【正文】 重力壩主要依靠壩體自重保持穩(wěn)定的壩，其對(duì)地形、地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)作用明確，設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單，安全可靠。 比較各種壩型設(shè)計(jì)條件及優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合庫(kù)區(qū)地質(zhì)情況可知 知，附近山體的巖層都為砂巖和泥巖，經(jīng)開采后可成為一定級(jí)配的石渣料，石碴儲(chǔ)量豐富，質(zhì)量較好，其儲(chǔ)量達(dá) 50萬(wàn) m3以上。左岸取水流量 m3/s，其入口和出口高程分別為 m 和 m，出口也與灌溉明渠相接。并由此可以換算出水庫(kù)水位 Z 和和泄量 q的關(guān)系 q=f(Z)。接下去，把這一時(shí)段末的 2q 、 2V ，作為下一時(shí)段的 1q 、 1V ，在進(jìn)行下一時(shí)段的的試算。壩頂在靜水位以上的超高按《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》（ SL189— 96）中的公式計(jì)算： y=R+A 錯(cuò)誤 !未指定書簽。壩型選擇要根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w條件，因地制宜，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇出技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理的壩型。斜墻對(duì)壩體的沉降變形也較為敏感，與陡峻河岸的連接也較為困難，故高壩中斜墻壩所占的比例較心墻壩要小。但是，面板堆石壩對(duì)壩基的要求高，趾板地基開挖要求平順，須避免陡坎和反坡，趾板須置于堅(jiān)硬、不沖蝕和可灌漿的基巖面上，且建基面一般須開挖到弱風(fēng)化層上部。 人工材料面板壩，采用優(yōu)質(zhì)石料分層碾壓時(shí)，上游壩坡坡率一般采用 1：～ 1： ，按照施工要求，瀝青混凝土面板壩上游壩坡不宜陡與 1： ；良好堆石的下游壩坡可為 1： ～ 1： ，如為卵礫石，可放緩至 1： ～ 1： ，壩高超過 110m 時(shí)，也宜適當(dāng)放緩。在棱體上游坡角處應(yīng)盡量避免出現(xiàn)銳角。本工程反濾的設(shè)計(jì)均采用 1 層 50cm 厚的砂巖作為反濾層，分別在心墻上、下游與壩殼料的接觸處布置，以及排水棱體與壩殼料的接觸處布置。保護(hù)層可采用砂、砂礫或碎石，其厚度不小于該地區(qū)凍深或干燥深度。本設(shè)計(jì)中，在上游設(shè)置 1m 高的混凝土防浪墻，墻體本身要求堅(jiān)固且不透水，墻底要與心墻緊密結(jié)合并且插入心墻一 定深度。石料場(chǎng)距工地約 125250 m，石碴場(chǎng)距工地約 100600 m，開采運(yùn)輸方便。設(shè)計(jì)中取 1： ，設(shè)計(jì)流速宜采用 3～ 5m/s。泄槽軸線布置采用直線和曲線相結(jié)合，彎曲段半徑取 6 倍的泄槽寬度。由式（ 79）分別 確定彎段參數(shù)。因此，在任意假定的基礎(chǔ)上 穩(wěn)定計(jì)算的意義不大。 39 圖 邊墻示意圖 溢洪道結(jié)構(gòu)安全計(jì)算 堰體穩(wěn)定計(jì)算 計(jì)算工況 （ 1）設(shè)計(jì)洪水位 工 況 ； （ 2）校核洪水位 工 況 ； 計(jì)算 公式 堰體抗滑穩(wěn)定計(jì) 算按抗剪斷強(qiáng)度公式計(jì)算： K′ = PACWf ??? /)39。 b. 溢洪道未泄洪工況：墻前無(wú)水，墻背水深 ， 對(duì)應(yīng)的水荷載 +自重 +土壓力 +基礎(chǔ)揚(yáng)壓力 +滲透壓力。從表 中 可知， 在各種荷載情況下 ,堰體 的最大垂直正應(yīng)力均小于基礎(chǔ)最大承載力 250kN/m2且最小垂直正應(yīng)力均大于 0， 滿足規(guī)范要求。 38 圖 邊墻示意圖 （ 2）坡比 i= 的彎曲段，最高點(diǎn)由槽面到墻頂?shù)拇怪本嚯x為：+1=；最低點(diǎn)由槽面到墻頂距離為： +1=；如圖 所示。； h1坎頂平均水深 h在鉛直方向的投影； h2坎頂至河床面的高差； 36 圖 挑流示意圖 通過計(jì)算分析得出，挑距為 ，恰好在河谷中間；沖刷坑最后坡i=，在 ～ ，即：沖刷不會(huì)影響壩身安全。各參數(shù)意義與公式（ 53）～（ 57）一樣。在左岸天然埡口處布置溢洪道軸線，此處軸線至河谷距離最短，且軸線所過地區(qū)地形高差不是太大，平順地區(qū)較多，可以減小工程的開挖量。正槽式溢洪道 由引水渠、控制堰段、邊坡段和消能防沖段組成。 由庫(kù)區(qū)的地質(zhì)情況可知，附近山體的巖層都為砂巖和泥巖，經(jīng)開采后可成為一定級(jí)配的石渣料，石碴儲(chǔ)量豐富，質(zhì)量較好，其儲(chǔ)量達(dá) 50 萬(wàn) m3以上。由于陳橋水利樞紐最大壩高為 20m（ 70m），屬于低壩，且無(wú)特殊要求，故壩頂寬度取為 6m。如防滲體頂部設(shè)有穩(wěn)定堅(jiān)固、不透水又與防滲體緊密連接的放浪墻，則防滲體頂部高程不低于正常運(yùn)用的靜水位即可。 根據(jù)反濾過度要求，反濾層數(shù)一般為 1～ 3 層。是在下游壩腳處用塊石堆成棱體，棱體寬度不小于 1米，頂面超出下游水位的高度，對(duì) 2級(jí)壩不小于 1 米，對(duì) 35級(jí)壩不小于 米，而且還應(yīng)保證浸潤(rùn)線位于下游壩坡面的凍層以下。 土質(zhì)防滲體的心墻壩，當(dāng)下游壩殼采用堆石時(shí)，常用的坡率為 1： ～ 1：，采用土料時(shí)，常用 1： ～ 1： ；上游壩殼采用堆石時(shí)，常用 1： ～1： ，采用土料時(shí)，常用 1： ～ 1： 。 面板堆石壩 面板堆石壩采用振動(dòng)碾薄層碾壓填筑，堆石體壓縮性小，面板的防滲效果得以保證。 斜墻壩方案 斜墻壩的壩殼可以超前于防滲體進(jìn)行填筑，而且不受氣候條件的限制，也不依賴于 地基灌漿施工的進(jìn)度，施工干擾小。防浪墻高度設(shè)置為 1m。最終的設(shè)計(jì)洪水位為 ，校核洪水位為 。否則，要重新設(shè)定一個(gè) 2q 值，重復(fù)上述試算過程，直至兩者相等或很接近為止。 水量平衡方程： 1 2 1 2 2 1( ) 1 / 2 ( ) 1 / 2 ( )Q q t Q Q t q q t V V V? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Q t? 時(shí)段中的平均入庫(kù)流量； q t? 時(shí)段中的平均下泄流量； 1Q ， 2Q t? 時(shí)段初、末的入庫(kù)流量（ m3/s）； 1q ， 2q t? 時(shí)段初、末的出庫(kù)流量（ m3/s）； 1V ， 2V t? 時(shí)段初、末的水庫(kù)蓄水量（ m3）； t? 計(jì)算時(shí)段（ s）； V? t? 時(shí)段水庫(kù)蓄水量變化值。陳橋水庫(kù)溢洪道設(shè)置在大壩的左岸，為開敞正堰式寬頂堰型溢洪道，堰頂高程為 m,溢洪道出口與原河道相連接。理想的地質(zhì)條件是：基巖比較均勻、堅(jiān)固完整、有足夠的強(qiáng)度、透水性小、能抵抗水的侵蝕、耐風(fēng)化、岸坡穩(wěn)定、沒有 大斷裂等。壩型選擇也需要要根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w條件，因地制宜，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇出技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理的壩型。 表 110 筑壩材料的物理力學(xué)性質(zhì) 指標(biāo) 壩料 項(xiàng)目 反濾過渡料 堆石及排水體 石渣料 砂巖 砂巖 砂巖 泥巖 比重 最大粒徑 mm 100 600 600 200~600 13 ＜ 5mm含量 % 30 10 ＜ 20 ＜ 20 干密度ρ g/cm3 含水量 w % 孔隙率 n % 孔隙比 e 抗剪 強(qiáng)度 UU φ /c 176。 根據(jù)壩基巖性的不等厚互層組合與分布，各類巖石的物理力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果綜合考慮，其壩基的承載力值 p 建議采用 8 MPa為宜。裂隙發(fā)育濃度一般在基巖 10 m深范圍內(nèi)，有隨深度增加而裂隙減少的規(guī)律。 （ 4）由于受該區(qū)地理?xiàng)l件限制，此類承壓水的抬高高度與庫(kù)水高度有密切有關(guān)。根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，抽水試驗(yàn)值較小，而壓水試驗(yàn)值較大。 m總體上講，整個(gè)壩體回填的土質(zhì)是比較好的，組成物質(zhì)以粉砂質(zhì)粘土為主，間夾塊碎石及風(fēng)化物顆粒，局部土中的含砂量較大，碾壓密實(shí)。與砂巖呈互層狀，厚度變化較大。膠結(jié)物以鈣質(zhì)為主，其次為泥質(zhì)或鐵質(zhì)膠結(jié)。 壩址地貌 壩址河谷呈開闊的 U型谷，兩岸不夠?qū)ΨQ，左緩右稍陡，地形坡度 20176。 ～65176。 9 裂隙小，裂線彎曲，裂面不平。 9 裂際延伸有限，裂面光滑，平整，有砂土充填，開 口 28cm。 ～87176。 ～65176。 ，傾角17176。 ，另一組走向 290176。 表 16 洪水流量過程線數(shù)值 點(diǎn)號(hào) P=% P=1% P=2% 時(shí)間 t (h) 流量 Q (m3/s) 時(shí)間 t (h) 流量 Q (m3/s) 時(shí)間 t (h) 流量 Q (m3/s) 1 1 1 1 2 3 4 5 6 6 7 8 9 10 11 12 18 30 7 13 30 30 0501001502002503003504004500 5 10 15 20 25 30時(shí)間t ( s )流量Q(m3/s)P=%P=1%P=2% 圖 洪水流量過程線 工程地質(zhì) 庫(kù)區(qū)地層巖性 庫(kù)區(qū)分布自庫(kù)首陳橋經(jīng)八角廟，大小螺絲堡至庫(kù)尾響灘子，蓄水范圍標(biāo)高 372 m以下。 將水庫(kù)流域最大一日面雨量系列，進(jìn)行排頻分析，應(yīng)用連序系列的矩法公式計(jì)算統(tǒng)計(jì)參數(shù)作初試值，線型采用皮Ⅲ型，按配線法進(jìn)行頻率計(jì)算。由于人類活動(dòng)頻繁，導(dǎo)致某些土地不合理經(jīng)營(yíng)利用，森林面積減少，天然植被較差，水土流失嚴(yán)重。48′ ，壩址處河床底部海拔高程約 m，壩址以上集雨面積 km2，干流長(zhǎng)度 km，河道平均比降 ‰，多年平均徑流總量 萬(wàn) m3。 樞紐設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：擋水建筑物的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)分析，泄水建筑物及灌溉樞紐的具體設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：水庫(kù)、壩體、溢洪道、灌溉洞。陳橋水庫(kù)下游有王家、兩路、悅來(lái)等 3鎮(zhèn) 萬(wàn)余人和 萬(wàn)畝耕地、 210 國(guó)道、 3座發(fā)電站和三座橋梁（其中一座國(guó)家級(jí)戰(zhàn)備橋）、一座 840萬(wàn) m3的小一型水庫(kù)以及保護(hù)著重慶市主城區(qū)的天然氣輸氣主管道和國(guó)防通訊線路 。降水年內(nèi)分配不均，冬半年（ 10~3月）降雨量約占年降水量的 23%，夏半年降水量約占年降水量的 77%，由于雨量分布不均，夏旱、伏旱威脅嚴(yán)重。 表 13 設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算成果表 雨歷 (h) 統(tǒng) 計(jì) 參 數(shù) 設(shè) 計(jì) 值 H24 (mm) Cv Cs P=2% (mm) P=1% (mm) P=% (mm) 24 Cv 6 Cv 設(shè)計(jì)洪水 庫(kù)區(qū)不同頻率的設(shè)計(jì)洪峰流量見表 14。 庫(kù)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造 水庫(kù)位于龍王洞與銅鑼?shí){背斜之間 兩路口向斜東翼近軸部，構(gòu)造簡(jiǎn)單，為一單斜層，巖層產(chǎn)狀傾向 300176。 地震烈度：據(jù)“四川地震烈度區(qū)劃圖”劃分，水庫(kù)地震烈度小于 6度。 表 17 壩址地質(zhì)產(chǎn)狀 產(chǎn) 狀 條數(shù) 裂 隙 特 征 走 向 傾 向 傾 角 26176。 ～300176。 ～ 20176。 61176。 83176。 ，傾向 NE及 SW，傾角 76176。建壩前古河床寬 3～ 5 m，兩邊均是大遍開闊平坦的農(nóng)田。力學(xué)試驗(yàn)天然抗壓強(qiáng)度平均值 ～ MPa，飽和抗壓強(qiáng)度平均值 ～ MPa，吸水率 wa＝ ～ %，與泥巖呈互層狀，厚度變化大。本次泥質(zhì)砂巖的試壓強(qiáng)度值偏高。經(jīng)局部筑土的微弱孔隙滲入而成，排泄不暢，因而多積于筑土中，使筑土呈濕狀。其水位變化與庫(kù)水關(guān)系密切。并在左岸邊農(nóng)民飲水水井觀測(cè)，標(biāo)高在 362 m左右。淺部風(fēng)化裂隙巖石及構(gòu)造裂隙發(fā)育，在自然環(huán)境下穩(wěn)定性較好。力學(xué)強(qiáng)度低。石料場(chǎng)距工地約 125250 m，石碴場(chǎng)距工地約 100600 m，開采運(yùn)輸方便。 ) c (kPa) Φ(176。但是壩體剖面 尺寸大，材料用量多；壩體應(yīng)力較低，材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮；且壩體與地基接觸面積大，相應(yīng)壩體揚(yáng)壓力大，對(duì)穩(wěn)定不利。強(qiáng)度能滿足設(shè)計(jì)要求，它可以作為填筑壩體的壩殼料或堆石壩料 。 20 3 調(diào)洪演算及壩體尺寸計(jì)算 工程級(jí)別及建筑物級(jí)別的確定 根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（ SL252－ 2021）里表 ，結(jié)合工程概況可確定此工程級(jí)別及建筑物級(jí)別劃分如表 31，洪水標(biāo)準(zhǔn)如表 32： 表 31 陳橋水庫(kù)樞紐工程水工建筑物級(jí)別 工程等別 永久性建筑物級(jí)別 臨時(shí)性建筑物級(jí)別 主要建筑物 次要建筑物 IV 4 5 5 表 32山區(qū)、丘陵區(qū)水利水電工程永久性 水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn) [重現(xiàn)期（年） ] 由表 31 及 32可知設(shè)計(jì)洪水的重現(xiàn)期為 50～ 30年，校 核洪水的重現(xiàn)期為1000～ 300 年。進(jìn)而又可以借助水位庫(kù)容曲線 V=f(Z)，求出相應(yīng)的水庫(kù)蓄水容積 V。如此繼續(xù)下去，就可求得整個(gè)泄流過程 q ～ t 。 （ 31） 式中： y水庫(kù)靜水位以上超高 R波浪在壩坡上的爬高 A安全加高 對(duì)于丘陵、平原地區(qū)水庫(kù)， W、 D7500m 時(shí)，波浪的波高和平均波長(zhǎng)可采用鶴地水庫(kù)公式，按照式（ 32）、式（ 33）計(jì)算： 3/126/12%2 )(006 WgDWWgh ? （ 32） 2/122 )(03 WgDWgL m ? （ 33） 式中 h2%— 累積頻率為 2%的波高，單位 m， Lm為平均波長(zhǎng)， W 為計(jì)算風(fēng)速，設(shè)計(jì)情況下為多年平均風(fēng)速的 倍；校核情況下取多年平均風(fēng)速。本設(shè)計(jì)中由于規(guī)定了是土石壩，因此初選的壩型有均質(zhì)壩，心墻壩，斜墻壩和面板壩四種。 心墻壩方案