水利工程土石坝枢纽设计说明书水利枢纽特征参数表目录第1章某水利枢纽工程基本资料 (6)1.1 地形地质条件 (6)1.1.1、地理位置及枢纽任务 (6)1.1.2、地形条件 (6)1.1.3、地质条件 (6)1.1.4、水文气象 (7)1.2 建筑材料及其他 (8)1.2.1、建筑材料 (8)1.2.2、对外交通 (8)1.2.3、其他 (8)1.2.4、附图 (8)第2章水文水利计算 (9)2.1 水文计算 (9)2.1.1、确定枢纽等别以及建筑物级别 (9)2.1.2、水文计算 (9)2.2 水利计算 (11)2.2.1、确定泄洪方式 (11)2.2.2、防洪库容推求 (12)2.2.3、淤沙高程及死水位 (13)2.3 水能利用计算 (13)第3章坝型选择及枢纽布置 (15)3.1 坝型选择 (15)3.1.1、坝址特点 (15)3.1.2、各种坝型特点 (15)3.1.3、确定坝型 (17)3.2 枢纽布置 (17)3.2.1、水利枢纽的建筑物 (17)3.2.2、枢纽总体布置 (18)第4章混凝土面板堆石坝设计 (20)4.1 坝体剖面设计 (20)4.1.1、坝顶构造设计 (20)4.1.2、坝坡及马道设计 (21)4.1.3、排水体设计 (22)4.1.4、趾板设计 (23)4.2 坝体材料分区设计 (23)4.2.1、混凝土面板尺寸和分缝 (24)4.2.2、坝体垫层区及过渡层设计 (24)4.2.3、坝体主堆石区设计 (24)4.3 混凝土面板设计 (25)4.3.1、面板的形式尺寸设计 (25)4.3.2、面板的混凝土及接缝设计 (25)4.3.3、面板接缝止水设计 (26)4.4 坝基处理 (27)4.4.1、趾板地基处理 (27)4.4.2、坝基开挖与处理 (28)4.5 混凝土面板堆石坝稳定校核与变形估算 (28)4.5.1、混凝土面板堆石坝坝坡稳定分析 (28)4.5.2、混凝土面板堆石坝变形估算 (29)第5章溢洪道设计 (30)5.1 引水渠设计 (30)5.2 控制段设计 (30)5.2.1、溢流堰堰型及选择 (30)5.2.2、溢流堰闸门闸墩设计 (31)5.3 泄槽形式及水力设计 (32)5.3.1、槽的形式及水面曲线设计 (32)5.3.2、泄槽弯道设计 (33)5.3.3、弯道冲击波设计 (34)5.4 消能防冲段设计 (35)5.4.1、溢洪道沿程水头损失和局部水头损失 (35)5.4.2、水舌设计 (35)5.4.3、溢洪道挑坎与冲沟的处理 (36)第6章隧洞及厂房平面设计 (37)6.1 隧洞布置原则与路线选择 (37)6.1.1、水工隧洞总体布置原则 (37)6.1.2、隧洞路线选择 (37)6.2 发电引水隧洞及厂房平面设计 (38)6.2.1、进口段结构设计选择 (38)6.2.2、洞身段设计 (39)6.2.3、机型选择及厂房平面确定 (41)6.3 排沙孔结合导流洞设计 (41)6.3.1、导流方案选择 (42)6.3.2、龙抬头式连接处的设计 (43)第7章施工组织设计 (44)7.1、导流洪水设计 (44)7.2、围堰设计 (45)7.1.1、上游围堰设计 (45)7.1.2、下游围堰设计 (45)7.3、施工组织容与施工进度计划 (46)7.3.1施工组织容 (46)7.3.2、施工进度计划 (46)第1章某水利枢纽工程基本资料1.1 地形地质条件地形地质条件包含四个方面：地理位置及枢纽任务；地形条件；地质条件和水文气象。
1.1.1、地理位置及枢纽任务某水利枢纽位于南河中游，距复兴场三公里，至县城20公里。
南河全长42公里，河床平均比降8‰。
河流由北向南流入洪水河。
某枢纽是一座以发电、防洪及灌溉为主的综合利用水库，建成后，可以保护下游中等城镇，并保证上下有城镇人民的生活用水及工农业用电的需求，同时可利用电站尾水灌溉农田。
1.1.2、地形条件枢纽坝址河谷呈梯形，河谷宽30～160米，两岸基本对称，左岸平均坡角32°，右岸平均坡角约为35°。
但在高程450米以上，山势急剧变缓。
坝址下游右岸约150米处，有一条冲沟切割；左岸下游110米处有一山湾地形。
坝址上游50米以外，河谷地势逐渐开阔，是水库的主要蓄水区。
上游没有淹没条件的限制。
坝址上游集雨面积44平方公里。
流域两岸坡面，木林丛生，植被良好，沿河两岸分布有耕地。
地貌特征属构造剥蚀型地形。
1.1.3、地质条件经地表开挖勘测及深部钻探资料分析，坝区地质构造简单，无大的断裂构造，库岸稳定，地下水主要向库补给。
坝区岩层走向为N80度E。
与河流流向近乎垂直，倾向NW，倾角5度。
坝区地层为中生代上侏罗系（J3）砂页岩互层。
坝址河谷谷底以下，上部为厚达21米的厚层石英砂岩（J 2-63），中部为厚6米的砂质页岩（523-J），下部为15米厚的石英砂岩（423-J），本层厚度为40米以上，是大坝的主要持力层。
两岸以石英砂岩为主，上部有厚度约10米的砂质页岩。
石英砂岩强度比较高，其表层节理裂隙较为发育，特别是两岸基岩出露部位尤为明显。
经测定，坝区裂隙主要有两组：一组为走向N50°～60°E,另一组为N40°～55°W,倾角近乎直立，两组走向近乎正交。
岩石的物理力学特性如表1.1。
河谷底部基岩表面为覆盖层，厚2～3米，系砂砾石几块石混合物。
两岸坡积层较厚，主要是碎石几砂质土混合物。
南河流域无大的地震带通过，该区地震活动较弱，历史上只出现过少数几次弱震。
经地震大队初步确定，其他地震裂度为5度。
1.1.4、水文气象南河流域属亚热带气候，每年平均气温14.7度，极端最高气温37℃，极端最低气温-5℃，分别发生在7月和1月份。
无霜期290天。
由于受太平洋低压潮的影响，该区雨量较充沛，每年平均降雨量为1200毫米。
流域附近有四个水文、气象站，根据30年的实测水文资料分析，洪水期为5～10月，尤以7～8月洪水为最大，枯水期为11～4月，其中12月～2月河流流量最小。
通过频率分析，各种频率的洪峰流量如表1.2所示。
根据流域附近气象站实测瞬时最大风速为14m/s 。
水库吹程3公里，风向为北风，与吹程方向近乎一致。
河流多年平均输沙量33000 m 3,淤沙浮容重0.75t/ m 3,摩擦角13度。
1.2 建筑材料及其他说明建筑材料；对外交通；其他条件和给出的附图。
1.2.1、建筑材料南河流域地处山区，坝址附近土料缺乏，虽河流两岸有坡地和少量梯田，但土质多为砂土或砂壤土，且储量较少。
主要建筑材料为石料，储量丰富，运距较近，主要料场分布在坝址上下游两岸两公里围。
料场覆盖较薄，有利于开采。
此外，在坝址下游一公里以外的两岸山坡上，分布有强风化砂岩形成的山砂，经粉碎及筛选后，可以作混凝土或砂浆的砂料。
其建筑用料的物理力学特性如表1.4。
注：砌体与砂岩接触面的抗剪断凝聚力C=5 kg/cm2 ,抗抗剪断摩擦系数f=0.85。
1.2.2、对外交通某枢纽下游三公里处的复兴场，有公路通至县城，对外交通较为方便。
施工前，可自复兴场修施工公路支线，即可进入工地，保证施工期物资设备的供应。
1.2.3、其他施工期为三年，施工用电由复兴场变电站架设十千伏高压线，便可满足工地施工及照明用电。
1.2.4、附图1．坝址区地形图 1：5002．坝址河谷横剖面图 1：5003．坝址河谷纵剖面图 1：5004．坝址下游水位流量关系曲线5．书库水位-库容，面积关系曲线6.洪峰流量过程线第2章水文水利计算水文水利计算包含以下六个方面容：枢纽等别及建筑物级别；选择坝型；水文计算；水利计算；淤沙高程及死水位和水能利用计算。
2.1 水文计算2.1.1、确定枢纽等别以及建筑物级别枢纽等别根据四个方面确定：水库库容；装机容量；防洪要求和城市供水灌溉。
建筑物的级别确定根据枢纽等别决定。
1. 水库总库容：某水库库容，面积关系曲线，给定的正常高水位为447.5米。
水库库容2950万立方米。
为0.295。
在0.1到1之间，工程规模属于中等，属于三等的枢纽等别。
2. 装机容量：某水利枢纽装机容量为1.45万千瓦，根据装机容量和灌溉的面积，确定为三等枢纽。
3. 防洪：建设好枢纽，可以保护下游中等城市，根据保护城镇及工业区为中等，确定枢纽为三等。
4. 供水灌溉：还有某供水，某水库要保证上下游城镇人民的生活用水，水利灌溉，利用电站尾水灌溉农田。
根据以上所述，最后确定枢纽等别为三等。
5．建筑物级别确定：主要建筑物的级别确定根据枢纽等别决定，由三等的枢纽确定建筑物的级别：确定主要建筑物级别为3级别，次要建筑物级别为4级别，临时建筑物级别为5级别。
参考资料：见资料[1]2.1.2、水文计算水文计算主要确定洪水重现期；调洪原理以及推求洪水过程线三个方面容。
1、洪水重现期确定根据建筑物级别，在设计工况下，主要水工建筑物洪水重现期：堆石坝在50到100年，以安全起见，取重现期为100年。
见参考资料[2] 。
根据基本资料情况，由100年一遇的频率下设计洪峰流量为Q设计=542.0立方米每秒。
根据基本资料的附图：洪水过程线图。
典型洪水过程线有最大洪水来量为Q =300 立方米每m=1.087.秒。
水文计算用同倍比放大法计算。
计算结果KQ校核的情况：取洪水重现期为1000年一遇。
该频率下的洪峰流量Q校核=604.0 立方米每秒。
计算结果K Q 校核=2.0013。
2、调洪原理水库调洪是在水量平衡和动力平衡（即圣维南方程组的连续方程和运动方程）的支配下进行的。
水量平衡用水库水量平衡方程表示，动力平衡可由水库蓄泄曲线来表示。
调洪计算就是从起调开始，逐时段连续求解这两个方程。
①.水库水量平衡方程在某一时段，入库水量减去出库水量，应等于该时段水库增加或减少的蓄水量。
水量平衡方程为12212122V V t q q t Q Q -=∆+-∆+ 式中 Q 1——时段t ∆始的入库流量，m3/s ； Q 2——时段t ∆末的出库流量，m3/s ； V 1——时段t ∆始的水库蓄水量，m3/s ； V 2——时段t ∆末的水库蓄水量，m3/s ；t ∆——计算时段，s.其能比较准确地反映洪水过程线地形状。
②.水库蓄泄方程或水库蓄泄曲线水库通过溢洪道泄洪，其泄流量地大小，在溢洪道型式、尺寸一定地情况下，取决于堰顶水头H ，即q ＝f(H)。
对于闸门全开地表面式溢洪道，下泻流量可按堰流公式计算。
当水库水面坡降较小，可视为静水面时，其泄流水头H 只是库中蓄水量V 的函数，即H ＝f(V)，故下泻流量q 成为蓄水量V 的函数，即q ＝f(H) 或q=f(V) ③调洪演算必要的资料a ．设计校核洪水过程线、水位～库容曲线、下游水位～流量的关系曲线b ．泄洪建筑物的类型、堰顶高程及尺寸,前者已经已知,后者在进行调洪演算前先设出几种方案,进行比较后优选方案c ．洪水标准中的洪水重现期(P 校和P 设) 3、 洪水过程线的推求 计算结果于下表2.1根据同倍比放大法推求洪水过程线，根据资料取两个小时为一个时段，在开始几个时段来水量变化比较大，取一个小时一个时段，可以更精确地推求洪水过程线。