水利樞紐—重力壩設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)成果</b></p><p>　　設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱(chēng) xx水利樞紐工程 </p><p>　　姓 名： *** </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)： *** </p><p>　　班 級(jí)： ***

2、 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： *** </p><p>　　指導(dǎo)老師： *** </p><p>　　任務(wù)下達(dá)日期： 2012 年 11月26日</p><p>　　設(shè)計(jì)完成日期： 2012 年 12月23日</p><p><b>　　**工程系</b

3、></p><p>　　xx水利樞紐—重力壩設(shè)計(jì)</p><p>　　指導(dǎo)老師 ***</p><p>　　***職業(yè)技術(shù)學(xué)院 *** ***</p><p><b>　　摘要： </b></p><p>　　本設(shè)計(jì)對(duì)xx水利樞紐進(jìn)行了詳細(xì)的論述和設(shè)計(jì)，主要有設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)圖

4、紙兩部分。</p><p>　　設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)主要包括：xx流域狀況，樞紐布置，擋水建筑物的設(shè)計(jì)，泄水建筑物的設(shè)計(jì)，壩體細(xì)部構(gòu)造及地基處理設(shè)計(jì)。</p><p>　　本樞紐以防洪和發(fā)電為主，本樞紐屬于大型Ⅰ等工程，永久性建筑物為1級(jí)，按規(guī)范要求，采用,1000年一遇洪水設(shè)計(jì)，10000一遇洪水校核。水庫(kù)正常蓄水位303.0m，設(shè)計(jì)洪水位305.1m，校核洪水位307.3。其主要建筑物有：非溢流

5、壩、溢流壩、泄水建筑物、消能設(shè)施等。</p><p>　　關(guān)鍵詞：水利樞紐；設(shè)計(jì)；重力壩；</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 基本資料1</p><p>　　1.1 工程概況1</p><p>　　1.2 地形地質(zhì)情況1</p><

6、;p>　　1.3 水文氣象資料1</p><p>　　1.3.1 河流特性1</p><p>　　1.3.2 氣溫情況2</p><p>　　1.4 河流泥沙情況2</p><p>　　1.5 交通運(yùn)輸2</p><p>　　1.6 水庫(kù)規(guī)劃資料2</p><p>　　1.7

7、特征水位2</p><p>　　1.8 限制條件2</p><p>　　1.9 水電站參數(shù)3</p><p>　　1.10 筑壩材料3</p><p>　　第二章 樞紐布置4</p><p>　　2.1 樞紐及建筑物的分等分級(jí)4</p><p>　　2.2 建筑物形式4</

8、p><p>　　2.2.1 工程地質(zhì)4</p><p>　　2.2.2 壩型選擇4</p><p>　　2.2.3 樞紐建筑物組成6</p><p>　　第三章 擋水壩段設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1 擋水壩段尺寸初步擬定7</p><p>　　3.1.1 壩頂高程的確定7<

9、/p><p>　　3.1.2 計(jì)算過(guò)程7</p><p>　　3.2 壩頂寬度8</p><p>　　3.3 壩底寬度8</p><p>　　3.4 壩面坡度9</p><p>　　3.5 排水管及灌漿廊道9</p><p>　　3.6 重力壩的荷載及組合9</p><

10、;p>　　3.6.1 自重9</p><p>　　3.6.2 靜水壓力10</p><p>　　3.6.3 揚(yáng)壓力11</p><p>　　3.6.4 淤沙壓力12</p><p>　　3.6.5 浪壓力12</p><p>　　3.7 壩體穩(wěn)定計(jì)算13</p><p>　　3

11、.7.1 壩基邊緣應(yīng)力計(jì)算14</p><p>　　3.7.2 垂直正應(yīng)力計(jì)算14</p><p>　　第四章 溢流壩段設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.1 溢流壩剖面形狀17</p><p>　　4.1.1 泄水方式的選擇17</p><p>　　4.1.2 孔口凈寬的擬定17</p>&

12、lt;p>　　4.2 初步擬定堰頂高程18</p><p>　　4.3 堰頂?shù)男问?8</p><p>　　4.4 消能設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.4.1 消能方式20</p><p>　　4.4.2 反弧半徑及挑射角21</p><p>　　4.4.3 消能驗(yàn)算22</p>&l

13、t;p>　　4.5 閘門(mén)、閘墩及導(dǎo)墻設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.5.1 閘門(mén)形式的型式選擇及高度23</p><p>　　4.5.2 閘墩形狀及厚度24</p><p>　　4.6 導(dǎo)水墻的尺寸擬定25</p><p>　　第五章 壩體細(xì)部構(gòu)造及地基處理設(shè)計(jì)26</p><p>　　5.1 壩頂

14、構(gòu)造26</p><p>　　5.2 廊道、分縫、止排水設(shè)計(jì)26</p><p>　　5.2.1 基礎(chǔ)廊道26</p><p>　　5.2.2 壩體廊道26</p><p>　　5.2.3 壩體排水26</p><p>　　5.2.4 壩體分縫止水26</p><p>　　5.3 壩

15、體混凝土的強(qiáng)度等級(jí)27</p><p>　　5.4 地基處理29</p><p>　　5.4.1 地基開(kāi)挖與清理29</p><p>　　5.4.2 地基開(kāi)挖的形狀及坡度29</p><p>　　5.4.3 基坑的清理29</p><p>　　5.4.4 壩基的帷幕灌漿29</p><p

16、>　　5.4.5 壩基排水31</p><p>　　5.4.6 壩基的固結(jié)灌漿31</p><p>　　5.4.7 壩基斷層破碎帶的處理32</p><p><b>　　致謝33</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)34</b></p><p><

17、;b>　　第一章 基本資料</b></p><p><b>　　1.1 工程概況</b></p><p>　　春河屬于山區(qū)河道，流域內(nèi)多高山峽谷，平原范圍甚小，流域內(nèi)山區(qū)占70％，墾地占30％。張谷以上河床平均坡度為1/600，以下平均坡度為1/1000。坡陡流急，暴雨急流時(shí)間甚短，每逢暴雨，山洪暴發(fā)，易泛濫成災(zāi)，下游農(nóng)田受到洪水威脅。</p

18、><p>　　本樞紐位于春河上游山區(qū)，壩址選定在張谷，主要任務(wù)是防洪發(fā)電。</p><p>　　1.2 地形地質(zhì)情況 </p><p>　　張谷壩址右岸高山重疊，交通不便。左岸地勢(shì)較平坦，小丘陵綿延。在張谷上游地形開(kāi)闊，可以蓄水，水庫(kù)庫(kù)容約13.5×108m３。張谷是一個(gè)峽谷，兩岸懸崖陡壁，十分險(xiǎn)要，河岸狹窄，寬僅一百余米，是理想的筑壩地點(diǎn)。</p>

19、;<p>　　壩址地質(zhì)為青灰色的石灰?guī)r，為整體巖石，石質(zhì)堅(jiān)硬。右岸山崗覆有薄層黃土。</p><p>　　在壩軸線上，右岸山崗沙壤土覆蓋層最厚的為５米，巖石風(fēng)化厚度為３米。左岸巖石露頭，節(jié)理不多，風(fēng)化層有３米多厚。</p><p>　　經(jīng)過(guò)調(diào)查研究，已查明壩址附近無(wú)斷層。壩址基礎(chǔ)石英巖的抗壓強(qiáng)度為1000—1200公斤／平方厘米，摩擦系數(shù)為0.65。抗剪斷摩擦系數(shù)為1.0 ，

20、抗剪斷凝聚力為1.0MPa。</p><p>　　本地區(qū)曾發(fā)生過(guò)輕微地震，據(jù)分析地震烈度為4級(jí)。</p><p>　　1.3 水文氣象資料</p><p>　　1.3.1 河流特性</p><p>　　降雨為形成春河洪水的原因,本流域水災(zāi)多由暴雨產(chǎn)生。洪水一般出現(xiàn)在７～10月份，因坡陡流急，洪峰漲落時(shí)間很短，一般為２～３天。</p>

21、;<p>　　表1.1 各種頻率下的最大洪峰流量（米3／秒）</p><p>　　1.3.2 氣溫情況</p><p>　　本流域氣候溫和，年平均溫度約為17℃，最低月平均溫度為4.6℃，極少冰凍現(xiàn)象，最高月平均溫度為33.9℃，故夏季亦不太熱，一年四季都可以施工。</p><p>　　1.4 河流泥沙情況</p><p>　　

22、泥沙大部分是頁(yè)巖風(fēng)化的產(chǎn)物，顆粒很細(xì)。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，多年平均輸沙總量為185萬(wàn)立方米。每立方米淤積泥沙單位重為1.32噸／立方米。在預(yù)留淤沙庫(kù)容時(shí)，水土保持有效年限估計(jì)為30年。</p><p><b>　　其它</b></p><p>　　水庫(kù)最大吹程為19.5公里，多年平均最大風(fēng)速為14米／秒。</p><p><b>　　1.5

23、交通運(yùn)輸</b></p><p>　　春河灘多流急，航行不便，故暫可不考慮航運(yùn)問(wèn)題。春河左岸有公路干線通過(guò)，公路干線距壩址左岸2公里，交通較便，右岸則僅有山區(qū)小道。本工程壩頂無(wú)交通要求。</p><p>　　1.6 水庫(kù)規(guī)劃資料</p><p>　　規(guī)劃部門(mén)根據(jù)滿足各水利專(zhuān)業(yè)部門(mén)的需要，提出了下列數(shù)據(jù)，可作為設(shè)計(jì)水工建筑物的依據(jù)。</p>

24、<p><b>　　1.7 特征水位</b></p><p>　　水電站正常高水位：303米</p><p>　　最有利工作深度：41米　　</p><p>　　設(shè)計(jì)洪水位：千年一遇（P=0.1%）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)洪水位305.1米，相應(yīng)下泄流量5350米3／秒，相應(yīng)下游水位213.2米。</p><p>　　校

25、核洪水位：萬(wàn)年一遇（P=0.01%）校核標(biāo)準(zhǔn)，校核洪水位307.3米，相應(yīng)下泄流量6700米3／秒，相應(yīng)下游水位214.5米。</p><p><b>　　1.8 限制條件</b></p><p><b>　　汛前水位：299米</b></p><p>　　水庫(kù)最高水位不得超過(guò)：308米</p><p&

26、gt;<b>　　1.9 水電站參數(shù)</b></p><p>　　電站裝機(jī)容量：105000千瓦　　 </p><p><b>　　機(jī)組數(shù)目：3臺(tái)</b></p><p>　　電站最大引用流量：140米３／秒</p><p><b>　　1.10 筑壩材料</b></p

27、><p>　　石料 —— 距壩址上游一公里處，兩岸石英巖及頁(yè)巖可大量開(kāi)采，而且石質(zhì)良好。在25次凍融之后，抗壓強(qiáng)度為900公斤／平方厘米。</p><p>　　砂料 —— 距壩址上游三公里處，灘地有堅(jiān)硬的礫石和粗砂，蘊(yùn)藏量約有四十萬(wàn)立方米，砂為石英顆粒，是風(fēng)化產(chǎn)物。</p><p>　　土料 —— 距壩址上游五公里處有粘壤土，蘊(yùn)藏量約為20萬(wàn)方，其內(nèi)摩擦角為20

28、6;(飽和的) ，天然干容重γ=1.6噸／米3，滲透系數(shù)Ｋ值為４ⅹ１０¯７厘米／秒。</p><p>　　木材 —— 可自距壩址15公里的深山內(nèi)取得。</p><p>　　水泥、鋼材—可由公路自離壩址60公里處的龍城運(yùn)來(lái)。</p><p><b>　　第二章 樞紐布置</b></p><p>　　2.1 樞紐

29、及建筑物的分等分級(jí)</p><p>　　根據(jù)項(xiàng)目資料，在張谷上游地形開(kāi)闊，可以蓄水，水庫(kù)庫(kù)容約13.5×108m３，查表（課本P7表1-1）可判斷該工程為大（1）型Ⅰ級(jí)工程；由電站裝機(jī)容量為105000kw可判斷為中型Ⅲ級(jí)工程。對(duì)于綜合利用的水利水電工程，其工程等別應(yīng)按其中最高等別確定，所以該工程為大型Ⅰ級(jí)工程。</p><p>　　我們所設(shè)計(jì)的建筑物為大壩，屬永久性水工建筑物，

30、查表（課本P8表1-2）可得該大壩工程等級(jí)屬于1級(jí)，該工程次要建筑物等級(jí)屬于3級(jí)。</p><p><b>　　2.2 建筑物形式</b></p><p>　　2.2.1 工程地質(zhì)</p><p>　　壩址地質(zhì)為青灰色的石灰?guī)r，為整體巖石，石質(zhì)堅(jiān)硬。右岸山崗覆有薄層黃土。</p><p>　　在壩軸線上，右岸山崗沙壤土覆

31、蓋層最厚的為５米，巖石風(fēng)化厚度為３米。左岸巖石露頭，節(jié)理不多，風(fēng)化層有３米多厚。</p><p>　　經(jīng)過(guò)調(diào)查研究，已查明壩址附近無(wú)斷層。壩址基礎(chǔ)石英巖的抗壓強(qiáng)度為1000—1200公斤／平方厘米，摩擦系數(shù)為0.65?？辜魯嗄Σ料禂?shù)為1.0 ，抗剪斷凝聚力為1.0MPa。</p><p>　　本地區(qū)曾發(fā)生過(guò)輕微地震，據(jù)分析地震烈度為4級(jí)。</p><p>　　綜上，

32、壩址地址結(jié)構(gòu)良好，覆蓋層較薄，開(kāi)挖工程量小，且河流流向與壩軸線大致垂直，對(duì)河流兩岸的沖刷損害小。</p><p>　　2.2.2 壩型選擇</p><p>　　目前，應(yīng)用比較多的壩型有重力壩、拱壩和土石壩。在選擇壩型時(shí)，要根據(jù)壩區(qū)的地質(zhì)、地形條件、筑壩材料、施工技術(shù)、施工條件、施工導(dǎo)流等眾多因素來(lái)定。</p><p>　　拱壩理想的地形是壩址上游較為寬闊，左右岸對(duì)稱(chēng)

33、，岸坡平順無(wú)突變?cè)谄矫嫔舷蛳掠问湛s的峽谷段，因此綜合地形因素本壩址不適合拱壩的修筑，重力壩和土石壩在考慮范圍之內(nèi)。對(duì)這兩種壩型進(jìn)行比較后再作選擇。考慮到本樞紐主要承擔(dān)了發(fā)電、防洪任務(wù)，而且在校核洪水位時(shí)的流量和泄流量都較大，需要開(kāi)敞式的壩體泄流樞紐，由于土石壩自身不能在壩頂溢流的缺點(diǎn)，不能夠滿足防洪時(shí)泄流的需要，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦?、地質(zhì)、建筑材料等因素，故選用混凝土重力壩作為壩型。</p><p>　　重力壩主要依靠

34、壩體自重產(chǎn)生的抗滑力來(lái)滿足穩(wěn)定要求；同時(shí)依靠壩體自重產(chǎn)生的壓應(yīng)力來(lái)抵消由于水壓力所引起的拉應(yīng)力以滿足強(qiáng)度要求。重力壩之所以得到廣泛應(yīng)用，是因?yàn)槠渚哂幸韵聨讉€(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　（1）安全可靠。重力壩剖面尺寸大，壩內(nèi)應(yīng)力較低，筑壩材料強(qiáng)度高，耐久性好，因而抵抗洪水漫頂、滲漏、地震和戰(zhàn)爭(zhēng)破壞的能力都比較強(qiáng)。</p><p>　?。?）任何形狀的河谷都可以修建重力壩。</p&

35、gt;<p>　?。?）樞紐泄洪問(wèn)題容易解決。重力壩可以做成溢流的，也可以在壩內(nèi)不同高程設(shè)置泄水孔，一般不需要另設(shè)溢洪道或泄水隧洞，樞紐布置緊湊。</p><p>　?。?）便于施工導(dǎo)流。在施工期可以利用壩體導(dǎo)流，一般不需要另設(shè)導(dǎo)流隧洞。</p><p>　?。?）施工方便。大體積混凝土可以采用機(jī)械化施工，在放樣、立模和混凝土澆筑方面都比較簡(jiǎn)單，并且加強(qiáng)、修復(fù)、維護(hù)或擴(kuò)建也比

36、較方便。</p><p>　　重力壩的缺點(diǎn)主要是壩體剖面尺寸大，材料用量多，把體應(yīng)力較低，材料的強(qiáng)度不能充分發(fā)揮，而且需要嚴(yán)格的溫度控制措施，壩體與地基的接觸面積大，相應(yīng)的壩體揚(yáng)壓力大，對(duì)穩(wěn)定不利。</p><p>　　重力壩的形式比較多，主要可分為實(shí)體重力壩、碾壓混凝土重力壩、漿砌石重力壩、寬縫重力壩、空腹重力壩等。下面介紹比較常用的幾種壩型，它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)如下：</p>

37、<p>　?。?）碾壓混凝土重力壩與常態(tài)混凝土重力壩相比，具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：工藝程序簡(jiǎn)單，可快速施工，縮短工期，提前發(fā)揮工程效益；膠凝材料用量少，特別是水泥用量減少；由于水泥用量減少，結(jié)合薄層大倉(cāng)面澆筑，壩體內(nèi)部混凝土的水化熱溫升可大大降低，從而簡(jiǎn)化了溫控措施；不設(shè)縱縫，節(jié)省了模板和灌漿等費(fèi)用；可使用大型施工機(jī)械設(shè)備，提高混凝土運(yùn)輸和填筑的工效。但也有一定缺點(diǎn)，如：壩體混凝土分區(qū)；各區(qū)域內(nèi)混凝土的級(jí)別。</p>

38、<p>　　（2）實(shí)體重力壩的主要優(yōu)點(diǎn)就是，結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，施工比較方便，并且有豐富的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，施工過(guò)程中質(zhì)量容易控制。其不足之處就是壩體體積較大，揚(yáng)壓力也比較大，施工時(shí)不利于混凝土的散熱。</p><p>　　（3）漿砌石重力壩具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：便于就地取材，節(jié)省水泥；節(jié)省模板，減少腳手架，因而減少木材用量，同時(shí)減少施工干擾；施工技術(shù)容易掌握。但也有不少缺點(diǎn)，如：砌體質(zhì)量不易均勻；不易采用機(jī)械化施

39、工，需要大量勞動(dòng)力；砌體本身防滲性能差，需另作防滲處理。</p><p>　　（4）寬縫重力壩具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：充分利用了混凝土的抗壓強(qiáng)度；揚(yáng)壓力顯著降低；節(jié)省混凝土方量。但也有一些缺點(diǎn)，如：增加了模板用量，立模也較復(fù)雜；分期導(dǎo)流不便；在嚴(yán)寒地區(qū)，對(duì)寬縫需要采取保溫措施。</p><p>　　綜合以上內(nèi)容，結(jié)合工程中有豐富的砂石料場(chǎng)、地質(zhì)、地形條件等因素，采用混凝土實(shí)體重力壩作為壩型。&l

40、t;/p><p>　　2.2.3 樞紐建筑物組成</p><p>　　本樞紐建筑類(lèi)型主要由擋水建筑物、泄水建筑物、發(fā)電建筑物組成。</p><p>　　擋水建筑物采用混凝土實(shí)體重力壩，泄水建筑物采用溢流壩，泄水方式采用開(kāi)敞溢流式，閘門(mén)采用弧形鋼閘門(mén)。</p><p>　　電站廠房采用壩后式，布置在泄洪壩段的右側(cè)。</p><p

41、>　　第三章 擋水壩段設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 擋水壩段尺寸初步擬定</p><p>　　3.1.1 壩頂高程的確定</p><p>　　波浪要素按官?gòu)d水庫(kù)公式計(jì)算：</p><p>　　hl=0.0166V5/4D1/3（m）；</p><p><b>　　（m）；</b><

42、;/p><p>　?。╩）；（一般峽谷水庫(kù)因，所以：）；</p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　為計(jì)算風(fēng)速，m/s。正常蓄水位和設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，宜采用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速的1.5～2.0倍，校核洪水位時(shí)，宜采用相應(yīng)洪水期最大風(fēng)速的多年平均值。</p><p><b>　　—吹程，m；&

43、lt;/b></p><p><b>　　—波長(zhǎng)，m；</b></p><p><b>　　—波浪高度，m；</b></p><p>　　—波浪中心線高于靜水位的高度，m；</p><p><b>　　—壩前水深，m；</b></p><p>&l

44、t;b>　　—超高，m； </b></p><p>　　—安全加高（根據(jù)建筑物的安全級(jí)別可查表2-2，課本P16，由于該工程的結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為Ⅰ級(jí)，故查得hc設(shè)=0.7，hc,校=0.5）。</p><p>　　3.1.2 計(jì)算過(guò)程</p><p>　　設(shè)計(jì)：V0=21m/s,hl =0.0166×V5/4×D1/3=0.0166

45、×215/4×19.51/3=2.01m</p><p>　　校核: V0=14m/s,hl =0.0166×V5/4×D1/3=0.0166×145/4×19.51/3=1.21m</p><p>　　設(shè)計(jì):L=10.4×(hl)0.8=10.4×2.010.8=18.18m</p><p

46、>　　校核:L=10.4×(hl)0.8=10.4×1.210.8=12.11m</p><p>　　設(shè)計(jì)：hz=0.70×1.00=0.70m</p><p>　　校核：hz=0.40×1.00=0.40m</p><p>　　hc——安全超高，根據(jù)壩的等級(jí)為Ⅰ等：校核時(shí)，hc=0.7m；設(shè)計(jì)時(shí)，hc=0.5m。<

47、;/p><p>　　由以上可得壩頂超高為：</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)Δh=h1+hz+hc=2.01+0.7+0.7=3.41m </p><p>　　校核時(shí) Δh=h1+hz+hc=1.21+0.4+0.5=2.11m</p><p>　　則確定壩頂高程為：</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)Z壩頂=305.1+3.4

48、1=308.51m</p><p>　　校核時(shí)Z壩頂=307.3+2.11=309.41m</p><p>　　取其中大者即309.41m,作為壩頂高程</p><p>　　表3.1 壩頂高程計(jì)算表</p><p><b>　　3.2 壩頂寬度</b></p><p>　　壩頂寬度一般情況采用壩

49、高的8%～10%，且不小于3m,當(dāng)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)軌道要求，本次設(shè)計(jì)根據(jù)工程情況，壩頂寬度取10m</p><p>　　3.3 壩底寬度 </p><p>　　根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，壩底寬度一般為0.7～0.9倍的壩高。取底寬與壩高比為0.8：</p><p><b>　　此時(shí)壩底寬 B</b></p>&

50、lt;p>　　B=0.8×（309.41-199）=88.33m</p><p>　　則大壩壩底寬取88.33m。</p><p>　　3.4 壩面坡度 </p><p>　　上游壩坡取0.2，折坡點(diǎn)位于1/3壩高處，則折坡點(diǎn)高程為235.80m。下游坡面采用基本三角形頂點(diǎn)與校核洪水位齊平的剖面形式，則折坡處向上延伸與校核洪水位相交。根據(jù)幾何關(guān)系，

51、可得坡度為1:0.75，下游折坡點(diǎn)高程為293.93m。</p><p>　　3.5 排水管及灌漿廊道</p><p>　　大壩在靠近上游壩面設(shè)置排水管幕，以減小壩體滲透壓力。排水管幕距上游壩面距離為5m,排水管采用無(wú)砂混凝土管，間距為3m,管徑為20cm,沿壩軸線一字排開(kāi)，管徑鉛直，與縱向排水、檢查廊道相通，上下端與壩頂和廊道直通，便于清洗和排水。</p><p>

52、;　　壩基灌漿廊道沿縱向布設(shè)在壩踵處，距上游壩面為11m,廊道底距基巖面4m,在兩岸沿岸坡布置,尺寸采用4×5m。</p><p>　　圖3.1 壩體主要尺寸（標(biāo)注單位：cm）</p><p>　　3.6 重力壩的荷載及組合</p><p><b>　　3.6.1 自重</b></p><p>　　壩體自重W(

53、kN)的計(jì)算公式：</p><p><b>　　W=γcA</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　A—壩體橫剖面面積，m3；</p><p>　　—壩體混凝土的重度，一般取23.5～24.0kN/m3。</p><p>　　則,取混凝土重度為

54、23.5</p><p>　　W=23.5×4607.926=108286.26KN</p><p>　　3.6.2 靜水壓力</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。PH1(kN)計(jì)算公式為：</p><p><b>　　PV=</b><

55、;/p><p><b>　　PH =</b></p><p><b>　　PH1=</b></p><p>　　式中：H—計(jì)算點(diǎn)處的作用水頭，m。</p><p>　　—水的重度，常取9.81kN/m3。</p><p>　　—壩踵處所作的垂線與上游水面和上游壩面所圍成圖形的面積

56、，m2。</p><p>　　h—堰頂溢流水深，m。</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　水平水壓力：</b></p><p>　　PH1=0.5×9.81×（307.3-199）2=57530.205KN</p><p>

57、　　PH2=0.5×9.81×（214.5-199）2=1177.225KN</p><p>　　PH=57530.205-1177.225=56352.98KN</p><p><b>　　垂直水壓力：</b></p><p>　　①上游PV1=661.664×9.81=6490.924KN</p>

58、<p>　　②下游PV2=89.811×9.81=881.046 KN</p><p>　　PV=6490.924+881.046=7371.97 KN</p><p><b>　　3.6.3 揚(yáng)壓力</b></p><p>　　揚(yáng)壓力包括滲透壓力和浮托力兩部分。滲透壓力是由上下游水位差產(chǎn)生的滲流在壩體內(nèi)或壩基面上形成的水

59、壓力；浮托力是由下游面淹沒(méi)計(jì)算截面而產(chǎn)生向上的水壓力。揚(yáng)壓力的分布與壩體結(jié)構(gòu)、上下游水位、防滲排水等因素有關(guān)。</p><p>　　本工程在壩基處設(shè)有排水管孔，上游壩坡為0.2，排水孔中心線與壩底相交點(diǎn)距壩踵處距離T1=,12.36m,距壩趾處距離T2=88.33-12.36=75.97m。壩底寬度T=88.33m。</p><p>　　浮托力按矩形分布計(jì)算，壓力強(qiáng)度為γH2；滲透壓力呈折

60、線分布，在壩踵處為全水頭γ水H，在排水孔中心線與壩底相交點(diǎn)處為αγ水H，α為揚(yáng)壓力折減系數(shù)，可取α=0.2。 </p><p><b>　　校核情況下的揚(yáng)壓力</b></p><p>　　校核情況下，H1=307.3-199=108.3m</p><p>　　H2=214.5-199=15.5m</p><p>　　

61、H=H1-H2=108.3-15.5=92.8m </p><p><b>　　U1 =γ水H2T</b></p><p>　　=9.8×15.5×88.33</p><p>　　=13417.33KN</p><p>　　U2 =αγ水HT2/2</p><p>　　=0.2

62、×9.8×92.8×75.97/2</p><p>　　=6909.02KN</p><p>　　U3 =(αγ水H+γ水H)T1/2</p><p>　　=(0.2×9.8×92.8+9.8×92.8)×12.36/2</p><p>　　=6744.41KN</p

63、><p>　　校核情況下?lián)P壓力 </p><p>　　U校 =U1+U2+U3</p><p>　　=13417.33+6909.02+6744.41</p><p>　　=27070.8KN</p><p>　　3.6.4 淤沙壓力</p><p>　　入庫(kù)水流攜帶的泥沙在水庫(kù)中淤積，淤積在

64、壩前的泥沙對(duì)壩面產(chǎn)生的壓力叫淤沙壓力。淤積的規(guī)律是從庫(kù)首至壩前，隨水深的增加而流速減小，沉積的粒徑由粗到細(xì)，一般計(jì)算年限取50～100年。</p><p>　　泥沙對(duì)壩體某點(diǎn)在鉛直面的壓力強(qiáng)度為rhtg(45°-ψ/2)</p><p>　　泥沙顆粒內(nèi)摩擦角ψ=20°空隙率n=0.4</p><p>　　其浮容重R=r-(1-n)r=6.8KN/

65、m</p><p>　　P= 6.8×36.8×tg30=144.47KN</p><p>　　W= 0.5×6.8×9.8×36.8=1226.18KN</p><p><b>　　3.6.5 浪壓力</b></p><p>　　水庫(kù)水面在風(fēng)的作用下生成風(fēng)浪，對(duì)壩面產(chǎn)生

66、浪壓力。</p><p>　　波浪的三要素與風(fēng)速、吹程和水深有關(guān)。風(fēng)速越大，吹程越長(zhǎng)，激起的波浪越大，先判斷水波是深水波、淺水波還是破碎波。</p><p>　　壩前為校核水位時(shí) H=307.3-199=108.3 L=12.11</p><p><b>　　臨界水深：</b></p><p>　　Hcr==1.415

67、</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　H≥L/2≥Hcr</b></p><p><b>　　為深水波</b></p><p>　　P=rL*(h+h)/4=47.77KN</p><p>　　圖3.2 主要荷載示意圖&l

68、t;/p><p>　　綜上，校核情況下荷載組合見(jiàn)下表</p><p>　　表3.2 荷載組合表</p><p>　　3.7 壩體穩(wěn)定計(jì)算 </p><p>　　根據(jù)抗剪斷強(qiáng)度公式分別計(jì)算校核情況下重力壩的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K</p><p><b>　　式中：</b></p><p&

69、gt;　　f′—抗剪斷摩擦系數(shù)。本工程中f=1.0。 </p><p>　　c′—抗剪斷凝聚力，KN/m2。本工程中c=1000 KN/m2。 </p><p>　　A —滑動(dòng)面面積。 </p><p>　　∑W—作用于滑動(dòng)面以上壩體的力在鉛直方向投影

70、的代數(shù)和。</p><p>　　∑H—用于滑動(dòng)面以上壩體的力在水平方向投影的代數(shù)和。 </p><p>　　U—作用于滑動(dòng)面上的揚(yáng)壓力。 </p><p><b>　　則：</b></p><p>　　∑W=108286.26+7371.

71、97+1226.18</p><p>　　=116884.41</p><p>　　∑H=56545.22KN</p><p><b>　　代入公式得</b></p><p>　　安全系數(shù)K正==3.209＞3.0</p><p><b>　　安全</b></p>

72、<p>　　3.7.1 壩基邊緣應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　根據(jù)材料力學(xué)法計(jì)算正常高水位+揚(yáng)壓力情況下的邊緣應(yīng)力，分別要計(jì)算垂直正應(yīng)力σY，水平正應(yīng)力σＸ，剪應(yīng)力τ和主應(yīng)力σＰ。 </p><p>　　3.7.2 垂直正應(yīng)力計(jì)算</p><p><b>　　σYu=</b></p><p><b&g

73、t;　　σＸｄ=</b></p><p>　　式中：ΣW —作用在計(jì)算截面以上壩體的全部荷載的垂直分力的總和（包括揚(yáng)壓力），以向下為正。</p><p>　　ΣM —作用在計(jì)算截面以上壩體的全部荷載對(duì)截面形心的力矩總和以使上游產(chǎn)生壓應(yīng)力為正。</p><p>　　T —壩體計(jì)算截面沿上游方向的長(zhǎng)度，T=88.33m</p><p>

74、;<b>　　∑W = ∑V-U</b></p><p>　　=116884.41-27070.8</p><p>　　=89813.61KN</p><p>　?。?）壩體重力對(duì)截面形心的力矩M1=G1l1+G2l2+G3l3</p><p>　　l1、l2、l3分別為力G1、G2、G3到截面形心的力臂</p&g

75、t;<p><b>　　l1=39.3m</b></p><p><b>　　l2=31.8m</b></p><p><b>　　l3=3.2m</b></p><p>　　壩體重力對(duì)截面形心的力矩：</p><p>　　M1 = G1l1+G2l2+G3l3&

76、lt;/p><p>　　=3182.46×39.3+25946.35×31.85+79157.45×3.2</p><p>　　=1204765.766KM·m</p><p>　　（2）鉛直方向靜水壓力對(duì)截面形心的力矩M2= W1l1¹+W2l2¹+W3l3¹</p><p>

77、;　　l1¹、l2¹、l3¹分別為力W1、W2、W3到截面形心的力臂</p><p>　　l1¹=40.49m</p><p>　　l2¹ =41.71m</p><p>　　l3¹ =40.30m</p><p>　　鉛直方向靜水壓力對(duì)截面形心的力矩：</p><

78、;p>　　M2 =W1l1¹+W2l2¹+W3l3¹</p><p>　　=5314.76×40.49+1327.155×41.71-881.04×40.30</p><p>　　=235044.36KM·m</p><p>　?。?）水平方向靜水壓力對(duì)截面形心的力矩M3 =-P1l1

79、85;¹+P2l2¹¹</p><p>　　l1¹¹、l2¹¹分別為力P1、P2到截面形心的力臂</p><p>　　l1¹¹=34.3 m</p><p>　　l2¹¹ =2.83m</p><p>　　水平方向靜水壓力對(duì)截面形心的

80、力矩： </p><p>　　M3 = -P1l1¹¹+P2l2¹¹</p><p>　　= -57530.205×36.8+1177.23×10.3</p><p>　　=-2104986.08KM·m</p><p>　　（4）泥沙壓力對(duì)截面形心的力矩M4=-Xlx+

81、Yly</p><p>　　lx、ly分別為力X、Y到截面形心的力臂</p><p>　　lx= 24.53m</p><p><b>　　ly=41.71m</b></p><p>　　泥沙壓力對(duì)截面形心的力矩: </p><p>　　M4 = -Xlx+Yly</p><

82、p>　　= -144.47×24.53+1226.18×41.71</p><p>　　=-47600.12 KN·m</p><p>　?。?）揚(yáng)壓力對(duì)截面形心的力矩M5= U1l1¹¹¹-U2l2¹¹¹-U3l3¹¹¹</p><p>　

83、　l1¹¹¹、l2¹¹¹、l3¹¹¹分別為力U1、U2、U3到截面形心的力臂</p><p>　　l1¹¹¹ = 0m</p><p>　　l2¹¹¹ =40.05m</p><p>　　l3¹¹

84、¹ =5.45m</p><p>　　揚(yáng)壓力對(duì)截面形心的力矩: </p><p>　　M5 = U1l1¹¹¹-U2l2¹¹¹-U3l3¹¹¹</p><p>　　= 0-6909.02×40.05-6744.41×5.45</p>

85、<p>　　=-239949.22KM·m</p><p>　?。?）浪壓力對(duì)截面形心的力矩M=P×y</p><p>　　M=47.77×6.85=327.23KN.m</p><p>　　所以ΣM = M1+M2+M3+M4+M5 </p><p>　　= 1204765.766+235044.3

86、6-2104986.08-47600.12-239949.22</p><p>　　= -952725.30KM?m</p><p><b>　　代入公式得</b></p><p>　　σYu == 0.255Mpa</p><p>　　σYｄ == 1.901Mpa</p><p>　　與規(guī)范比

87、較，以上計(jì)算的應(yīng)力滿足要求。</p><p>　　第四章 溢流壩段設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 溢流壩剖面形狀</p><p>　　4.1.1 泄水方式的選擇</p><p>　　重力壩的泄水方式主要有開(kāi)敞式溢流和孔口式溢流，前者除泄洪外還可以排除冰凌或其他漂浮物；設(shè)置閘門(mén)時(shí)，閘門(mén)頂高程大致與正常高水位齊平，堰頂高程較低，可利用閘門(mén)的開(kāi)

88、啟高度調(diào)節(jié)水位和下泄流量，適用于大中型工程，采用開(kāi)敞式溢流水庫(kù)有較大的泄洪能力，本設(shè)計(jì)采用開(kāi)敞式溢流。</p><p>　　4.1.2 孔口凈寬的擬定</p><p>　　孔口凈寬按以下公式計(jì)算：</p><p><b>　　其中</b></p><p>　　Q溢 —下泄流量；</p><p&

89、gt;<b>　　Q—單寬流量</b></p><p>　　由水庫(kù)規(guī)劃資料可知設(shè)計(jì)洪水位達(dá)305.1m，相應(yīng)下泄流量為5350 m3/s ；校核洪水位307.3m，相應(yīng)下泄流量為6700m3/s。q＝100～150m/s。分別計(jì)算設(shè)計(jì)水位和校核水位情況下溢洪道所需的孔口寬度如下表</p><p>　　表4.1 孔口凈寬計(jì)算表</p><p>　

90、　根據(jù)以上計(jì)算，取孔口凈寬B=42m，設(shè)計(jì)洪水位時(shí)單寬流量為119m/s,?。好靠變魧抌=7m，孔數(shù)n=6。</p><p>　　根據(jù)閘門(mén)的形式取閘墩厚度d＝3.5m，邊墩取2.5m，由上述計(jì)算每孔凈寬b＝7m。則溢流前緣總長(zhǎng)L0為：</p><p>　　L0＝nb+(n-1)d+2t</p><p>　　=6×7+(6-1)×3.5+2

91、5;2.5</p><p><b>　　=64.5m。</b></p><p>　　4.2 初步擬定堰頂高程</p><p>　　由公式可確定堰上水頭，公式為</p><p>　　其中—閘墩側(cè)收縮系數(shù)，與墩頭形式有關(guān)，取=0.92；</p><p>　　m—流量系數(shù)，按WES溢流面曲線查武漢大學(xué)出

92、版社出版《水力學(xué)》得m=0.502；</p><p>　　g—重力加速度，g=9.8m/s。</p><p>　　當(dāng)設(shè)計(jì)洪水位時(shí)， =5350 m3/s,B=42m,即=15.00</p><p>　　驗(yàn)算：當(dāng)校核洪水位時(shí)，泄流量為6700 m3/s，=15m,代入公式求得孔口凈寬B為56.38m,對(duì)應(yīng)的校核水位單寬流量q為118.84 m/s，不大于設(shè)計(jì)水位的單寬

93、流量119m/s，滿足條件，說(shuō)明設(shè)計(jì)合理。</p><p>　　所以取溢流壩段堰上水頭 =15m,堰頂高程為: 308-15=293m。</p><p><b>　　4.3 堰頂?shù)男问?lt;/b></p><p>　　溢流壩頂面曲線可以采用克—奧Ⅰ型曲線和WES曲線兩種型式。采用克—奧Ⅰ型曲線時(shí)，溢流壩剖面往往超過(guò)穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，其曲線的表達(dá)采用坐

94、標(biāo)形式，坐標(biāo)內(nèi)插煩瑣且施工放樣不便。采用WES冪曲線，具有較大的流量系數(shù)，溢流壩剖面較小，便于施工放樣。</p><p>　　WES堰頂曲線的表達(dá)式為：</p><p>　　Hd—剖—面定型設(shè)計(jì)水頭，按堰頂最大作用水頭Hmax的75%～95%選取。</p><p>　　K，n—與上游面坡度有關(guān)的參數(shù)，當(dāng)上游壩面傾斜時(shí)，K=1.936，n=1.836。</p&

95、gt;<p>　　則上游壩面的設(shè)計(jì)水頭Hd=0.75～0.95Hmax,其中Hmax=307.3-293=14.3米，所以Hd的取值范圍為10.73～13.59米，可取Hd=12米，堰的曲線部分的輪廓是根據(jù)Hd的大小決定的。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算，R1=6米，C1=2.1米，a1=0.3792米；</p><p>　　R2=2.4米，C2=3.312米，a2=1.383

96、6米；</p><p>　　R3=0.48米，C3=3.378米，a3=1.512米；</p><p>　　取堰頂最高點(diǎn)處為坐標(biāo)原點(diǎn)，R1、R2、R3對(duì)應(yīng)的圓心坐標(biāo)分別為O1(0,-6),</p><p>　　O2(-1.26,-2.627),O3(-2.9016,-1.6319)。</p><p>　　堰頂下游曲線方程為ｘ1.836=1.9

97、36Hd0.836ｙ。堰下游斜面坡度與非溢流壩段坡度相同，將上式左右兩邊對(duì)x求導(dǎo)可得1.836x0.836=1.936Hd0.836，即0.7476×1.836ｘ0.836=1.936Hd0.836。求得斜面與堰頂下游曲線的切點(diǎn)坐標(biāo)為（18.107，13.192）。</p><p>　　下游曲線的坐標(biāo)如下表：</p><p>　　表4.2 堰面曲線坐標(biāo)表</p>&

98、lt;p><b>　　圖4.1 堰面曲線</b></p><p><b>　　4.4 消能設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.4.1 消能方式</p><p>　　通過(guò)溢流壩頂下泄的水流，具有很大的能量，必須采取有效地消能措施，保護(hù)下游河床免受沖刷。消能設(shè)計(jì)的原則是：消能效果好，結(jié)構(gòu)可靠，防止空蝕和磨損，以保證壩體

99、和有關(guān)建筑物的安全。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)壩址地形，地質(zhì)條件，樞紐布置，壩高，下泄流量等綜合考慮。</p><p>　　消能形式及原理：重力壩的下泄水流具有很大的能量，如不能妥善的消除水流的能量，將沖刷建筑物及河床基巖，危及建筑物的安全。常用的消能形式有底流消能、挑流消能、面流消能和消力戽消能等，他們的比較列于下表。</p><p>　　表4.3 消能形式及其比較</p><p&

100、gt;　　4.4.2 反弧半徑及挑射角</p><p>　　根據(jù)地形地質(zhì)條件，工程規(guī)模要求，選用挑流消能。根據(jù)已建工程經(jīng)驗(yàn)，挑射=25°。根據(jù)下泄水流應(yīng)該在高于下游最高水位大約1～2m處將水流挑出，鼻坎高程可選用校核洪水位作為最高下游水位，則鼻坎高程為：214.5+1.5=216m</p><p>　　可按下式求得反弧段的半徑 </p><p>　　—堰面

101、流速系數(shù)，取0.96</p><p>　　H—庫(kù)水位至坎頂高差，H=305.1-216=89.1m </p><p><b>　　故算出</b></p><p>　　V=0.96×41.78=40.12m3/s</p><p>　　Q—校核洪水時(shí)溢流壩下泄流量，(6700m3/s)</p><

102、;p>　　B—鼻坎處水面寬度，此處B=單孔凈寬+2×邊墩厚度</p><p>　　B=78-2×2.5=73m</p><p><b>　　m</b></p><p><b>　　R=（4～10）h</b></p><p>　　R=9.16～22.9（m）</p>

103、;<p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，取R=21（m）</p><p>　　此時(shí)反弧最低點(diǎn)高程：</p><p>　　h=216+16×0.91-16</p><p><b>　　=214.56m</b></p><p>　　4.4.3 消能驗(yàn)算</p><p>　　連續(xù)式挑流鼻坎的水舌

104、挑距按水舌外緣計(jì)算，如圖4.1，其估算公式為：</p><p>　　式中：—水舌挑距，m</p><p>　　—坎頂水面流速，，按鼻坎處平均流速的1.1倍計(jì)</p><p>　　—坎頂垂直方向水深，m,</p><p>　　—坎頂至河床面高差，m</p><p>　　圖4.2 挑流消能要素示意圖</p>

105、<p>　　=2.29×cos25º=2.075m</p><p>　　=216-190=26m</p><p>　　最大沖坑水墊厚度估算公式：</p><p>　　式中：—水墊厚度，自水面算至坑底</p><p><b>　　—沖坑深度</b></p><p>&l

106、t;b>　　—單寬流量</b></p><p><b>　　—上下游水位差</b></p><p><b>　　—下游水深</b></p><p>　　—沖坑系數(shù)，堅(jiān)硬完整的基巖=0.9～1.2，堅(jiān)硬但完整性較差的基巖=1.2～1.5，軟弱破碎、裂隙發(fā)育的基巖=1.5～2.0</p><

107、;p><b>　　取=0.9</b></p><p>　　為了保證大壩的安全，挑距應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度。一般當(dāng)>2.5～5.0時(shí)，認(rèn)為是安全的。不能滿足時(shí)，可通過(guò)模型試驗(yàn)，結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行論證。設(shè)計(jì)中符合要求，所以安全。</p><p>　　4.5 閘門(mén)、閘墩及導(dǎo)墻設(shè)計(jì)</p><p>　　4.5.1 閘門(mén)形式的型式選擇及高度</p

108、><p>　　比較常見(jiàn)的閘門(mén)形式是平板和弧形門(mén)。平板直升閘門(mén)能滿足各種類(lèi)型的泄水孔道的要求，所以他是應(yīng)用最為廣泛的一種閘門(mén)形式：弧形門(mén)也是一種應(yīng)用十分廣泛的門(mén)型，它一般可用于泄洪道和無(wú)壓泄水孔的泄水形勢(shì)。二者具有特性如下表所示：</p><p>　　表4.4 閘門(mén)形式及其優(yōu)缺點(diǎn) </p><p>　　根據(jù)工程基本情況，采用平板閘門(mén)</p><p>

109、;　　門(mén)高=正常高水位-堰頂高程+超高（0.1~0.2）</p><p>　　門(mén)高=305.1-293+0.1=12.2m 取13m</p><p>　　4.5.2 閘墩形狀及厚度</p><p>　　閘墩的墩頭形狀為上游采用半圓形，下游采用流線型。其上游布置工作橋，頂部高程取非溢流壩壩頂高程即309.41m。中墩厚度為3.5m，邊墩厚度為2.5m，溢流壩的分縫

110、設(shè)在閘孔中間，故沒(méi)有縫墩。工作閘門(mén)槽深1m，寬1m，檢修閘門(mén)槽深0.5m，寬0.5m。如圖所示。</p><p>　　圖4.3 中墩及閘門(mén)槽尺寸</p><p>　　圖4.4 邊墩及閘門(mén)槽尺寸</p><p>　　4.6 導(dǎo)水墻的尺寸擬定</p><p>　　邊墩向下游延伸成導(dǎo)水墻，其長(zhǎng)度延伸到挑流鼻坎的末端。平直段摻氣后水深估算公式為：&l

111、t;/p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　h、hb—摻氣前、后的水深，m</p><p>　　v—摻氣前計(jì)算斷面的平均流速，m/s</p><p>　　ξ—修正系數(shù)，一般為1.0～1.4m/s，v＞20m/s時(shí)，取較大值</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得hb=2.5×(

112、1+1.4×40.12/100)=3.9m，則導(dǎo)水墻高度為3.9+0.6=4.5m，導(dǎo)水墻需分縫，間距為21m，其橫斷面為梯形，頂寬取0.7m。</p><p>　　第五章 壩體細(xì)部構(gòu)造及地基處理設(shè)計(jì)</p><p><b>　　5.1 壩頂構(gòu)造</b></p><p>　　壩頂上游側(cè)設(shè)置防浪墻，采用與壩體連成整體的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，

113、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15cm，以滿足運(yùn)用安全的要求。，下游側(cè)設(shè)置欄桿、燈柱間距為1.5m，保護(hù)行人和行車(chē)安全。壩頂路面橫向坡度2%，設(shè)置有排水設(shè)施，排除路面雨水。路面排水與壩體內(nèi)排水連通或直接排入壩體內(nèi)。；路面設(shè)有人行道，高出壩頂路面20～30cm。</p><p>　　5.2 廊道、分縫、止排水設(shè)計(jì)</p><p>　　5.2.1 基礎(chǔ)廊道&l

114、t;/p><p>　　廊道底部距壩基面4m，廊道底部高程為203m，上游側(cè)(中心點(diǎn))距上游壩面7m；形狀為城門(mén)洞形，底寬4m，高5m，內(nèi)部上游側(cè)設(shè)排水溝，并在最低處設(shè)集水井。平行于壩軸線方向廊道向兩岸沿地形逐漸升高，坡度不大于40</p><p>　　5.2.2 壩體廊道</p><p>　　自基礎(chǔ)廊道沿壩高每隔20m設(shè)置一層廊道，共設(shè)4層。底部高程分別為223m、24

115、3m、263m、283m形狀為城門(mén)洞形，其上游側(cè)(中心點(diǎn))距上游壩面5m，底寬2m，高2.5m，兩岸各有一個(gè)出口。</p><p>　　5.2.3 壩體排水</p><p>　　距離壩的上游面5m沿壩軸線方向設(shè)一排豎向排水管幕。管內(nèi)徑為20cm，間距為3m，上端通至壩頂，下端通至廊道，垂直布置。排水管采用無(wú)砂混凝土管。</p><p>　　5.2.4 壩體分縫止水&

116、lt;/p><p>　　為了防止壩體因溫度變化和地基不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫，滿足施工（混凝土的澆筑能力和施工期的溫控）的需要，壩體需要分縫。</p><p>　　常見(jiàn)的縫有：橫縫、縱縫、水平施工縫。</p><p>　　橫縫。垂直于壩軸線，將壩體分成若干個(gè)壩段。間距（一般是相等的）為12～20m,縫寬1～2cm。橫縫一般為永久性縫，縫面為平面，縫內(nèi)設(shè)置止水。考慮溢流壩段分

117、縫與溢流孔口相適應(yīng)，且橫縫設(shè)在溢流孔跨中，故取間距為20m,橫縫寬度為2cm。</p><p>　　縱縫。一般為豎縫形式，縫面應(yīng)設(shè)置鍵槽，并埋設(shè)灌漿系統(tǒng)，并在蓄水前進(jìn)行灌漿?？v縫與壩面應(yīng)垂直相交，避免澆筑塊有尖角。間距為15～30m,深孔壩段、寒冷地區(qū)、宜選用較小的間距。本設(shè)計(jì)中，縱縫間距采用20m。</p><p>　　水平施工縫。壩體上下層澆筑塊之間的結(jié)合面稱(chēng)水平施工縫。一般澆筑塊厚1

118、.5～4m,靠近基巖面層厚為1.5～2m，同一壩段相鄰澆筑塊水平施工縫的高程應(yīng)錯(cuò)開(kāi)。</p><p>　　止水與壩的級(jí)別和高度有關(guān)。高壩：止水采用兩道止水片，止水片間設(shè)瀝青井，兩道止水片均為紫銅片，厚度為1.0～1.6mm。中低壩的止水可適當(dāng)簡(jiǎn)化，中壩第一道止水片為紫銅片，第二道止水片可采用塑料或橡膠止水片。</p><p>　　橫縫止水必須與基巖妥善連接，止水片一般埋入基巖內(nèi)的深度為30

119、～50cm，瀝青井也埋入基巖內(nèi)。</p><p>　　橫縫止水，上游設(shè)兩道止水片和一道防滲瀝青井。止水片采用1.0mm厚的紫銅片，第一道止水片距上游壩面1.0m。兩道止水片間距為1m，中間設(shè)有直徑為20cm的瀝青井，止水片的下部深入基巖30cm，并與混凝土緊密嵌固，上部伸到壩頂。在溢流壩頂?shù)谝坏乐顾c閘門(mén)底部止水接觸（要分叉接在檢修門(mén)和工作門(mén)底止水處）；第二道止水片伸至溢流壩頂后，順溢流壩頂延伸至下游鼻坎。 &

120、lt;/p><p>　　5.3 壩體混凝土的強(qiáng)度等級(jí)</p><p>　　壩體混凝土應(yīng)滿足強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕、抗沖刷、低熱、抗裂、硬化時(shí)體積變小等性能的要求。為了合理使用材料，壩體混凝土可按不同部位、不同工作條件采用不同的強(qiáng)度等級(jí)。混凝土分區(qū)的尺寸：一般外部(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū))混凝土各區(qū)厚度最小2～3m，上游面的厚度比下游面大，基礎(chǔ)混凝土(Ⅳ區(qū))厚度為0.1B(B為壩體底寬)，并不小于3.9

121、m，不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土之間要有良好的接觸帶。</p><p>　　壩體分區(qū)圖如下圖所示</p><p>　　其中，壩體各個(gè)區(qū)域表示的含義如下：</p><p>　?、駞^(qū)：上下游最高水位以上壩體外部表層混凝土厚度為3m；</p><p>　　Ⅱ區(qū)：上下游水位變化范圍內(nèi)壩體外部表層混凝土厚度為4.5m；</p><p>　

122、?、髤^(qū)：上下游最低水位以下壩體外部表層混凝土厚度為4.5m；</p><p>　?、魠^(qū)：壩體基礎(chǔ)混凝土厚度為5m；</p><p>　?、鯀^(qū)：壩體內(nèi)部混凝土；Ⅵ區(qū)：抗沖刷部位混凝土。</p><p><b>　　非溢流壩</b></p><p><b>　　溢流壩</b></p>&l

123、t;p>　　圖5.1 混凝土壩區(qū)分區(qū)示意圖</p><p><b>　　5.4 地基處理</b></p><p>　　天然地基常存在著不同程度的缺陷，必須經(jīng)過(guò)處理才可作為壩基礎(chǔ)。常用的處理方法有：開(kāi)挖與清理、加固處理、壩基帷幕灌漿、基礎(chǔ)排水等方法。</p><p>　　5.4.1 地基開(kāi)挖與清理</p><p>　

124、　地基開(kāi)挖是將天然基巖上的覆蓋層及承載力、抗剪強(qiáng)度不能滿足要求的巖石挖除。地基開(kāi)挖的深度：根據(jù)壩基應(yīng)力、巖石強(qiáng)度、完整性、上部結(jié)構(gòu)等對(duì)地基要求綜合確定。一般低壩只需挖除表層風(fēng)化破碎巖石；中壩宜挖到微風(fēng)化或弱風(fēng)化下部的基巖，高壩應(yīng)挖到新鮮或微風(fēng)化下部的基巖。岸坡地形較高的壩段，利用基巖的標(biāo)準(zhǔn)比河床部位適當(dāng)放寬。</p><p>　　5.4.2 地基開(kāi)挖的形狀及坡度</p><p>　　地基開(kāi)

125、挖是將天然基巖上的覆蓋層及承載力、抗剪強(qiáng)度不能滿足要求的巖石挖除。由于本設(shè)計(jì)為中壩，挖到微風(fēng)化或弱風(fēng)化下部的基巖即可。</p><p>　　順河流方向宜開(kāi)挖成略向上游傾斜的鋸齒狀（坡度1：0.5～1.1）。平行于壩軸線方向應(yīng)盡量開(kāi)挖成有足夠?qū)挾龋ㄒ话銥閴味伍L(zhǎng)度的30%～50%）的分級(jí)平臺(tái)，以利于壩的側(cè)向穩(wěn)定。此時(shí)應(yīng)注意，壩體橫縫應(yīng)位于平臺(tái)上，以不開(kāi)挖成銳角為準(zhǔn)。另外，相鄰臺(tái)階的高差不宜過(guò)大，一般不大于10m 。&

126、lt;/p><p>　　本工程設(shè)計(jì)中，由于右岸山崗覆蓋有5米的沙壤土，巖石風(fēng)化厚度為3米，左岸巖石露頭，風(fēng)化層有3米，地基開(kāi)挖時(shí)應(yīng)將其挖除，將壩底面最低處設(shè)置在為188 m高程處，順?biāo)鞣较蜷_(kāi)挖成鋸齒狀。</p><p>　　5.4.3 基坑的清理</p><p>　　在澆筑前必須清除碎渣、松動(dòng)巖塊，打掉突出的尖角，并用高壓水壓水槍沖洗干凈，原有的鉆孔、探井、槽洞等也應(yīng)

127、回填、封堵。</p><p>　　5.4.4 壩基的帷幕灌漿</p><p>　　帷幕灌漿的目的：降低壩底的滲透壓力，減少繞壩滲漏，防止壩基內(nèi)產(chǎn)生滲透破壞，使帷幕后的壩基面滲透壓力降至允許值以?xún)?nèi)。</p><p>　　帷幕灌漿的范圍：河床及兩岸，灌漿的材料，一般采用水泥漿，必要時(shí)也可采用化學(xué)漿。</p><p>　　位置：應(yīng)在靠近上游壩面的壩