土石壩課程設(shè)計--水利樞紐工程設(shè)計

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

2、t;<b>　　設(shè)計說明書</b></p><p>　　第一部分 綜合說明5</p><p><b>　　1、設(shè)計資料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、各料場的位置與儲量見壩區(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)濟資料13</p><p>　　2.7.1、庫區(qū)經(jīng)濟13</p><p>　　2.7.2、對外交通情況14</p><p>　　第二部分：主要建筑物14</p><p><b>　　3 設(shè)計數(shù)據(jù)14</b></p><p>　　3.1、工程等級: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別17</p&g

7、t;<p>　　5.1.1、水庫樞紐建筑物組成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、水庫樞紐等級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過壩建筑物21</p><p>　　8.4施工導(dǎo)流洞及水庫放空洞21</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)計洪水與校核洪水31</p><p>&

12、lt;b>　　設(shè)計計算書</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、泄洪方式及水庫運用方式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 滲流計算34</p><p>　　13.1、　滲流計算的基本假定34</p><p>　　13.2、滲流分析的方法35</p><p>　　13.3、計算斷面及公式36</p><p>　　15、壩坡穩(wěn)定計算36<

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

15、濾層39</p><p>　　16.4、護坡設(shè)計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45</p><p>　　18、溢洪道設(shè)計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、水力計算50</p><p>　　19.1、基本計算50</p><p>　　19.2、基本計算公式50</p><p>　　19.3、鼻坎型式50</p><p>　　19.

18、4、水舌挑射距離計算51</p><p>　　20、襯砌及細(xì)部構(gòu)造設(shè)計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53</p><p>　　20.3、護坡設(shè)計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57</b></p><p><b>　　設(shè)計說明書</b></p><p>　　一 基本資料及數(shù)據(jù)設(shè)計</p><p>　　第一部分 綜合說明</p><p><b>　　1、設(shè)計資料</b><

21、/p><p>　　1.1、工程樞紐概況</p><p>　　E江位于我國西南地區(qū)，流向自東南向西北，全長約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)部門對本地區(qū)作了多次勘測規(guī)劃以開發(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)進行開發(fā)。初步規(guī)劃，灌溉方面：本工程灌溉面積為10萬畝（高程在102m以上），發(fā)電方面：裝機容量24KW。發(fā)電量為1.05億度。防洪方面：可減輕洪水對下游城鎮(zhèn)、廠礦和農(nóng)村的威脅。根據(jù)防洪要求，設(shè)計洪水時控制最大泄流流量不超過900 m3/s。漁業(yè)方面：正常蓄水位時，水庫面積為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、水庫地質(zhì)：庫區(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)為庫區(qū)滲漏問題不大，但水庫蓄水后，兩岸的坡積與殘積等物質(zhì)的坍塌是不可避免的。經(jīng)過勘測，估計可能塌方量約為300萬立方，在考慮水庫淤積問題時作為參考。</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，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)見下表 </p><p>　　表6 壩基巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗表</p><p>　　全風(fēng)化玄武巖物理力學(xué)性質(zhì)實驗表&

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，各月平均氣溫見表1，平均溫度的天數(shù)見表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，其相對濕度為51-73%之間，夏雨因降雨日數(shù)較多，相對濕度隨之增大，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1213mm，最小為617mm，多年平均降雨量為905mm，各月降雨數(shù)見表3</p><p>　　表3各月降雨日數(shù)統(tǒng)計表</p><p&g

29、t;　　2.4、風(fēng)力及風(fēng)向：一般1-4月風(fēng)量較大，實測最大風(fēng)速為19.1m每秒相當(dāng)于8級風(fēng)力，風(fēng)向為西北偏西，水庫吹成為15km</p><p>　　2.5、水文特性：E江徑流的主要來源為降水，在此山區(qū)流域內(nèi)無湖泊調(diào)節(jié)江流。根據(jù)實測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始上漲，汛期開始，至十月以后洪水下降，則枯水期開始，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，實測最大流量為700立方米每秒，</p><p>　　年日常徑流:壩址附近水文站有實測資料8年，參考臨近站水文記錄延長后有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</p><p>　　固體徑流：E江為山區(qū)性河流，含沙大小均歲降水強度量的大小而變化，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、各料場的位置與儲量見壩區(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)土料見表9-表12，石料：堅硬的玄武巖可作為堆石壩石料，儲量較為豐富，在壩址附近有石料場一處， 覆蓋層淺，開采條件較好。</p><p><b>　　2.7、經(jīng)濟資料</b></p><p>　　2.7.1、庫區(qū)經(jīng)濟</p><p>　　流

33、域都為農(nóng)業(yè)人口，多種植稻米、玉米等。庫區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)有價值可采的礦石，</p><p>　　表13 各高程淹沒情況</p><p>　　2.7.2、對外交通情況</p><p>　　壩址下游120km處有鐵路干線通過，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)計數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　3.1、工程等級:</b></p><p>　　工程的灌溉面積為10萬畝,裝機容量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劃分及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》綜合考慮水庫總庫容防洪效益、灌溉面積、電站裝機容量

35、，工程規(guī)模由庫容（正常蓄水位時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)計時）的重現(xiàn)期為100年，非常運用洪水（校核時）的重理期為200年；水電站廠房正常與非正常運用洪水標(biāo)準(zhǔn)分別為50年500年；臨時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典型洪水進行放大，得設(shè)計洪水與校核洪水過程線。</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)計洪水位為2821.72m，校洪水位為2823.08m。死庫容為1億m3，興利庫容為2.88億m3，調(diào)洪庫容為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：裝機容量為9000千瓦，三臺機組，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)運平臺高程115.0m，平臺尺寸為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采。石料可利用采石場開采，采石場可利用壩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)地堅硬，巖石出露，覆蓋淺，易開采。</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，且儲量很多，一般土質(zhì)尚佳，可做筑壩之用。起性能見附表1；</p>

41、<p>　　4.2 砂土：從壩下游0.5～3.5公里河灘上開采，儲量多，可供筑壩使用，其性能見附表2；</p><p>　　4.3 石料：可在壩址下游附近開采，石質(zhì)為石灰?guī)r及砂巖，質(zhì)地堅硬，儲量豐富，便于開采，其性能見附表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別</p><p>　　5.1.1. 水庫樞紐建筑物組成</p><p>　　根據(jù)水庫樞紐的任務(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劃分及設(shè)計標(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20萬畝，屬Ⅲ等工程；根據(jù)電站裝機容量9000千瓦即9MW，小于10MW，屬Ⅴ等工程；根據(jù)總庫容為2.00億m

44、3，在10～1.0億m3，屬Ⅱ等工程。</p><p>　　6.2、水庫樞紐等別：根據(jù)規(guī)范規(guī)定，對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，整個工程的等別應(yīng)按其最高的等別確定，故本水庫樞紐為Ⅱ等工程。</p><p>　　6.3水工建筑物的級別：根據(jù)水工建筑物級別的劃分標(biāo)準(zhǔn)，Ⅱ等工程的主要建筑物為2級水工建筑物，所以本樞紐中的攔河大壩、溢洪道、水電站建筑物、灌溉渠道，水庫放空隧

45、洞為2級水工建筑物；次要建筑物筏道為3級水工建筑物</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)頁巖，覆蓋層沿壩軸線厚1.5～5.0m，五通砂巖厚達30～80m，若建重力壩清基開挖量大，目前C城至壩址尚無鐵路、公路通行，修建重力壩所需水泥、鋼筋等材料運輸不方便，且不能利用當(dāng)?shù)刂尾牧希市藿ㄖ亓尾唤?jīng)濟。</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稱，岸坡平順無突變，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#壩址處沒有雄厚的山脊作為壩肩，左岸陡峭，右岸相對平緩，峽谷不對稱，成不對稱的“U”型，下游河床開闊，無建拱壩的可能。</p><p>　　7.1.3土石壩方案</p>

48、;<p>　　土石壩對地形、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)簡單，可實行機械化施工，也能充分利用當(dāng)?shù)亟ㄖ牧希采w層也不必挖去，因此造價相對較低，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)簡單，運行安全可靠，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。進口設(shè)有攔污柵、進水喇叭口、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>　　因為土石壩不宜采用壩式水電站，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過壩建筑物</b><

51、/p><p>　　主要是筏道，采用干筏道。起運平臺高程115.00m平臺尺寸為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)流洞及水庫放空洞</p><p>　　施工導(dǎo)流洞及水庫放空洞，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，廠房布置在開挖的基巖上，開關(guān)站布置在廠房旁邊；施工導(dǎo)流洞及水庫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>　　Ⅰ－Ⅰ剖面，河床覆蓋層厚平均20m，河床中部最大達

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，其余為堅硬的玄武巖，地質(zhì)構(gòu)造總體良好（對土石壩而言），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，若將壩建于此，則繞壩滲流可能較大，進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</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、施工進度與分期、填筑強度、氣象條件、施工場地、運輸條件、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；樞紐開發(fā)目標(biāo)和運行條件；土石壩以及樞紐的總工程量、總工期和總造價</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采。石料利用采石場開采，采石場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)地堅硬、巖石出露、覆蓋淺，易開采。</p><p>　　從建筑材料上說，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，可簡化防滲處理。但是，由于土料抗剪強度比其他壩型壩殼的石料、砂礫和砂等材料的抗剪強度小，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，有效工日會減少，工期延長，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)缺點無顯著差別，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，截水槽開挖和斷層處理要花費很多時間，并且不容易準(zhǔn)確的預(yù)計，斜墻截水槽接近壩腳，處理時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間，工期較心墻壩有把握；土料及石料儲量豐富，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，受氣候影響相對小，粘土心墻冬季施工時暖棚跨度比斜墻小。移動和升高較便利。</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，同時還要考慮防汛搶險、防空、防震等特殊需要。根據(jù)以往工程經(jīng)驗的統(tǒng)計資料，壩高H在30－100m的范圍內(nèi)時，壩頂?shù)膶挾茸钚∪/10，并水小于5m。最終本設(shè)計的壩頂寬度取為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)驗擬定壩坡，再通過計算分析，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，并同時兼作交通、觀測、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)計工況、校核工況及正常加震情況下的三種方案來計算大壩的高程，最后計算出數(shù)據(jù)取量大值，同時并保

64、留一定的沉降值。壩頂高程在水庫正常運用和非常運用期間的靜水位以上應(yīng)該有足夠的超高，以保證水庫不漫頂，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)壩的等級及運用情況按下表選用</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)計算為設(shè)計工況時，風(fēng)速取多年平均最大風(fēng)速的1.5倍；當(dāng)計算為校核工況時，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)果見下表，設(shè)計竣工時壩頂高程為2825m。</p><p><b>　　坡頂高程計算成果表</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)壩的等級和運用情況，按表1-1確定?！獕吻八蚱骄睿致怨烙嫗?0m；</p><p>　　——綜合摩阻系數(shù)，其值變化在（6~12）之間，計算時一般取;</p><p>　　b——風(fēng)向與水域中線的夾角

70、，（）；——計算風(fēng)速和水庫吹程；</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線，防止壩坡凍漲和滲透變形，保護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)計主要包括壩體防滲和壩基防滲兩個方面。</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、降低浸潤線控制滲透坡降的要求，同時還要滿足構(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)計允許滲透坡降[J]＝5，上游校核洪水時承受的最大水頭為73.08m，墻的厚度B>73.08/5＝14.616m。參考以往工程的

73、經(jīng)驗，斜心墻的頂部寬度取為5m（滿足大于3m機械化施工要求），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)第十一屆國際大壩會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（由強度和防滲條件定），防滲墻伸入心墻的長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），取[J]＝5.0，則L＝67.9/5＝13.58m，設(shè)計伸入7.5m。</p>&l

75、t;p>　　這樣接觸面長度為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典型洪水進行放大，得設(shè)計洪水與校核洪水過程線。</p><p><b>　　設(shè)計計算書</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、庫運用方式</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，如采取開敞溢洪道的方案，可能造成開挖量太大而不經(jīng)濟，因而采用隧洞泄洪，并考慮與施工導(dǎo)流結(jié)合。</p><p>　　水庫運用方式：洪水來臨時用閘門控制下泄流量等于來流量，水庫保持汛前限制水位不變，當(dāng)來水流量繼續(xù)加大，則閘門全開，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，這是防洪庫容與興利庫容全不結(jié)合的情況，因為山區(qū)河流特點是爆漲爆落，整個汛期內(nèi)大洪水隨時都可能出現(xiàn)，任何時刻都須留一定的防洪庫容是必要的。</p><p><b>　　12.3、調(diào)洪演算&l

79、t;/b></p><p>　　本設(shè)計擬訂四組方案進行比較，調(diào)洪演算成果見下表</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)該通過技術(shù)經(jīng)濟比較選定，同時也應(yīng)結(jié)合導(dǎo)流問題，一般來說，△Z大壩增高，從而壩的工程量加大；B大則增加隧洞的開挖及其他工程量，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，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)計水位2821.72m，校核水位2823.08m，設(shè)計泄洪流量565m3/s，校核泄洪流量669m3/s</p><p><b>　　13 滲流計算</b></p><p>　　13.1、　滲流計算的基本假定</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、對不透水層，因此計算時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.　滲流計算條件：</p><p&

83、gt;　　流計算時應(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）對上游壩坡最不利的庫水降落后的落差。</p><p>　　由于缺乏資料所以擬定如下工況進行計算：設(shè)計洪水位（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)法進行土壩滲流計算。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線方程。</p><p>　　13.3、計算斷面及公式</p><p>　　本設(shè)計僅對河槽截面處進行最大斷面的滲流計算，并假設(shè)地基為不透水。采用的公式：</p><p>　　13.4、浸潤線方

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)計資料沙土的抗剪強度指標(biāo)，φ=φ=φ=30º，由于設(shè)計原始資料中無相關(guān)的數(shù)

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

88、計</p><p>　　16.1、 防滲體設(shè)計</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，對于正常運用情況心墻為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、防滲體保護層</p><p>　　心墻頂部以及心墻的上游側(cè)均應(yīng)設(shè)保護層，防止冰凍和干裂。保護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。心墻上游保護層應(yīng)分層碾壓填筑，達到和壩體相同的標(biāo)準(zhǔn)。其外坡坡度應(yīng)按穩(wěn)

91、定計算確定，使保護層不至沿斜墻面或連同心墻一起滑動。具體見壩頂構(gòu)造。</p><p>　　16.3、壩體排水設(shè)計</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：不能降低浸潤線，多用于浸潤線較低和下游無水的情況，故不選

92、用。</p><p>　　棱體排水：可降低浸潤線，防止壩坡凍脹和滲透變形，保護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)下游水位高過排水設(shè)施時，降低浸潤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1、2級壩不小于1.0m，通過校核洪水位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、反濾層和過濾層</p><p><b>　　設(shè)計規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　保護無粘性土料（粉砂、砂、砂礫卵礫石、碎石等）</p><p>　　碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范規(guī)定，對于與被保護土相鄰的第一層反濾料，建議按下述準(zhǔn)則選用，，同時要求兩者的不均勻系數(shù)及不大于5～8，級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，以第一層反濾料為被保護土，二選擇第三層反濾料時，則以第二層反濾料為被保護土。</p><p>　　按次標(biāo)準(zhǔn)天然砂礫料一般不

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

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

98、40%～85%的粘性土按式.設(shè)計反濾層。</p><p>　　c.對于小于0.075mm的顆粒含量為15%～39%的粘性土按式設(shè)計反濾層。式中，為小于0.075mm時顆粒含量1%。若，應(yīng)取0.7mm。</p><p><b>　?、跐M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)為被保護粘性土全料的，若時不

99、小于0.1mm 。</p><p><b>　　3）護坡墊層</b></p><p>　　墊層料的粒徑不能過大，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，建議按下式的簡便方法選擇粒徑。</p><p>　　.，

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

101、t;　　1.上游護坡：采用目前最常用的漿砌石護坡。護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。見圖：</p><p>　　2.下游護坡：下游設(shè)厚度為40cm的碎石護坡，護坡下面設(shè)厚度為40cm的粗沙墊層。見圖：</p><p><b>　　(5)頂部構(gòu)造</b></p><p><b>　　1.壩

102、頂寬度</b></p><p>　　對中低壩可取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</p><p>　　1.馬道：第一級馬道高層為82.50m，第二級馬道高層為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>　　（1）布置</b></p><p>　　在下游壩坡設(shè)縱橫向排水溝。縱向排水溝（與壩軸線平行）設(shè)在各級馬道內(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)計排水溝，以排除岸坡上游下來的雨水。</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，所以無法用計算的方法確定斷面尺寸，根據(jù)以往已建工程的經(jīng)驗，排水溝寬度及深度一般采用20-40cm，具體的尺寸見圖。</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>　　（1） 河槽處：水流常年沖刷，基巖裸露，抗風(fēng)化能力

107、強，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)勘探后分析對大壩及庫區(qū)均無影響，為安全起見，可修筑土鋪蓋，用水泥砂漿填縫。鋪蓋同時還應(yīng)與粘土斜墻相連，向上庫區(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到要求，采用在斜墻底端局部加厚的方式與地基相連。</p><p>　?。?） 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（下游無水時為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，開挖時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，基巖開挖角不宜太大。</p><p>　　第五部分：第二主要建筑物設(shè)計</p><p><b>　　18、溢洪道設(shè)計</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、彎曲段和擴散段，尾水渠設(shè)護袒。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的坐標(biāo)值，做一階導(dǎo)數(shù)：</p><p><b>　　=1.667</b></p><p>　　切

113、點坐標(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時反弧水深，本設(shè)計中，反弧圓心點坐標(biāo)</p><p>　　圓弧與直線相交點坐標(biāo)為：</p><p>　　18.2、孔口尺寸設(shè)計</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時的反弧最低點）</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。水流沖刷不會危及大壩安全。&l

118、t;/p><p><b>　　19、水力計算</b></p><p>　　泄槽水面線計算：對稱布置由地質(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算。</p><p><b>　　19.1、基本計算</b&g

119、t;</p><p>　　采用各段試算的方法計算</p><p>　　19.2、基本計算公式</p><p>　　流段距離： </p><p>　　式中收縮斷面處開始計算</p><p><b>　　19.3、鼻坎型式</b></p><p>　　選用結(jié)構(gòu)簡單、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。見圖12所示。</p><p><b>　　圖12</b></p><p>　　19.4、水舌挑射距離計算</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