【正文】 挑流消能的鼻坎由連接面板（即泄槽襯砌之延續(xù)）和齒墻兩部分組成，起到防滑兼防滲的作用。 25 表格 1 試算法求 h1 的值 1h = 由此可取 求泄槽水面線 今以 1h =， 2h =，求兩斷面之間的水平距離 12l?? 。 令：溢流孔孔數(shù) n=5，則孔口寬 b=10m，溢流段前緣總長 L0=nb+(n1)d=58m。 由巖層條件引水渠的橫斷面為矩形，引水渠的渠底作成不大的逆坡。 沖坑計(jì)算結(jié)果見表 。鼻坎挑角 23? ?? 。 表 臨界水深 kh 和臨界坡降 ki 計(jì)算結(jié)果 計(jì)算情況 Q kB kq kh kA kc kR n kC ki 設(shè)計(jì)水位 1340 90 校核水位 1660 90 14 kii= = ，故泄槽段屬急流，槽內(nèi)形成 bⅡ型降水曲線，屬明渠非均勻流計(jì)算。但如果大壩下游（溢洪道出口）的假想逆斷層存在的話，還需對(duì)該斷層進(jìn)行處理，以防止溢洪道出口沖坑太深而危及大壩安全。 閘門尺寸：取 10m （寬高），寬高比為 10/=,滿足按規(guī)范規(guī)定的（ ～ ）。 表 引水渠斷面尺寸計(jì)算成果 （假定設(shè)計(jì)流速 v=3m/s） 計(jì)算情況 上游水位（ m） 下泄最大流量 Q (m3/s) 水深 H（ m） 邊坡坡率 m 底寬 B(m) 設(shè)計(jì) 1340 校核 1660 計(jì)算公式： Q vA= ， ()A B mH H=+ ，假設(shè) v=3m/s。 4 溢洪道設(shè)計(jì)（方案一） 溢洪道路線選擇和平面位置的確定 根據(jù)本工程地形地質(zhì)條件，選擇正槽式溢洪道，引水渠末端設(shè)置圓形漸變段，泄槽不設(shè)收縮、彎曲段和擴(kuò)散段，尾水渠設(shè)護(hù)坦。 計(jì)算簡圖見圖 自己畫 ，具體計(jì)算結(jié)果見表 。 這里缺乏有關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，所以擬定用如下工況進(jìn)行滲流計(jì)算： 1）設(shè)計(jì)洪水位（即正常水位） ，相應(yīng)下游的最低水位（取 發(fā)電調(diào)節(jié)流量 Qp=時(shí)，相應(yīng)下游水位 ） ； 2）校核洪水位 ，相應(yīng)下游的水位 （取發(fā)電最大引用流量 Qmax=28 m3/s 時(shí)，相應(yīng)下游水位 ） 。 壩體與岸坡的連接 左壩肩到左灘地，坡積風(fēng)化層 5～ 10m，需徹底清除，左岸坡上修建混凝土齒墻，岸坡較陡，開挖時(shí)基本與基巖大致平行。 2）鉆 2及右岸河灘：覆蓋層和坡積物相對(duì)較厚，鉆 2 處的上層巖芯獲得率只有 12%，巖層裂隙較為發(fā)育，擬采用局部帷幕灌漿?？v橫向排水溝互相連通，橫向排水溝之間的縱向排水溝應(yīng)從中間向兩端傾斜，坡度取 %，以便將雨水排向橫向排 水溝。 2）防浪墻 采用 C20水泥漿砌塊石防浪墻。 壩頂及心墻反濾層，棱體排水及反濾層、岸坡排水、護(hù)坡詳圖見圖紙。 ②滿足排水要求 以上三種土還應(yīng)符合式 15 154Dd ，以滿足排水要求。 ①滿足被保護(hù)粘性土的細(xì)粒不會(huì)流失 根據(jù)被 保護(hù)土的小于 含量的百分?jǐn)?shù)不同，而采用不同的方法。通過設(shè)計(jì)洪水位 流量時(shí)，相應(yīng)下游最高洪水位 ；假定通過校核洪水位 流量時(shí)，相應(yīng)下游最高洪水位。 1）貼坡排水：不能降低浸潤線，多用于浸潤線很低和下游無水的情況，故不選用。參考教材及規(guī)范，心墻頂部考慮機(jī)械化施工的要求，取 ，邊坡可取 1:。 由于所給的設(shè)計(jì)資料中只有多年平均風(fēng)速 V0=10m/s，故 取 正常和非常運(yùn)用情況波高均為： mh l 6 16 3/14/5 ???? ，則 mR 0 1 0 2 1 ????? ??。 壩頂高程 壩頂高程等于水庫靜水位與超高 Y 之和，并 分別按以下運(yùn)用情況計(jì)算，取最大值： ① 設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用情況的壩頂超高； ② 校核洪水位加非常運(yùn)用情況的壩頂超高。心墻壩的優(yōu)點(diǎn)還有：心墻位于壩體中間而 不依靠在透水壩殼上，其自重通過本身傳到基礎(chǔ)，不受壩殼沉降影響，依靠心墻填土自重，使得沿心墻與地基接觸面產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，有利于心墻與地基結(jié)合，提高接觸面的滲透穩(wěn)定性；當(dāng)庫水位下降時(shí)，上游透水壩殼中水分迅 213 速排泄，有利于上游壩坡穩(wěn)定，使上游壩坡比均質(zhì)壩或斜墻壩陡；下游壩殼浸潤線也比較低，下游壩坡也可以設(shè)計(jì)得比較陡；在防滲效果相同的情況下，土料用量比斜墻壩少，施工受氣候影響相對(duì)小些；位于壩軸線上的心墻與岸坡及混凝土建筑物連接比較方便。故不選擇均質(zhì)壩。砂料可在壩軸線下游 1～ 3公里河灘范圍內(nèi)及平山河出口處兩岸河灘開采。 樞紐總體布置方案的確定 擋水建筑物：土石壩（包括副壩在內(nèi)）按直線布置在河彎地段的 1壩址線上。 其它建筑型式的選擇 1）灌溉引水建筑物 采用有壓式引水隧洞與灌溉渠首連接。 2）水庫樞紐等別：根據(jù)規(guī)范規(guī)定，對(duì)具有綜合利用效益的水電工程，各效益指標(biāo)分屬不同等別時(shí)，整個(gè)工程的等別應(yīng)按其最高的等別確定，故本水庫樞紐為Ⅱ等工程 。 2）砂土 ：可從壩上下游 ，儲(chǔ)量多，可 供筑壩使用，其性能見表 。 經(jīng) 取 樣 室內(nèi) 試驗(yàn)，天然密度 ，比重 ，飽和吸水率 ， 單軸飽和抗壓強(qiáng)度 76Mpa，軟化系數(shù) ， 泊松比 ， 縱波速 4000～ 5000m/s，凍融損失率 ～ %。斜坡；構(gòu)成堆石料的 巖性 均 為上石炭～下二迭巨厚層灰?guī)r， 成分 由鈣質(zhì)、生物碎屑和角礫組成，方解石細(xì)脈或團(tuán)塊較多 （特別是在斷裂帶及其附近） ，碎屑結(jié)構(gòu)，巨厚層狀構(gòu)造，層理不明顯，巖性致密堅(jiān)硬 ，抗風(fēng)化能力強(qiáng) ，一般弱風(fēng)化深度 5～ 8m。局部略緩，由坡洪積塊石碎石土覆蓋。洪峰流量頻率計(jì) 26 算參數(shù)如下： QM0=747m3/s、 Cv=、 Cs/Cv=。 25 徑流 九甸峽水利樞紐工程月、年平均流量以岷縣站、李家村站月、年平均流量按面積比直線內(nèi)插。 左岸 2215m 高程以上邊坡 30～ 35176。 下層為沖積砂礫卵石， 厚度 12～ 37m， 為卵石和礫石，滲透系數(shù) K=30～ 80m/d，干密度一般為 ～ ，允許承載力 [R]=～ ，變形模量 =40～ 60MPa，剪切波速 410～ 480m/s，剪切模量 ～ ，泊松比 ～ ，孔隙比 ～，屬密實(shí)～中等密實(shí)狀態(tài)。 巖 體除沿?cái)嗔褬?gòu)造帶有強(qiáng)風(fēng)化外，一般無強(qiáng)風(fēng)化帶，弱風(fēng)化深度一般左岸 5～8m，河床 4～ 6m，右岸 Ⅲ 級(jí)階地 8～ 10m，階地后緣以上 5～ 8m，遇到斷裂破碎帶時(shí)一般加大 2～ 5m。斜坡帶，坡高 30～ 40m，以上為近于直立的基巖陡壁，高度 40m 左右， 再上為 40～ 50176。NE∠ 30～ 53176。 地質(zhì) 條件 區(qū)域地質(zhì)情況 工程區(qū)位于西秦嶺海西褶皺 帶北緣，隸屬秦嶺～昆侖緯向構(gòu)造體系。對(duì)改善生態(tài)環(huán)境和人民群眾的生存條件，實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)厝罕娒撠氈赂?，維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。由于本區(qū)屬于隴南溫帶半濕潤氣候區(qū)，降水較充沛，地下水補(bǔ)給條件好，大部分地區(qū)地下水豐富，泉水露頭多，水質(zhì)較好。河谷呈左岸陡峻，右岸陡緩交替的不對(duì)稱 “V”字型。高程 2190～ 2240m 為自然坡度 40～ 50176。陡坡段基巖邊坡約 70176。壩址區(qū)巖層產(chǎn)狀 NW282～ 285176。巖性為巨厚層狀灰?guī)r，致密堅(jiān)硬，弱風(fēng)化深度一般 5～ 8m。 根據(jù) 2020 年 3 月項(xiàng)目建議書審查意見，在 2020 年 9 月可行性研究階段主要對(duì)洪水成果進(jìn)行了復(fù)核，洪水資料使用至 2020 年，洪峰流量與時(shí)段洪量比 93 年可研成果略小，偏小幅度＜ 5%。據(jù)九甸峽水文專用站 1989年實(shí)測資料，年平均氣溫℃ ， 極端最高氣溫 ℃，極端最低氣溫－ ℃，降水量 ，年蒸發(fā)量 。 料場分布范圍廣（面積 萬 m2），可采厚度大（最大 220m，平均 ），勘察儲(chǔ)量為 萬 m3，根據(jù)實(shí)際開采條件和需用量可向東或北東方向延伸。 3堆石料產(chǎn) 地位于壩線下游右岸約 200m 的蕁麻溝右側(cè)2350～ 2400m 高程以上 地形陡峻，巖 石 露 頭良好， 2350m 高程以下為坡積、洪積成因的塊石碎石土，地形坡度 20～ 30176。 樞紐組成建筑物 1）大壩 ：布置在 1壩軸線上； 2）溢洪道 ：堰頂高程為 ； 3）水電站 ：裝機(jī)容量 9000KW， 3 臺(tái)機(jī)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(yīng)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(dǎo)流隧洞作放空洞，洞底高程為 ，洞直徑為 。（濕） 33176。該河道彎曲相當(dāng)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(duì)平緩，峽谷不對(duì)稱，成不對(duì)稱的“ U”型，下游河床開闊，無建拱壩的可能。起運(yùn)平臺(tái)高程 平臺(tái)尺寸為 30 20m2， 上游坡不陡于 1:4，下游坡不陡于 1:3。 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(zhì)平面圖，見附圖一。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。故也不選用斜墻壩。 2）下游壩坡 ：從壩頂至壩趾依次為 1： ； 1： ； 1： 。 表 安全加高 A （單位： m） 運(yùn)用情況 壩的級(jí)別 1 級(jí) 2 級(jí) 3 級(jí) 5 級(jí) 正常 非常 該壩屬于 2 級(jí)水工建筑物，安全加高分別?。赫＿\(yùn)用情況下 ，非常運(yùn)用情況下 。 自行繪制剖面簡圖 。保護(hù)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(gòu)造。 堆石棱體排水尺寸 頂寬： 。 上述兩式同樣適用于選擇第二、三層反濾料 ,當(dāng)選擇第二層反濾料時(shí)，以第一層反濾料為被保護(hù)土，二選擇第三層反濾料時(shí)，則以第二層反濾料為被保護(hù)土。 的顆粒含量為 15%～ 39%的粘性土按式mmdAD ))(40( 8515 ???? 設(shè)計(jì)反濾層。初步擬定結(jié)果分述如下。 2）下游護(hù)坡：下游設(shè)厚度為 40cm 的碎石護(hù)坡，護(hù)坡下面設(shè)厚度為 40cm 的粗砂墊層。 壩面排水 1）布置 在下游壩坡設(shè)縱橫向排水溝。 自行繪制構(gòu)造簡圖 。而覆蓋層也較左岸厚，采用截水槽的方式與基巖相連。 2）土體中滲流流速不大且處于層流狀態(tài)，滲流服從達(dá)西定律，即平均流速 v 等于滲透系 219 數(shù) K與滲透比降 i 的乘積， v=K i。 壩軸線到下游壩趾處的寬度： D=3+（ ） +2+（ ） +（ ） +2+（ ） = L=Dδ /2[（ ） ++（ Z 下 ） ]=+ 下 。 查設(shè)計(jì)資料砂土抗 剪強(qiáng)度指標(biāo) 1 2 3 30 ?? ? ? ? ? ? ，由于設(shè)計(jì)原始資料中無相關(guān)數(shù)據(jù)，在此也無法提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，故假設(shè) ? ???? ， ? ??? ， ? ???? ， 1 2 3 13 ?? ? ?? ? ? ? ? ?，代入上述方程得 m in2 .5 1 .3 5cckk= =（ 2 級(jí)水工建筑物正常運(yùn)用情況下）， 12 = 。 為提高泄洪能力，渠內(nèi)流速 v4m/s。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。 因?yàn)檠唔數(shù)较掠嗡娴乃骄嚯x不大，只有 120m 左右，考慮到泄槽設(shè)計(jì)、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。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(yīng)臨界水深的水面寬， m； kA 、 kc 、 kR 、 kC ——臨界水深時(shí)對(duì)應(yīng)的過水?dāng)嗝娣e（ m2）、濕周（ m） 、水力半徑（ m）、謝才系數(shù)。 計(jì)算結(jié)果見 表 。 計(jì)算結(jié)果見表 ?？v橫向分縫距離分別取為 10m、 20m，縫下設(shè)縱橫向排水溝，并設(shè)有銅片止水裝置，在排水溝頂面鋪瀝青麻片，以防止施工時(shí)水泥漿或運(yùn)用時(shí)泥沙堵塞排水溝，各橫向排水溝的水流應(yīng)通過泄槽兩側(cè)的縱向排水溝排往下游，縱向排水管設(shè)置兩排，以保證排水通暢。 ① WES 剖面的流量系數(shù) m m的值主要取決于 1/ dPH、 0/ dHH的值。 基本計(jì)算方法 采用逐段試算法進(jìn)行計(jì)算。 23. 1 / 。 附圖一：樞紐布置平面圖 附圖二：壩軸線處地質(zhì)剖面圖 29 大圖參考，注意具體設(shè)計(jì)時(shí)選擇水工建筑物的型式、尺寸可能與本圖不同，自行修改。 按條件選用挑流方式進(jìn)行消能。 由地形、地質(zhì)平面圖上得出堰頂?shù)较掠嗡? 高程處的水平距離為 120m，高差為 30m，故泄槽 30 /120 ??。