第一章基本資料
1. 基本資料
1.1地質條件
河床高程332 m。約有2~3 m覆蓋層，岩石為石灰岩，較完整，節理不發育，風化層厚1~2 m無特殊不利地質構造。則河床可利用高程為332-3-2=327 m。
壩基的力學引數：抗剪斷係數（混凝土與基岩之間）為。基岩的允許抗壓強度為3000 kpa。
**的設計烈度為6度。
1.2水文條件
本樞紐屬於中型ⅲ等工程。永久性重要建築物為3級，按規範要求，採用50年一遇洪水設計，500年一遇3洪水校核。
經水文水利計算，有關資料如表1所示：
表1—1 水文計算結果
1.3氣象條件
本地區多年平均最大風速為14m/s，50年重現期的最大風速取多年平均最大風速的1.5倍，水庫吹程為2.6km。
1.4其它有關資料
河流泥沙計算年限採用50年，據此求得壩前淤積高程345 m。淤沙的浮重度為，內摩擦角為12°。
壩體混凝土採用c10，抗壓強度為9.8mpa, 重度採用。
1.5 樞紐總體布置
根據地形、地質、天然建築材料等因素的考慮，本工程選用混凝土重力壩方案，重力壩由非溢流壩段核溢流壩段組成。
第二章非溢流壩設計
2.1 剖面設計
2.1.1壩頂高程的確定
波浪要素按官廳水庫公式計算
表2—1 防浪牆高程計算表
經過比較可知防浪牆高程為388.13 m，因此壩頂高程為防浪牆高程減去防浪牆高度1.2 m，則壩頂高程為386.93 m。
壩高為2.1.2壩頂寬度
考慮交通要求，壩頂寬度取7 m。
2.1.3壩面坡度
上游壩面採用上部鉛直，下部傾斜，折點高程為356.96 m坡度為1：0.
2；下游坡面採用基本三角形頂點與校核洪水位齊平的剖面形式；則折坡處向上延伸與校核洪水位相交。坡度為1：0.
7，則下游折點高程為376.70 m。
2.1.4壩底寬度
由上、下游折坡點的高程、坡度、壩頂寬度等幾何關係可以求得壩底寬度為47.78 m，底寬與壩高比為0.8，在0.7~0.9之間。壩底寬度符合要求。
2.1.5地基防滲與排水設施擬定
由於防滲的需要，壩基面須設定防滲帷幕和排水孔，其中心線在壩基面處距離壩踵分別為6.9m、10m。初步擬定非溢流壩剖面圖尺寸如圖2-1所示。
圖2-1
2.2 抗滑穩定及壩體應力分析
2.2.1荷載組合及計算
選取兩種荷載組合進行計算，分別為基本組合對應的是設計洪水位、偶然組合對應的是校核洪水位。荷載分布圖如圖2-2所示及計算表如附表1、2。
2.2.2抗滑穩定分析
對於本工程，岩石較完整，節理不發育，可以僅分析沿壩基面的抗滑穩定。
a、設計洪水位情況
（1）抗滑穩定極限狀態
取持久狀況對應的設計狀況係數；水工建築物的級別為3級對應結構安全級別
圖2-2
為ⅱ級，則結構重要性係數；結構係數；抗剪斷係數（混凝土與基岩之間）為的材料效能分項係數分別為1.3，3.0；
混凝土抗壓強度材料效能分項係數為
選用c10混凝土，則標準值，設計值為
（2）壩址抗壓強度極限狀態
設計狀況係數，結構係數
下游波度，壩底寬
對於壩址岩基：
對於壩址混凝土：
（3）正常使用極限狀態（取用標準值）
以壩踵不出現拉應力作為正常使用極限狀態
b、校核洪水位情況
（1）抗滑穩定極限狀態
偶然狀況對應的設計狀況係數
結構重要性係數；結構係數
抗剪斷係數（混凝土與基岩之間）為
的材料效能分項係數分別為1.3，3.0
混凝土抗壓強度材料效能分項係數為
選用c10混凝土，則標準值，設計值為
（2）壩址抗壓強度極限狀態
設計狀況係數，結構係數
下游波度，壩底寬
對於壩址岩基：
對於壩址混凝土：
（3）正常使用極限狀態（取用標準值）
以壩踵不出現拉應力作為正常使用極限狀態
第三章溢流壩設計
3.1 孔口設計
3.1.1洩水方式的選擇
重力壩的洩水主要方式有開敞式和孔口式溢流，開敞式溢流除洩洪外還可以排除冰凌或其他漂浮物。設定閘門時，閘門頂高程大致與正常蓄水位齊平，堰頂高程較低，可利用閘門的開啟高度調節水位和下洩流量，所以在這裡採用開敞式溢流。
3.1.2洪水標準的確定
本樞紐屬於中型ⅲ等工程。永久性重要建築物為3級，按規範要求，採用50年一遇洪水設計，500年一遇洪水校核。
3.1.3溢流前沿淨寬l及單寬流量q的確定
本工程地基岩石比較堅硬，單寬流量取。由確定淨寬。列表如下：
表3-1孔口淨寬計算表
由上面計算，溢流壩前沿淨寬取24m，孔口數為3個，每個孔寬度為8m。
3.1.4溢流前沿總長度的確定
閘墩的墩頭形狀為上游採用半圓形，下游採用圓弧曲線型。中墩厚度d取2.54m，則前沿總寬為。
3.1.5堰頂高程的確定
由堰流公式，初定，則
忽略行進流速水頭，即，則堰頂高程為計算水位減去相應的堰上水頭。計算結果如下表：
表3-2堰頂高程計算表
根據上表計算，取堰頂高程為376.38 m。
3.1.6閘門高度的確定
由計算門的高度。
取門高為8.00 m。
3.1.7 定型設計水頭的確定
堰上最大水頭；定型設計水頭取；
由，及查表得；
，符合要求。
3.1.8洩流能力校核
由堰流公式校核堰的洩流能力。其中，堰流為自由出流則，側收縮係數按經驗公式計算：
，其中，對於與混凝土非溢流壩段鄰接的高溢流堰，邊墩形狀係數；
對於閘墩形狀係數由閘墩的頭部型式、及閘墩頭部與堰上游面的相對位置決定。
流量係數決定於上游堰高與設計水頭之比、堰頂全水頭與設計水頭之比以及上游面的坡度。計算結果如下表（）：
表3-3有關係數計算表
表3-4 洩流能力校核計算表
由表可知誤差小於5%，說明孔口設計符合要求。
3.2消能防沖設計
表3-5計算挑坎有關資料表
根據地形地質條件選用挑流消能，挑坎體形採用連續坎，取挑角，挑流鼻坎應高出下游最高水位1~2m，那麼取鼻坎的高程為。
3.2.1反弧段半徑的確定
挑坎頂的水流平均流速按公式計算：
其中：按經驗公式計算：
計算得：
則 計算坎頂水深，由；其中，;
反弧半徑
取3.2.2水舌的挑距及可能最大衝坑的深度估算
由估算公式計算；其中，
代入引數求得。
計算衝坑深度，由其中，
則所以，
則說明挑流消能形成的衝坑不會影響大壩的安全。
3.3溢流壩剖面設計
確定wes曲線，堰頂o點上游三圓弧的半徑及其座標值為
o點上游的曲線方程為
按上式算得的座標值如下表
表3-6計算wes下游曲面座標值表
下游直線坡率m=0.7，wes下游曲線與直線相切於點c，c點座標為（14.202，9.994）。
反弧段與直線相切於點d，d的座標為（29.701，33.014）。
繪出其基本剖面，由於上游側超出基本剖面，故需要將溢流壩做成堰頂突向上游以滿足溢流曲線的要求，倒懸高度為6.00m。如下圖所示。
圖3-1
第四章重力壩主要構造
4.1 壩頂構造
4.1.1非溢流壩
壩頂上游設定防浪牆，高為1.2m，厚度為0.4m，其結構為鋼筋混凝土結構。
防浪牆在壩體橫縫處留有伸縮縫，縫內設止水片。壩頂路面採用混凝土材料，由中心向兩邊傾斜，坡度為2%，兩邊設有集水管，匯集到上游，從上游排出到水庫。兩邊設有行人道，寬度0.
6m，高出壩頂0.3m。下游設有護欄，高為1.
2m。壩頂總寬為7m。
4.1.2溢流壩
溢流壩的上部設有閘門、閘墩、門機、交通橋等機構和裝置。
4.1.2.1 閘門的布置
工作閘門布置在溢流壩的頂部稍微偏下游0.08m，以防閘門部分開啟時水舌脫離壩面而形成負壓。採用平面鋼閘門，門的尺寸為高×寬=8×9m，工作閘門的上游設有檢修閘門，兩門之間的距離為2.
759m。
設計說明書
北京化工大學化學工程學院 化工設計 課程作業 題目 學生 班級 學號 指導教師 200 年月日 目錄 需註明說明書各部分的起始頁碼，題目和頁碼用 相連 主要題目用黑體字，每節題目用宋體字 設計說明書正文約20頁。全文本型一律採用宋體和times new roman英文。全文單倍行距。一級標題 章 採...
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