水利水电工程工程专业毕业设计第1章 坝体初步设计1.1 重力初步设计1.1.1 建基面高程的确定由《混凝土重力坝设计规》确定将重力坝建在微风化的中部基岩上，初步拟定建基面的高程H=327.00m1.1.2 坝顶高程的确定坝顶应高于校核洪水位,坝顶的高程应高于波浪顶高程。

坝顶至设计洪水位、正常蓄水位或校核洪水位的高差H ∆计算如下：cz h h h H ++=∆%1 (1-1)3120121020)(0076.0V gD V V gh -= (2-2)L HcthLh h z ππ22=(2-3)8.0)(4.10l h L = (2-4)式中：H ∆—— 防浪墙顶至设计洪水位、正常蓄水位或校核洪水位的高差(m)；%1h —— 波高(m)；z h —— 波浪中兴线至设计洪水位、正常蓄水位或校核洪水位的高差(m)； c h —— 安全加高，按表1.1采用；o V —— 计算风速，水库正常蓄水位时和设计洪水位时采用相应季节50年的最大风速，校核洪水位采用相应洪水期最大风速(m/s)；D —— 风区长度(m)；h —— 当250~20/20=V gD 时，为累计频率5%的波高%5h ，当1000~250/20=V gD 时，为累计频率10%的波高%10h (m)； H —— 坝迎水面水深(m)； L —— 波长(m)。

表1.1 安全超高(m)坝顶高程H=max ⎪⎩⎪⎨⎧∆+∆+∆+校设蓄校核洪水位设计洪水位正常蓄水位hh h(1) 正常蓄水位时的计算m B D 75.112635.22555=⨯==m h V gD V V gh 468.08.9/14)1475.11268.9(140076.0)(0076.023121213120121020=⨯⨯⨯=⇒=-- 由于 561475.11268.9220=⨯=V gD ，则m h h 468.0%5== 将%5h 转换为%1h ：不同累计频率P(%)下的波高p h 可由平均波高与平均水深的比值和相应的累积频率按表1.2中规定的系数计算求得。

表1.2 不同累计频率下的波高与平均波高的比值(m ph h /)m h h h m m 29.095.1/%5=⇒= m h h h m 603.0249.042.242.2/%1%1=⨯=⇒=m h L l 939.6603.04.10)(4.108.08.0=⨯==m cth L H cth L h h z 165.0939.65414.32939.6603.014.3222=⨯⨯⨯==ππ坝顶高程H=m H H s 27.34327.1342=+=∆+ 其余两种情况的计算同上。

坝顶高程计算的结果见表1.3表1.3 坝顶高程计算结果最终取定坝顶的高程为346.2m 。

1.1.3 坝顶宽度考虑到交通的要求，取B=m 90.62.8608.0H %8=⨯=，为方便施工最终选定坝顶宽度为8m 。

1.1.4 坝底宽度取上游坝坡坡率n=0,下游坝坡坡率m=0.7。

则下游坝宽B=m 4.578208.0.7H 0=⨯=水,为方便施工最终选定坝底宽度为57.5m 。

1.2 土石坝初步设计1.2.1 建基面高程的确定由《碾压式土石坝设计规》确定在开挖过程中将现代河床的沙卵石挖除大部分，将坝体建在现代河床的下部，接近新鲜岩面。

即建基面的最低高程H=280m 。

1.2.2 坝顶高程的确定防浪墙顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和。

坝顶超高的计算： 防浪墙在水库静水位以上的超高按下式计算A e R y ++= (2-5)βcos 2e 2mgH D KW = (2-6)m m w L h K K 2m m1R +=∆ (2-7)75.3121212)(311.0WgD W W gL m -= (2-8) 式中：ｙ—— 坝顶超高(m)；R —— 最大波浪在坝坡上的爬高，(m)；e —— 最大风壅水面高度 (m)；A —— 安全加高(m)；按照表1.4确定；W ——计算风速，正常运用条件下的3、4、5级坝，采用多年平均最大风速的1.5倍；非常运用条件下，采用多年平均最大风速；K —— 综合摩阻系数，取-6103.6⨯;β—— 计算风向与坝轴线法线的夹角(0)；m H —— 水域平均水深(m)； m L —— 平均波长(m)；m R —— 平均波浪爬高(m)；m —— 单坡的坡度系数，若坡角为α，即等于αcot ；∆K ——斜坡的糙率渗透系数，根据护面类型由表1.5确定； w K —— 经验系数；其余未说明的与前面重力坝中所表示的相同。

表1.4 安全加高A 值(m)表1.5 糙率及渗透系数∆K表1.6 经验系数w K正常运用条件超高的计算：m 002.024cos 2728.975.1126)5.114(1016.3cos 2e 262=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-βm gH D KWm h V gD V V gh 776.08.9/21)2175.11268.9(210076.0)(0076.023121213120121020=⨯⨯⨯=⇒=--561475.11268.9220=⨯=V gD ，则m h h 468.0%5==查表1.2有m h h h m m389.095.1%5=⇒= m L WgD W W gL m m 531.8311.075.3121212=⇒=-）（mL h K K m m w 616.0531.8398.05.210.19.0m1R 22m =⨯=+⨯=+=∆由于1.0007.054398.0H h m <=，则查表1.7有：m R R R m 347.1616.023.223.2%1%1=⨯=⇒=表1.7 不同累积频率下的爬高与平均爬高比值(m p R /R )m A e R y 05.27.0002.035.1%1=++=++= 防浪墙计算的结果见表1.8：表1.8 防浪墙顶高程计算结果坝顶上游设防浪墙，墙顶应高于坝顶1.00~1.31yds 。

最终选定坝顶的高程为Ｈ坝＝345.5m 1.2.3 坝顶宽度根据构造、施工、运行等因素，而无其他特殊要求，最终确定坝顶宽度为8m 。

1.2.4 坝坡与马道根据《水工建筑物》与《碾压式土石坝设计规》中的相关资料与规规定，土质防渗体的心墙坝，上游坝壳采用土料时，常用0.3:1~0.2:1,下游常用5.3:1~5.2:1。

拟定本工程的上游边坡比为5.2:1，下游采用3.2:1。

并在下游高程315m 处设置宽5m 的马道。

1.3 堆石坝初步设计1.3.1 建基面高程的确定由《碾压式土石坝设计规》确定在开挖过程中将现代河床的沙卵石层全部挖除掉，将坝体建在岩面上。

确定建基面的最低高程H=277m。

1.3.2 坝顶高程的确定由于堆石坝与土石坝都属于同一类坝型，所以坝顶高程与土石坝一致。

坝高都为Ｈ＝坝345.5m。

1.3.3 坝顶宽度根据构造、施工、运行等因素，而无其他特殊要求，最终确定坝顶宽度为8m。

1.3.4 坝坡与马道根据《水工建筑物》与《碾压式土石坝设计规》中的相关规规定人工材料面板坝，采用优质石料分层碾压时，上游常用坡率为7.1:13.1:1，将上游坝坡取~~4.1:1,下游采用4.1:1为7.1:1，下游坝坡取为5.1:1。

并在下游高层310m处设一宽5m的马道。

第2章坝型比选2.1 工程量计算2.1.1 重力坝工程量计算重力坝的工程量计算见表2.1.表2.1 重力坝工程量的计算.专业.专注.说明：桩号的单位以km+m记，面积单位以㎡记，浇注量单位以m3记。

在开挖工程量中，土方开挖量为263399.8 m3，石方开挖量为203200m3，回填为C15块石混凝土，其中块石占回总量的25%。

2.1.2 土石坝工程量计算土石坝的工程量计算见表2.2及表2.3表2.2 土石坝工程量的计算.专业.专注.说明：上表中的心墙、砂反虑层、浆砌石、干砌石都是该桩位对应的面积，工程量的计算另附(见表2.3)。

表2.3 心墙、砂反虑层、浆砌石、干砌石工程量的计算.专业.专注.贴坡排水工程量：4823 m3防浪墙工程量：245.31 m3说明：桩号的单位以km+m记，面积单位以㎡记，填筑量单位以m3记。

在开挖工程量中，土方开挖量为233743.4m3，石方开挖量为28889m3。

回填采用弃渣回填并压实，贴破排水采用的是干砌石。

防浪墙采用的是浆砌石，为了保持其稳定，决定将其伸入坝体1m。

2.1.3 堆石坝工程量计算堆石坝的工程量计算见表2.4表2.4 堆石坝工程量的计算在开挖工程量中，土方开挖量为341461m3，石方开挖量为85365.3m3，回填采用弃渣回填并压实，防浪墙与土石坝一样采用的是浆砌石，为了保持其稳定，将其伸入坝体1m。

贴坡排水工程量：4320 m3防浪墙工程量：245.31 m3，由于需要在下游设置贴坡排水，所以浆砌石实际工程量应为上表结果减去贴坡排水的工程量，实际为5739.2 m3。

由于垫层的厚度是浆砌石的两倍，则工程量为310059m⨯。

=24.201182.2.2 工程造价的预算2.2.1单价分析在单价分析时，对于各种坝体都有的工程项目都采用同样的单价，没有考虑其不同的施工方法、运距以及运输方式，各项工程具体的单价分析见下：单价分析表项目编号：1.1项目名称：土方开挖工作容：挖装、运输、卸除、空回单价：9.03 元/m3定额单位：100 m3单价分析表项目编号：1.2项目名称：石方开挖工作容：钻爆、挖、装、运单价：31.60 元/m33单价分析表项目编号：2.2项目名称：大坝混凝土浇注工作容：混凝土运输、入仓、机械平仓振捣单价：335.00 元/m3定额单位：100 m3单价分析表项目编号：2.3项目名称：C15块石混凝土回填工作容：混凝土运输、回填、加块石（占回填量的25%）单价：231.66 元/m3定额单位：100 m3单价分析表项目编号：1.4项目名称;石渣料的开采工作容：钻孔、爆破、撬移、解小、翻渣、清面。

单价：7.75 元/m3定额单位：100 m3单价分析表项目编号：1.4项目名称;石渣料的运输工作容：挖装、运输、卸除、空回单价：19.51 元/m3定额单位：100 m3单价分析表项目编号：1.4项目名称;坝体填筑工作容：推平、刨毛、压实、削坡、洒水、补边夯、辅助工作。

单价： 2.31 元/m3定额单位：100 m3则坝体石渣料的填筑综合单价：7.75÷1.31＋19.51×1.53÷1.31＋2.31=31.0125(元/m3) (注：开挖以自然方记、运输以松方记、填筑以实方记)单价分析表项目编号：2.2项目名称;沥青混凝土工程工作容：沥青混凝土拌制、运输、现场浇筑及养护等。