【正文】 wK 經(jīng)驗系數(shù)，根據(jù)表 33 查的 . 正常運用情況下： ghv= ? = wK = 非正常運用情況下： ghv= ? = wK = 查 表 32 本設(shè)計采用砌石護坡， ?K = 表 32 造率及滲透性系數(shù) ?K 護坡類型 ?K 光滑不透水護面 混凝土或混凝土板 草皮 ～ 砌石 ～ 拋填兩 層塊石（不透水基礎(chǔ)） ～ 拋填兩層塊石（透水基礎(chǔ)） ～ 表 33 經(jīng)驗系數(shù) wK ghv ≤ 1 ≥ wK 平均爬高： 22 )(0 0 1 vgDvgh m ? （ 36） 正常運用情況： = 2 )( vgD gv2 = 2 ) ( ? 2 = 非正常運用情況： hm = 2 )( vgD gv2 = 2 ) ( ? 2 = 平均周期： mT = mh （ 37） 正常運用情況： Tm = mh = = 非正常運用情況： Tm = mh = = 123456：均質(zhì)土石壩樞紐建筑物設(shè)計 16 平均波長： 正常運用情況： v=（ 33）、（ 34）得 h= Dv = 3145 ? = l= = h? = lh = = 為深水波 ml = ? = 非正常運用情況： v=（ 33）、（ 34）得 h= l= lh = = 為深水波 ml = ? = 計算波浪爬高 正常運用情況： h==57m hhm = = 查表 34 得： %1RR= 非正常運用情況： = hhm = = 查 34 得： %1RR= 表 34 不同累計頻率下的爬高與平均爬高比值（ mp RR ） hhm 1 2 4 5 10 14 20 30 50 ～ . mR =mmw lhmKK 21? ? 正常運用情況： mh = ml = m p(%) 123456：均質(zhì)土石壩樞紐建筑物設(shè)計 17 mR = 31 2 ????= m 非正常運用情況： mh = ml = mR = 31 2 ????= m 故 正常運用情況： R=? = m 非正常運用情況 ： R=? = m 綜合以上可以得到： 正常y =R正常 + e正常 + A正常 =++= m 非正常y = R非正常 + e非正常 + A非正常 =++= m 壩頂高程計算計入表 35 中 表 35 壩頂高程計算表 波浪爬高 R 風(fēng)雍高度 e 安全超高 A 地震波 浪高度 水位 (m) 壩頂高程 (m) 設(shè)計洪水位 正常蓄水位 校核洪水位 正常蓄水位 由以上可得壩頂高程為 。該設(shè)計大壩壩高 71m屬于高壩，壩頂高度擬定為 12m. 壩坡選定 壩坡坡率關(guān)系到壩體穩(wěn)定以及工程量大小。上下游邊坡比見表 36 表 36 上下游邊坡比 壩高 (m) 上游 下游 〈 10 1： 2～ 1： 1： ～ 1： 2 10～ 20 1： ～ 1： 1： 2～ 1： 20～ 30 1： ～ 1： 3 1： ～ 1： 〉 30 1： 3～ 1： 1： ～ 1： 3 該壩壩高 71m，上游壩坡為 1:、 1:、 1:， 下游壩坡 1:、 1:。 壩體排水 壩體排水有棱體排水、貼破排水、壩內(nèi)排水三種形式。 圖 31 壩體剖面示意圖 4 滲流分析 滲流分析的目的 在于：①土中飽水程度不同，土料的抗剪強度等水力學(xué)特性也相應(yīng)的發(fā)生變化，滲流 123456：均質(zhì)土石壩樞紐建筑物設(shè)計 19 分析將為壩體內(nèi)各部分土的飽水狀態(tài)的劃分提供依據(jù)；②確定對壩坡穩(wěn)定有較重要影響的滲流穩(wěn)作用力；③進行壩體防滲布置與土料配置，根據(jù)壩體內(nèi)部的滲流參數(shù)與滲流逸出比降，檢驗土體的滲流穩(wěn)定性，防止發(fā)生管涌和流土，在此基礎(chǔ)上確定壩體及壩基中防滲體的尺寸和排水設(shè)施的容量和尺寸 ；④確定通過壩體和河岸的滲水量損失并社會排水系統(tǒng)的容量。本設(shè)計 采用水力學(xué)方法進行滲流分析。 （ 2）下游有水時 如圖 41b 所示 近似把 2H 高度內(nèi)的壩體視為不透水，即參照式（ 43）求出 0H 值。 L? =11121 Hmm? 64321 3 ???== m 1L =（ 148141） 3+12+（ 148102） （ ） = m L= L? + L1 =+= m 代入式 45 得 LLHHh ???? 22210 )( = 9)( 22 ??? = 代入式 46 有 )(64 22 ? ???Kq = 由資料可知 K= ?? ㎝ /s 則滲流量為： q= ?? = ?? ㎡ /s 123456：均質(zhì)土石壩樞紐建筑物設(shè)計 21 代入式 41 得浸潤線方程為 y2 =+ 將滲流曲線坐標(biāo)值列入表 41 。應(yīng)假定 2H 高度內(nèi)壩體不透水與實際不符，算出 0h 偏大，引起繪制的浸潤線偏高，計算壩的穩(wěn)定是偏于安全， q 偏小。 (a)下游無水 (b)下游有水 圖 41 有排水的均質(zhì)土壩滲透計算見圖 由于排水體的滲透系數(shù)大于壩體的滲透系數(shù)，故浸潤線將進入排水體時下 降加快，進入排水體后則驟降。 分析內(nèi)容 ①確定壩體內(nèi)浸潤線；② 確定滲流量。當(dāng)壩強度足夠時，還可發(fā)揮支撐作用 ，增加穩(wěn)定作用。 馬道 為防止壩面沖刷，同時便于交通、檢測、觀測維修并且有利于壩坡穩(wěn)定，沿高程每隔10～ 30 m設(shè)置一條馬道，其寬度不小于 m，馬道設(shè)在邊坡坡度變化處。 粘性土料的穩(wěn)定壩坡為一曲面，上不破竇，下部坡緩，所以用粘性土料做成的壩坡，常沿高度分成數(shù)段，每隔 10～ 30m，從上而下逐段放緩相鄰坡率差值取 或 . 123456：均質(zhì)土石壩樞紐建筑物設(shè)計 18 由粉土、砂、輕壤土修建的均質(zhì)壩，透水性較大，為了保持滲流穩(wěn)定，適當(dāng)放緩下游坡 度。 壩頂寬度確定 壩頂寬度根據(jù)運行、施工、構(gòu)造、交通和地震等方面的要求綜合考慮確定。根據(jù)以往工程經(jīng)驗，土石壩預(yù)留沉降量一般為壩高的 1%。 壩頂超高 d 按式（ 31）計算，對于特殊的重要工程，可取 d 大于計算值。 因此，溢洪道修建于 右 岸山坡上。對于多泥沙河流， 要 考慮布置排沙建筑物，并在進水口采取放淤措施。選擇泄洪建筑物形式時 要 優(yōu)先考慮采用開敞式溢洪道為主要泄洪建筑物。在高山深谷區(qū)常將壩址選在彎曲河段，把壩布置在彎道上，利用凸岸山脊抗滑穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定，并采取排水灌漿等相應(yīng)加固措施，盡量避免將壩址選在工程地質(zhì)條件不良的地段。樞紐布置 要 考慮建筑物開挖料的應(yīng)用。均質(zhì)壩材料單一 ，施工簡單，且有 足夠適宜的土料來做均質(zhì)壩。大容量、多功能、高效率施工機械的發(fā)展 ，提高了土石壩建設(shè)的發(fā)展 。理想的地質(zhì)條件是：基巖比較均勻、單一，堅固整齊，有足夠的強度，透水性小，能抵抗水的侵蝕，耐風(fēng)化，岸坡穩(wěn)定、沒有大斷裂。 拱壩 ： 對地形的要求 是 左右兩岸對稱，岸坡平順無突變，在平面上向下游收縮的峽谷各段。砂的儲量很少，且石英顆料少，細度模數(shù)很低，不宜作混凝土骨料，砂 (D2毫米 )的相對緊密度為 。 筑壩材料 土料 壩址上、下游均有土料場，儲量豐富，平均運距小于 公里，根據(jù) 155 組試驗成果統(tǒng)計，土料平均粘粒含量為 %，粉粒 %，砂粉 %，其中 25%屬粉質(zhì)粘土， %屬重粉質(zhì)壤土， %屬中粉質(zhì)壤土，平均塑性指數(shù) ，比重 。 水文條件 根據(jù)資料統(tǒng)計，青龍河流域?qū)偌撅L(fēng)型大陸性氣候，冬 季寒冷干燥，夏季炎熱多雨。庫區(qū)可溶性巖層分布于青龍河右岸，從隔水層分布、熔巖發(fā)育情況分析，水庫蓄水后向鄰近河流滲透的可能性很小。壩基和兩岸山體無大的不利構(gòu)造問題，巖石應(yīng)較完整，并應(yīng)將壩基置于透水性小的堅實地層或厚度不大的透水層地基上。 工作日分析 根據(jù)沁水縣 1958 年 — 1963 年和 1970 年 — 1972 年九年降雨氣溫資料，參考其它土壩水庫氣溫，降雨停工標(biāo)準(zhǔn)，土料、砂礫料、石方、混凝土工程施工工作日確定如 表 18： 表 18 工程施工工作日表 類 別 土料 砂礫 隧洞石方 混凝土 一般石方 工作日 (天 /年 ) 253 307 302 250 292 2 樞紐布置 工程等級確定 根據(jù)資料可知，大壩為 2 級建筑物，正常應(yīng)用洪水為 100 年一遇，非常運用洪水為 1000年一遇。 施 工條件 施工地區(qū)氣象與水文條件 該 水庫沒有建立水文氣象站，根據(jù)氣象站 1958 年至 1963 年、 1970 年至 1972 年共 9年資料，分析最高氣溫 ℃ (6 月 )，最低氣溫 ℃ (1 月 )，多年平均日氣溫 4— 24℃，歷年各月氣溫特征值如下表 17： 表 17 氣溫特征值表 項 目 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 多年平均日氣溫 多年最高日 氣溫 多年最低日氣溫 123456：均質(zhì)土石壩樞紐建筑物設(shè)計 10 當(dāng)?shù)亟ㄖ牧?:土料 根據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄖ牧险{(diào)查報告，土料場有五個。 表 16 壩體土料的壓縮曲線 (r=),平均料徑 d50=。取用 39176。 ～ 45176。美國“土與土石壩”一書推薦，當(dāng)相對緊密度 D 時， j =34176。 砂礫料的強度指標(biāo) j ， 試驗結(jié)果與實際出入較大，統(tǒng)計國內(nèi) 12 座水庫資料，平均值在32176。 表 15 筑壩材料 強度指標(biāo)表 筑 壩 材 料 名 稱 比 重 容重 (kg/cm) 孔 隙 率 N 內(nèi) 摩 擦 角 內(nèi)凝力 C (kg/cm3) 滲透系數(shù) K(cm/S) 初 孔 隙壓 力系數(shù) B 濕? 飽? 干? 施工期 穩(wěn)定 滲流期 水位 降落 總 應(yīng)力 有效 應(yīng)力 有效 應(yīng)力 有效 應(yīng)力 壩體土料 10 22 23 23 1 106 壩體砂礫料 31 1 102 壩體堆石 40 壩基砂礫料 31 1 102 黃土地基 20 1 105 123456：均質(zhì)土石壩樞紐建筑物設(shè)計 9 筑壩土料統(tǒng)計國外 9 座粘料含量 20— 30%的高壩 ? =21176。 123456：均質(zhì)土石壩樞紐建筑物設(shè)計 8 砂礫料 主要分布在河灘上，儲量為 205 萬立米，扣除漂石及圍堰淹沒部分，可利用的約 100— 151 萬立米，其顆粒級配不連續(xù)，缺少蹭粒徑，根據(jù)野外 29 組自然坡度角試驗， 34 組室內(nèi)試驗分析，統(tǒng)計成果如下： 自然么重 噸 /立米，軟弱顆料含量 %。其中，土料主要分布在莊窩、土谷子等七處，沙礫卵石料主要有南杖子、某等八處，各料廠的材料物理性質(zhì)基本滿足要求，可做大壩混凝土骨料及 拱圍堰。 水庫利用異重流排沙。 調(diào)洪運用原則： 入庫洪水為百年