【正文】 ）壩及樞紐的總工程量、總工期和總造價。斜墻壩指防滲體設(shè)在壩體上游面或接近上游面，同心墻相比，斜墻在施工時與壩體的相互干擾小，壩體上升速度快，但斜墻上游坡緩，填筑工程量比心墻大；此外，由于斜墻斜躺在壩體上，對壩體沉降變形的影響較敏感，易產(chǎn)生裂縫，抗震性能亦不如心墻。壩頂超高按下式計算：Y=R+e+A式中：Y—壩頂在水庫靜水位以上的超高；R—最大波浪在壩坡上的爬高e—最大風(fēng)壅水面高度；A—安全加高根據(jù)本工程給定的基本資料，按《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》SL2742001中關(guān)于以上各項的規(guī)定及說明進行計算取值，使得壩頂高程能夠滿足規(guī)定條件壩頂高程的計算成果見表31表31 壩頂高程計算表運用情況靜水位波浪爬高R風(fēng)壅水面高度e安全加高A壩項超高Y壩頂高程設(shè)計+正常校核+非常正常+非常+地震+(地震)為了減少施工工程量，在大壩上游設(shè)置防浪墻。土質(zhì)防滲體分區(qū)壩的防滲體斷面尺寸應(yīng)根據(jù)防滲土料的質(zhì)量（如允許滲透比降、塑性、抗裂性能等），防滲土料的數(shù)量和施工難易程度，防滲體下面壩基的性質(zhì)及處理措施，防滲土料與壩殼材料單價比值等因素研究確定。根據(jù)以上要求及本工程的具體情況，防滲尺寸設(shè)計的具體情況如下：防滲體采用斜心墻，斜心墻的上游坡度設(shè)為1:，下游坡度設(shè)為1:。以滿足地基的滲漏要求。第二節(jié) 壩體的滲流分析一、壩體滲透計算滲流分析的主要目的（1）確定壩體浸潤線和下游出逸點的位置，以便在不同部位正確采用土壤的容重、抗剪強度等物理、力學(xué)指標(biāo)，為壩體穩(wěn)定、應(yīng)力與變形的計算和排水設(shè)備的選擇提供依據(jù)，也為水上、水下分區(qū)設(shè)置土料提供依據(jù)。其計算的基本公式采用：單寬滲流量 q = 浸潤線方程 y = 單寬流量計算由于本工程地基處理中，上層沖積層采用混凝土防滲墻，下層透水性巖基采用帷幕灌漿處理，因此可近似地為不透水地基上的壩體的滲流計算。表37 右斷面正常高水位情況下浸潤線圖33 正常高水位右岸斷面的浸潤線（2）上游設(shè)計洪水位與下游相應(yīng)最高水位最大斷面處：浸潤線方程為：y = x∈(,)，計算結(jié)果列于下表38。一般粘性土，土粒間具有一定的粘聚力，而且孔隙很小，在滲流作用下，其破壞形式為流土，但在斜心墻的兩側(cè)都設(shè)置了反濾層，因此斜心墻的滲透穩(wěn)定是安全的。對于被保護土的第一層濾料，可用下式確定：D15/d85≤4～5D15/d15≥5其中：D15——反濾料的粒徑，小于該粒徑的土重占總土重的15%；d 85——被保護土的粒徑，小于該粒徑的土重占總土重的85%；d 15——被保護土的粒徑，小于該粒徑的土重占總土重的15%；當(dāng)選用第二、三層反濾料時，其上下層的關(guān)系可同樣按以上方法確定。為了保護防滲體及滿足過渡層的要求，～1mm的中粗砂層；～5mm的粗砂礫層；～40mm的碎石層。上游為正常蓄水位或設(shè)計洪水位，下游為相應(yīng)水位時下游壩坡的穩(wěn)定。穩(wěn)定計算方法可分圓弧滑動及非圓弧滑動穩(wěn)定兩種。首先定出距壩頂為2H、再從壩趾B和壩頂A分別引出BM2和AM2，它們分別與下游壩坡及壩頂成b1=25176。圖310 施工期下游壩坡穩(wěn)定計算圖（O1）圖311 施工期下游壩坡穩(wěn)定計算圖（O2）圖312 施工期下游壩坡穩(wěn)定計算圖（O3）⑤列表計算荷載，見表31表31表317。①根據(jù)滲透穩(wěn)定計算的浸潤線及和流網(wǎng)圖，計算壩體的孔隙水壓力u。Ko5==Ko6==Ko7==④按比例將Kc值標(biāo)在相應(yīng)的圓心上，連成曲線求出相應(yīng)最小Kcmin。圖324 水庫水位降落期上游壩坡穩(wěn)定計算圖（O1）圖325 水庫水位降落期上游壩坡穩(wěn)定計算圖（O2）圖326 水庫水位降落期上游壩坡穩(wěn)定計算圖（O3）表327 水庫水位降落期上游壩坡穩(wěn)定計算表(O1)表328 水庫水位降落期上游壩坡穩(wěn)定計算表(O2)表329 水庫水位降落期上游壩坡穩(wěn)定計算表(O3)計算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)Kc。因此大壩壩坡穩(wěn)定分析是安全和穩(wěn)定的。壩面具體結(jié)構(gòu)形式及尺寸見土石壩的細部構(gòu)造圖。上游護坡石塊的大小、級配和厚度應(yīng)根據(jù)波浪壓力的大小及波浪要素進行計算確定。適合于下游壩殼為粘性土或砂，砂礫等。反濾層設(shè)計根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（SL2742001）附錄B計算設(shè)計反濾層的級配及層數(shù)。根據(jù)以上步驟重復(fù)計算得第三層反濾料D15≤，從而確定d3=5～40mm的碎石。第四章 溢洪道設(shè)計溢洪道設(shè)計的主要內(nèi)容溢洪道設(shè)計的內(nèi)容包括位置選擇、平面布置、尺寸擬定、水力計算。溢洪道基本數(shù)據(jù)根據(jù)給定的基本資料，溢洪道在各種水位的下泄流量見表41。（1）進水渠進水渠的作用是將水庫的水平順引至溢流堰前。溢流堰軸線選定應(yīng)考慮的因素：從整個溢洪道的布置出發(fā)，統(tǒng)籌考慮進水渠、泄槽、消能防沖設(shè)施和出水渠的要求；應(yīng)滿足建筑物對地基的強度、穩(wěn)定性、抗?jié)B性及耐久性；便于對外交通和兩側(cè)建筑物的布置；便于防滲系統(tǒng)的布置，使堰（閘）與兩岸的止水、防滲系統(tǒng)形成整體。校核洪水位5600由計算知，寬頂堰凈堰寬取b=80m為宜。當(dāng)泄槽較長、地形、地質(zhì)等條件不通俗讀物完全為直線，常在泄槽首設(shè)收縮段。當(dāng)流速超過6～7m/s時，邊墻高度應(yīng)按摻氣后的水深加安全超高確定。若消能措施考慮不當(dāng)，高速水流與下游河道的正常水流妥善銜接，下游河床和岸坡就會遭受沖刷，甚至危及大壩和溢洪道自身的安全。根據(jù)以往工程的經(jīng)驗數(shù)值，挑流鼻坎常由連接面板和齒墻兩部分組成，連接面板是緊接泄槽末端的襯砌底板，齒墻則有重力式和襯砌式兩種，其作用保護鼻坎，使不致因地基遭受沖刷而破壞。第五章 施工導(dǎo)流設(shè)計導(dǎo)流方案的選擇導(dǎo)流方案的選擇受各種因素的影響。此外，選擇圍堰形式，基坑能否允許淹沒，能否利用當(dāng)?shù)夭牧闲拗叩?，也都與地質(zhì)條件有關(guān)。但是各項工程的施工方法和施工進度又直接影響到各時段中導(dǎo)流任務(wù)的合理性和可能性。上、下游圍堰均采用土石圍堰。而且由于壩址上、下游土石料非常豐富，可利用其填筑圍堰。通常是根據(jù)導(dǎo)流方案才能安排控制性進度計劃。當(dāng)采用分段圍堰法導(dǎo)流時，由于河床的束窄，減小了過水?dāng)嗝娴拿娣e，使水流的流速增大。尾水渠應(yīng)盡量利用天然沖溝或河溝，反之，則需人工開挖明渠；當(dāng)溢洪道的消能設(shè)施與下游河道距離很近時，也可不設(shè)尾水渠。挑流消能是目前采用較多的一種方式，具有結(jié)構(gòu)簡單、工程量較小、能適應(yīng)下游水位變化等優(yōu)點。泄槽斷面采用梯形斷面，邊坡采用1:，泄槽的襯砌選用C20混凝土，襯砌厚度為45cm。3）橫斷面泄槽橫斷面形狀與地質(zhì)條件緊密相關(guān)。因此設(shè)計時必須考慮并在布置和構(gòu)造上采取相應(yīng)的措施。寬頂堰寬由流量方程求得，具體計算見表43。表42 進水渠斷面擬定尺寸水位（mm）泄量（m3/s）H(m)B(m)計算公式設(shè)計815Q=υA, A=(B+mh)hA—過水?dāng)嗝娣e；B—渠底寬度υ=1～4m/s校核5600由計算可以擬定引渠底寬B=130米（為了安全）進水渠與控制堰之間設(shè)20米漸變段，采用扭曲面連接，引渠長L=110m。工程布置正槽式溢洪道由于其過堰水流與泄槽進口軸線方向一致，因此它結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、工作可靠、泄水能力大。泄槽水力計算是在確定了泄槽的縱向坡度和斷面盡寸后，根據(jù)溢洪道的設(shè)計與校核流量，計算泄水槽內(nèi)水深和流速的沿程變化。壩面上的縱向排水溝沿馬道內(nèi)側(cè)布置，用漿砌石鋪設(shè)成矩形。對于斜心墻兩側(cè)的反濾料，由于被保護土為粘性土，：D15≤由于該壩為2級壩且工作水頭較高，因此第一層反濾層d1=～1mm的中粗砂層。防滲體下游和滲流逸出處的反濾層應(yīng)滿足下列要求：（1）使被保護土不發(fā)生滲透變形；（2）滲透性大于被保護土，能通暢地排出滲透水流；（3）不致被細粒土淤塞失效；（4）在防滲體出現(xiàn)裂縫情況下，土顆粒不會被 帶出反濾層，能使裂縫自動愈合。下游護坡應(yīng)由壩頂護至排水棱體。根據(jù)工程的具體情況，上游護坡采用干砌石護坡，并在砌石護坡的下部按反濾原則設(shè)置碎石墊層。大壩路面為了排除雨水，壩頂面向大壩下游側(cè)傾斜，傾斜坡度設(shè)為2%。因此土石壩在水庫水位降落期上游壩坡是穩(wěn)定的。具體計算步驟及過程見下表327至表332。③通過O4作eg的垂線NN1，并在其上選OOO7為圓心，分別通過B點的滑弧。因此施工期土石壩的下游壩坡是穩(wěn)定的。③分別編號：b==，從圓心作垂線為0號土條的中心線，向上依次為3…；向下依次為2…。其計算公式如下：（1）施工期校核下游壩坡的穩(wěn)定計算：采用瑞典圓弧法的有效應(yīng)力法計算施工期的壩坡穩(wěn)定，其公式如下：K=（2）水庫水位降落期和穩(wěn)定滲流期校核下游壩坡的穩(wěn)定計算：采用瑞典圓弧法的有效應(yīng)力法計算施工期的壩坡穩(wěn)定，其公式如下：K=以上式中：b ——條塊寬度；W——條塊實重，W=W1+W2+rwzb；W1——在壩坡外水位以上的條塊實重；W2——在壩坡外水位以下的條塊浮重；z ——壩坡外水位高出條塊底面中點的距離；u ——穩(wěn)定滲流期或水庫水位降落期壩體或地基中的孔隙水壓力；a——條塊的重力線與通過此條塊底面中點的半徑之間的夾角；C’ 、f’——土壤抗剪強度指標(biāo)。土石壩穩(wěn)定分析的目的就是核算土石壩在自重、各種情況的孔隙壓力和外荷載作用下，壩坡是否穩(wěn)定、經(jīng)濟。本設(shè)計只計算下游壩坡的穩(wěn)定。（）、式（）：D15/d85≤4～5D15/d15≥5求得第二層反濾料D15≤，從而確定d2=1～5mm的粗砂礫。反濾層設(shè)計的內(nèi)容反濾層設(shè)計包括掌握被保護土、壩殼料和料場砂礫料的顆粒級配，根據(jù)反濾層在壩的不同部位確定反濾層的類型，計算反濾層的級配、層數(shù)和厚度。表313 右斷面校核洪水位情況下浸潤線圖39 校核洪水位右岸斷面的浸潤線二、壩體滲透穩(wěn)定計算滲透計算包括的內(nèi)容（1）判別土的滲透變形形式，即管涌、流土、接觸沖刷或接觸流失等；（2）判明壩和壩基土體的滲透穩(wěn)定；（3）判明壩下游滲流出逸段的滲透穩(wěn)定。表35 最大斷面正常高水位情況下浸潤線圖31 正常高水位最大斷面的浸潤線左岸斷面處：浸潤線方程為：y = x∈(,)，計算結(jié)果列于下表36。滲透分析的計算方法根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（SL2742001）應(yīng)用水力學(xué)法進行計算。（2）棱體排水的構(gòu)造要求棱體排水設(shè)計應(yīng)遵循下列規(guī)定：1）頂部高程應(yīng)超出下游最高水位，超過的高度，1級、3級、并超過波浪沿坡面的爬高；2）頂部高程應(yīng)使壩體滑潤線距壩面的距離大于該地區(qū)的凍結(jié)深度；3）頂部寬度應(yīng)根據(jù)施工條件及檢查觀測需要確定，；4）應(yīng)避免在棱體上游坡腳處出現(xiàn)銳角。由于防滲墻兩側(cè)沖擊層有沉陷，易引起防滲墻頂部心墻與兩側(cè)斜心墻的不均勻沉陷，故混凝土防滲墻頂部做成楔形體。土質(zhì)防滲體頂部和土質(zhì)斜墻上游應(yīng)設(shè)保護層，且保護層厚度應(yīng)不小于該地區(qū)的凍結(jié)和干燥深度，還應(yīng)滿足施工需要。防滲體設(shè)計壩的防滲體應(yīng)滿足將滲透坡降、下游壩體浸潤線及滲流量降低到允許范圍內(nèi)，還要滿足結(jié)構(gòu)和施工的要求。根據(jù)給定的基本資料及參照已建壩的經(jīng)驗和資料，選定上、下游壩坡如下：上游壩坡從上而下為：1: 1:下游壩坡從上而下為：1: 1: 1:壩頂寬度壩頂寬度主要取決于交通、運行、施工、構(gòu)造、抗震、防汛及其他特殊要求，由于在本工程大壩上無特殊要求，因此只要滿足高壩的最小壩頂寬度要求：B＞Bmin=10m，取B=12m。心墻壩是指心墻設(shè)在壩的中部，施工時要求心墻與壩體大體同時填筑，因而相互干擾大，影響施工進度。第三節(jié) 壩型選擇壩型及影響選擇的因素碾壓式土石壩可分為均質(zhì)壩、土質(zhì)防滲體分區(qū)壩和非土質(zhì)材料防滲體壩三種基本型式。溢洪道布置在左岸分水嶺，堰頂高程757m，沿建筑物軸線巖層傾向下游。樞紐布置原則樞紐布置應(yīng)做到安全可靠、經(jīng)濟合理、施工互不干擾、管理運行方便。巖性主要為堅硬的細砂巖，其中軟弱層多為透鏡體，溢洪道各部分的抗滑穩(wěn)定條件是好的，灌溉發(fā)電洞沿線基巖以厚層粉砂巖為主，巖石完整，透水性不大，洞頂以上巖層厚度較小溢洪道可布置在右岸Z溝，灌溉發(fā)電洞移至上壩線溢洪道軸線西側(cè)40m左右，導(dǎo)流泄洪洞位置與上壩線位置相同。巖層傾向下游；河床寬約120m，場地狹窄，左岸山體較大的的沖溝對壩體安全不利。要考慮的地質(zhì)方面的因素有：（1）壩基內(nèi)是否存在較大范圍的夾層和強透水帶，地基處理的工程量和難度。施工要求QH河灌區(qū)工程規(guī)模大，全部工程分為水庫樞紐、HZ電站、管道3部分。m3)干重度(kN其顆粒級配不連續(xù)，缺少中間粒徑，根據(jù)野外29組自然坡度角試驗，34組室內(nèi)試驗分析，統(tǒng)計成果分析如下： kN/m3，%。土料根據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄖ牧险{(diào)查報告，壩址上、下游均有土料場，共有5個，儲量豐富。通過施工導(dǎo)流、攔洪、泄洪度汛、非常時期放空水庫以及在可能情況下有利于排沙等方面的綜合分析和比較，泄洪洞洞徑確定為8m。但蓄水位按不超過百年設(shè)計洪水位考慮。（2）調(diào)節(jié)性能的選定灌溉保證率選取P=75%，水庫上游來水，首先滿足灌區(qū)工農(nóng)業(yè)用水，電站則利用余水發(fā)電。s1）P=1%P=5%P=5%(10月)P=1%P=5%P=5%(10月)1222133394516701002330218142471520912534020451491500900750030055511400