisConstructionorganizationdesign1基本資料1.1工程概況擬建的夕昌水庫位于青海省循化縣東南部的清水河左岸支流夕昌溝上。循化撒拉族自治縣位于青海省東部，祁連山支脈拉雞山東端，黃河由西向東橫貫縣境北部?？h域東西長68km，南北寬57km，總面積2100km2。東與甘肅省積石山保安族東鄉(xiāng)族撒拉族自治縣和臨夏縣接壤，南臨甘肅省夏河縣和青海省同仁縣，西靠尖扎縣。北同化隆回族自治縣為鄰，東北與民和回族土族自治縣相連，其地理位置圖如圖1所示。圖1工程地理位置圖夕昌水庫的修建有利于改善該流域的灌溉及人畜飲水現(xiàn)狀，可以促進當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的較快發(fā)展，增加農(nóng)民的經(jīng)濟收入，提高農(nóng)民的生活水平，同時可以改善該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，所以，修建夕昌水庫水庫具有特殊的社會效益。夕昌水庫綜合利用功能有，三鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)灌溉（含改善和擴大灌溉面積）、三鄉(xiāng)林業(yè)灌溉、三鄉(xiāng)人畜飲水、生態(tài)用水兼顧防洪等功能。其功能主次順序即為①農(nóng)業(yè)灌溉②人畜飲水③河道內(nèi)生態(tài)用水④防洪。1.2工程規(guī)模夕昌水庫擔(dān)負(fù)多項綜合利用任務(wù)，其要達到的效益目標(biāo)為：解決2020年設(shè)計水平年的城鎮(zhèn)供水、人畜飲水問題。徹底改善項目控制區(qū)內(nèi)的原水澆地（30113.5畝）的用水問題，解決項目區(qū)旱變水（17982.2畝）的灌溉用水問題，根據(jù)水量情況新增部分耕地500畝和林地4000畝，總計效益面積52595.7畝。其中設(shè)計水平年農(nóng)業(yè)萬灌溉用水量為1724.70萬每年，城鎮(zhèn)與農(nóng)村人畜飲水量為135.48萬每年，河道內(nèi)生態(tài)用水量為360.00萬每年，合計2220.20每年。基本的工程參數(shù)特征表見下表1：表1基本的工程參數(shù)特征表序號項目數(shù)值單位1壩址控制流域面積229.52多年平均徑流量2373.09350%的年徑流量23114下游河道防洪標(biāo)準(zhǔn)洪峰流量（P=5%）675下游河道防洪標(biāo)準(zhǔn)洪量（P=5%）156.486設(shè)計洪峰流量（P=1%）1597設(shè)計洪量（P=1%）320.938校核洪峰流量（P=0.1%）3659校核洪量（P=0.1%）559.3410懸移質(zhì)輸沙量3.6511推移質(zhì)輸沙量0.7312死庫容10713死水位290014興利庫容834.8715正常蓄水位2941.8516正常蓄水位以下庫容941.8717回水長度2.8918溢流壩寬度1019設(shè)計洪水位2944.820滯庫庫容99.421設(shè)計洪水位以下庫容1041.2722設(shè)計洪水位時回水長度2.9723校核洪水位2947.0224調(diào)洪庫容179.89續(xù)表1-125校核洪水位以下庫容（總庫容)1121.7626校核洪水位時回水長度3.0327河床高程2857.8928C25混凝土軸心抗壓強度11.91.3氣象水文資料1.3.1流域概況擬建的夕昌水庫位于青海省循化縣東南部的清水河左岸支流夕昌溝上。清水河（又稱清水溝、起臺溝）是循化縣境內(nèi)除黃河干流以外最大的一條河流，發(fā)源于循化縣境東南隅達里加山的達力加錯天池以西約1km的礫石地，海拔為4155m，自南向北流經(jīng)循化縣的剛察鄉(xiāng)、白莊鄉(xiāng)、道幃鄉(xiāng)、清水鄉(xiāng)，在縣城積石鎮(zhèn)以東約7km處的清水鄉(xiāng)境內(nèi)從右岸匯入黃河，干流全長50.5km，流域面積689km2，天然落差達2319m，河道比降37.4‰。清水河流域?qū)俚湫偷狞S土低山丘陵山區(qū)，上游地區(qū)由于受氣候的影響，降水較豐沛，植被良好；中下游地區(qū)，溝壑縱橫，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)較發(fā)達，是循化縣的重要農(nóng)業(yè)區(qū)之一。清水河流域水土流失以水力侵蝕為主，土壤侵蝕模數(shù)在。水土流失主要以暴雨作用下產(chǎn)生泥石流、滑坡、崩塌等形式存在。1.3.2氣象清水河流域地處青藏高原與黃土高原過渡地帶，屬高原半干旱大陸性氣候，有冷曖季和干溫季之分，春季冷曖多變，干旱風(fēng)大，在回曖升溫中常遇劇烈降溫現(xiàn)象；夏季涼爽，降雨較多，雨熱同季；秋季較短暫，氣溫驟降，逐日平均氣溫下降可達4～7℃；冬季漫長，干旱寒冷。根據(jù)循化縣氣象站1959～2006年氣象要素統(tǒng)計，壩址多年平均氣溫8.0℃；極端最高氣溫達32.0℃，極端最低氣溫-25℃，多年平均凍土深度為150cm，無霜期約150天；多年平均風(fēng)速3.6m/s，主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)，50年重現(xiàn)期最大風(fēng)速達20m/s；多年平均年降水量為264.9mm，年內(nèi)分配不均，一般春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）、冬季（12～2月）的降水量分別占全年降水量的16.2%、63.5%、19.9%、0.4%。1.3.3徑流與洪水水文分析主要參照清水河水文站、同仁站和隆務(wù)河口站的資料按無資料地區(qū)進行計算，徑流分析成果和洪水分析成果見表2與表3，夕昌水庫不同頻率設(shè)計洪水過程線如表4。表2夕昌水庫壩址處年徑流計算成果表頻率P(%)1015202530507075808590年徑流32543057290627812671231119851897180316981571表3夕昌水庫不同頻率洪峰流量表頻率P(%)0.050.10.20.330.5123.33510452365308256218159112856742T（h）3.63.844.24.34.75.15.55.86.5表4夕昌水庫不同頻率設(shè)計洪水過程線概化過程不同頻率設(shè)計洪水P=0.05%P=0.1%P=0.2%P=0.33%P=0.5%P=1%P=2%P=3.3%tQtQtQtQtQtQtQtQ00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0513.00.558.80.547.50.540.00.533.30.628.30.620.70.714.60.711.11035.00.9158.21.0127.81.0107.81.189.61.176.31.255.71.339.21.429.81566.01.4298.31.5240.91.5203.31.6169.01.7143.91.8104.92.073.92.156.12091.51.9413.62.0334.02.0281.82.1234.22.2199.52.4145.52.6102.52.877.822100.02.0452.02.2365.02.2308.02.4256.02.4218.02.6159.02.9112.03.1852595.52.3431.72.5348.62.6294.12.7244.52.8208.23.0151.83.3107.03.581.23087.52.8395.52.9319.43.1269.53.2224.03.3190.83.6139.14.098.04.274.44072.53.7327.73.9264.64.1223.34.3185.64.4258.14.8115.35.381.25.661.65056.04.7253.14.9204.45.1172.55.4143.45.6122.16.089.06.662.77.147.66040.55.6183.15.9147.86.1124.76.4103.76.788.37.264.47.945.48.534.47026.06.5117.56.994.97.180.17.566.67.856.78.441.39.229.19.922.18015.07.467.87.854.88.246.28.638.48.932.79.623.910.616.811.312.8906.58.429.48.823.79.220.09.616.610.014.210.810.311.97.312.75.51000.09.30.09.80.010.00.010.70.011.10.012.80.013.20.014.101.3.4泥沙根據(jù)隆務(wù)河的成果，采用多年平均侵蝕模數(shù)為，計算水庫壩址處的多年平均輸沙量為3.65萬t，推移質(zhì)泥沙按懸移質(zhì)的20%計，則多年平均輸沙量為4.38萬t。1.3.5河道水位流量關(guān)系曲線根據(jù)該河段的基本情況，該河段縱比降i=43‰，河床糙率n=0.067，由曼寧公式計算不同水位時的天然流量，繪制的水位流量關(guān)系曲線如圖2。圖2夕昌水庫壩址天然水位流量關(guān)系曲線（上壩址）1.4地質(zhì)資料工程區(qū)的區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較好，據(jù)歷史記載，該地區(qū)未發(fā)生較大地震，故忽略地震帶來的影響。庫區(qū)不存在滲漏，浸沒等問題，固體徑流物為洪水期由夕昌溝上游及兩岸沖溝帶來的推移質(zhì)。經(jīng)取水樣分析，壩區(qū)地下水與河水對普通混凝土不具腐蝕性，作為生活飲用水的河水除細(xì)菌含量，大腸菌群超標(biāo)外，其它指標(biāo)均滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。1.4.1壩址區(qū)工程地質(zhì)概況1.4.1.1地形地貌壩區(qū)段河谷呈“V”型，兩岸山體雄厚，地形坡度30o-70o。壩區(qū)河谷狹窄，谷寬40-70m，發(fā)育有不對稱的二級階地，一級階地高于河床1.5-2.0m，階面寬20-50m，略傾向于河床，二級階地高于河床8-10m，向河床傾斜，階面寬10-30m。兩岸地形完整，由燕山期花崗巖組成的山體雄厚，在地形上具有較好的建壩條件。1.4.1.2地層巖性壩址區(qū)第四系松散堆積層，按成因可分為：a、坡積碎石土：分布于坡鹿及山體斜坡，淺黃色，以砂土為主，碎石與角礫含量30-40%，結(jié)構(gòu)松散，厚度4-8m。b、沖洪積漂礫卵石層：，灰白—青灰色，以卵石為主，礫石含量30%，漂石含量20-30%，砂土充填，結(jié)構(gòu)松散，厚度8-12.5m，分布于現(xiàn)代河床，河漫灘及一、二級階地。c、洪積砂礫卵石層：淡黃色，以卵石為主，礫石含量30-40%，砂土充填，結(jié)構(gòu)松散，厚度5-8m，分布于兩岸沖溝之溝口。d、崩積坡積碎塊石層：灰白色，以塊石為主，碎石含量30%，具架空結(jié)構(gòu)，厚度10-20m，分布于河谷左岸。e、侵入巖，壩區(qū)廣泛分布著燕山期花崗巖,中粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,主要礦物為石英20-30%,長石30-40%,角閃石20%,及少量黑云母,以巖株產(chǎn)出。1.4.1.3壩址區(qū)物理地質(zhì)現(xiàn)象與邊坡穩(wěn)定評價壩區(qū)沖溝不發(fā)育，地形較完整。壩區(qū)物理地質(zhì)現(xiàn)象有泥石流與崩塌。泥石流見壩址右岸上游沖溝及下壩址左岸下游沖溝，但方量不大，對壩區(qū)無大的影響。規(guī)劃壩址區(qū)的壩肩由花崗巖邊坡構(gòu)成，坡度35o-70o，巖體節(jié)理較發(fā)育，其組合關(guān)系對邊坡穩(wěn)定影響不大。自然邊坡仍處于穩(wěn)定狀態(tài)。由崩積體構(gòu)成的邊坡坡度30o-45o，根據(jù)探坑揭露，崩積體主要由塊石構(gòu)成，碎石含量30%，角礫與砂土充填，具架空結(jié)構(gòu)；一般粒徑20-40cm，最大粒徑80cm，成份為花崗巖，具棱角，邊坡穩(wěn)定性較差。坡積碎石土邊坡30o-45o，自然邊坡為穩(wěn)定—基本穩(wěn)定。1.4.2壩址基巖物理力學(xué)參數(shù)根據(jù)9組巖石試驗:花崗巖的天然密度2.6-2.78g/，比重2.73-2.83，吸水率0.51-0.83%，平均值為0.64%，干抗壓強度101.3-168.2Mpa，飽和抗壓強度78-143Mpa，平軟化系數(shù)0.75-0.85，平均值為0.8。上壩址巖體的彈性模量為1075-391738Mpa，平均值為3698.25Mpa，波泊桑比0.01-0.28?；◢弾r的允許承載力可取8.0Mpa，混凝土與花崗巖的抗剪斷摩擦系數(shù)可取1.35，凝聚力ｃ＇可取1.30Mpa,變形模量E可取15GPa。2工程等別及建筑物級別根據(jù)《水工建筑物》[1]確定工程規(guī)模、工程等別、防洪標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，各標(biāo)準(zhǔn)如表5、表6。表5水利水電工程分等指標(biāo)工程等別工程規(guī)模水庫總庫容（億m^3)防洪保護城鎮(zhèn)及工礦

企業(yè)重要性保護農(nóng)田

（萬畝）Ⅰ大（1）型≥10特別重要≥500Ⅱ大（2）型10-1.0重要500-1000Ⅲ中型1.0-0.1中等100-30Ⅳ?。?）型0.1-0.01一般30-5Ⅴ?。?）型0.01-0.001<5表6永久性水工建筑物的級別工程等別永久建筑物的級別主要建筑物次要建筑物Ⅰ13Ⅱ23Ⅲ34Ⅳ45Ⅴ55夕昌水庫總庫容1121.76萬m3，在1.0-0.1億m3之間，屬于Ⅲ等中型工程。供水對象為整個循化縣的核心部分，可以列為中等，屬于Ⅲ等中型工程。保護城鎮(zhèn)為清水鄉(xiāng)，屬于一般，保護農(nóng)田在5-30萬畝之間，屬于Ⅳ等?。?）型工程。根據(jù)規(guī)范，按各指標(biāo)中最高等級確定工程等別：綜合取夕昌水庫工程等級為Ⅲ等中型工程。綜上所述，大壩永久性水工建筑物中的主要建筑物級別為3級，次要建筑物和臨時建筑物為4級。3非溢流壩壩體設(shè)計3.1剖面擬定3.1.1剖面設(shè)計原則1、設(shè)計斷面要滿足穩(wěn)定和強度要求；2、力求剖面較?。?、外形輪廓簡單；4、工程量小，運用方便，便于施工。3.1.2擬定基本剖面重力壩的基本剖面是指在自重、靜水壓力（水位與壩頂齊平）和揚壓力三項主要荷載作用下，滿足穩(wěn)定和強度要求，并使工程量最小的三角形剖面，如圖3，在已知壩高H、水壓力P、抗剪強度參數(shù)f、c和揚壓力U的條件下，根據(jù)抗滑穩(wěn)定和強度要求，可以求得工程量最小的三角形剖面尺寸。根據(jù)《水工建筑物》[1]規(guī)范，一般情況下，上游壩坡坡率n=0～0.2，常做成鉛直或上部鉛直下部傾向上游；下游壩坡坡率m=0.6～0.8；底寬約為壩高的0.7～0.9倍。其剖面圖如圖3。圖3重力壩基本剖面圖3.1.3擬定實用剖面3.1.3.1確定壩頂高程1、超高值Δh的計算（1）基本公式根據(jù)《水工建筑物》[1]規(guī)范，壩頂高程應(yīng)高于校核洪水位，壩頂上游防浪墻頂高程應(yīng)高于波浪頂高程，防浪墻頂至設(shè)計洪水位或校核洪水位的高差Δh，可由式（3-1）計算。Δh=h1%+hz+hc（3-1）Δh—防浪墻頂與設(shè)計洪水位或校核洪水位的高差，m；—累計頻率為1%時的波浪高度，m；—波浪中心線至設(shè)計洪水位或校核洪水位的高差，m；—安全加高，按表7采用,對于Ⅲ級工程，設(shè)計情況hc＝0.4m，校核情況hc＝0.3m。表7壩的安全加高運用情況壩的級別1234、5設(shè)計情況（基本情況）0.70.50.40.3校核情況（基本情況）0.50.40.30.2下面按官廳公式計算，。（3-2）（3-3）（3-4）為計算風(fēng)速，m/s，設(shè)計洪水位和校核洪水位采用不同的計算風(fēng)速值。正常蓄水位和設(shè)計洪水位時，采用重現(xiàn)期為50年的最大風(fēng)速20m/s；校核洪水位時，采用多年平均風(fēng)速3.6m/s。D為吹程，km，按回水長度計算：正常蓄水位時回水長度為2.89km，設(shè)計洪水位時回水長度為2.97km，校核洪水位時回水長度為3.03km。波高，當(dāng)gD/=20～250時，為累計頻率5%的波高；當(dāng)gD/=250～1000時，為累計頻率10%的波高?！端そㄖ铩穂1]規(guī)范規(guī)定應(yīng)采用累計頻率為1%時的波高，對應(yīng)于5%波高，應(yīng)乘以1.24；對應(yīng)于10%波高，應(yīng)乘以1.41。首先計算波浪高度和波浪長度L和波浪中心線超出靜水面的高度。（1）設(shè)計洪水位時Δh計算風(fēng)速采用50年一遇的風(fēng)速20m/s，吹程D=2.97km。波浪三要素計算如下：波高波長壅高；；（2）校核洪水位時Δh計算風(fēng)速采用多年平均風(fēng)速6m/s，D=2.57km。波浪三要素計算如下：波高波長壅高；；壩頂高程計算壩頂高程按式（3-5）計算，并選用其中較大值壩頂高程=設(shè)計洪水位+壩頂高程=校核洪水位+（3-5）根據(jù)以上兩種水位時Δh計算結(jié)果，得出兩種狀況下壩頂高程。（1）設(shè)計洪水位時的壩頂高程：（2）校核洪水位時的壩頂高程：為保證大壩的安全運行，應(yīng)該選用其中的較大值，且壩頂高程要高于校核洪水位，所以取壩頂高程為。3.1.3.2壩確定基高程河床高程2857.89m，校核洪水位為2947.02m，地基開挖時河床上的沖積砂夾石層、沖積粘土夾碎石層必須清除（由地質(zhì)剖面圖上量得大多在10m以上），所以開挖應(yīng)按100m以上壩高標(biāo)準(zhǔn)要求考慮。根據(jù)《水工建筑物》[1]規(guī)范，壩高超過100m時，可建在新鮮、微風(fēng)化至弱風(fēng)化下部基巖上。弱風(fēng)化層厚5.5～6.5m，微風(fēng)化層厚6～7m，原則上應(yīng)考慮技術(shù)加固處理后，在滿足壩的強度和穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，減少開挖。基礎(chǔ)中存在的局部工程地質(zhì)缺陷，例如表層夾泥裂縫、強風(fēng)化區(qū)、斷層破碎帶、節(jié)理密集帶及巖溶充填物等均應(yīng)結(jié)合基礎(chǔ)開挖予以挖除。初步定出開挖深度7.5m，通過立式圖上確定的壩基開挖線定出建基面最低開挖高程為▽2839.5m。因此，最大壩高為108m，屬于高壩。3.1.3.3擬定壩頂寬度壩頂寬度應(yīng)根據(jù)設(shè)備布置、運行、檢修、施工和交通等需要確定并應(yīng)滿足特大洪水時維護等要求。因無特殊要求，根據(jù)《水工建筑物》[1]規(guī)范的規(guī)定，壩頂寬度可采用壩高的8%～10%取值，且不小于2m，并應(yīng)滿足交通和運行管理的需要。按壩高的10%計算，即為10.8米，考慮到上游防浪墻、下游側(cè)護欄、排水溝槽及兩邊人行道等，取壩頂寬為11m，以滿足大壩維修作業(yè)通行需要。3.1.3.4擬定剖面尺寸根據(jù)《水工建筑物》[1]規(guī)范規(guī)定，非溢流壩段的基本斷面呈三角形，其頂點宜在壩頂附近。基本斷面上部設(shè)壩頂結(jié)構(gòu)。壩體的上游面可為鉛直面、斜面或折面。實體重力壩上游壩坡宜采用1∶0～1∶0.2，壩坡采用折面時，折坡點高程應(yīng)結(jié)合電站進水口、泄水孔等布置，以及下游壩坡優(yōu)選確定。下游壩坡可采用一個或幾個坡度，應(yīng)根據(jù)穩(wěn)定和應(yīng)力要求并結(jié)合上游壩坡同時選定。下游壩坡宜采用1∶0.6～1∶0.8；對橫縫設(shè)有鍵槽進行灌漿的整體式重力壩，可考慮相鄰壩段聯(lián)合受力的作用選擇壩坡。擬定壩體形狀為基本三角形。壩的下游面為均一斜面，斜面的延長線與上游壩面相交于最高庫水位處，為了便于布置進口控制設(shè)備，又可利用一部分水重幫助壩體維持穩(wěn)定，本次設(shè)計采用上游壩面上部鉛直，下部傾斜的形式。該形式為實際工程中經(jīng)常采用的一種形式，具有比較豐富的工程經(jīng)驗。上游設(shè)置成折面可利用淤沙以及水重來增加壩體自重，折點設(shè)置在淤沙水位以上，由資料可知，三十年壩前淤沙高程為2897.50m，由于死水位為2900m，折點取在高程為2901m的位置。通過最優(yōu)方案的比較，上游壩坡取1：0.1，下游壩坡取1：0.75。3.1.3.5壩底寬度擬定壩底寬度約為壩高的0.7～0.9倍，本工程的壩高為108m，通過已經(jīng)確定的上下游壩坡坡率，最終確定壩底寬度B=87m。3.1.3.6基礎(chǔ)灌漿廊道尺寸擬定高、中壩內(nèi)必須設(shè)置基礎(chǔ)灌漿廊道，兼作灌漿、排水和檢查之用?；A(chǔ)灌漿廊道的斷面尺寸，應(yīng)根據(jù)澆灌機具尺寸即工作要求確定，一般寬為2.5～3m，高為3～4m，為了保證完成其功能且可以自由通行，本次設(shè)計基礎(chǔ)灌漿廊道斷面取3.0×3.5m，形狀采用城門洞型。廊道的上游壁離上游側(cè)面的距離應(yīng)滿足防滲要求，在壩踵附近距上游壩面0.05～0.1倍作用水頭、且不小于4～5m處設(shè)置，本次設(shè)計取8.5m，為滿足壓力灌漿，基礎(chǔ)灌漿廊道距基巖面不宜小于1.5倍廊道寬度，取5m。初步擬定壩體形狀剖面如圖4所示。圖4重力壩剖面尺寸圖3.2荷載計算及其組合重力壩的主要荷載主要有：自重、靜水壓力、浪壓力、泥沙壓力、揚壓力、地震荷載等，常取1ｍ壩長進行計算。荷載組合可分為基本組合與特殊組合兩類?；窘M合屬于設(shè)計情況或正常情況，由同時出現(xiàn)的基本荷載組成。特殊組合屬校核情況或非常情況，由同時出現(xiàn)的基本荷載和一種或幾種特殊荷載組成。設(shè)計時應(yīng)從這兩類組合中選擇幾種最不利的、起控制作用的組合情況進行計算，使之滿足規(guī)范中規(guī)定的要求。本次設(shè)計考慮的基本荷載組合為正常蓄水位和設(shè)計洪水位；特殊組合為校核洪水位，它們分別考慮的荷載如表8所示。表8荷載組合荷載組合主要考慮情況荷載自重靜水壓力揚壓力泥沙壓力浪壓力地震荷載動水壓力土壓力基本組合正常蓄水位情況＋＋＋＋＋＋設(shè)計洪水位情況＋＋＋＋＋＋＋特殊組合校核洪水位情況＋＋＋＋＋＋＋地震情況＋＋＋＋＋＋＋注：1.應(yīng)根據(jù)各種作用同時發(fā)生的實際可能性，選擇計算中的最不利的組合。2.分期施工的壩應(yīng)按相應(yīng)的荷載組合分期進行計算。3.施工期的情況應(yīng)作必要核算，作為特殊組合。4.根據(jù)地質(zhì)和其他條件，如考慮運用時排水設(shè)備，易于堵塞，須經(jīng)常維修時，應(yīng)考慮排水失效的情況，作為特殊組合。5.地震情況的靜水壓力、揚壓力、浪壓力按正常蓄水位計算。6.表中的“+”表示應(yīng)考慮的荷載。下面就各種情況計算相應(yīng)荷載,其中：①各種力的計算均是取壩體單位長度1m計算，方向向上為正。②力矩G均是取各作用力對壩址處的力矩，逆時針為正。③力矩M均是取各作用力對截面形心得力矩，逆時針為正。3.2.1自重W5重力壩自重計算簡圖壩體自重的計算公式：（kN）（3-6）式中V—壩體體積，；由于取1ｍ壩長，可以用斷面面積代替，通常把它分成如圖5所示的若干個簡單的幾何圖形分別計算重力；—壩體混凝土的重度（本設(shè)計中混凝土的重度為）。重力壩在基本組合及特殊組合下的自重相同，則有：（+）（+）（+）（+）（+）（+）綜上：（+）（+）3.2.2靜水壓力P圖6重力壩靜水壓力計算簡圖靜水壓力是作用在上下游壩面的主要荷載，計算時常分解為水平水壓力和垂直水壓力兩種，壩體上的靜水壓力計算簡圖如圖6。計算各種情況下的上下游水深：根據(jù)《水力學(xué)》[2]公式：（3-7）式中：根據(jù)《水力學(xué)》[2]規(guī)范，；，，；由資料可知溢流壩寬度為10m，則有B=10m；為堰上水頭，堰頂高程與正常蓄水位齊平。由水力學(xué)公式計算出下泄流量，查水位流量關(guān)系曲線圖2，得出下游水位高程。①正常蓄水位：，Q=0，查得Z=2857.89m上游水深：，下游水深，②設(shè)計洪水位：，Q=110m3/s，查得Z=2859.30m上游水深：,下游水深，③校核洪水位：,Q=255m3/s，查得Z=2859.87m上游水深：,下游水深，所得結(jié)果如表9所示：表9不同情況下上下游水深特征水位上游水深（m）下游水深（m）上下游水位差H（m）正常蓄水位102.3518.3983.96設(shè)計洪水位105.3019.8085.50校核洪水位107.5220.3787.15計算各種情況下靜水壓力：水平水壓力計算公式為：（3-8）式中：Ｈ—計算點處的作用水頭，ｍ；—水的重度，常取9.81；垂直水壓力按水重計算。3.2.2.1正常蓄水位時：上游水平水壓力：（→）（-）（-）下游水平水壓力：（←）（+）（+）上游垂直水壓力：（+）（+）（+）（+）（+）（+）下游垂直水壓力：（+）（+）（-）綜上：（→）（+）（-）（-）3.2.2.2設(shè)計洪水位時：上游水平水壓力：（→）（-）（-）下游水平水壓力：（←）（+）（+）上游垂直水壓力：（+）（+）（+）（+）（+）（+）下游垂直水壓力：（+）（+）（-）綜上：（→）（+）（-）（-）3.2.2.3校核洪水位時：上游水平水壓力：（→）（-）（-）下游水平水壓力：（←）（+）（+）上游垂直水壓力：（+）（+）（+）（+）（+）（+）下游垂直水壓力：（+）（+）（-）綜上：（→）（+）（-）（-）3.2.3揚壓力U根據(jù)規(guī)范《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》[3]，在排水管帷幕處的折減系數(shù)，宜取0.15～0.30，取=0.25。將揚壓力分成四部分，、、、。根據(jù)規(guī)范，帷幕灌漿廊道在距上游壩踵0.05-0.1倍作用水頭處，且不小于4-5m，取8.5m。其中H為上下游水位差，為上游壩前水深，下游壩后水深，γ為水的容重，取，壩體揚壓力計算簡圖如圖7所示。圖7重力壩揚壓力計算簡圖3.2.3.1正常蓄水位時：（-）（-）（-）（-）（-）（-）（-）（-）（-）（-）（-）