【正文】 － ，混凝土板取 K＝ － ； θ —— 為上游的壩面坡角 ，θ＝ arctan（ 1/）＝ 176。 坡頂高程計算成果表 計算項目 計算情況 設(shè)計情況 校核情況 上游靜水位（ m） 河地變程（ m） 2750 壩前水深 H（ m） 吹程 D（ km） 12 風(fēng)向與壩軸線夾角θ176。 mH —— 壩前水域平均水深， 粗略估計為 50m； K —— 綜合摩阻系數(shù)，其值變化在（ 6~12） 310?? 之間，計算時一般取 10K ??? 。 （ 1）壩體的防滲 壩體防滲的結(jié)構(gòu)和尺寸必須滿足減小滲透流量、降低浸潤線控制滲透坡降的要求，同時還要滿足構(gòu)造、施工、防裂、穩(wěn)定等方面要求。 E 江 水 利 土 石 壩 樞 紐 工 程 設(shè) 計 31 31 、 壩基防滲體 河床中部采用瀝青混凝土防滲墻，兩岸坡同樣用混凝土防滲墻，厚度取 （由強度和防滲條件定），防滲墻伸入心墻的長度由接觸面允許滲透坡降而定。 E 江 水 利 土 石 壩 樞 紐 工 程 設(shè) 計 32 32 設(shè)計 計算 書 第四部分 :調(diào)洪演算 1 調(diào)洪演算與方案選擇 、 泄洪方式及水庫運用方式 本樞紐攔河大壩初定為土石壩，需另設(shè)壩外泄水建筑物。 E 江 水 利 土 石 壩 樞 紐 工 程 設(shè) 計 33 33 、 防洪限制水位的選擇 防洪限制水位取與正常水位重合 ，這是防洪庫容與興利庫容全不結(jié)合的情況，因為山區(qū)河流特點是暴漲暴 落，整個汛期內(nèi)大洪水隨時都可能出現(xiàn)，任何時刻都須留一定的防洪庫容是必要的。 、 土體中滲流流速不大，且處于層流狀態(tài)，滲流服從達西定律平均流速 v 等于滲透系數(shù)Ｋ與滲透比降 i 的乘積， v=K?i； 、 發(fā)生滲流時土體的空隙體積不變，飽和度不變，滲流為連續(xù)的。后兩種方案量 Q/B 的水頭較小，可降低閘門及其啟閉設(shè)備的造價，但△ Z， B 較大，主體工程量較大故而不予 采用，第一方案與其它方案比較雖然超高△ Z 較大，但流量 Q 較小，水頭 H 也較小，故采用第一方案。 水庫運用方式：洪水來臨時用閘門控制下泄流量等于來流量，水庫保持汛前限制水位不變，當(dāng)來水流量繼續(xù)加大，則閘門全開，下泄流量隨水位的升高而加大，流態(tài)為自由泄流。 這樣接觸面長度為 2 +＝ ，防滲墻位置在心墻底面中心中部偏上，岸坡混凝土防滲墻底厚沿岸坡，逐漸變化，大壩的剖面圖如下圖所示： 1 設(shè)計洪水與校核洪水 本河流屬典型山區(qū)河流，洪水暴漲暴落，設(shè)計洪峰流量取 100 年一遇，即 Q 設(shè)＝ 1680m3/S，（ p＝ 1%），校核洪峰流量取 2022 年一遇，即 Q 校＝ 2320m3/s，（ p＝ %）。參考以往工程的經(jīng)驗，斜心墻的頂部寬度取為 5m（滿足大于 3m 機械化施工要求），粘土斜心墻的上游壩坡的坡度為 1： － 1： 之間，根據(jù)第十一屆國際大壩會議上瑞典和南斯拉夫等論文介紹，斜心墻的上游坡度為 1： － 1： 之間較好，最后本設(shè)計取為 1： ，下游坡度取為 1： ，底寬取 ，大于 。 按規(guī)范棱體頂面高程高出下游最高 水位 1m 為原則，下游校核洪水時下游水位可由壩址流量水位曲線查得為 最后取 參考以往工程，堆石棱體內(nèi)坡取 1： ，外坡取 1： ，頂寬 ，下游水位以上用貼坡排水。 波浪沿壩坡爬高（ m） 安全超高 A（ m） 壩頂高程（ m） 壩頂高程加 %沉陷 2825 E 江 水 利 土 石 壩 樞 紐 工 程 設(shè) 計 29 29 （ m） Y R e A= + + , 20 cos2 mKV DebgH? 式中： R—— 波浪在壩坡上的最大爬高， m； e —— 最大風(fēng)壅水面高度，即風(fēng)壅水面超出原庫水位高度的最大值， m； 221 .0 1 0 1 0 1 02 9 .8 5 0e ?? ? ?? ??=。 結(jié)果取兩者之大者，并預(yù)留一定的沉降值。 、 坡頂高程 壩頂高程分別按設(shè)計工況、校核工況及正常加震情況下的三種方案來計算大壩的高程，最后計算出數(shù)據(jù)取量大值，同時并保留一定的沉降值。一般是參考以建成類似工程的經(jīng)驗擬定壩坡，再通過計算分析，逐步修改確定。 E 江 水 利 土 石 壩 樞 紐 工 程 設(shè) 計 26 26 10． 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，同時還要考慮防汛搶險、防空、防震等特殊需要。 、 心墻壩 心墻位于壩體中間而不依靠在透水壩殼上，其自重通過本身傳到基礎(chǔ)，不受壩殼沉降影響，依靠心墻填土自重，使得沿心墻與地基接觸面產(chǎn) 生較大的接觸應(yīng)力，有利于心墻與地基結(jié)合，提高接觸面的滲透穩(wěn)定性；使其因壩主體的變形而產(chǎn)生裂縫的可能性小，粘土用量少，受氣候影響相對小，粘土心墻冬季施工時暖棚跨度比斜墻小。但是，由于土料抗剪強度比其他壩型壩殼的石料、砂礫和砂等材料的抗剪強度小，故其上下游壩坡比其他壩型緩，填筑工程量比較大。砂料可在壩軸線下游 1~3 公里河灘范圍內(nèi)及平山河出口處兩岸河灘開采。 、 樞紐總體布置方案的確定 擋水建筑物 —— 土石壩（包括副壩在內(nèi)）按直線布置在河彎地段的 1壩址線上，泄水建筑物 —— 溢洪道布置在大壩右岸的天然埡口處；灌溉引水建筑物 —— 引水隧洞緊靠在溢洪道的右側(cè)布置；水電站建筑物 —— 引水隧洞、電站廠房、開關(guān) 站等布置在右岸（凸岸），在副壩和主壩之間，廠房布置在開挖的基巖上，開關(guān)站布置在廠房旁邊；施工導(dǎo)流洞及水庫放空洞布置 在左岸的山體內(nèi)。 過壩建筑物 主要是筏道，采用干筏道。 8 其它建筑型式的選擇 、 灌溉引水建筑物 采用有壓式引水隧洞與灌溉渠首連接。 拱壩方案 修建拱壩理想的地形條件是左右岸地形對稱，岸坡平順無突變，在平面上向下游收縮的河谷段；而且壩端下游側(cè)要有足夠的巖體支撐，以保證壩體的穩(wěn)定。 、 水庫樞紐等別：根據(jù)規(guī)范規(guī)定，對具有綜合利用效益的水電工程，各效益指標(biāo)分屬不同等別時，整個工程的等別應(yīng)按其 最高的等別確定，故本水庫樞紐為Ⅱ等工程。 1 102? 附表 3 石料特性表 干容重 ? c （ KN/m179。（干） （濕） 1 103? 附表 2 砂土特性表 土壤類別 干容重 ? c（ KN/m179。 37 1 106? E 江 水 利 土 石 壩 樞 紐 工 程 設(shè) 計 17 17 壤土 23176。起性能見附表 1； 砂土：從壩下游 ～ 公里河灘上開采，儲量多，可供筑壩使用，其性能見附表 2； 石料：可在壩址下游附近開采，石質(zhì)為石灰?guī)r及砂巖，質(zhì)地堅硬，儲量豐富， 便于開采，其性能見附表 3。 E 江 水 利 土 石 壩 樞 紐 工 程 設(shè) 計 16 16 筑壩材料 ： 樞紐大壩采用當(dāng)?shù)夭牧现?，根?jù)初步勘察，土料可才用壩軸線下游 ～ 公里的丘陵區(qū)與平原地帶的土料，且儲量很多，一般土質(zhì)尚佳，可做筑壩之 用 。 該水庫正常蓄水位為 ，汛前限制水位取與正常蓄水位相等，死水位為 ，設(shè)計洪水位為 ，校洪水位為。本河流屬典型山區(qū)河流，洪水暴漲暴落，設(shè)計洪峰流量取 100 年一遇，即 Q 設(shè)＝ 1680m3/S，（ p＝ 1%），校核洪峰流量取 2022 年一遇，即 Q 校＝ 2320m3/s，（ p＝ %）。因此交通尚稱方便。由于和谷內(nèi)地地形平坦，采用尚方便。 E 江洪水形狀陡漲猛落，峰高而瘦具有山區(qū)河流的特性，實測最大流量為 700 立方米每秒， 年日常徑流 :壩址附近水文站有實測資料 8 年，參考臨近站水文記錄延長后有 22 年水 文系列，多年年平均流量為 17 立方米每秒。 凝聚 力（ kpa） 24 氣象 特性 、 氣溫：年平均氣溫約為 ℃，最高氣溫為 ℃，發(fā)生在 7月份，最低氣溫 ℃，發(fā)生在一月份，各月平均氣溫見表 1，平均溫度的天數(shù)見表 2 表 2 平均溫度日數(shù) 月份 日數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 E 江 水 利 土 石 壩 樞 紐 工 程 設(shè) 計 10 10 平均溫度 ﹤ 0℃ 6 0 0 0 0 0 0 0 0 030℃ 25 30 31 30 31 31 30 31 30 ﹥ 30℃ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 、 濕度：本地區(qū)氣候特征是冬干夏濕，每年十一月至次年和四月特別干燥，其相對濕度為 5173%之間，夏雨因降雨日數(shù)較多，相對濕度隨之增大，一般變化范圍為 6786%， ４／１８／2022 。） 建議采用 抗壓 強度（ Mpa) 半風(fēng)化玄武巖 50 破碎玄武巖 5060 火山角礫石 35120 E 江 水 利 土 石 壩 樞 紐 工 程 設(shè) 計 9 9 軟弱玄武巖 27 10120 堅硬玄武巖 100160 多氣孔玄武巖 70180 全風(fēng)化玄武巖物理力學(xué)性質(zhì)實驗表 天然 含水率 w（ %% 干容重 γ（ KN／ m179。經(jīng)地質(zhì)勘探認(rèn)為庫區(qū)滲漏問題不大，但水庫蓄水后，兩岸的坡積與殘積等物質(zhì)的坍塌是不可避免的。為發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)創(chuàng)造了有力的條件。初步規(guī)劃， 灌溉方面 ： 本工程灌溉面積為 10 萬畝（ 高程E 江 水 利 土 石 壩 樞 紐 工 程 設(shè) 計 6 6 在 102m 以上）， 發(fā)電方面 ： 3 臺機組總 裝機容量 24KW， 發(fā)電量為 億度。 本流域大部分為山嶺地 帶，山脈和盆地交錯期間，地形變化劇烈，流域內(nèi)支流很多，但多為小的山區(qū)流河流，地表大部分為松軟的沙巖、頁巖、玄武巖及石灰?guī)r的風(fēng)化層，汛期河流的含沙量較大，沖擊層較厚，兩岸有崩塌現(xiàn)象 本流域內(nèi)因山脈連綿，交通不便，故居民較少，全區(qū)農(nóng)田面積僅占總面積的 20%，林木面積約占全區(qū)的 30%，其種類有松、衫等。E 江 水 利 土 石 壩 樞 紐 工 程 設(shè) 計 1 1 畢業(yè)設(shè)計說明及計算書 設(shè)計 題目 E 江水利樞紐工程設(shè)計 專業(yè)年級 水利水電工程 2022 級 學(xué) 號 AHG2022262 姓 名 張 昆 指導(dǎo)老師 沈 長 松 評閱老師 繼續(xù)教育學(xué)院 2022 年 4 月 E 江 水 利 土 石 壩 樞 紐 工 程 設(shè) 計 2 2 目 錄 設(shè)計說明書 第一部分 綜合說明 ...................................................................................................................... 5 設(shè)計資料 .................................................................................................................................... 5 、工程樞紐概況 .......................................................................................................................... 5 、樞紐任務(wù) ..........................................................................................................