【案例分析】非溢流坝段设计

1.坝顶高程确定

坝顶高程应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶的高程应高于波浪顶高程，其与正常蓄水位或校核洪水位的高差，可根据SL 319—2005《混凝土重力坝设计规范》，由式（2-1）计算。

（1）hc查表2-1可知：正常蓄水位时的安全超高hc=0.7m，校核洪水位时的安全超高hc=0.5m。

（2）波浪要素计算：由于水库属于内陆峡谷水库，故宜按官厅水库公式来计算（参考任务三中扬压力计算）。

1）正常蓄水位情况：

由资料可知，v0=15m/s，D=3000m，则=9.8×3000/152=130.7，在20～250之间，故所求出的h为累积频率5%的波高h5%。将已知的数据代入公式可得：

2)校核洪水位情况:

由资料可知，v0=12m/s，则gD/v02=9.8×3000/122=205，在20~250之间，故所求出的h为累积频率5%的波高h5%。将已知的数据代入公式可得:

将成果汇于表2-2中。

防浪墙顶高程=正常蓄水位+Δh正

防浪墙顶高程=校核洪水位+Δh校

根据规定选用其中的较大值。由表2-2可知，坝顶高程为182.98m。

2.拟定挡水建筑物剖面

（1）剖面的设计原则：满足稳定和强度要求，保证大坝安全；工程量小；运用方便；便于施工。

（2）基本断面。非溢流坝段的基本断面呈三角形，其顶点宜在坝顶附近，基本断面上部设坝顶结构。根据工程经验，一般情况下，上游坝坡坡率n=0~0.2，常做成铅直或上部铅直下部倾向上游；下游坝坡坡率m=0.6~0.8；底宽为坝高的0.7~0.9倍。

本设计拟定：上游坝面为上部铅直下部倾向下游，上游坝面下部坡率n=0.2，下游坝坡坡率m=0.73，即1∶0.73；三角形顶点高程为181.00m，建基面高程141.80m，则坝高41.18m，计算出底宽等于32.62m，在41.18×（0.7～0.8）=29.26～32.94m之间，符合要求。

（3）实用剖面：根据交通和运行管理等需要，坝顶应有足够的宽度。一般取坝高的8%~10%，且不小于5m。

本设计取坝顶宽度5m，则可计算出下游折坡点的高程为174.15m。廊道断面多为城门型，宽为2.5～3m，高为3～4m，底面距基岩面不宜小于1.5倍廊道宽度。故本设计廊道宽取2.5m，高取3m，底面距基岩面5m，距上游垂直面3m。坝体排水管，根据规范，排水管距为2.0～3.0m，内径为15～25cm，本设计取管距2.5m，内径20cm。帷幕灌浆：坝高为41.18m，小于100m，故只设置一排帷幕，帷幕孔距为1.5～3m，本设计取2m。由此可得出非溢流坝剖面图，如图2-5所示。