【正文】 式中 1H 換為 1H 、2H ，即 LHHHh ???? 221210 )( （ 46） 計算滲流量 L hHHKq 2 )( 2022 ??? （ 47） 用式 41 繪制浸潤線 (x軸與下游水面一致 )。滲流分析可為壩型初選和壩坡穩(wěn)定分析打下基礎。 如圖 31所示。由平面布置圖可知壩址處河床高程為 ,向下開挖 7m 清除砂卵石覆蓋層后期高程為 ，則壩高為 =，考慮到要預留1%的沉降里，則壩高為 ? （ 1+1%） =，取壩高為 ，壩頂高程為 。 壩頂高程計算 壩頂高程等于水庫靜水位與壩頂超高之和，按以下四種計算條件計算，取其大值：①設計洪水位加正常運用條件的壩頂超過；②正常蓄水位加正常運用條件的壩頂超高；③校核洪水位加非常運用條件的壩頂超高；④常蓄水位加非常運用條件的壩頂超高，再加地震安全加高。當泄水建筑物出口消能后的水流 沖 刷下游壩坡時， 要 比較調整尾水渠和采取工程措施保護壩坡腳的可靠性和經濟性，可采取其中一種措施，也可同 時采用兩種措施。附近有豐富的筑壩材料，便于布置泄水建筑物。本設計限于資料制作定性分析確定土石壩壩型選擇。 土石壩： 對地質的要求：河谷兩岸的巖基必須能承受由拱端傳來的推力，要在任何情況下都能保證穩(wěn)定，不致危害壩體的安全。 砂礫料 主要分布在河灘上，儲量為 205 萬立米，扣除漂石及圍堰淹沒部分，可利用的約 100— 151 萬立米。 青龍河為山區(qū)性河流，兩岸居民及耕地分散，除庫水位以下有一定淹沒外，浸沒問題不大， 且 庫區(qū)亦未發(fā)現重要礦產。選在河谷的狹窄段，這樣壩軸線短，工程量小，但要綜合考慮對于兩岸壩段要有足夠寬度和高度。二期建成，可調節(jié)水量 億 m3,年均發(fā)電量 9330 億 kwh，可全面解決冀東鋼鐵基地建設用水。 ～ 45176。；毛家村 j =37176。沙石料廠設在水庫下游 13km的鹿尾山，大楊莊、薛莊，總儲量 1176 萬 m3. 筑壩材料技術指標的選定 本工程經過試驗，并參考有關文獻資料及其他的工程的經驗，最后選定其筑壩材料的各項技術指標 見表 15。 (Ⅵ )水庫工程特征值 A. 樞紐下泄流量及相應下游水位 水庫上游設計洪水位為 ，相應下游水位為 ，庫容為 108m3，溢流壩相應的泄量為 1024m3/s；上游校核洪水位為 ，相應下游水位為 ，庫容為 108m3， 溢流壩相應的泄量為 1159 m3/s；上游正常蓄水位為 141m（與汛限水位同高）， 123456：均質土石壩樞紐建筑物設計 7 相應下游水位為 ；死水位為 ，相應的庫容為 108m3； 表 13 水庫技術經濟指標表 序號 名 稱 單 位 數 量 備 注 1 水庫水位 校核洪水位 (P=%) 米 考慮淤積 20 年 設計洪水位 (P=1%) 米 考慮淤積 20 年 興利水位 米 考慮淤積 20 年 汛限水位 米 考慮淤積 20 年 死水位 米 考慮淤積 20 年 2 水庫容積 總庫容 億立米 校核洪水位 設計洪水位庫容 億立米 序號 名 稱 單 位 數 量 備 注 防洪庫容 億立米 興利庫容 億立米 其中共用庫容 億立米 死庫容 億立米 3 庫容系數 % 4 調節(jié)特性 多年 建筑材料及筑壩材料技術指示的選定 當地天然建筑材料分布在壩址地區(qū)上、下游河灘及兩岸階地。由于采用的洪水計算數值中未考慮歷史 特大洪水的影響，故用萬年一遇洪水作非常保壩標準對水工建筑物進行復核。按二十年淤積高程，選定死水位 104m?？紤]到流域內人類活動對產流的影響，分別對未來規(guī)劃年 2020 年和 2020 年流域內耗水量進行了預測，得到個規(guī)劃年的徑流系列，如表 11 所示。多年平均氣溫約 10℃，年絕對最低氣溫為 ℃，最高氣溫為 ℃，月平均溫度變化較大，離壩址較遠的遷安站實測最高氣溫 39℃。河床寬約 300米，河床地面高程 85m，河床砂卵石覆蓋層平均厚度 5— 7 米，滲透系數 K=1 102 厘米 /秒。河道蜿蜒曲折，河谷寬度 400~100m不等，河道比降 1/400~1/600。由 水文，氣象資料初步擬定壩體剖面后，經過滲流分析，穩(wěn)定分析后驗證壩體的穩(wěn)定性性指標。 create favorable conditions for development of aquaculture. Key words: Dam design； Seepage analysis。通過對 青龍河 地形地質、水文資料、氣候特征的分析，結合當地的建筑材料，設計適合 的樞紐工程來幫助流域地區(qū)實現很好的經濟效益。 through the analysis, on the possible options, determine the hub of the building form, dimensions and water conservancy hub layout plan made in detail。 設計時注意的事項 是 ： 以嚴肅的態(tài)度對待資料，不自行修改或增減，一切必要的補充或修改必須征得指導教師的同意。 庫區(qū)工程地質條件 水庫位于高山區(qū)，構造剝蝕地形。庫區(qū)外巖層抗風化作用較強，庫岸基本上是穩(wěn)定的。河床壩基巖石構造較為發(fā)育，開挖揭露出斷層 40 余條，其中相對較大的有 10 多條。一次洪水持續(xù)時間一般 3— 5 天。由統計分析得知，某站多年平均淤沙量為 389t,多年平均含沙量為 ，多年平均侵蝕模數為 。但蓄水位按不超超過百年設計洪水位考慮，確定汛末興利水位為 141 米。 水庫利用異重流排沙。 123456：均質土石壩樞紐建筑物設計 8 砂礫料 主要分布在河灘上，儲量為 205 萬立米，扣除漂石及圍堰淹沒部分，可利用的約 100— 151 萬立米，其顆粒級配不連續(xù)，缺少蹭粒徑，根據野外 29 組自然坡度角試驗， 34 組室內試驗分析，統計成果如下： 自然么重 噸 /立米，軟弱顆料含量 %。 砂礫料的強度指標 j ， 試驗結果與實際出入較大，統計國內 12 座水庫資料，平均值在32176。 ～ 45176。 表 16 壩體土料的壓縮曲線 (r=),平均料徑 d50=。 工作日分析 根據沁水縣 1958 年 — 1963 年和 1970 年 — 1972 年九年降雨氣溫資料，參考其它土壩水庫氣溫，降雨停工標準，土料、砂礫料、石方、混凝土工程施工工作日確定如 表 18： 表 18 工程施工工作日表 類 別 土料 砂礫 隧洞石方 混凝土 一般石方 工作日 (天 /年 ) 253 307 302 250 292 2 樞紐布置 工程等級確定 根據資料可知，大壩為 2 級建筑物，正常應用洪水為 100 年一遇，非常運用洪水為 1000年一遇。庫區(qū)可溶性巖層分布于青龍河右岸，從隔水層分布、熔巖發(fā)育情況分析，水庫蓄水后向鄰近河流滲透的可能性很小。 筑壩材料 土料 壩址上、下游均有土料場，儲量豐富，平均運距小于 公里，根據 155 組試驗成果統計，土料平均粘粒含量為 %，粉粒 %，砂粉 %，其中 25%屬粉質粘土， %屬重粉質壤土， %屬中粉質壤土，平均塑性指數 ，比重 。 拱壩 ： 對地形的要求 是 左右兩岸對稱，岸坡平順無突變，在平面上向下游收縮的峽谷各段。大容量、多功能、高效率施工機械的發(fā)展 ，提高了土石壩建設的發(fā)展 。樞紐布置 要 考慮建筑物開挖料的應用。選擇泄洪建筑物形式時 要 優(yōu)先考慮采用開敞式溢洪道為主要泄洪建筑物。 因此，溢洪道修建于 右 岸山坡上。根據以往工程經驗，土石壩預留沉降量一般為壩高的 1%。 粘性土料的穩(wěn)定壩坡為一曲面，上不破竇，下部坡緩，所以用粘性土料做成的壩坡，常沿高度分成數段，每隔 10～ 30m，從上而下逐段放緩相鄰坡率差值取 或 . 123456：均質土石壩樞紐建筑物設計 18 由粉土、砂、輕壤土修建的均質壩，透水性較大，為了保持滲流穩(wěn)定，適當放緩下游坡 度。當壩強度足夠時，還可發(fā)揮支撐作用 ，增加穩(wěn)定作用。 (a)下游無水 (b)下游有水 圖 41 有排水的均質土壩滲透計算見圖 由于排水體的滲透系數大于壩體的滲透系數，故浸潤線將進入排水體時下 降加快，進入排水體后則驟降。 L? =11121 Hmm? 64321 3 ???== m 1L =（ 148141） 3+12+（ 148102） （ ） = m L= L? + L1 =+= m 代入式 45 得 LLHHh ???? 22210 )( = 9)( 22 ??? = 代入式 46 有 )(64 22 ? ???Kq = 由資料可知 K= ?? ㎝ /s 則滲流量為： q= ?? = ?? ㎡ /s 123456：均質土石壩樞紐建筑物設計 21 代入式 41 得浸潤線方程為 y2 =+ 將滲流曲線坐標值列入表 41 。本設計 采用水力學方法進行滲流分析。 壩體排水 壩體排水有棱體排水、貼破排水、壩內排水三種形式。該設計大壩壩高 71m屬于高壩，壩頂高度擬定為 12m. 壩坡選定 壩坡坡率關系到壩體穩(wěn)定以及工程量大小。 式（ 31）中 R 和 e 的計算 公式多很多，重要是經驗半經驗性的， 適用于一定的條件，可按 SL 2742020《碾壓式土石壩設計規(guī)范》推薦的計算公式確定。壤土、中砂、粗砂、砂礫石適于作為水閘地基，盡量避免淤泥質土和粉砂、細砂地基，必要時應采取妥善處理措施。 根據樞紐布置原則： 樞紐中的泄水建筑物應做到安全可靠、經濟合理、施工互不干擾、 123456：均質土石壩樞紐建筑物設計 13 管理運用方便。 樞紐布置 樞紐布置做到安全可靠，經濟合理，施工互不干擾，管理運用方便。節(jié)省大量水泥、木材和鋼材。沙石料廠設在水庫下游 13km的鹿尾山，大楊莊、薛莊，總儲量 1176 萬 m3. 壩型比較 重力壩：結構作用明確，設計方法簡便，安全可靠，對地形、地質條件適性強，樞紐泄洪問題容易解決，便于施工導 流，施工方便。多年平均降雨量為 700mm，且多集中在夏季七、八月份。 壩型選擇 地質條件 庫區(qū)兩岸基巖出露高程大部分在 200 米左右，庫區(qū)左岸非可溶性巖層分布廣泛，其中 123456：均質土石壩樞紐建筑物設計 11 主要由絹云母、千枚巖、石英、砂質頁巖組成。 施工地區(qū)對外 條件 水庫距盧龍縣 35Km,新建公路至 工地，交通方便。 左巖黃土臺地 (Q2)壓縮系數 SS=，起始孔隙比 e0=，平均料徑 D50=。鑒于本地砂礫料級配不好，故選用j =310。我國岳城水庫施工期采用 。最大干容重 噸 /立米，最優(yōu)含水量 %，滲透系數 106 厘米 /秒。 當入庫洪水為萬年一遇時，按上述原則操作，即庫水位接近校核水位時，水庫水位仍繼續(xù)上漲，為確保大壩安全，溢洪道敞開洪，允許溢洪道局部破壞。 (Ⅲ )興利水位的確定原則和指標 根據青龍河洪水特性，汛期限制水位在七、八月定為 米。主要是土門子與某之間，其間來沙量約占某以上總輸沙量的 95%以上，而汛期輸沙量又集中在幾次特大洪水上。多年平均最大風速 ，水庫吹程為 3km。 壩線區(qū)河谷較 為 開闊。庫區(qū)可溶性巖層分布于青龍河右岸，從隔水層分布、熔巖發(fā)育情況分析，水庫蓄水后向鄰近河流滲透的可能性很小。 在完成設計過程中主要參考了《水工建筑物》， SL 2742020《碾壓式土石壩設計規(guī)范》 ，在張老師的精心指導下完成本次設計。 foundation treatment 123456：均質土石壩樞紐建筑物設計 2 緒論 畢業(yè)設計的任務是把學生在專業(yè)主要課程內容所獲得的知識加以系統化、鞏固、擴大、深入，培養(yǎng)學生獨立解決本