【正文】 泄水與過壩建筑物 [M] 北京：水利水電出版社，1987 [13] 華東水利學院 .水工設計手冊 當然，在設計期間，本組成員之間的互助互愛、團結更是必不可少的。此外，還得出一個結論：知識必須通過應用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。在沒有做畢業(yè)設計以前覺得畢業(yè)設計只是對這幾年來所學知識的單純總結，但是通過這次做畢業(yè)設計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。穩(wěn)定計算部分，雖然只計算了下游壩坡正常蓄水位的情況，且只計算了壩址一點的穩(wěn)定系數(shù)，且從這一點可看出該壩的抗滑最小安全系數(shù)稍大于規(guī)范允許值，說明擬定的大壩結構尺寸屬于超穩(wěn)定，建議將壩坡略微減緩。橫向分縫距離取 10m，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。底流消能具有流態(tài)穩(wěn)定、消能效果好、對地質條件和尾水變幅適應性強以及水流霧化小等優(yōu)點，可適應高、中、低水頭。若消能措施考慮不當高速水流與下游河道的正常水流不能妥善銜接 ,下游河床和岸坡就會遭到沖刷 ,甚至危及大壩安全。 各段摻氣后的水深及邊 墻高見下表。 因此應地勢而建的縱坡 i1=， i2= 的泄槽符合要求。泄槽一般位于挖方地段，設計時要根據(jù)地形、地質、水流條件及經濟等因素合理確定其形式和尺寸。 堰上最大水頭 Hmax為 ， 定型設計水頭 Hd=( ~) Hmax=~ 取 Hd=。 溢洪道基本數(shù)據(jù) 由于沒有做調洪演算，初步擬定溢洪道水力計算成果見下表： 計算情況 上游水位（ m） 下泄最大流量（ m3/s） 相應的下游水位（ m） 校核 工程布置 引渠段 由于地形、地質條件限制，溢流堰往往不能緊靠庫 區(qū)，需在溢流堰前開挖進水渠，將庫水平順地引向溢流堰。據(jù)《水工建筑物》可知：垂直壩軸線方向每隔 100m 設置縱向排水溝連接橫向排水溝，岸坡排水設置成矩形，排水溝為 。具體構造見圖。開挖坡度不宜太陡，巖石岸坡不陡于 1:： 。） 地基處理 土石壩的地基處理應力求做到技術上可靠，經濟上合理。 Ⅲ ~Ⅲ 下游水深 T1 （ m） Ⅰ ~Ⅰ 0 0 Ⅱ ~Ⅱ 0 0 Ⅲ ~Ⅲ 0 0 逸出水深 h （ m） Ⅰ ~Ⅰ Ⅱ ~Ⅱ Ⅲ ~Ⅲ 滲流量 q (m3/) Ⅰ ~Ⅰ 510? 510? Ⅱ ~Ⅱ 610? 610? Ⅲ ~Ⅲ 610? 610? 總滲流量 Q(m3/d) 175 占總庫容的比例 ‰ ‰ 斷面 Ⅰ ~Ⅰ Ⅱ ~Ⅱ Ⅲ ~Ⅲ 計算情況 正常 設計 正常 設計 正常 設計 坡降 J 第 19 頁 穩(wěn)定分析計算 計算方法與原理 土石壩發(fā)生穩(wěn)定破壞時，將帶來嚴重后果，甚至垮壩，土石壩穩(wěn)定分析的目的就是核算土石壩在自重等各種情況下的孔隙壓力和外荷載作用下，壩坡是否穩(wěn)定、經濟，對心墻壩來說，滑動面往往接近圓弧，滑裂曲面線在壩頂接近于垂直，在巖基上接近于壩坡底部處漸趨于水平；因此，心墻壩的滑裂面初定為圓弧面，所以選擇瑞典圓弧法進行穩(wěn)定分析。 粘性土的填筑含水量 W 為： W=Wp+IlIp 式中： Wp— — 土的塑限含水量； Il—— 液性系數(shù)，取 ~，本次設計取 ； Ip—— 土的塑性指數(shù)； 設計最優(yōu)含水量： ?? 00 WW （樣最優(yōu)含水量接近其塑限含水量） 用下述公式計算最大干容重作為校核參考： GWVG a??? 1 )1(ma x? 式中： G—— 土粒比重； W—— 填筑含水量； Va—— 壓實土的含氣量，粘土取 。防滲體的尺寸圖如下：（下圖尺寸為米） 第 14 頁 排水設備的形式及其基本尺寸的確定 根據(jù)工程實際 ,壩址處石料豐富 ,可采用溢洪道開挖的石料，故采用堆石體棱體排水設備。根據(jù)經驗，本設計粘土允許坡降取 [J]=4，承受的最大水頭 ，心墻底部厚須大于 。 壩坡及馬道確定 土石壩的壩面坡度取決于壩高、筑壩材料性質、運用情況、地基條件、施工方法及壩型等因素。 經計算， ①非常運用情況下： R1%=；②正常運用情況下： R1%=。 心墻壩 :工程量較小，且有利于就地取材，能較好地適應不均勻變形，穩(wěn)定性，抗震性好 ,壩殼對心墻的拱效應作用減弱。左右的陡坡，地表殘坡積層覆蓋；河床寬約 146m，為沖洪積覆蓋，右岸地形坡度為 38176。 其儲量與質量可滿足設計要求。） 17176。地基持力層為強風化玄武巖，裂隙發(fā)育，下部為弱風化玄武巖，溢洪道邊坡為巖土混合邊坡。左右的陡坡，地表殘坡積層覆蓋；河床寬約 146m，為沖洪積覆蓋，右岸地形坡度為 38176。 第 4 頁 第 1 章設計的基本資料 概況 本設計對象為西南某山區(qū)水庫，水庫控制徑流面積 ，總庫容： 萬 m3，興利庫容： 萬 m3。畢業(yè)設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學基本理論知識和基本技能，去解決實際問題和進一步提高運算、制圖以及使用技術資料的技巧、完成工程技術和科學技 術基本訓練的重要環(huán)節(jié)。水庫配合下游 河道整治等措施，可以很大程度的減輕洪水對下游城鎮(zhèn)、廠礦、農村、公路、鐵路以及旅游景點的 威脅；可為發(fā)展養(yǎng)殖創(chuàng)造有 利條件。 關鍵詞： 壩工設計 ,滲流分析 ,穩(wěn)定分析 ,溢洪道設計 ,基礎處理。使學生從中受到工程師所必需的綜合訓練，并相應地提高各種能力，如理論分析、設計計算、繪圖、撰寫論文和說明書等等，培養(yǎng)實事求是、謙虛謹慎、刻苦鉆研、勇于創(chuàng)新的科研態(tài)度和科學精神。主要開發(fā)目標為：灌溉、供水及防 洪，對該地區(qū)的生產環(huán)境和經濟發(fā)展有很大的促進作用。左右的陡岸，地表為殘坡積覆蓋，其下伏峨嵋山組玄武巖。 建議開挖坡比為： 1： ～ 1： 1。 21 ′內聚力 C （ K P a ） （ 2）風化石渣料 石渣料場均為玄武巖，質地堅硬，厚度大且穩(wěn)定，分布面十分廣泛，無用蓋層薄，不夾無用層，受地下水影響小，易開采。 石碴料物理力學指標見表 4 石碴料物理力學指標表 表 4 野外編號 碴 1 碴 2 碴 3 三組算術平均 比 重 擊 層數(shù)擊數(shù) 2 70 2 70 2 70 2 70 第 7 頁 實試驗 總功能 (kgfcm/cm2) 863kJ/m3 最大干密度 (g/cm3) 最優(yōu)含水量 (g/cm3) 孔隙比 e 相對密度實驗 最小干密度γ min (g/cm3) 最大干密度γ max (g/cm3) 最大孔隙比ε max 最小孔隙比ε min 直接快剪 φ 51176。左右的陡岸，地表為殘坡積覆蓋，其 下伏峨嵋山組玄武巖 。出于對當?shù)夭牧洗蟪浞掷?，可以用粘土作為防滲體材料。 e ?cos2 2ghDkve ? 各水位下正常與非常運用時的水位壅高值 e 運用情況 校核水位 設計水位 正常水位 第 12 頁 正常運用 非常運用 A 查規(guī)范《碾壓土石壩規(guī)范》表 得 :正常運行取 A=；非常運行取 A=。一般是參考以建成類似工程的經驗擬定壩坡，再通過計算分析，逐步修改確定。參考以往工程心墻頂寬取 4m（滿足大于 3m 機械化施工要求），上下 游坡率為 ，底寬 。 根據(jù)《水工建筑物》堆石體頂面應高出下游最高水位 并且三級壩不得小于 ,頂寬不小于 取 2m。 運用下式校核： 0))(~( dd ?? ? 0)(d? 為土場的干容重 (對于 2 級壩，還應進行碾壓試驗進行復核，據(jù)以確定碾壓參數(shù) ) （ 2）計算成果匯總表 比 重 G 最大 干容重 γ max (kN/m3) 最優(yōu) 含水量 W0 (%) 設計 干容重 γ d (kN/m3) 塑性指數(shù) IP 填筑 含水量 W (%) 飽和容重 rsat (kN/m3) 浮容重 rb (kN/m3) 濕容重 γ w (kN/m3) 內摩擦角 φ 粘聚力 C (kpa) 滲透 系數(shù) K (106cm/s) 第 16 頁 石渣壩殼料設計（按非粘性土料設計） （ 1）計算公式 填筑指標以相對密度表示： d xmadrr DeeeeD ??? ??? )((m inm a xm inm inm a x ???? ?? ）或 DDd mi nma xmi n)1( ????? ??? 設計相對密度要求不低于 ~，地震區(qū)為防震動液化，浸潤線以下部分土體設計相 對 密度 不低于 ~，設計 Dr=。 先假定一系列圓心位置及半徑不同的圓柱面。筑壩前要完全清除表 層的腐殖土，以及可能發(fā)生集中滲流和滑動的表層土。 第 21 頁 土壩的細部結構 壩的防滲體、排水設備 （ 1）壩體防滲 壩體防滲體根據(jù)地質和該樞紐所在地的材料儲備情況采用粘土心墻，心墻頂部高程為 ，高出設計洪水位 ，頂部保護層厚度為 1m。 反濾層設計 （ 1）《 碾壓式土石壩設計規(guī)范 》 (SL2742020)進行反濾層設計 。 （ 3）壩坡 根據(jù)規(guī)范規(guī)定與實際結合，上游坡率取 ，下游自上而下分別取 ,，下游自下而上每 20m變坡一次 。流速應大于懸移質不淤流速，小于渠道的不沖流速，設計流速宜采用 3～ 5m/s，本設計采用設計流速 v為 3m/s。 V=q/A=(1*)=。 （ 1）泄槽的平面布置及縱、橫剖面 泄槽在平面上宜盡可能采用直線、等寬布置，不設置收縮段、擴散段和彎曲段，這樣使水流平順、結構簡單、施工方便。 （ 2）泄槽的水力計算 泄槽水面線應根據(jù)能量方程，用分段求和法計算，計算公式如下： Ji ggvhvhl???????)2c o s()2c o s( 2111222221?? ?? 3/422RvnJ? 式中： l21?? 分段長度， m； h1 、 h2 分段始末斷面水深， m； v1 、 v2 分段始末斷面平均流速， sm ； ?1 、 ?2 流速分布不均勻系數(shù)，取 ； Θ泄槽底坡角度； i 泄槽底坡， ?tan?i ； J 分段內平均摩阻坡降； n 泄槽槽身糙率系數(shù)， ； v 分段平均流速， 2/)( 21 vvv ?? ， sm ； R 分段平均水力半徑， 2/)( 21 RRR ?? ， m。 泄槽一段邊墻高 h(m) 平均 v(m/s) h 平均 ha 邊墻 第 30 頁 泄槽二段邊墻高 h(m) 平均 v(m/s) h 平均 ha 邊墻 由于泄槽段各分段邊墻相差大， 為節(jié)省材料， 泄槽 采用梯形的形式 。所以 ,消能措施的合理選擇和設計 ,對工程具有重大的意義。但護坦較長，土石方開挖量和混凝土方量較大，工程造價較高，一般適用于地質條件較差的壩基。 地基處理及防滲 溢流堰堰頂處來自水重和底板的重量 較大，泄槽段高速水流的沖擊作用也較大，再加上溢流堰所處的地質條件在巖石破碎帶，故需進行地基處理，根據(jù)實際情況調整，初步擬定采用局部水泥灌漿，泄槽至挑流鼻坎底部均采用鋼筋進行錨固。溢洪道設計方面，計算了控制堰的堰面曲線，泄槽水面線，消力池相關水力計算，以保證設計合理。畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。 在此要感謝我的指導老師 朱老師 對我悉心的指導，感謝老師給我的幫助。有問題自己解決不了的提出來 大家一起解決，這無疑增強了我們自己動手翻閱書籍、刻苦鉆