【正文】 工況 Q 上游 水位 超高 Z 1 ?n=2810m 設(shè)計 B=8m 校 核 680 2 ?n=2811m 設(shè)計 B=7m 校 核 3 ?n=2812m 設(shè)計 B=9m 校 核 621 注： 發(fā)電引水量 Q= 3m /s,與總泄流量相比較小，調(diào)洪演算未做考慮； 超高表示正常蓄水位以上的超高，需滿足小于 . 方案的選擇 由方案結(jié)果中可以看出三組方案均能滿足下泄流量 (Q900 3m /s)及超高（ ?z）的要求，故需從中選擇最為經(jīng)濟(jì)合理的方案，通常 ?n 越大，大壩就要增高，造價也會加大，另外流量不宜過小否則對泄洪不 利。 堰頂高程及孔口尺寸選擇原則 如果堰頂高程 ?n取的過低，溢流孔口凈寬 B 選的過大，則下泄能力也會加大，故而所需水庫防洪庫容可減小，擋水建筑物所在高度也可減小，淹沒損失也減??；但是隧洞本身造價及工程量會加高。所以判別出樞紐的主要建筑物級別為 2 級，次要建筑物為 3 級，臨時建筑物為 4級 。不僅要綜合考慮防洪、航運(yùn)、發(fā)電、灌溉等部門的經(jīng)濟(jì)效益，還要考慮庫區(qū)的淹沒損失和樞紐上下游的生態(tài)影響等，要做到綜合效益最大，有害影響最小。為減小泄洪時引起的電站尾水波動，以及防止沖刷壩腳，進(jìn)出口相距 30~40m以上。土石壩 用以攔蓄洪水、形成水庫，溢洪道用以宣泄洪水，確保大壩安全；水工隧洞則用以灌溉、發(fā)電、導(dǎo)流、泄洪、排沙等。 土石壩壩型缺陷： 施工導(dǎo)流不如其它壩型方便，工程造價因而相應(yīng)也增加；由于壩體斷面大，土料填筑質(zhì)量會受氣候影響；土石壩壩頂不能 溢流，需另開泄洪隧洞或溢洪道。 水利樞紐中的攔河壩的型式主要有：支墩壩、重力壩、土石壩 、 拱壩及新型壩型如碾壓混凝土壩、面板堆石壩等等。 為了貫徹執(zhí)行國家的水利技術(shù)政策，為了達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又安全的目的，把該水利水電樞紐工程按其規(guī)模、收益以及在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性分為不同等級，為其后面的計算與施工提供基本基礎(chǔ)依據(jù)。 20′ 37176。 30′ 37176。 20′ 2下 35176。 40′ 36176。 40′ 36176。 10′ 2上 35176。最大孔隙率 ，最小孔隙率 。 表 13 不同頻率洪峰流量（秒立米） 頻率 1 2 5 10 流量 2520 1880 1420 1180 1040 表 14 各月不同頻率洪峰流量（秒立米） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1％ 46 19 12 19 600 1240 1550 1210 670 390 28 37 2％ 36 17 11 15 530 1120 1360 1090 600 310 23 33 5％ 23 14 9 11 420 850 1100 830 480 250 16 28 10％ 19 11 7 9 370 760 980 720 410 210 15 23 固體徑流資料 該江為山區(qū)性河流，含沙量大小均隨降水強(qiáng)度及降水量的大小而變化，平均含沙量達(dá) ／立米。根據(jù)實(shí)測水文氣象資料研究研討，通常是每年五月底六月初河水開始上漲，汛期開始后，到十月以后洪水開始逐漸下降，導(dǎo)致枯水期開始，直至次年五月。 表 12 各月降雨日數(shù)統(tǒng)計表 日數(shù) 月份 平均降雨量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5mm 5~10mm 10~30mm 30mm 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 風(fēng)力和風(fēng)向 通常 14 月風(fēng)力較大，實(shí)測最大風(fēng)速為 m/s，相當(dāng)于 8 級風(fēng)力，風(fēng)向?yàn)槲鞅逼鳌? 料 壩址地質(zhì)資料 該壩址位于該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， 縱橫交錯 構(gòu)成高山深谷的地貌特征， 汛期河流的含沙量較大，流速快，沖積層較厚，土多，兩岸有崩塌現(xiàn)象，適合用土石壩。本流域大 多 部分為山嶺地帶，山脈山丘和盆地交錯于其間，地形變化 多端 ，流域內(nèi)支流很多，但多為小的山區(qū)流河流，汛期河流的含沙量較大，流速快。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、杉等。 地震資料 本地區(qū)地震烈度定為 7度，基巖與混凝土之間的摩擦系數(shù)取 。水庫平均吹程為 15公里。 該江洪水形 式 陡漲猛落，迅速而快，峰高而瘦，具有山區(qū)河流的特性，實(shí)測最大流量為 700 秒立米，而最小流量為 秒立米?？菟畼O少，河水清徹見底，初步估算 30 年后壩前淤積高程為 2765 米。 表 18 各料場天然休止角 料場名稱 最小值 最大值 平均值 1上 34176。 00′ 37176。 40′ 35176。 30′ 1下 34176。 20′ 38176。 10′ 35176。 10′ 工程說明 本工程正常蓄水位為 ， 對應(yīng)水庫庫容為 106 m3，裝機(jī) 24MW。 第二章 壩型的選擇 壩址選擇 選擇壩址的時候 ，不僅要綜合考慮防洪、灌溉、航運(yùn)、 生產(chǎn)、 發(fā)電各部門的經(jīng)濟(jì)效益，還要考慮對樞紐上下游的生態(tài) 環(huán)境 影響和庫區(qū)的淹沒損失等，要使得綜合效益最大， 有害影響最小，經(jīng)過 ，研究， 比較 ， 選擇資料地形圖所示河彎地段作為壩址，在選定壩址之后在壩址處根據(jù)地形條件比較、建筑材料比較、地質(zhì)條件比較、施工條件、施工環(huán)境及工程量比較確定壩址的具體位置。根據(jù)該 地地形、地質(zhì)條件和材料儲備情況選出土石壩是最適合該地址的壩型。 本工程壩址附近河谷內(nèi)地地形平坦、有豐富的質(zhì)量較好的堆石料，為了達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又安全的目的 ， 通過對各種不同的壩型進(jìn)行定性分析，綜合考慮地形、地質(zhì)條件、建筑材料、施工條件、綜合效益等因素，最終選擇土石壩方案。 樞紐的總體布置 擋水建筑物 —— 土石壩 擋水建筑物按直線布置，壩布置在河彎地段上。 水電站建筑物 引水隧洞、電站廠房布置在凸岸，在泄洪隧洞與大壩之間。 樞紐布置圖見下圖 21 所示。 洪水調(diào)節(jié)計算原理 確定洪水標(biāo)準(zhǔn) 永久建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)建筑物級別查得：正常運(yùn)用（設(shè)計工況）洪水重現(xiàn)期 100 年；非常運(yùn)用（校核工況）洪水重現(xiàn)期 2021 年。已知本工程允許下泄流量為 900 m3/ s，過大的下泄流量為下游抗沖所不能允許。故最總選定方案 1，即 。 下面詳細(xì)比較幾種壩型，最終定案。但是面板抗震性能較差，對基礎(chǔ)沉陷非常敏感。 斜墻壩和心墻壩 塑性心墻壩（以砂礫料作為壩殼，以粘土料作防滲體 ， 在壩剖面的中 心 部 位 合做心墻）與斜墻壩相比工程量相對較小，適應(yīng)不均勻變形，抗震性能較好，但要求心墻粘土料與壩殼砂礫料同時上升，施工干擾大，工期長 ，不方便； 塑性斜墻壩 (用砂礫料作為壩殼，以粘土料作防滲體設(shè)在壩體上游做斜墻 )的斜墻與壩殼兩者施工干擾相對較小，工期較短，但對壩體、壩基的沉降比較敏感，抗震性能較差，易產(chǎn)生裂縫。 斜心墻壩 斜心墻壩綜合了心墻壩與斜墻壩的優(yōu)缺點(diǎn)：心墻有足夠的斜度，壩殼對心墻的拱效應(yīng)作用減弱；斜心墻對下游支承棱體的沉陷不如斜墻那樣敏感，斜心墻應(yīng)力狀態(tài)較好，工期較短 ， 因而最終選擇斜心墻壩方案。 H— 近似取壩前水深， m。查《水工建筑物》表 111 采用，土壩正常運(yùn)用情況下安全超高 ,非正常運(yùn)用情況下安全超高 . R— 自風(fēng)雍水面算起的波浪沿傾斜壩坡爬升的垂直高度，稱波浪爬高； m。 h 、 L — 平均坡高與波長， m. h 平均波高 的計算公式： ))))222VHVDVHV （（（（））（（ ?? (44) xxxx ee eethx????? (45) 注：式中的水庫吹程 D 以米計。）得 ?K =. R=P. ?K .R 地震安全加高 地震安全加高 =地震波浪加高 +地震附加沉陷值 +安全加高。因此： 地震安全加高 =+=1m 壩體施工沉降超高 考慮壓縮沉降時，土石壩竣工時的壩頂高程應(yīng)等于設(shè)計高程加壩體施工沉降超高。 壩頂 寬度取決于施工 、 交通 、 構(gòu)造、運(yùn)行、抗震與防汛等要求，無特殊要求 高壩 最小頂寬為 1015m，中低壩為 510m， 屬于 中壩，取 10m。取上游 30m 以上上游坡比 1： ， 下游坡比 1： ， 30m以 下上游坡比 1： ， 下游坡比 1： 。 滲體 型 式 壩體 防滲 壩的防滲體 不僅需要 滿足將滲透坡降，下游壩體浸潤線 以 及滲流量減低到允許范圍內(nèi)，還 應(yīng)該 要滿足結(jié)構(gòu)及施工的要求。心墻頂面必須設(shè)砂礫保護(hù)層，其厚度 應(yīng) 不小于當(dāng)?shù)乇鶅雠c干燥程度，心墻與地基岸坡必須進(jìn)行 有效 的結(jié)合，防止結(jié)合面漏水 以及 產(chǎn)生嚴(yán)重滲流。保護(hù)層材料可為砂礫，卵石，塊石，其厚度 應(yīng) 不小于當(dāng)?shù)乇鶅黾案稍锍潭?。填筑鋪蓋前必須清基，在砂卵石地基上設(shè)置過渡層，以防滲透破壞，頂面應(yīng)設(shè)保護(hù)層。主要處理方法有混凝土防滲墻、黏土截水槽、灌漿帷幕和鋪蓋。防滲墻要伸入河床沖積層，底部要嵌入基巖， 深度不小于 ，取 1m。按施工條件，墻厚一般在 之間，一般為 。 棱體排水可降低壩體 浸潤線，防止壩坡凍漲，保護(hù)坡腳免 受 尾水淘刷， 且 對壩坡有支撐作用，增加壩坡的穩(wěn)定性 ， 是一種可靠 有效 ，應(yīng)用廣泛的排水型式。滲流計算應(yīng)包括以下內(nèi)容： （ 1） 確定壩體浸潤線及其下游出逸點(diǎn)的位置 ， 繪制壩體及壩基內(nèi)的等勢線分布圖或流網(wǎng)圖 ； （ 2） 確定庫水位降落時上游壩坡內(nèi)的浸潤線位置或孔隙壓力； （ 3） 確定壩體與壩基的滲流 量； （ 4） 確定壩坡出逸段與下游壩基表面的出逸比降以及不同土層之間的滲透比降； （ 5） 確定壩肩的等勢線滲流量和滲透比降。 適用于 填筑防滲體的土料應(yīng)滿足： 應(yīng)具有一定 的不透水性，土料滲透系 數(shù) 一般 小于 1 scm/105? 。 （ 2）上游 設(shè)計洪水位與下游相應(yīng)最高水位， 這 時， 壩內(nèi)浸潤 線高，滲 流量 大 。 3滲流 為漸變流 ， 任意 過 水?dāng)嗝嫔细? 點(diǎn)的坡降和流速相同。滲流計算分為防滲體段和墻后段兩部分。 正常 蓄 水位與下游無水時 1H = ， 2H =0 ??? ??? ? s 2281 ）（q = ， ）（ ）（ 0h102 242 ??? ??? ?q 聯(lián)立 （利用圖解法） 得： h=， q= msm ./10 36? 上游設(shè)計洪水位與下游對應(yīng)最高水位 1H =58m ， 2H =5m ??? ??? ? h58103 2281 ）（q ， ）（ ）（ 5h102 2242 ??? ??? ?q 聯(lián)立 （利用圖解法） 得： h=， q= msm ./10 36? 上游校核洪水位與下游對應(yīng)最高水位 1H = ， 2H = ??? ??? ? s 2281 ）（q ， ）（ ）（ 2242 ??? ??? ?q 聯(lián)立 （利用圖解法） 得： h=， q= msm ./10 36? （二 ）對左岸 22斷面 進(jìn)行滲流計算 52 壩體剖面計算圖 已知 ： 1K =3 scm/106? ， 2K =2 scm/102? ， ? =， d= 2m h，?cot =， ?sin =， ??? sin2 22111 ? hHkq =， )(2 22222 hd Hhkq ??? ， ? 下 = 正常蓄水位與下游無水時 1H == ， 2H =0 ??? ??? ? s 2281 ）（q ， ）（ ）（ 0h102 2242 ?? ??? ?q 聯(lián)立 同理 得 ： h= q= msm ./10 36? 設(shè)計洪水位與下游最高水位時 1H == ， 2H =0 ??? ??? ? s 2281 ）（q ， ）（ ）（ 0h102 2242 ?? ??? ?q 聯(lián)立 同理 ?得 ： h= q= msm ./10 36? 校核洪水位與下游最高水位時 1H == ， 2H =0 ??? ??? ? s 22