【正文】 0 90% 150 372 501 309 187 115 101 表 15 壩址設(shè)計(jì)洪水成果表 頻率 % 1% 2% 5% 10% 流量（ m179。壩址處多年平均懸移質(zhì)輸沙量 4080 萬(wàn)噸，多年平均含 沙量 ／ m179。 推移質(zhì)輸沙量按懸移質(zhì)輸沙量的 7%計(jì)為 286 萬(wàn)噸，則該壩址多年平均輸沙總量為 4370 萬(wàn) t。/s） 多年平均年懸移質(zhì)輸沙量 (萬(wàn) t） 多年平均年推移質(zhì)輸沙量 (萬(wàn) t） 多年平均懸移質(zhì)含沙量 (kg/ m179。 N14b(Ⅲ線 )以灰?guī)r碎屑為主，以鈣質(zhì)膠結(jié)為主，巖石強(qiáng)度較高：弱風(fēng)化上部（ 180m 高程以上）單軸濕抗壓強(qiáng)度 Rb=～ ， bR =，軟化系數(shù) ～ ，平均 ，屬偏軟的中硬巖；（ 180m 高程以下）弱風(fēng)化下部～微風(fēng)化帶巖石單軸濕抗壓強(qiáng)度 Rb=～ ， bR =，軟化系數(shù) ～，平均 ，屬偏硬的中硬巖。施工前期，利用右岸公路與外界聯(lián)系，后期計(jì)劃圍堰作為跨河通道，主要利用左岸原有公路與外界聯(lián)系。/s） 時(shí)間（ t） 洪峰流量（ m179。根據(jù)庫(kù)容曲線 ZV，擬訂的泄洪建筑物形式、尺寸，用水力學(xué)公式確定算 QZ 關(guān)系為 。/s）； 2q ──計(jì)算時(shí)段末的下泄流量（ m179。 式中 q、（ v/△ t+q/2）均可與水庫(kù)水位建立函數(shù)關(guān)系。 3．根據(jù)公式即可求得此時(shí)對(duì)應(yīng)的水頭 H 和上游水位 Z。 演算方案 方案：正常蓄水位 270；溢洪道寬度 B=75m。/s，對(duì)應(yīng)上游水位 z=。綜合考量之后，我決定選擇方案四。 壩型選擇 壩型選擇應(yīng)綜合考慮下列因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定： 1．壩址區(qū)河勢(shì)地形、壩址基巖、覆蓋層特征及地震烈度等地形地質(zhì)條件； 2．筑壩材料的種類(lèi)、性質(zhì)、數(shù)量、位置和運(yùn)輸條件； 3．施工導(dǎo)流、施工進(jìn)度與分期、填筑強(qiáng)度、氣象條件、施工場(chǎng)地、運(yùn)輸條件和初期度汛等施工條件； 4．壩高：高壩多采用土質(zhì)防滲體分區(qū)壩，低壩多采用均質(zhì) 壩，條件合適時(shí)宜采用混凝土面板堆石壩； 5．樞紐布置、壩基處理以及壩體與泄水、引水建筑物等的連接； 6．運(yùn)行條件：如對(duì)滲漏量要求高低，上、下游水位變動(dòng)情況，分期建設(shè)等； 7．壩及樞紐的總工程量、總工期和總造價(jià)。較高的混凝土重力壩也要求建在巖石地基上。 2．泄水建筑物 ——河岸溢洪道 泄洪采用 河岸溢洪道方案，溢洪道布置在大壩右岸。本設(shè)計(jì)限于資料只作定性分析確定土石壩壩型選擇。 鑒于 該河流 本流域大部分為山嶺地帶，山脈、盆地相互交錯(cuò)于其間，地形變化劇烈，流域內(nèi)支流很多，但多為小的山區(qū)河流， 地表大部分為松軟沙巖、頁(yè)巖、玄武巖及石灰?guī)r的風(fēng)化層，汛期河流含沙量較大，沖積層較厚，兩岸有崩塌現(xiàn)象。涉及的壩頂高程是針對(duì)壩沉降以后的情況而言的，因此，竣工時(shí)的壩頂高程應(yīng)預(yù)留足夠的沉降量。 RK —— RK 的表達(dá)式如下： QNMthK R )()( ??? （ 35） 2/12/1%121 ??????????????????mmm LHthhLmM ? （ 36） 18 ??????????????mmmmmmLHshLHLHthN???44 （ 37） 擬取定 m=，經(jīng)計(jì)算得?VgD =453，則取累積頻率 10%的波高。 2. 壩頂寬度 壩頂寬度主要取決于交通、 運(yùn)行、施工、構(gòu)造、抗震、防汛及其他特殊要求。綜合考慮各因素，本設(shè)計(jì)方案壩頂寬度采用8m。在滿足穩(wěn)定要求的前提下，應(yīng)盡可能使壩坡陡些，以減少壩體工程量。設(shè)置馬道有利于壩坡穩(wěn)定，防止壩面沖刷，便于觀測(cè)和檢修、設(shè)置排水設(shè)備，也可作為交通之用，考慮這些因素其寬度取為 。 三、壩體填料設(shè)計(jì) （ 1A）（細(xì)粉砂鋪蓋區(qū)） 面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范要求 100m 以上的高混凝土面板堆石壩，在面板下部的上游側(cè)設(shè)置上游鋪蓋區(qū)， 而本設(shè)計(jì)壩體高度為 73m 屬于中壩，因此不需設(shè)專門(mén)的上游鋪蓋區(qū)。 墊層料由壩址上游 約 200m處 正開(kāi)采的新鮮灰?guī)r巖料和碎石加工而成。為了改善壩體與岸坡的連接，在壩基部位墊層向下游延伸 H（ H 為該處作用水頭）。要求過(guò)渡區(qū)材料具有較高的密實(shí)度和較大的變形模量，同時(shí)還應(yīng)具有防止墊層內(nèi)細(xì)顆粒流失的反濾作用，并保持自身抗?jié)B穩(wěn)定性。為新鮮灰?guī)r料。級(jí)配連續(xù)，最大粒徑 800mm，小于 5 mm 的顆粒含量小于 35%，小于 mm 的顆粒含量小于 5%。 混凝土面板、趾板設(shè)計(jì) 面板設(shè)計(jì) 面板是堆石壩防滲系統(tǒng)的重要組成部分，長(zhǎng)期在高水力梯度作用下工作，因此混凝土面板應(yīng)具有較高的防滲性能，抗?jié)B標(biāo)號(hào)一般不低于 W6。 21 最終取 t=+。 面板宜采用單層雙向鋼筋，鋼筋宜置于面板截面中部，每向配筋率為 ％～ ％，水平向配筋率可少于豎向配筋率。面板混凝土應(yīng)采用二級(jí)配骨料，石料最大粒徑應(yīng)不大于 40mm。（ 3）面板混凝土宜在低溫季節(jié)澆筑，混凝土人倉(cāng)溫度應(yīng)加以控制，并加強(qiáng)混凝土面板表面的保濕和保溫養(yǎng)護(hù)，直到蓄水為止，或至少 90d。 1．趾板布置設(shè)計(jì) (1) 趾板寬度：巖石地基上的趾板寬度按容許水力梯度確定。 (3) 趾板上游面垂直于面板底面的高度 a：規(guī)范規(guī)定 a 應(yīng)不小于 ，因此，取 a=1m。所以本大壩趾板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C25；趾板混凝土的抗?jié)B等級(jí)應(yīng)為 W10。 趾板宜采用單層雙向鋼筋，每向配筋率可采用 %～ %。 4．趾板分縫 設(shè)計(jì) 目前有些工程沿趾板長(zhǎng)度方向在一般地段不設(shè)永久伸縮縫，施工縫間鋼筋穿過(guò)，不設(shè)止水，可簡(jiǎn)化周邊縫結(jié)構(gòu)，方便施工。參照已建工程經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合施工要 求和設(shè)計(jì)規(guī)范，擬定厚度為，并將插入基巖 1m。 周邊縫 周邊縫容易成為滲漏通道，是面板壩最重要的接縫。底部銅止水片、中部 PVC 或橡膠止水帶、縫頂柔性填料應(yīng)自成封閉的止水系統(tǒng)，或?qū)⒅胁恐顾畮Ш晚敳咳嵝蕴盍线B接至垂直縫的銅止水片上，實(shí)現(xiàn)封閉。每一條塊從上到下為一整體結(jié)構(gòu)，便于面板澆筑時(shí)采用滑模施工。壓性垂直縫底部設(shè)銅片止水；張性垂直縫底部設(shè)銅片止水，縫頂設(shè)柔性止水。分析方法主要有流體力學(xué)法、水力學(xué)法、流網(wǎng)法和實(shí)驗(yàn)法。但此法計(jì)算簡(jiǎn)單，所確定的浸潤(rùn)線、平均流速、平均坡降和滲流量等，一般也能滿足工程設(shè)計(jì)要求的精度，所以在實(shí)際工程中應(yīng)用廣泛。對(duì)中小型工程的土壩通常只用水力學(xué)法進(jìn)行滲流分析。根據(jù)壩內(nèi)各部分滲流狀況的特點(diǎn)，將壩體分為若干段，應(yīng)用達(dá)西定理近似解土壩滲流問(wèn)題，計(jì)算假定任一鉛直過(guò)水?dāng)嗝鎯?nèi)各點(diǎn)滲透坡降均相等 。 39。 01 22s in mK KA LH???? ? （ 44） 39。 （ 2）設(shè)計(jì)洪水位 已知： 設(shè)計(jì)洪水位 ；下游相應(yīng)的最低水位為 ； 壩前水深： H1==；壩后水深： H2== 地基厚度 T＝ 10m； L=? +? +8=。m） 。在壩體逸出點(diǎn) ,滲透坡降較大 ,予以驗(yàn)算。 表 44 滲流逸出點(diǎn)坡降表 斷面 AA 計(jì)算情況 正常狀況 設(shè)計(jì)狀況 校核狀況 坡降 J 經(jīng)計(jì)算，各種工況均滿足要求，因此認(rèn)為不會(huì)發(fā)生滲透破壞。 四．穩(wěn)定分析方法 壩坡穩(wěn)定分析的方法大致可分為強(qiáng)度分析法和剛體極限平衡法兩大類(lèi)。 表 45 壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù) 運(yùn) 用 條 件 工 程 等 級(jí) 1 2 3 4， 5 正常運(yùn)用條件 非常運(yùn)用條件 計(jì)算方案選擇 混凝土面板堆石壩的壩坡一般在 1: 左右，堆石體重量可達(dá)水平庫(kù)水壓力的 67 倍，因而壩體的整體抗滑穩(wěn)定是足夠的，穩(wěn)定分析通常只針對(duì)上下游邊坡，保證壩體在正常運(yùn)用時(shí)不發(fā)生局部滑動(dòng)破壞。 31 圖 44 非粘性土壩穩(wěn)定分析圖 如圖 44 所示，假定任意滑動(dòng)面 ADC， D 點(diǎn)在上游水位線延長(zhǎng)線上。 取 ??? ?? 21 ， 并 令 fKtanc ??，211 11sinm???；2111 1cos mm???；222 11sinm???； 2222 1cos mm??? （ 410） 并再將以上兩式聯(lián)解得 )()2(222 CmBBABAf ?????? （ 411） 式中： 12122mmmm m1A ??? （ 412） AWWB 12? （ 413） 32 )(1 121 21 mmm mmC ??? （ 414） 安全系數(shù)： ftanKc ?? （ 415） 為求得壩坡的穩(wěn)定安全系數(shù)，應(yīng)假定不同的 1? 、 2? 和上 游水位，即先求出在某一水位和 2? 下不同 1? 值時(shí)的最小穩(wěn)定安全系數(shù)，然后在同一水位下再假定不同的 1? 值，重復(fù)上述計(jì)算可求出在這種水位下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)。 穩(wěn)定計(jì)算中需選取不利工況和不利部位進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算，本設(shè)計(jì)中對(duì)上下游坡分別計(jì)算以下幾種工況下的安全系數(shù)： 上游坡： 1） 1/3 壩高水位 2）正常蓄水位 3）正常蓄水位 +七 級(jí)地震 下游坡： 4）設(shè)計(jì)洪水位 5）正常蓄水位 6）正常蓄水位 +七 級(jí)地震 穩(wěn)定計(jì)算 1．計(jì)算過(guò)程公式推導(dǎo) 如圖 45 所示，線段 AB 為壩坡的平均邊坡，設(shè)其坡度為 m。 有以上坐標(biāo)可得： EB=； BC=（ ） m1+； DF=m2H/mH； GD=m2HmH； IL=m2hmh； DE=。因此，本方案可行。 有地震作用下的平衡式如下： 0t a ns i nFc osW1c osFs i nP 1111111111 ???? ????? ）（cKW （ 423） 0Kt a ns i nFKt a nc osWKt a ns i nPc oss i n)(c osP c 222c 222c 22112222211 ????? ??????????? ）（FW （ 424） 在以下式中： 2221121 m1m1 mmA ??? ；2221211 m11 1mmB ?? ?? m ；211 1 1C m?? ； 2111 1 mmD ?? ；221 m1 1E ?? ； 2221 m1mF ?? 。 33 圖 45 穩(wěn)定計(jì)算分析圖 易知 ,直線 AD 的方程為 ： xm1y 2?， 線 AB 的方程為： xm1y?， 直線 DC 的方程為：1m1y? 。 注： 1）對(duì)于壩體自重，在浸 潤(rùn)線以上的土體按濕重度計(jì)算，浸潤(rùn)線以下、下游水位以上按飽和重度計(jì)算，下游水位以下按浮重度計(jì)算； 2）壩體邊坡的抗剪強(qiáng)度 ? 1=? 2= ? 本設(shè)計(jì)中濕重度 γ1=（ N/m3），飽和重度 γ2=（ N/m3)，浮重度 γ3=（ N/m3)。采用折線滑動(dòng)靜力學(xué)計(jì)算法，假定條塊間的作用力為 P1，其方向平行于 DC 面。這對(duì)壩坡穩(wěn)定非常有利。剛體極限平衡法依據(jù)滑動(dòng)面形狀不同，又可分為圓弧滑動(dòng)法、折線滑動(dòng)法和復(fù)式滑動(dòng)法等。 二．破壞形式 常見(jiàn)的滑動(dòng)破壞形式有：圓弧滑動(dòng)面，折線滑動(dòng)面和復(fù)合滑動(dòng)面。 該壩的壩體材料不均勻系數(shù) 10η20， 故其允許坡降應(yīng)小于 J=。 浸潤(rùn)線分析：面板后滲流水深（ h）比下游水深（壩后水深 H2）深 2～ 3cm，故浸潤(rùn)線近似一直線如圖43。m） 。 二． 滲流計(jì)算 圖 42 堆石壩滲流計(jì)算剖面 計(jì)算斷面取為 AA斷面 滲流計(jì)算包括以下水位組合情況： 最低 水位 最低 水位 27 （ 1）正常蓄水位 已知： 正常蓄水位 270m；下游相應(yīng)的最低水位為 ； 壩前水深： H1=270216=54m；壩后水深： H2==； 地基厚度 T＝ 10m； L=? +? +8= 根據(jù)水流連續(xù)條件有 q1=q2，將以上數(shù)據(jù)代入兩個(gè)公式中聯(lián)立可解得 : h=； q1=q2=? 108 m3/（ s2 1 3 239。 由水流連續(xù)條件 q1=q2聯(lián)立求解上兩式可求得 239。 滲流計(jì)算 一、計(jì)算原理 選擇水力學(xué)方法解堆石壩滲流問(wèn)題。 試驗(yàn)方法很多，最常用的是電模擬法，利用滲流場(chǎng)和電流場(chǎng)在數(shù)學(xué)上和