【正文】 二、 堰頂堰面曲線的設(shè)計 在非溢流三角形剖面的基礎(chǔ)上設(shè)計溢流壩段面。 3. 年淤沙量： 1 1 .2 4 1 5 .2= + = 1 6 .5 41 .5 1 .6 8V沙萬立方米 死庫容按 30 年淤沙庫容計算： V 死 = 30= 萬立方米 查水位 庫容曲線得 Z 死 = 二、正常擋水位的確定 水庫的興利庫容為 740萬立方米，正常蓄水位 相 應(yīng)的庫容為 740+= 萬立方米，查庫容 水位曲線得正常蓄水位為 米。 ⑹ 其他檢查型觀測：壩體上、下游水位，水溫，冰凍。應(yīng)注意到是否是由于排水系統(tǒng)堵塞等一系列問題。經(jīng)計算得：堰頂處曲線與壩體的切點處摻氣水深為 ，排沙底孔 摻氣水深為 ，由此取導墻的安全超高 1m，得 反弧段與壩體的切點處的導墻高度為 ，排沙底孔處的導墻高度為 ，導墻厚度取 1m。根據(jù)以上原則確定灌漿深度約為 30m，厚度 。對岸坡壩段，在平行壩軸線方向開挖成臺階狀避免有尖角并保 留一定的保護層，待壩體澆筑到該韋后再將保護層清除掉。 33 第七章 壩址處理及壩體的細部構(gòu)造 第一節(jié) 基礎(chǔ)處理 重力壩要求壩基巖石有足夠的強度來承受壩體壓力，有良好的整體性、均勻性和較小的壓縮性，以滿足抗滑穩(wěn)定的要求及減少不均勻沉降，基礎(chǔ)應(yīng)有足夠的抗水和不透水性，減少滲透。因此本工程采用挑流消能方式。根據(jù)規(guī)范提供資料，取溢流堰定型設(shè)計水頭，即校核洪水位相應(yīng)的堰上水頭 Hmax= 的 75%95%，得 Hd=5m，由其確定的堰面曲線在校核洪水情況下堰面最大負壓在允許范圍內(nèi)，在設(shè)計洪水情況下，在堰面沒有負壓產(chǎn)生，符合規(guī)范設(shè)計要求。檢修閘門為 5 4的平板鋼閘門，啟閉設(shè)備設(shè)在壩頂。 31 第六章 泄水建筑物設(shè)計 第一節(jié) 泄水洞的設(shè)計 底孔可以設(shè)計成有壓洞或無壓洞兩種形式 。 2．在地震情況下，壩基面的垂直正應(yīng)力考慮到特殊荷載出現(xiàn)幾率很小，抗震規(guī)范規(guī)定抗滑安全系數(shù)不分工程 等級都采用 。 應(yīng)力分析的過程時 :首先進行荷載計算和荷載組合，然后選擇適宜的方法進行應(yīng)力計算，最后檢驗壩體的應(yīng)力是否滿足強度要求。因為重力壩沿軸線方向用橫峰分隔成若干獨立的壩段，所以穩(wěn)定分析按平面進行。 計算泥沙壓力公式： 221 ( 4 5 )22ss sb sp h tg ??? ? ? 5. 浪壓力 。 基本荷載： 1. 壩體及其永久設(shè)備的自重； 2. 正常蓄水位或設(shè)計洪水位的靜水壓力； 3. 相應(yīng)于正常蓄水位或設(shè)計洪水位時的揚壓力； 4. 泥沙壓力； 5. 相應(yīng)于正常蓄水位和設(shè)計洪水位時的浪壓力； 6. 冰壓力； 7. 土壓力； 8. 相應(yīng)于設(shè)計洪水位時的動水壓力； 25 9. 其他出現(xiàn)機會較多的荷載。風化層厚 2m左右，河床基巖深 7～ 12m，壩基要建在 完整的基巖面上，故在河床高程面須向下開挖。 時，可以借助水重來維持穩(wěn)定，但滿時可能在上游面出現(xiàn)拉應(yīng)力。故綜上述各因素，取非溢流壩壩頂寬度為 6米。 ⑶ 運行上的要求。 設(shè)計狀況下： 防浪墻頂高程 =設(shè)計洪水位 +? h 設(shè) 校核狀況下： 防浪墻頂高程 =校核洪水位 +? h 校 ? h=hl+hz+hc ? h:壩頂高于靜水位的高程； hl:波浪高度； hz:波浪中心線至靜水位的高度； hc:安全加高 166ch v D? llh? 2 2lz hHh cthLL??? 多年平均 最大風速 v=。 考慮到水流對兩岸的沖刷作用，溢流壩盡量布置在主河床的位置。 15 壩段為擋水壩段為 10。壩頂可泄流，壩身底孔泄洪 20 能力大，庫區(qū)對外交通方便。 缺點：需要大量人力，不易搞機械化施工，施工技術(shù)水平要求高，工期較長。 由上述分析，該水利樞紐不宜采用土壩。 對于右岸的壩軸線布置原則：①盡可能減小與河床的壩與左岸壩軸線的轉(zhuǎn)折角；②最大可能的利用右岸山脊較高的基巖布置壩體防滲設(shè)施，對于重力壩就是使用混泥土重力壩及其下游的干砌石傳力墊層可能放于右岸山脊上；③盡可能減小壩體與非常溢洪道的連接長度，避免互相干擾。壩區(qū)現(xiàn)有工程措施條件，壩基透水層截水墻軸線基本位于河床最窄斷面處，與左岸岸坡等高大體垂直，而與右岸山脊夾角 40176。/s 最大單寬流量 m179。 方案二 p=1%時，最大泄量 m179。陡漲陡落的 t? 取短些，反之，取長些。 16 綜上所述，該水利樞紐的設(shè)計標準為 100 年一遇的洪水考慮，校核按 500 年一遇的洪水進行。調(diào)洪計算的任務(wù)是在水工建筑物或下游防護對象的防洪標準一定的情況下，根據(jù)已知的設(shè)計入庫洪水過程線、水庫地形資料，擬定泄洪建筑物的型式和尺寸、調(diào)洪方式。 640 萬立方米。經(jīng)陽高縣的鐵路線為京包電氣鐵路，公路為同張鐵路。 黃土的①② 兩個料場，運輸需要爬坡；③④兩料場運輸需要跨溝過河；僅粘土料場運輸可順坡而下直達壩上，條件較好。 下游兩岸，清出風化層后，用之不盡。 壩址兩岸的石英巖脈夾層有阻水作用。角閃片麻巖顏色為灰黑色，成份以角閃石為主，其次為石英、長石。其機械成份也頗不一致 ，粗大的是半棱角狀片麻巖石塊、巖石碎屑 。河寬約 130～ 200 米，河床內(nèi)大卵石 、漂石很少，多為小的塊石、 粗砂及泥土摻雜，淤積較厚，河床西側(cè)臺地種植谷子、黍子、山藥等。重現(xiàn)期為百年一遇。地下水埋深：中部大約為 2040 米，西北部邊緣地區(qū)較深，自西北向東南逐漸變淺，補給陽高灘地。春季少雨，十年九旱。 黑水河守口堡壩址以上流域面積為 291 平方公里，河長 公里，流域平均寬度 公里，平均河道縱坡 ?。/s） 單寬流量 設(shè)計洪水泄流能力（ m179。 表 12 水庫特性數(shù)據(jù)參數(shù)表 項目 數(shù)據(jù) 備注 壩址河床高程（ m） 壩頂高程（ m） 正常蓄水位（ m） 經(jīng)來用水分析由灌溉制度確定 汛期水位（ m） 汛期灌溉和防洪要求 設(shè)計洪水位（ m） 調(diào)洪計算求得 校核洪水位（ m） 調(diào)洪計算求得 死水位（ m） 泥沙淤積庫容確定 泥沙淤積高程（ m） 下游河道安全泄量（ m179。 基礎(chǔ)處理主要是挖除風化層，對壩基采取灌漿等加固和防滲處理措施 。溢流壩頂高程為 米，溢流前沿總長 30米，共 倆 孔 ，每孔寬 15米 。 1 第一篇 守口堡混凝土實體重力壩設(shè)計說明書 第一章 工程概況 第一節(jié) 工程簡況 守口堡水利樞紐工程位于南洋河支流黑水河上，壩址位于陽高縣城西北二十華里守口堡村北 500 米處，壩址以上控制流域面積 291 平方公里，本水庫是以防洪為主，結(jié)合灌溉等綜合利用的中型水利工程。挑流鼻坎高程為 1205 米，挑射角 30。 第二節(jié) 工程建設(shè)的作用及意義 守口堡水利樞紐工程下游黃、黑水河兩岸有土地 7萬畝，土質(zhì)肥沃 、地勢平坦，其中耕地面積約為 63萬畝，另外其下游有京包鐵路、同張公路、部隊營房、村莊及農(nóng)田，故水庫的首要任務(wù)是防洪，另外一重要任務(wù)是灌溉，通過水庫調(diào)蓄，充分利用水源，灌溉農(nóng)田 53000 畝，其中新增灌溉面積近 4萬畝；通過水庫蓄清緩洪，可以延長灌溉時間， 2 擴大灌溉面積，并可有計劃的進行洪淤造地，正常年份可灌溉 2萬畝，通過水庫調(diào)洪，消減洪峰力量，延長行洪時間，可減少對其下游鐵路、公路、村莊、農(nóng)田的威脅；工程變潛流為明流，可減少陽高灘地的地下水補給，有利于下游鹽堿地改良。/s） 450 總庫容（萬 m179。/s） 單寬流量 壩面定型設(shè)計水頭（ m） 排 沙 泄 洪 洞 型式 壓板式進口無壓洞 進口底板高程（ m） 孔數(shù)（孔） 斷面尺寸（ m m） 14 4 平板檢修閘門（ m m） 起重機啟閉 弧形工作門尺寸 固定式啟閉機 定型設(shè)計水頭（ m） 設(shè)計洪水泄流能力（ m179。 流域?qū)儆跍貛е匕敫傻貐^(qū)。氣溫年、日變幅均較大，降雨量較小，且多以暴雨形式集中于七、八兩月。灌區(qū)范圍北起長城，南至京包線 ，西至義合，東到李官屯。洪水過程是：凌晨 4 時許（天剛蒙蒙亮）起漲， 8 時許（早飯時）最大，中午 12 時左右（午飯時）退去一半，洪水總 歷時約 8～ 10小時，三天后河上方能過人。河兩岸支溝溝口均有泥沙卵石形成的沖積堆。中等者一般為豆狀大小且?guī)Ю饨堑乃樾?；最小著則為粘土及黃土一類，并以后者為主。軟弱巖層與堅硬巖層一般呈互層。 庫區(qū)兩岸的巖石構(gòu)造與風化程度，大致與壩址處相同。 表 12 鉆孔剖面柱狀圖 深度（米） 鉆孔剖面柱狀圖巖性描述 12 河床表面為粗砂及礫石，有少量的卵石，空口高程 1200 米 飽和灰黑色，一般直徑 5～ 60 毫米，最大直徑 105 毫米含有中細砂約占 30%及云母片（碎石） 飽和灰黑色，含有碎石約占 30%，直徑 3～ 85 毫米 飽和灰黑色，含有碎石，礫石和卵石，最大直徑 105毫米及含有少量的粘土 灰黑色，含有碎石約占 30%，中間夾有風 化片麻巖（細砂） 棕深色，含有石英、長石。 13。壩址距陽高縣城 10 公里。 7 月 1 日時灌溉要求水庫保證儲水量為 232 萬立方米。通過調(diào)洪計算，推求出水庫出流過程、最大下泄流量、防洪庫容和水庫相應(yīng)的最高洪水位。 第三節(jié) 調(diào)洪計算的原理和方法 調(diào)洪計算的原理是在水量平衡和動力平衡的支配下進行的。 水庫蓄泄方程： ? ?q f v? 式中： q 下泄流量， m179。/s 小于下游允許下泄流量 450m179。/s 泄洪底孔泄量 溢流堰泄量 總泄量 泄洪底孔 溢流堰 P=1% 998 0 0 P=% 1240 守口堡水庫設(shè)計洪水位 ， 相應(yīng)的下泄流量 179?！?5176。 綜合壩區(qū)的地質(zhì)、地形條件及一些客觀因素，壩軸線的選擇與壩型河床及右岸成一 19 直線與原截水墻上游線重合，即北偏東 78176。 2. 堆石壩 優(yōu)點：利用當?shù)夭牧瞎?jié)省建材，河床 10 米覆蓋層可采用 混泥土防滲墻免于開挖，堆體結(jié)構(gòu)簡單有利于機械化施工，抗爆、抗震性能好。 通過比較可知，如果采用砌石壩也不合理。水泥、砂料運輸不為困難。 16 壩段為過渡壩段，做成弧形的，以便壩體的穩(wěn)定，其長度為 。由守口堡水樞紐的地形圖，壩軸線位置以下的河道有一處彎道，為了使水流平順，將溢流壩段布置在河 21 床靠左岸處。相應(yīng)吹程為 。 例如壩頂需作公路、 人行道或通道或布置機械設(shè)備，也需要一定的寬度。 二、 壩體橫斷面形狀和上下游壩坡的確定 壩體斷面上下游壩坡的選擇，必須根據(jù)經(jīng)濟分析，通過對各種可能答案進行穩(wěn)定和 應(yīng)力計算后才能決定。 根據(jù)規(guī)范要求：非溢流重力壩的基本斷面型式為三角形。根據(jù)地質(zhì)鉆探資料和壓水試驗：壩基巖石在1188m 以下基巖吸水率在 ～ 特殊荷載： 10. 校核洪水位 時的靜水壓力； 11. 相應(yīng)于校核洪水位時的揚壓力； 12. 相應(yīng)于校核洪水位時的浪壓力； 13. 相應(yīng)于校核洪水位時的動水壓力； 14. 地震荷載。 ()4l l zlp h h??? 式中波浪高度 hl，波浪長度 L，波浪中心線高于靜水面長生的雍高為 hz。 沿壩基面的抗滑穩(wěn)定分析取單寬作為計算單元，計算公式為抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)： 39。對于該水利樞紐重力壩是采用材料力學方法利用程序《 GDAP》對上節(jié)所述的 6 種情況進行分析計算。根據(jù)經(jīng)驗，特殊荷載比基本組合荷載增加820%，而［ K］則允許降低 510%。設(shè)計成有壓洞時 ，洞中充滿高壓水流，對壩體 應(yīng)力應(yīng)力影響大，不利于壩體的穩(wěn)定，使洞身的襯砌造價高（鋼板襯砌），故一般將排沙泄洪洞常設(shè)置成無壓洞 ，在本水利樞紐中采用施工方便，工程造價相對有壓洞較小，壓板式進口設(shè)計計算方式，即進口一小段有壓段，在工作閘門后，根據(jù)規(guī)范要求，洞頂高出水面 30cm 以上，洞頂設(shè)有直徑為 的排氣孔，以保證水流流態(tài)為無壓，水面不接觸洞頂。 底孔檢修門采用閘上封管來平壓，此種設(shè)備不需設(shè)平壓管，也不易引起閘門震動，并在工作門與檢修門之間設(shè)直徑為 φ 25 的通氣孔，供平壓充水排氣用。而且校核洪水極為罕見，同時在此水頭下堰面泄流時間很短，故不會產(chǎn)生工程問題。 挑流消能方案主要尺寸的選擇確定： 根據(jù)規(guī)范要求：挑射距離的反弧半徑為 412 倍的收縮水深，挑坎高程應(yīng)高出下游為水位 12m，而挑角同時應(yīng)滿足挑距和沖刷坑深度不危及壩體穩(wěn)定安全，結(jié)合本工程具體情況特點，壩基巖石據(jù)下游水面之距深度都在 10m 以上，而且抗沖性能較好，挑坎最大單寬流量 為 179。防止巖石長期在水的浸泡下其強度等工程性能降低。 二、帷