【正文】 240 245 250 庫容 萬 m179。/s 0 水位 m 流量 m179。 ⑵ . 正 常高水位 經(jīng)過三個(gè)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，并經(jīng)報(bào)上級機(jī)關(guān)批準(zhǔn)，最后選定水庫正常高水位為 。 三 .水利水能計(jì)算 水利水能計(jì)算結(jié)果： 1. 水庫特性 情形 上游 （ m） 下游（ m） 泄洪量（ m179。/s 第二部分 樞紐布置部分 第三章 樞紐總布置 水利樞紐布置的原則： ⒈ 樞紐布置要保證各建筑物在任何工作條件下都能正常工作。 ⒌ 盡可能使樞紐中的部分建筑物早日投產(chǎn)，提前生效。 一 . 水利樞紐與水工建筑物等級的劃分 （依據(jù)黃河水利出版社出版，書號為： ISBN780621710X/TV可判斷此水利樞紐為高水頭樞紐。綜合上表，知本工程等別為Ⅳ等，工程規(guī)模為?。ǎ保┬?。 ⒈ 庫區(qū)工程地質(zhì) 庫區(qū)屬喀斯特 峰林地貌，山頂標(biāo)高 400— 600m，由于地殼急劇上升，侵蝕基準(zhǔn)面迅速下降，河道呈 V型深切，比降大，沿河急灘、跌水、深潭普遍，臺地不發(fā)育。 ⑶ . 喀斯特發(fā)育情況 勘測區(qū)內(nèi)，漏斗、溶洞、溶蝕、洼地、峽谷、落水洞、暗河等喀斯特現(xiàn)象均有發(fā)育。 黑水河支流少，流域水文網(wǎng)不發(fā)育，洪水期兩岸地表溪流以懸掛水補(bǔ)給河流。但溶蝕和喀斯特化程度不很強(qiáng)烈，深層喀斯特不發(fā)育，滲透系數(shù)一般為 —— 。 ⑴. 地層巖性 壩區(qū)出露地層，由泥盤系榴江組碳酸鹽類巖系及第四系結(jié)晶石灰?guī)r組成。 ⑵ . 地質(zhì)構(gòu)造 本 區(qū)受區(qū)域性斷裂之影響，次一級斷裂甚為發(fā)育，壩址附近可見斷層九條，斷裂帶多屬已經(jīng)膠結(jié)。主要裂隙有兩組： ① 走向近 EW，傾向 N，傾角 74—— 85度 ② 走向 N345—— 355W，傾向 SW，傾角 66—— 84度 本區(qū)風(fēng)化作用不甚劇烈，基巖風(fēng)化深度一般在 25m左右，強(qiáng)風(fēng)化層 1—— 3m。 壩址地段巖石滲透性，在 155m高程以下滲透性很小。 ⑸ 巖石物理力學(xué)特性指標(biāo) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)成果及綜合野外實(shí)際情況，計(jì)算指標(biāo)如下： ⑹地震 根據(jù)中國科學(xué)院研究所廣州地震大隊(duì)所提供的資料，并經(jīng)實(shí)地調(diào)查，本區(qū)地震基本烈度為 5度。 庫區(qū)及壩址工程地質(zhì)條件參見地質(zhì)平面圖和剖面圖。根據(jù)調(diào)查勘測資料，本樞紐壩址附近 1—— 2公里范圍內(nèi)有足夠的砂石料，為建筑混凝土壩和砌石壩提供了有利的條件。本工程施工時(shí)所需外來器材，巖石名稱 風(fēng)化分帶 容重 計(jì)算強(qiáng)度 f F C 石灰?guī)r 強(qiáng) 3~4 石灰?guī)r 半 7~9 厚層灰?guī)r 半 16~19 薄層灰?guī)r 半 14~16 物資（包括重件運(yùn)輸）均可先以鐵路運(yùn)到崇左，然后由公路轉(zhuǎn)運(yùn)到工地，對外交通方便。 工程采用分段圍堰施工，二期導(dǎo)流流量 62m178。 該壩軸線處于 F1斷裂破碎帶和 F9深切河槽地帶 ,對壩基有較大的影響 ,但是由于地形條件的限制 ,壩軸線選擇的余地不大 ,經(jīng)過對 F1 破碎帶和 F9 深切河槽的處理，還是可以筑壩的。 從建筑材料和施工條件來考慮， 本工程可建重力壩（包括寬縫、空腹重力壩）、大頭壩、支墩壩、拱壩；從地質(zhì)、地形條件考慮，建拱壩不夠理想，因?yàn)楹庸容^寬，地形、地質(zhì)對穩(wěn)定很不利；從樞紐布置來考慮，建土石壩不甚是和，因?yàn)樾购榻ㄖ锖碗娬緩S房布置較困難。 ㈡ . 其它主要建筑物型式選擇 1. 泄洪建筑物 泄洪建筑物應(yīng)與壩型結(jié)合考慮，重力壩一般多采用壩頂泄洪或壩身孔口泄 洪方式，若兩岸有適宜布置溢洪道的埡口，也可采用河岸式。消能方式采用挑流消能 2. 擋水建筑物 擋水建筑物設(shè)在溢流壩的兩端與兩岸連接。是用混凝土或漿砌石修筑的大體積擋水建筑物。揚(yáng)壓力的作用會抵消部分壩體重量的有效壓力，對壩體穩(wěn)定不利。 ㈢ . 實(shí)體重力壩 實(shí)體重力壩是最簡單的型式，優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)和施工均較方便，應(yīng)力分布也較明確；缺點(diǎn)是揚(yáng)壓力大和材料的強(qiáng)度不能充分發(fā)揮，工程量較大。從滿足強(qiáng)度要求來看，當(dāng) α＞ 90176。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，重力壩基本斷面的上游坡度宜采用 1： 0~1： ，下游面的坡度宜采用 1： ~1： ，壩底寬度一般為壩高的 ~。（ m） D ：吹程。（ m/s） （依據(jù)： 中國水利水電出版社出版，書號為： ISBN7801245202/TV) (2Ll) π H1 Ll ho 設(shè) =（ ）≈ △ h =2hc+ho+he =++= m 壩頂高程 H 設(shè) = 設(shè)計(jì)洪水位 +△ h=+= 校核洪水位下 ： 2hc 校 = 18（ 5/4） 4（ 1/3） ≈ 2LL =（ 2hc 校 ） =（ ） ≈ （ m） ， H1＞ 2LL 則 Ho ≈ ， ho 校 =（ ）≈ △ h =2hc+ho+he =++ = m 壩頂高程 H 校 = 校核洪水位 +△ h =+= H 設(shè) 與 H 校 相比較，壩頂高程取 。 本設(shè)計(jì)采用： 上游壩坡為 1﹕ ，起坡點(diǎn)在壩高 1/3范圍內(nèi)，即在 ； 下游壩坡為 1﹕ ，起坡點(diǎn)在 。 壩基面高程根據(jù)計(jì)算斷面所處之位置、地質(zhì)條件而定。 （依據(jù)： 中國水利水電出版社出版，書號為： ISBN7801245202/TV設(shè)計(jì)洪水位情況，指 進(jìn)行壩體穩(wěn)定和應(yīng)力計(jì)算時(shí)的設(shè)計(jì)洪水，僅用于以防洪為主的水庫，且正常蓄水位很低者，可以 50年至 100年一遇洪水位時(shí)荷載作為基本組合，一般可不考慮此種組合。 1 8 176。/ 2 ) 1 / 3 2 4 . 5 = 8 . 1 6 7 壓力 Pm2 1 / 2 9 . 5 0 . 2 2 4 . 52 揚(yáng) U15 4 . 7 8 2 0 . 6 5 1 0 0 壓 U21 / 2 8 . 6 6 4 6 . 8 9 1 0 2 / 3 4 6 . 8 9 2 7 . 3 9 = 3 . 8 7 力 U38 . 6 6 7 . 8 9 1 0 = U41 / 2 7 . 8 9 2 5 . 9 9 1 0 = 水 平 力（KN） 力 矩 （KN 水壓力、水重、自重、浮托力的分項(xiàng)系數(shù)均取，滲透壓力、淤沙壓力、浪壓力均取 。 方法 2 ： 取持久狀況對應(yīng)的設(shè)計(jì)系數(shù)ψ =， rd = r0 ψ S( ) 即 基本組合時(shí)，滿足設(shè)計(jì)要求。 S( )＜ 1/ rd R( 325《水工建筑物》高職高專教材第一章第四節(jié)。 ㈠ . 邊緣應(yīng)力計(jì)算 1. 邊緣正應(yīng)力計(jì)算 ⑴ . 上游邊緣正應(yīng)力 計(jì)揚(yáng)壓力： ? yˊ =∑ W/T+(6∑ M/T2) =＋ (6 ) = (kPa) 不計(jì)揚(yáng)壓力 ? yˊ =＋ 6 ) = (kPa) ⑵ . 下游邊緣正應(yīng)力 計(jì)揚(yáng)壓力： ? y〞 = － (6 ) = (kPa) 不計(jì)揚(yáng)壓力： ? y〞 = － (6 ) = (kPa) T： 計(jì)算截面沿上下游方向的寬度。 m） ㈠ . 承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度校核 壩趾抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài) ⑴ .基本組合時(shí)，設(shè)計(jì)狀況系數(shù) ψ =， 結(jié)構(gòu)系數(shù) rd = r0 ψ S( ) ⑵ . 偶然組合時(shí)，設(shè)計(jì)狀況系數(shù) ψ =， 結(jié)構(gòu)系數(shù) rd = r0 ψ S( ) ㈡ . 正常使用極限狀態(tài) 壩踵不出現(xiàn)拉應(yīng)力 故設(shè)計(jì)狀況系數(shù)、作用分項(xiàng)系數(shù)和材料性能分項(xiàng)系數(shù)均采用 代入計(jì)算。墻身采用與壩體連成整體的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，并在壩體橫縫處留伸縮縫，并設(shè)止水。路面有適當(dāng)?shù)臋M向坡度，中間比兩側(cè)稍高，利于排水，并設(shè)置相應(yīng)的排水設(shè)施，將路面雨水排向上游或壩身排水設(shè)備中。是永久性的，縫內(nèi)不灌漿，不設(shè)鍵槽，必須設(shè)止水設(shè)備。取 2cm。 第一道止水片距上游面 ，以后各道止水設(shè)備間的距離為 。 2. 縱縫 縱縫是為適應(yīng)混凝土的澆筑能力和施工期混凝土的散熱而設(shè)置的臨時(shí)縫。 ㈢ .排水 壩體排水是在上游防滲層之后，沿壩軸線方向布置一排豎向排水管。 為保持壩體穩(wěn)定，壩基開挖形狀為鋸齒形?；坏貐^(qū) 15m。 依據(jù)： 黃河水利出版社出版，書號為： ISBN780621710X/TV 二 . 要求 溢流壩設(shè)計(jì)時(shí)既要滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，還要滿足下列要求： 1. 有足夠的泄洪能力； 2. 應(yīng)使水流平順地通過壩面，避免產(chǎn)生振動(dòng)和空蝕； 3. 應(yīng)使下泄水流對河床不產(chǎn)生危及壩體安全的局部沖刷； 4. 不影響樞紐中其他建筑物的正常運(yùn)行等。該孔口型式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，管理方便，僅適用于淹沒損失不大的中小型工程。胸墻的作用是降低閘門高度。 Q0 ：通過泄水孔、水電站及其建筑物的下泄流量。 ⑵ . 單寬流量的選擇 單寬流量 q 是決定孔口尺寸的重要指標(biāo)， q 的選定必須綜合地質(zhì)條件、下游河道的水深、樞紐布置和消能工的設(shè)計(jì)，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選定。 m)。 L= Q 溢 /q = 3340/70 = n == 個(gè) 確定 n=5 個(gè) 。 ⑴ . 剖面設(shè)計(jì)水頭 Hd與實(shí)際水頭 H0 結(jié)合我國工程實(shí)際運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) Hd=（ ~） Hmax 。 由于下游水位小于堰頂高程，所以 hs＜ 0，又 P/ H0＞ 2，所以 ? s= 是正確的。 本設(shè)計(jì)采用挑流消能，選擇挑射角 α =25176。上游堰面曲線與堰頂之間用三段弧連接。 x、 y : 以溢流堰頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的坐標(biāo)， x 以向下游為正 ， y 以向下為正。 3. 下部反弧段 通常采用圓弧曲線，中心角 θ 2=25176。 h ：校核洪水位閘門全開時(shí)反弧段最低點(diǎn)處的水深。 = (m) m(h+Rcosθ 2)= (+176。上游面設(shè)計(jì)成鉛直壩面，反弧段根據(jù)消能設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整。 挑流式消能是利用挑流鼻坎，將下泄的高速水流拋向空中，然后自由跌落到距壩腳較遠(yuǎn)的下游水面，與下游水流相銜接的消能方式。 ⑴．挑流鼻坎的型式、高程及挑角的確定 ① . 挑流鼻坎型式 挑流鼻坎的型式一般有連續(xù)式、差動(dòng)式、窄縫式和扭曲式。 ② . 挑流鼻坎高程 連續(xù)式挑流鼻坎的最低高程一般應(yīng)高于下游最高水位 1~2m。 ~35176。 =x/ x= (m) L=+1 = (m) ⑵ . 挑距估算 ① . 水上挑距的計(jì)算 L1=(v12cosα sinα /g)[1+√ 1+2g(z H0/ v1sin2α )] Z ： 上下游水位差。水庫水位取校核水位時(shí) H0=。 = β = ④ . 沖刷坑深度 tp= = = T=tpht = = ③ . 水下挑距的計(jì)算 L2=tp/tgβ == (m) ⑤ . 挑距的計(jì)算 L =L1+L2 =+ = ⑶ . 沖刷坑上游坡度 i i=T/ L ==＜ 所以沖坑不會危及溢流壩的安全。 鼻坎挑角： α =25176。 ( s i n 5 1 . 3 4 186。/ 2 ) 揚(yáng) U 1 2 0 . 6 5 4 8 . 1 8 0壓 U 2 8 . 6 6 4 3 . 1 8 / 2 4 3 . 1 8 ( 2 / 3 ) 2 4 . 0 9 = 4 . 7 0 力 U 3 8 . 6 6 5 . 0 0 U45 . 0 0 2 5 . 9 9 / 2 力 矩 （KN 鼻坎坎頂高程： + W11 / 2 2 4 . 9 8 2 2 . 2 9 2 4 W22 1 . 6 5 4 0 . 4 2 2 4 W37 . 7 6 4 3 . 9 4 2 4 靜水j P 1 1 / 2 4 721 0 47/3= 壓力 P 2 1 / 2 1 021 0 10/3= 動(dòng)水 Px壓力 Py泥沙 P m1 1 / 2 9 . 5 2 4 . 52tg2( 4 5 176。摩擦系數(shù) f Rk?、粘聚力 f Rk?的材料性能分項(xiàng)系數(shù)分別為 、 。 K ： 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。 )=1/ rd （ f R?∑ W+ ? R?A） =( + )/ =（ kN） r0 ψ S( )、 R( )= =120 （ kN） 1/ rd R( ㈢ .應(yīng)力分析 （依據(jù)： 中國水利水電出版社出版，書號為： ISBN7801245202/TV m） ； 不計(jì)揚(yáng)壓力時(shí)， ∑ W= ， ∑ M=（ KN 2. 壩體內(nèi)部應(yīng)力計(jì)算