水工建筑物課程設(shè)計1

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　根據(jù)水工建筑物課程教學(xué)大綱的要求，安排一周的時間進行土石壩課程設(shè)計。</p><p>　　此次進行土石壩課程設(shè)計的地點是在教室里面，其目的是為了提高學(xué)生綜合運用知識的能力，將理論與實際相結(jié)合，將自己學(xué)的知識運用到實際工程中。要求是：</p><p>　　1、課程設(shè)計安排在《水工

2、建筑物》課程內(nèi)容之后進行，課程設(shè)計作為綜合性實踐環(huán)節(jié)，是對平時作業(yè)的一個補充，課程設(shè)計包括土石壩設(shè)計的主要理論和計算問題，通過課程設(shè)計可以達到綜合訓(xùn)練的目的。</p><p>　　2、課程設(shè)計的目的，是使學(xué)生融會貫通《水工建筑物》所學(xué)專業(yè)理論知識，完成土石壩較完整的設(shè)計計算過程，以加深對所學(xué)知識的理解和運用，培養(yǎng)綜合運用已學(xué)的基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)知識來解決基本工程設(shè)計問題的初步技能，全面分析考慮問題的思想方法、工作

3、方法。</p><p>　　3、培養(yǎng)設(shè)計計算、繪圖、編寫設(shè)計文件、使用規(guī)范手冊和應(yīng)用計算機的能力，以及各種軟件的使用。</p><p>　　4、提高查閱和應(yīng)用參考文獻和資料的能力。</p><p>　　此次課程設(shè)計的內(nèi)容是在潁河上進行聯(lián)平土石壩的設(shè)計，根據(jù)已有的資料將水利樞紐布置在潁河上，需要我們充分發(fā)揮自己動手動腦的能力，從整體到局部在回到整體的這樣一個認識的過程

4、，充分運用所學(xué)的知識，借用參考文獻和規(guī)范，設(shè)計出此套方案來的。</p><p><b>　　編 者 </b></p><p><b>　　2012年5月 </b></p><p><b>　　實習(xí)目的</b></p><p>　　課程設(shè)計的目的，是使學(xué)生融會貫通《水

5、工建筑物》所學(xué)專業(yè)理論知識，完成土石壩較完整的設(shè)計計算過程，以加深對所學(xué)知識的理解和運用，培養(yǎng)綜合運用已學(xué)的基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)知識來解決基本工程設(shè)計問題的初步技能，全面分析考慮問題的思想方法、工作方法。</p><p><b>　　實習(xí)內(nèi)容</b></p><p>　　一 基本資料及數(shù)據(jù)設(shè)計</p><p><b>　　第一節(jié) 基本

6、資料</b></p><p><b>　　(一)概況</b></p><p>　　聯(lián)平水庫位于潁河干流上，控制流域面積94.1平方千米。流域內(nèi)南部多石山，小部分為丘陵，已耕種，北部為丘陵，大部分為梯田，山區(qū)平均地面坡度為1/10～1/15，丘陵山區(qū)平均地面坡度1/50左右，水土流失嚴(yán)重，河流平均縱坡為1/130。</p><p>&

7、lt;b>　　(二)樞紐任務(wù)</b></p><p>　　該水庫主要任務(wù)以灌溉為主，結(jié)合灌溉進行發(fā)電。灌溉下游左岸2萬畝耕地，灌溉最大引水量4m3/s，引水高程347.49m，發(fā)電裝機容量75kW。</p><p><b>　　(三)地形地質(zhì)概況</b></p><p>　　水庫位于低山丘陵地區(qū)，南部多山，高程在400~500

8、m之間，發(fā)育南北向沖溝。北、西、東多位第四紀(jì)黃土覆蓋的丘陵階地，高程在300~400m之間，潁河由西向東流經(jīng)壩區(qū)。</p><p><b>　　壩址兩岸河谷狹窄。</b></p><p>　　壩址及庫區(qū)巖層均為第三季砂頁巖，無大的不利地質(zhì)構(gòu)造。</p><p>　　壩址巖層為黃色石英砂巖與紫色砂質(zhì)頁巖互層，巖層走向SE110o~120o，傾向N

9、E20o~30o，傾角20o~40o。</p><p>　　壩址兩岸為黃色石英砂巖，巖石堅硬，但裂隙較為發(fā)育，上覆6~10m黃土，左岸有部分粘土。地震基本烈度為6度。</p><p><b>　　(四) 氣象</b></p><p><b>　　1、氣溫:氣溫溫和</b></p><p>　　2、風(fēng)

10、速：多年平均最大風(fēng)速：14m/s。水庫最大吹程3km。</p><p>　　3、降雨：流域年平均降雨量690mm/年，其中2/3降于6-9月，約有45%的降水集中于7、8兩個月。</p><p><b>　　（五）水文</b></p><p>　　壩址處河流多年平均流量0.5m3/s，年總徑流量1684.39萬m3。</p>&l

11、t;p><b>　　第二節(jié) 設(shè)計數(shù)據(jù)</b></p><p>　?。ㄒ唬┕こ痰燃墸焊鶕?jù)規(guī)范自定。</p><p><b>　　（二）水庫規(guī)劃資料</b></p><p>　　1、死水位340m。</p><p>　　2、最高興利水位360.00m，相應(yīng)庫容1413.07萬m3，相應(yīng)下游水深0

12、</p><p>　　3、設(shè)計洪水位363.50m（頻率2%）相應(yīng)庫容1998.36萬m3，相應(yīng)最大泄洪量540 m3/s，相應(yīng)下游水位338.0m</p><p>　　4、校核洪水位364.50m（頻率0.2%），相應(yīng)庫容2299.68萬m3，相應(yīng)最大泄洪量800 m3/s，相應(yīng)下游水位339.0m。</p><p>　　5、水能指標(biāo)：裝機容量75kW，安裝高程3

13、48.69m。</p><p>　?。ㄈ屑~組成建筑物</p><p>　　1、大壩：布置在1＃壩軸線上；</p><p>　　2、水電站：裝機容量75kW，安裝高程348.69m。</p><p><b>　?。ㄋ模┲尾牧?lt;/b></p><p><b>　　1、土料</b&

14、gt;</p><p>　　在壩址附近400-1500m的河道右岸有豐富的土料，大部分為中粉質(zhì)壤土，儲量在150萬方以上，壩址下游有30萬方左右的重粉質(zhì)壤土。</p><p><b>　　2、砂卵石料</b></p><p>　　潁河河槽及兩岸灘地也有大量砂、礫石及卵石，上下游河灘地表層0-2m黃土覆蓋，下為3-7m厚砂卵石，在枯水季節(jié)河水位降

15、低，上游在壩腳100m以外2000m以內(nèi)卵石平均取深為1.5m，約86萬方，下游在壩腳100m以外2000m以內(nèi)平均取深1.3m，約86萬方，其休止角經(jīng)現(xiàn)場試驗最小30o，最大37o，平均值33o。物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如下</p><p><b>　　二、樞紐布置</b></p><p>　?。ㄒ唬┕こ痰葎e及建筑物級別</p><p>　　1. 水

16、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)流洞作放空洞）、筏道。</p><p><b>　　2. 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>&

17、lt;p>　?。?）各效益指標(biāo)等別：根據(jù)樞紐灌溉面積為2萬畝，屬?。á瘢┑裙こ?；根據(jù)電站裝機容量75千瓦即75kW，小于10MW，屬?。á瘢┑裙こ蹋桓鶕?jù)總庫容為0.1413億m3，在1.01～0.1億m3，屬Ⅲ等工程。</p><p>　?。?）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Ⅲ等工程。</p>

18、<p>　?。?）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)，Ⅲ等工程的主要建筑物為3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，水庫放空隧洞為3級水工建筑物；次要建筑物筏道為4級水工建筑物。</p><p>　　（二） 各組成建筑物的選擇</p><p>　　1. 擋水建筑物型式的選擇</p><p>　　在巖基上有三

19、種類型：重力壩、拱壩、土石壩。</p><p><b>　　（1）重力壩方案</b></p><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，壩址上部巖層為黃色石英砂巖與紫色砂質(zhì)頁巖互層，但裂隙較為發(fā)育，上覆6~10m黃土，左岸有部分粘土若建重力壩清基開挖量大，故修建重力壩不經(jīng)濟。</p><p><b>　　

20、（2）拱壩方案</b></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><b

21、>　?。?）土石壩方案</b></p><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>　　2. 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30

22、0m處的兩岸河谷呈馬鞍形，左岸有馬鞍形埡口，采用正槽式溢洪道泄洪，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>　?。ㄈ屑~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

23、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內(nèi)。綜合考慮各方面因素，最后確定樞紐布置直接繪制在藍圖上（地形地質(zhì)平面圖）。</p><p><b>　?。ㄋ模屋S線選擇</b></p><p>　　選擇壩址時，應(yīng)根據(jù)地形、地址、工程規(guī)模及施

24、工條件，經(jīng)過經(jīng)濟和技術(shù)的綜合分析比較來選定。</p><p>　　應(yīng)盡量選在河谷的狹窄段。這樣壩軸線短，工程量小，但必須與施工場地和泄水建筑物的布置情況以及運用上的要求等同時考慮對于兩岸壩段要有足夠的高程和厚度。壩基和兩岸山體應(yīng)無大的不利地質(zhì)構(gòu)成問題。巖石應(yīng)較完整，并應(yīng)將壩基置于透水性小的堅實地層或厚度不大的透水地基上。壩址附近要有足夠數(shù)量符合設(shè)計要求的土、砂、石料且便于開采運輸。</p><

25、p>　　通過以上分析，聯(lián)平水庫壩軸線的選擇，在地形上，應(yīng)盡量選在河谷狹窄段。由地形圖上可知，上游坡壩軸線、壩軸線以及和下游壩軸線三者的比見地形圖，下游的壩軸線最符合。因為它是河谷的狹窄段，這樣壩軸線短，工程量小，可減少投資，庫容較大，淹沒少。</p><p><b>　　三 土壩設(shè)計</b></p><p><b>　?。ㄒ唬?壩型選擇</b&

26、gt;</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?，?jù)初步勘察，土料可以采用壩軸線左岸丘陵與平原地區(qū)的

27、土料，且儲量特別多，一般質(zhì)量尚佳，可作筑壩之用。砂料可在壩壩址附近400~1500m河道右岸開采。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><p>　　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

28、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。</p><p>　　2.多種土質(zhì)壩 該壩型顯然可以因地制宜，充分利用

29、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>　　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

30、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>　　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

31、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>　?。ǘ┐髩屋喞叽绲臄M定</p><p>　　大壩輪廓尺寸包括壩頂高程、壩頂寬度、上下游壩坡比、排水體型和尺寸、基礎(chǔ)防滲處理措施等。</p><p><b>　　壩頂寬度</b>&l

32、t;/p><p>　　本壩頂無交通要求，根據(jù)施工條件和防汛搶險需要以及以往工程的統(tǒng)計資料，對于中低壩取5-10m。本設(shè)計壩頂寬度采用B=7.0m。</p><p><b>　　2. 壩坡</b></p><p>　　因最大壩高約30m,故采用三級變坡。</p><p>　　(1)上游壩坡 ： 從壩頂?shù)綁熙嘁来螢?:2.75；

33、1:3；1:3.5</p><p>　　(2)下游壩坡 : 從壩頂?shù)綁熙嘁来螢?:2.5；1:2.75；1:3.0</p><p>　　(3)馬道:設(shè)在坡度變化處，馬道寬度取2.0m。</p><p><b>　　3. 壩頂高程</b></p><p>　　壩頂高程等于水庫靜水位與超高Y之和，并分別按以下運用情況計算，

34、取最大值：①正常蓄水位加正常運用情況的壩頂超高；②校核洪水位加非常運用情況的壩頂超高。最后需預(yù)流一定的壩體沉降量，此處取壩高的1%。計算公式采用下列算式：</p><p>　　式中：——波浪在壩坡上的最大爬高，m；</p><p>　　——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；</p><p>　　——安全加高，m，根據(jù)壩的等級和運用情況，按表1

35、-1確定。</p><p>　　——壩前水域平均水深，粗略估計為32m；</p><p>　　——綜合摩阻系數(shù)，其值變化在（1.5-5.0）×10之間，計算時一般取</p><p>　　b——風(fēng)向與水域中線的夾角，（）；</p><p>　　——計算風(fēng)速和水庫吹程；</p><p>　　V0正常運用條件下取1

36、.5V=1.5×14=21 m/s</p><p>　　V0非正常運用條件下取V=14m/s</p><p>　　表1-1 安全加高 （單位：m）</p><p>　　該壩屬于3級水工建筑物，安全加高分別?。赫＿\用情況下0.7，非常運用情況下0.4。</p><p>　　下面采用水利水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南推薦的計

37、算波浪在壩頂上的爬高：</p><p><b>　　=0.6m </b></p><p><b>　　=0.343</b></p><p><b>　　=4.324</b></p><p>　　式中：——與粗糙有關(guān)的系數(shù)，采用砌石護面，=0.75；</p><

38、;p>　　——經(jīng)驗系數(shù)，=1.0；</p><p>　　——折減系數(shù)，=1.0；</p><p><b>　　——平均波高，m；</b></p><p><b>　　——平均波長，m；</b></p><p>　　D——吹程，D=3km；</p><p>　　v——計算

39、風(fēng)速，v=14m/s；</p><p>　　R——波浪平均爬高，m；</p><p>　　m——計算坡度系數(shù)，m=3</p><p>　　由所給的設(shè)計資料中只有多年最大風(fēng)速=14m/s，則=0.6m</p><p>　　兩種計算成果見表1-３</p><p>　　壩頂高程最后結(jié)果：368.88m。</p>

40、<p>　　驗算：壩頂高程368.88m均大于 設(shè)計洪水位（正常蓄水位）+0.50m即363.50+0.50=364m； 校核洪水位364.50m。</p><p><b>　　所以滿足要求。</b></p><p><b>　　（三） 滲流計算</b></p><p>　　1.滲流計算的基本假定</p

41、><p>　　（1）心墻采用粘土料，滲透系數(shù),壩殼采用中粉質(zhì)壤土料，滲透系數(shù),兩者相差倍，可以把粘土心墻看做相對不透水層，因此計算時可以不考慮上游楔行降落水頭的作用。</p><p>　?。?）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等于滲透系數(shù)Ｋ與滲透比降的乘積，；</p><p>　?。?）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。

42、</p><p><b>　　2.滲流計算條件：</b></p><p>　　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）3

43、63.50m，相應(yīng)的下游最低水位為338.0m；校核洪水位364.50m，相應(yīng)的下游水深為339.0m。</p><p><b>　　3.滲流分析的方法</b></p><p>　　采用水力學(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><b>　　4.計算斷面及

44、公式</b></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><b>　　5.單寬流量</b></p><p>　　將心墻看作等厚的矩形，則平均寬度為 ：</p><p><b>　　;</b></p>&l

45、t;p><b>　　已知 </b></p><p>　　通過心墻的單寬流量為</p><p>　　通過心墻下游壩殼的單寬流量為</p><p><b>　　計算結(jié)果見表</b></p><p>　　6. 總的滲流量計算</p><p>　　從地質(zhì)地形平面圖上可以看

46、出大壩沿軸線大約長為400m，沿整個壩段的滲流量為：Q=μLq 式中μ是考慮到壩寬，厚度，滲流量沿壩軸線的不均勻分布而加的折減系數(shù)，μ=0.8 </p><p>　　Q正=0.8×400×5.2=1.664×m³/s</p><p><b>　　7.浸潤線方程</b></p><p><

47、;b>　　正常水位 </b></p><p><b>　?。ㄋ模纹路€(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2所示。圖中所示的各數(shù)據(jù)應(yīng)滿足以下關(guān)系：</p><p>　　φ´-β）-ctg（θ-φ´）-（1+）tg（φ-б）=0</p&

48、gt;<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)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，φ´=φ´=

49、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。</p><p><b>　　細部構(gòu)造設(shè)計</b></p><p><b>　　1、壩頂構(gòu)造</b></p><p><b>　　（1）壩頂寬度</b&g

50、t;</p><p>　　對中低壩可取5-10m，此處取B=7.0m</p><p><b>　?。?）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3，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>　?。?）壩頂蓋面&

51、lt;/b></p><p><b>　　2、上下游護坡馬道</b></p><p>　?。?）馬道：第一級馬道高程為82.50m，第二級馬道高程為102.50m，馬道寬為2.0m。</p><p>　?。?）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4。&

52、lt;/p><p>　?。?）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5。</p><p><b>　　3、反濾層</b></p><p>　?。?） 反濾層級配設(shè)計</p><p>　　碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范規(guī)定，對于與被保護土為非粘性土，且不均勻系數(shù)～8時，其第一層反濾料的級配宜按

53、下式確定：</p><p>　　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%；</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

54、層反濾料時，以第一層反濾料為被保護土，而選擇第三層反濾料時，則以第二層反濾料為被保護土。</p><p><b>　?。?）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)果如圖6。</p><p><b>

55、;　　4、排水</b></p><p><b>　　（1）壩頂排水</b></p><p>　　為了排除雨水，壩頂應(yīng)做成向一側(cè)或兩側(cè)傾斜的橫向坡度，坡度宜采用2％～3％。見圖3。</p><p><b>　?。?）壩面排水</b></p><p><b>　　1）布置</

56、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>&

57、lt;p>　　2）排水溝尺寸及材料</p><p>　　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7。</p><p>　　材料：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7。</p><p><b>　　3）壩體排水設(shè)計</

58、b></p><p><b>　?。?）排水設(shè)施選擇</b></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>　　1）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，故不選用。</p><p>　　2）棱體排水：可降低浸潤線，防止壩坡凍脹和

59、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>　　3）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>　　綜合以上分析選擇棱體排水方式。</p><p>　

60、?。?）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364.50m，假設(shè)相應(yīng)下游最高洪水位為339.0m，超高取1.5m，所以頂部高程為339.0+1.5=340.5m。</p><p>　　壩與地基兩岸的連接處理</p><p><b>　　

61、1、清基</b></p><p><b>　?。?)植被清理</b></p><p>　　表層雜物、雜草、樹根、表層腐植土、泥炭土、洞穴、溝、槽等清除工作采用人工配合推土機鏟推成堆；表層是耕地或松土，清除表面后，先平整，再壓實。將堤基清除的棄土、雜物、廢渣等挖掘機裝車運至指定的棄碴場堆放或堆至河道開挖面隨后隨河道開挖一并運至棄土場。部分大樹根擬采用挖掘機深

62、挖取出，所留坑塘在堤防填筑前根據(jù)碾壓實驗方案進行回填碾壓填平處理。</p><p><b>　?。?)表土清挖</b></p><p>　　堤基清理范圍：迎水坡為設(shè)計基面邊線外30~50cm，背水坡為設(shè)計基面邊線外30~50cm。</p><p>　　表土清挖根據(jù)堤圍地形情況，分階段分層進行。劃分層次以后，挖掘機進行表土淺挖，淺挖標(biāo)準(zhǔn)為現(xiàn)狀標(biāo)高

63、以下20~30cm，推土機集料，挖掘機裝車，自卸汽車運土到棄渣場堆放。在清挖過程中修筑截水溝，設(shè)置必要的排水設(shè)施。為達到壓實度要求，在清除表層浮土后擬采用壓路機將清理痕跡碾壓至平整。</p><p>　　高低結(jié)合處先用推土機沿堤軸線推成臺階狀，交接寬度不小于50cm，地表先進行壓實及基礎(chǔ)處理，測量出地面標(biāo)高，斷面尺寸。</p><p>　　2、覆蓋層的防滲處理</p><

64、;p><b>　?。?）粘性土截水槽</b></p><p>　　截水槽是均質(zhì)壩體、斜墻或心墻向透水基地中的延伸部分。其做法是：在壩軸線處或靠近上游的透水壩基上，平行于壩軸線開挖直達不透水層的梯形斷面，底寬有回填土的允許滲透坡降（一般砂壤土為3，壤土為3～5，粘土為5～10）和施工條件（不小于3.0m）確定，邊坡應(yīng)根據(jù)開挖后壩基的穩(wěn)定性確定，一般不陡于1:1～1:1.5，回填與壩體防滲

65、材料相同的材料（兩側(cè)可設(shè)過渡層或反濾層），分層壓實，與壩體防滲體連成整體。適用深度小于15m的砂礫層，太深則開挖困難。</p><p><b>　?。?）混凝土防滲墻</b></p><p>　　砂礫石層深度在80m以內(nèi)時采用該方法。具體方法是用鉆機或其他設(shè)備在土層中造圓孔或槽孔，再在孔中澆混凝土，最后連成一片形成一道整體的混凝土防滲墻。</p><

66、;p><b>　　（3）灌漿帷幕</b></p><p>　　當(dāng)砂卵石層很厚時，可采用灌漿帷幕防滲。施工方法是：先用旋轉(zhuǎn)式鉆機造孔，同時用泥漿固壁，鉆完孔后在孔中注入填料，插入帶孔的鋼管，待填料凝固后，在帶孔的鋼管中置入雙塞灌漿器，用一定壓力將水泥漿或水泥粘土漿壓入透水層的空隙中。待漿液凝固后，就形成了防滲帷幕。</p><p><b>　?。?）防滲

67、鋪蓋</b></p><p>　　這是一種由粘性土做成的水平防滲設(shè)施，是斜墻、心墻或均質(zhì)壩體向上游延伸的部分。它不能完全截斷滲流，只是通過延長滲徑的辦法，降低滲透坡降，減小滲透流量。防滲鋪蓋厚度不小于0.5～1.0m，與斜墻連接處常達3～5m。</p><p>　　綜上所述，采取粘性土截水槽較好。</p><p>　　3、壩與兩岸連接處理</p&g

68、t;<p>　　大壩與兩岸的連接，必須防止接觸面的集中滲流，防止因不均勻沉降而產(chǎn)生的裂縫，以及水流對上下游壩坡和壩腳的沖刷。土質(zhì)防滲體與混凝土建筑物的連接面應(yīng)有足夠的滲徑長度。壩體與混凝土建筑物采用側(cè)墻式連接時，土質(zhì)防滲體與混凝土面結(jié)合的坡度不宜陡于1:0.25，下游側(cè)接觸面與土石壩軸線的水平夾角宜在85～90之間。連接段的防滲體宜適當(dāng)加大斷面，或選用高塑性粘土填筑并壓實，且在結(jié)合面附近加強防滲體下游反濾層等。</p