【正文】 s， 多年平均來水量為 億 m3。 鐵路 ： D 城為樂萬鐵路車站，由 B 城至 D 城 180KM,至工地有 53 公里。 樞紐組成建筑物 1）大壩 ：布置在 1壩軸線上； 23 2）溢洪道 ：堰頂高程為 ； 3）水電站 ：裝機容量 9000KW， 3 臺機組，廠房尺寸為 309m2； 4）灌溉 ：主要灌區(qū)位于河流右岸，渠首底高程 102m，灌溉最大引用流量 ，相應渠道最大水深 ，渠底寬 ，渠道邊坡 1:1； 5）水庫放空隧洞 ：為便于檢修大壩和其它建筑物，擬利用導流隧洞作放空洞，洞底高程為 ，洞直徑為 。 3）石料 ：可在壩址下游附近開采，石質為石灰?guī)r及砂巖，質地堅硬，儲量豐富，其性能見表 。（濕） 33176。 3）水工建筑物的級別：根據水工建筑物級別的劃分標準，Ⅱ等工程的主要建筑物為 2級水工建筑物，所以本樞紐中的攔河大壩、溢洪道、水電站建筑物、灌溉渠道、水庫放空隧洞為2 級水工建筑物；次要建筑物筏道為 3 級水工建筑物。該河道彎曲相當厲害，尤其樞紐布置處更為顯著形成 S形， 1壩址處沒有雄厚的山脊作為壩肩，左岸陡峭，右岸相 對平緩，峽谷不對稱，成不對稱的“ U”型，下游河床開闊，無建拱壩的可能。進口設有攔污柵、進水喇叭口、閘門室及漸變段；洞身采用鋼筋混凝土襯砌；出口段設有一彎曲段連接渠首，并采用設置擴散段的底流消能方式。起運平臺高程 平臺尺寸為 30 20m2， 上游坡不陡于 1:4，下游坡不陡于 1:3。 泄水建筑物：溢洪道布置在大壩右岸的天然埡口處。 綜合考慮各方面因素，最后確定樞紐布置直接繪制地形地質平面圖，見附圖一。石料可以用采石場開采，采石場可用壩軸線下游左岸山溝較合適，其石質為石灰?guī)r、砂巖，質量良好，質地堅硬，巖石出露，覆蓋淺，易開采。壩體材料單一，施工工序簡單，干擾少；壩體防滲部分厚大，滲 透比降比較小，有利于滲流穩(wěn)定和減少通過壩體的滲流量，此外壩體和壩基、岸坡、及混凝土建筑物的接觸滲徑比較長，可簡化防滲處理。 2）多種土質分區(qū)壩 。故也不選用斜墻壩。 通過以上分析認為宜選用心墻壩。 2）下游壩坡 ：從壩頂至壩趾依次為 1： ； 1： ； 1： 。 最后需預留一定的壩體沉降量，此處取壩高的 %。 表 安全加高 A （單位： m） 運用情況 壩的級別 1 級 2 級 3 級 5 級 正常 非常 該壩屬于 2 級水工建筑物，安全加高分別?。赫＿\用情況下 ，非常運用情況下 。 兩種計算成果見表 。 自行繪制剖面簡圖 。 2）防滲體超高 防滲體頂部在靜水位以上超高，對于正常運用情況（如正常蓄水位、設計洪水位）心墻為～ ，取 ，最后防滲體頂部高程取為 +=。保護層可采用砂、砂礫或碎石，其厚度不小于該地區(qū)的凍深或干燥深度，此處取 ，上部碎石厚 50cm；下部礫石厚 30cm，具體見壩頂部構造。 2）棱體排水：可降低浸潤線，防止壩坡凍脹和滲透變形，保護下游壩腳不受尾水沖刷，且有支撐壩體增加穩(wěn)定的作用，且易于檢修，是效果較好的一種排水型式。 堆石棱體排水尺寸 頂寬： 。超高取 ，所以頂部高程為 += 。 上述兩式同樣適用于選擇第二、三層反濾料 ,當選擇第二層反濾料時，以第一層反濾料為被保護土，二選擇第三層反濾料時，則以第二層反濾料為被保護土。當被保護土含有大于 5mm 的顆粒時，則取其小于 5mm 的級配確定小于 的顆粒含量百分數及計算粒徑 85d 。 的顆粒含量為 15%～ 39%的粘性土按式mmdAD ))(40( 8515 ???? 設計反濾層。式中 15d 應為被保護粘性土全料的 15d ，若 154 mm 時 15D 不小于 。初步擬定結果分述如下。 3）護坡墊層 見下面的護坡設計。 2）下游護坡：下游設厚度為 40cm 的碎石護坡，護坡下面設厚度為 40cm 的粗砂墊層。墻身每隔 15m布置一道設有止水的沉陷逢，墻頂設有高 的燈柱。 壩面排水 1）布置 在下游壩坡設縱橫向排水溝。 壩體與岸坡連接處應設置排水溝，以排除岸坡上游下來的雨水。 自行繪制構造簡圖 。 3） 河洛 嘴大溶洞：經勘探后分析對大壩及庫區(qū)均無影響，為安全起見，可修筑土鋪蓋，用水泥砂漿填縫。而覆蓋層也較左岸厚，采用截水槽的方式與基巖相連。 右壩肩到右灘地坡積風化層處理與左岸相同，基巖開挖角不宜太大。 2）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，即平均流速 v等于滲透系 213 數 K與滲透比降 i的乘積， v=K i。 滲流分析的方法 采用水力學法進行土石壩滲流計算，將壩內滲流分為若干段，應用達西定律和杜平假設，建立各段的運動方程式，然后根據水流的連續(xù)性求解滲透流速、滲透流量和浸潤線等。 壩軸線到下游壩趾處的寬度： D=3+（ ） +2+（ ） +（ ） +2+（ ） = L=Dδ /2[（ ） ++（ Z 下 ） ]=+ 下 。 表 心墻及其下游壩殼單寬流量計算結果 計算情況 Z 上 （ m） Z 下 （ m） H1 （ m） H2（ m） d （ m） D （ m） L (m) q (1 105m3/(s 查設計資料砂土抗剪強度指標 1 2 3 30 ?? ? ? ? ? ? ，由于設計原始資料中無相關數據，在此也無法提供實驗數據，故假設 ? ???? ， ? ??? ， ? ???? ， 1 2 3 13 ?? ? ?? ? ? ? ? ?，代入上述方程得 m = =（ 2 級水工建筑物正常運用情況下）， 12= 。成直線布置在右岸的天然埡口，如地形地質平面圖所示。 為提高泄洪能力，渠內流速 v4m/s。 由計算可以擬定引水渠底 寬 B=90m. 引水渠與控制堰之間設漸變段，采用圓弧連接，圓弧半徑 R=10m，圓弧的圓心角為 90176。本工程是以灌溉發(fā)電為主的中型工程，采用平面鋼閘門控制。 中墩寬取 ，邊墩寬取 ，閘室寬度 B=7 10+2 +6 =90m。 因為堰頂到下游水面的水平距離不大，只有 120m 左右，考慮到泄槽設計、施工的方便和簡單，以及水流的流態(tài)等各種因素，泄槽采用等寬，同一坡率布置。 尾水渠 其作用是將消能后的水流較平穩(wěn)的泄入原河道，同時為了防止小流量產生貼流、淘刷鼻坎，鼻坎下游設置長 L=50m 的護袒。m） ； ki —— 臨界坡降； B—— 泄槽首段寬度， m； g—— 重力加速度， m/s2； kB —— 相應臨界水深的水面寬， m； kA 、 kc 、 kR 、 kC —— 臨界水深時對應的過水斷面積（ m2）、濕周（ m）、水力半徑（ m）、謝才系數。 3）溢洪道泄槽正常水深計算 計算結果見表 219 表 溢洪道泄槽正常水深計算結果 計算情況 Q B i 假設 h0 0A 0c 0R n 0C 0 0 0 0K A C R= 00QKi? 設計水位 1340 90 1/4 校核水位 1660 90 1/4 4）泄槽水面線計算 假設堰下泄槽起始斷面的計算水深取泄槽臨界水深， 設計洪水位（正常蓄水位）： 1 h m== ， 2 = 校核洪水位： 1 h m== ， 2 = 采用分段求和法，按水深進行分段，具體計算結果見表 。 計算結果見 表 。鼻坎高程高出下游最高水位（設計時 、校核 時 ） 1～ 2m，取 ，反弧半徑 R=10m。 計算結果見表 。 表 沖刷坑深度計算結果 計算情況 Z 上 （ m） Z 下（ m） H（ m) a q H2(m) kt kt? 設計水位 校核水位 4）安全驗算 7 .3 5 ( ) 2 .5 ~ 5 .06 .6 7kL t ????? ? 設計（校核），安全?？v橫向分縫距離分別取為 10m、 20m，縫下設縱橫向排水溝，并設有銅片止水裝置，在排水溝頂面鋪瀝青麻片，以防止施工時水泥漿或運用時泥沙堵塞排水溝，各橫向排水溝的水流應通過泄槽兩側的縱向排水溝排往下游，縱向排水管設置兩排，以保證排水通暢。 設計水位到引渠終點渠底的高 H 引 =+= 引水渠流速 V 引 =Qmax/（ H 引 L0） =1340/（ 58） =4m/s，滿足要求。 ① WES 剖面的流量系數 m m的值主要取決于 1/ dPH、 0/ dHH的值。 單寬流量 31340 2 3 . 1 0 /4 5 0 8Qq m s mn b d? ? ? ??? ③控制堰最大泄流能力 閘門型式選用平板鋼閘門，最大泄流能力按閘門敞開 計算，即相對開度 n=1，最大泄流能力 3max 13 40 /Q m s? ，閘室高定為 7m。 基本計算方法 采用逐段試算法進行計算。 1 1 2 3 .1 1 0 .4 7 /2 .2 1qv m sh? ? ? 2 2 2 3 .1 1 1 .2 5 7 /2 .0 5 2qv m sh? ? ? 121 ( ) 1 0 .8 5 5 /2v v v m s? ? ? 011015 8 2 . 2 1 2 . 0 5 42 5 8 2 2 . 2 1LhRmLh? ?? ? ?? ? ? 022025 8 2 . 0 5 2 1 . 9 1 62 5 8 2 2 . 0 5 2LhLh? ?? ? ?? ? ? 2 211 1 1 0 .4 7 5 .5 92 2 9 .8 1v mg? ???? 2 222 1 1 1 .2 5 7 6 .4 62 2 9 .8 1v mg? ???? 22224 / 3 4 / 30 . 0 1 4 1 1 . 2 5 7 0 . 0 0 9 2 61 . 9 8 5nvJ R ?? ? ? 222 2 1 121121( c os 14 ) ( c os 14 )22vvhh ggl iJ???? ? ??? ?( 2 . 0 5 2 0 . 9 7 6 . 4 6 ) ( 2 . 2 1 0 . 9 7 5 . 5 9 )0 . 2 5 0 . 0 0 9 2 6? ? ? ? ?? ?= 其余各流段的計算完全相同，為清晰起見，采用列表法進行，如下表所示： 1h值 (M) 012 ( co s )qg H h??? (m) 26 ()hm ( / )vms v ( / )ms ()Rm ()Rm 2()2v mg? J ()lm? l?? 根據表中數據，繪制水面線見下圖： 27 計算公式： (1 )100b vhh??? 自然摻氣開始發(fā)生點（即臨界點位置） kL 按經驗公式求解： 0. 53 0. 531 4 .7 1 4 .7 2 3 .1 7 7 .6kL q m? ? ? ? 從水面線上得出在 kL 處流速為 ， h=，代入計算公式 得： ? 。 23. 1 / 。 5 設計成果說明 此章