【正文】 利用地形，減少開挖量。 泄水隧洞總的來說開挖量較大，施工工序多、速度慢、難度大、工作量大、場地狹小、運輸困難 、易發(fā)生事故，切工程投資較大。在樞紐中設置溢流壩段，可以很 好的宣泄很大洪水流量；且較其他泄水方式較經濟。 由于該樞紐位于丘陵地區(qū)，引流量較大，河床較窄 ，壩體經過經濟剖面選擇后壩體比較單薄，下游水位也較低，壩后式水電站優(yōu)先被采用。 水流條件 流速小，流態(tài)穩(wěn)定，其他問題不大，斷面要 求也比無壓洞小，較優(yōu)。 綜上，使用無壓深孔來作為放空建筑物。 調洪演算的方法：定幾組溢洪道尺寸，建立出流量和水位的關系，水位和來流量的關系，水位和庫容的關系，以及他們和時段的關系，從而找到預期目標。 表 42 調洪演算成果表 方案 孔寬 (m) 起調流量 工況 qmax(m3/s) vmax((m3) zmax(m) qmax+q 電 方案一 36 校核 設計 方案二 33 校核 設計 在考慮設計和校核允許下泄流量的情況下 ,只有方案二才能滿足限制條件，選用該方案，即堰頂高程 ，設 3個孔 ,每孔 12米的方案。 優(yōu)點 已經有公路在右岸，方便進廠公路的修建；右岸地勢平坦，便于布置生活區(qū)等設施；左岸地勢較陡，有利于船閘的閘室穩(wěn)定和混凝土澆注量的減少。各壩段的尺寸見后面的詳細設計。 182 .04151 .00136 .00 圖 61 擋水壩形式 第六章 擋水建筑物設計 16 壩高 H=，壩頂寬度要求有 =。 （ 6）下游折坡點 根據基本三角形理論，基本三角形的頂點應在上游校核水位處。 程序輸入和輸出見計算說明書附錄一。主要計算方法有兩種：抗剪斷強度公式（ Ksh）抗剪強度公式（ Ksl），根據我國 1984年頒布的《混凝土重力壩設計規(guī) 范 SDJ21— 78（試行）補充規(guī)定》中規(guī)定，除中型工程中的中低壩外，應按抗剪斷強度公式計算壩基面的抗滑穩(wěn)定安全系數。而應力分析是校核強度和穩(wěn)定的前提。 第六章 擋水建筑物設計 19 表 62 應力計算（手算）成果表 工況 設計 校核 σ x σ y τ xy σ 1 σ 2 σ x σ y τ xy σ 1 σ 2 上游面 0 0 下游面 0 0 注：單位為噸 .米。 溢流壩剖面設計 溢流壩剖面除了應滿足強度、穩(wěn)定和經濟等要求外，還 需考慮水流運動的要求。但最近的工程實例證明 WES 曲線比克 奧曲線瘦，宜與壩面連接，計算切點位置及放樣均方便的多，與上游面可呈坡形連接，按定型水頭設計此堰面曲線時，在不同水頭下，可增加泄流量，因此我國“混凝土重力壩設計規(guī)范”薦采用 WES曲線。 常用于水閘。 消力戽消能 它將鼻坎設置在水下，不形成自由水舌，水流在戽內產生漩滾，經鼻坎將高速主流挑射至水流表面，消耗大量動能。連續(xù)式構造簡單，射程遠，水流平順，一般不會產生空蝕，施工方便；差動式消能效果好，沖刷坑較小，但有空蝕問題存在，施工難度較連續(xù)式大。 ④鼻坎高程，為了保證挑流的效果，必須要求挑流要高于下游水面。 、閘墩及導墻設計 閘門設計 （ 1）閘門形式的型式選擇 比較常見的閘門形式是平板門和弧形門。 （ 2）工作閘門基本尺寸擬訂 ①門高。 （ 3）檢修門基本尺寸擬訂 檢修門采用平板門，門槽厚度為 1～ 4米，門高和工作門一致。這樣可以減小閘墩的長度，增大溢流面寬度，減小水流流速；同時保證閘門的受力牛腿布置在一個平面上，有較好的受力條件。 （ 2）導墻的高度確定。 穩(wěn)定與應力分析（電算） 計算基本原理及方法 溢流壩雖然是在基本剖面的基礎上修改而來，但剖面的樣式已經改變，前面擋水壩段的穩(wěn)定應力分析的結果已不在適用于此，必須對該壩段重新進行穩(wěn)定應力分析。故將導墻截面做成梯形，以更好的承受水壓力。延伸的長度應根據樞紐的布置而定。壩頂交通主要有交通橋、工作橋和便橋，閘門受力牛腿后同樣需要一定的混凝土厚度以保證可以承受閘門傳來的檢修門工作門水面線 圖 71 溢流壩閘門尺寸及布置示意圖 第七章 泄水建筑物的設計 27 力。 現擬訂將支鉸放在 度處， 的要求。 通過比較二者各有優(yōu)劣，但當二者均為方案選擇時，優(yōu)先考慮使用弧形門。 綜上，擬訂的挑流消能的鼻坎型式為 ,連續(xù)式鼻坎；反弧半徑 R=；挑射角度θ=25176。 ③鼻坎反弧段半徑 R 以 8～ 12 倍的 hc 為宜， hc 為鼻坎上的水深，流速越大，倍數宜選用較大值 。 （ 2）挑流設計 挑流設計的要求：選擇合適的鼻坎型式、反弧半徑、鼻坎高程和挑射角度，使挑射 水流形成的沖刷坑不會影響到壩體的安全。水流在表面可減輕對壩下河床的沖刷，但可能水滾裹挾石塊，磨損壩腳地基。 經過計算（詳細 見計算書 ）得切點位置為 (， )，其坡度和非溢流壩保持一致，為 1： 。 (1)溢流堰面曲線（ bc 段）。 可見壩體內部應力條件良好：沒有出現應力為負值的，即拉應力的情況，也沒出現壓應力超過混凝土極限承載能力的情況！ 由程序的輸出結果繪制得到正常水位情況下的應力分布圖（圖 62）和主應力分布圖（圖 63）。 應力分析計算 計算截面為壩基面；計算工況為設計和校核情況；計算內容是壩踵和壩趾處兩點的應力值。 計算的詳細過程見計算 書 ，計算成果匯總列于表 62 表 62 穩(wěn)定計算（手算）成果 抗滑穩(wěn)定安全系數 設計 校核 K’ () () 可知上面設計的壩體滿足穩(wěn)定要求。而巖基混凝土重力壩的失穩(wěn)破壞一般有以下兩種類型：①壩沿抗剪能力不足的面產生滑動，包括沿壩基面或沿附近巖體的表層或淺層破壞以及沿基巖體內方向不利而又連續(xù)延伸的軟弱結構面產生深層滑動；②壩可能伴隨著在上游壩踵以下出現斜拉裂縫以及在下游壩趾以下出現巖石受壓屈服區(qū)，兩者逐漸開展，直至連通，壩體連同部分地基產生傾倒或滑移而破壞。 由于其中有大量重復的計算，由電算進行來進行，計算程序是由武漢大學水利水電學第六章 擋水建筑物設計 17 院水工教研室提供的 SAOGD1。同時在滿足穩(wěn)定和應力條件的情況下， 取能使整個壩的工程量最小的 n和 m值。 （ 2）壩基面高程和壩高的確定 由河谷地形圖上量得河谷高程（除掉河沙卵石）為 138m。選用方案一。 樞紐布置方案比選 根據上述基本原則，現擬訂兩個方案： 表 51 樞紐布置方案比較 方案 方案一（如圖 111） 方案二（如圖 112） 特點 溢流壩居于中間，左岸布置船閘，右岸依次布置深孔和電站壩段。 調洪演算方案 總共有兩個方案，詳細情況列于表 41。 （ 1） 水庫水量平衡方程：在一定時段 t? 內，入庫水量減出庫水量，應等于該時段內水增加或減少的蓄水量，由此可寫出如下的水量平衡方程： 122121 VVts qqt2 ????????? 式中 Q1,Q2—— 時段 t? 始末的入庫流量， q1,q2—— 時段 t? 始末的出庫流量， V1,V2—— 時段 t? 始末的水庫蓄水量， t? —— 計算時段。而從目前國內外已建成和正在建設的工程來第三章 壩型選擇與主要建筑物的選擇 10 看，無壓深孔選用較多，經驗豐富。 表 33 有壓孔和無壓孔的比較 形式 項目 有壓孔 無壓孔 工程布置 布置靈活，水平彎角不大即可，較優(yōu) 要求兩側順直，以免渦流。 引水式電站：引水道較長，并用之集中水電站的全部或大部分的水頭。另外他不能滿足排沙防空等要求；所以必須根據需要設置防空、排沙等設施。 表孔的進口屬于堰流，超泄流能力大，結構簡單運行方便可靠。分別將其特點和適用條件列于表 32。 結構復雜，施工和設計難度都較大； 需要的鋼筋和模板較多。 （ 3）面板堆石壩 優(yōu)點：對自然條件有廣泛的適應性，對地基要求比混凝土壩低，可適應不均勻沉降，抗震性能好，施工不受氣候限制；就地取材，可節(jié)約水泥、木材和鋼材等重要建筑材料；機械化施工，可加速建壩，減小投資；可策劃能夠手承受水頭不太大的壩頂溢流；結構簡單。擬采用下壩線，該處地址構造條件簡單，在巖石上層 10～ 18 米深度存在有裂痕和節(jié)理，不嚴重，可以處理。 在本河流上游地區(qū)，有部分山區(qū)森林，可做建壩所需木材之用。 硅質頁巖的力學性質： （ 1）天然含水時的平 均容重 2500公斤 /立方米 （ 2）極限抗壓強度： 1000～ 1200 公斤 /立方厘米 （ 3）牢固系數 f=10～ 12 壩軸線巖層剖面圖見藍圖。樞紐的裝機容量為 72022千瓦，為適應今后國家建設事業(yè)的要求，樞紐建成后，應能維持 80噸船只的通行。 50 壩基排水 41 船閘的選型 36 深式進水口體型設計 36 基本尺寸擬訂 28 第八章 放空建筑物設計 4 船閘設計資料 1 第二章 基本資料 電站裝機 3 臺 萬千瓦，總裝機 72022 千瓦。楚河開發(fā)計劃是配合林江而制定的。 本設計對樞紐的主體建筑物進行了認真的方案比選和詳細的尺寸設計，并對所設計的建筑物進行了安全校核，保證建筑物的安全運行。 11 第五 章 樞紐布置 15 擋水建筑物形式的選擇 19 第七章 泄水建筑物的設計 22 閘門、閘墩及導墻設計 47 第十二章 基礎處理 49 地基開挖與清理 49 帷幕灌漿 54 導流設計流量確定 經過壓水實驗，巖石之間單位吸水量為 /分鐘。 河道泥沙情況 根據壩址附近水文站的統(tǒng)計，本河流年平均輸沙量 106米 3，在河流的上游山區(qū)第二章 基本資料 4 有部分山區(qū)有部分森林，其他地方亦在進行造林工作和其他水土保持工作。 2 施工動力與施工機械應用：施工動力大部分可由壩址下游處的縣城供給， 不足之數由離壩址 70公里的縣城供給，施工機械之供應是方便