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3.1.6.风浪压力（不予考虑）………………………（43）
.荷载组合……………………………………………（43）
3.2.1.大体组合……………………………………（43）
3.2.2.特殊组合……………………………………（43）
4.拱坝的应力分析…………………………………………（44）
.应力分析的大体方式………………………………（44）
.应力分析（纯拱法）………………………………（45）
5.拱坝的稳固分析……………………………………………（48）
.稳固计算原理………………………………………（50）
.稳固验算……………………………………………（53）
5.2.1.工况一：
（正常蓄水位+温升）………………（54）
5.2.1.1坝肩局部稳固验算………………………（54）
5.2.1.2左岸整体稳固验算………………………（56）
5.2.2.工况二：
（校核洪水位+温升）………………（56）
5.2.2.1坝肩局部稳固验算………………………（57）
5.2.2.2左岸整体稳固验算………………………（59）
第六章泄水建筑物…………………………………（59）
1.泄水建筑物的形式尺寸…………………………………（59）
2.泄水建筑物的布置………………………………………（60）
.坝身泄水孔的布置…………………………………（60）
.泄槽设计计算………………………………………（60）
.泄水隧洞的布置……………………………………（61）
第七章坝体细部构造及地基处置………………….（62）
1.坝体构造与细部结构设计………………………………（62）
.坝体与坝面…………………………………………（62）
.坝体分缝……………………………………………（63）
.坝内廊道……………………………………………（63）
.坝后工作桥…………………………………………（64）
2.地基处置…………………………………………………（64）
坝基处置的大体要求………………………………（64）
地基的处置和开挖…………………………………（64）
.坝基灌浆……………………………………………（65）
2.3.1固结灌浆………………………………………（65）
2.3.2.帷幕灌浆………………………………………（66）
.坝基排水……………………………………………（66）
设计专题：
拱坝的稳固性分析……………………（68）
附录：
外文文献及翻译………………………………（77）
参考文献……………………………………………..（89）
结语……………………………………………………（90）
第一章工程概况
西南某河是南方河流中少有的多沙河流，为减少水库泥沙淤积量，通过设置底孔泄流排沙就可使水库大体处于冲洗状态，知足排沙要求，可使水库进出库泥沙维持平稳或略有冲洗。
流域干流国内部份全长692km，落差2510m，流域面积34629km2。
沿河多急滩，但无集中落差，河谷断面为“U”型和“V”型，水面宽多为60m～100m，河道狭小，漫滩很少，岸坡30°
～70°
成库库容较小。
流域总的地形自西北向东南倾斜，绝大部份属山区或半山区地形，平坝面积不足5%。
河谷深切，分水岭高程一样在2000m～3000m之间，河流最低水面高程约70米。
洞门山水电站工程位于西南某河干流中下游。
坝址处属酷热气候区，受河谷地带干热焚风的阻碍，气候干燥酷热，常年不结冰。
连年平均年气温20℃～21℃，极端最高气温42.3℃，极端最低气温2.8℃，历年有霜日为，平均日照时数为2284h；
降水地域散布的一样趋势为上游小、下游大，年际间转变不大，但年内分派不均，一样集中在5月～10月,占全年的85%左右；
该区域连年平均蒸发量在2731mm～1565.9mm（φ20cm蒸发皿），相对湿度为68%～85%，连年平均风速2.8m/s～3.3m/s，年最多风向为C、ESE、SW，相应发生频率为37、2一、21%，历年最大风速为20m/s（ESE、SSW）。
洞门山电站为径流式日调剂电站，可改善库区水环境质量。
电站运用不改变径流的年际年内进程，可不能恶化下游水环境。
坝址处地震大体烈度Ⅶ度，水库区蓄水后无永久性渗漏问题，选定的下坝址坝基岩能够适应重力坝、拱坝及本地材料坝等各类坝型，天然建筑材料丰硕，储量、质量大体知足要求。
从地质的角度没有阻碍工程建设的制约因素。
确信西南某河干流梯级综合计划的方针是以水电为先导，兼顾防洪、航运、浇灌和供水，因地制宜、综合计划；
提出洞门山梯级的任务为以发电为主，远期兼顾防洪，为进展供水、航运制造条件。
依照洞门山水电站开发任务以发电为主，远期兼顾供水和航运等。
洞门山水库依照《防洪标准GB50201-94》、《水电枢纽工程品级划分及设计平安标准》（DL5180—2003），工程等别属Ⅱ等，工程规模为大（Ⅱ）型工程，永久性要紧建筑物级别为2级，永久性次要建筑物为3级。
发电进水口、放空排沙底孔进水口、溢洪道进水口洪水标准与大坝标准一致，发电厂房按100年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。
洞门山水库无防洪任务，当上游来量小于或等于水库正常蓄水位的泄流能力时，水库按来水量下泄，水库水位维持在正常蓄水位；
当上游来量大于水库正常蓄水位的泄流能力时，让洪水自由下泄。
整体来看，洞门山水电站的建设，抓住国家实施“西部大开发”的历史机缘，以“西电东送”为冲破口，把电力培植成仅次于烟草、有色金属以后的第三大支柱产业，拉动地址经济增加，改变地址能源结构，“以电代薪”，增进水土维持和生态建设，拉动工程建设所在地的经济进展，实施可持续进展战略有着重要的意义，工程建设是十分必要的。
第二章设计大体资料及水库工程特性
1.设计大体资料
.气象与水文资料
1.1.1.气象资料
连年平均年气温20℃～21℃；
极端最高气温42.3℃；
极端最低气温2.8℃；
该区年平均降水量700mm～1200mm，降水一样集中在5月～10月，占全年降水量的85%，其中7、8月集中全年降水量的40%～50%；
流域连年平均蒸发量在2731mm～1565.9mm（φ20cm蒸发皿）；
相对湿度为68%～85%；
连年平均风速2.8m/s～3.3m/s；
年最多风向为C、ESE、SW，相应发生频率为37、2一、21%；
历年最大平均风速为17m/s；
历年最大风速为20m/s（ESE、SSW）。
1.1.2.水文资料
径流年内分派极不均匀，每一年6月～11月为汛期，径流量占年径流量的80%以上，12月～翌年5月为枯水期，径流量不足年径流量的20%，其中尤以3月～4月份最枯，径流量不足年径流量的4%。
周围A站最丰水年年平均流量为315m3/s，最枯水年年平均流量为89.2m3/s，丰枯水年径流比倍;
周围B站最丰水年年平均流量为507m3/s（1971年6月～1972年5月），最枯水年年平均流量为180m3/s（1980年6月～1981年5月），丰枯水年径流比倍。
西南某河洞门山坝址径流及设计洪水功效见下表。
表1-1洞门山坝址径流功效表单位：
m3/s
项目
均值
各级频率设计值
5%
10%
20%
50%
75%
80%
90%
95%
年径流
261
397
362
322
254
207
197
170
150
枯水径流
149
136
121
表1-2坝址设计代表年径流年内分派功效表
频率
设计代表年径流年内分配
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
1月
2月
3月
4月
5月
270
578
842
695
416
715
263
162
101
127
25%
353
368
983
494
462
335
220
117
277
527
618
510
325
198
168
133
372
348
423
359
192
307
165
100
501
309
187
115
表1-3洞门山坝址设计洪水功效表
站名
单位
各级频率p（%）设计值
1
2
5
洞门山坝址
Qm
（m3/s）
16100
14500
12800
10600
8990
7440
6320
5470
W1d
（108m3）
W3d
W7d
表1-4分期设计洪水洪峰功效表
（坝址）
分期
各级频率P（%）设计值（m3/s）
10
20
50
3个月（2月～4月）
487
371
272
4个月（1月～4月）
518
414
317
206
5个月（1月～5月）
1210
946
708
366
6个月（12月～翌年5月）
1490
1200
896
440
7个月（12月～翌年6月）
2370
1770
1310
843
1.1.3.泥沙资料
西南某河为多沙性河流，流域内植被破坏较严峻，水土流失现象较为普遍。
泥沙年际年内转变较大，有90%以上的泥沙集中于汛期。
坝址处连年平均悬移质输沙量4080万吨，连年平均含沙量5.35kg／m3，最大年平均悬移质含沙量11.8kg／m3（1986年），最小年平均悬移质含沙量2.75kg／m3（1980年）。
推移质输沙量按悬移质输沙量的7%计，为286万吨，那么洞门山坝址连年平均输沙总量为4370万t。
表1-5洞门山坝址泥沙特点值统计表（1973年～2003年系列）
集水
面积（km2）
多年平均流量
多年平均年悬移质输沙量
（万t）
多年平均年推移质输沙量
多年平均悬移质含沙量
（kg/m3）
最大年平均悬移质含沙量
最小年平均
悬移质含沙量
含沙量
年份
28875
265
（242）
4240
（4080）
（286）
）
1986
1980
.主腹地质资料及参数
1.2.1.设计采纳地质资料及参数
坝区N14a（Ⅰ线）岩组泥岩碎屑较多或泥岩碎屑为主，以钙泥质胶结为主，岩石强度较低：
弱风化砾岩、砂砾岩单轴湿抗压强度Rb=～，
=，软化系数～，平均，属软岩。
N14b（Ⅲ线）以灰岩碎屑为主，以钙质胶结为主，岩石强度较高：
弱风化上部（180m高程以上）单轴湿抗压强度Rb=～，
=，软化系数～，平均，属偏软的中硬岩；
（180m高程以下）弱风化下部～轻风化带岩石单轴湿抗压强度Rb=～，
=，软化系数～，平均，属偏硬的中硬岩。
N15灰岩角砾岩弱风化带岩石Rb=，软化系数～，平均，为中硬岩，轻风化带岩石Rb=，软化系数，为坚硬岩。
设计中采纳的其他地质资料及参数见表1-6、表1-7、表1-8：
表1-6坝址岩层风化深度
位置
覆盖层（m）
弱风
化顶板埋深（m）
相对隔水层埋深（m）
河床
厚小于30m
高程约191.0m左右
埋深小于30m
顶板高程高于184.0m
坝基弱风化岩体透水率普遍较大，在本阶段70～120m勘探深度范围内，未发现较连续分布的相对隔水层（q≤3Lu）
左岸
存在第四系松散堆积层，为残坡积、崩塌堆积和人工堆积，厚度不大
两岸坝头石场范围弱风化出露
右岸
表1-7岩体渗透性能特点表
地层岩性
砂砾岩夹砾岩（
灰岩角砾岩（
位置
分布高程（m）
～
以上
以下
透水率（Lu）
11～190局部225～300
～10
11～81局部100～340
15～103局部110～290
13～155
～166局部129～416
表1-8枢纽建筑物岩体力学参数建议值表
岩石
名称
风化程度
抗剪断（砼/岩）
抗剪断（岩/岩）
承载力
变形模量
坝基岩体质量分级
f’
c’（MPa）
[R]（MPa）
E0
（Gpa）
灰岩角砾岩（N15）
弱风化
～4
Ⅲ
微风化
～5
7~9
Ⅱ
砂砾岩夹砾岩（N14b）
弱风化上部
～
~2
~
Ⅳ
弱风化下部～
2~
4
备注：
砂砾岩夹砾岩（N14b）弱风化上部深挖至185m高程以下取高值，以上取低值。
续表
岩石类别
密度
（g/cm3）
允许
承力（MPa）
软化系数
变形
模量（MPa）
抗剪（断）强度
岩石/岩石
岩石/混凝土
f1
c1（MPa）
f
C（MPa）
弱风化花岗岩
6×
103
/
强风化花岗岩
3×
引水隧洞洞身要紧在弱微透水的弱风化岩体内通过，未发觉大的断层发育，多属Ⅱ～Ⅲ类围岩。
Ⅱ类围岩：
取f＝5～6，K0＝4000～5000MN/m3；
Ⅲ类围岩：
取f＝4～5，K0＝3000～4000MN/m3；
续表土料物理力学性质指标
防渗土料
强风化料
河床砂砾石
石渣
干密度
g/cm3
天然含水量
%
最优含水量
孔隙比e
孔隙率n
湿容重
饱和容量
浮容重
渗透系数k
大值平均
cm/s
×
10－5
10－4
10－2
1×
10－3
小值平均
10－6
总应力
强度
φu
°
Cu
kPa
φcu
Ccu
有效应
力强度
φ’cu
C’cu
续表渗流分析计算参数
项目
渗透系数K（cm/s）
备注
10-5
大值平均值
10-6
小值平均值
坝壳料
10-4
河床砂砾石及砂填料
10-2
排水反滤层
5×
10-3
排水棱体
砼防渗墙
10-9
帷幕
10-8
基岩
石渣及戗堤
有土砂混合
续表溢洪道地基的物理力学指标
允许承载力（kpa）
岩石/混凝土摩擦系数f
2000
600
1.2.2.永久开挖边坡建议值
岩土永久开挖边坡建议值见表1-9。
表1-9永久工程边坡坡比建议值表（坡高小于10m）
类别
残坡积层
全风化带
强风化带
弱风化带
微风化带
坡比
1:
~1:
1.2.3.抗冲流速
岩土的抗冲流速建议为：
中粗砂为1.0m/s～1.2m/s；
砂卵砾石层为1.2m/s～1.5m/s；
人工填土为0.5m/s～0.75m/s；
弱风化灰岩角砾岩为5.0m/s～6.0m/s。
1.2.4.地震烈度
依照标准《水工建筑物抗震设计标准》（DL5073），坝址区地震大体烈度为Ⅶ度，设计烈度为Ⅶ度。
地震动峰值加速度为0.08g。
.本地的建筑材料
坝址周围散布有土料、石料和天然砂砾料。
其中
砂砾料散布在下坝址上下游2km范围内河滩上，能知足工程对粗骨料、细骨料储量要求，质量方面，除含泥量偏高、砂的细度模数平均粒径偏低外，其余指标能知足标准要求。
石料场位于（下）坝址上游右岸约200m，目前正在开采。
该石料场为砂砾岩夹砾、灰岩，质量和数量能知足要求。
土料场有三个，本工程需要土量较少，坝区土料场的土料能知足要求。
本砂砾场岩性要紧为砂砾石和砂卵砾石，下部含泥量慢慢增多，有效层厚度可达15.0m，靠近岸边散布有薄层砂壤土。
其中以卵砾石含量较多（%），第二为中粗砂，砂的含量为%。
据实验统计功效，砂的平均粒径为，砂细度模数为，干松密度为1.87g/cm3，含泥量为%，针片状含量为%，上述指标除含泥量偏高，砂的细度模数平均粒径偏低外，其余指标均知足标准要求。
.交通条件
对外交通以公路运输为主。
目前坝址左岸有公路通过，为2级公路，该公路高程约239m，为混凝土路面，路宽约5～5.5m；
坝址右岸有公路与外界联系。
施工前期，利用右岸公路与外界联系，后期打算围堰作为跨河通道，要紧利用左岸原有公路与外界联系。
对外交通打算需新修公路2km，扩建公路4km，加固桥梁一座。
场内交通中左岸公路为场内运输骨干道。
场内交通以汽车运输为主。
2.水库水位与库容关系及水位流量关系
表2-1水库水位与库容关系及水位流量关系
高程（m）
211
215
225
230
235
240
245
250
255
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