【正文】 通洞，開挖斷面 179。流域內(nèi)由于地勢高差懸殊，因此立體氣候顯著，海拔 1700m 以下屬亞熱帶氣候， 1700～ 3500m 呈現(xiàn)山地溫帶氣候， 3500m以上為山地寒帶氣候。支流螞蝗溝、咔日溝、泥巴溝降水較多，年降水量在 1000～ 1400mm。本流域夜間降雨較多，有 夜雨晝晴的特點。調(diào)壓室地段地面坡度 45～55176。調(diào)壓室頂部巖體完整性差，為Ⅳ類巖體；井身段大部份圍巖為Ⅲ類，局部Ⅳ類。傾向岸里；接觸帶巖體較破碎，屬Ⅳ～Ⅴ類圍巖；侵入巖中圍巖以Ⅱ類為主，局部Ⅲ類 ，斷裂破碎帶及其影響帶為Ⅳ類。 交通條件 本工程地處寶興河支流東河上，首部樞紐～寶興縣城現(xiàn)有公路相通，寶興縣 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 6 城至廠 、壩 區(qū) 均 為三級公路，混凝土路面。寶興縣城距雅安市為 72km，距成都為 218km。 壩址河谷不對稱，左岸巖石裸露、坡陡，右岸山坡較緩，基巖被山麓堆積物所覆蓋。樞紐布置方案考慮如下： 方案 I：主河槽從右到左分別為底孔部分、泄洪沖沙閘及非溢流壩部分，兩岸山坡為非溢流壩部分。校核洪水泄洪時，保護(hù)電站不受淹沒的工程措施復(fù)雜。電站布置在隧洞出口，洞長約 450m。故以方案 II 為推薦方案。 方案比較 根據(jù)以上情況綜合分析如下： 拱壩方案：河谷斷面較寬，兩岸不對稱，不是“ V”字形，且在壩軸線上存在大斷裂，地形地質(zhì)條件均不符合要求，故該方案不可取。漿砌石重力壩雖然節(jié)約了水泥用量，當(dāng)?shù)厥蟽湄S富，但加工成條石難度大，機(jī)械化施工程度低，故不可取。 超高值Δ h 的計算 （ 1）基本公式 壩頂高程應(yīng)高于校核洪水位，壩頂上游防浪墻頂高程應(yīng)高于波浪頂高程，防浪墻頂至設(shè)計洪水位或校核洪水位的高差Δ h，可由式（ 41）計算。校核洪水位時，采用多年平均風(fēng)速 19m/s， 設(shè)計洪水位時，采用風(fēng)速高度修正19?=（本應(yīng)采用重現(xiàn)期為 50 年的最大風(fēng)速）。波高 lh ，當(dāng)20VgD=20250 時，為累計頻率 5%的波高 %5h ，當(dāng)20VgD=2501000 時，為累計頻率 10%的波高 %10h 。波高 lh ，當(dāng)20VgD=20250 時，為累計頻率 5%的波高 %5h ，當(dāng)20VgD=2501000 時，為累計頻率 10%的波高 %10h 。 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 13 圖 41 重力壩的基本剖面圖 確定壩基高程 校核洪水位為 ，設(shè)計洪水位為 ，正常蓄水位為 1532m。 因此，最大壩高為 28m 壩頂防浪墻的高度 為 。 擬定剖面尺寸 根據(jù)規(guī)范 SL31920xx規(guī)定，非溢流壩段的基本斷面呈三角形，其頂點宜在壩 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 14 頂附近。 壩坡的擬定 考慮壩體利用部分水重增加其抗滑穩(wěn)定，根據(jù)工程實踐，下游邊坡系數(shù)m=～ ，取 。設(shè)計時應(yīng)從這兩類組合中選擇幾種最不利的、起控制作用的組合情況進(jìn)行計算，使之滿足規(guī)范中規(guī)定的要求。 BHU 21 ?? （ 5— 3） 12 HBU ??? （ 5— 4） 23 21 HBU ??? （ 5— 5） 1214 )(21 BHHHU ?? ??? （ 5— 6） ： ?????? KNBHU 4 4 ? ??????? KNHBU 3 ?? 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 19 ???????? KNHBU 2121 23 ?? ????????????KNBHHHU)()(21 1214 ?? ?????????? KNUUUUU 1 9 8 1 4 4 44321 ： ?????? KNBHU 4 3 ? ??????? KNHBU 2 1 ?? ???????? KNHBU 23 ?? ???????????? KNBHHHU )()(21 1214 ???????????? KNUUUUU ： ?????? KNBHU 1 8 ? ??????? KNHBU 3 ?? ???????? KNHBU 23 ?? ???????????? KNBHHHU 9 )()(21 1214 ???????????? KNUUUUU ： 泥沙壓力計算公式： 2 2 01 ta n 4 522ss s b sPh ?? ???????? （ 5— 7） sb? —— 泥沙的浮容重，取 3/9 mKNsb ?? ， sb? —— 壩前淤沙厚度， mhs ? ， s? —— 淤沙的內(nèi)摩擦角 ，取 ?s? 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 20 2 2 01 ta n 4 522ss s b sPh ?? ???????? （ 5— 8） )(t a 022 ????? = ： 由于壩前水深大于半平均波長 2/mLH? ，波浪運(yùn)動不受庫底約束，判斷波浪為深水波。一般有以下幾種情況：①壩基面；②壩基內(nèi)軟弱層面；③巖基緩傾角結(jié)構(gòu)面；④不利的地形；⑤碾壓混凝土層面等。當(dāng)接觸面水平時，其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的計算公式為： ? ??? PUWfK s /)( 式（ 5— 10） 式中， sK — 抗滑穩(wěn) 定安全系數(shù)，計算值應(yīng)不小于表 36中的規(guī)定值； f — 接觸面間的摩擦系數(shù)； ?W — 接觸面以上的總鉛直力， KN。sK 的計算公式為： ?? ???P AcUWfK s39。sK — 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)計算值； 39。 ???R — 構(gòu)建及構(gòu)建抗力函數(shù)， AcWffRkmk 39。 kQ — 可變作用標(biāo)準(zhǔn)值 ， kN。 設(shè)計情況 ?????sK 1 7 0 3 5 ) 2 5 4 6 2(39。 邊緣應(yīng)力的計算 計算公式如下： 26 B MBWyu ?? ??? （ 512） 26 B MBWyd ?? ??? （ 513） 式中， ?W — 作用于計算截面以上全部荷載的鉛直分力的總和， KN。 校核情況 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 25 0 8 8 0623 22 ??????? ?? ayu MPB MB W? aayd MPMPB MB W 2 4,2 0 8 8 0623 4 6 26 22 ??????? ??? 滿足強(qiáng)度要求。 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 27 6 沖沙泄洪閘設(shè)計 閘址選擇 閘址選擇是水閘設(shè)計中的一項重要內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)水閘的功能、特點和運(yùn)行要求，綜合考慮地形、地質(zhì)、水流、潮汐、泥沙、凍土、冰情、施工、管理及周圍的環(huán)境等因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選定最佳方案 。 閘孔設(shè)計 閘孔設(shè)計包括：選擇堰型、確定閘室底板頂面高程（簡稱 底板高程）、單孔尺寸及總尺寸。 確定底板高程 為了能更好地實現(xiàn)泄流、沖砂的目的，選擇閘室底板高程應(yīng)盡量低一些，根據(jù)相關(guān)地質(zhì)資料能推出，原河床高程應(yīng)為 左右，擬定為 ，故閘室底板高程設(shè)計為 ，無坎進(jìn)水口，利于排砂泄流。 圖 61 平底寬頂堰孔口出流泄流能力計算簡圖 按照孔口出流公式計算泄流能力，采用公示（ 61）計算： )(2 0 cc hHgBhQ ?? ? （ 61） （ 62） ?????? ???2)(1Haa y 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 29 式中： Q—— 正常蓄水下泄流量， m3/s； B—— 孔口凈寬， m； hc—— 收縮斷面水深， m， he=ɑyɑ， ɑ 為孔口高度， ɑy為孔口水舌的垂直收 縮系數(shù)，按公式（ 32）計算求得。 （ 6— 3） 代入數(shù)據(jù)計算得： B= ? ? ?????(m) 故本設(shè)計采用閘數(shù) N=3，每空凈寬 b = m ，則總凈寬為 B = 3? = 水閘的消能防沖設(shè)計 水流經(jīng)過水閘流向下游時，因具有較大的上下游水位差，同時閘孔寬度一般都小于上下游河寬，使過閘水流比較集中，單寬流量加大。 消能防沖采用 長的混凝土護(hù)坦與下游河道銜接，護(hù)坦底坡 3%，護(hù)坦上部設(shè) 厚的 C40HF 耐磨砼，護(hù)坦尾部設(shè) 24m 長的鋼筋籠裝大卵（塊）石回填保護(hù)。最大壩高 ，為 C15混凝土重力式結(jié)構(gòu)。 22321 )(22cs hgqgmqH?? ?????????? 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 31 表 61 尾坎淹沒系數(shù) s? 的值 10/hhn ≤ σ s 0 0 5 5 0 0 0 5 5 10/hhn σ s 5 5 5 0 0 1 5 0 注 nh 為尾坎以上的淹沒深度， 10h 為包括流速水頭的坎上總水頭。 jssj LLL ??? (6— 6) )( ccj hhL ?? （ 6— 7） 式中： Lsj—— 消力池長度， m； Ls—— 消力池斜坡段水平投影長度， m，規(guī)范要求消力 池斜坡段坡度不得 陡于 1∶ 4，本次設(shè)計無斜坡段，故為 0； Lj—— 自由水躍長度， m； β —— 水躍長度校正系數(shù)，可采用 ~，取值為 。 m)]； △ H—— 閘孔泄流時的上、下游水位差， m； K1—— 消力池底板計算系數(shù)，可采用 ~； K2—— 消力池底板安全系數(shù)，可采用 ~； U—— 作用在消力池底板面的揚(yáng)壓力， KPa； W—— 作用在消力池地板頂面的的水重， KN； Pm—— 作用在消力池底板上的脈動壓力， KN，其值可取躍前收縮斷面流速 水頭值得