【正文】 ~ 25? ? ，可選取 025?? ，如圖所示。 挑流消能是利用泄水建筑物出口的挑流鼻坎，將下泄的急流拋向空中，然后落入離建筑物較遠(yuǎn)的河床，與下游水流相銜接的消能方式。 ． 2 消能防沖設(shè)計(jì) （ 1）選擇消能方式：消能方式有面流消能、底流消能和挑流消能。 WES 曲線方程： yKHx ndn 1?? 由于上游面為鉛直的， ?K , ?n ， 則： maH d ??? ， mbH d 6 9 ??? 。 ②選擇堰頂曲線段： 堰頂曲線常用的有克 — 奧曲線和 WES 曲線，由于 WES 壩面曲線的流量系數(shù)較大，且剖面較瘦，工程量較省，壩面曲線用方程控制，比克 — 奧曲線用給定坐標(biāo)值的方法設(shè)計(jì)、施工都比較方便，所以選擇 WES 曲線。堰頂上游做成橢圓曲線，下游做成 WES 曲線，反弧段末端接挑流鼻坎。這種形式的溢流孔可根據(jù)洪水預(yù)報(bào)提前放水，加大蓄洪庫(kù)容，從而提高了調(diào)洪能力。當(dāng)閘門全開時(shí)，下泄流量與堰頂水頭 H0 的 3/2 次方成正比。因此，需要有足夠的孔口尺寸、較好體形的堰型，以滿足泄水的要求；并使水流平順，不產(chǎn)生空蝕破壞。 （ 2）在壩體下游面，允許有不大于 的主拉應(yīng)力 成果分析 邊緣應(yīng)力成果表 設(shè)計(jì)工況運(yùn)行期 校核工況運(yùn)行期 鉛直正應(yīng)力б yu 鉛直正應(yīng)力б yd 181 剪應(yīng)力τ u 剪應(yīng)力τ d 99 第一主應(yīng)力б 1u 第一主應(yīng)力б 1d 第二主應(yīng)力б 2u 第二主應(yīng)力б 2d 附：?jiǎn)挝?kpa 內(nèi)部應(yīng)力成果表 11 截面 22 截面 設(shè)計(jì)工況運(yùn)行期 校核工況運(yùn)行期 設(shè)計(jì)工況運(yùn)行期 校核工況運(yùn)行期 鉛直正應(yīng)力бyu 鉛直正應(yīng)力бyd 181 剪應(yīng)力τ u 71 剪應(yīng)力τ d 99 第一主應(yīng)力б1u 第一主應(yīng)力б1d 第二主應(yīng)力б2u 第二主應(yīng)力б2d 0 0 附：?jiǎn)挝?kpa 壩基容許承載力為 2MPa，該水利工程選用 C15 號(hào)混凝土，允許抗壓強(qiáng)度為。 2 施工期 壩址鉛直應(yīng)力允許有小于 MPa 的拉應(yīng)力。采用的 x 、 y 見圖 442。 （ 3）鉛直面上的邊緣正應(yīng)力 x?? 和 x?? 求得 ?? 和 ?? 以后，由上下游壩體微元體的平衡條件 ? ?0xF 可求得 x?? 和 x?? 。 假定任一 水平截面上的垂直正應(yīng)力 y? 呈直線分布。圖 441表示非溢流壩橫斷面的計(jì)算簡(jiǎn)圖，并規(guī)定坐標(biāo)方向，作用力及應(yīng)力的正方向如圖所示，即水平外力以指向上游為正，鉛直外力以向下為正，力矩以反時(shí)針方向?yàn)檎?，正?yīng)力以壓為正，剪應(yīng)力以微分體的拉伸對(duì)角線在一、三象限為在正。 ④ 采用有效的防滲排水或抽水措施，降低揚(yáng)壓力。工程上常采用如下一些措施： ① 將壩的上游面做成傾斜或折坡形，利用壩面上的水重來增加的抗滑穩(wěn)定，但傾斜坡度不宜過大，以防止上游壩面出現(xiàn)拉應(yīng)力。 3 計(jì)算過程和結(jié)果 計(jì)算過程見計(jì)算書，計(jì)算結(jié)果如表 432所示 表 432 計(jì)算安全系數(shù) 安全系數(shù) 工作狀況 系數(shù) K? 設(shè)計(jì) 校核 各工況下安全系數(shù)均大于表 431 中對(duì)應(yīng)工況下的安全系數(shù)，因此該工程滿足抗滑穩(wěn)定要求。 表 431 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) K 、 K? 安全系數(shù) 荷載組合 壩 的 級(jí) 別 1 2 3 K 基本組合 特殊組合（ 1） 特殊組合（ 2） K? 基本組合 特殊組合（ 1） 特殊組合（ 2） 抗剪斷強(qiáng)度公式考慮了壩體與基巖的膠結(jié)作用，計(jì)入了摩擦力和凝聚力，是比較符合壩的實(shí)際工作狀態(tài)，物理概念也較明確。 當(dāng)滑動(dòng)面為傾向上游的傾斜面時(shí)，計(jì)算公式為 ? ?? ??? ?? ?? ?? s i nc os )s i n)c os( WP PUWfK （ 4— 10） 式中， ? 為滑動(dòng)面與水平面的夾角，其他符號(hào)同式（ 4— 9）。 沿壩基面的抗滑穩(wěn)定 1 抗滑穩(wěn)定計(jì)算公式 目前常用的有兩種公式。 荷載組合情況分為兩大類：一類是基本組合，指水庫(kù)處于正常運(yùn)用情況下可能發(fā)生的荷載組合，又稱設(shè)計(jì) 情況，有基本荷載組成；另一類是特殊組合，指水庫(kù)處于非常運(yùn)用情況下的荷載組合，又稱校核情況，由基本荷載和一種或幾種特殊荷載組成。 冰壓力在較高的重力壩設(shè)計(jì)荷載中常起控制作用，但冰凍作用會(huì)使混凝土表面剝蝕，破壞混凝土的耐久性。 壩基開挖后，一般還要進(jìn)行回填，但由于方量較少，壓力小。 由于空氣的阻力比水的阻力小，波峰在靜水面以上的高度大于波谷在靜水位以下的深度，所以平均波浪中心線高出靜水面 0h ，其值可按下式計(jì)算 LHLhz cthh l ?? 22? （ 4— 6） 本工程屬于深水波，浪壓力便可按下式 pl=γLm4 (h1%+hz) 淤積計(jì) 限可取為 50～ 100 年，對(duì)于多沙河流應(yīng)專門研究決定。本工程去?? 。 210211 HP ?? 式中 1H — 壩前水深（ m） = n — 上游壩坡系數(shù)； 0? — 水容重，取 kgN / ?? 。 荷載的計(jì)算 壩體自重是維持大壩穩(wěn)定的主要荷載，其數(shù)值可根據(jù)壩的體積 V 和材料容重c? 計(jì)算確定 cVW ?? （ 4— 1） 本工程采用常態(tài)混凝土筑壩，取容重 3/24 mKNc ?? 。 理論分析與工程實(shí)踐證明，混凝土重力壩上游面可做成折坡，折坡點(diǎn)一般位于 1/3～ 2/3 壩高處，以便利用上游壩面水重增加壩體的穩(wěn)定性；上游壩坡系數(shù)常采用 n=0～ ，下游壩坡系數(shù)常采用 m=～ ,壩頂寬度取壩高的 9%，故頂寬為 。 （ 式中， 設(shè)h? 和 校h? 分別按式（ 4— 1）的要求考慮。非溢流壩的壩頂寬度一般可取壩高的 8%～ 10%，并不小于 2m。 校核洪水位時(shí)： 校Z ? ， maxq sm / 3? 非溢流壩段設(shè)計(jì) 基本資料 由工程水文資料中的， 壩址水位 — 流量關(guān)系曲線查出： 設(shè)計(jì)洪水位時(shí)： mZ ?設(shè)， mH ?下 校核洪水位時(shí)： mZ ?校， mH ?下 基本剖面的擬定 圖 412 重力壩基本剖面圖 設(shè)計(jì)洪水位 設(shè)Z =， 壩底部高程 Z=350m。 調(diào)洪計(jì)算 泄水建筑物尺寸：采用 3 個(gè)泄水孔，每個(gè)泄水孔尺寸為單寬為 9m 堰型為實(shí)用堰 2302 Hgmnbq ?? 式中 q — 通過溢流孔口的下泄流量， sm/3 ； n — 溢流孔孔口數(shù)； b — 溢流孔單孔凈寬， ? — 側(cè)收縮 系數(shù)， m — 流量系數(shù)， g — 取 kgNg /? ； 0H — 堰頂水頭， m。 棄渣場(chǎng)地：混凝土重力壩方案首部樞紐土石開挖 萬(wàn) m3，混凝土面板堆石壩方案首部樞紐土石開挖 萬(wàn) m3（含排沙放空洞），其中利用料約 27%。 3) 施工條件： 施工材料：壩區(qū)內(nèi)石料的儲(chǔ)量豐富，有工程需要的土料，但天然砂礫料較缺乏，水泥、粉煤灰需從外地購(gòu)入，運(yùn)距遠(yuǎn)、單價(jià)高。 1） 地形地質(zhì)條件： 本壩址河谷較狹窄，為不對(duì)稱的“ V”型橫向河谷，河段較順直，便于建筑物的布置，兩岸山體完整、雄厚，左岸邊坡高陡，右岸地形稍緩地形上適宜修