【正文】 虞江位于我國(guó)西南 地區(qū)，流向自東向西北，全長(zhǎng)約 122 公里，流域面積 2558 平方公里，在壩址以上流域面積為 780 平方公里。 樞紐任務(wù) 本工程同時(shí)兼有防洪、發(fā)電、灌溉、漁業(yè)等綜合利 用。/s，尾水位為 ，河底高程為 216m。根據(jù)防 洪要求，設(shè)計(jì)洪水時(shí)最大下泄流量限制為 1500 m179。 5）其它 引水隧洞進(jìn)口底高程為 250m，出口底高程為 214m；引水隧洞直徑為4m，壓力鋼管直徑為 ，調(diào)壓井直徑為 ；放空洞直徑為 ，可放空水庫(kù)至水位 230m。 3）進(jìn)行擋水建筑物的剖面設(shè)計(jì)（ 2～ 3 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：擬定擋水壩剖面，穩(wěn)定應(yīng)力分析等，并繪制設(shè)計(jì)圖。 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 表 11 月平均氣溫統(tǒng)計(jì)表（℃） 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均 氣 溫 4.8 表 12 平均溫度天數(shù) 月份 天數(shù) 氣溫 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ＜ 0℃ 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0～ 30℃ 25 30 31 30 31 31 30 31 30 ＞ 30℃ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 （ 2）濕度：本區(qū)域氣候特征是冬干夏濕，每年 11 月至次年四月特別干燥，其相對(duì)濕度在 51%～ 73%之間，夏季因降雨日數(shù)較多，相對(duì)濕度隨之增大，一般變化范圍為 67%～ 86%。 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 水文特征 徑流年內(nèi)分配極不均勻，每年 6 月～ 11 月為汛期，徑流量占年徑流量的 80%以上， 12 月～翌年 5 月為枯水期，徑流量不足年徑流量的 20%，其中尤以 3 月～ 4 月份最枯，徑流量不足年徑流量的 4%。 附近 B站最豐水年年平均流量 507m179。 表 14 壩址設(shè)計(jì)代表年徑流年內(nèi)分配成果表 單位： m179。泥沙年際、年內(nèi)變化較大，有 90%以上的泥沙集中于汛期。（ 1980 年）。） 多年平均流量 (m179。） 年份 28875 265 (242） 4240 (4080） (286） (） 1986 1980 工程地質(zhì) 1）設(shè)計(jì)采用地質(zhì)資料及參數(shù) 壩區(qū) N14a(Ⅰ 線 )巖組泥巖碎屑較多或泥巖碎屑為主，以鈣泥質(zhì)膠結(jié)為主，巖石強(qiáng)度較低：弱風(fēng)化礫巖、砂礫巖單軸濕抗壓強(qiáng)度 Rb=～ ，大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 bR =，軟化系數(shù) ～ ，平均 ，屬軟巖。目前壩址左岸有公路通過(guò)，為 2 級(jí)公路，該公路高程約 239m，為混凝土路面，路寬約 5～ ；壩址右岸有公路與外界聯(lián)系。 表 18 水庫(kù)水位庫(kù)容曲線 高程（ m） 211 215 220 225 230 235 240 245 250 255 260 265 270 275 面積（萬(wàn) m2） 0 49 114 197 272 348 455 548 648 749 851 958 1065 庫(kù)容（萬(wàn) m3） 0 128 536 1315 2488 4038 6046 8554 11544 15035 19033 23555 28612 表 19 洪峰流量和時(shí)間表 時(shí)間（ t） 洪峰流量（ m179。 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 第 2 章 調(diào)洪計(jì)算 調(diào)洪演算 水庫(kù)資料 圖 21 設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線 圖 22 校核洪水過(guò)程線 圖 23 水庫(kù)容積特性曲線 基本原理 1．利用單輔助線法進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算。/s），它等于 2/)( 21 ? ； 1q ──計(jì)算時(shí)段初的下泄流量（ m179。）； t? ──計(jì)算時(shí)段，一般取 26 小時(shí)，需化為秒數(shù) ,本設(shè)計(jì)取 1 小時(shí)。 2．將入庫(kù)洪水 Qt 和計(jì)算的 qt 點(diǎn)繪在一張圖紙上，二者的交點(diǎn)即為所求的下泄洪水流量最大值 qm。水位流量關(guān)系曲線由下式確定： 231BHM?溢q （ 22） 式中： H 為堰頂以上水頭；流量系數(shù)： M1；溢流孔寬： B 待擬定。 圖 26 該水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線于下泄流量過(guò)程線 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 圖 27 該水庫(kù)校核洪水過(guò)程線于下泄流量過(guò)程線 在圖 26 和 27 上可以查出： 設(shè)計(jì)狀況下： 最大下泄流量為 qm=1250 m179。 方案選取 表 24 對(duì)擬定方案進(jìn)行比較 方案 溢流壩寬度 B 工況 Q（ m3/s） 上游水位高 Z（ m） 超高 △ z（ m） 一 38 設(shè)計(jì) 1250 校核 1750 二 50 設(shè)計(jì) 1310 校核 1851 三 60 設(shè)計(jì) 1370 校核 1950 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 四 75 設(shè)計(jì) 1427 校核 2020 以上四個(gè)方案都符合要求，由于該方案采用河岸溢洪道泄洪，因此要綜合考慮溢洪道泄洪時(shí)的水流條件、溢洪道開(kāi)挖量、經(jīng)濟(jì)因素及泄洪時(shí)對(duì)下游的影響。另一方面要選擇有利的地形，使壩軸線采用直線形式，并盡可能與直線正交，以節(jié)省壩體工作量和方便施工。支墩壩本身應(yīng)力較高，對(duì)地基的要求也很高，在這種地質(zhì)條件下修建支墩壩也是不可行的。 樞紐布置 1．擋水建筑物 ——面板堆石壩 擋水建筑物按直線布置，壩布置在河灣地段上。應(yīng)選擇幾種比較優(yōu)越的壩型，擬定剖面輪廓尺寸，進(jìn)而比較工程量、工期、造價(jià)，最后選定技術(shù)上可靠、經(jīng)濟(jì)上合理的壩型。由于本地區(qū)粘性土料自然含水量較高，不宜大量采用粘性土料，故本設(shè)計(jì)中不考慮。 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL274—2020）（以下簡(jiǎn)稱(chēng) “規(guī)范 ”）規(guī)定，壩頂高程分別按照 :① 正常蓄水 位加正常運(yùn)用條件下的壩頂超高、 ② 設(shè)計(jì)水位加正常運(yùn)用條件下的壩頂超高、 ③ 校核水位加非常運(yùn)用下的壩頂超高進(jìn)行計(jì)算，因該地區(qū)地震烈度為 7，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。 （ 1）最大波浪爬高 R 由官?gòu)d水庫(kù)公式： 131 12 gDVVV???? ???? （ 32） 1 gDVVV???? ???? （ 33） %1%1 hKKKKR RV?? ? （ 34） 式中： ?V —— 該流域最大風(fēng)速，取 18m/s； D —— 該流域最大吹程，取 15km； ?K —— 波浪入射角的折減系數(shù)取 ； ?K —— 混凝土護(hù)面取 ； VK —— 查表得取 。由平面布置圖可知壩址處河床高程為216m,向下開(kāi)挖 6m 清除砂卵石覆蓋層，則壩高為 +6= 考大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 慮到要預(yù)留 %的沉降，則壩高為 ?（ 1+%） =，取最大壩高為 ，壩頂高程為 ，壩高為 +6=。又壩高大于 70 米，屬于 中 高壩。一般參照已建成類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn)擬定壩坡，再經(jīng)過(guò)計(jì)算分析逐步修改確定。 本設(shè)計(jì)中，上游坡率取 ；下游坡率為 ,下游每隔 30m設(shè)置馬道。 二、壩體分區(qū)設(shè)計(jì) 根據(jù)分區(qū)原則，壩體從上游向下 游依次分為：混凝土面板（ F）、墊層區(qū)（ 2A）、過(guò)渡區(qū)（ 3A）、主堆石區(qū)（ 3BⅠ、 3BⅡ）、下游次堆石區(qū)（ 3C）及下游護(hù)坡（ 3D）。有時(shí)也作為壩體防滲的第二道防線，是最為重要的一個(gè)區(qū)。上下游水平寬度均為 3m，墊層施工的每層鋪筑厚度 ，用 10t 振動(dòng)碾壓 4 遍以上。 （ 3A） 過(guò)渡區(qū)（ 3A）位于墊層區(qū)（ 2A）和主堆石區(qū)（ 3B）之間，起過(guò)渡作用，材料的粒徑級(jí)配和密實(shí)度要求位于兩者之間，對(duì)低透水的墊層料起滲流保護(hù)和排水作用。主堆石區(qū)為大壩主要支撐體的一部分，兼作壩體排水體。 （ 3C） 次堆石料位于壩體下游干燥部位，采用砂礫料及其他建筑開(kāi)采的棄料。下游護(hù)坡采用新鮮平整的超徑大石，填筑厚度為 1m。 度： 面板計(jì)算公式： bhat ?? （ 38） 式中： a—— 壩頂處面板厚度，一般 a=； b—— 系數(shù)，一般取 b=。在需要布置垂直縫部位的面板采 用相對(duì)較窄寬度的面板，采用面板寬度 6m，以利于滑模施工。面板混凝土宜采用 525 硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，宜摻用粉煤灰或其他優(yōu)質(zhì)摻合料同時(shí)粉煤灰的質(zhì)量等級(jí)不宜低于Ⅱ級(jí)，粉煤灰摻量宜為 15％～30％，面板混凝土應(yīng)摻用引氣劑，并同時(shí)摻用高效減水利 或普通減水劑。（ 2）面板混凝土配合比中應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)外加劑和摻合料，降低水泥用量和用水量，減少水化熱溫升和收縮變形。 址板設(shè)計(jì) 址板是大壩防滲系統(tǒng)的一部分，它是壩身防滲體和壩基防滲體的連接結(jié)構(gòu)。所以，趾板 厚度取 。趾板混凝土應(yīng)具有優(yōu)良的和易性、抗裂性、抗?jié)B性和耐久性。面板混凝土的水灰比，溫和地區(qū)應(yīng)小于 。趾板建基面附近存在緩傾角結(jié)構(gòu)面時(shí)，錨筋參數(shù)應(yīng)根據(jù)穩(wěn)定性要求或抵抗灌漿壓力確定。 壩基覆蓋層防滲采用混凝土防滲墻。接縫止水設(shè)計(jì)的原則：能適應(yīng)接縫處的位移和滿足防滲要求，有利于施工及保證質(zhì)量，各道止水間應(yīng)形成統(tǒng)一的防滲系統(tǒng)。中部止水是 PVC 止水帶或橡膠止水帶，縫頂部止水是無(wú)黏性或柔性填料。 面板分縫 為使面板易于伸縮以適應(yīng)堆石體變形并減小結(jié)構(gòu)拉力和溫度應(yīng)力，通常將面板分成若干條塊，相鄰條塊間內(nèi)設(shè)止 水，即伸縮縫。本設(shè)計(jì)中，兩岸各 8 條張性垂直縫，中間 10 條為壓性垂直縫。 二、滲流分析方法 土石壩的滲流分析通常是把一個(gè)實(shí)際比較復(fù)雜的空間問(wèn)題轉(zhuǎn)化為平面問(wèn)題。 水力學(xué)法是在一些假定基礎(chǔ)上的近似解法，只能求得某一斷面的平均滲透要素，不能準(zhǔn)確求出任一點(diǎn)的滲透要素。 對(duì)重要工程或地基條件比較復(fù)雜的情況，往往使用幾種方法進(jìn)行滲流分析，以便相互校對(duì)。在趾板下部進(jìn)行了混凝土 防滲墻的處理，因此滲流分析計(jì)算近似按照有限透水地基上斜墻壩滲流計(jì)算方法。 39。1h A A A AA??? （ 43） 式中 ： 39。m） 。 （ 3）校核洪水位 已知： 校核洪水位 ；下游相應(yīng)的最低水位為 ； 壩前水深： H1==， 壩后水深： H2==， 地基厚度 T＝ 10m； L=?+?+8=， 根據(jù)水流連續(xù)條件有 q1=q2，將以上數(shù)據(jù)代入兩個(gè)公式中聯(lián)立可解得 ： h=； q1=q2=?107 m3/（ s 圖 43 浸潤(rùn)線示意圖 面板之后的壩體，由于水頭大部分在防滲體內(nèi)損耗了，壩殼滲透坡降及滲透速度甚小，發(fā)生滲透破壞的可能性不大。 滲透坡降計(jì)算公式： HJ L??? 式中： △ H—— 逸出水深減下游水深； △ L—— 計(jì)算長(zhǎng)度， △ L=L1=L m2 H2。 三．荷載作用 面板堆石壩穩(wěn)定計(jì)算考慮的荷載主要有自重和地震荷載力。 五．控制標(biāo)準(zhǔn) 壩坡抗滑穩(wěn)定的安全系數(shù)，應(yīng)不小于下表規(guī)定的數(shù)值?；炷撩姘宥咽瘔畏€(wěn)定分析通?？刹捎谜劬€法。則 DEBC 的平衡式為 0t a nc o sWK1s i nWP 111111 ?? ??? （ 48） ADE 的平衡式 為 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 38 0c o sPs i nWta ns i nPK 1ta nc o sWK 1 211222211c222c ?? ）（）（ ???????? （ 49） 以上兩式中安全系數(shù) cK 應(yīng)相等，因此聯(lián)立方程得 cK 。 工況選擇 正常運(yùn)用情況下，包括水庫(kù)蓄滿水時(shí)下游壩坡的穩(wěn)定計(jì)算，上游庫(kù)水位最不利時(shí)上游壩坡的穩(wěn)定計(jì)算，這種最不利水位大致在壩底以上 1/3 壩高處。 各點(diǎn)坐標(biāo)可表示為： A 點(diǎn)坐標(biāo)為（ 0， 0）； B 點(diǎn)坐標(biāo)為（ ， ）； C 點(diǎn)坐標(biāo)為（（ ） m1+m2H， ）； D 點(diǎn)坐標(biāo)為（ m2H， H）； E 點(diǎn)坐標(biāo)為（ m2H， ）； F 點(diǎn)坐標(biāo)為（ m2H， m2H/m）； G 點(diǎn)坐標(biāo)為（ mH， H）； I 點(diǎn)坐標(biāo)為（ mh， h）； L 點(diǎn)坐標(biāo)為（ m2h， h