【正文】 P 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： E 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) 。 壩址地質(zhì) 壩址位于 E 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，構(gòu)成高山深谷的地貌特征。其物理力學(xué)性質(zhì)見表 、 。 （ 4） 河床沖積層 主要為卵礫石類土，砂質(zhì)粘土與砂層均甚少，且多呈透鏡體狀，并有大漂石滲雜其中，卵礫石成分以玄武巖為主，石灰?guī)r和砂巖占極少數(shù)，沿河谷內(nèi)分布。卵石最小直徑一般為 10～100mm；礫石直徑一般為 2～ 10mm；砂粒直徑 ～ ；細(xì)小顆粒小于。15′ 32176。34′ 25176。 應(yīng)變控制土樣的容重系篩去大于 后制備的。上述節(jié)理主要在砂巖、泥灰?guī)r與玄武巖之類的巖石內(nèi)產(chǎn)生。夾于玄武巖中的凝灰?guī)r，以及裂隙甚少的火山角礫巖都為良好的不透水性巖層，正因?yàn)檫@些隔水的與透水的玄武巖存在逐使玄武巖區(qū)產(chǎn)生許多互不連貫的地下水，一般砂巖也是細(xì)粒至微粒結(jié)構(gòu)，除因構(gòu)造節(jié)理裂隙較發(fā)育，上部裂隙水較多外，深處巖層因隔水層的層次多，難于形成泉水，石灰?guī)r地區(qū)外圍巖石多為不透水層，滲透問題也不存在。沙礫料料場位于壩址上下游各 有四處，總量達(dá) 1850 萬 m3。最大孔隙率 ，最小孔隙率 。） 凝聚力 Kpa 濕 干 粗中 細(xì) 粉 （ kN/m3） 2mm 2~ mm ~ mm ~ mm mm 1下 2下 1上 2上 3上 11 表 沙礫石的顆粒級(jí)配 300－100 100－60 60－20 20－ － － － － ＜ 1＃上 2＃上 3＃上 4＃上 1＃下 2＃下 3＃下 4＃下 表 砂 石料的物理性質(zhì) 名 稱 1＃ 上 2＃ 上 3＃ 上 4＃ 上 1＃ 下 2＃ 下 3＃ 下 4＃ 下 容 重 比 重 孔隙率 軟弱顆粒 % % % % % % % % 有機(jī)物含量 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 淡 色 表 各料場的天然休止角 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′ 經(jīng)濟(jì)資料 庫區(qū)經(jīng)濟(jì) 流域內(nèi)部為農(nóng)業(yè)人口，多種植水稻、玉米等。 12 3 工程等別及建筑物級(jí)別 根據(jù) SDJ121978《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（山區(qū)，丘陵區(qū)部分）》之規(guī)定，水利水電樞紐工程根據(jù)其工程規(guī)模﹑效益及在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性劃分為五類，綜合考慮水庫的總庫容、防洪庫容、灌溉面積、電站的裝機(jī)容量等，工程規(guī)模由庫容決定，由于該工程正常蓄水位為 ，庫容約為 億 m3，估計(jì)校核情況下的庫容不會(huì)超過 10 億 m3，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（ SDJ121978），該工程等別為二等，工程規(guī)模屬于大（ 2）型，主要建筑物為 2 級(jí)，次要建筑物為 3 級(jí)，臨時(shí)性建筑物級(jí)別為 4 級(jí)。 設(shè)計(jì)洪水過程線 根據(jù)資料現(xiàn)有設(shè)計(jì)洪 峰流量和壩址處水文站的單位洪水流量過程線，故本次設(shè)計(jì)洪水過程線采用以洪峰控制的同倍比放大法對(duì)典型洪水進(jìn)行放大，分別得設(shè)計(jì)洪水與校核洪水過程線。根據(jù)地質(zhì)資料顯示壩址兩岸山坡陡峻，故開挖開敞溢洪道的將可能造成開挖量太大而不經(jīng)濟(jì)，因而可采用隧洞泄洪，并可以考慮與施工導(dǎo)流結(jié)合。 泄洪能力 本次根據(jù)確定的泄洪方式，進(jìn)行泄流能力分析，根據(jù)無 壓隧洞自由計(jì)算其過流能力，泄流公式按下式計(jì)算。 表 調(diào)洪演算成果表 方案 堰頂高程 △ z（ m） 洞寬 B（ m） 工況 下泄流量 Q（ m3/s） 庫容 V（萬 m3） 庫水位 Z（ m） 一 2810m 7m 設(shè)計(jì) 41123 校核 43216 二 2805m 7m 設(shè)計(jì) 39475 校核 41200 三 2810m 6m 設(shè)計(jì) 41566 校 核 43891 四 2805m 6m 設(shè)計(jì) 39848 校核 41839 五 2810m 8m 設(shè)計(jì) 40704 校核 42693 16 方案選擇 根據(jù)以上方案只有一、五能滿足泄流量 Q900m3/s，因而需對(duì)一、五方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行比較，同時(shí)也應(yīng)結(jié)合導(dǎo)流問題。從地質(zhì)條件看不宜建拱壩及支墩壩。 18 樞紐布置 根據(jù)工程功能以及滿足正常運(yùn)行管理要求，該樞紐由土石壩、泄洪隧洞、沖沙放空洞、水電站（包括：引水隧洞、調(diào)壓井、壓力管道、電站廠房、開關(guān)站）等建筑物組成。 本次根據(jù)工程經(jīng)濟(jì)性、正常運(yùn)行安全穩(wěn)定性以及地形地質(zhì)條件等各方面因素要求，并且將沖沙放空洞和泄洪隧洞與施工導(dǎo)流隧洞相結(jié)合對(duì)樞紐建筑物進(jìn)行了布置。本設(shè)計(jì)限于資料只作定性的分析來確定土石壩壩型。 均質(zhì)壩材料單一，工序簡單，但壩坡較緩，剖面大，工程量大，施工易受氣候影響，冬季施工較為不便，壩體空隙水壓力大。 斜心墻壩和心墻壩基本類似，并且可以改善壩體應(yīng)力狀態(tài)，能顯著減弱壩殼對(duì)心墻的“拱效應(yīng)”，其抗裂性能優(yōu)于心墻壩和斜墻壩。 非土質(zhì)材料防滲體壩的防滲體一般有混凝土、瀝青混凝土或土工膜等材料組成，而其余部分由土石料組成，因工程附近建筑 材料來源 豐富，為就地取材不宜采取該壩型。故還需考慮正常蓄水位加非常運(yùn)用時(shí)的壩頂超高再加上地震涌浪高度，最后取以上四種工況最大值，同時(shí)并保留一定的沉降值。 最大波浪在壩坡上的爬高 設(shè)計(jì) 值 R按 2級(jí)土石壩取累積概率 P=1%爬高值 R1%計(jì)算 。 表 壩頂超高計(jì)算成果表 工 況 水位 (m) 設(shè)計(jì) 風(fēng)速(m/s) 平均 波長 (m) 平均 波高 (m) 平均波浪爬高 (m) 風(fēng)浪壅高 （ m） 設(shè)計(jì) 爬高 (m) 安全 加高 (m) 壩頂 超高 (m) 設(shè)計(jì) (P=1%) 校核(P=%) 由于水庫所在地區(qū)地震基本烈度 7176。 壩頂寬度 壩頂寬度主要取決于交通需要、構(gòu)造要求和施工條件，同時(shí)還要考慮防汛搶險(xiǎn)、防空、防震等特殊需要。一般是參考 已 建成類似工程的經(jīng)驗(yàn)擬定壩坡，再通過計(jì)算分析，逐步修改 24 確定。 壩體排水 由于本地區(qū)石料比較豐富，故采用堆石棱體排水比較適宜，另外采用 棱體排水可以降低壩體浸潤線，防止壩坡凍漲和滲透變形，保護(hù)下游壩址免受尾水淘刷，并可支撐壩體，增加下游壩坡的穩(wěn)定性。該壩體采用粘土斜心墻，其底部最小厚度由粘土的允許坡降而定，本設(shè)計(jì)允許滲透坡降 [J]=5，上游校核洪水時(shí)承受的最大水頭為 ，墻的厚度 B﹥ ，斜心墻的頂部寬度取為 5ｍ（滿足大于 3ｍ機(jī)械化施工要求）， 粘土斜心墻的上游壩坡的坡度為1:～ 1:，有資料研究認(rèn)為，斜心墻向上游傾斜的坡度為 1:～ 1: 時(shí)較好，本次設(shè)計(jì)取為 1:，下游坡度取為 1:， 粘土斜心墻的頂部高程以設(shè)計(jì)水位加一定的超高（超高 ～ ）并高于校核洪水位為原則，最終取其墻頂高程為 ｍ，經(jīng)計(jì)算底寬為 ,大于 .墻頂?shù)纳喜苛粲? 的保護(hù)層，并 粘土斜心墻頂部向下游傾斜。 26 死水位：27 m正常蓄水位：28 m1：31：2.522101：2.51：2.51：2.5壩基： m巖基： m設(shè)計(jì)洪水位： 1m 校核洪水位： 3m壩頂高程：2825 .20m壩基防滲墻頂高程 275 m28 00 .0 0m28 75 .0 0m52 圖 大壩最大壩高處剖面尺寸圖 27 土料設(shè)計(jì) 筑壩土料的實(shí)際與土壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工方案以及工程造價(jià)有關(guān) ，一般力求壩體內(nèi)材料分區(qū)簡單，就地、就近取材，因材設(shè)計(jì)。由于最優(yōu)含水量隨壓實(shí)功能的大小而變，故在土料的設(shè)計(jì)中常根據(jù)土料的實(shí)際施工機(jī)具的壓實(shí)功能，選擇相應(yīng)的最優(yōu)含水量作為填筑土料的含水量。對(duì)于 2級(jí)高壩，ｍ的值采用 ～ 之間，三四級(jí)壩或低壩可采用 ～ ，本設(shè)計(jì)取ｍ =。 運(yùn)用下式作校核： dr ≥ ～ 0)(dr 式中： 0)(dr ── 土料場的自然干容重； 對(duì) 2 級(jí)壩，還應(yīng)該進(jìn)行現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)，以便復(fù)核，并據(jù)以選定施工碾壓參數(shù)。 186。 1下 和 3下 料場的塑性指數(shù)小于 20，從壓的角度宜采用 1下 和 3下 料場的粘土料，所以可將 1下 和 3下 料場作為主料場，其余幾個(gè)料場作為輔助料場。一般沙礫料的干容重 ?dr KN/m3。10180。40180。 砂礫料場上下游共 8 處，總量為 1850 萬立方米，大壩工程在 400 萬立方米左右。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)西定理近視解土壩滲流問題，計(jì)算假定任一鉛直過水?dāng)嗝鎯?nèi)各點(diǎn)滲透坡降均相等，計(jì)算簡圖如圖 。 計(jì)算結(jié)果 滲流計(jì)算結(jié)果見表 。 斷 面 Ⅰ — Ⅰ Ⅱ — Ⅱ Ⅲ — Ⅲ 計(jì)算情況 正常 設(shè)計(jì) 正常 設(shè)計(jì) 正常 設(shè)計(jì) 坡 降 J 34 成果分析與結(jié)論 以斜心墻、混凝土防滲墻與兩岸壩肩開挖風(fēng)化巖填以粘土形成粘 土截水墻的垂直防滲帶作為防滲措施。 在滑動(dòng)面上抗剪強(qiáng)度的發(fā)揮是一樣的，安全系數(shù)的表示方式為 cKtgtg )( 11 ?? ? ；cKtgtg )( 22 ?? ? ；cKtgtg )( 33 ?? ? ； 式中： ? ? ? 3為實(shí)驗(yàn)得到的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。在透水層較淺（ 10~15m 以下）時(shí)，可采用回填粘土截水槽方案，由于壩址處河床沖積層平均深 20m，最大達(dá) 35m，施工比較困難而不予采用 .又由于河床有孤石，采用鋼板樁也比較困難，造價(jià)也高。由于防滲墻兩側(cè)沖積層易沉陷，引起防滲墻頂部粘土心墻與兩側(cè)粘土心墻的不均勻沉陷而導(dǎo)致裂縫。 防滲墻布置于斜心墻之下，從防滲角度來看偏上游為好，但從防裂角度看偏下游一側(cè)好，綜合考慮布置于心墻底面中心位置。在排水體與壩體、壩基之間設(shè)置反濾層；下游戧 道設(shè)置排水溝，并在壩坡設(shè)置橫向排水溝以匯集雨水，岸坡與壩坡交接處也設(shè)置排水溝，以匯集岸坡雨水，防止雨水淘刷壩坡，見細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)圖。 （ 2）設(shè)計(jì)結(jié)果 設(shè)計(jì)結(jié)果見表 。 第二層反濾料的選擇也按上述辦法進(jìn)行。針對(duì)以上情況作以下處理，設(shè)置混凝土防滲墻至半風(fēng)化巖基，與河床部分 防滲墻相連，并在墻下設(shè)置灌漿孔，詳見細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)圖。 （ 2） 防滲墻的型式、材料及布置 根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于透水層厚度為 3060m的情況，采用槽板式混凝土防滲墻比較合適，設(shè)計(jì)中采用這種型式?；炷练罎B墻方案，施工快、材料省、防滲效果好，對(duì) 于這種深度透水層是比較合適的，決定采用這種方案。 表 大壩上下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果表 穩(wěn)定成果分析 根據(jù)計(jì)算成果表可看出大壩上下游坡穩(wěn)定均滿足規(guī)范要求，由于上游壩坡較部位 計(jì)算工況 上游水位 （ m） 下游水位 （ m） 最小安全系數(shù)（ Kmin） 規(guī)范值 上 游 坡 施工期 1/3 壩高 2775 穩(wěn)定滲流期 水位降落期 ~2796 —— 正常蓄水位 +地震 下 游 坡 穩(wěn)定滲流期（正常） 穩(wěn)定滲流期（設(shè)計(jì)） 穩(wěn)定滲流期（校核） 正常蓄水位 +地震 35 緩，穩(wěn)定滲流期以及庫水位降低期，不考慮地震時(shí)， Kmin=，考慮地震時(shí)，Kmin=；下游坡情況也類似，正常情況 Kmin=，非常情況 ，壩的穩(wěn)定安全系數(shù)偏大，就此而言，可考慮加陡壩坡以減小工程量 .鑒于各種因素考慮不全，實(shí)際安全系數(shù)可能要小些，故而不改變壩坡，維持原擬訂的剖面。在計(jì)算中并考慮繞壩滲流及巖基透水，混凝土防滲墻的滲透系數(shù)應(yīng)取較大值， scmK / 92 ??? ，這樣取值估計(jì)的滲流量可能大于實(shí)際滲流量，但壩的滲透坡降仍滿足設(shè)計(jì)要求，說明取值合理 . 穩(wěn)定計(jì)算