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水利水電工程技術設計階段
水利水電勘測設計標準化資訊網
2023年4月
水電站技術設計階段
碾壓混凝土拱壩設計大綱
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勘測設計研究院
年月目次1. 引言 4
2. 設計依據檔案和規範 4
3. 基本資料 4
4. 拱壩布置 7
5. 拱壩應力分析 12
6. 壩肩穩定分析 15
7. 壩基處理 19
8. 碾壓混凝土拱壩溫控及結構分析 23
9. 拱壩構造 27
10. 碾壓混凝土拱壩觀測 29
11. 專題研究 30
12. 工程量計算 30
13. 應提供的設計成果 30
1 引言
工程位於省市（縣）境內；是河（江）支流河（江）上第梯級水電站。
本工程以為主，兼以等綜合利用的水利水電樞紐工程。擋水建築物為碾壓混凝土拱壩，最大壩高 m，水庫正常蓄水位 m，總庫容億m3,電站機組臺，**機容量 mw，保證出力 mw，多年平均發電量
mwh。
本工程初步設計於年月審查通過，選定壩址 ，壩型為碾壓混凝土拱壩。
2 設計依據檔案和規範
2.1 有關本工程的主要檔案
(1) 工程初步設計報告；
(2) 工程初步設計報告審批檔案；
(3) 工程初步設計研究專題報告；
(4) 工程檔案；
(5) 工程紀要。
2.2 主要設計規範
(1) sdj12-78 水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準（山區，丘陵
區部分）（試行）及補充規定；
(2) sd145-85 混凝土拱壩設計規範（試行）；
(3) dl/t5005-92 碾壓混凝土壩設計導則；
(4) sdj21-78 混凝土重力壩設計規範（試行）；
(5) sdj10-78 水工建築物抗震設計規範（試行）；
(6) sdj336-89 混凝土大壩安全監測技術規範。
3 基本資料
3.1 工程等別與建築物級別
(1) 工程等別
工程的壩高 m，水庫總庫容億m3。工程建成後具有使下游 km的城市防洪能力達到年一遇的設防標準，保護農田面積萬畝，設計灌溉面積萬畝，工程**機容量 mw等效益。根據sdj12-78及其補充規定，本工程等別屬等工程。
(2) 建築物級別
根據sdj12-78的規定，確定工程碾壓混凝土拱壩為級建築物。
3.2 洪水標準
3.2.1 洪水標準
(1) 設計洪水重現期為 a；
(2) 校核洪水重現期為 a；
(3) 施工期壩體擋水洪水重現期為 a。
3.2.2 洪水流量
(1) 設計洪水流量q= m3/s；
(2) 校核洪水流量q= m3/s；
(3) 施工期壩體擋水洪水流量q= m3/s。
3.2.3 水庫上下游防洪標準
(1) 水庫調洪時壩前限制最高水位 m；
(2) 水庫調洪時下洩設計洪水流量q= m3/s；
(3) 水庫調洪時下洩校核洪水流量q= m3/s。
3.3 水文
水位與流量關係曲線
3.4 泥沙
(1) 年水庫泥沙淤積高程 m；
(2) 泥沙的內摩擦角= ；
(3) 泥沙的浮容重n= t/m3。
3.5 氣象
3.5.1 氣溫
表1氣溫單位：℃
3.5.2 日照
表2多年平均太陽輻射熱單位：j/cm2
3.5.3 水溫
表3水溫單位：℃
3.5.4 風速
(1) 風向：
(2) 風速：
多年平均最大風速m/s；
多年實測最大風速m/s；
多年平均風速m/s。
3.6 壩址區地形資料
壩址區地形圖。
3.7 壩區工程地質資料
(1) 壩區工程地質報告。
(2) 壩區地質總平面圖。
壩區地質平切面圖。
壩區地質剖面圖。
(3) 壩區的地質構造，斷層破碎帶、軟弱帶（層）、節理、裂隙的分布以及產狀等。
(4) 壩區岩體物理力學引數。
3.8 **烈度
(1) 基本烈度
根據國家**局（或有關單位）鑑定本工程區**基本烈度為度。
(2) 設防烈度
根據sdj10-78的規定，本工程大壩設防烈度為度。
3.9 碾壓混凝土物理力學特性
(1) 碾壓混凝土按齡期天標號設計。
(2) 碾壓混凝土彈性模量 ×104mpa、變形模量 ×104mpa。
(3) 碾壓混凝土抗滲標號為 。
(4) 碾壓混凝土容重 t/m3。
(5) 碾壓混凝土泊松比取 。
(6) 碾壓混凝土熱學效能：線脹係數 ×10—41/℃，導熱係數 ，混凝土絕熱溫公升 ℃，混凝土散熱係數 。
4 拱壩布置
4.1 壩軸線位置優化
4.1.1 主要原則
(1) 在滿足樞紐整體布置總要求的前提下，壩軸線位置選擇要為簡化樞紐總布置，減少各建築物間相互干擾創造條件。
(2) 盡量避開不利的工程地質條件（如斷層帶影響），使拱壩壩基著落在較完整的基岩上。
(3) 要求兩岸壩肩有足夠的抗力體範圍。
(4) 盡量使壩軸線選在河谷相對狹窄部位。
(5) 盡量避開壩基高邊坡開挖的情況。
4.1.2 壩軸線方案優化
4.1.3 壩軸線位置優化程式
圖1 壩軸線位置優化程式
4.2 拱壩布置
4.2.1 拱壩壩型
4.2.2 確定建基面
4.2.3 拱壩體形優化設計
4.2.3.1 一般原則
(1) 力求拱壩體形簡單，以利加快碾壓混凝土施工速度，確保施工質量；
(2) 在滿足壩體強度要求的同時，最大限度地改善壩肩穩定條件；
(3) 滿足壩身洩洪建築物布置的要求；
(4) 充分考慮工程具體條件。
4.2.3.2 體形設計基本條件
除有關基本資料和引數外，結合拱壩體形設計還應有以下設計條件：
(1) 拱壩軸線位置選在位置；
(2) 水庫正常蓄水位 m，經計算分析確定壩頂高程 m，最大壩高 m;
(3) 根據河床部位的河谷形狀，經初步設計論證確定在河床部位設定墊座，墊座頂部高程 m，拱壩體形設計中採用的計算壩高 m；
(4) 按「u」型河谷進行拱壩體形設計。
4.2.3.3 拱壩體形優化
(1) 拱冠剖面優化
拱冠剖面的幾何描述，見圖2：
圖2 主要引數：
t0壩頂厚度，取t0= m；
tb拱冠剖面底厚，要求tb0.23h0，取tb= m；
h1上游壩面倒懸部分高度，取h1=(0.3～0.4)h0m；
k1上游壩面倒懸坡度，一般k10.14，取k1= ；
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