【正文】 流量可能大于實際滲流量，但壩的滲透坡降仍滿足設(shè)計要求，說明取值合理 . 穩(wěn)定計算 計算方法 按施工期、穩(wěn)定滲流期、庫水位降落期三個控制時期核算土石壩的穩(wěn)定?；炷练罎B墻方案，施工快、材料省、防滲效果好，對 于這種深度透水層是比較合適的，決定采用這種方案。針對以上情況作以下處理，設(shè)置混凝土防滲墻至半風(fēng)化巖基，與河床部分 防滲墻相連，并在墻下設(shè)置灌漿孔，詳見細(xì)部構(gòu)造設(shè)計圖。 （ 2）設(shè)計結(jié)果 設(shè)計結(jié)果見表 。 防滲墻布置于斜心墻之下，從防滲角度來看偏上游為好，但從防裂角度看偏下游一側(cè)好，綜合考慮布置于心墻底面中心位置。在透水層較淺（ 10~15m 以下）時，可采用回填粘土截水槽方案，由于壩址處河床沖積層平均深 20m，最大達(dá) 35m，施工比較困難而不予采用 .又由于河床有孤石，采用鋼板樁也比較困難，造價也高。 斷 面 Ⅰ — Ⅰ Ⅱ — Ⅱ Ⅲ — Ⅲ 計算情況 正常 設(shè)計 正常 設(shè)計 正常 設(shè)計 坡 降 J 34 成果分析與結(jié)論 以斜心墻、混凝土防滲墻與兩岸壩肩開挖風(fēng)化巖填以粘土形成粘 土截水墻的垂直防滲帶作為防滲措施。根據(jù)壩內(nèi)各部分滲流狀況的特點，將壩體分為若干段，應(yīng)用達(dá)西定理近視解土壩滲流問題，計算假定任一鉛直過水?dāng)嗝鎯?nèi)各點滲透坡降均相等，計算簡圖如圖 。40180。一般沙礫料的干容重 ?dr KN/m3。 186。對于 2級高壩，ｍ的值采用 ～ 之間，三四級壩或低壩可采用 ～ ，本設(shè)計?。?=。 26 死水位：27 m正常蓄水位：28 m1：31：2.522101：2.51：2.51：2.5壩基： m巖基： m設(shè)計洪水位： 1m 校核洪水位： 3m壩頂高程：2825 .20m壩基防滲墻頂高程 275 m28 00 .0 0m28 75 .0 0m52 圖 大壩最大壩高處剖面尺寸圖 27 土料設(shè)計 筑壩土料的實際與土壩結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工方案以及工程造價有關(guān) ，一般力求壩體內(nèi)材料分區(qū)簡單，就地、就近取材，因材設(shè)計。 壩體排水 由于本地區(qū)石料比較豐富，故采用堆石棱體排水比較適宜，另外采用 棱體排水可以降低壩體浸潤線，防止壩坡凍漲和滲透變形，保護(hù)下游壩址免受尾水淘刷，并可支撐壩體，增加下游壩坡的穩(wěn)定性。 壩頂寬度 壩頂寬度主要取決于交通需要、構(gòu)造要求和施工條件，同時還要考慮防汛搶險、防空、防震等特殊需要。 最大波浪在壩坡上的爬高 設(shè)計 值 R按 2級土石壩取累積概率 P=1%爬高值 R1%計算 。 非土質(zhì)材料防滲體壩的防滲體一般有混凝土、瀝青混凝土或土工膜等材料組成，而其余部分由土石料組成，因工程附近建筑 材料來源 豐富，為就地取材不宜采取該壩型。 均質(zhì)壩材料單一，工序簡單，但壩坡較緩，剖面大，工程量大，施工易受氣候影響，冬季施工較為不便，壩體空隙水壓力大。 本次根據(jù)工程經(jīng)濟(jì)性、正常運行安全穩(wěn)定性以及地形地質(zhì)條件等各方面因素要求，并且將沖沙放空洞和泄洪隧洞與施工導(dǎo)流隧洞相結(jié)合對樞紐建筑物進(jìn)行了布置。從地質(zhì)條件看不宜建拱壩及支墩壩。 泄洪能力 本次根據(jù)確定的泄洪方式，進(jìn)行泄流能力分析，根據(jù)無 壓隧洞自由計算其過流能力，泄流公式按下式計算。 設(shè)計洪水過程線 根據(jù)資料現(xiàn)有設(shè)計洪 峰流量和壩址處水文站的單位洪水流量過程線，故本次設(shè)計洪水過程線采用以洪峰控制的同倍比放大法對典型洪水進(jìn)行放大，分別得設(shè)計洪水與校核洪水過程線。 10′ 經(jīng)濟(jì)資料 庫區(qū)經(jīng)濟(jì) 流域內(nèi)部為農(nóng)業(yè)人口，多種植水稻、玉米等。 20′ 38176。 40′ 35176。） 凝聚力 Kpa 濕 干 粗中 細(xì) 粉 （ kN/m3） 2mm 2~ mm ~ mm ~ mm mm 1下 2下 1上 2上 3上 11 表 沙礫石的顆粒級配 300－100 100－60 60－20 20－ － － － － ＜ 1＃上 2＃上 3＃上 4＃上 1＃下 2＃下 3＃下 4＃下 表 砂 石料的物理性質(zhì) 名 稱 1＃ 上 2＃ 上 3＃ 上 4＃ 上 1＃ 下 2＃ 下 3＃ 下 4＃ 下 容 重 比 重 孔隙率 軟弱顆粒 % % % % % % % % 有機物含量 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 淡 色 表 各料場的天然休止角 料場名稱 最小值 最大值 平均值 1＃上 34176。沙礫料料場位于壩址上下游各 有四處，總量達(dá) 1850 萬 m3。上述節(jié)理主要在砂巖、泥灰?guī)r與玄武巖之類的巖石內(nèi)產(chǎn)生。34′ 25176。卵石最小直徑一般為 10～100mm；礫石直徑一般為 2～ 10mm；砂粒直徑 ～ ；細(xì)小顆粒小于。其物理力學(xué)性質(zhì)見表 、 。 表 多年統(tǒng)計不同頻率洪峰流量 頻 率（ %） 1 2 5 10 流量（ sm/3 ） 2320 1680 1420 1180 1040 表 各月不同頻率洪峰流量（單位： sm/3 ） 月份 P 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1% 46 19 12 19 600 1240 1550 1210 670 390 28 37 2% 36 17 11 15 530 1120 1360 1090 600 310 23 33 5% 23 14 9 11 420 850 1100 830 480 250 16 28 10% 19 11 7 9 370 760 980 720 410 210 15 23 固體徑流： E 江為山區(qū)性河流，含沙量大小均 隨降水強度及降水量的大小而變化，平均含沙量達(dá) 。該地區(qū)一般 1－ 4 月風(fēng)力較大，實測最大風(fēng)速為 15m/s，風(fēng)向為西北偏西，水庫吹程為 12km。實際發(fā)電日 期根據(jù)當(dāng)時水文、氣象條件及水情進(jìn)行調(diào)整。為安全起見在大壩上升至泄洪隧洞進(jìn)口高程以后進(jìn)行封孔。隧洞布置于岸（右岸），采取“龍?zhí)ь^”無壓泄洪的型式與施工導(dǎo)流洞結(jié)合。 根據(jù)計算大壩壩頂高程由校核情況控制為 ，取 。臨時性建筑物防洪標(biāo)準(zhǔn)采用 20 年一遇標(biāo)準(zhǔn)。 這次我的設(shè)計任務(wù)是 E 江水利樞紐工程設(shè)計（土石壩），本設(shè)計采用斜心墻壩。通過畢業(yè)設(shè)計，我們能夠系統(tǒng)鞏固并綜合運用基本理論和專業(yè)知識，熟悉和掌握有關(guān)的資料、規(guī)范、手冊及圖表，培養(yǎng)我們綜合運用上述知識獨立分析和解決工程設(shè)計問題的能力，培養(yǎng)我們對土石壩設(shè)計計算的基本技能，同時 了解國內(nèi)外該行業(yè)的發(fā)展水平。 洪水調(diào)節(jié)計算 該工程主要建筑物級別為 2 級，根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（ GB5020194）規(guī)定 2級建筑物土壩堆石壩的防洪標(biāo)準(zhǔn)采用 100 年一遇設(shè)計， 2020 年一遇校核，水電站廠房防洪標(biāo)準(zhǔn)采用 50 年一遇設(shè)計， 500 年一遇校核。 大壩設(shè)計 根據(jù)方案比較分析，斜心墻壩綜合了心墻壩與斜墻壩的優(yōu)缺點，斜心墻有足夠的斜度，能減弱壩殼對心墻的拱效應(yīng)作用；斜心墻壩對下游支承棱體的沉陷不如斜墻那樣敏感，斜心墻壩的應(yīng)力狀態(tài)較好，本次設(shè)計大壩壩型采用粘土斜心墻壩。由于兩岸山坡陡峻，無天然埡口如采取明挖溢洪道的泄洪方案，開挖量大，造價較高，故采用了隧洞泄洪方案。 (2)封孔及發(fā)電日期，鑒于流量資料不足。因此第一臺機組發(fā)電日期定為 2020 年 10 月 1日。 氣象降雨 （ 1） 氣象 本區(qū)域氣候特征是冬干夏濕，每年 11 月至次年四月特別干燥，其相對濕度在 51%－ 73%之間，夏季因降雨日數(shù)較多，相對濕度隨之增大，一般變化范圍為67%－ 86%。經(jīng)頻率分析，求得不同頻率的洪峰流量見表 、 。由于玄武巖成分不甚一致，風(fēng)化程度不同，力學(xué)性質(zhì)亦異，可分為堅硬玄武巖、多孔玄武巖，破碎玄武巖、軟弱玄武巖、半風(fēng)化玄武巖和全風(fēng)化玄武巖。顆粒組成以卵礫石為主，砂粒和細(xì)小顆粒為數(shù)很少。55′ 0 平均值 40176。 地質(zhì)構(gòu)造 壩址附近無大的斷層，但兩岸露出的巖石、 節(jié)理特別發(fā)育，可以分為兩組，一組走向與巖層走向幾乎一致，即北東方向，傾向西北；另一組的走向與巖層傾向大致相同，傾角一般都較大，近于垂直，裂隙清晰，且為鈣質(zhì)泥質(zhì)物所充填，節(jié)理間距密者 ，疏者 3～ 5m即有一條，所以沿岸常見有巖塊崩落的現(xiàn)象。由于河谷內(nèi)地形平坦，采運尚方便。 10 表 粘土的物理力學(xué)性質(zhì) 料場名稱 物理性質(zhì) 滲透系數(shù) （ 106 cm/s） 力學(xué)性質(zhì) 化學(xué)性 自然含水量 （ %） 自然容重 比重 孔隙率 （ %） 孔隙比 稠度 飽 和 度 顆粒級配， （成分 %，粒徑 d） 擊實 剪力 固結(jié)壓縮系數(shù) （ Cm2/kg） 有機含量灼燒法 （ %） 可溶鹽含量 （ %） 流限 （‰） 塑限 （ %） 塑性指數(shù) 礫 砂 粘土 最大干密度 （ g/cm3） 最優(yōu)含水量 （ %） 內(nèi)摩擦角 （186。 40′ 36176。 20′ 2＃下 35176。 20′ 37176。 設(shè)計洪水 設(shè)計洪峰流量 本河流屬典型山區(qū)河流，洪水暴漲暴落，根據(jù)資料統(tǒng)計分析得 100 年一遇設(shè)計洪峰流量為 設(shè)Q =1680m3/s， 2020 年一遇校核洪峰流量為 校Q =2320m3/s。 水庫運用方式：洪水來臨之前用閘門控制關(guān)水，當(dāng)洪水來臨時，并且?guī)焖粷q到防洪限制水位時，開閘泄洪，起始由于來量較小，可以控制下泄流量等于來流量，水庫保持汛前限制水位不變，當(dāng)來水流量繼續(xù)加大，無法保持汛限水位不變時，則閘門全開，下泄流量隨水位的升高而加大，流態(tài)為自由泄流。 777 754576591822900287528502825280027752750272527002675265026252900287528502825280027752750272527002675265026257454ⅠⅠ 壩址縱剖面圖 圖 沿壩軸線方向的大壩斷面地質(zhì)剖面圖 壩型選擇 所選的壩軸線處河床沖積層較深，兩岸風(fēng)化巖石透水性大，基巖的強度較底，且不完整。 水電站建筑物 引水隧洞、電站廠房布置于凸岸，在泄洪隧洞與大壩之間，由于風(fēng)化巖層較深，廠房布置在開挖后的堅硬玄武巖上，開關(guān)站布置在廠房旁邊。碾壓式土石壩根據(jù)土料配置的位置和防滲體所用材料種類的不同，又分為均質(zhì)壩和土質(zhì)防滲體分區(qū)壩、非土質(zhì)材料防滲體分區(qū)壩。 多種土質(zhì)壩施工工序復(fù)雜，相互干擾較大，施工易受氣候 影響，在此不予采用。 平均波浪爬高 Rm 參照 “規(guī)范 ”附錄 計算， 初步擬定 水庫大壩上游壩坡為m=，故波浪平均爬高按 “規(guī)范 ”附錄 式計算： mLmhmwKKmR 21 ??? 式中 ： ?K —— 斜坡的糙率滲透性系數(shù)，護(hù)面類型為砌石護(hù)面確定 ?K =； wK —— 經(jīng)驗系數(shù)，由風(fēng)速 W、坡前水深 H、重力加速度 g 所組成的無維量gH/W ， 查表 得設(shè)計條件： wK =；校核條件： wK =； m—— 斜坡的坡度系數(shù)。 經(jīng)計算可以看出該大壩壩頂高程由校核情況控制為 ，取 。 在壩坡改變處，尤其在下游坡，通常設(shè)置 ～ 2ｍ寬的馬道（戧道）以使匯集壩面的雨水，防止沖刷壩坡，并同時兼作交通、觀測、檢修之用，綜合上述等各方面因素其寬度取為 。 大壩剖面尺寸設(shè)計見圖 。 設(shè)計干容重 dγ 為： mγd = maxγ 式中： dγ —— 設(shè)計干容重， （ ｇ /㎝3） ； maxγ —— 在相應(yīng) 擊實功能下的平均最大干容重， （ ｇ /㎝3） ； ｍ —— 施工條件系數(shù)（或稱壓實系數(shù)）。 186。在地震區(qū)要求更高。 36186。 計算方法 選擇水力學(xué)方法解土壩滲流問題。 滲透坡降的計算公式： BHJ ?? 式中 ： ?? ── 上游水深減逸出水深； ? ── 防滲體的平均厚度 . 計算成果見表 ： 表 各種工況滲流逸出點坡降 填筑土料的安全坡降，根據(jù)實踐經(jīng)驗一般為