土石坝设计步骤.pdf

一、工程等别及建筑物级别
根据SL252-2000水利水电工程等级划分及洪水标准或DL5180-2003水电枢纽
工程等级划分及设计安全标准，综合考虑水库总库容、防洪效益、电站装机容量、
灌溉面积等指标，工程规模由库容(正常蓄水位时23.28亿立方米)控制，属于大
(1)型。
拦河大坝、溢洪道、发电引水建筑物等为1级建筑物，电站厂房为引水式岸
边厂房，属次要建筑物，确定为2级，围堰、导流隧洞等临时建筑物为3级建筑物。
拦河坝为粘土心墙土石坝正常运用（设计）洪水重现期为年；非常运用（校
核）洪水重现期为年。电站厂房设计洪水标准为洪水重现期年，校核洪水标
准为洪水重现期年。消能防冲设计洪水标准为洪水重现期年；导流建筑物洪
水标准为洪水重现期年。

二、洪水调节计算
1、防洪库容的确定
珊溪工程以发电灌溉为主，兼有防洪等综合利用效益的枢纽。为减免沿江两
岸10万亩农田和居民的洪涝灾害，要求珊溪水库建成后，控制二十年以下的洪水，
在下游峃口处最大流量不超过3300秒立方米。
为满足峃口处二十年洪水流量不超过3300秒立方米（二十年洪水天然洪峰流量
9580秒立米），考虑了坝址与区间的洪水组合。
今以峃口处同样发生二十年一遇洪水为准，分别取坝址也发生二十年一遇洪
水、区间发生相应洪水与区间也发生二十年一遇洪水(2520秒立米)、坝址发生相
应洪水两种组合情况进行分析，分析计算坝址控制的下泄流量取区间洪峰流量与
控制泄量3300秒立米之差，计算结果以区间发生二十年一遇洪水(2520秒立米)、
坝址发生相应洪水的组合，要求珊溪水库蓄洪库容最大。故以此作为对下游控制
泄量(3300－2520＝780)秒立米。
当洪水流量Q来水<780秒立米时，来多少放多少，水库水位保持不变；当Q
来水＞780秒立米时，就需要控制下泄流量，使Q下泄＝780秒立米，将超过下游
安全泄量的的那部分来水暂时拦蓄在水库中，这部分库容即为防洪库容V防。
资料给定正常高水位为160m，查水位～库容曲线可得到正常库容V正常。V
正常＋V防＝V总防，查水位～库容曲线可得到防洪限制水位高程Z防

2、设计洪水位、校核洪水位的确定
设计洪水位、校核洪水位的调洪演算必然要涉及泄洪建筑物和过水能力问
题，因此必须注意与后续阶段中有关设计工作的配合，有时甚至交叉进行设计。
一般可以先拟定几组泄洪建筑物的孔口尺寸，进行调洪演算得出相应的上游水位
和下泄流量，在满足防洪要求的前提下，经分析比较选定合理的设计方案。
现采用坝顶溢流或河岸式溢洪道4孔，每孔12米，堰顶高程150.0米，初步估
算时m取0.40。
设计洪水位、校核洪水位的调洪演算：
洪水来临初期，按“20年一遇”洪水标准处理，即Q来水<780m3/s时，来多
少放多少，水库不蓄水，水位仍处于正常水位高程；当Q来水＞780m3/s时，为满
足防洪要求，就需要控制下泄流量，只能宣泄780m3/s，其余来水暂时拦蓄在水
库中，水位逐渐升高，当水库水位达到防洪限制水位时，进行设计洪水位、校核
洪水位的调洪演算。
Q来水<q下泄能力时，控制闸门开度，放走Q来水
Q来水>q下泄能力时，闸门全打开，按最大q下泄能力放水，多余水量继
续蓄在水库内，水位上升到最高时，即为设计洪水位或校核洪水位。

三、坝型选择及枢纽布置

1、坝址及坝型选择
坝轴线的位置，应根据坝址附近的地质、地形条件通过定性分析确定；坝型
选择，应根据坝址处的地形、地质、建筑材料，宣泄洪水的能力以及抗震性能等
特点，通过定性分析，初步选择2～3种坝型。由于时间的原因，每人独立完成指
导老师指定的坝型设计，可主要对原则与要求进行阐述，然后说出本工程所选方
案的理由和优缺点。
本工程在选定的坝址河段，从上到下顺次布置了5条勘探线，第V勘探线离第
I勘探线270米，已处在河流折向段，所以实际上可供选择的坝轴线只能在第I～
III勘探线。
而且从这三条勘探线的地形、地质条件来看，拱坝轴线只能布置在第I、II勘
探线间；当地材料坝坝轴线只能布置在第II勘探线附近；重力坝坝轴线可以在第
II、III勘探线范围内任意选择。因此，坝轴线选择与坝型选择密切相关。

2、枢纽组成建筑物
1）挡水建筑物：拦河大坝
2）泄水建筑物：溢流坝或河岸式溢洪道、泄空洞
3）水电站建筑物：引水系统、电站厂房、开关站
4）导流建筑物：导流隧洞、上下游围堰
3、枢纽总体布置

四、挡水建筑物设计
坝体布置按如下步骤进行：1)先要进行地基处理，得到开挖后可利用基岩的
河谷断面图和地形等高线图；2)计算坝顶高程；3)在坝址的地形地质剖面上确定
坝长（坝顶高程线与开挖线交点之间的距离），并确定始末桩号；4)在平面图上
确定坝轴线位置及始末桩号；5)布置各坝段及其始末桩号，确定特征剖面位置及
其桩号。

1、坝顶高程