2.1 工程等别及防洪标准
本枢纽为Ⅱ等工程，其主要建筑物（大坝、排沙泄洪洞、电站厂房等）属 于 1 级，次要建筑物（导流墙、工作桥、护岸等）属于2级，临时性建筑物 （围堰、导流隧洞等）属于3级。 根据枢纽等别和建筑物级别，对照规范，山 区、丘陵区水利水电程水工建筑物洪水标准，确定本枢纽设计洪水标准为100 年一遇，校核洪水标准为2000年一遇。
易保证。⑤结构简单，造价低廉，运行管理方便。 石料
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本工程所在坝址为对称的“U”型河谷，一般都采用重力坝这种比较简单的坝型， 而且所处坝址的地质地貌适合重力坝的施工要求以及其工作的稳定性，同时相对于 其他坝型来说，其工程的造价更为合适，因此王圪堵水库选择的坝型为混凝土实体 重力坝。
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2.2 调洪计算
资料所给设计洪水过程线及校核过程线，如下图所示。
经前一阶段设计，水库正常 蓄水位为1046m,死水位1270m， 则选择从正常蓄水位起调。
初定大坝采用溢流坝泄流， 溢流坝段堰顶高程为1042m,溢流 坝段总长定为36m，分成3孔，每 孔净宽10米。设一个排沙底孔, 进口高程1014.2m,孔口尺寸 3*3.5m。
西安理工大学2013届 学士学位论文答辩
榆林王圪堵水库枢纽布置及重力坝设计
学 院：水利水电学院 专 业：水利水电工程 答 辩 人： 指导老师：
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主要内容
工程概述 调洪计算 枢纽布置 混凝土重力坝专题设计 坝基处理
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1 工程概述
1.1工程地理位置
839 1047.76
998.3 1047.4
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3.1 坝型选择
3 水利枢纽布置
坝型比较
坝型 拱坝 重力坝 土石坝
特点
适用条件
①受力条件好，河谷形状深窄较好； ②超载能力 强，安全度高；③抗震性能好；④施工技术要求 高，地基处理要求严格
要求建造于狭窄河谷上；对地质 较理想的条件是岩石尽量密致， 质地均匀，有足够的强度、不透 水性和耐久性；两岸拱座基岩坚 固而完整，边坡稳定，
h(m)
坝顶高程 （m）
设计 1046.54 30.9 1.6 13.73 38 1.414 0.458 0.5 2.711 1049.25
校核 1047.76 20.6 1.6 9.149 38 0.853 0.249 0.4 1.705 1049.465
选择两种工况中的大者，最后坝顶高程确定为1049.465m，坝基高程定为993m， 得坝高为56.465m。 非溢流坝段基本剖面图如图所示。
3.2 枢纽布置
挡水建筑物——混凝土实体重力坝 泄水建筑物——溢流表孔结合排沙泄洪底孔 枢纽总布置见图所示。
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4 混凝土重力坝专题设计
4.1 非溢流坝段设计
坝顶高程的确定见下表所示。
工况
水位 V0(m/s) D(km) L(m) H(m) hl(m) hz(m) hc(m)
溢流坝宽比较
频率
方案一 20
最大泄量(m³/s) 水库最高水位(m)
方案二 30
最大泄量(m³/s) 水库最高水位(m)
方案三 40
最大泄量(m³/s) 水库最高水位(m)
设计洪水 校核洪水
(1%)
(0.05%)
421.9 1046.73
570.1 1046.54
707.2 1046.39
650 1048.26
d ( yd Pd )m 800 .46 158 .92 0.8 513 .232 kPa 校核时： u (Pu yu )n 537 .2 253 .26 0.2 56.79kPa
d ( yd Pd )m 800 .46 160 .88 0.8 511 .616 kPa
①抗冲刷能力强，结构简单；②对地形地质条件 适应性能好；③坝体与地基的接触面积大，坝体 应力较低、安全可靠；④枢纽泄洪问题容易解决
地质条件好，地基承载力高，有 方便的拌合料厂
①筑坝材料就地取材；②适应地形变形能力强 ； ③具有适应地基变形的良好条件，④能适应不同
坝址附近有岩性较坚硬，力学强
的施工方法，且工序简单、施工速度
计算工况
ΣH(KN)
ΣV(KN)
U(KN)
K’
设计工况
12773.07
32843.59
10750.82
3.1＞3.0
校核工况
13389.17
32901.07
10934.69 2.979＞2.5
所以两种工况下均满足规范规定的抗滑稳定性要求 。
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王圪堵水库坝址位于榆林市横山县城关镇西北12km，榆靖高速公路无定河大桥以上2.5km、 芦河入无定河口以上5.5km处的无定河干流上，距榆林市区60km。
1.2 工程任务
按照榆林能源化工基地建设要求及治黄大局的拦沙要求，确定水库任务是供水、 拦沙和灌溉等综合利用。
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2 调洪演算
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4.2 坝基面稳定计算
坝体各项荷载计算简图如下所示。
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4.3 抗滑稳定分析
按抗剪断强度公式计算的坝基面抗滑稳定安全系数值 K’，其中抗剪断公式为：
Ks
f
'(V U) c' A H
f’——抗剪断摩擦系数，0.9；
c’——抗剪断凝聚力，0.6Mpa；
4.4 坝体应力分析
1、计扬压力 ①垂直正应力
设计时： yu 314.36kPa 校核时： yu 253.26kPa
yd 800.46kPa yd 800.46kPa
由计算结果知均未出现负值（拉应力），符合应力要求。
②上、下游边缘剪应力
设计时： u (Pu yu )n 525 .23 314 .36 0.2 42.174 kPa
计算时先按不同孔口尺寸拟 定三组方案。
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泄洪建筑物采用100年一遇洪水设计，洪峰流量为1234m3/s；2000年一遇洪水 校核，洪峰流量为2607m3/s。把正常蓄水位1046.0作为起调水位，此刻的下泄量作 为起调泄量分别采用了三种方案，用半图解法单辅助线进行调洪。方案一：2个表 孔，堰宽20m；方案二：3个表孔，堰宽30m；方案三：5个表孔，堰宽40m。调洪结 果如下表：