【正文】 30 年后壩前淤積高程為 2765m。 壩址區(qū)地層以玄武巖為主，間有少量 火山角礫巖和凝灰?guī)r穿構(gòu)，對(duì)其巖性分述如下： （ 1） 玄武巖 一般為深灰色、灰色、有含泥量氣孔，為綠泥石、石英等充填，成為杏仁狀構(gòu)造，并間或有方解石石脈，石英脈等穿其中，這些小脈都是后來沿裂隙充填進(jìn)來的。 表 壩基巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)表 巖石名稱 比 重 Δ 容重γ（ KN/m3） 采用抗壓強(qiáng)度（ MPa） 半風(fēng)化玄武巖 50 破碎玄武巖 50－ 60 火山角礫巖 35－ 120 軟弱玄武巖 10－ 20 堅(jiān)硬玄武巖 100－ 160 多氣孔玄武巖 70－ 180 7 表 全風(fēng)化玄武巖物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)表 天然含水率 W% 干容重 γKN/3m 比重 Δ 液限 Wl 塑限 Wp 塑性指數(shù) IP 壓縮系數(shù)α 浸水固結(jié)塊剪力 0～ cm3/KN 3～ 4 cm3/KN 內(nèi)摩擦角 Φ 凝聚力 KPa 滲透性：經(jīng)試驗(yàn)得出發(fā)值為 ～ 。壩基部分沖積層厚度最大為 32m，一般為 20 米左右。 沖積層的滲透性能：經(jīng)抽水試驗(yàn)后得滲透系數(shù) K 值為 3 102cm/s～ 102cm/s。54′ 最小值 35176。25′ 8 小值 平均值 37176。 以上兩種試驗(yàn)的土樣系擾動(dòng)的。 水文地質(zhì)條件 本區(qū)地形高差大，表流占去大半，缺乏強(qiáng)烈透水層，故地下水不甚豐富，對(duì)工程比較有利。 地震烈度 本地區(qū)地震烈度定為 7 度，基巖與鋼筋混凝土之間磨擦系數(shù)取 。粘性土料料場(chǎng)于上游有 9 三處，下游兩處，總量 190 萬 m3。石料堅(jiān)硬玄武巖可作為堆石壩石料，儲(chǔ)量較豐富，總儲(chǔ)量 450 萬 m3，在壩址附近有石料場(chǎng)一處，覆蓋層淺，開采條件較好。 30′ 35176。 10′ 36176。 40′ 4＃上 35176。 10′ 36176。 00′ 36176。 50′ 4＃下 36176。庫區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)有價(jià)值可開采的礦產(chǎn)。 13 4 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算 防洪標(biāo)準(zhǔn) 該工程主要建筑物級(jí)別為 2 級(jí)，根 據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（ GB5020194）規(guī)定 2 級(jí)建筑物土壩堆石壩的防洪標(biāo)準(zhǔn)采用 100 年一遇設(shè)計(jì)， 2020 年一遇校核，水電站廠房防洪標(biāo)準(zhǔn)采用 50 年一遇設(shè)計(jì)， 500 年一遇校核。設(shè)計(jì)洪水過程線成果見表 。泄洪隧洞采用無壓流，由于受地形條件影響，又需要滿足無壓 要求，故避免閘門做大而不經(jīng)濟(jì)和方便運(yùn)行管理，進(jìn)口采用 wes 型實(shí)用堰。 2302 HgmbQ ? 15 m—— 自由出流系數(shù)，取 ； b—— 溢流孔寬； H0—— H0=H+α v2/2g， H 堰上水頭，考慮上游堰前水域開闊，取 H0=H。一、五兩方案堰頂高程均為 2810m，第五方案庫水位較低，與第一方案相比相差甚小，洞 寬相對(duì)較大，故選擇第一方案較為合適，即堰頂高程為 △ Z=2810m，溢流孔口凈寬 B=8m,設(shè)計(jì)水位 ，校核水位 ，設(shè)計(jì)泄洪流量 ,校核泄洪流量 。較高的混凝土重力壩 也要求修建在巖石基礎(chǔ)上，并且需要消耗大量水泥。 擋水建筑物─土壩 擋水建筑物按直線布置，土壩布置在河彎地段上。樞紐平面布置見圖 。 土石壩按其施工方法可分為碾壓式土石壩、拋填式堆石壩、定向爆破堆石壩、水中倒土壩和水力 沖填壩。從本工程來看，經(jīng)探明壩址附近可筑壩的土料只有 190 萬 m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足均質(zhì)壩填筑土料數(shù)量上的要求，因此從材料上考慮均質(zhì)壩方案是不宜采用的。 斜墻壩土質(zhì)防滲體設(shè)在上游或接近上游面，該壩型斜墻與壩體施工干擾小，但其抗震性和適應(yīng)不均勻沉降的性能不如心墻壩。 21 由上述比較可以看出，斜心墻壩綜合了心墻壩與斜墻壩的優(yōu)缺點(diǎn)，斜心墻有足夠的斜度，能減弱壩殼對(duì)心墻的拱效應(yīng)作用；斜心墻壩對(duì)下游支承棱體的沉陷不如斜墻那樣敏感，斜心墻壩的應(yīng)力狀態(tài)較好，因而最終采用斜心墻壩的方案。 壩頂高程在水庫正常運(yùn)用和非常運(yùn)用期間的靜水位以上應(yīng)該有足夠的超高，以保證水庫不漫頂，其超高值 y 按下式計(jì)算： AeRy ++= 式中： R—— 最大波浪 在壩坡上的爬高， m； e—— 最大風(fēng)壅水面高度， m； A—— 安全加高， m，根據(jù)壩的等級(jí)，設(shè)計(jì)運(yùn)用條件時(shí)取 ，非常運(yùn)用條件是取 ； 根據(jù) “規(guī)范 ”，計(jì)算大壩波浪爬高時(shí)，所采用設(shè)計(jì)風(fēng)速：正常運(yùn)用條件下為多年平均最大風(fēng)速的 倍，非常運(yùn)用條件下，采用多年平均最大風(fēng)速， 根據(jù)氣象資料統(tǒng)計(jì)， E江 水庫多年平均最大風(fēng)速為 ， 最大吹程為 12km。根據(jù)計(jì)算該水庫在設(shè)計(jì)條件下和校核條件下的 累積 概率 P=1%的經(jīng)驗(yàn)系數(shù) Kp 值為 。按《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL293— 97），水工建筑物抗震計(jì)算的上游水位可采用正常最高蓄水位，地震區(qū)的地震涌浪高度，可根據(jù)設(shè)計(jì)烈度和壩前水深，一般涌浪高度為 ～ ，該水庫地震涌浪高度取用 ，不考慮地震作用的附加沉陷計(jì)算。根據(jù)“規(guī)范”規(guī)定，壩頂無特殊要求時(shí)，高壩的頂部寬度可選用10~15m，中低壩可選用 5~10m。在滿足穩(wěn)定要求的前提下，應(yīng)盡可能使壩坡陡些，以減小壩體工程量。 按規(guī)范棱體頂面高程高出下游最高水位 1m為原則，校核洪水時(shí)下游水位可由壩址流量水位曲線查得為 ，最后取棱體頂面高程為 ，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。 （ 2） 壩基防滲 25 由壩址處地質(zhì)剖面圖，可知該壩基為砂礫石地基，對(duì)砂礫石地基防滲措施主要有開挖截水槽回填粘土、混凝土防滲墻、帷幕灌漿等措施。土料設(shè)計(jì)主要任務(wù)是確定粘壤土的填筑干容重、含水量，礫質(zhì)土的礫石含量、干容重、含水量，砂礫料的相對(duì)密度和干容重等指標(biāo)。根據(jù)國內(nèi)外的筑壩經(jīng)驗(yàn)，常將粘土的填筑含水量控制在最優(yōu)含水量的 附近，其上下偏離最優(yōu)含水量控制 ?2%～ 3%。 粘性土的填筑含水量 Ｗ為 ： Ｗ =Ｗ P＋Ｂ （ 2） 計(jì)算成果 粘土料的設(shè)計(jì)成果見表 表 粘性土料設(shè)計(jì)成果表 料 場(chǎng) 1下 2下 1上 2上 3下 比重△ s 最優(yōu)含水量 設(shè)計(jì)干密度 (g/cm3) 塑限含水量 wp 填筑含水量 w 自然含水量 % 塑性指數(shù) 孔隙此 e 14 濕密度 ρ(g/cm3) 浮密度 ρ(g/cm3) 內(nèi)摩擦角Φ 粘聚力 (kpa) 186。 28186。 壩殼砂礫料設(shè)計(jì) （ 1） 計(jì)算公式 壩殼砂礫料設(shè)計(jì)指標(biāo)以相對(duì)密實(shí)度表示如下： 11minmax ??? eeDr，或ddr rrr rrrD )( )(m inm a xm a xm in?? ? 式中： emax—— 最大孔隙比， emax= 1/ min ?? rs ； emin—— 最小孔隙比， emin= 1/ max ?? rs ； e —— 填筑的沙、沙卵石、或地基原狀沙、沙卵石的孔隙比，e= 1/ ?? drs ； s? —— 沙粒比重； maxr —— 最大干容重，由試驗(yàn)求得； minr —— 最小干容重，由試驗(yàn)求得； dr —— 填筑的砂、砂 卵石或地基原狀砂、砂卵石的干容重。 （ 2） 計(jì)算成果 砂礫料的設(shè)計(jì)成果見表 30 表 砂礫料設(shè)計(jì)成果表 料場(chǎng) 4上 1上 2下 3下 不均勻系數(shù) 43 45 45 34 大于 5mm 礫石含量 % 45 48 46 42 比重△ s 設(shè)計(jì)干容重 ra 設(shè)計(jì)孔隙比 e 保持含水量 % 5 5 5 5 濕容重 ru 浮容重 r’ 內(nèi)摩檫角 36186。 35186。 粘聚力 0 0 0 0 滲透系數(shù) 102cm/s 2 2 2 2 （ 3）砂礫料的選用 除 3上 料場(chǎng)的不均勻系數(shù)不滿足要求外 ? ?30?? ，其余幾個(gè)料場(chǎng)，滲透系數(shù)、礫石含量、不均勻系數(shù)能滿足要求，故而都可作為筑壩的砂礫料。用兩個(gè)料場(chǎng)可能數(shù)量不足，可以 1上 、 2下 料場(chǎng)砂礫料作為輔助之用。 31 正常蓄水位：2 8 2 1 . 4 m1：31：2.52221：2.51：2.51：2.5壩基：2 7 5 0 . 0 m巖基：2 7 1 5 . 0 m設(shè)計(jì)洪水位：2 8 2 2 . 4 1 m壩頂高程：2 8 2 5 . 2 0 m壩基防滲墻頂高程 2 7 5 7 . 5 m2 8 0 0 . 2 0 m2 8 7 5 . 2 0 m2 7 5 6 . 3 m22 7 5 5 . 2 2 m正常蓄水位：2 8 2 1 . 4 m1：2.5221：2.51：2.5巖基：2 7 1 5 . 0 m設(shè)計(jì)洪水位：2 8 2 2 . 4 1 m壩頂高程：2 8 2 5 . 2 0 m2 8 0 0 . 2 0 m巖基：2 7 1 5 . 0 m正常蓄水位：2 8 2 1 . 4 m1：2.521：2.51：2.5巖基：2 7 1 5 . 0 m設(shè)計(jì)洪水位：2 8 2 2 . 4 1 m壩頂高程：2 8 2 5 . 2 0 m2 8 0 0 . 2 0 m巖基：2 7 1 5 . 0 mI—I斷面II—II斷面III—III斷面大壩縱斷面地質(zhì)剖面圖 圖 滲流計(jì)算示意圖 通過防滲體神流量： TD THKB HHkq )(s i n2 )( 1122121 ???? ? 通過防滲體后滲流量： TTL THKL THkq T )(2 )( 111212112 ? ???? 其中： 32 K—— 防滲體滲透系數(shù)， ,s/ 8 ； H—— 上游水深； H1—— 逸出水深； B—— 防滲體有效厚度； α —— 防滲體等效和傾角； K2—— 混凝土防滲墻滲透系數(shù)， ?? m/s； T1—— 下游水深； T—— 沖積層厚度，取最大值 35m； D—— 防滲墻厚度； K1—— 防滲體后滲透系數(shù)， 2 104m/s； KT—— 沖積層滲透系數(shù)， 2 104m/s； 假設(shè)： ① 不考慮防滲體上游側(cè)壩殼損耗水頭的作用； ② 由于沙礫料滲透系數(shù)較 大，防滲體又損耗了大部分水頭，逸出水位與下游水位相差不是很大，認(rèn)為不會(huì)形成逸出高度； ③ 對(duì)于岸坡斷面，下游水位在壩底以下，水流從上往下流時(shí)由于橫向落差，此時(shí)實(shí)際上不是平面滲流，但計(jì)算仍按平面滲流計(jì)算，近似認(rèn)為下游水位為零。 33 表 滲流計(jì)算成果表 計(jì)算情況 計(jì)算項(xiàng)目 正常蓄水位 設(shè)計(jì)洪水位 上游水深 H（ m） Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ 下游水深 t(m) Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ 0 0 Ⅲ Ⅲ 0 0 逸出水深 H1(m) Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ 滲流量 q（ 104M3/） Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ 總滲流量 Q（萬 m3/d） 滲透穩(wěn)定驗(yàn)算 斜心墻之后的壩殼，由于水頭大部分在防滲體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，而在防滲墻與粘土斜墻的接觸面按允許坡降設(shè)計(jì)估計(jì)問題也不大?？倽B流在正常蓄水時(shí)為 ，設(shè)計(jì)洪水時(shí)為，與同類工程相比顯然是很小的。 上下 游壩坡折線滑動(dòng)法計(jì)算 上下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果見表 。帳幕灌漿在此地存在可灌性問題。為此防滲墻頂部作成尖劈狀，兩側(cè)以高塑性粘土填筑，伸入斜心墻深厚度已經(jīng)確定為 ，底部深入基巖 ，尖劈頂寬 寬，詳見下文的構(gòu)造設(shè)計(jì)。 壩肩處理 壩肩兩岸為覆蓋層及全風(fēng)化巖石，深約 20m，性質(zhì)較差，為良好的透水料， 36 底部為半風(fēng)化巖石，性質(zhì)良好，但由于節(jié)理的作用，透水性也較強(qiáng)。 反濾層設(shè)計(jì) （ 1）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) .對(duì)于被保護(hù)土的第一層反濾料，考慮安全系數(shù)為 ~，按太沙基準(zhǔn)確定，即 ? 5~4/ 5/ 8515 1515 ??dD dD 式中， 15D 為濾料粒徑，小于該粒經(jīng)土占總土重的 15%， d85為被保護(hù)土粒徑，小于該粒徑的土占總土重的 85%， d15 為保護(hù)土粒徑，小于該粒徑的土占總土重的 15%。 表 反濾層設(shè)計(jì)成果表 護(hù)坡設(shè)計(jì) 上游護(hù)坡用于砌石因其抵御風(fēng)浪的能力較強(qiáng)，下游壩面直接鋪上 20cm 的碎石作為護(hù)坡 .上游護(hù)坡由至壩頂做至死水位以下（加設(shè)計(jì)浪高），為方便起見做 層數(shù) 部位 第一層 第二層 D50(mm