土石壩課程設(shè)計(jì)--水利樞紐工程設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明及計(jì)算書</p><p>　　設(shè)計(jì)題目 E 江水利樞紐工程設(shè)計(jì) </p><p>　　專業(yè)年級(jí) 水利水電建筑工程2010級(jí) </p><p><b>　　2012年4月</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p&g

2、t;<b>　　設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p>　　第一部分 綜合說(shuō)明5</p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)資料5</b></p><p>　　1.1、工程樞紐概況5</p><p>　　1.2、樞紐任務(wù)6</p><p>　　1.3、工程地質(zhì)概況8<

3、/p><p>　　1.3.1、水庫(kù)地質(zhì)：8</p><p>　　1.3.2、壩址地質(zhì)：8</p><p><b>　　2、氣象特性9</b></p><p><b>　　2.1、氣溫：9</b></p><p>　　2.2、濕度：10</p><p&

4、gt;　　2.3、降雨量：10</p><p>　　2.4、風(fēng)力及風(fēng)向：11</p><p>　　2.5、水文特性：11</p><p>　　2.6、建筑材料13</p><p>　　2.6.1、各料場(chǎng)的位置與儲(chǔ)量見(jiàn)壩區(qū)地形圖。13</p><p>　　2.6.2、物理學(xué)性質(zhì)土料13</p>

5、<p>　　2.7、經(jīng)濟(jì)資料13</p><p>　　2.7.1、庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)13</p><p>　　2.7.2、對(duì)外交通情況14</p><p>　　第二部分：主要建筑物14</p><p><b>　　3 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)14</b></p><p>　　3.1、工程等級(jí):14&l

6、t;/p><p>　　3.2、其他建筑物15</p><p>　　3.3、樞紐組成建筑物15</p><p><b>　　4、筑壩材料16</b></p><p><b>　　5、樞紐布置17</b></p><p>　　5.1、工程等別及建筑物級(jí)別17</p&g

7、t;<p>　　5.1.1、水庫(kù)樞紐建筑物組成18</p><p><b>　　6、工程規(guī)模18</b></p><p>　　6.1、各效益指標(biāo)等別18</p><p>　　6.2、水庫(kù)樞紐等級(jí)18</p><p>　　第三部分：壩型比選19</p><p>　　7 各組

8、成建筑物的選擇19</p><p>　　7.1. 擋水建筑物型式的選擇19</p><p>　　7.1.1、重力壩方案19</p><p>　　7.1.2拱壩方案19</p><p>　　7.1.3土石壩方案20</p><p>　　7.1.4 泄水建筑物型式的選擇20</p><p&g

9、t;　　8 其它建筑型式的選擇20</p><p>　　8.1、灌溉引水建筑物20</p><p>　　8.2、水電站建筑物20</p><p>　　8.3過(guò)壩建筑物21</p><p>　　8.4施工導(dǎo)流洞及水庫(kù)放空洞21</p><p>　　8.5、 樞紐總體布置方案的確定21</p>

10、<p>　　9 土壩設(shè)計(jì)22</p><p>　　9.1 壩型選擇22</p><p>　　9.1.1. 均質(zhì)壩24</p><p>　　9.1.2.、多種土質(zhì)壩24</p><p>　　9.1.3、 斜墻壩25</p><p>　　9.1.4、心墻壩25</p><p>

11、;　　10、大壩輪廓尺寸的擬定25</p><p>　　10．1、壩頂寬度26</p><p>　　10.2、壩坡與戧道26</p><p>　　10.3、坡頂高程26</p><p>　　10.6、壩基防滲體31</p><p>　　11、設(shè)計(jì)洪水與校核洪水31</p><p>&

12、lt;b>　　設(shè)計(jì)計(jì)算書</b></p><p>　　第四部分:調(diào)洪演算32</p><p>　　12、調(diào)洪演算與方案選擇32</p><p>　　12.1、泄洪方式及水庫(kù)運(yùn)用方式32</p><p>　　12.2、防洪限制水位的選擇33</p><p>　　12.3、調(diào)洪演算33</

13、p><p>　　12.4、方案選擇34</p><p>　　13 滲流計(jì)算34</p><p>　　13.1、　滲流計(jì)算的基本假定34</p><p>　　13.2、滲流分析的方法35</p><p>　　13.3、計(jì)算斷面及公式36</p><p>　　15、壩坡穩(wěn)定計(jì)算36<

14、/p><p>　　16、材料及構(gòu)造設(shè)計(jì)37</p><p>　　16.1、 防滲體設(shè)計(jì)37</p><p>　　16.1.1、. 防滲體尺寸37</p><p>　　16.2.2、防滲體保護(hù)層38</p><p>　　16.3、壩體排水設(shè)計(jì)38</p><p>　　16.3.1、反濾層和過(guò)

15、濾層39</p><p>　　16.4、護(hù)坡設(shè)計(jì)41</p><p>　　16.5、排水溝尺寸及材料43</p><p>　　17、地基處理及壩體與岸坡的連接44</p><p>　　17.1、地基處理44</p><p>　　17.2、壩體與地基的連接45</p><p>　　17

16、.3、壩體與岸坡的連接45</p><p>　　第五部分：第二主要建筑物設(shè)計(jì)45</p><p>　　18、溢洪道設(shè)計(jì)45</p><p>　　18.1、溢洪道路線選擇和平面位置的確定46</p><p>　　18.2、孔口尺寸設(shè)計(jì)48</p><p>　　18.3、控制段49</p><

17、;p>　　18.4、泄 槽49</p><p>　　18.5、出口消能50</p><p>　　19、水力計(jì)算50</p><p>　　19.1、基本計(jì)算50</p><p>　　19.2、基本計(jì)算公式50</p><p>　　19.3、鼻坎型式50</p><p>　　19.

18、4、水舌挑射距離計(jì)算51</p><p>　　20、襯砌及細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)52</p><p>　　20.1、壩的防滲體，排水設(shè)備52</p><p>　　20.2、反濾層設(shè)計(jì)53</p><p>　　20.3、護(hù)坡設(shè)計(jì)53</p><p>　　20.4、壩頂布置54</p><p>　

19、　21、地基處理及防滲54</p><p>　　21.1、滲流控制方案55</p><p>　　20.2、防滲墻的型式、材料及布置。55</p><p>　　20.3、壩肩處理56</p><p><b>　　總結(jié)56</b></p><p><b>　　致謝56</b

20、></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)57</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p>　　一 基本資料及數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)</p><p>　　第一部分 綜合說(shuō)明</p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)資料</b><

21、/p><p>　　1.1、工程樞紐概況</p><p>　　E江位于我國(guó)西南地區(qū)，流向自東南向西北，全長(zhǎng)約122km，流域面積2558km²；在壩址以上流域面積為780km。</p><p>　　本流域大部分為山嶺地帶，山脈和盆地交錯(cuò)期間，地形變化劇烈，流域內(nèi)支流很多，但多為小的山區(qū)流河流，地表大部分為松軟的沙巖、頁(yè)巖、玄武巖及石灰?guī)r的風(fēng)化層，汛期河流的含沙量

22、較大，沖擊層較厚，兩岸有崩塌現(xiàn)象</p><p>　　本流域內(nèi)因山脈連綿，交通不便，故居民較少，全區(qū)農(nóng)田面積僅占總面積的20%，林木面積約占全區(qū)的30%，其種類有松、衫等。其余為黃山及草皮覆蓋。因此，有關(guān)部門對(duì)本地區(qū)作了多次勘測(cè)規(guī)劃以開(kāi)發(fā)這里的水資源。</p><p><b>　　1.2、樞紐任務(wù)</b></p><p>　　樞紐主要任務(wù)是以灌

23、溉發(fā)電為主，并結(jié)合防洪，，養(yǎng)魚及供水等任務(wù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。初步規(guī)劃，灌溉方面：本工程灌溉面積為10萬(wàn)畝（高程在102m以上），發(fā)電方面：裝機(jī)容量24KW。發(fā)電量為1.05億度。防洪方面：可減輕洪水對(duì)下游城鎮(zhèn)、廠礦和農(nóng)村的威脅。根據(jù)防洪要求，設(shè)計(jì)洪水時(shí)控制最大泄流流量不超過(guò)900 m3/s。漁業(yè)方面：正常蓄水位時(shí)，水庫(kù)面積為15.16km²，為發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)創(chuàng)造了有力的條件。其它方面：引水隧道進(jìn)水口底高程為2789.00m，出口底高程為2

24、752.30m，引水隧洞直徑為4m，壓力鋼管直徑為2.3m，調(diào)壓井直徑為12.0m；</p><p>　　防空洞直徑為2.5m?？煞揽账卉扑?770.00m</p><p>　　該壩設(shè)有泄洪洞、放空洞連同引水發(fā)電隧洞布置于右岸凸出的山梁里面，詳見(jiàn)樞紐平面布置圖。</p><p>　　該樞紐平面布置圖如下圖所示：</p><p>　　1.3

25、、工程地質(zhì)概況</p><p>　　1.3.1、水庫(kù)地質(zhì)：庫(kù)區(qū)內(nèi)出露的地層有石灰?guī)r、玄武巖、火山角礫石與凝灰?guī)r等。經(jīng)地質(zhì)勘探認(rèn)為庫(kù)區(qū)滲漏問(wèn)題不大，但水庫(kù)蓄水后，兩岸的坡積與殘積等物質(zhì)的坍塌是不可避免的。經(jīng)過(guò)勘測(cè)，估計(jì)可能塌方量約為300萬(wàn)立方，在考慮水庫(kù)淤積問(wèn)題時(shí)作為參考。</p><p>　　1.3.2、壩址地質(zhì)：壩址位于E江中游地段的峽谷地帶，河床比較平緩，坡降不太大，兩岸高山聳立，構(gòu)

26、成高山深谷的地貌特征。</p><p>　　壩址區(qū)地層以玄武巖為主，兼有少量火山角礫石和凝巖灰穿過(guò)，由于玄武巖成分不一致分化程度不同，力學(xué)性質(zhì)也不同，可分為堅(jiān)硬玄武巖、多氣孔玄武巖、破碎玄武巖、軟弱玄武巖、半風(fēng)化玄武巖和全分化玄武巖等，其物理性質(zhì)見(jiàn)下表 </p><p>　　表6 壩基巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)表</p><p>　　全風(fēng)化玄武巖物理力學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)表&

27、lt;/p><p><b>　　2、氣象特性</b></p><p>　　2.1、氣溫：年平均氣溫約為12.8℃，最高氣溫為30.5℃，發(fā)生在7月份，最低氣溫-5.3℃，發(fā)生在一月份，各月平均氣溫見(jiàn)表1，平均溫度的天數(shù)見(jiàn)表2</p><p><b>　　表2平均溫度日數(shù)</b></p><p>　　2.

28、2、濕度：本地區(qū)氣候特征是冬干夏濕，每年十一月至次年和四月特別干燥，其相對(duì)濕度為51-73%之間，夏雨因降雨日數(shù)較多，相對(duì)濕度隨之增大，一般變化范圍為67-86%４／１８／２０１２</p><p>　　2.3、降雨量：最大年降水量可達(dá)1213mm，最小為617mm，多年平均降雨量為905mm，各月降雨數(shù)見(jiàn)表3</p><p>　　表3各月降雨日數(shù)統(tǒng)計(jì)表</p><p&g

29、t;　　2.4、風(fēng)力及風(fēng)向：一般1-4月風(fēng)量較大，實(shí)測(cè)最大風(fēng)速為19.1m每秒相當(dāng)于8級(jí)風(fēng)力，風(fēng)向?yàn)槲鞅逼?，水?kù)吹成為15km</p><p>　　2.5、水文特性：E江徑流的主要來(lái)源為降水，在此山區(qū)流域內(nèi)無(wú)湖泊調(diào)節(jié)江流。根據(jù)實(shí)測(cè)短期水文氣象資料研究一般是每年五月底至六月初河水開(kāi)始上漲，汛期開(kāi)始，至十月以后洪水下降，則枯水期開(kāi)始，直至次年五月。</p><p>　　E江洪水形狀陡漲猛落，

30、峰高而瘦具有山區(qū)河流的特性，實(shí)測(cè)最大流量為700立方米每秒，</p><p>　　年日常徑流:壩址附近水文站有實(shí)測(cè)資料8年，參考臨近站水文記錄延長(zhǎng)后有22年水文系列，多年年平均流量為17立方米每秒，</p><p>　　洪峰流量:經(jīng)頻率分析，求的不同平率的洪峰流量如表4，各月不同平率的洪峰流量見(jiàn)表5</p><p>　　表4不同平率的洪峰流量</p>

31、<p>　　表5不同平率的洪峰流量見(jiàn)</p><p>　　固體徑流：E江為山區(qū)性河流，含沙大小均歲降水強(qiáng)度量的大小而變化，平均年含沙量為0.5kg每立方，枯水極少，河水清澈見(jiàn)底，初不估算30年后壩前淤積高程為2765m。</p><p><b>　　2.6、建筑材料</b></p><p>　　2.6.1、各料場(chǎng)的位置與儲(chǔ)量見(jiàn)壩區(qū)地形

32、圖。由于和谷內(nèi)地地形平坦，采用尚方便。</p><p>　　2.6.2、物理學(xué)性質(zhì)土料見(jiàn)表9-表12，石料：堅(jiān)硬的玄武巖可作為堆石壩石料，儲(chǔ)量較為豐富，在壩址附近有石料場(chǎng)一處， 覆蓋層淺，開(kāi)采條件較好。</p><p><b>　　2.7、經(jīng)濟(jì)資料</b></p><p>　　2.7.1、庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)</p><p>　　流

33、域都為農(nóng)業(yè)人口，多種植稻米、玉米等。庫(kù)區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)有價(jià)值可采的礦石，</p><p>　　表13 各高程淹沒(méi)情況</p><p>　　2.7.2、對(duì)外交通情況</p><p>　　壩址下游120km處有鐵路干線通過(guò)，已建成公路離壩址僅20km。因此交通尚稱方便。</p><p>　　第二部分：主要建筑物</p><p

34、><b>　　3 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　3.1、工程等級(jí):</b></p><p>　　工程的灌溉面積為10萬(wàn)畝,裝機(jī)容量24MW ,多年平均發(fā)電量1,05億度。 </p><p>　　根據(jù)SDJ12-78《水利水電工程樞紐等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》綜合考慮水庫(kù)總庫(kù)容防洪效益、灌溉面積、電站裝機(jī)容量

35、，工程規(guī)模由庫(kù)容（正常蓄水位時(shí)3.54億m³，永久性水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)：永久性擋水建筑和泄水建筑物正常洪水（設(shè)計(jì)時(shí)）的重現(xiàn)期為100年，非常運(yùn)用洪水（校核時(shí)）的重理期為200年；水電站廠房正常與非正常運(yùn)用洪水標(biāo)準(zhǔn)分別為50年500年；臨時(shí)性水工建筑物采用洪水標(biāo)準(zhǔn)為20－30年。本河流屬典型山區(qū)河流，洪水暴漲暴落，設(shè)計(jì)洪峰流量取100年一遇，即Q設(shè)＝1680m3/S，（p＝1%），校核洪峰流量取2000年一遇，即Q校＝2320

36、m3/s，（p＝0.05%）。采用以洪峰控制的同倍比放大法對(duì)典型洪水進(jìn)行放大，得設(shè)計(jì)洪水與校核洪水過(guò)程線。</p><p><b>　　3.2、其他建筑物</b></p><p>　　主要建筑物：擋水壩，溢洪道，電站廠房。</p><p>　　次要建筑物：筏道，導(dǎo)流洞（后改為瀉洪洞）。</p><p>　　該水庫(kù)正常蓄水

37、位為2821.40m，汛前限制水位取與正常蓄水位相等，死水位為2796.0m，設(shè)計(jì)洪水位為2821.72m，校洪水位為2823.08m。死庫(kù)容為1億m3，興利庫(kù)容為2.88億m3，調(diào)洪庫(kù)容為0.38億m3。</p><p>　　3.3 樞紐組成建筑物</p><p>　　3.3.1大壩：布置在1＃壩軸線上；</p><p>　　3.3.2溢洪道：堰頂高程為107

38、.50m；</p><p>　　3.3.3水電站：裝機(jī)容量為9000千瓦，三臺(tái)機(jī)組，廠房尺寸為30×9平方米；</p><p>　　3.3.4灌溉：主要灌溉區(qū)位于河流右岸，渠首底高程102m，灌溉最大引用流量8.15 m³/s，相應(yīng)最大渠道水深1.75m，渠底寬為3.5m，渠道邊坡1：1</p><p>　　3.3.5水庫(kù)放空遂洞：為便于檢修大壩

39、和其他建筑物，擬利用導(dǎo)流遂洞做放空洞，洞底高程為70.0m，洞直徑為3.5m；</p><p>　　3.3.6筏道：為干筏道，上游坡不陡于1：4，下游坡不陡于1：3，轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)高程115.0m，平臺(tái)尺寸為30×30m²。</p><p>　　4、 筑壩材料：樞紐大壩采用當(dāng)?shù)夭牧现?，根?jù)初步勘察，土料可才用壩軸線下游1.5～3.5公里的丘陵區(qū)與平原地帶的土料，且儲(chǔ)量

40、很多，一般土質(zhì)尚佳，可做筑壩之用、。砂料可在壩軸線下游1～3公里河灘范圍內(nèi)及平山河出口出兩岸河灘開(kāi)采。石料可利用采石場(chǎng)開(kāi)采，采石場(chǎng)可利用壩22下游左岸山溝較合適，其石質(zhì)為石灰?guī)r、砂巖，質(zhì)量較好，質(zhì)地堅(jiān)硬，巖石出露，覆蓋淺，易開(kāi)采。</p><p>　　4.1 土料：主要有粘土和壤土，可采用壩下游1.5～3.0公里丘陵區(qū)與平原地帶的土料，且儲(chǔ)量很多，一般土質(zhì)尚佳，可做筑壩之用。起性能見(jiàn)附表1；</p>

41、<p>　　4.2 砂土：從壩下游0.5～3.5公里河灘上開(kāi)采，儲(chǔ)量多，可供筑壩使用，其性能見(jiàn)附表2；</p><p>　　4.3 石料：可在壩址下游附近開(kāi)采，石質(zhì)為石灰?guī)r及砂巖，質(zhì)地堅(jiān)硬，儲(chǔ)量豐富，便于開(kāi)采，其性能見(jiàn)附表3。</p><p>　　附表1 土料特性表</p><p>　　附表2 砂土特性表</p><p>

42、;　　附表3 石料特性表</p><p><b>　　5 樞紐布置</b></p><p>　　5.1 工程等別及建筑物級(jí)別</p><p>　　5.1.1. 水庫(kù)樞紐建筑物組成</p><p>　　根據(jù)水庫(kù)樞紐的任務(wù)，該樞紐組成建筑物包括：攔河大壩、溢洪道、水電站建筑物、灌溉渠道、水庫(kù)放空隧洞（擬利用導(dǎo)流洞作

43、放空洞）、筏道。</p><p><b>　　6 工程規(guī)模</b></p><p>　　根據(jù)《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》以及該工程的一些指標(biāo)確定工程規(guī)模如下：</p><p>　　6.1、各效益指標(biāo)等別：根據(jù)樞紐灌溉面積為20萬(wàn)畝，屬Ⅲ等工程；根據(jù)電站裝機(jī)容量9000千瓦即9MW，小于10MW，屬Ⅴ等工程；根據(jù)總庫(kù)容為2.00億m

44、3，在10～1.0億m3，屬Ⅱ等工程。</p><p>　　6.2、水庫(kù)樞紐等別：根據(jù)規(guī)范規(guī)定，對(duì)具有綜合利用效益的水電工程，各效益指標(biāo)分屬不同等別時(shí)，整個(gè)工程的等別應(yīng)按其最高的等別確定，故本水庫(kù)樞紐為Ⅱ等工程。</p><p>　　6.3水工建筑物的級(jí)別：根據(jù)水工建筑物級(jí)別的劃分標(biāo)準(zhǔn)，Ⅱ等工程的主要建筑物為2級(jí)水工建筑物，所以本樞紐中的攔河大壩、溢洪道、水電站建筑物、灌溉渠道，水庫(kù)放空隧

45、洞為2級(jí)水工建筑物；次要建筑物筏道為3級(jí)水工建筑物</p><p>　　第三部分：壩型比選。</p><p>　　7 各組成建筑物的選擇</p><p>　　7.1. 擋水建筑物型式的選擇</p><p>　　在巖基上有三種類型：重力壩、拱壩、土石壩。</p><p>　　7.1.1、重力壩方案</p>

46、<p>　　從樞紐布置處地形地質(zhì)平面圖及1#壩軸線地質(zhì)剖面圖上可以看出，壩址基巖為上部為五通砂巖，下面為石英砂巖和砂質(zhì)頁(yè)巖，覆蓋層沿壩軸線厚1.5～5.0m，五通砂巖厚達(dá)30～80m，若建重力壩清基開(kāi)挖量大，目前C城至壩址尚無(wú)鐵路、公路通行，修建重力壩所需水泥、鋼筋等材料運(yùn)輸不方便，且不能利用當(dāng)?shù)刂尾牧?，故修建重力壩不?jīng)濟(jì)。</p><p><b>　　7.1.2拱壩方案</b>

47、;</p><p>　　修建拱壩理想的地形條件是左右岸地形對(duì)稱，岸坡平順無(wú)突變，在平面上向下游收縮的河谷段；而且壩端下游側(cè)要有足夠的巖體支撐，以保證壩體的穩(wěn)定。該河道彎曲相當(dāng)厲害，尤其樞紐布置處更為顯著形成S形，1#壩址處沒(méi)有雄厚的山脊作為壩肩，左岸陡峭，右岸相對(duì)平緩，峽谷不對(duì)稱，成不對(duì)稱的“U”型，下游河床開(kāi)闊，無(wú)建拱壩的可能。</p><p>　　7.1.3土石壩方案</p>

48、;<p>　　土石壩對(duì)地形、地質(zhì)條件要求低，幾乎在所有的條件下都可以修建，且施工技術(shù)簡(jiǎn)單，可實(shí)行機(jī)械化施工，也能充分利用當(dāng)?shù)亟ㄖ牧?，覆蓋層也不必挖去，因此造價(jià)相對(duì)較低，所以采用土石壩方案。</p><p>　　7.1.4 泄水建筑物型式的選擇</p><p>　　土石壩最適合采用岸邊溢洪道進(jìn)行泄洪，在壩軸線下游300m處的兩岸河谷呈馬鞍形，右岸有馬鞍形埡口，采用正槽式溢洪道

49、泄洪，泄水槽與堰上水流方向一致，水流平順，泄洪能力大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行安全可靠，適用于各種水頭和流量。</p><p>　　8 其它建筑型式的選擇</p><p>　　8.1、灌溉引水建筑物</p><p>　　采用有壓式引水隧洞與灌溉渠首連接。進(jìn)口設(shè)有攔污柵、進(jìn)水喇叭口、閘門室及漸變段；洞身采用鋼筋混凝土襯砌；出口段設(shè)有一彎曲段連接渠首，并采用設(shè)置擴(kuò)散段的底流消能方

50、式。主要灌區(qū)位于河流右岸，渠首底高程102m，灌溉最大引用流量8.15m3/s，相應(yīng)渠道最大水深1.75m，渠底寬3.5m，渠道邊坡1∶1。</p><p>　　8.2、水電站建筑物</p><p>　　因?yàn)橥潦瘔尾灰瞬捎脡问剿娬?，而宜采用引水式發(fā)電，所以這里用單元供水式引水發(fā)電。</p><p><b>　　8.3過(guò)壩建筑物</b><

51、/p><p>　　主要是筏道，采用干筏道。起運(yùn)平臺(tái)高程115.00m平臺(tái)尺寸為30×20m2，上游坡不陡于1∶4，下游坡不陡于1∶3。</p><p>　　8.4施工導(dǎo)流洞及水庫(kù)放空洞</p><p>　　施工導(dǎo)流洞及水庫(kù)放空洞，均采用有壓式。為便于檢修大壩和其它建筑物，擬利用導(dǎo)流隧洞作放空洞，洞底高程為70.00m，洞直徑為3.50m。</p>

52、<p>　　8.5、 樞紐總體布置方案的確定</p><p>　　擋水建筑物——土石壩（包括副壩在內(nèi)）按直線布置在河彎地段的1#壩址線上，泄水建筑物——溢洪道布置在大壩右岸的天然埡口處；灌溉引水建筑物——引水隧洞緊靠在溢洪道的右側(cè)布置；水電站建筑物——引水隧洞、電站廠房、開(kāi)關(guān)站等布置在右岸（凸岸），在副壩和主壩之間，廠房布置在開(kāi)挖的基巖上，開(kāi)關(guān)站布置在廠房旁邊；施工導(dǎo)流洞及水庫(kù)放空洞布置在左岸的山體

53、內(nèi)。綜合考慮各方面因素，最后確定樞紐布置直接繪制在圖紙上。</p><p><b>　　壩址選擇</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)比較先擇地形圖所示河灣地段作為壩址，并選擇Ⅰ－Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ兩條較有利的壩軸線，兩軸線河寬基本相近，從而大壩工程量基本相近，從地質(zhì)剖面圖上可以看出：</p><p>　?、瘢衿拭妫哟哺采w層厚平均20m，河床中部最大達(dá)

54、32m，壩肩除10m左右范圍的風(fēng)化巖外，還有數(shù)十要的破碎帶，其余為堅(jiān)硬的玄武巖，地質(zhì)構(gòu)造總體良好（對(duì)土石壩而言），Ⅱ－Ⅱ剖面降與Ⅰ－Ⅰ剖面具有大致相同厚度的覆蓋層及風(fēng)化巖外，底部玄武巖破碎帶縱橫交錯(cuò)，若將壩建于此，則繞壩滲流可能較大，進(jìn)行地基處理則工程量太大，綜合考慮以上因素，壩軸線選擇Ⅰ－Ⅰ處。</p><p><b>　　9 土壩設(shè)計(jì)</b></p><p>&

55、lt;b>　　9.1 壩型選擇</b></p><p>　　影響土石壩壩型的因素有：壩高；建筑材料；壩址區(qū)的地形地質(zhì)條件；施工導(dǎo)流、施工進(jìn)度與分期、填筑強(qiáng)度、氣象條件、施工場(chǎng)地、運(yùn)輸條件、初期度汛等施工條件；樞紐布置、壩基處理型式、壩體與泄水引水建筑物等的連接；樞紐開(kāi)發(fā)目標(biāo)和運(yùn)行條件；土石壩以及樞紐的總工程量、總工期和總造價(jià)</p><p>　　樞紐大壩采用當(dāng)?shù)夭牧现危?/p>

56、據(jù)初步勘察，土料可以采用壩軸線下游1.5~3.5公里的丘陵與平原地區(qū)的土料，且儲(chǔ)量特別多，一般質(zhì)量尚佳，可作筑壩之用。砂料可在壩軸線下游1~3公里河灘范圍內(nèi)及平山河出口處兩岸河灘開(kāi)采。石料利用采石場(chǎng)開(kāi)采，采石場(chǎng)可用壩軸線下游左岸山溝較合適，其石質(zhì)為石灰?guī)r、砂巖、質(zhì)量良好，質(zhì)地堅(jiān)硬、巖石出露、覆蓋淺，易開(kāi)采。</p><p>　　從建筑材料上說(shuō)，均質(zhì)壩、多種土質(zhì)分區(qū)壩、心墻壩、斜墻壩均可。</p>&

57、lt;p>　　9.1.1. 均質(zhì)壩 壩體材料單一，施工工序簡(jiǎn)單，干擾少；壩體防滲部分厚大，滲透比降較小，有利于滲流穩(wěn)定和減少壩體的滲流量，此外壩體和壩基、岸坡及混凝土建筑物的接觸滲徑比較長(zhǎng)，可簡(jiǎn)化防滲處理。但是，由于土料抗剪強(qiáng)度比其他壩型壩殼的石料、砂礫和砂等材料的抗剪強(qiáng)度小，故其上下游壩坡比其他壩型緩，填筑工程量比較大。壩體施工受嚴(yán)寒及降雨影響，有效工日會(huì)減少，工期延長(zhǎng)，故在寒冷和多雨地區(qū)的使用受限制，故不選擇均質(zhì)壩。</

58、p><p>　　9.1.2.、多種土質(zhì)壩 該壩型顯然可以因地制宜，充分利用包括石渣在內(nèi)的當(dāng)?shù)馗鞣N筑壩；土料用量較均質(zhì)壩少，施工氣候的影響也相對(duì)小一些，但是由于多種材料分區(qū)填筑，工序復(fù)雜，施工干擾大，故也不選用多種土質(zhì)分區(qū)壩。</p><p>　　9.1.3、 斜墻壩 斜墻壩與心墻壩，一般的優(yōu)缺點(diǎn)無(wú)顯著差別，粘土斜墻壩沙礫料填筑不受粘土填筑影響和牽制，沙礫料工作面大，施工方便；考慮壩址的地質(zhì)條

59、件，由于壩基有破碎帶和覆蓋層，截水槽開(kāi)挖和斷層處理要花費(fèi)很多時(shí)間，并且不容易準(zhǔn)確的預(yù)計(jì)，斜墻截水槽接近壩腳，處理時(shí)不影響下游沙礫料填筑，處理壩基和填筑沙礫料都有充裕的時(shí)間，工期較心墻壩有把握；土料及石料儲(chǔ)量豐富，填筑材料不受限制。 </p><p>　　9.1.4、心墻壩 心墻位于壩體中間而不依靠在透水壩殼上，其自重通過(guò)本身傳到基礎(chǔ)，不受壩殼沉降影響，依靠心墻填土自重，使得沿心墻與地基接觸面產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，有

60、利于心墻與地基結(jié)合，提高接觸面的滲透穩(wěn)定性；使其因壩主體的變形而產(chǎn)生裂縫的可能性小，粘土用量少，受氣候影響相對(duì)小，粘土心墻冬季施工時(shí)暖棚跨度比斜墻小。移動(dòng)和升高較便利。</p><p>　　綜合以上分析，最終選擇心墻壩。</p><p>　　10、大壩輪廓尺寸的擬定</p><p>　　大壩剖面輪廓尺寸包括壩頂高程，壩頂寬度、上下游壩坡、防滲體等排水設(shè)備。</

61、p><p><b>　　10．1、壩頂寬度</b></p><p>　　壩頂寬度主要取決于交通需要、構(gòu)造要求和施工條件，同時(shí)還要考慮防汛搶險(xiǎn)、防空、防震等特殊需要。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)資料，壩高H在30－100m的范圍內(nèi)時(shí)，壩頂?shù)膶挾茸钚∪/10，并水小于5m。最終本設(shè)計(jì)的壩頂寬度取為10m。</p><p>　　10.2、壩坡與戧道</

62、p><p>　　土石壩的壩面坡度取決于壩高、筑壩材料性質(zhì)、遠(yuǎn)用情況、地基條件、施工方法及壩型等因供素。一般是參考以建成類似工程的經(jīng)驗(yàn)擬定壩坡，再通過(guò)計(jì)算分析，逐步修改確定。在滿足穩(wěn)定要求的前提下，應(yīng)盡可能使壩坡陡些，以減小壩體工程量。</p><p>　　根據(jù)規(guī)范規(guī)定與實(shí)際結(jié)合，上游上部坡率取2.5，下部取3.0，下游自上而下分別取2.2，2.5，下游每25m變坡一次。</p>

63、<p>　　在壩坡改變處，尤其在下游坡，通常設(shè)置1.5－2m寬的馬道（戧道）以使匯集壩面的雨水，防止沖刷壩坡，并同時(shí)兼作交通、觀測(cè)、檢修之用，考慮這些因素其寬度取為2.0m。</p><p><b>　　10.3、坡頂高程</b></p><p>　　壩頂高程分別按設(shè)計(jì)工況、校核工況及正常加震情況下的三種方案來(lái)計(jì)算大壩的高程，最后計(jì)算出數(shù)據(jù)取量大值，同時(shí)并保

64、留一定的沉降值。壩頂高程在水庫(kù)正常運(yùn)用和非常運(yùn)用期間的靜水位以上應(yīng)該有足夠的超高，以保證水庫(kù)不漫頂，其超高值d按下式而定：</p><p><b>　　d=hB+e+a</b></p><p>　　式中hB——波浪沿著壩坡的爬高（m）；</p><p>　　e——壩前庫(kù)水因風(fēng)浪引起的壅高；</p><p>　　a——安全

65、加高（m），根據(jù)壩的等級(jí)及運(yùn)用情況按下表選用</p><p>　　土壩壩頂?shù)陌踩鸶咧?lt;/p><p>　　e=0.036×（Vf）2×D×cosα/H（cm）</p><p>　　式中Vf——為風(fēng)速（m/s）</p><p>　　D——為庫(kù)面吹程（km），D＝12km；</p><p>

66、　　α——風(fēng)向與壩軸線方向所成的夾角，α＝25°；</p><p>　　H——為壩前的水深（m）；</p><p>　　波浪的爬高可按下述公式計(jì)算：</p><p>　　hB＝3.2K×（2h1）×tanθ</p><p>　　式中：h1——為波高；</p><p>　　K——為壩坡的粗糙

67、系數(shù)，塊石取K＝0.75－0.8，混凝土板取K＝0.9－1.0；</p><p>　　θ——為上游的壩面坡角，θ＝arctan（1/2.5）＝21.8°，</p><p>　　2h1=0.0166Vf（5/4）×D（1/3）</p><p>　　Vf——當(dāng)計(jì)算為設(shè)計(jì)工況時(shí)，風(fēng)速取多年平均最大風(fēng)速的1.5倍；當(dāng)計(jì)算為校核工況時(shí)，風(fēng)速取多年平均最大風(fēng)

68、速。</p><p>　　結(jié)果取兩者之大者，并預(yù)留一定的沉降值。結(jié)果見(jiàn)下表，設(shè)計(jì)竣工時(shí)壩頂高程為2825m。</p><p><b>　　坡頂高程計(jì)算成果表</b></p><p><b>　　,</b></p><p>　　式中：——波浪在壩坡上的最大爬高，m；</p><p&

69、gt;　　——最大風(fēng)壅水面高度，即風(fēng)壅水面超出原庫(kù)水位高度的最大值，m； =0.01m; </p><p>　　——安全加高，m，根據(jù)壩的等級(jí)和運(yùn)用情況，按表1-1確定?！獕吻八蚱骄?，粗略估計(jì)為50m；</p><p>　　——綜合摩阻系數(shù)，其值變化在（6~12）之間，計(jì)算時(shí)一般取;</p><p>　　b——風(fēng)向與水域中線的夾角

70、，（）；——計(jì)算風(fēng)速和水庫(kù)吹程；</p><p>　　表1-1 安全加高 （單位：m）</p><p><b>　　10.4、壩體排水</b></p><p>　　本地區(qū)石料比較豐富，采用堆石棱體排水比較適宜，它可以降低壩體浸潤(rùn)線，防止壩坡凍漲和滲透變形，保護(hù)下游壩址免受尾水淘刷，并可支撐壩體，增加下游壩坡的穩(wěn)定性。</p&g

71、t;<p>　　按規(guī)范棱體頂面高程高出下游最高水位1m為原則，下游校核洪水時(shí)下游水位可由壩址流量水位曲線查得為2754.88m最后取2756.0m參考以往工程，堆石棱體內(nèi)坡取1：1.5，外坡取1：2.0，頂寬2.0m，下游水位以上用貼坡排水。</p><p>　　10.5、大壩防滲體</p><p>　　大壩防滲體的設(shè)計(jì)主要包括壩體防滲和壩基防滲兩個(gè)方面。</p>

72、<p><b>　?。?）壩體的防滲</b></p><p>　　壩體防滲的結(jié)構(gòu)和尺寸必須滿足減小滲透流量、降低浸潤(rùn)線控制滲透坡降的要求，同時(shí)還要滿足構(gòu)造、施工、防裂、穩(wěn)定等方面要求。該壩體采用粘土斜心墻，其底部最小厚度由粘土的允許坡降而頂，本設(shè)計(jì)允許滲透坡降[J]＝5，上游校核洪水時(shí)承受的最大水頭為73.08m，墻的厚度B>73.08/5＝14.616m。參考以往工程的

73、經(jīng)驗(yàn)，斜心墻的頂部寬度取為5m（滿足大于3m機(jī)械化施工要求），粘土斜心墻的上游壩坡的坡度為1：0.4－1：1.0之間，根據(jù)第十一屆國(guó)際大壩會(huì)議上瑞典和南斯拉夫等論文介紹，斜心墻的上游坡度為1：0.4－1：0.6之間較好，最后本設(shè)計(jì)取為1：0.6，下游坡度取為1：0.2，底寬取34.93m，大于14.616m。粘土斜心墻的頂部高程以設(shè)計(jì)水位加一定的超高（超高0.6m）并高于校核洪水位為原則，最終取其墻頂高程為2823.1m，墻頂?shù)纳喜款A(yù)留

74、有1.9m的保護(hù)層，并將粘土斜心墻稍斜向上游。</p><p>　　10.6、壩基防滲體</p><p>　　河床中部采用瀝青混凝土防滲墻，兩岸坡同樣用混凝土防滲墻，厚度取0.8m（由強(qiáng)度和防滲條件定），防滲墻伸入心墻的長(zhǎng)度由接觸面允許滲透坡降而定。上下游最大水頭差為67.9m（正常水位時(shí)），取[J]＝5.0，則L＝67.9/5＝13.58m，設(shè)計(jì)伸入7.5m。</p>&l

75、t;p>　　這樣接觸面長(zhǎng)度為2×7.5+0.8＝15.8m，防滲墻位置在心墻底面中心中部偏上，岸坡混凝土防滲墻底厚沿岸坡，逐漸變化，大壩的剖面圖如下圖所示：</p><p>　　11、設(shè)計(jì)洪水與校核洪水</p><p>　　本河流屬典型山區(qū)河流，洪水暴漲暴落，設(shè)計(jì)洪峰流量取100年一遇，即Q設(shè)＝1680m3/S，（p＝1%），校核洪峰流量取2000年一遇，即Q校＝2320m

76、3/s，（p＝0.05%）。采用以洪峰控制的同倍比放大法對(duì)典型洪水進(jìn)行放大，得設(shè)計(jì)洪水與校核洪水過(guò)程線。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)計(jì)算書</b></p><p><b>　　第四部分:調(diào)洪演算</b></p><p>　　12、調(diào)洪演算與方案選擇</p><p>　　12.1、泄洪方式及水

77、庫(kù)運(yùn)用方式</p><p>　　本樞紐攔河大壩初定為土石壩，需另設(shè)壩外泄水建筑物。由于壩址兩岸山坡陡峻，如采取開(kāi)敞溢洪道的方案，可能造成開(kāi)挖量太大而不經(jīng)濟(jì)，因而采用隧洞泄洪，并考慮與施工導(dǎo)流結(jié)合。</p><p>　　水庫(kù)運(yùn)用方式：洪水來(lái)臨時(shí)用閘門控制下泄流量等于來(lái)流量，水庫(kù)保持汛前限制水位不變，當(dāng)來(lái)水流量繼續(xù)加大，則閘門全開(kāi)，下泄流量隨水位的升高而加大，流態(tài)為自由泄流。</p>

78、;<p>　　流量隨水位的升高而加大，流態(tài)為自由泄流。</p><p>　　12.2、防洪限制水位的選擇</p><p>　　防洪限制水位取與正常水位重合，這是防洪庫(kù)容與興利庫(kù)容全不結(jié)合的情況，因?yàn)樯絽^(qū)河流特點(diǎn)是爆漲爆落，整個(gè)汛期內(nèi)大洪水隨時(shí)都可能出現(xiàn)，任何時(shí)刻都須留一定的防洪庫(kù)容是必要的。</p><p><b>　　12.3、調(diào)洪演算&l

79、t;/b></p><p>　　本設(shè)計(jì)擬訂四組方案進(jìn)行比較，調(diào)洪演算成果見(jiàn)下表</p><p><b>　　調(diào)洪演算成果表</b></p><p><b>　　12.4、方案選擇</b></p><p>　　以上方案均能滿足泄流量Q<900m3/s，上游水位最高△Z<3.5m的要求

80、，從這個(gè)角度上看四種方案都是可行的，因而方案的選擇就應(yīng)該通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定，同時(shí)也應(yīng)結(jié)合導(dǎo)流問(wèn)題，一般來(lái)說(shuō)，△Z大壩增高，從而壩的工程量加大；B大則增加隧洞的開(kāi)挖及其他工程量，而Q/B越大消能越困難，襯砌要求也高。后兩種方案量Q/B的水頭較小，可降低閘門及其啟閉設(shè)備的造價(jià)，但△Z，B較大，主體工程量較大故而不予采用，第一方案與其它方案比較雖然超高△Z較大，但流量Q較小，水頭H也較小，故采用第一方案。即堰頂高程△Z＝2810m，溢流孔口

81、凈寬B＝7m，設(shè)計(jì)水位2821.72m，校核水位2823.08m，設(shè)計(jì)泄洪流量565m3/s，校核泄洪流量669m3/s</p><p><b>　　13 滲流計(jì)算</b></p><p>　　13.1、　滲流計(jì)算的基本假定</p><p>　　13.1.1、心墻采用粘土料，滲透系數(shù),壩殼采用砂土料，滲透系數(shù),兩者相差倍，可以把粘土心墻看做相

82、對(duì)不透水層，因此計(jì)算時(shí)可以不考慮上游楔行降落水頭的作用。</p><p>　　13.1.2、土體中滲流流速不大，且處于層流狀態(tài)，滲流服從達(dá)西定律平均流速v等于滲透系數(shù)Ｋ與滲透比降i的乘積，v=Ki；</p><p>　　13.1.3、發(fā)生滲流時(shí)土體的空隙體積不變，飽和度不變，滲流為連續(xù)的。</p><p>　　2.　滲流計(jì)算條件：</p><p&

83、gt;　　流計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮以下組合情況，取其最不利情況作為控制條件：1）上游正常水位，下游相應(yīng)的最低水位；2）上游校核洪水位相應(yīng)的下游最低水位；3）對(duì)上游壩坡最不利的庫(kù)水降落后的落差。</p><p>　　由于缺乏資料所以擬定如下工況進(jìn)行計(jì)算：設(shè)計(jì)洪水位（取與正常蓄水位）113.10m，相應(yīng)的下游最低水位為74.3m；校核洪水位113.50m，相應(yīng)的下游水深為75.00m。</p><p>

84、　　13.2、滲流分析的方法</p><p>　　采用水利學(xué)法進(jìn)行土壩滲流計(jì)算。將壩內(nèi)滲流分為若干等份，應(yīng)用維爾金斯公式和水流連續(xù)方程求解滲流流量和浸潤(rùn)線方程。</p><p>　　13.3、計(jì)算斷面及公式</p><p>　　本設(shè)計(jì)僅對(duì)河槽截面處進(jìn)行最大斷面的滲流計(jì)算，并假設(shè)地基為不透水。采用的公式：</p><p>　　13.4、浸潤(rùn)線方

85、程</p><p><b>　　正常水位 </b></p><p><b>　　校核水位 </b></p><p><b>　　15、壩坡穩(wěn)定計(jì)算</b></p><p>　　面板壩下游采用的是是堆石，所以C=0，常形成折線狀的滑弧面，形狀如圖所示：</p&

86、gt;<p>　　圖中所示的各數(shù)據(jù)應(yīng)滿足以下關(guān)系：φ´-β）-ctg（θ-φ´）-（1+）tg（φ-б）=0</p><p>　　φ´=tg（tgφ/K）φ´= tg（tgφ/ K） φ´= tg（tgφ/ K）</p><p>　　查設(shè)計(jì)資料沙土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，φ=φ=φ=30º，由于設(shè)計(jì)原始資料中無(wú)相關(guān)的數(shù)

87、據(jù)，在此也無(wú)法提供實(shí)驗(yàn)資料，所以假定 θ=25 º， б=5 º， β=10 º，</p><p>　　φ´=φ´= φ´=13 º，帶入上面三個(gè)式子中解得K=2.5> K=1.35。2級(jí)水工建筑物正常運(yùn)行情況下=。因而該假定的滑動(dòng)坡面是穩(wěn)定的。（此處須 了解原因）</p><p>　　16、材料及構(gòu)造設(shè)

88、計(jì)</p><p>　　16.1、 防滲體設(shè)計(jì)</p><p>　　16.1.1、. 防滲體尺寸</p><p>　　土質(zhì)防滲體的尺寸應(yīng)滿足控制防滲比降和滲流量要求,還要便于施工。防滲體頂部考慮機(jī)械化施工的要求,取3.5m,土斜墻上下游坡度取1:0.3，。</p><p>　　上下游最大作用水頭差，H=113.50-62.50=51.00（下

89、游無(wú)水工況），根據(jù)規(guī)定，粘土心墻的容許滲透坡降[J]不宜大于4，這里取[J]=4，故墻厚T>=H/[J]=51.00/4=12.75m。</p><p>　　心墻底寬為3.5+（51.00+0.5）0.32=34.4m>12.75m.，滿足要求。</p><p>　　防滲體頂部在靜水位以上超高，對(duì)于正常運(yùn)用情況心墻為0.3-0.6m，取0.5m，最后防滲體頂部高程取為113.1

90、0+0.50=113.60m。（在非常運(yùn)用情況下，不應(yīng)低于該工況下的最高水位）</p><p>　　16.2.2、防滲體保護(hù)層</p><p>　　心墻頂部以及心墻的上游側(cè)均應(yīng)設(shè)保護(hù)層，防止冰凍和干裂。保護(hù)層可采用砂或者碎石，其厚度不小于該地區(qū)的凍結(jié)或干燥深度，此處取1.0m，上部碎石厚0.50m，下部礫石石厚0.50m。心墻上游保護(hù)層應(yīng)分層碾壓填筑，達(dá)到和壩體相同的標(biāo)準(zhǔn)。其外坡坡度應(yīng)按穩(wěn)

91、定計(jì)算確定，使保護(hù)層不至沿斜墻面或連同心墻一起滑動(dòng)。具體見(jiàn)壩頂構(gòu)造。</p><p>　　16.3、壩體排水設(shè)計(jì)</p><p>　　16.3.1、排水設(shè)施選擇</p><p>　　常用的壩體排水有以下幾種形式：貼坡排水、棱體排水、壩內(nèi)排水以及綜合式排水。</p><p>　　貼坡排水：不能降低浸潤(rùn)線，多用于浸潤(rùn)線較低和下游無(wú)水的情況，故不選

92、用。</p><p>　　棱體排水：可降低浸潤(rùn)線，防止壩坡凍脹和滲透變形，保護(hù)上游壩腳不受尾水沖刷，且有支撐壩體增加壩體穩(wěn)定的作用，且易于檢修，是效果較好的一種排水形式</p><p>　　壩內(nèi)排水：其中褥墊排水對(duì)不均勻沉降的適應(yīng)性差，易斷裂，且難以檢修，當(dāng)下游水位高過(guò)排水設(shè)施時(shí)，降低浸潤(rùn)線的效果將顯著降低；網(wǎng)狀排水施工麻煩，而且排水效果較褥墊排水差。</p><p&g

93、t;　　綜合以上分析選擇棱體排水方式。</p><p>　　2.堆石棱體排水尺寸</p><p>　　頂寬2.0m，內(nèi)坡1：1.5，外坡1：2.0，頂部最高水位須高出下游最高水位對(duì)1、2級(jí)壩不小于1.0m，通過(guò)校核洪水位113.50m，假設(shè)相應(yīng)下游最高洪水位為75.00m，超高取1.5m，所以頂部高程為75.00+1.5=76.5m。</p><p>　　16.3.

94、1、反濾層和過(guò)濾層</p><p><b>　　設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　保護(hù)無(wú)粘性土料（粉砂、砂、砂礫卵礫石、碎石等）</p><p>　　碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，對(duì)于與被保護(hù)土相鄰的第一層反濾料，建議按下述準(zhǔn)則選用，，同時(shí)要求兩者的不均勻系數(shù)及不大于5～8，級(jí)配曲線形狀最好相似。</p><p>

95、　　式中：——反濾料的特征粒徑，小于該粒徑的土占總土重的15%；</p><p>　　——被保護(hù)土的控制粒徑和特征粒徑，小于該粒徑的土分別占總重的15%及85%。</p><p>　　上述兩式同樣適用于選擇第二、三層反濾料,當(dāng)選擇第二層反濾料時(shí)，以第一層反濾料為被保護(hù)土，二選擇第三層反濾料時(shí)，則以第二層反濾料為被保護(hù)土。</p><p>　　按次標(biāo)準(zhǔn)天然砂礫料一般不

96、能滿足要求，須對(duì)土料進(jìn)行篩選。</p><p><b>　　2）保護(hù)粘性土料</b></p><p>　　粘性土有粘聚力，抗管涌能力一般比無(wú)粘性土強(qiáng)，通常不用上述兩式設(shè)計(jì)反濾層，而用以下方法設(shè)計(jì)。</p><p>　?、贊M足被保護(hù)粘性土的細(xì)粒不會(huì)流失</p><p>　　根據(jù)被保護(hù)土的小于0.075mm含量的百分?jǐn)?shù)不同，

97、而采用不同的方法。當(dāng)被保護(hù)土含有大于5mm的顆粒時(shí)，則取其小于5mm的級(jí)配確定小于0.075mm的顆粒含量百分?jǐn)?shù)及計(jì)算粒徑。如被保護(hù)土不含有大于5mm的顆粒時(shí)，則按全料確定小于0.0075mm的顆粒含量百分?jǐn)?shù)及。</p><p>　　a.對(duì)于小于0.075mm的顆粒含量大于85%的粘性土，按式.設(shè)計(jì)反濾層，當(dāng)，取等于0.2mm 。</p><p>　　b.對(duì)于小于0.075mm的顆粒含量為

98、40%～85%的粘性土按式.設(shè)計(jì)反濾層。</p><p>　　c.對(duì)于小于0.075mm的顆粒含量為15%～39%的粘性土按式設(shè)計(jì)反濾層。式中，為小于0.075mm時(shí)顆粒含量1%。若，應(yīng)取0.7mm。</p><p><b>　　②滿足排水要求</b></p><p>　　以上三種土還應(yīng)符合式，以滿足排水要求。式中應(yīng)為被保護(hù)粘性土全料的，若時(shí)不

99、小于0.1mm 。</p><p><b>　　3）護(hù)坡墊層</b></p><p>　　墊層料的粒徑不能過(guò)大，而且含有適量的細(xì)料。本壩屬于中壩，取最大粒徑為80-100mm,粒徑小于5mm的顆粒含量宜選為30%-50%， 同樣應(yīng)滿足土粒不流失及足夠的透水性要求，但標(biāo)準(zhǔn)可降低些，建議按下式的簡(jiǎn)便方法選擇粒徑。</p><p>　　.，

100、 .。</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)結(jié)果</b></p><p>　　由于設(shè)計(jì)原始資料中沒(méi)有提供各土、砂、石料的顆粒級(jí)配情況，這里無(wú)法用計(jì)算方法進(jìn)行反濾層的設(shè)計(jì)，只能參考相關(guān)規(guī)范和已建工程進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。初步擬結(jié)果如下：</p><p><b>　　16.4、護(hù)坡設(shè)計(jì)</b></p><p&g

101、t;　　1.上游護(hù)坡：采用目前最常用的漿砌石護(hù)坡。護(hù)坡范圍從壩頂一直到壩腳，厚度為40cm，下部設(shè)厚度均為30cm的碎石和粗沙墊層。見(jiàn)圖：</p><p>　　2.下游護(hù)坡：下游設(shè)厚度為40cm的碎石護(hù)坡，護(hù)坡下面設(shè)厚度為40cm的粗沙墊層。見(jiàn)圖：</p><p><b>　　(5)頂部構(gòu)造</b></p><p><b>　　1.壩

102、頂寬度</b></p><p>　　對(duì)中低壩可取5-10m，此處取B=7.0m</p><p><b>　　2.防浪墻</b></p><p>　　采用C15水泥漿砌快石放浪墻，高為1.2m，基本尺寸見(jiàn)圖，墻身每隔15m布置一道設(shè)有止水的沉陷縫，墻頂設(shè)有高2.8m的燈柱。</p><p><b>　

103、　3.壩頂蓋面</b></p><p>　　(6)馬道和壩頂，壩面排水設(shè)計(jì)</p><p>　　1.馬道：第一級(jí)馬道高層為82.50m，第二級(jí)馬道高層為102.50m，馬道寬為2.0m。</p><p>　　2.壩頂排水：壩頂設(shè)有防浪墻，為了便于排水，把頂做成自上游\傾向下游的坡，坡度為3%，將壩頂雨水排向下游壩面排水溝。</p><

104、p><b>　　3.壩面排水</b></p><p><b>　?。?）布置</b></p><p>　　在下游壩坡設(shè)縱橫向排水溝?？v向排水溝（與壩軸線平行）設(shè)在各級(jí)馬道內(nèi)側(cè)。沿壩軸線每隔200m設(shè)置1條橫向排水溝（順坡布置，垂直于壩軸線），橫向排水工自壩頂直至棱體排水處的排水溝，再排至壩址排水溝?？v橫排水溝互相連通，橫向排水溝之間的縱向排

105、水溝應(yīng)從中間向兩側(cè)傾斜，坡度取0.2%，以便將雨水排向橫向排水溝。壩體與岸坡連接處應(yīng)設(shè)計(jì)排水溝，以排除岸坡上游下來(lái)的雨水。</p><p>　　16.5、排水溝尺寸及材料</p><p>　　1）尺寸擬定：由于缺乏暴雨資料，所以無(wú)法用計(jì)算的方法確定斷面尺寸，根據(jù)以往已建工程的經(jīng)驗(yàn)，排水溝寬度及深度一般采用20-40cm，具體的尺寸見(jiàn)圖。</p><p>　　2）材料

106、：排水溝通常采用漿砌石或混凝土預(yù)制塊。綜合考慮選用漿砌石塊石。見(jiàn)圖</p><p>　　17、地基處理及壩體與岸坡的連接</p><p>　　結(jié)合本壩壩基情況，從壩軸線剖面圖可知，地基處理如下：</p><p><b>　　17.1、地基處理</b></p><p>　?。?） 河槽處：水流常年沖刷，基巖裸露，抗風(fēng)化能力

107、強(qiáng)，且鉆1處巖芯獲得率都比較高。吸水量也較低，故只需清除覆蓋層即可，挖至基巖即可。</p><p>　?。?） 鉆2及右岸河灘：覆蓋層和坡積物相對(duì)較厚，鉆2處的上層巖芯獲得率只有12%，巖層裂隙較為發(fā)育，擬采用局部帷幕灌漿。</p><p>　?。?）平山咀大溶洞：經(jīng)勘探后分析對(duì)大壩及庫(kù)區(qū)均無(wú)影響，為安全起見(jiàn)，可修筑土鋪蓋，用水泥砂漿填縫。鋪蓋同時(shí)還應(yīng)與粘土斜墻相連，向上庫(kù)區(qū)及右岸延伸展布

108、，將巖溶封閉。</p><p>　　17.2、壩體與地基的連接</p><p>　?。?） 河槽部位（即鉆1部位），巖芯獲得率及吸水量均能達(dá)到要求，采用在斜墻底端局部加厚的方式與地基相連。</p><p>　　（2） 鉆2到右岸河灘：上部巖層裂隙較發(fā)育，巖芯獲得率只有12%。而覆蓋層也較左岸厚，采用截水槽的方式與基巖相連。截水槽可挖至基巖以下0.5m深處，內(nèi)填壤土。

109、截水槽橫斷面擬定：邊坡采用1：2.0；底寬，滲徑不小于（1/3～1/5）H，其中H為最大作用水頭（下游無(wú)水時(shí)為51.00m），底寬取1/3.4×51.00=15.0m。</p><p>　　17.3、壩體與岸坡的連接</p><p>　　土壩與岸坡的接合面是工程中較軟弱的環(huán)節(jié)，應(yīng)妥加處理，避免沿接合面發(fā)生集中滲流，土壩裂縫等現(xiàn)象。左壩肩到左灘地，坡積風(fēng)化層5～10m，需徹底清除，

110、左岸坡上修建混凝土齒墻，岸坡較陡，開(kāi)挖時(shí)基本與基巖大致平行。右壩肩到右灘地坡積風(fēng)化層處理與左岸相同，基巖開(kāi)挖角不宜太大。</p><p>　　第五部分：第二主要建筑物設(shè)計(jì)</p><p><b>　　18、溢洪道設(shè)計(jì)</b></p><p>　　溢洪道平面布置如圖所示：</p><p>　　18.1、溢洪道路線選擇和平面

111、位置的確定</p><p>　　根據(jù)本工程地形地質(zhì)條件，選擇正槽式溢洪道，引水渠末端設(shè)置圓形漸變段，泄槽不設(shè)收縮、彎曲段和擴(kuò)散段，尾水渠設(shè)護(hù)袒。成直線布置在右岸的天然埡口。</p><p><b>　　堰面形式及孔口尺寸</b></p><p>　　1 采用WES型堰面形狀 </p><p><b>　　取&

112、lt;/b></p><p>　　取 </p><p>　　點(diǎn)下游曲線方程： </p><p>　　坡度（與水平線段夾角為）的下游直線段與曲線段相切點(diǎn)的坐標(biāo)值，做一階導(dǎo)數(shù)：</p><p><b>　　=1.667</b></p><p>　　切

113、點(diǎn)坐標(biāo)為（10，9）</p><p>　　反弧圓心的確定：反弧半徑，為校核洪水閘門全開(kāi)時(shí)反弧水深，本設(shè)計(jì)中，反弧圓心點(diǎn)坐標(biāo)</p><p>　　圓弧與直線相交點(diǎn)坐標(biāo)為：</p><p>　　18.2、孔口尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　（1）、單寬流量的確定。</p><p><b>　　——單寬流量</

114、b></p><p>　　根據(jù)堰頂形式可選 </p><p><b>　　則 </b></p><p>　　取孔口寬度為10 則 </p><p>　　——孔口寬度 ——中閘墩（取2.0），邊墩（取3.0m）</p><p><

115、;b>　　則 溢流前緣總長(zhǎng)為</b></p><p>　　——閘墩側(cè)收縮系數(shù)，取0.95</p><p>　　——流量系數(shù)，取0.48</p><p>　　——重力加速度，9.81</p><p><b>　　18.3、控制段</b></p><p>　?。?）擬定控制段的形式&

116、lt;/p><p>　　為了控制瀉流能力，設(shè)置平面鋼閘門，</p><p>　　取 </p><p>　　查表： </p><p>　　與泄槽底版相連采用反弧曲面，（其中為校核洪水位全開(kāi)時(shí)的反弧最低點(diǎn)）</p><p><b>　　18.4、泄 槽</b>&l

117、t;/p><p>　　泄槽布置在基巖上，斷面為挖方，為適應(yīng)地形，瀉槽分為收縮段、瀉槽一段、瀉槽二段，根據(jù)已建的工程擬定收縮段收縮角為12度。首端與控制堰同寬B=61m。末端采用矩形。</p><p><b>　　18.5、出口消能</b></p><p>　　溢洪道出口段為沖溝，巖石質(zhì)地較好，離大壩較遠(yuǎn)，采用挑流消能。水流沖刷不會(huì)危及大壩安全。&l

118、t;/p><p><b>　　19、水力計(jì)算</b></p><p>　　泄槽水面線計(jì)算：對(duì)稱布置由地質(zhì)平面圖可知堰頂?shù)较掠嗡娓叱蹋?4.3）處的水平距離是86，高差33.2。坡降i=33.2/86=0.386＞iK，屬急流，槽內(nèi)形成bⅡ型降水曲線，屬于明渠非均勻流的計(jì)算。</p><p><b>　　19.1、基本計(jì)算</b&g

119、t;</p><p>　　采用各段試算的方法計(jì)算</p><p>　　19.2、基本計(jì)算公式</p><p>　　流段距離： </p><p>　　式中收縮斷面處開(kāi)始計(jì)算</p><p><b>　　19.3、鼻坎型式</b></p><p>　　選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施

120、工方便、鼻坎上水流平順、挑距較遠(yuǎn)、應(yīng)用廣泛的連續(xù)式鼻坎。鼻坎挑角。鼻坎高程高出下游最高水位，反弧半徑R=10m。見(jiàn)圖12所示。</p><p><b>　　圖12</b></p><p>　　19.4、水舌挑射距離計(jì)算</p><p>　　式中： L——水舌挑距，m； ——坎頂水面流速, m/s，按鼻坎處平均流速v的1.1倍；

121、 ——坎頂垂直方向水深m，</p><p>　　沖刷坑深度的計(jì)算（由河床表面至坑底）</p><p><b>　　， ，</b></p><p>　　式中：——水墊厚度，自水面算至坑底，m； ——沖坑深度，m；</p><p>　　——單寬流量，； ——上下游水位差，m； ——下