【正文】 n+1——相鄰兩斷面之間的距離。 滲流計(jì)算一、計(jì)算原理選擇水力學(xué)方法解堆石壩滲流問(wèn)題。試驗(yàn)方法很多，最常用的是電模擬法，利用滲流場(chǎng)和電流場(chǎng)在數(shù)學(xué)上和物理上具有相似性，即都滿足拉普拉斯方程，從而用電流模擬滲流，用電壓模擬滲流水頭，便可求解滲流問(wèn)題。此法立論嚴(yán)謹(jǐn)，但只在幾種很簡(jiǎn)單的邊界條件下才有精確的理論解，在邊界條件比較復(fù)雜的實(shí)際工程中難于應(yīng)用。第4章 壩體計(jì)算 概述一、滲流分析計(jì)算目的土石壩滲流分析的目的有：①確定壩體的浸潤(rùn)線的位置，為壩體的穩(wěn)定分析和布置觀測(cè)設(shè)備提供依據(jù)；②確定壩體與壩基的滲透流量，以估算水庫(kù)的滲漏損失；③確定壩體和壩底滲流區(qū)的滲透坡降，檢查產(chǎn)生滲透變形的可能性，以便采取適當(dāng)?shù)目刂拼胧?。大壩面板只設(shè)垂直縫，不設(shè)水平縫，在兩壩肩附近的面板內(nèi)設(shè)張性垂直縫，其余部分的面板內(nèi)設(shè)壓性垂直縫，垂直縫內(nèi)不設(shè)填充料，縫面應(yīng)涂刷薄層瀝青乳劑，應(yīng)垂直于周邊縫布置。周邊縫內(nèi)部應(yīng)設(shè)置瀝青浸漬木板或其他有一定強(qiáng)度的填充板。本次設(shè)計(jì)中，大壩應(yīng)設(shè)底部銅止水片，并可在縫中部或縫頂部設(shè)一種止水。大壩分周邊縫、面板垂直縫、面板與趾板間水平縫、防浪墻沉降縫和施工縫等。為加強(qiáng)趾板與基礎(chǔ)的連接，保證趾板在固結(jié)和帷幕灌漿壓力及其它外力作用下的穩(wěn)定，并組成完整封閉的防滲系統(tǒng)，趾板用錨桿錨固在基巖上，錨桿直徑為28mm，深入基巖錨固深度5m，孔、呈梅花形布置。趾板應(yīng)用錨筋與基巖連接，錨筋參數(shù)可按經(jīng)驗(yàn)確定。趾板混凝土應(yīng)采用二級(jí)配骨料，石料最大粒徑應(yīng)不大于40mm。根據(jù)水工設(shè)計(jì)規(guī)范，趾板混凝土可采用與面板混凝土一樣的標(biāo)準(zhǔn)。(2) 趾板厚度：根據(jù)《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：巖基上趾板厚度可小于其連接的面板厚度。（5），應(yīng)采取專門措施進(jìn)行處理。5. 面板混凝土防裂措施（1） 面板建基面應(yīng)平整，不應(yīng)存在過(guò)大起伏差、局部深坑或尖角，側(cè)模應(yīng)平直。所以本大壩面板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25；面板混凝土的抗?jié)B等級(jí)應(yīng)為W10。單塊面板寬度通常為12m，本設(shè)計(jì)中單塊面板寬度采用12m。一般可采用28天強(qiáng)度為20MPa的混凝土。（3D）下游護(hù)坡保護(hù)壩體下游坡面，增強(qiáng)壩體的抗滑穩(wěn)定性。／cm3，孔隙率20%， cm。（3B）位于壩軸線上游部位，對(duì)于主堆石區(qū)，堆石級(jí)配最大粒徑不得超過(guò)壓實(shí)層厚度和小于5mm 顆粒含量不宜大于20%。同時(shí)對(duì)縫頂粉細(xì)砂、粉煤灰等能起到反濾作用。 g／cm3，孔隙率1520%，滲透系數(shù)K=1104cm／s，允許滲透坡降J＞70。同時(shí)，墊層與面板直接接觸，墊層本身在水壓力作用下產(chǎn)生的變形對(duì)面板影響更大，故還應(yīng)具有盡可能大的變形模量；為使墊層具有一定程度的臨時(shí)面板作用，以擋汛期洪水，還需有低透水性。一、壩體材料分區(qū)原則 壩體中應(yīng)有暢通的排水通道且壩料之間應(yīng)滿足水力過(guò)渡的要求，各區(qū)壩料的透水性宜按水力過(guò)渡要求從上游向下游增加，下游堆石區(qū)下游水位以上的壩料不受此限制；壩軸線上游側(cè)壩料應(yīng)具有較大的變形模量且從上游到下游壩料變形模量可遞減，以保證蓄水后壩體變形協(xié)調(diào)，盡可能減小對(duì)面板變形的影響，從而減小面板和止水系統(tǒng)遭到破壞的可能性；充分合理利用樞紐的開(kāi)挖料，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)的目的。所以當(dāng)材料相同時(shí)，上游坡常比下游坡緩，對(duì)于同一側(cè)的壩坡，水下部分常比水上部分緩，鋼筋混凝土面板堆石壩比土壩陡。壩坡的確定，常需綜合考慮壩型、壩高、壩的等級(jí)、壩體及壩基材料的性質(zhì)、所承受的荷載、施工和運(yùn)用條件等因素。當(dāng)壩頂有交通要求時(shí)，其寬度應(yīng)按照道路等級(jí)要求遵照交通部門的有關(guān)規(guī)定來(lái)確定。壩頂高程的計(jì)算：：=+++=：=270+++=：=+++=。 壩頂高程在水庫(kù)正常運(yùn)用和非正常運(yùn)用期間的靜水位以上應(yīng)當(dāng)有足夠的超高，以保證水庫(kù)不漫頂，其超高值△h由下式而定： （31）式中：△h——壩頂在水庫(kù)靜水位以上的超高，m； R——最大波浪在壩坡上的爬高，m； e——最大風(fēng)浪引起壩前壅高，m； A——安全超高，m。大壩剖面輪廓尺寸包括壩頂高程、壩頂寬度、上下游壩坡、面板和趾板設(shè)計(jì)等。塑性斜墻壩（用砂礫料作為壩殼，以粘土料作防滲體設(shè)在壩體的上游做斜墻）的斜墻與壩殼兩者施工干擾相對(duì)較小，工期較短，但對(duì)壩體、壩基的沉降比較敏感，抗震性能較差，易產(chǎn)生裂縫；塑性心墻壩（用砂礫料作為壩殼，以粘土料作防滲體設(shè)在壩剖面的中部做心墻）與斜墻壩相比工程量相對(duì)較小，適應(yīng)不均勻變形，抗震性能較好，但要求心墻粘土料與壩殼砂礫料同時(shí)上升，施工干擾大、工期長(zhǎng)。影響土石壩壩型選擇的因素很多，最主要的是壩址附近的筑壩材料，還有地形地質(zhì)條件、氣候條件、施工條件、壩基處理、抗震要求等。 樞紐總體布置本設(shè)計(jì)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦?、地址以及水文等多方面的因素，最終選定樞紐的建筑物組成為：1．擋水建筑物：面板堆石壩2．泄水建筑物：河岸溢洪道3．水電站建筑物：包括引水隧洞、調(diào)壓井、壓力管道、電站廠房、開(kāi)關(guān)站等。從地質(zhì)條件看不宜修建拱壩。重點(diǎn)是選擇較理想的趾版線位置，使趾版地基盡量置于堅(jiān)硬、非沖蝕性和可灌的巖基上，盡量避開(kāi)斷裂發(fā)育、強(qiáng)烈風(fēng)華、夾泥、巖溶等不利地址因素，使趾板開(kāi)挖量和趾板地基處理工作量減少。/s，對(duì)應(yīng)上游水位z=。 圖24 qf（v/t+q/2）關(guān)系曲線 圖25qz關(guān)系曲線 表22 設(shè)計(jì)洪水情況下，水庫(kù)半圖解法調(diào)洪計(jì)算表調(diào)洪計(jì)算表(P=1%)時(shí)間t（h）入庫(kù)流量Q(m3/s)平均入庫(kù)流量(m3/s)V/△t+q/2 (m3/s)q (m3/s)庫(kù)水位Z（m）0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 表23 校核洪水情況下，水庫(kù)半圖解法調(diào)洪計(jì)算表調(diào)洪計(jì)算表(P=1%)時(shí)間t（h）入庫(kù)流量Q(m3/s)平均入庫(kù)流量(m3/s)V/△t+q/2 (m3/s)q(m3/s)庫(kù)水位Z（m）0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 經(jīng)以上計(jì)算，將設(shè)計(jì)和校核洪水過(guò)程線和下泄流量過(guò)程線畫(huà)在同一張圖紙上（見(jiàn)圖26以及圖27），可以發(fā)現(xiàn)兩線交點(diǎn)為qt曲線的最高點(diǎn)，此最高點(diǎn)就是下泄最大流量，依據(jù)此流量在qz曲線中查出相應(yīng)的水位即為設(shè)計(jì)或校核水位高程。5．水位流量關(guān)系曲線的確定：本工程泄洪方式采用WES堰流曲線。具體的計(jì)算方法參考《水利水能規(guī)劃》書(shū)。）； ──計(jì)算時(shí)段末水庫(kù)的蓄水量（m179。計(jì)算公式： （21）式中：──計(jì)算時(shí)段中的平均入庫(kù)流量（m179。；,(,；),，()；淹沒(méi)的專項(xiàng)設(shè)施有：，吊橋一座，,， km，庫(kù)區(qū)內(nèi)有12個(gè)鉛鋅礦平洞和8個(gè)鐵礦平洞被淹。水庫(kù)水位關(guān)系見(jiàn)表18，水位流量關(guān)系見(jiàn)表191。對(duì)外交通以公路運(yùn)輸為主。）年份含沙量(kg/ m179。表17 壩址泥沙特征值統(tǒng)計(jì)表（1973年～2003年系列）集 水面積(km178。（1986年）， kg／m179。/s）5102050虞江壩址3個(gè)月（2月～4月）4873712721654個(gè)月（1月～4月）5184143172065個(gè)月（1月～5月）12109467083666個(gè)月（12月～翌年5月）149012008964407個(gè)月（12月～翌年6月）237017701310843西南某河為多沙性河流，流域內(nèi)植被破壞較嚴(yán)重，水土流失現(xiàn)象較為普遍。該壩址設(shè)計(jì)代表年徑流年內(nèi)分配成果見(jiàn)表14，設(shè)計(jì)洪水成果見(jiàn)表15，分期設(shè)計(jì)洪峰成果見(jiàn)表16。/s。表13 各月降雨天數(shù)統(tǒng)計(jì)表 月份天數(shù)氣溫123456789101112＜5mm5～10mm10～30mm4）風(fēng)力及風(fēng)向：一般1～4月風(fēng)力較大，實(shí)測(cè)最大風(fēng)速為18米/秒，風(fēng)向?yàn)槲鞅逼鳎畮?kù)吹程為15公里。各月平均氣溫見(jiàn)表11，各平均氣溫天數(shù)見(jiàn)表12。2）進(jìn)行泄水建筑物的剖面設(shè)計(jì)（2個(gè)剖面形式，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析確定），內(nèi)容包括：擬定斷面，水力計(jì)算穩(wěn)定應(yīng)力分析等，并繪制設(shè)計(jì)圖紙。為發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)創(chuàng)造了有利條件。3）防洪可減輕洪水對(duì)下游城鎮(zhèn)、廠礦和農(nóng)村的威脅。正常蓄水位為270m，汛期限制水位可取與正常蓄水位相等， m179。其余為荒山及草皮覆蓋。經(jīng)壩體穩(wěn)定分析和滲流計(jì)算，本方案滿足要求。大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文面混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)摘 要本文為面混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，根據(jù)所給基本資料及面板堆石壩的特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)洪演算，本設(shè)計(jì)中一共選取了四種方案，經(jīng)過(guò)調(diào)洪演算并結(jié)合下游防洪要求及經(jīng)濟(jì)因素等的考慮，最終選擇方案四，即選擇堰寬為75m的方案。布置在河流轉(zhuǎn)彎處。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、杉等。本電站裝3臺(tái)8MW機(jī)組。2）灌溉增加保灌面積10萬(wàn)畝。4）漁業(yè)正常蓄水位時(shí)，水庫(kù)面積為180 km178。繪制樞紐平面布置及下游立視圖。 樞紐設(shè)計(jì)基本資料 氣候特性（1）氣溫：℃，℃，發(fā)生在7月份，℃，發(fā)生在1月份。各月降雨天數(shù)見(jiàn)表13。/s，179。/s(1980年6月～1981年5月)。/s）23201680142011801040表16 分期設(shè)計(jì)洪水洪峰成果表站名（壩址）分 期各級(jí)頻率P(%）設(shè)計(jì)值（m179。 kg／m179。泥沙特征值統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表17。）最大年平均 懸移質(zhì)含沙量最小年平均懸移質(zhì)含沙量含沙量(kg/ m179。N15灰?guī)r角礫巖弱風(fēng)化帶巖石Rb=，～，為中硬巖，微風(fēng)化帶巖石Rb=，為堅(jiān)硬巖。對(duì)外交通計(jì)劃需新修公路2km，擴(kuò)建公路4km，加固橋梁一座。/s）039125035442100064575094850012513501554300185725021459602162463272592661353019506933165072361450通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，落實(shí)淹沒(méi)實(shí)物指標(biāo)為：庫(kù)區(qū)淹沒(méi)影響4個(gè)村，居民170戶762人；178。本設(shè)計(jì)擬訂五組方案進(jìn)行比較，其計(jì)算方法如下所示。/s）； ──計(jì)算時(shí)段初水庫(kù)的蓄水量（m179。因此，可根據(jù)選定的計(jì)算時(shí)段Δt值、已知的水庫(kù)水位容積關(guān)系曲線，以及根據(jù)水力學(xué)公式算出的水位與下泄流量關(guān)系曲線，然后計(jì)算并繪制曲線：qf（v/△t+q/2）和qz關(guān)系曲線即是水位下泄流量關(guān)系曲線。4．計(jì)算工況： 計(jì)算工況分為校核和設(shè)計(jì)兩種。表21 水庫(kù)單輔助線計(jì)算表庫(kù)水位Z（m）總庫(kù)容V總 （萬(wàn)m3）堰頂以上庫(kù)容V（萬(wàn)m3）V/△t (m3/s)q (m3/s)q/2 (m3/s)V/△t+q/2 (m3/s)270 0 271 272 273 274 275 276 277