【正文】 ，重力壩可建在微風(fēng)化至弱風(fēng)化中部基巖上，本工程壩高為 50~100m，由于本壩址巖層分布主要為石英砂巖，故可確定壩基面高程為 m。水庫(kù)為正常蓄水位和設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，宜用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速的 ~ 倍；校核洪水位時(shí)，宜用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速， m/s D風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度； m L波長(zhǎng)； M H壩前水深 設(shè)計(jì)洪水位時(shí)： 根據(jù)水庫(kù)總庫(kù)容在 10 ~ 5 10??之間可知，大壩工程安全級(jí)別為 ??? 級(jí) 計(jì)算風(fēng)速 ov 取相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速的 倍，即 ov =根據(jù)公式 1 / 31 /1 21022022 .0 0 7 6gh gDvvv???? ????，可知波浪高度 1h = 根據(jù)公式 1 / 3 .7 51 / 2 .1 5022022 .3 3 1g L g Dvvv???? ????，可 知波長(zhǎng) L= 根據(jù)公式 21 2z h Hh cthLL? ??，可知波浪中心線超靜水位高度 zh = 可知庫(kù)水位超高 1 czh h h h? ? ? ? = 可知壩頂高程 =+= 校核洪水位時(shí)： 計(jì)算風(fēng)速 ov 取相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速，即 ov =根據(jù)公式 1 / 31 /1 21022022 .0 0 7 6gh gDvvv???? ????，可知波浪高度 1h = 根據(jù)公式 1 / 3 .7 51 / 2 .1 5022022 .3 3 1g L g Dvvv???? ????，可知波長(zhǎng) L= 根據(jù)公式 21 2z h Hh cthLL? ??，可知波浪中心線超靜水位高度 zh = 可知庫(kù)水位超高 1 czh h h h? ? ? ? = 可知壩頂高程 =+= 5 特殊組合情況下： Vo= m/s 故按 莆田試驗(yàn)站 公式 計(jì)算： ? ?? ?0. 450. 7 2022 0. 7200 00 .0 0 1 8 /gh 0 .1 3 0 .7v 0 .1 3 0 .7 /mm mg D VgHth thV th g H V?????? ????? ???? ?????? ?????? = 103 故 hm= m m 200ghgT 1 3 .9vvm??? ???? = 故 Tm= s 綜合（ 1）、（ 2），可知最大壩頂高程取 壩寬計(jì)算 為了適應(yīng)運(yùn)用和施工的需要，壩頂必須有一定的寬度。據(jù)基礎(chǔ)廊道的布置要求，初步擬定防滲帷幕及排水孔廊道中心線在壩基面處距離壩踵 。 HP 的計(jì)算公式為： 212HwP r H? 式中： H —— 計(jì)算點(diǎn)的作用水頭 ， m ； wr —— 水的重度，常取 /KN m ； （ 1）基本組合： 正常蓄水位情況： F1=? ? 582= W1=? (58+28) ? 6? = 設(shè)計(jì)洪水位情況： F1=? ? = F2=－ ? ? = W1=? (+) ? 6? = W2=? ? ? = （ 2）特殊組合： 校核蓄水位情況： 9 F1=? ? = F2=－ ? ? =－ W1=? (+) ? 6? = W2=? ? ? = 揚(yáng)壓力的計(jì)算 規(guī)范：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)壓力作用水頭為 1H ， 排水孔中心線處為 2 aH? （ 12HH? ，下游（壩趾）處為 2H ，其間各段依次以直線連接 ,則： A 壩踵處的揚(yáng)壓力強(qiáng)度為 1wrH ,壩址處的揚(yáng)壓力強(qiáng)度為 2wrH ,帷幕灌漿和排水孔處的滲透壓力為 warH （ 12H H H??,a 的取值如表 21 所示）。msbssrh?????淤 沙 的 浮 重 度 ， KN/m壩 前 淤 沙 厚 度 ， 。1%wkwmzPK N mLhm?????單 位 長(zhǎng) 度 迎 水 面 上 的 浪 壓 力 ， KN/m。 此時(shí)其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 39。f W c AKP???? 式中： 39。 0 .8 5 5 1 6 1 7 .2 3 7 0 0 7 8 .5 5 .8 5 1 1 2 61 6 8 8 9 .8 5f W c AKP? ? ? ?? ? ??? （ 2）設(shè)計(jì)洪水情況 ∑ W= KN ∑ P= KN 39。39。1:H1:P∑ W∑ Mσ yσ xτ正的應(yīng)力方向 圖 應(yīng)力計(jì)算圖示 (1)上游面垂直正應(yīng)力： 26uy WMTT? ????? (2)下游面垂直正應(yīng)力： 26dy WMTT? ????? 式中： WM????計(jì) 算 截 面 上 全 部 垂 直 力 之 和 ；計(jì) 算 截 面 上 全 部 垂 直 力 及 水 平 力 對(duì) 于 計(jì) 算 截 面 形 心 的 力 矩 之 和 。 計(jì)算截面為建基面的情況 荷載計(jì)算 （ 1） 自重力矩 自重如下圖所示： 圖 自重力矩計(jì)算圖示 W1= KN； W2= KN； W3= 自重力矩計(jì)算如下： M1= ? = KNm M2=? = KNm M3=? = M =M1+M2+M3= 運(yùn)用期（計(jì)入揚(yáng)壓力的情況） (1)上游面垂直正應(yīng)力： T= 建基面高程 832m折坡高程 862mw 1w 2w 3 23 (2)下游面垂直正應(yīng)力： 運(yùn)用期（不計(jì)入揚(yáng)壓力的情況） (1)上游面垂直正應(yīng)力： T= (2)下游面垂直正應(yīng)力： 施工期 (1)上游面垂直正應(yīng)力： T= 26 6 5 9 .7 6 3uy WM K P aTT? ??? ? ?26 1 8 1 9 .7 2dy WM K P aTT? ??? ? ? KN??55 42 83 .54M K N M? ? ?26 1 1 1 3 .4 4uy WM K P aTT? ??? ? ?26 1 6 6 8 .6 8dy WM K P aTT? ??? ? ? 7W KN?? K N M??26 2 2 9 0 .3 6uy WM K P aTT? ??? ? ? KN?? (2)下游面垂直正應(yīng)力： 第五章 溢流壩段設(shè)計(jì) 泄流方式選擇 26 3 5 1 . 9 2dy WM K P aTT? ??? ? ? 25 為了使水庫(kù)具有較大的超泄能力，采用開(kāi)敞式孔口， WES 實(shí) 用堰。 孔口凈寬的擬定 孔口凈寬 擬定，分別計(jì)算設(shè)計(jì)和校核情況下溢洪道所需的孔口寬度，計(jì)算成果如下表： 表 孔口凈寬 計(jì)算情況 流量 (m3/s) 單寬流量 q〔 m3/()〕 孔口凈寬 B（ m） 設(shè)計(jì)情況 20 校核情況 176 20 根據(jù)以上計(jì)算，溢流壩孔口凈寬取 B=16m，假設(shè)每孔寬度為 b=8m，則孔數(shù) n 為 2。 定型水頭的確定 堰上最大水頭 Hmax=校核洪水位－堰頂高程 =－ =（ m）； 定型設(shè)計(jì)水頭 Hd=（ 75%～ 95%） Hmax=～ （ m）； 取 Hd=， Hd/Hmax=,查表知壩面最大負(fù)壓為： =（ m），小于規(guī)范的允許值（最大不超過(guò) 3～ 6m 水柱） 泄流能力的校核 先由水力學(xué)公式計(jì)算側(cè)收縮系數(shù)ε，然后計(jì) 算不同水頭作用下的流量系數(shù) m，根據(jù)已知條件，運(yùn)用堰流公式校核溢流堰的泄流能力。 溢流壩段剖面圖 29 圖 溢流壩橫剖面圖 溢流壩段穩(wěn)定性分析 （ 1） 正常蓄水情況 ∑ W= KN ∑ P= KN 39。39。39。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。 反弧半徑的確定 反弧半徑 R 為： 對(duì)于挑流消能，可按下式求得反弧段的半徑 2v gH?? 1 QBvh? ? — 堰面流速系數(shù)，取 ； H— 設(shè)計(jì)洪水位至坎頂高差， H== (取坎頂高程為 ) 故算出 V=Q— 校核洪水時(shí)溢流壩下泄流量， (211m3/s)； B— 鼻坎處水面寬度， m，此處 B=單孔凈寬 +2邊墩厚度； B=8+2 3=14m h1=(m) R=（ 4～ 10） h R=～ （ m） 取 R=32（ m） 坎頂水深的確定 坎頂水深計(jì)算公式為： Qh Bv? 坎頂水流流速