水利水電工程畢業(yè)設(shè)計(jì)--重力壩設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p><b>　　說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　題 目 大渡河金子壩電站中壩址 </p><p>　　寬縫重力壩設(shè)計(jì) </p><p>　　專(zhuān) 業(yè) 水利水電工程 &

2、lt;/p><p>　　班 級(jí) 2010級(jí)5班 </p><p>　　學(xué) 生 xx </p><p>　　指導(dǎo)教師 xx </p><p><b>　　2014年</b></p><p

3、><b>　　前 言</b></p><p>　　金子壩水電站工程是大渡河干流梯級(jí)開(kāi)發(fā)的最后一級(jí)，上游接在建沙灣水電站，壩址位于沙灣區(qū)金子壩鎮(zhèn)泊灘村，距上游沙灣水電站約35km，下游距樂(lè)山市區(qū)15km，有省道S103從樞紐區(qū)左岸通過(guò)，對(duì)外交通較方便。該電站工程開(kāi)發(fā)任務(wù)為發(fā)電和航運(yùn)，并兼有防洪、灌溉、供水等。本電站采用混合式開(kāi)發(fā)方式，水庫(kù)正常蓄水位400.00m，總庫(kù)容7443萬(wàn)m3，電

4、站裝機(jī)容量680MW，設(shè)計(jì)引用流量350m3/s。根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）和《水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)》（DL/T5180—2003）規(guī)范，屬大（2）型水電站，Ⅱ等工程，主要建筑物：沖砂泄洪閘壩、電站主副廠房、非溢流壩、副壩、尾水渠、升壓站等為2級(jí)建筑物，次要建筑物：鋪蓋、攔砂坎、上下游導(dǎo)墻、護(hù)坦、海漫等為3級(jí)，臨時(shí)建筑物為4級(jí)。下游河道左岸防洪堤為4級(jí)建筑物。</p>&l

5、t;p>　　本次設(shè)計(jì)對(duì)壩體主體結(jié)構(gòu)物進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：樞紐總體布置設(shè)計(jì)，壩體主結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)水文水利計(jì)算以及調(diào)洪演算得到非溢流壩高為 400m，溢流堰頂高程為 386m 。通過(guò)地址地形比較，采用8m× 9m 溢流孔，對(duì)于溢流壩的泄洪消能設(shè)計(jì)采用底流消能。通過(guò)應(yīng)力計(jì)算及穩(wěn)定分析，大壩滿足規(guī)范要求。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是完成教學(xué)計(jì)劃達(dá)到本科生培養(yǎng)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。它通過(guò)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)

6、任務(wù)或撰寫(xiě)論文等諸環(huán)節(jié)，著重培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決問(wèn)題的能力和獨(dú)立工作能力、組織管理和社交能力；對(duì)于增強(qiáng)事業(yè)心和責(zé)任感，提高畢業(yè)生全面素質(zhì)具有重要意義。是學(xué)生在校期間的最終學(xué)習(xí)和綜合訓(xùn)練階段；是學(xué)習(xí)深化、拓寬、綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的重要過(guò)程；是學(xué)生學(xué)習(xí)、研究與實(shí)踐成果的全面總結(jié)；是學(xué)生綜合素質(zhì)與工程實(shí)踐能力培養(yǎng)效果的全面檢驗(yàn)；是實(shí)現(xiàn)學(xué)生從學(xué)校學(xué)習(xí)到崗位工作的過(guò)渡環(huán)節(jié)；是學(xué)生畢業(yè)及學(xué)位資格認(rèn)定的重要依據(jù)。</p><p&g

7、t;<b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p>　　第1章 工程概述1</p><p>　　1.1 河流規(guī)劃概況1</p><p>　　1.2 工程等別1</p>

8、<p>　　1.3 基本資料2</p><p>　　1.3.1 水文氣象資料2</p><p>　　1.3.2 水能資料3</p><p>　　1.3.3 地址資料4</p><p>　　1.4 設(shè)計(jì)規(guī)范5</p><p>　　第2章 壩址、壩軸線、壩型選擇和樞紐布置方案選擇6</p>

9、;<p>　　2.1 壩址的選擇6</p><p>　　2.1.1 上壩址地形地質(zhì)條件6</p><p>　　2.1.2 下壩址地形地質(zhì)條件7</p><p>　　2.1.3 上下壩址綜合比較7</p><p>　　2.2 壩軸線的選擇11</p><p>　　2.3 壩型的選擇11</

10、p><p>　　2.3.1 混凝土寬縫重力壩11</p><p>　　2.3.2 土石壩11</p><p>　　2.3.3 壩型對(duì)比分析12</p><p>　　2.4 泄水建筑物13</p><p>　　第3章 樞紐布置14</p><p>　　3.1 樞紐布置的基本原則14<

11、/p><p>　　3.1.1 擋水建筑物14</p><p>　　3.1.2泄水建筑物14</p><p>　　3.1.3水電站建筑物14</p><p>　　3.1.4過(guò)壩建筑物14</p><p>　　3.2 樞紐布置14</p><p>　　3.2.1樞紐總體布置14</p&

12、gt;<p>　　3.2.2 左岸非溢流壩（混凝土面板堆石壩）15</p><p>　　3.2.3 閘壩段15</p><p>　　3.2.4 非溢流壩段（廠房壩段）16</p><p>　　3.2.5 右岸接頭壩17</p><p>　　第4章 擋水建筑物設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.1

13、剖面形狀的擬定19</p><p>　　4.2 壩體尺寸確定19</p><p>　　4.3 邊坡坡度21</p><p>　　第5章 穩(wěn)定及應(yīng)力分析22</p><p>　　5.1 荷載分析的基本原理和計(jì)算方法22</p><p>　　5.2 各種荷載計(jì)算24</p><p>　　

14、5.2.1自重W26</p><p>　　5.2.2靜水壓力P26</p><p>　　5.2.3 揚(yáng)壓力U27</p><p>　　5.2.4 泥沙壓力Ps27</p><p>　　5.2.5 浪壓力28</p><p>　　5.2.6 其它荷載28</p><p>　　5.3 穩(wěn)

15、定分析34</p><p>　　5.4 應(yīng)力分析35</p><p>　　5.4.1 上、下游壩面垂直正應(yīng)力36</p><p>　　5.4.2 上、下游面剪應(yīng)力37</p><p>　　5.4.3 上、下游面水平正應(yīng)力37</p><p>　　5.4.4 上、下游面主應(yīng)力37</p><

16、;p>　　第6章 泄水建筑物的設(shè)計(jì)40</p><p>　　6.1 泄水方式的確定40</p><p>　　6.2 單寬流量的確定40</p><p>　　6.3孔口尺寸的確定40</p><p>　　6.4堰頂高程的確定40</p><p>　　6.5定型設(shè)計(jì)水頭的確定41</p>&

17、lt;p>　　6.6泄流能力校核42</p><p>　　6.7溢流壩剖面設(shè)計(jì)43</p><p>　　6.7.1頂部曲線段43</p><p>　　6.7.2中間直線段44</p><p>　　6.7.3下游反弧段44</p><p>　　第7章 消能防沖設(shè)計(jì)46</p><p&

18、gt;　　7.1 水躍銜接狀態(tài)的判別46</p><p>　　7.2消能池深度d的計(jì)算47</p><p>　　7.3消能池長(zhǎng)度Lk的計(jì)算48</p><p>　　7.4 消能池護(hù)坦設(shè)計(jì)49</p><p>　　7.5 海漫設(shè)置49</p><p>　　第8章 細(xì)部構(gòu)造50</p><p

19、>　　8.1 閘門(mén)、閘墩和導(dǎo)墻設(shè)計(jì)50</p><p>　　8.1.1 閘門(mén)選擇50</p><p>　　8.1.2 工作閘門(mén)基本尺寸擬定50</p><p>　　8.1.3 檢修閘門(mén)基本尺寸擬定51</p><p>　　8.2 閘墩設(shè)計(jì)51</p><p>　　8.2.1 閘墩的作用51</p

20、><p>　　8.2.2 閘墩體型設(shè)計(jì)51</p><p>　　8.3 導(dǎo)墻設(shè)計(jì)52</p><p>　　8.3.1 導(dǎo)墻設(shè)計(jì)導(dǎo)墻的作用及位置52</p><p>　　8.3.2 導(dǎo)墻的高度確定52</p><p>　　8.4 壩體材料分區(qū)53</p><p>　　8.5 廊道系統(tǒng)55&

21、lt;/p><p>　　8.5.1 基礎(chǔ)灌漿廊道55</p><p>　　8.5.2 檢查排水廊道55</p><p>　　8.6 壩體排水56</p><p>　　第9章 基礎(chǔ)處理57</p><p>　　9.1 地基的開(kāi)挖與清理57</p><p>　　9.2 固結(jié)灌漿57</

22、p><p>　　9.3 帷幕灌漿58</p><p>　　9.4 壩基排水59</p><p><b>　　致 謝60</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)61</b></p><p><b>　　附 錄62</b></p>

23、<p>　　1. 非溢流壩段剖面圖62</p><p>　　2. 溢流壩段剖面圖62</p><p>　　3. 下游立視圖62</p><p>　　4. 樞紐平面布置圖62</p><p>　　5. 細(xì)部構(gòu)造圖62</p><p><b>　　摘 要</b></p&g

24、t;<p>　　金子壩水電站工程是大渡河干流梯級(jí)開(kāi)發(fā)的最后一級(jí)，上游接在建沙灣水電站，壩址位于沙灣區(qū)金子壩鎮(zhèn)泊灘村，距上游沙灣水電站約35km，下游距樂(lè)山市區(qū)15km，有省道S103從樞紐區(qū)左岸通過(guò)，對(duì)外交通較方便。該電站工程開(kāi)發(fā)任務(wù)為發(fā)電和航運(yùn)，并兼有防洪、灌溉、供水等。本電站采用混合式開(kāi)發(fā)方式，水庫(kù)正常蓄水位392.00m，總庫(kù)容7443萬(wàn)m3，電站裝機(jī)容量680MW，設(shè)計(jì)引用流量350m3/s。</p>

25、<p>　　該工程是以發(fā)電為主綜合利用的大型水利水電工程，根據(jù)金子壩水電站工程的地質(zhì)、地形、氣候等具體情況，設(shè)計(jì)該工程為寬縫重力壩，并有電站廠房、混凝土溢流壩等建筑物。</p><p>　　關(guān)鍵詞：大渡河，金子壩水電站，寬縫重力壩</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　jinzi dam hydr

26、oelectric project is the last level on mainstream of the Dadu River which being cascade developed, then the upper reaches of the building Sandy Bay Station and located at Shawan. From the station is about 35km upstream o

27、f Shawan hydroelectric, downstream from Leshan City about 15km, provincial highway S103 from the hub area through the left bank, more convenient transportation. The power plant project development tasks for power generat

28、ion and shipping, and both flood control, irri</p><p>　　the Project is mainly used for power generation and comprehensive utilization of Major water conservancy and hydropower project. according to Engineeri

29、ng Dam Hydropower geological, terrain, climate and other specific circumstances, the design of the project as a slotted gravity dam, and powerhouse ,concrete spillway ,and other building components.</p><p>　

30、　KEY WORDS: Dadu river, jinzi dam hydroelectric project, entities gravity dam</p><p><b>　　第1章 工程概述</b></p><p>　　1.1 河流規(guī)劃概況</p><p>　　2003年8月成勘院受四川省發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)委托，對(duì)大渡河銅街子~青衣江匯口

31、河段進(jìn)行水電開(kāi)發(fā)研究，并完成《大渡河干流（銅街子~青衣江匯口段）水電開(kāi)發(fā)研究報(bào)告》。報(bào)告根據(jù)河段的河谷形態(tài)、城鎮(zhèn)、人口及耕地的分布情況，將梯級(jí)開(kāi)發(fā)方案的研究分為沙灣以上和沙灣以下兩段，對(duì)沙灣以上河段推薦采用一級(jí)混合式開(kāi)發(fā)。沙灣以下河段設(shè)置金子壩梯級(jí)。根據(jù)川計(jì)能源[2003]940號(hào)文《大渡河干流（銅街子~青衣江匯口段）水電開(kāi)發(fā)研究報(bào)告審查意見(jiàn)》的內(nèi)容，同意大渡河干流（銅街子~青衣江匯口段）按沙灣水電站（一級(jí)混合式開(kāi)發(fā)）和金子壩水電站兩級(jí)

32、開(kāi)發(fā)方案，規(guī)劃河段總裝機(jī)容量72萬(wàn)kW。</p><p>　　目前沙灣電站已開(kāi)工建設(shè)，金子壩電站正開(kāi)展前期研究工作。原規(guī)劃為控制淹沒(méi)損失初擬金子壩梯級(jí)利用落差8m，為低閘河床式開(kāi)發(fā)。隨著研究工作的進(jìn)一步深入，經(jīng)對(duì)工程涉及河段的現(xiàn)場(chǎng)踏勘發(fā)現(xiàn)，通過(guò)修建沿河堤防、整治疏浚河道等工程措施可以有效控制電站開(kāi)發(fā)引起的淹沒(méi)損失、提高沿河防洪標(biāo)準(zhǔn)，增加金子壩電站的利用落差和裝機(jī)規(guī)模，從而改善該項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)上生存與競(jìng)爭(zhēng)的能力，提高該

33、項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)價(jià)值。因此，本次設(shè)計(jì)研究方案為沿左岸修建長(zhǎng)約13.2km防洪擋水副壩并結(jié)合修建長(zhǎng)約7.5km的尾水渠對(duì)沙灣城區(qū)下游至青衣江匯口河段的水能資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用。</p><p><b>　　1.2 工程等別</b></p><p>　　金子壩水電站工程是大渡河干流梯級(jí)開(kāi)發(fā)的最后一級(jí)，上游接在建沙灣水電站，壩址位于沙灣區(qū)金子壩鎮(zhèn)泊灘村，距上游沙灣水電站約35Km，下

34、游距樂(lè)山市區(qū)15Km，有省道S103從樞紐區(qū)左岸通過(guò)，對(duì)外交通較方便。</p><p>　　該電站工程開(kāi)發(fā)任務(wù)為發(fā)電和航運(yùn)，并兼有防洪、灌溉、供水等。本電站采用混合式開(kāi)發(fā)方式，水庫(kù)正常蓄水位400.00m，總庫(kù)容7443萬(wàn)m3，電站裝機(jī)容量680MW，設(shè)計(jì)引用流量350m3/s。根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）和《水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)》（DL/T5180—2003）規(guī)范

35、，屬大（2）型水電站，Ⅱ等工程，主要建筑物：沖砂泄洪閘壩、電站主副廠房、非溢流壩、副壩、尾水渠、升壓站等為2級(jí)建筑物，次要建筑物：鋪蓋、攔砂坎、上下游導(dǎo)墻、護(hù)坦、海漫等為3級(jí)，臨時(shí)建筑物為4級(jí)。下游河道左岸防洪堤為4級(jí)建筑物。</p><p>　　根據(jù)有關(guān)規(guī)劃，大渡河銅街子至金子壩河段為Ⅴ級(jí)航道，金子壩船閘為Ⅴ級(jí)航道上船閘，根據(jù)《船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ305-2001）及《內(nèi)河通船標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ139-90）

36、設(shè)計(jì)船閘，設(shè)計(jì)最低通航水位保證率為90%，代表船型為 2×300噸。該工程為綜合利用水利水電樞紐，根據(jù)《船閘水工建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》，在綜合利用水利樞紐中船閘擋水部分的主要建筑物（閘首、閘室）級(jí)別應(yīng)與大壩、電站等建筑物級(jí)別一致，因而船閘閘首、閘室按2級(jí)水工建筑物設(shè)計(jì)，上下游引墻等按3級(jí)水工建筑物設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　1.3 基本資料</b></p><

37、p>　　1.3.1 水文氣象資料</p><p>　　表1.1 主要水文特征值表</p><p><b>　　表1.3泥沙特性表</b></p><p>　　表1.4 懸移質(zhì)泥沙顆粒級(jí)配表</p><p><b>　　表1.5 氣象資料</b></p><p>　

38、　1.3.2 水能資料</p><p>　　正常蓄水位392.00m</p><p>　　校核洪水位396.0m</p><p>　　設(shè)計(jì)洪水位394.0 m</p><p>　　校核下泄流量 1400m3/s</p><p>

39、　　設(shè)計(jì)下泄流量 1070m3/s</p><p>　　設(shè)計(jì)尾水位361.03m（單機(jī)滿發(fā)）</p><p>　　裝機(jī)容量 680MW</p><p>　　保證出力 204.3MW</p><p>　　引用流量 350m

40、3/s</p><p>　　電站最大水頭 327m</p><p>　　電站最小水頭 34.71m</p><p>　　電站額頭水頭 35m</p><p>　　1.3.3 地址資料</p><p>　　表1.6 樞紐區(qū)巖、土體物理力學(xué)指標(biāo)建議數(shù)據(jù)表</p&g

41、t;<p><b>　　1.4 設(shè)計(jì)規(guī)范</b></p><p>　　本階段采用的主要規(guī)范有：</p><p>　?。?）DL/T5206-2005《水電工程預(yù)可行性研究報(bào)告編制規(guī)程》</p><p>　　（2）DL/T5180-2003《水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)》</p><p>　?。?）GB

42、 50201-94 《防洪標(biāo)準(zhǔn)》</p><p>　　（4）SL265-2001 《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》</p><p>　?。?）DL 5101999 《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》</p><p>　?。?）SL266-2001 《水電站廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》</p><p>　　（7）DL/T 5016-1999 《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》</p&

43、gt;<p>　　（8）SL274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》</p><p>　?。?）DL 5077-1997 《水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》</p><p>　?。?0）GB50286-98 《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》</p><p>　?。?1）GB/T50265-97《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》</p><p>　?。?2）DL507

44、3-2000 《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》</p><p>　?。?6）DL/T5088—1999《水電水利工程工程量計(jì)算規(guī)定》</p><p>　　第2章 壩址、壩軸線、壩型選擇和樞紐布置方案選擇</p><p><b>　　2.1 壩址的選擇</b></p><p>　　根據(jù)工程所在河段的地形、地質(zhì)條件、施工條件、上下

45、游交通、河道走勢(shì)、水頭利用的要求，將大渡河干流嘉農(nóng)鎮(zhèn)～金子壩鎮(zhèn)近6km河段作為壩址選擇的范圍。再往上河道地形、地質(zhì)條件沒(méi)有明顯變化，若要獲得本設(shè)計(jì)河段的最大可利用水頭，尾水渠及下游河道疏竣相應(yīng)增長(zhǎng)，工程量增幅較大，且?guī)靺^(qū)回水也會(huì)加大對(duì)沙灣區(qū)、太平鎮(zhèn)的影響；往下河道驟然開(kāi)闊，右岸為地形平緩的Ⅰ級(jí)階地安谷鎮(zhèn)，其地面高程低于正常高水位近30m，需修建副壩擋水并解決安谷鎮(zhèn)的排澇問(wèn)題。</p><p>　　本階段經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)反

46、復(fù)踏勘及地形圖測(cè)量，擬定上、中、下三個(gè)壩址進(jìn)行比選，上壩址位于生姜坡河段，下壩址位于高山農(nóng)場(chǎng)，距上壩址約2.5km。</p><p>　　2.1.1 上壩址地形地質(zhì)條件</p><p>　　該河段較順直，大渡河自北東向流經(jīng)樞紐區(qū)，區(qū)內(nèi)地貌形態(tài)主要表現(xiàn)為侵蝕堆積地貌。河谷寬緩，河床寬度950～1200m,最大寬度約2100m,心灘、漫灘極為發(fā)育，兩岸地形不甚對(duì)稱(chēng)。右岸為冰水堆積組成的Ⅲ級(jí)基座

47、階地，山頂高程420～460m，地形較為陡竣，坡腳為白灘堰引水渠，岸坡自然坡度角22～50°，局部呈直立狀，坡體內(nèi)沖溝發(fā)育；河心島為高漫灘，地面高程一般在378～383m間，主要呈長(zhǎng)條形或橢圓形發(fā)育于大渡河中；左岸沿江為一大片Ⅰ級(jí)階地，寬度0.8～1.5km，地形較為平緩，地面高程均低于正常高水位，為保護(hù)Ⅰ級(jí)階地上的羅漢、嘉農(nóng)兩鎮(zhèn)的大片建筑和耕地，擬在大渡河左岸河床中修建擋水副壩。</p><p>　　

48、樞紐區(qū)內(nèi)除右岸有零星基巖出露外，其余地區(qū)被第四系松散堆積層廣泛覆蓋。壩基覆蓋層厚10.1～24.0m，為砂卵礫石層，右岸壩肩覆蓋層厚12.0～16.1m，主要為粘土夾卵石層。壩址下伏基巖為夾關(guān)組（K1j）之砂巖夾薄層或透鏡體狀泥巖。壩址區(qū)內(nèi)無(wú)區(qū)域性斷裂構(gòu)造，壩區(qū)巖層產(chǎn)狀為N50～75°E/NW∠3～7°，傾左岸偏下游，壩區(qū)巖體中優(yōu)勢(shì)構(gòu)造裂隙主要發(fā)育有兩組。</p><p>　　右岸發(fā)育有一條規(guī)

49、模較大的沫龍溪沖溝，以NW向流經(jīng)三河口轉(zhuǎn)為NE流向經(jīng)大灣山于上壩址下游500m處匯入大渡河，該沖溝常年流水，枯期流量約0.5L/s，溝寬2～10m，溝低高程381.0～394.5m，該沖溝為上壩址庫(kù)區(qū)右岸的低鄰谷，當(dāng)水庫(kù)蓄水后，庫(kù)水可能存在沿下部卵礫石夾砂和基巖接觸面向沫龍溪溝產(chǎn)生滲漏問(wèn)題。</p><p>　　2.1.2 下壩址地形地質(zhì)條件</p><p>　　該河段較順直，大渡河自北東

50、向流經(jīng)樞紐區(qū)，區(qū)內(nèi)地貌形態(tài)主要表現(xiàn)為侵蝕堆積地貌。河谷寬緩，河床寬度950～1200m,最大寬度約2100m,心灘、漫灘極為發(fā)育，兩岸地形不甚對(duì)稱(chēng)。右岸為冰水堆積組成的Ⅲ級(jí)基座階地，山頂高程420～460m，地形較為陡竣，坡腳為白灘堰引水渠，岸坡自然坡度角22～50°，局部呈直立狀，坡體內(nèi)沖溝發(fā)育；河心島為高漫灘，地面高程一般在378～383m間，主要呈長(zhǎng)條形或橢圓形發(fā)育于大渡河中；左岸沿江為一大片Ⅰ級(jí)階地，寬度0.8～1.5

51、km，地形較為平緩，地面高程均低于正常高水位，為保護(hù)Ⅰ級(jí)階地上的羅漢、嘉農(nóng)兩鎮(zhèn)的大片建筑和耕地，擬在大渡河左岸河床中修建擋水副壩。</p><p>　　樞紐區(qū)內(nèi)除右岸有零星基巖出露外，其余地區(qū)被第四系松散堆積層廣泛覆蓋。壩基覆蓋層厚9.56～32.45m，為砂卵礫石層，右岸壩肩覆蓋層厚26.5～34.0m，主要為粘土夾卵石層。壩址下伏基巖為夾關(guān)組（K1j）之砂巖夾薄層或透鏡體狀泥巖。壩址區(qū)內(nèi)無(wú)區(qū)域性斷裂構(gòu)造，壩區(qū)

52、巖層產(chǎn)狀為N50～75°E/NW∠3～7°，傾左岸偏下游，壩區(qū)巖體中優(yōu)勢(shì)構(gòu)造裂隙主要發(fā)育有兩組。</p><p>　　右岸發(fā)育有一條規(guī)模較大的沫龍溪沖溝，以NW向流經(jīng)三河口轉(zhuǎn)為NE流向經(jīng)大灣山于下壩址上游約2.0km處匯入大渡河，該沖溝常年流水，枯期流量約0.5L/s，溝寬2～10m，溝低高程381.0～394.5m，該沖溝組成支庫(kù)，其回水長(zhǎng)度達(dá)5.3km，將淹沒(méi)大量農(nóng)田及部分安谷至太平公路，

53、設(shè)計(jì)擬定在沫龍溪溝口設(shè)置副壩并設(shè)置排澇洞向下游排泄溝水、地表水，采取該方案后沫龍溪仍然是庫(kù)區(qū)右岸的低鄰谷，同時(shí)還存在沫龍溪副壩兩壩肩的繞壩滲漏問(wèn)題。</p><p>　　2.1.3 上下壩址綜合比較</p><p>　　表2.1 上下壩址經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較 </p><p><b>　　續(xù)上表2.1</b></p><p>

54、　　通過(guò)上表可看出，兩壩址地形地質(zhì)、水文地質(zhì)條件大致相當(dāng)，覆蓋層均為第四系中更新統(tǒng)冰水堆積層（Q2fgl）以及河床第四系全新統(tǒng)現(xiàn)代沖積堆積層（Q42al），壩基巖性均為K1j②中厚層夾薄層狀砂巖及泥巖薄層或透鏡體，具備修建閘壩的地質(zhì)條件。上壩址河床及右岸壩肩覆蓋層厚度比下壩址要薄些，上壩址壩基巖體風(fēng)化帶厚度比下壩要小，副壩長(zhǎng)度下壩址比上壩要長(zhǎng)2.57km，尾水渠長(zhǎng)度下壩址較上壩址短2.0km，下游河道疏竣下壩址較上壩址短2.5km，但下

55、壩址方案需修建沫龍溪副壩及排澇洞。</p><p>　　因此，經(jīng)綜合比較，上、下壩址各有利弊，所以，本次設(shè)計(jì)中和兩壩址的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，選用中壩址為最終選址。</p><p>　　2.2 壩軸線的選擇</p><p>　　因?yàn)楸倦A段以選擇中壩址為推薦方案，根據(jù)中壩址河段的地形、地質(zhì)條件、施工條件、上下游交通、河道走勢(shì)等條件，擬定大壩軸線，具體見(jiàn)大壩平面布置圖。</

56、p><p><b>　　2.3 壩型的選擇</b></p><p>　　根據(jù)壩址的地形、地質(zhì)、建筑材料，宣泄洪水的能力以及抗震性能等特點(diǎn)，通過(guò)定性分析，初步選擇三種壩型進(jìn)行較詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，分別為碾壓式粘土斜墻土石壩和混凝土寬縫重力壩，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較以確定推薦（基本）壩型。而左岸副壩考慮造價(jià)問(wèn)題直接采用混凝土面板堆石壩方案。</p><p>

57、　　2.3.1 混凝土寬縫重力壩</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：安全可靠，設(shè)計(jì)及施工簡(jiǎn)單，對(duì)地形和地質(zhì)條件適應(yīng)性較好，對(duì)地基要求不太高，適用于各種氣候條件下的修建，受凍害影響較??；經(jīng)驗(yàn)豐富，維護(hù)修理費(fèi)用低：施工導(dǎo)流和永久性泄洪問(wèn)題容易解決。</p><p>　　缺點(diǎn)：體積大，消耗水泥、石料較多；材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮；壩底揚(yáng)壓力較大；混凝土水化熱較大，溫控措施較高。</p><

58、;p>　　該壩型總體樞紐布置為：樞紐右岸通過(guò)混凝土重力接頭壩與岸邊相接，右岸通過(guò)非溢流面板與庫(kù)間副壩（砼面板壩）相接。樞紐從左至右依次布置非溢流面板壩、左儲(chǔ)門(mén)槽壩段、泄洪沖沙閘、主廠房、右儲(chǔ)門(mén)槽壩段（安裝間）、右岸接頭壩、副廠房、升壓站等，壩線全長(zhǎng) 676.05 m。為保護(hù)左岸Ⅰ即階梯上的羅漢、嘉農(nóng)兩鎮(zhèn)的大片建筑和耕地，在大渡河左岸河床中修建擋水副壩。副壩為砼面板壩，軸線長(zhǎng)10620.00m，堤距500m。其中，為保證壩后階地的生

59、產(chǎn)生活及環(huán)境用水、排澇等問(wèn)題，在庫(kù)位設(shè)置底孔取水閘從水庫(kù)內(nèi)取水，排澇溝沿右岸布置，至峨眉河匯口處，軸線長(zhǎng)約22.317km。</p><p><b>　　2.3.2 土石壩</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：就地取材，節(jié)約材料。能很好的適用較差的地質(zhì)條件，抗震性較好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，使用壽命長(zhǎng)。</p><p>　　缺點(diǎn)：壩坡較小，工程量大

60、，壩頂不能過(guò)水，需要另加泄水建筑物；施工導(dǎo)流不方便；對(duì)壩的防滲要求高；沉降問(wèn)題存在。</p><p>　　土石壩正常蓄水位392.00m，校核洪水位396.0m，壩頂高程400m。最低建基面高程355m，最大壩高45m，壩頂寬度8m，最大壩底寬度141.50m，壩頂長(zhǎng)度544.52m。</p><p>　　大壩上游邊坡在387.5m處設(shè)寬為2m馬道即采用一次變坡，坡率從上到下依次為2.5和

61、3.0；下游邊破坡率為2.0</p><p>　　根據(jù)金子壩水電站中壩址兩岸的地形、地質(zhì)條件，溢洪道布置于大壩左岸以期最大限度地利用天然河道。該溢洪道為有閘控制正溢洪道。溢洪道軸線基本垂直，與壩軸線基本垂直，將洪水泄入下游河床深槽。溢洪道由引水渠、控制段、泄槽段、消能防沖設(shè)施組成，為適應(yīng)槽內(nèi)高速水流的沖刷作用，溢洪道地板采用鋼筋砼襯護(hù)。溢流堰采用WES適用堰，堰頂高程為386.0m，堰高19m，溢流凈寬140m，

62、宣泄校核洪水時(shí)，最大泄流量為1580，堰頂單寬流量為70，宣泄設(shè)計(jì)洪水時(shí)，最大下泄流量為1070，堰頂單寬流量為99.07。溢洪壩消能方式采用底流消能，溢流總長(zhǎng)度為1300.25m。</p><p>　　2.3.3 壩型對(duì)比分析</p><p>　　表2.2 壩型對(duì)比分析表</p><p>　　通過(guò)以上分析可知，該處地址條件不是很好，易沉降，且防滲要求高，河床較寬，

63、先選寬縫重力壩進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　2.4 泄水建筑物</b></p><p>　　參與比選的泄水方案有三：河岸溢洪道、泄洪隧洞和溢流壩。分別將其特點(diǎn)和適用條件列于表2.3。</p><p>　　表2.3 泄水建筑物特點(diǎn)及適用條件</p><p>　　從經(jīng)濟(jì)和施工方面考慮，擬采用溢流壩的泄水方式來(lái)宣泄洪

64、水。</p><p><b>　　第3章 樞紐布置</b></p><p>　　3.1 樞紐布置的基本原則</p><p>　　3.1.1 擋水建筑物</p><p>　　擋水建筑物通常布置成直線，使壩軸線最短，壩身體積最小。</p><p>　　3.1.2泄水建筑物</p><

65、;p>　　對(duì)于溢流壩，其前沿應(yīng)正對(duì)上流來(lái)水的主方向，以使壩前流速均勻分布。如果和電站相連接，二者之間還需設(shè)置導(dǎo)墻，隔開(kāi)水流，減少干擾。</p><p>　　3.1.3水電站建筑物</p><p>　　要求進(jìn)口前水流順暢，水頭損失小。廠房尾水能順利排出，避免因尾水雍高而減少發(fā)電水頭。</p><p>　　3.1.4過(guò)壩建筑物</p><p&g

66、t;　　為了避免互相干擾，船閘和電站應(yīng)盡可能的分置于兩岸，并注意安排交通路線和泊船碼頭。應(yīng)保證上下游引航道有足夠的寬度和深度，并可與原河道順暢銜接，以利通航。</p><p><b>　　3.2 樞紐布置</b></p><p>　　3.2.1樞紐總體布置</p><p>　　該壩型總體布置為：樞紐右岸通過(guò)砼重力接頭壩與岸坡相接，左岸通過(guò)非溢流

67、面板壩與庫(kù)區(qū)副壩（砼面板壩）相接。樞紐從左到右依次布置非溢流面板壩、泄洪沖沙閘、主廠房、右儲(chǔ)門(mén)槽壩段（安裝間）、右岸接頭壩、副廠房、升壓站等，壩線全長(zhǎng)680m。為保護(hù)左岸Ⅰ級(jí)階地上的羅漢、嘉農(nóng)兩鎮(zhèn)的大片耕地和建筑，在大渡河左岸河床中修建擋水副壩。副壩為砼面板壩，軸線長(zhǎng)10620.00m，堤距500m。其中，為保證壩后階地的生產(chǎn)生活及環(huán)境用水，排澇等問(wèn)題，在尾庫(kù)設(shè)置底孔取水閘從庫(kù)內(nèi)取水，并對(duì)原右岸的分濠經(jīng)行疏浚（以下簡(jiǎn)稱(chēng)排澇溝），使其能宣

68、泄十年一遇的內(nèi)澇洪水，排澇溝沿右岸布置，至峨眉河匯口處，軸線長(zhǎng)22.317km。</p><p>　　3.2.2 左岸非溢流壩（混凝土面板堆石壩）</p><p>　　左岸面板堆石壩長(zhǎng)78.75m，與庫(kù)區(qū)左岸副壩（砼面板壩）相接，右岸泄洪沖沙閘門(mén)壩段。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)百年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)2000年一遇，壩頂高程按照《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274-2001)相關(guān)要求計(jì)算，為402.2m，

69、壩頂設(shè)1m高防浪墻。壩頂寬為10m，最大壩高27.7m，為砂卵石填筑砼面板壩。上游壩坡1:1.6，下游壩坡1:1.6，迎水面采用30cm厚C25鋼筋砼面板，坡腳與C25砼趾板相接。壩體背坡采用砼網(wǎng)格植草皮護(hù)坡，校核洪水位以下設(shè)砼網(wǎng)格干砌大卵石貼坡排水體。</p><p>　　面板堆石壩段地表上部1 ? 3m為松散 ? 稍密粉細(xì)沙及沙卵礫石層，下部為沙卵礫石層，結(jié)構(gòu)中密 ? 密實(shí)，可做壩基持力層。因此，左岸非溢流壩

70、（面板堆石壩）趾板建基于Ⅱ-②層的砂卵石上，趾板下設(shè)80cm厚的C20砼防潮墻，貫穿砂卵石覆蓋層，嵌入基巖1m，由于下部基巖屬中等透水層，在防滲墻以下設(shè)穿墻帷幕，帷幕底界高程350 ? 355m，并與左岸副壩防滲帷幕帶連成整體。</p><p><b>　　3.2.3 閘壩段</b></p><p>　　根據(jù)樞紐布置，閘孔布置于主河床上，本段河床地面高程376.5～3

71、77.0m，閘底高程以盡量增加泄流能力，有利排砂，工程量最小為原則，本階段取河床平均高程377.0m作為閘室底板高程。</p><p>　　該閘（壩）段長(zhǎng)186.0m（含34.0m儲(chǔ)門(mén)槽段），共9孔，其中沖砂閘3孔（1#~3#），泄洪閘6孔（4#~9#）。閘壩段從左至右采用2孔一縫，其中儲(chǔ)門(mén)槽段為一閘段，1#沖砂閘為一閘段，其余每2孔為一閘段。</p><p>　　儲(chǔ)門(mén)槽段為砼重壩，沿壩軸

72、線長(zhǎng)34.00m。壩頂寬7.0m,上游坡為直立面，下游坡比1:0.7，基礎(chǔ)置于弱風(fēng)化巖體上，基礎(chǔ)高程361.00m，最大壩高41.70m。沿壩軸線方向設(shè)兩孔儲(chǔ)門(mén)槽，放置泄洪沖砂閘檢修門(mén)。</p><p>　　9孔泄洪沖砂閘采用相同結(jié)構(gòu)布置，均為開(kāi)敞式平底堰型，單孔凈寬12.0m，閘室順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)40m。閘底板厚5m，上部為0.5m厚C50HF抗磨砼，下部為C15砼，底板以下采用C10埋石砼換基回填。最大閘高30.

73、70m。</p><p>　　泄洪沖砂閘中墩厚4.0m，縫墩厚2.5m×2，邊墩均厚4.0m，閘墩凈高23.7m，為C20砼。泄洪沖砂閘設(shè)共用平面檢修門(mén)一扇，弧形工作門(mén)9扇，檢修門(mén)采用一臺(tái)2×630kN單向門(mén)機(jī)啟閉，工作門(mén)采用2×3200KN液壓?jiǎn)㈤]機(jī)啟閉，工作門(mén)支鉸高程390.00m，啟閉平臺(tái)高程397.70m，其上設(shè)啟閉機(jī)房。工作門(mén)后底板采用1:3.5的斜坡與消力池相接。<

74、/p><p>　　閘室上游側(cè)設(shè)砼鋪蓋，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)20m，厚2m，上部為0.5m厚C35HF抗磨砼，下部為C15砼，基礎(chǔ)置于砂卵石層上，上游側(cè)設(shè)厚3m、寬2.5m的齒槽。根據(jù)河床地形的變化，上游側(cè)以1：1.5的反坡與原河床連接。</p><p>　　泄洪沖砂閘均采用底流消能，經(jīng)計(jì)算，需采用多級(jí)消能方式。第一級(jí)消力池底板頂高程371.00m，長(zhǎng)46m，池中部設(shè)高5m的消力墩，池未端設(shè)差動(dòng)式消力坎

75、，坎高4.25~6.0m，坎后以1:2的斜坡與第二級(jí)消力池相接；第二級(jí)消力池底板高程373.00m，長(zhǎng)23.0m，池未端設(shè)差動(dòng)式消力坎，坎高2.75~4.0m，坎后以1:2的斜坡與第三級(jí)消力池相接；第三級(jí)消力池底板高程374.00m，長(zhǎng)16.0m，池未消力坎高3m。消力池段總長(zhǎng)105.0m，底板厚2.0m，上部為0.5m厚C50HF抗磨砼，下部為C15砼，基礎(chǔ)置于砂卵石層上，其下設(shè)80cm厚的反濾層。第一、二級(jí)消力池內(nèi)設(shè)φ80mm的排水

76、孔，孔排距3.0m，梅花型布置，消力池段未端設(shè)防沖齒槽至弱風(fēng)化基巖，且其后接砼框格卵石海漫，長(zhǎng)183m，并在海漫末端設(shè)拋填大卵石防沖槽。</p><p>　　閘壩段基礎(chǔ)防滲設(shè)一排灌漿帷幕，孔距2m，以地質(zhì)提供滲透剖面5Lu線以下5m為防滲帷幕底界。</p><p>　　3.2.4 非溢流壩段（廠房壩段）</p><p>　　廠房壩段緊靠泄洪閘布置在右岸的主河道，由主

77、機(jī)間壩段和安裝間壩段組成，沿壩軸線方向總長(zhǎng)197.00m。其中主機(jī)段沿軸線長(zhǎng)144.5m，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)81.50m，底板基礎(chǔ)置于K1j①新鮮砂巖上，基礎(chǔ)高程326.434m；安裝間段沿軸線長(zhǎng)52.5m，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)56.60m，底板基礎(chǔ)置于K1j①K1j②弱風(fēng)化巖體上，基礎(chǔ)高程364.70m。</p><p>　　主機(jī)間壩段左端緊靠泄洪沖砂閘，右端接安裝間壩段。主機(jī)間段沿壩軸線長(zhǎng)144.50m，采用一機(jī)一縫布置，

78、分為四個(gè)機(jī)組段，從左至右各段長(zhǎng)度分別為45.50m、33.00m、33.00m、33.00m，收縮縫寬0.02m。機(jī)組段順?biāo)鞣较蛴蛇M(jìn)水室段、廠房段、尾水段組成，順?biāo)鞣较蚩傞L(zhǎng)81.50m。廠房最大跨度24.50m，最大高度69.20m。主機(jī)間內(nèi)安裝4臺(tái)軸流轉(zhuǎn)漿式水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量170MW，總裝機(jī)容量680MW。水輪機(jī)型號(hào)ZZD345E-LH-800，安裝高程351.10m。</p><p>　　安裝間壩段

79、位于主機(jī)間右側(cè)，和主機(jī)間呈“一”字形布置。由上游儲(chǔ)門(mén)槽段、安裝間、主變室、GIS室及下游防洪墻組成。儲(chǔ)門(mén)槽壩段位于安裝間上游側(cè)，壩型為砼重壩。沿壩軸線長(zhǎng)52.00m，分為三段，每段長(zhǎng)17.50m、17.50m、17.00m。重力壩頂寬7.0m,上游坡為直立面，下游坡比1:0.6，基礎(chǔ)置于弱風(fēng)化巖體上，基礎(chǔ)高程362.70m，最大壩高40.00m。沿壩軸線方向設(shè)三孔儲(chǔ)門(mén)槽，放置主廠房進(jìn)口檢修門(mén)。</p><p>　

80、　為保證廠房防洪要求，在主機(jī)間及安裝間下游側(cè)設(shè)置了封閉的防洪墻。墻頂高程為校核洪水位（P=0.05%）加0.5m安全超高，為3715m。</p><p>　　廠房壩段基礎(chǔ)以薄層砂巖為主，強(qiáng)度低，完整性差，因此考慮對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行固結(jié)灌漿，孔排距3m，孔深5m。為減少壩基滲透量，降低基礎(chǔ)揚(yáng)壓力，在主機(jī)間上游側(cè)底板內(nèi)布置一條基礎(chǔ)帷幕灌漿廊道，斷面尺寸3.0×3.5m。設(shè)一排灌漿帷幕，孔距2m，以地質(zhì)提供滲透剖面5

81、Lu線以下5m為防滲帷幕底界。</p><p>　　由于廠基開(kāi)挖深度較大，上部覆蓋層開(kāi)挖邊坡穩(wěn)定性較差，且弱風(fēng)化巖體中分布有薄層泥巖和軟弱夾層，巖層傾向左岸偏下游，對(duì)廠基開(kāi)挖邊坡穩(wěn)定不利，因此考慮對(duì)開(kāi)挖邊坡設(shè)置馬道，采用噴砼臨時(shí)支護(hù)，并設(shè)排水溝。</p><p>　　3.2.5 右岸接頭壩</p><p>　　右岸接頭壩段沿壩軸線長(zhǎng)123.00m，其中14.00m的

82、接頭壩位于船閘與廠房段之間，另109.00m段緊靠船閘右側(cè)布置，沿壩軸線分為四段，每段分別長(zhǎng)30.0m、30.0m、30.0m、27.55m。壩型均采用砼重力壩。壩頂高程402.70m，壩頂寬7m，上游坡為直立面，下游坡比1:0.6，基礎(chǔ)置于弱風(fēng)化巖體上，基礎(chǔ)高程363.70m~364.70m，最大壩高39.00m。</p><p>　　右岸接頭壩段基礎(chǔ)置于弱風(fēng)化砂巖上，為提高壩基的整體性，考慮做固結(jié)灌漿處理，孔

83、排距3.0m，平均孔深5m。基礎(chǔ)防滲設(shè)一排灌漿帷幕，孔距2m，以地質(zhì)提供滲透剖面5Lu線以下5m為防滲帷幕底界。</p><p>　　庫(kù)區(qū)右岸下壩址—小黑巖（覆蓋層段）段長(zhǎng)約4.1km，存在鄰谷沫龍溪溝，其在正常高水位處河間地塊寬450～800m，山頂高程420～435m，沫龍溪溝底高程在387～394.5m。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，河間地塊由中更新統(tǒng)冰水堆積層（Q2fgl）組成，其上部殘留1～3m的粘土層，中部為粘土夾卵

84、礫石，厚15～29m，下部為厚5～24m卵礫石夾砂，局部為粘土充填。基巖臥坡約0.3°～3°，其頂界高程在380～395m間，為白堊系下統(tǒng)夾關(guān)組（K1j）厚層細(xì)砂巖、粉砂巖夾薄層泥巖。Q2fgl中、下部礫卵石層及下部的卵礫石夾砂或粘土滲透系數(shù)為5.0×10-4～1.2×10-2cm/s，屬中等透水層，并且該層歷史上曾經(jīng)開(kāi)采過(guò)砂金，留下很多廢棄礦洞。另外，沫龍溪溝底高程低于砂卵石層和基巖臥坡高程，并

85、且砂卵石層中地下泉水沿與基巖臥坡接觸面出露，因此，當(dāng)水庫(kù)蓄水后，庫(kù)水可能存在沿下部卵礫石夾砂和基巖接觸面向沫龍溪溝產(chǎn)生滲漏問(wèn)題。</p><p>　　為使防滲帷幕封閉，解決庫(kù)區(qū)滲漏及壩肩繞滲，右壩肩開(kāi)挖邊坡采用C15砼回填至壩頂高程，并沿右壩肩向上游對(duì)庫(kù)岸覆蓋層進(jìn)行防滲封閉處理。設(shè)計(jì)采取30cm厚的C20砼面板護(hù)坡，坡比1:1.5，坡腳深入基巖1.0m。護(hù)坡砼面板在安谷副壩處與兩壩肩相接，形成防滲封閉體系。<

86、;/p><p>　　第4章 擋水建筑物設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 剖面形狀的擬定</p><p>　　根據(jù)強(qiáng)度和穩(wěn)定的要求，鹽基上的重力壩在基本荷載的作用下，理論剖面是一個(gè)以上游水位為定點(diǎn)的三角形，但實(shí)際上，為了防止水流漫溢流壩頂，常需一定的壩頂超高，為了滿足一定的要求，也需要一定的壩頂寬度；為了有更好的穩(wěn)定及應(yīng)力條件和滿足一些其他的要求，壩體如圖4-1所示：&l

87、t;/p><p>　　4.2 壩體尺寸確定</p><p>　　壩頂應(yīng)高于校核洪水位，壩頂上游防浪墻頂?shù)母叱虘?yīng)高于波浪頂高程，其與正常蓄水位或校核洪水位的高差，可由式（4.1）計(jì)算確定，應(yīng)選擇兩者中防浪墻頂高程的高者作為選定高程。</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p><b>　?。?.2

88、）</b></p><p><b>　　（4.3）</b></p><p><b>　?。?.4）</b></p><p><b>　　由式（4.2）得：</b></p><p><b>　　（4.5）</b></p><p

89、><b>　　由式（4.3）得：</b></p><p><b>　　（4.6）</b></p><p><b>　　其中</b></p><p>　　—— 防浪墻頂至正常蓄水位或校核洪水位的高差（m）；</p><p><b>　　—— 波高（m）；</

90、b></p><p>　　—— 波浪中心線至正?；蛐：撕樗坏母卟睿╩）；</p><p>　　—— 安全超高，按表4.1采用；</p><p>　　—— 波浪中心線至靜水位高度</p><p>　　—— 計(jì)算風(fēng)速，正常、設(shè)計(jì)情況取17；校核情況取12m/s</p><p>　　D —— 吹程由地形圖上量取大致取

91、為10 km；</p><p>　　—— 平均波長(zhǎng)（m）；</p><p>　　表4.1壩頂高程計(jì)算成果表</p><p>　　為了大壩的安全，選取較大值，取壩頂高程為400m</p><p>　　建基面高程和壩高的確定：</p><p>　　由河谷地形圖量得河谷高程為371m，取開(kāi)挖深度為16m，則建基面高程為355

92、m；壩高為H=400-355=45m。</p><p>　　根據(jù)混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范（DL5108-1999)，常態(tài)混凝土重力壩壩頂最小寬度為3m。當(dāng)在壩頂布置移動(dòng)式啟閉機(jī)時(shí)，壩頂寬度要滿足安裝門(mén)機(jī)軌道的要求。本設(shè)計(jì)取壩頂寬度B=5m。</p><p>　　壩段計(jì)算單元寬度：一般采用L=16 ~ 24m。取L=20m。</p><p>　　寬縫比：一般采用=0.2

93、~ 0.35。取0.2，S=2m。</p><p>　　上游頭部厚度應(yīng)滿足強(qiáng)度、防滲、人防和布置灌漿廊道等的需要，通常取=（0.07 ~ 0.10）h（h為截面以上水深）且不小于3m，下游尾部厚度通常采用3 ~ 5m，考慮強(qiáng)度和施工要求，不宜小雨2m，在寒冷地區(qū)還應(yīng)適當(dāng)加厚。</p><p><b>　　tu=4m</b></p><p>&l

94、t;b>　　td=4m</b></p><p>　　壩底寬度約為壩高的0.7 ~ 0.9倍，取B=36m。</p><p><b>　　4.3 邊坡坡度</b></p><p>　　上游壩面一般做成變坡，上部鉛直，下部n=0.15 ~ 0.35；下游坡率m=0.6 ~ 0.8。為了減小變厚突變處引起的應(yīng)力集中，在變厚處的坡率和

95、一般在1 ~ 2之間。寬縫的上、下游坡率和一般與壩面坡率n和m一致。寬縫不宜貫穿壩頂。</p><p>　　綜上n==0.2，m==0.7，==1，上游邊坡處高程為375m，寬縫高度與邊坡高程相同。</p><p>　　最后確定的坡度需要經(jīng)過(guò)壩體的剖面應(yīng)力計(jì)算后才能最終確定。</p><p>　　第5章 穩(wěn)定及應(yīng)力分析</p><p>　　5

96、.1 荷載分析的基本原理和計(jì)算方法</p><p>　　抗滑穩(wěn)定分析是重力壩設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其目的是核算壩體沿壩基面或壩基內(nèi)部緩傾角軟弱結(jié)構(gòu)面抗滑穩(wěn)定的安全度。重力壩的失穩(wěn)破壞過(guò)程是比較復(fù)雜的，理論分析、試驗(yàn)及原型觀測(cè)結(jié)果表明，位于均勻壩基上的混凝土重力壩沿壩基面的失穩(wěn)機(jī)理是：首先在壩軸踵處基巖和膠結(jié)面出現(xiàn)微裂松弛區(qū)，隨后在壩址處基巖和膠結(jié)面出現(xiàn)局部區(qū)域的剪切屈服，進(jìn)而屈服范圍逐漸增大并向上游延伸，最后，形

97、成滑動(dòng)通道，導(dǎo)致壩的整體失穩(wěn)。</p><p>　　此處采用抗剪強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算。抗滑穩(wěn)定分析主要就是核算壩體沿建基面或地基深沉軟弱結(jié)構(gòu)面抗滑穩(wěn)定的安全度。主要的計(jì)算方法有兩種：抗剪斷強(qiáng)度公式（Ksh）抗剪強(qiáng)度公式（Ksl），根據(jù)我國(guó)1984年頒布的《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范SDJ21-78(試行）補(bǔ)充規(guī)定》中規(guī)定，除中型工程的中低壩外，應(yīng)按抗剪斷強(qiáng)度公式計(jì)算壩基面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。</p><

98、p><b>　　表5.1 荷載組合</b></p><p>　　壩體抗滑穩(wěn)定計(jì)算主要核算壩基面滑動(dòng)條件，應(yīng)按抗剪斷強(qiáng)度公式（5.1）或抗剪強(qiáng)度公式（5.2）計(jì)算壩基面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。</p><p>　　抗剪斷強(qiáng)度的計(jì)算公式：</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>

99、;　　抗剪強(qiáng)度的計(jì)算公式：</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　K? —— 按抗剪斷強(qiáng)度計(jì)算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；</p><p>　　f? —— 壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷摩擦系數(shù)；</p><p&g

100、t;　　f ——壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪摩擦系數(shù)；</p><p>　　C —— 壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷凝聚力，KPa；</p><p>　　A —— 壩基接觸面截面積，m2。</p><p>　　∑W—— 作用于壩體上全部荷載（包括揚(yáng)壓力，下同）對(duì)滑動(dòng)平面的法向分值kN；</p><p>　　∑P —— 作用于壩體上全部荷載

101、對(duì)滑動(dòng)平面的切向分值，kN；</p><p>　　按抗剪斷強(qiáng)度公式（5.1）計(jì)算的壩基面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K?值應(yīng)不小于表5-2的規(guī)定。</p><p>　　表5.2 壩基面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)</p><p>　　按抗剪強(qiáng)度公式（5.3）計(jì)算的壩基面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K值應(yīng)不小于表5-3的規(guī)定。</p><p>　　表5.3 壩基面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)

102、K</p><p>　　5.2 各種荷載計(jì)算</p><p>　　基本荷載有：壩體自重、上游水壓力、下游水壓力、泥沙壓力、浪壓力、揚(yáng)壓力。</p><p>　　把大壩分成幾部分來(lái)計(jì)算如下圖</p><p>　　圖5.1底面荷載分析圖</p><p>　　把揚(yáng)壓力分為四部分來(lái)計(jì)算如下圖</p><p&

103、gt;　　圖5.2 底面揚(yáng)壓力分析圖</p><p>　　圖5.3 1-1截面各應(yīng)力分布圖</p><p><b>　　5.2.1自重W</b></p><p><b>　　壩體自重的計(jì)算公式</b></p><p><b>　?。?.3）</b></p><

104、;p><b>　　式中：</b></p><p>　　V——壩體體積，；通常把它分成如圖3-3 所示的若干個(gè)簡(jiǎn)單的幾何圖形分別計(jì)算重力；</p><p>　　γc ——壩體混凝土的重度（本設(shè)計(jì)中混凝土的重度為24kN/m3）。</p><p>　　5.2.2靜水壓力P</p><p>　　靜水壓力是作用在上下游壩面

105、的主要荷載，計(jì)算時(shí)常分解為水平水壓力和垂直水壓力兩種。</p><p>　　表5.4 不同情況下的上下游水深</p><p>　　計(jì)算各種情況下靜水壓力：</p><p>　　水平水壓力計(jì)算公式： </p><p><b>　　(5.4)</b></p><p><b>　　式中

106、：</b></p><p>　　H— 計(jì)算點(diǎn)處的作用水頭,ｍ；</p><p><b>　　—水的重度，常?。?lt;/b></p><p>　　垂直水壓力按水重計(jì)算。</p><p>　　5.2.3 揚(yáng)壓力U</p><p>　　當(dāng)壩基設(shè)有防滲帷幕和排水孔時(shí)，壩底面上游（壩踵）處的揚(yáng)壓力作

107、用水頭為，排水孔中心線處為，下游（壩趾）處為H2，其間各段依次以直線連接。滲透壓力強(qiáng)度系數(shù)按表5.5選取。</p><p>　　表5.5 壩底面的滲透壓力、揚(yáng)壓力強(qiáng)度系數(shù)</p><p>　　查表取滲透壓力強(qiáng)度系數(shù)為0.20.取帷幕灌漿位置距壩踵的橫向距離為4m（0.1倍壩底寬度）根據(jù)規(guī)范SL301-2005，如圖5.2所示，將揚(yáng)壓力分成四部分，，，。</p><p&g

108、t;　　5.2.4 泥沙壓力Ps</p><p>　　水平泥沙壓力計(jì)算公式 為：</p><p><b>　　(5.5)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——泥沙的浮容重，；</p><p>　　——壩前淤沙厚度，ｍ；</p>

109、;<p>　　——淤沙的內(nèi)摩擦角，( °)；</p><p>　　——泥沙的干容重，。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)取，內(nèi)摩擦角取，壩前淤沙厚度取 </p><p><b>　　5.2.5 浪壓力</b></p><p>　　圖5.4 深水波浪壓力分布</p><p>

110、　　由計(jì)算可知，則該波浪為深水波。各種情況均按深水波計(jì)算浪壓力，如圖3-4 所示。</p><p><b>　　浪壓力計(jì)算公式為：</b></p><p>　　5.2.6 其它荷載</p><p>　　土壓力應(yīng)根據(jù)具體情況來(lái)定。溫度荷載一般可以采取措施來(lái)消除，穩(wěn)定和應(yīng)力分析時(shí)可以不計(jì)入。風(fēng)荷載、人群荷載等在重力壩荷載中所占比例很小，可以忽略不計(jì)

111、。</p><p>　　5.3 荷載計(jì)算成果</p><p>　　各種荷載計(jì)算成果如下表（表5.6~5.11）</p><p><b>　　5.3 穩(wěn)定分析</b></p><p>　　重力壩的抗滑穩(wěn)定分析按單一安全系數(shù)法和分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)算。抗滑穩(wěn)定分析的目的是核算壩體沿壩基面或沿地基深層軟弱結(jié)構(gòu)面抗滑

112、穩(wěn)定的安全度。 </p><p>　　因壩體混凝土與基巖接觸良好，本次設(shè)計(jì)單一安全系數(shù)法采用抗剪斷強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行穩(wěn)定分析，計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　（5.6）</b></p><p><b>　　式中：</b>&l

113、t;/p><p>　　K——按抗剪斷強(qiáng)度計(jì)算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)(本設(shè)計(jì)為三類(lèi)巖體）；</p><p>　　f —— 壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷摩擦系數(shù)，；</p><p>　　c—— 壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷凝聚力，，</p><p>　　A ——接觸面截面積，；。1-1斷面時(shí)A=BL</p><p>　　∑W—

114、— 作用于壩體上全部荷載（包含揚(yáng)壓力）對(duì)滑動(dòng)平面的法向分值，kN；</p><p>　　∑P—— 作用于壩體上全部荷載對(duì)滑動(dòng)平面的切向分值，kN；</p><p>　　按抗剪斷強(qiáng)度公式計(jì)算的壩基面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)值應(yīng)不小于表5.12的規(guī)定。</p><p>　　表5.12 壩基面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K′</p><p>　　正常蓄水位和設(shè)計(jì)洪水位

115、時(shí)屬于基本荷載組合，所以，校核洪水位時(shí)屬于特殊荷載組合（1），所以。</p><p>　　表5.13 穩(wěn)定分析成果表</p><p>　　上表中，各計(jì)算值均大于規(guī)范要求值，所以穩(wěn)定分析滿足要求。</p><p><b>　　5.4 應(yīng)力分析</b></p><p>　　用材料力學(xué)法計(jì)算邊緣應(yīng)力。在一般情況下，壩體的最大和

116、最小應(yīng)力都出現(xiàn)在壩面，應(yīng)校核壩體邊緣應(yīng)力是否滿足強(qiáng)度要求。</p><p>　　當(dāng)采用材料力學(xué)法分析壩體應(yīng)力時(shí)，SL 319-2005《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的強(qiáng)度指標(biāo)如下（本次設(shè)計(jì)只考慮運(yùn)用期）。</p><p>　　重力壩壩基面壩踵、壩趾的垂直應(yīng)力應(yīng)符合下列要求：</p><p><b>　　運(yùn)用期</b></p><