【正文】 6） ???????????（ 36） 的選擇 ??????????????（ 36） 面尺寸的擬定 ???????????（ 36） .壩頂厚度（ TC） ????????????（ 36） .壩底厚度（ TB） ????????????（ 37） . 上游面曲線??????????????（ 38）? ???????????? 38 2. 拱壩的布置???????? ?????????? 39 ??????????????（ 40） ?????????????????（ 40） .溫度荷載 ??????????????（ 40） .凈水壓力 +淤沙壓力??????????（ 41） .地震荷載 ??????????????（ 42） .壩體自重 ??????????????（ 42） .揚(yáng)壓力 ???????????????（ 42） .風(fēng)浪壓力（不予考慮）?????????（ 43） ?????????????????（ 43） .基本組合 ??????????? ???（ 43） .特殊組合 ??????????????（ 43） ????????????????（ 44） 的基本方法????????????（ 44） （純拱法）????????????（ 45） ?????????????????（ 48） 原理???????????????（ 50） ?????????????????（ 53） .工況一：（正常蓄水位 +溫升）??????（ 54） .1 壩肩局部穩(wěn)定驗(yàn)算?????????（ 54） .2 左岸整體穩(wěn)定驗(yàn)算??? ??????（ 56） .工況二：（校核洪水位 +溫升）??????（ 56） .1 壩肩局部穩(wěn)定驗(yàn)算????????? 57 .2 左岸整體穩(wěn)定驗(yàn)算????????? 59 第六章 泄水建筑物????????????? 59 ????????????? 59 ??????????????? 60 孔的布置????????????? 60 計(jì)算??????????????? 60 的布置?????????????? 61 第七章 壩體細(xì)部構(gòu)造及地基處理? ?????? . 62 ???????????? 62 面???????????????? 62 ????????????????? 63 ????????????????? 63 橋???????????????? 64 ??????????????????? 64 壩基處理的基本要求 ???????????? 64 地基的處理和開挖?????????????（ 64） ?????????????????（ 65） 漿????????????? ??（ 65） .帷幕灌漿???????????????（ 66） ?????????????????（ 66） 設(shè)計(jì)專題：拱壩的穩(wěn)定性分析 ????????（ 68） 附錄：外文文獻(xiàn)及翻譯????????????（ 77） 參考文獻(xiàn)????????????????? ..（ 89） 結(jié)語????????????????????（ 90） 第一章 工程概況 西南某河是南方河流中少有的多沙河流，流域干流國內(nèi)部分全長 692km，落差 2510m，流域面積 34629km2。電站運(yùn)用不改變徑流的年際年內(nèi)過程，不會惡化下游水環(huán)境。 總體來看，洞門山水電站的建設(shè)，抓住國家實(shí)施“西部大開發(fā)”的歷史機(jī)遇，以“西電東送”為突破口，把電力培植成僅次于煙草、有色金屬之后的第三大支柱產(chǎn)業(yè)，拉動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)增長，改變地方能源結(jié)構(gòu)，“以電代薪”，促進(jìn)水土保持和生態(tài)建設(shè)，拉動(dòng)工程建設(shè)所在地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略有著重要的意義，工程建設(shè)是十 分必要的。 表 15 洞門山壩址泥沙特征值統(tǒng)計(jì)表（ 1973 年～ 2020 年系列） 集 水 面積 km2） m3/s） 萬 t） 萬 t） kg/m3） 懸移質(zhì)含沙量 最小年平均 懸移質(zhì)含沙量 含沙量 kg/m3） 含沙量 kg/m3） 28875 265 242） 4240 4080） 286） ） 1986 1980 N14a Ⅰ線 巖組泥巖碎屑較多或泥巖碎屑為主，以鈣泥質(zhì)膠結(jié)為主，巖石強(qiáng)度較低：弱風(fēng)化礫巖、砂礫巖單軸濕抗壓強(qiáng)度 Rb ～ ， ，軟化系數(shù) ～ ，平均 ，屬軟巖。 表 19 永久工程邊坡坡比建議值表（坡高小于 10m） 類別 殘坡積層 全風(fēng)化帶 強(qiáng)風(fēng)化帶 弱風(fēng)化帶 微風(fēng)化帶 坡比 1:~1: 1: 1:~1: 1:~1: 1:~1: .抗沖流速 巖土的抗沖流速建議為：中粗砂為 ～ ；砂卵礫石層為 ～；人工填土為 ～ ；弱風(fēng)化灰?guī)r 角礫巖為 ～ 。 本砂礫場巖性主要為砂礫石和砂卵礫石，下部含泥量逐漸增多，有用層厚度可達(dá) ，靠近岸邊分布有薄層砂壤土。場內(nèi)交通以汽車運(yùn)輸為主。 第三章 工程等級劃分及水庫運(yùn)行方式 根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn) GB5020194》、《水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)》 DL5180― 2020） 2 級，永久性次要建筑物為 3 級，臨時(shí)建筑物為 4 級。 方案二： （ 1） 壩身開孔： 開孔尺寸： 10m*10m（寬 *高）； 開孔個(gè)數(shù)： 2 個(gè)； 開孔中心高程： 256m。查閱水力學(xué)課本所得，此處?。?； －隧洞截面面積； －隧洞中心工作水頭。繪制 下泄流量與時(shí)間關(guān)系曲線，查得校核最大下泄流量為 7430m3/s,設(shè)計(jì)最大下泄流量為 6560 m3/s；繪制水庫水位與時(shí)間關(guān)系曲線如下圖 47， 48。 .設(shè)計(jì)水位（ V 30 m/s， D 3km） h1 .67 L1 h0 * h12/ L1*cth2*所以設(shè)計(jì)壩頂高程 Z 設(shè) +h1+h0 ++ .校核水位（ V 20m/s， D 3km） h1 .67 L1 h0 * h12/ L1*cth2*所以校核壩頂高程為 Z 校 + h1+h0 ++ 壩高 H ，最終確定壩高為 。洞門山樞紐采用圓弧 拱。具體過程和結(jié)果如下表 52： 圖 52 拱冠梁橫剖面示意圖（ m） 表 52 各層拱圈特性參數(shù) 高程 拱圈厚 內(nèi)平均半徑 外平均半徑 中心角 右半中心角 左半中心角 1/2 弦長 （ m） （ m） （ m） （ m） （○） （○） （○） （ m） 8 100 50 50 100 50 50 100 50 50 100 50 50 100 50 50 211 23 100 50 50 根據(jù)上述初步選定的拱壩形式和尺寸，按照純拱 法求出分配荷載，計(jì)算拱梁上下游壩面的應(yīng)力以及兩岸壩肩的穩(wěn)定，具體計(jì)算過程見下節(jié)。 177。 .基本組合 基本組合包括：（ 1）水庫正常蓄水位及相應(yīng)的尾水位和設(shè)計(jì)正常溫降，自重，揚(yáng)壓力，泥沙壓力，浪壓力，冰壓力： （ 2）水庫死水位及相應(yīng)的尾水位和合此時(shí)出現(xiàn)的設(shè)計(jì)正常溫升，自重，揚(yáng)壓力，泥沙壓力，浪壓力； （ 3）其他常用的不利荷載組合。 通常沿壩高取 57 個(gè)單位高度的水平拱圈，分別來進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，本設(shè)計(jì)的拱壩分層為 6 層。 6 Ma/T2 （ 523） 所得計(jì)算結(jié)果見表 57： 表 57 應(yīng)力計(jì)算匯總表 拱壩的應(yīng)力計(jì)算匯總表（正常水位 +溫降） 作用截面 1 2 3 作用類型 徑向荷載 溫度荷載 徑向荷載 溫度荷載 徑向荷載 溫度荷載 h0 m0 ha ma va 拱冠軸力 H0 t 0 0 拱冠彎矩 M0 t ?m 0 0 1359337 330079 拱 端 軸 力 Ha t 0 0 拱 端 彎 矩 Ma t ?m 0 0 拱端剪力Va t 0 0 拱冠最大拉應(yīng)力σ 0（ Mpa） 拱冠最大壓應(yīng)力σ 0（ Mpa） 拱端最大拉應(yīng)力σ a（ Mpa） 拱端最大壓應(yīng)力σ a（ Mpa） 作用截面 4 5 6 作用類型 徑向荷載 溫度荷載 徑向荷載 溫度荷載 徑向荷載 溫度荷載 h0 m0 ha ma va 拱 冠 軸力 H0 t 拱冠彎矩 M0 t ?m 518648 737304 935344 拱端軸力 Ha t 拱 端 彎矩 Ma t ?m 1112894 1298605 拱端剪力 Va t 拱冠最大拉應(yīng)力σ 0（ Mpa） 拱冠最大壓應(yīng)力σ 0（ Mpa） 拱端最大拉應(yīng)力σ a（ Mpa） 拱端最大壓應(yīng)力σ a（ Mpa） 由計(jì)算結(jié)果可知，壩體的最大拉應(yīng)力σ Mpa，最大壓應(yīng)力σ Mpa，且均出現(xiàn)在第二層拱圈 。 拱壩壩肩穩(wěn)定分析相對較為復(fù)雜，它與地形和地質(zhì)構(gòu)造等因素有關(guān)。 下面使用定值安全系數(shù)法來分析計(jì)算本工程中壩肩巖體的穩(wěn)定性，表達(dá)式如下： （ 524） 式中： K考慮凝聚力的抗滑穩(wěn)定系數(shù)； f f2分別為側(cè)裂面、底裂面的抗剪斷摩擦 系數(shù)，都取為 ； u u2分別為側(cè)裂面、底裂面上受到的揚(yáng)壓力； C C2分別為側(cè)裂面、底裂面的凝聚力強(qiáng)度，皆取為 ； N拱端傳給巖體方向垂直于側(cè)裂面 F1 的力； S拱端傳給巖體方向平行于側(cè)裂面 F1 的力，即為滑動(dòng)力； L側(cè)裂面 F1 和底裂面 F2 的交線在下游方向的長度； Δ Z選取的拱圈的高度，在平面分層穩(wěn)定分析中即取Δ Z 1。 Ha―拱端軸向力； Va―拱端徑向力。各力以沿坐標(biāo)軸正方向?yàn)檎?，將拱端軸力 Ha 和剪力 Va 投影到滑動(dòng)面上。圖 53列舉了拱座巖體可能發(fā)生滑動(dòng)的條件： 圖 53 拱壩巖體發(fā)生滑動(dòng)的條件 （ a）在壩的上游面基礎(chǔ)內(nèi)存在水平拉應(yīng)力區(qū)，有產(chǎn)生鉛直裂縫的可能，因此滑動(dòng)體的上游邊界一 般假定從拱座上游面開始； （ b）若壩肩附近有順河向斷層破碎帶，則有可能在斷層破碎帶與拱座間的巖體處發(fā)生破裂，然后沿?cái)鄬悠扑閹蛳掠位疲? （ c）滑動(dòng)巖體下游具有滑動(dòng)位移的空間，這可能是河流轉(zhuǎn)彎突然擴(kuò)大或沖溝形成的臨空面； （ d）也可能是下游有斷層破碎帶或較寬的風(fēng)化軟弱巖脈受力壓縮變形后形成的滑移空間； （ e）滑動(dòng)巖體底部有緩傾角節(jié)理裂隙或軟弱夾層面。當(dāng)考慮地震荷載時(shí)，允許拉應(yīng)力可適當(dāng)提高，但不超過 30%。 按照上述公式，同時(shí)聯(lián)系表 31,表 32 分層進(jìn)行求解，在求得各內(nèi)力之后，按照下列公式計(jì)算應(yīng)力： 拱冠 σ 0 H0/T177。 純拱法是假定壩體有許多互不影響的獨(dú)立拱圈組成，不考慮梁的作用，荷載全部由拱圈來承擔(dān)，并且將每 一層拱圈均簡化為結(jié)構(gòu)力學(xué)中的彈性固端拱來進(jìn)行計(jì)算。 分別計(jì)算得各層壩體自重見下表 表 56 壩體自重計(jì)算表 壩塊 1 2 3 4 5 自重 G（ KN） .揚(yáng)壓力 （ 59,510,511） 式中： 滲透壓力分布圖形的面積； γ 水的重度， N/m3； β 揚(yáng)壓力作用系數(shù)，（ ~），此處取為 ； h此層拱圈高程以上作用水頭； L L2垂直兩裂面交線的方向上側(cè)裂面、底裂面的寬度。 177。 取β 1＝ ，β 2＝ 則上游面的曲線方程為 Tc， TB 沿高程線性內(nèi)插設(shè)第 i 層拱圈的厚度為 Ti 則 + yi/H Z+8+ yi （ 55） 拱壩的布置 在算得拱壩上下 游的曲線后，分別代入數(shù)值，計(jì)算各個(gè)分層的具體參數(shù)。 常見的拱圈形式有圓弧拱，三心拱，橢圓拱和拋物線拱，他們各自適用于不同的地形條件，幾種拱圈中，以圓弧拱最簡單方便，工程中采用最多。 壩高的確定 根據(jù)官廳水庫公式計(jì)算該公式為 SDJ211978《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦