水工建筑物課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　水工建筑物課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　CURRICULUM DESIGN</p><p>　　設(shè)計(jì)名稱： 楊溪水庫重力壩設(shè)計(jì)</p><p>　　專業(yè)班級(jí): 10水利水電工程(1)班</p><p><b>　　學(xué) 號(hào): </b></p>

2、;<p><b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間: 2013.06. -06.</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一部分 設(shè)計(jì)說明書1</

3、p><p><b>　　1基本資料1</b></p><p>　　1.1自然條件及工程1</p><p>　　1.2壩址與地形情況2</p><p>　　1.3工程樞紐任務(wù)與效益3</p><p><b>　　2樞紐布置3</b></p><p>

4、;　　2.1樞紐組成建筑物及其等級(jí)3</p><p>　　2.2壩線、壩型選擇4</p><p><b>　　2.3樞紐布置6</b></p><p>　　3非溢流壩剖面設(shè)計(jì)7</p><p><b>　　3.1設(shè)計(jì)原則7</b></p><p>　　3.2剖面擬訂

5、要素8</p><p>　　3.3抗滑穩(wěn)定分析與計(jì)算10</p><p>　　3.4應(yīng)力計(jì)算11</p><p>　　4溢流壩段設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.2工程布置13</p><p>　　4.3溢流壩剖面設(shè)計(jì)13</p><p>　　4.5消能防沖設(shè)計(jì)17</p&g

6、t;<p>　　6細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)19</p><p>　　6.1壩頂構(gòu)造19</p><p>　　6.2廊道系統(tǒng)20</p><p>　　6.3壩體分縫22</p><p>　　6.4壩體止水與排水22</p><p>　　6.5基礎(chǔ)處理23</p><p>　　第二部分

7、 計(jì)算說明書25</p><p>　　2非溢流壩段計(jì)算25</p><p>　　2.1非溢流壩段經(jīng)濟(jì)剖面尺寸擬定25</p><p>　　1.2抗滑穩(wěn)定分析27</p><p>　　2.3 應(yīng)力分析計(jì)算33</p><p>　　3消能防沖設(shè)計(jì)34</p><p><b>

8、　　第三部分36</b></p><p>　　第一部分 設(shè)計(jì)說明書</p><p><b>　　1、基本資料</b></p><p>　　1.1自然條件及工程</p><p>　　1.1.1 流域概況及樞紐布置區(qū)的地理位置</p><p>　　驛前河是撫河，源區(qū)支流，源出贛閩邊界武

9、夷山脈西麓的廣昌驛前鎮(zhèn)梨木莊，流域面積474平方公里（赤水以上），赤水以下至南城段為撫河中上游段，稱為 江，南城以下為撫河中下游主流，楊溪水庫壩址位于驛前河楊溪附近，壩址以上流域面積為138平方公里 ，主河道長(zhǎng)27.8公里，平均比降0.0082。</p><p>　　庫區(qū)內(nèi)地形三面環(huán)山，地勢(shì)西南高，北部低，其中以西南部河流發(fā)源地靈花仙山山峰最高達(dá)991米（黃河標(biāo)高，后同）庫區(qū)河流大致為自西南向東再轉(zhuǎn)向北，流域面積

10、范圍在東經(jīng)116º15′至116º22′，北緯26º31′至26º36′之間。</p><p>　　庫區(qū)內(nèi)無大，中型蓄，引水或提水工程，僅在源頭龍井電站建有一座?。ㄒ唬┬退畮?，控制集雨面積6.7575平方公里，有效庫容為141.5萬立方米，其他稱為小坡，小川，人類活動(dòng)規(guī)模小，對(duì)徑流量，以流年內(nèi)分配影響均很小故不考慮水量還原。</p><p>　　水庫

11、壩址以上流域內(nèi)，其上游及下游的山地植被均很好，水土流失量小，僅在中游有部分地區(qū)輕度水土流失。由于該河段內(nèi)無泥沙，測(cè)驗(yàn)資料，經(jīng)采用下游干流上的沙子嶺水文站共24 年實(shí)測(cè)泥沙資料分析多年平均侵蝕模數(shù)為154噸/平方公里。</p><p>　　1.1.2水文氣象特征</p><p>　　楊溪水庫工區(qū)流域內(nèi)無氣象觀測(cè)資料，現(xiàn)以廣昌縣氣象站作為庫區(qū)流域的代表站該站距壩址約30公里，設(shè)立于1954年至

12、今，觀測(cè)有氣溫，濕度，降水量，蒸發(fā)量，風(fēng)速等資料，項(xiàng)目較全。</p><p>　　降水量：每年平均降水量1720毫米，實(shí)測(cè)最大年降水量2336毫米，（1957），年最小降水量1140.2毫米（1971年），降水量年分配不均勻，主要集中在3——6月，約占全年降水量的62%。</p><p>　　氣溫：每年平均氣溫為18度,實(shí)測(cè)極端最高溫度40度（1983年8月），極端最低氣溫-9.8度（19

13、55年1月），月平均最高氣溫30度（1983年7月），月平均最低氣溫2.3度（1977年1月）。</p><p>　　蒸發(fā)：多年平均蒸發(fā)量1504.9毫米，月最大蒸發(fā)量309.7毫米（1956年7 月），月最小蒸發(fā)量22.4毫米（1957年2月）。</p><p>　　濕度：多年平均相對(duì)濕度80%，月最小相對(duì)濕度 8%。</p><p>　　風(fēng)速及風(fēng)向：多年平均風(fēng)速

14、1.8米/秒，多年最大風(fēng)速20米/秒，相應(yīng)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)。</p><p>　　日照：多年平均時(shí)數(shù)為1828.5小時(shí)，無霜期多年平均為273天。</p><p>　　楊溪水庫流域的洪水主要由暴雨形成，4-6月洪水由峰面雨形成，7-8月的洪水由峰面雨和臺(tái)風(fēng)雨形成。</p><p>　　根據(jù)測(cè)站實(shí)測(cè)，一般汛期為4-6月，尤以5，6月的洪水出現(xiàn)次數(shù)最多，洪水量也較大，由于山區(qū)

15、河道，比降大，洪水易漲易落，來去迅猛，漲洪歷時(shí)短，一般在一日左右，洪峰歷時(shí)在1-2小時(shí)左右，并且一單峰型出現(xiàn)較多，多峰型洪水較少。</p><p>　　該重力壩的洪峰流量比較大，校核洪水最大下泄流量1100 m³/s，設(shè)計(jì)洪水下泄流量690 m³/s， </p><p>　　1.2壩址與地形情況</p><p>　　壩址區(qū)為低山求侵蝕地貌，山體雄

16、厚，呈北北西方向展布。驛前河有南南東往北北西流向壩址區(qū)。壩段河道平直，兩岸地形也比較對(duì)稱。左右兩岸山頭高程分別為288.75米和290.50米。兩岸坡度適中，左岸稍陡，坡角30º-50º。河谷狹窄，谷底寬20米左右，河水很淺，枯水期水深為0.5米左右。河床高程194米左右，河床兩岸基巖裸露，以變粒巖為主，巖體的風(fēng)化程度兩岸不一，右岸風(fēng)化深度小于5米左右，而左岸風(fēng)化深度大，強(qiáng)風(fēng)化區(qū)的最大厚度達(dá)22.05米。</p

17、><p>　　1.3工程樞紐任務(wù)與效益</p><p><b>　　由資料得</b></p><p>　　校核洪水位（0.2%）黃海 237.17米</p><p>　　設(shè)計(jì)洪水位（2%） 236.26米</p><p>　　正常蓄水位

18、 236.0米</p><p>　　死水位 220.00米</p><p>　　總庫容 2840萬米</p><p>　　電站總裝機(jī)容量Ng 2500*2千瓦</p><p>　　水電站最大引用流量

19、 11.02秒/立方米</p><p>　　淤沙高程 203米</p><p>　　壩址下游校核水位 190.6米</p><p>　　壩址下游設(shè)計(jì)水位 189.69米</p><p><b>　　2、樞紐布置<

20、;/b></p><p>　　2.1樞紐組成建筑物及其等級(jí)</p><p>　　2.1.1根據(jù)樞紐的任務(wù)確定樞紐組成建筑物</p><p>　　由課程設(shè)計(jì)任務(wù)書和水庫的主要任務(wù)，樞紐主要建筑物擋水建筑物，泄水建筑物，為便于施工，還需要導(dǎo)流建筑物、施工圍堰等臨時(shí)建筑物。</p><p>　　2.1.2確定建筑物等級(jí)</p>

21、<p>　　表2-1 水利水電樞紐工程的分等指標(biāo)</p><p>　　該水利樞紐水電站裝機(jī)容量為0.5萬千萬時(shí)；楊溪水庫總庫容為2840萬M³，混凝土和漿砌石重力壩大壩高度為54.77米。確定工程規(guī)模為中型，工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級(jí)別為3級(jí)，次要建筑物為4級(jí)。</p><p>　　2.2壩線、壩型選擇</p><p>　　壩型

22、、壩址選擇是水利樞紐設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，二者相互聯(lián)系，不同的壩址可以選用不同的壩型，同一個(gè)壩址也應(yīng)考慮幾種不同的樞紐布置方案并進(jìn)行比較。在選擇壩型，壩址時(shí)，應(yīng)研究樞紐附近的地形地質(zhì)條件、水流條件和建筑材料、施工條件、樞紐布置等：</p><p>　　(1)地質(zhì)條件。地質(zhì)是壩址、壩型選擇的主要依據(jù)之一。拱壩、重力壩需建在巖基上；土石壩則巖基，土基均可修建。壩址選擇應(yīng)該注意一下幾個(gè)方面的問題：①對(duì)斷層破碎帶，軟弱夾層要查

23、明其產(chǎn)狀、寬度（厚度）、充填物和膠結(jié)情況，對(duì)垂直水流方向的陡傾角斷層應(yīng)盡量避開，對(duì)具有規(guī)模較大的垂直水流方向的斷層或是存在活斷層的河岸，均不應(yīng)選擇壩址；②在順向河谷（指巖層走向與河流方向一致）中，總有一岸指與巖層傾向一致的順向坡，當(dāng)巖層傾角小于地形坡角，巖層又有軟弱結(jié)構(gòu)面時(shí)，在地形上存在臨空面，這種岸坡極易發(fā)生滑坡，應(yīng)當(dāng)注意；③對(duì)于巖溶地區(qū)，要掌握巖溶發(fā)育規(guī)律，特別要注意潛伏溶洞、暗河、溶溝和溶槽，必須查明巖溶對(duì)水庫蓄水和對(duì)建筑物的影響

24、；④對(duì)土石壩，應(yīng)盡量避開細(xì)砂、軟粘土、淤泥、分散性土、濕陷性黃土和膨脹土等土基。</p><p>　　(2)地形條件。河谷狹窄，地質(zhì)條件良好，適宜修建拱壩；河谷寬闊，地質(zhì)條件較好，可選用重力壩或支墩壩；河谷寬闊、河床覆蓋層深厚或是地質(zhì)條件較差，且土石、沙礫等當(dāng)?shù)夭牧蟽?chǔ)量豐富，適宜修建土石壩。在高山峽谷區(qū)布置水利樞紐，應(yīng)盡量減少高邊坡開挖。壩址選在峽谷地段，壩軸線短，壩體工程量小，但不利于泄水建筑物等的布置，因此需

25、綜合考慮。</p><p>　　(3)筑壩材料。壩址附近應(yīng)有足夠的符合要求的天然建筑材料。</p><p>　　(4)施工條件。便于施工導(dǎo)流，壩址附近特別是其下游應(yīng)有開闊地形，便于布置施工場(chǎng)地；距離交通干線近，便于交通運(yùn)輸；可與永久電網(wǎng)連接，解決施工用電問題。</p><p>　　(5)綜臺(tái)效益。選擇壩址應(yīng)綜合考慮防洪、灌溉、發(fā)電、航運(yùn)、旅游、環(huán)境等各部門的經(jīng)濟(jì)效益

26、。</p><p>　　壩址選擇與地形、地質(zhì)條件、壩型、樞紐布置和施工導(dǎo)流等因素有關(guān)，在滿足樞紐布置和施工導(dǎo)流要求的前提下，壩軸線應(yīng)盡可能短，以節(jié)省工程量。從地質(zhì)條件看，壩址應(yīng)選在地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無大的地質(zhì)構(gòu)造的地方。</p><p><b>　　2.2.1壩址選擇</b></p><p>　　根據(jù)壩區(qū)水文氣象以及地質(zhì)條件，楊溪水庫樞紐可行性研究

27、階段，在選擇壩型、壩址時(shí)，選擇如圖所示</p><p>　　2.2.2壩型比較與選擇</p><p>　　由基本資料知壩址校核洪水洪峰流量1100m³/s。壩區(qū)水文氣象和工程地質(zhì)條件具備了修建50~60m,壩高及成庫條件，特別是壩址處河床狹窄，右岸地勢(shì)較高，左岸地勢(shì)較低，有起伏之山頭。壩址處為震旦系的變粒巖和加里東期的混合花崗巖。左右兩岸山頭高程分別為288.75米和290.50

28、米。兩岸坡度適中，左岸稍陡，坡角30º-50º。河谷狹窄，谷底寬20米左右，河水很淺，枯水期水深為0.5米左右。河床高程194米左右，河床兩岸基巖裸露，以變粒巖為主，巖體的風(fēng)化程度兩岸不一，右岸風(fēng)化深度小于5米左右，而左岸風(fēng)化深度大，強(qiáng)風(fēng)化區(qū)的最大厚度達(dá)22.05米。</p><p>　　首先考慮重力壩、土石壩、拱壩三種基本壩型。</p><p>　　從地質(zhì)來看，重力壩

29、是用混凝土或石料等材料修筑、主要依靠壩身自重保持穩(wěn)定的壩，對(duì)地形、地質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)。任何形狀的河谷都可以修建重力壩。在土基上也可修建高度不高的重力壩。拱壩壩體的穩(wěn)定主要依靠?jī)砂豆岸蔚姆戳ψ饔?，不像重力壩那樣依靠自重維持穩(wěn)定。因此拱壩對(duì)壩址的地形、地質(zhì)條件要求較高，對(duì)地基處理要求也較嚴(yán)格。再者由于左右岸巖性不均一，不適于建拱壩。土石壩能適應(yīng)不同的地形、地質(zhì)和氣候條件。除極少數(shù)例外，幾乎任何不良地基，經(jīng)處理后均可修建土石壩。但因洪水泄量及導(dǎo)流和

30、渡汛流量大的特點(diǎn)，不適合修建土石壩。故考慮地質(zhì)條件以修建混凝土壩較為適宜。</p><p>　　地形條件。河谷狹窄，地質(zhì)條件良好，適宜修建拱壩；河谷寬闊，地質(zhì)條件較好，可選用重力壩或支墩壩；河谷寬闊、河床覆蓋層深厚或是地質(zhì)條件較差，且土石、沙礫等當(dāng)?shù)夭牧蟽?chǔ)量豐富，適宜修建土石壩。由于壩址處河床狹窄但地質(zhì)條件較差，且左右岸巖性不均一，不適于建拱壩，若是修建拱壩，開挖量較大，不符合經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)在高山峽谷區(qū)布置水利樞

31、紐，應(yīng)盡量減少高邊坡開挖。因洪水泄量及導(dǎo)流和渡汛流量大的特點(diǎn)，壩址處不適宜修建土石壩。故此處修建重力壩最為適宜。</p><p>　　筑壩材料。土石壩可用任何土石料筑壩，壩址附近有足夠的符合要求的天然建筑材料，可以就地、就近取材，節(jié)省大量水泥、木材和鋼材，以減少工地的外線運(yùn)輸量。重力壩和拱壩因建壩材料的不同可分為多種類型，但都不及土石壩，能就地取材。</p><p>　　經(jīng)綜合考慮，選定重

32、力壩。再考慮以下幾種重力壩壩型：常態(tài)混凝土重力壩、碾壓混凝土重力壩、混凝土寬縫重力壩、混凝土空腹重力壩。</p><p>　　（1）因全河道泄洪，溢流壩堰頂會(huì)定的很低，空腹重力壩和寬縫重力壩節(jié)省投資有限，且這兩種壩型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鋼筋和模板用量較多，施工難度大，渡汛過水較困難，故放棄這兩種壩型。</p><p>　?。?）因?yàn)楸竟こ毯樗沽看螅苑且缌鲏味伍L(zhǎng)度較小，溢流壩段長(zhǎng)度所占比例較大，

33、且堰頂高程較低，除去基礎(chǔ)部位和壩體外部的常態(tài)混凝土以外，碾壓混凝土的方量較少，如采用此壩型，還需要增設(shè)碾壓施工設(shè)備，拌和樓的容量也要擴(kuò)大，就近又沒有粉煤灰，經(jīng)比較，放棄此壩型。</p><p>　?。?）常態(tài)混凝土重力壩相對(duì)以上壩型，壩身泄洪安全可靠，壩體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工期便于過水渡汛，施工速度快。</p><p>　　綜上，根據(jù)楊溪壩址的地形、地質(zhì)及洪水特點(diǎn)，選則常態(tài)混凝土重力壩比較合適。

34、</p><p><b>　　2.3樞紐布置</b></p><p>　　2.3.1布置原則：</p><p>　　根據(jù)壩址的建壩條件，樞紐布置主要考慮以下原則：</p><p>　　（1）壩址洪水洪峰流量大，且河谷狹窄，所以要求盡可能加寬溢流前緣，減少單寬流量，以便泄洪安全可靠，上下游流態(tài)好，不影響個(gè)建筑物的正常運(yùn)行。

35、</p><p>　?。?）應(yīng)積極穩(wěn)妥地采用先進(jìn)技術(shù)，盡量減少工程量，節(jié)省工程投資，以便加快施工進(jìn)度，縮短施工工期，爭(zhēng)取提前發(fā)電。</p><p>　?。?）在樞紐布置時(shí)，引水系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先考慮壩式進(jìn)水口，做到管理運(yùn)行方便，縮短引水隧洞長(zhǎng)度，盡可能不設(shè)調(diào)壓井，廠房盡可能布置在完整的基巖上，特別要注意廠后邊坡的穩(wěn)定。</p><p>　　2.3.2樞紐的總體布置</

36、p><p>　　攔河壩在水利樞紐中占主要地位。在確定樞紐工程位置時(shí)，一般先確定建壩河段，再進(jìn)一步確定壩軸線，同時(shí)還要考慮擬采用的壩型和樞紐中建筑物的總體布置，合理解決綜合利用要求。一船地，泄洪建筑物和電站廠房應(yīng)盡量布置在主河床位置。供水建筑物位于岸坡。</p><p>　　(一)溢流壩的布置。溢流壩的位置應(yīng)使下泄洪水、排冰時(shí)能與下游平順連接．不致沖淘壩基和其他建筑物的基礎(chǔ)，其流態(tài)和沖淤不致影響

37、其他建筑物的使用。</p><p>　　(二)泄水孔的布置。泄水孔一般設(shè)在河床部位的壩段內(nèi)，進(jìn)口高程、孔數(shù)、尺寸、形式應(yīng)根據(jù)主要用途來選擇。狹窄河谷泄水孔宜與溢流壩段相結(jié)合，寬敞河谷二者可分開；排沙孔應(yīng)盡量靠近發(fā)電進(jìn)水口，船閘等需要排沙的部位。</p><p>　　(三)非溢流壩的布置。非溢流壩一般布置在河岸部分并與岸坡相連，非溢流壩與溢流壩或其他建筑物相連處，常用邊墻、導(dǎo)墻隔開。連接處盡

38、量使迎水面在同一平面上，以免部分建筑物受側(cè)向水壓力作用改變壩體的應(yīng)力。在寬闊河道上以及岸坡覆蓋層、風(fēng)化層極深時(shí)，非溢流壩段也可采用土石壩。</p><p>　　3、非溢流壩剖面設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　　重力壩在水壓力及其他荷載的作用下，主要依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力維持抗滑穩(wěn)定；同時(shí)依靠壩體自重

39、產(chǎn)生大揚(yáng)壓力來抵消由于水壓力引起的拉應(yīng)力以滿足強(qiáng)度要求。</p><p>　　非溢流壩剖面設(shè)計(jì)的基本原則是：①滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，保證大壩安全；②工程量小，造價(jià)低；③結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)用方便；④利于施工，方便維修。</p><p>　　遵循以上原則擬訂出的剖面，需要經(jīng)過穩(wěn)定及強(qiáng)度驗(yàn)算，分析是否滿足安全和經(jīng)濟(jì)的要求，壩體剖面可以參照以前的工程實(shí)例，結(jié)合本工程的實(shí)際情況，先行擬定，然后根據(jù)穩(wěn)定和應(yīng)力

40、分析進(jìn)行必要的修正。重復(fù)以上過程直至得到一個(gè)經(jīng)濟(jì)的剖面。</p><p><b>　　3.2剖面擬訂要素</b></p><p>　　3.2.1壩頂高程的擬訂</p><p>　　確定壩頂高程H （分別按照設(shè)計(jì)情況和校核情況計(jì)算）</p><p>　　攔河壩為漿砌石重力壩，由溢流段和非溢流段組成，初步?jīng)Q定溢流段設(shè)在壩體中

41、部。</p><p>　　重力壩的基本剖面為三角形剖面；</p><p>　　1、壩頂超高值△h的計(jì)算</p><p>　　式中：——波浪高度（m）；</p><p>　　——波浪中心高于靜水面的高度（m）；</p><p>　　——安全超高（m），按下表選用。</p><p><b&

42、gt;　　安全超高表 hc</b></p><p>　?。?）計(jì)算波浪高度hl</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——計(jì)算風(fēng)速（m/s）,是指水面以上10m高處的風(fēng)速，在正常運(yùn)用條件下的Ⅰ，Ⅱ級(jí)壩，采用多年平均最大風(fēng)速的1.5～2.0倍，在設(shè)計(jì)中，取1.5倍的最大風(fēng)速；</p><

43、p>　　——風(fēng)作用于水域的長(zhǎng)度（km），即為吹程。（本設(shè)計(jì)中有庫區(qū)地形圖量得 D=1.2km） </p><p>　　L——波長(zhǎng)，以m計(jì)。</p><p><b>　　因此，</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)情況</b></p><p>　

44、　=0.0166×（1.8*1.5）5/4×1.21/3</p><p>　　=0.061053（m）</p><p>　　=10.4×0.0610530.8</p><p>　　=1.110705（m）</p><p><b>　　校核情況</b></p><p>

45、　　= 1.238521（m）</p><p>　　= 12.34116（m） </p><p>　　（2）計(jì)算波浪中心高于靜水面的高度hz</p><p><b>　　設(shè)計(jì)情況</b></p><p>　　式中: h——壩前水深，以m計(jì)；</p><p>　　cth——數(shù)學(xué)中對(duì)數(shù)曲線函數(shù)，值約等

46、于1。</p><p>　　=0.010538（m）</p><p><b>　　校核情況</b></p><p>　　= 0.390284 (m)</p><p>　?。?）安全超高 hc</p><p>　　根據(jù)本工程的建筑物級(jí)別3級(jí)，查《安全超高表》知：</p><p&g

47、t;　　設(shè)計(jì)情況 校核情況</p><p>　　hc=0.4 （m） hc=0.3 （m）</p><p>　　（4）計(jì)算壩頂超高值△h</p><p><b>　?、?設(shè)計(jì)情況</b></p><p>　　=0.061053+0.010538+0.4</p>

48、;<p>　　=0.471591（m）</p><p><b>　?、?校核情況</b></p><p>　　=1.928805(m)</p><p>　　2.壩頂高程 H的計(jì)算</p><p><b>　　① 設(shè)計(jì)情況</b></p><p>　　H =設(shè)計(jì)洪

49、水位+△h</p><p>　　=236.26+0.471591</p><p>　　=236.7316（ m ）</p><p><b>　?、?校核情況</b></p><p>　　H =校核洪水位+△h</p><p>　　=237.17+1.928805</p><p&

50、gt;　　=239.098（m）</p><p>　　壩頂高程取值為239.098m</p><p><b>　　壩底高程的確定</b></p><p>　　根據(jù)本工程所處地質(zhì)條件及《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SDJ21—78）要求：100~50m的中壩可建在微風(fēng)化層至新鮮的基巖上；預(yù)估本壩的高度在此范圍內(nèi)，故地基開挖至新鮮基巖上則</p&

51、gt;<p>　　壩底高程=182.4m</p><p>　　因此，壩高= 壩頂高程H頂－壩底高程H底</p><p>　　= 239.098 － 182.4m</p><p>　　=56.698（m）</p><p>　　3.2.2壩頂寬度的擬訂</p><p>　　壩頂寬度應(yīng)根據(jù)設(shè)備布置、運(yùn)行、檢修、

52、施工和交通等需要確定并應(yīng)滿足抗震，特大洪水時(shí)維護(hù)等要求。因無特殊要求，根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，壩頂寬度可采用壩高的8%～10%取值，且不小于2m 并應(yīng)滿足交通和運(yùn)行管理的需要。按壩高的10%計(jì)算，即為5.5米，考慮到上游防浪墻、下游側(cè)護(hù)欄、排水溝槽及兩邊人行道等，取壩頂寬為7m，以滿足大壩維修作業(yè)通行需要。</p><p>　　3.2.3壩坡的擬訂</p><p>　　壩坡系數(shù)和起坡點(diǎn)高度的確定。

53、</p><p>　　根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，上游壩坡系數(shù)常采用n=0～0.2；下游壩坡系數(shù)常采用m=0.6～0.8；經(jīng)過m取各值的比較計(jì)算，采用下游壩坡系數(shù)m=0.7。</p><p>　　3.2.4上、下游起坡點(diǎn)位置的確定</p><p>　　上游設(shè)置成折面可利用淤沙增加壩體自重，折點(diǎn)設(shè)置在淤沙水位以上，由資</p><p>　　料可知，淤沙高程為

54、203m，由于死水位為220m，折點(diǎn)取在高程為210m 的位置。</p><p><b>　　3.2.5剖面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　n=0.2,m=0.7,B=48m</p><p>　　壩底的寬度約為壩高的0.7～0.9倍，這里取0.8466倍，即B =0.8466*56.698 =48 m。初選剖面尺寸如圖所示：</p>

55、;<p>　　3.3抗滑穩(wěn)定分析與計(jì)算</p><p>　　3.3.1分析的目的</p><p>　　核算壩體沿壩基面或地基深層軟弱結(jié)構(gòu)面的抗滑穩(wěn)定的安全度。</p><p>　　3.3.2滑動(dòng)面的選擇</p><p>　　滑動(dòng)面選擇的基本原則：研究壩基地質(zhì)條件和壩體剖面形式，選擇受力較大,抗剪強(qiáng)度低,最容易產(chǎn)生滑動(dòng)的截面作為計(jì)

56、算截面。</p><p>　　一般有以下幾種情況：①壩基面②壩基內(nèi)軟弱層面③基巖緩傾角結(jié)構(gòu)面④不利的地形⑤碾壓混凝土層面等。</p><p>　　由已知基本資料知，壩址處為震旦紀(jì)砂巖。左岸風(fēng)化較嚴(yán)重，深達(dá)22m，且夾有頁巖。基坑抗滑穩(wěn)定控制面為混凝土與基巖接觸面,故對(duì)非溢流壩段只需對(duì)壩基面進(jìn)行抗滑穩(wěn)定分析。</p><p>　　3.3.3對(duì)壩基面進(jìn)行抗滑穩(wěn)定計(jì)算&l

57、t;/p><p>　　壩體建基面抗滑穩(wěn)定根據(jù)規(guī)范規(guī)定，按抗剪斷強(qiáng)度公式計(jì)算，公式為：</p><p>　　——抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，不小于下表的規(guī)定：</p><p>　　表4-5-1 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)</p><p>　　——作用于接觸面上豎直方向的合力，kN;</p><p>　　——作用于接觸

58、面上水平方向的合力，kN;</p><p>　　——抗剪斷摩擦系數(shù)；</p><p>　　——抗剪斷凝聚力，kPa；</p><p><b>　　——計(jì)算截面面積；</b></p><p><b>　　計(jì)算結(jié)果如下表</b></p><p><b>　　滿足穩(wěn)定要求

59、。</b></p><p><b>　　3.4應(yīng)力計(jì)算</b></p><p>　　3.4.1分析的目的</p><p>　　檢驗(yàn)所擬壩體斷面尺寸是否經(jīng)濟(jì)合理，并為確定壩內(nèi)材料分區(qū)，某些部位配筋提供依據(jù)。</p><p><b>　　3.4.2分析方法</b></p>&l

60、t;p>　　應(yīng)力分析的方法有理論計(jì)算和模型試驗(yàn)兩類。理論計(jì)算又分為材料力學(xué)法和彈性理論法，材料力學(xué)法計(jì)算簡(jiǎn)便，適應(yīng)面廣，并有一套比較成熟的應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)，目前仍被普遍采用，適應(yīng)于地質(zhì)比較簡(jiǎn)單的中低壩；本工程壩高239.098-182.4=56.698在30~70范圍內(nèi)，屬中壩，故采用材料力學(xué)分析法。</p><p>　　3.4.3單一安全系數(shù)法</p><p>　　因?yàn)榧俣é襶 按直線

61、分布，所以按偏心受壓公式計(jì)算上、下游的邊緣應(yīng)力</p><p>　　σyu和σyd 。</p><p>　　ΣW——作用于計(jì)算截面以上全部荷載的鉛直分力的總和，kN；</p><p>　　ΣM——作用于計(jì)算截面以上全部荷載對(duì)壩基截面垂直水流流向形心軸的力矩總和，kN·m；</p><p>　　B——計(jì)算截面的長(zhǎng)度，m。</p

62、><p>　　壩體最大主應(yīng)力按下游邊緣最大主應(yīng)力計(jì)算：</p><p>　　2.分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法：</p><p>　?。?）壩趾抗壓強(qiáng)度承載能力極限狀態(tài)：</p><p>　　壩趾抗壓強(qiáng)度計(jì)入揚(yáng)壓力情況下的極限狀態(tài)作用效應(yīng)函數(shù)為</p><p>　　壩趾抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)抗力函數(shù)為</p><p&

63、gt;　　式中：Ra為混凝土抗壓強(qiáng)度。</p><p>　?。?）壩踵應(yīng)力約束條件的正常使用極限狀態(tài)</p><p>　　以壩踵鉛直應(yīng)力不出現(xiàn)拉應(yīng)力作為正常使用極限狀態(tài)。</p><p><b>　　4、溢流壩段設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1布置原則</b></p>

64、<p>　?。?）由資料可得該重力壩的洪峰流量比較大，校核洪水最大下泄流量1100 m³/s，設(shè)計(jì)洪水下泄流量690 m³/s. </p><p>　?。?）壩址左岸陡峭，右岸為順向坡，采用了右岸引水式廠房，兩岸沒有布置溢洪道的條件，加上選擇了混凝土重力壩，所以采用河床壩身泄洪方式。</p><p>　?。?）下游河床地質(zhì)條件較好 ，可以采用挑流消能。<

65、/p><p><b>　　泄洪方案選擇</b></p><p>　　選3個(gè)表孔。3個(gè)表孔堰頂高程為210，單寬流量55米每秒，孔口凈寬3×8=24，設(shè)計(jì)洪水位為236.26m，相應(yīng)下泄量q為960，校核洪水位為349.2，相應(yīng)下泄量q為1100。</p><p><b>　　4.2工程布置</b></p>

66、<p><b>　　4.2.1溢流表孔</b></p><p>　　3個(gè)表孔布置于河床中間壩段，孔口凈寬8，墩厚4，總寬36。堰頂高程236.26，堰頂上游為三圓弧曲面，堰頂下游面為“WES”曲面，與下游壩坡相切。壩址部位用圓弧與消力池銜接。堰頂上游部位設(shè)平板閘門，尺寸為8×15.5（寬×高），壩頂用2×600的單向移動(dòng)式門機(jī)啟閉，堰頂設(shè)弧形工作閘

67、門，尺寸為14×15（寬×高），用壩頂排架上2×600弧形啟閉機(jī)啟閉。</p><p>　　閘墩厚4，墩長(zhǎng)15，頭部為半圓形，尾部為“Y”型寬尾墩。</p><p>　　下游消能工采用寬尾墩加消力池，池底高程182.4，壩址反弧末段下游池長(zhǎng)83，池尾設(shè)尾坎，邊坡1：1，坎頂高程190.4，池寬57。</p><p>　　4.3溢流壩剖面

68、設(shè)計(jì)</p><p>　　溢流壩的基本剖面為截頂三角形，一般其上游面為鉛直或折線面，溢流面由頂部的曲線、中間的直線和底部的反弧三部分組成。</p><p><b>　　4.3.1頂部曲線</b></p><p>　　根據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》和《水力學(xué)》上冊(cè)，將堰面曲線設(shè)計(jì)為“WES”剖面曲線，上游面采用三圓弧連接，下游面采用冪曲線。<

69、/p><p>　　定型設(shè)計(jì)水頭按堰頂最大作用水頭的75%~95%計(jì)算（），考慮到在校核洪水位閘門全開時(shí)出現(xiàn)的負(fù)壓不得超過3~6（水柱），經(jīng)試算，取定型設(shè)計(jì)水頭=85%。即=85%×（237.17-220）=14.59，此時(shí)在校核洪水位閘門全開時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓為3.523（水柱），在允許范圍內(nèi)，滿足規(guī)范要求。</p><p>　　上游面采用三圓弧連接，其半徑分別為：</p>&

70、lt;p>　　=0.5=0.5×14.59=7.295 X1 =-0.175=-0.175×14.59=-2.553</p><p>　　=0.2=0.2×14.59=2.918 X2=-0.276=-0.276×14.59=-4.027</p><p>　　=0.04=0.04×14.59=0.584 X3=-0.

71、282=-0.282×14.59=-4.114</p><p>　　下游面采用冪曲線，其方程為：</p><p>　　其中=14.59，則方程簡(jiǎn)化為 y=0.0214×x1.85</p><p>　　WES曲面上的點(diǎn)坐標(biāo)</p><p>　　將坐標(biāo)圓點(diǎn)0點(diǎn)定于堰頂，繪制WES曲線如下圖：</p><p

72、>　　5.3.2中間直線段的確定頂部的曲線段確定后，中部的直線段分別與頂部曲線、底部的反弧段相切，其坡度一般與非溢流壩段下游坡率相同，即為1：m。直線與冪曲線相切時(shí)，切點(diǎn)C的坐標(biāo)為：對(duì)堰面曲線求一階導(dǎo)數(shù)</p><p>　　=0.0214×1.85=0.0396</p><p>　　直線CD的坡度為=1/0.7；故有0.04=1/0.7</p><p&g

73、t;<b>　　X=67.12m</b></p><p>　　由上可得直線段與冪曲線的切點(diǎn)的坐標(biāo)為（67.12,51.3）。</p><p><b>　　4.3.3反弧段</b></p><p><b>　?。?）反弧半徑：</b></p><p>　　溢流壩面反弧段是使沿溢流

74、面下泄水流平順轉(zhuǎn)向的工程措施。通常采用圓弧曲線，反弧半徑R 按下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：</p><p>　　式中：Fr 為反弧最低點(diǎn)處的弗勞德數(shù)。</p><p>　　上式 為迭代公式，迭代初值取h=0。</p><p>　　E0 為上游最高水位與反弧段最低點(diǎn)的距離，反弧最低點(diǎn)與下游水位齊平。</p><p>　　E0=237.17-190.6=46

75、.57m</p><p>　　Φ=0.9，Q=1088.98m3/s，q=45m3/s</p><p><b>　　初始令h=0，</b></p><p>　　故v=q/h=45/1.6858=26.693m/s</p><p><b>　　m</b></p><p>　　故

76、取R=18.913m。</p><p><b>　　4.3.4調(diào)角</b></p><p>　　挑角越大，射程越大，但挑角增大，入水角β也增大，水下射程減小。同時(shí)</p><p>　　入水角增大后，沖刷坑深度增加。θ一般在 之間，在此取。</p><p>　　4.3.5挑坎高度：</p><p>

77、　　挑坎應(yīng)高出下游水位，一般以1～2m 為宜。計(jì)算時(shí)按設(shè)計(jì)洪水位情況考慮。</p><p>　　取挑坎最低高程等于下游水位，挑坎最高點(diǎn)與最低點(diǎn)間距離為R(1-cosθ)。</p><p>　　故挑坎高度h2=7.29+17×（1-cos）=8.88m</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)，就可以確定溢流壩曲面了。</p><p>　　圖

78、6 溢流壩剖面擬定圖</p><p><b>　　4.4消能防沖設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于溢流壩下泄的水流具有很大的動(dòng)能，常高達(dá)幾百萬甚至幾千萬KW，如此巨大的能量，如不妥善處理，勢(shì)必導(dǎo)致下游河床被嚴(yán)重沖刷，甚至造成塌滑岸破和大壩失事。所以消能措施的合理選擇和設(shè)計(jì)對(duì)樞紐布置、大壩安全及工程量具有重要意義。</p><p><b

79、>　　消能的設(shè)計(jì)原則是：</b></p><p>　　（1）盡量使下泄水流的大部分動(dòng)能消耗在水流內(nèi)部的紊動(dòng)中，以及水流與空氣的摩擦上；</p><p>　?。?）不產(chǎn)生危及壩體安全的河床或岸坡的局部沖刷；</p><p>　　（3）下泄水流平穩(wěn)，不影響樞紐中其它建筑物的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠

80、，工程量小。</p><p>　　4.4.1確定消能形式</p><p>　　分析比較消能工的優(yōu)缺點(diǎn)，考慮到本次設(shè)計(jì)的重力壩屬于中壩，下游地</p><p>　　質(zhì)條件比較好的情況，決定選用挑流消能</p><p>　　4.4.1挑流鼻坎設(shè)計(jì)</p><p>　　1、挑流鼻坎有連續(xù)式和差動(dòng)式，該設(shè)計(jì)選用連續(xù)式鼻坎；&l

81、t;/p><p>　　2、經(jīng)計(jì)算，鼻坎高程191.54m；</p><p>　　3、反弧半徑R=18.13m；</p><p>　　4、根據(jù)實(shí)際工程情況，該設(shè)計(jì)挑射角取θ=25°；</p><p>　　1）水舌挑距L 的估算</p><p>　　水舌挑射距離按水舌外緣計(jì)算，其估算公式為</p>&l

82、t;p>　　式中：L ——水舌挑距，m；</p><p>　　v1 ——坎頂水面流速，按鼻坎處平均流速的1.1 倍計(jì)算；</p><p><b>　　θ——鼻坎的挑角；</b></p><p>　　h1 ——坎頂平均水深h 在鉛直向的投影，h1=hcosθ；</p><p>　　h2 ——坎頂至河床面高差，m；&l

83、t;/p><p>　　上式v1 按下列公式計(jì)算：</p><p>　　把數(shù)據(jù)帶入式中，計(jì)算按設(shè)計(jì)洪水位情況考慮，得到：</p><p><b>　　=9.14m</b></p><p><b>　　代入各參數(shù)計(jì)算得</b></p><p><b>　　= 73.662m

84、</b></p><p>　　2） 沖刷坑深度的估算</p><p>　　4.3.4 沖刷坑深度的估算</p><p>　　沖刷坑深度工程上常按下式進(jìn)行估算：</p><p>　　式中：tk —水墊厚度，自水面算至坑底，m；</p><p>　　q —單寬流量，m3/（s.m）；q=45m3/（s.m）&l

85、t;/p><p>　　H —上下游水位差，m； H=46.57m</p><p>　　α—沖坑系數(shù)，堅(jiān)硬完整的基巖取0.9～1.2，堅(jiān)硬但完整性較差的基巖取1.2～1.5，軟弱破碎裂隙發(fā)育的基巖取1.2～2.0。該設(shè)計(jì)取1.5。</p><p>　　L/tk=73.662/26.283=2.803，</p><p>　　一般要求L/tk=2.5～

86、5，滿足要求。</p><p>　　因非溢流壩段應(yīng)力和穩(wěn)定均滿足要求，故溢流壩應(yīng)力穩(wěn)定不再做詳細(xì)分析。</p><p>　　考慮到溢流壩下泄水流會(huì)產(chǎn)生摻氣現(xiàn)象，故需要在溢流壩兩邊設(shè)置導(dǎo)墻。初</p><p>　　步估算導(dǎo)墻高出壩面3m。</p><p><b>　　5細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)</b></p><p

87、><b>　　5.1壩頂構(gòu)造</b></p><p>　　壩頂上游設(shè)置防浪墻，與壩體連成整體，其結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。防浪墻在壩體橫縫處留有伸縮縫，縫內(nèi)設(shè)止水。墻高為1.2m，厚度為50cm，以滿足運(yùn)用安全的要求。壩頂采用混凝土路面，向兩側(cè)傾斜，坡度為2%，兩邊設(shè)有排水管，匯集路面的雨水，并排入水庫中。壩頂公路兩側(cè)設(shè)有寬1m的人行道，并高出壩頂路面20cm，下游側(cè)設(shè)置欄桿及路燈。（見圖

88、：非溢流壩壩頂布置）</p><p><b>　　5.2廊道系統(tǒng)</b></p><p>　　5.2.1基礎(chǔ)灌漿廊道</p><p>　　基礎(chǔ)灌漿廊道的斷面采用上圓下方的城門洞形，尺寸為2.5×3.5（寬×高）見下圖，以滿足鉆孔、灌漿工作空間的需要。在廊道頂部和底部應(yīng)埋設(shè)一些吊鉤和軌道，以便用來搬動(dòng)機(jī)件。底部廊道盡量靠近基礎(chǔ)

89、，非溢流壩段底部廊道高程為304，溢流壩段底部廊道高程為304。</p><p>　　灌漿廊道的高程低于尾水位。在廊道近下游側(cè)設(shè)有集水井。用水泵抽水向下游排出。</p><p>　　5.2.2檢查排水廊道：</p><p>　　為了檢查，觀測(cè)，巡視和排除滲水，靠近壩體上游面處每隔15~30m高程設(shè)置一檢查廊道兼做排水廊道。廊道也采用上圓下方的型式，尺寸此處選和基礎(chǔ)廊

90、道相同。檢查廊道分別布置布置于非溢流壩和溢流壩內(nèi)，縱向排水廊道沿不同高程分設(shè)自流式排水設(shè)備。</p><p><b>　　5.2.3排水管</b></p><p>　　靠近壩的上游面沿壩軸線方向設(shè)一排豎向排水管幕。管內(nèi)直徑為15cm，間距為15m，上端通至壩頂，下端通至廊道，垂直布置。排水管采用無砂混凝土管。</p><p><b>

91、　　5.3壩體分縫</b></p><p><b>　　5.3.1橫縫</b></p><p>　　橫縫垂直于壩軸線設(shè)置，將壩體分成若干個(gè)壩段，橫縫間距15m，一般間距一般為12～20m，縫寬1～2cm，取1cm，橫縫為永久縫，縫面為平面，縫內(nèi)設(shè)止水。</p><p><b>　　6.3.2縱縫</b><

92、/p><p>　　為了適應(yīng)混凝土澆注能力和減小施工期溫度能力，常用平行于壩軸線方向的縱縫把一個(gè)壩段分成幾塊澆注。本工程設(shè)垂直縱縫，取間距15m.</p><p>　　6.3.3水平施工縫</p><p>　　上、下層澆注塊之間的水平施工縫是新來混凝土的結(jié)合面。一般澆注塊的厚度約為1.5～4.0m，施工時(shí)按1.3123ft的澆搗層連續(xù)澆注，上下澆注塊之間間隔5天。在基巖表

93、面用0.8m的薄層澆注以利散熱，減少溫升，防止開裂。</p><p>　　5.4壩體止水與排水</p><p><b>　　5.4.1止水</b></p><p>　　在壩體下述部位布置止水設(shè)施：壩體橫縫內(nèi)（包括上游壩面、溢流壩面及壩體下游最高尾水位以下部位），陡坡壩段與基礎(chǔ)接觸面，壩體內(nèi)廊道和孔洞穿過橫縫處的周圍。</p>&l

94、t;p>　　上游面采用兩道止水金屬片，中間設(shè)一瀝青井，第一道止水片具上游壩面為1，第二道止水片下游設(shè)排水孔和檢查井，井中設(shè)有攀梯。溢流壩下游面用熱浸瀝青麻繩止水塞。</p><p>　　止水片：第一道止水片采用金屬銅片，第二道止水片采用金屬銅片或橡膠。止水銅片采用1.5厚度。每一側(cè)埋入混凝土內(nèi)長(zhǎng)度為20。止水銅片作成可伸縮的“”形。</p><p>　　瀝青井：內(nèi)徑為20的圓形，井底

95、埋入巖基內(nèi)。井內(nèi)設(shè)置加熱設(shè)備，以便當(dāng)瀝青收縮開裂或與井壁脫離開時(shí)可加熱恢復(fù)其流動(dòng)性，提高止水性能。</p><p><b>　　5.4.2壩體排水</b></p><p><b>　　①壩體排水：</b></p><p>　　在壩體各種接縫面內(nèi)雖已設(shè)置了止水系統(tǒng)，但滲水仍難完全避免。為了減小滲水的有害影響，還要設(shè)置相應(yīng)的排

96、水系統(tǒng)，將壩體和壩基的滲水由排水管排入廊道，再由廊道匯入集水井，自流或用抽水機(jī)排到下游。壩體排水管間距取3m，管內(nèi)徑取15cm，坡度及與壩上游面間距見圖紙。</p><p><b>　　②基礎(chǔ)排水：</b></p><p>　　基礎(chǔ)排水系統(tǒng)包括排水孔幕和基面排水。排水孔幕距灌漿帷幕下游面約0.5～1.0倍帷幕孔距，在壩基面上，排水孔與帷幕孔的距離不宜小于2m。排水孔略

97、向下游傾斜，排水孔距取3m，孔徑取15 cm，孔深10m。</p><p><b>　　5.5基礎(chǔ)處理</b></p><p><b>　　5.5.1壩基開挖</b></p><p>　　壩基開挖與清理的目的是使壩體坐落在穩(wěn)定，堅(jiān)固的地基上。</p><p>　　建筑物基坑開挖的形狀，要根據(jù)地形、地

98、質(zhì)條件和結(jié)構(gòu)要求確定。該壩為中壩，建基面不要求為新鮮巖石，故河床壩段以弱風(fēng)化帶作建基面，最大開挖深度5—8。最低建基面高程184.2；兩岸壩段以弱風(fēng)化至微風(fēng)化帶作建基面，為提高壩體的側(cè)向穩(wěn)定性，沿岸坡開挖成臺(tái)階狀,左岸岸坡傾角較大,為了壩段的橫向穩(wěn)定,通常在斜坡上按壩體的分段開挖成臺(tái)階,臺(tái)階宜位于壩體橫縫部位。臺(tái)階應(yīng)避免開挖成銳角或高差甚大的陡坡,以免壩體發(fā)生集中應(yīng)力或使壩體混凝土與基巖不能緊密結(jié)合。同時(shí)還應(yīng)注意邊坡走向與節(jié)理一致時(shí)，邊

99、坡坡度不宜陡與節(jié)理的坡度。</p><p>　　基巖開挖后，在澆筑混凝土前，需進(jìn)行徹底的清理和沖洗，包括：清除一切松動(dòng)的巖塊，打掉凸出的尖角，基坑中原有的勘探鉆孔、井、洞等均應(yīng)回填封堵。還必須注意，開挖爆破不能損害設(shè)計(jì)開挖線以下基巖的質(zhì)量；當(dāng)基巖為易風(fēng)化的巖石，如頁巖、粘性巖等時(shí)，在設(shè)計(jì)開挖線或邊線以上易留有保護(hù)層0.2～0.3m,待混凝土澆筑時(shí)才隨挖隨澆。</p><p><b&g

100、t;　　5.5.2固結(jié)灌漿</b></p><p>　　為了提高基巖的整體性和彈性模量，減少基巖受力后的變形，提高基巖的抗壓、抗剪強(qiáng)度，降低基巖的滲透性，在壩基和消力池底板基巖均作固結(jié)灌漿，孔深4—7，孔距3，排距4，呈梅花形布置，局部斷層交匯帶、壩踵、壩址附近適當(dāng)加密、加深固結(jié)孔。帷幕孔上游固結(jié)加深至10。具體布置見下圖。</p><p><b>　　5.5.3帷幕

101、灌漿</b></p><p>　　為了減小滲透壓力對(duì)壩體穩(wěn)定的影響，減小揚(yáng)壓力，在壩基的迎水面，即在壩體灌漿廊道下的基礎(chǔ)內(nèi)形成一道連續(xù)而垂直的幕墻。在灌漿廊道設(shè)置一排帷幕灌漿孔，孔距3，利用高壓灌漿填塞基巖內(nèi)的裂縫和孔隙等滲水通道，帷幕深度以深入相對(duì)抗水層頂板以下20控制，河床部位帷幕一般深40，左岸深度70，右岸深度42，在斷層部位局部加深。為了減低繞壩滲漏和滲流速度，防滲帷幕均向岸坡內(nèi)伸一定距離。

102、具體布置見下圖。</p><p>　　第二部分 計(jì)算說明書</p><p><b>　　1、非溢流壩段計(jì)算</b></p><p>　　確定壩頂高程H （分別按照設(shè)計(jì)情況和校核情況計(jì)算）</p><p>　　攔河壩為漿砌石重力壩，由溢流段和非溢流段組成，初步?jīng)Q定溢流段設(shè)在壩體中部。</p><p&g

103、t;　　重力壩的基本剖面為三角形剖面；</p><p>　　1、壩頂超高值△h的計(jì)算</p><p>　　式中：——波浪高度（m）；</p><p>　　——波浪中心高于靜水面的高度（m）；</p><p>　　——安全超高（m），按下表選用。</p><p><b>　　安全超高表 hc</b&

104、gt;</p><p>　?。?）計(jì)算波浪高度hl</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——計(jì)算風(fēng)速（m/s）,是指水面以上10m高處的風(fēng)速，在正常運(yùn)用條件下的Ⅰ，Ⅱ級(jí)壩，采用多年平均最大風(fēng)速的1.5～2.0倍，在設(shè)計(jì)中，取1.5倍的最大風(fēng)速；</p><p>　　——風(fēng)作用于水域的長(zhǎng)度（km

105、），即為吹程。（本設(shè)計(jì)中有庫區(qū)地形圖量得 D=1.2km） </p><p>　　L——波長(zhǎng)，以m計(jì)。</p><p><b>　　因此，</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)情況</b></p><p>　　=0.0166×（1.8*1.

106、5）5/4×1.21/3</p><p>　　=0.061053（m）</p><p>　　=10.4×0.0610530.8</p><p>　　=1.110705（m）</p><p><b>　　校核情況</b></p><p>　　= 1.238521（m）</p

107、><p>　　= 12.34116（m） </p><p>　　（2）計(jì)算波浪中心高于靜水面的高度hz</p><p><b>　　設(shè)計(jì)情況</b></p><p>　　式中: h——壩前水深，以m計(jì)；</p><p>　　cth——數(shù)學(xué)中對(duì)數(shù)曲線函數(shù)，值約等于1。</p><p&

108、gt;　　=0.010538（m）</p><p><b>　　校核情況</b></p><p>　　= 0.390284 (m)</p><p>　?。?）安全超高 hc</p><p>　　根據(jù)本工程的建筑物級(jí)別3級(jí)，查《安全超高表》知：</p><p>　　設(shè)計(jì)情況

109、 校核情況</p><p>　　hc=0.4 （m） hc=0.3 （m）</p><p>　?。?）計(jì)算壩頂超高值△h</p><p><b>　?、?設(shè)計(jì)情況</b></p><p>　　=0.061053+0.010538+0.4</p><p>　　=0.4715

110、91（m）</p><p><b>　　② 校核情況</b></p><p>　　=1.928805(m)</p><p>　　2.壩頂高程 H的計(jì)算</p><p><b>　?、?設(shè)計(jì)情況</b></p><p>　　H =設(shè)計(jì)洪水位+△h</p><

111、p>　　=236.26+0.471591</p><p>　　=236.7316（ m ）</p><p><b>　?、?校核情況</b></p><p>　　H =校核洪水位+△h</p><p>　　=237.17+1.928805</p><p>　　=239.098（m）</

112、p><p>　　壩頂高程取值為239.098m</p><p><b>　　壩底高程的確定</b></p><p>　　根據(jù)本工程所處地質(zhì)條件及《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SDJ21—78）要求：100~50m的中壩可建在微風(fēng)化層至新鮮的基巖上；預(yù)估本壩的高度在此范圍內(nèi)，故地基開挖至新鮮基巖上則</p><p>　　壩底高程=

113、182.4m</p><p>　　因此，壩高= 壩頂高程H頂－壩底高程H底</p><p>　　= 239.098 － 182.4m</p><p>　　=56.698（m）</p><p><b>　　1.1抗滑穩(wěn)定分析</b></p><p>　　1.1.1重力壩非溢流壩段主要荷載</p

114、><p>　　1.重力壩承受的荷載和作用主要有：①自重；②靜水壓力；③揚(yáng)壓力；④動(dòng)水壓力；⑤波浪壓力；⑥泥沙壓力；⑦冰壓力；⑧土壓力；⑨溫度作用；⑩風(fēng)作用等。</p><p>　　荷載組合可分為基本組合與特殊組合兩類?；窘M合屬于設(shè)計(jì)情況或正常情況，由同時(shí)出現(xiàn)的基本荷載組成。特殊組合屬校核情況或非常情況，由同時(shí)出現(xiàn)的基本荷載和一種或幾種特殊荷載組成。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從這兩類組合中選擇幾種最不利的、起控

115、制作用的組合情況進(jìn)行計(jì)算，使之滿足規(guī)范中規(guī)定的要求。</p><p><b>　　計(jì)算工況</b></p><p>　　在這里分兩種工況進(jìn)行計(jì)算：設(shè)計(jì)洪水位+揚(yáng)壓力；校核洪水位+揚(yáng)壓力。</p><p><b>　?。?）自重W</b></p><p>　　壩體自重的計(jì)算公式：

116、 W =Vγc （kN） （3-6）</p><p>　　式中 V——壩體體積，ｍ3；由于取1ｍ壩長(zhǎng)，可以用斷面面積代替，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>　　W11=24×0.5

117、5;6×27.6=1987.2kN</p><p>　　W12=24×7×56.689=9525.264kN</p><p>　　W13=24×0.5×35×50=21000kN</p><p>　　W1=W11+W12+W13=32512.464kN</p><p><b&g

118、t;　　（2）靜水壓力P</b></p><p>　　靜水壓力是作用在上下游壩面的主要荷載，計(jì)算時(shí)常分解為水平水壓力PH和垂直水壓力PV 兩種。</p><p>　　計(jì)算各種情況下的上下游水深：</p><p><b>　　根據(jù)水力學(xué)公式</b></p><p>　　式中： 根據(jù)相關(guān)規(guī)范，C=1，m=0.49

119、，ε1=1，σs=1；</p><p>　　溢流壩寬度10m，B=10m；</p><p>　　H0 為堰上水頭，堰頂高程與正常蓄水位平齊。</p><p>　?。ǖ卣鹎闆r按正常蓄水位考慮）</p><p><b>　　所得結(jié)果列表如下：</b></p><p>　　表3-3 不同情況下上下游水深

120、</p><p>　　計(jì)算各種情況下靜水壓力：</p><p>　　水平水壓力PH 計(jì)算公式為：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　式中： Ｈ — 計(jì)算點(diǎn)處的作用水頭，ｍ；</p><p>　　γw —水的重度，常取9.81 kN／ｍ3；</p>&

121、lt;p>　　垂直水壓力PV 按水重計(jì)算。</p><p><b>　　a.設(shè)計(jì)洪水位：</b></p><p>　　上游水平水壓力：PH1=Pu=14228.9kN （→）</p><p>　　下游水平水壓力：PH2=Pd=260.67kN （←）</p><p>　　上游垂直水壓力：PV1=W2’=838.49

122、kN</p><p>　　PV2=W2”=1164.24kN</p><p>　　下游垂直水壓力：PV3=W3=188.6kN</p><p><b>　　b.校核洪水位：</b></p><p>　　上游水平水壓力：PH1=Pu=14713.79kN （→）</p><p>　　下游水平水壓力：

123、PH2=Pd=329.81kN （←）</p><p>　　上游垂直水壓力：PV1=W2’=892kN</p><p>　　PV2=W2”=1164.24kN</p><p>　　下游垂直水壓力：PV3=W3=248.20kN</p><p><b>　　(3) 揚(yáng)壓力U</b></p><p>

124、　　根據(jù)規(guī)范，排水處揚(yáng)壓力折減系數(shù)：α=0.25,如圖3-3 所示，將揚(yáng)壓力分成四部分，U1，U2，U3，U4</p><p><b>　　a.設(shè)計(jì)洪水位：</b></p><p>　　U1=1/2×9×（46.57-0.25×46.57）×9.81=1541.87kN</p><p>　　U2=9.81