【正文】 傾向南東，傾角 62176。～ 80176。 壩區(qū)河流呈近東西走向，河流以下切為主，河谷呈 “V”字形，現(xiàn)代河床寬 27～ 50m，河流彎急，流速大。傾向南西，傾角 80176。傾角 60176?！?10176。未發(fā)現(xiàn)有大的不穩(wěn)定體和緩傾角滑移面，出露巖石較完整，堅(jiān)硬，強(qiáng)風(fēng)化層厚度 1～ 3m，弱風(fēng)化層厚度 5～ 10m，工程地質(zhì)條件較好。為滿足設(shè)計(jì)要求，共選擇了 7 個(gè)料場(chǎng)，各料場(chǎng)情況如下： C6 料場(chǎng) 水庫(kù)大壩壩體填筑料場(chǎng)，位于 QA 溝口右岸 Ⅰ 級(jí)階地和該級(jí)階地質(zhì)沿相連接的山前堆積層，料場(chǎng)距大壩 5 公里，該處沉積層巨厚，貯量豐富，測(cè)算料場(chǎng)儲(chǔ)量在 100 萬立方米。該料場(chǎng)土料的壓縮系數(shù)為 ，屬中等壓縮性土，粘粒含量高，達(dá) %，可塑性好，塑性指數(shù)為 ，屬品質(zhì)較好的 斜心墻 土料。 表 21 各料場(chǎng) 砂礫料顆粒級(jí)配匯總表 表 22 各料場(chǎng) 砂礫料場(chǎng)理學(xué)實(shí)驗(yàn)成果表 料場(chǎng) 比重 天然密度 (g/cm3) 含泥量 （﹪） 內(nèi)摩擦角 滲透 干燥（度） 飽和（度） 滲透系數(shù) （ cm/sec） 臨界坡降 C1 102 C2 102 C5 102 C6 102 料場(chǎng) 粒徑含量 （ %） 有效粒徑 （ mm） 不均勻系數(shù) 曲率系數(shù) ＞ 200（ mm） 200~150（ mm） 150~100（ mm） 100~60（ mm） 60~20（ mm） 20~5（ mm） 5~2（ mm） 2~（ mm） ~（ mm） ~（ mm） ＜ （ mm） C1 C2 C5 C6 表 土料基本性質(zhì)試驗(yàn)成果表 料場(chǎng) 天然濕密度 (g/cm3) 天然干密度 (g/cm3) 天然含水量 （％） 土粒比重 Gs 流限 WL 塑限 Wp 塑性指數(shù) Ip 顆粒組成（％） 擊實(shí) 滲透系數(shù) K(cm/s) 不固結(jié)不排水剪 UU 固結(jié)不排水剪 CU 固結(jié)排水剪 CD 細(xì)粒沙 ＞ 粉粒~ 粘粒＜ 最優(yōu)含水量 Wop 最大干容重 γdmax φ （度） C （ KPa） φ （度） C （ KPa） φ （度） C （ KPa） C3 ～ ～ ～ ～ ～ ～ n108 C4 ～ ～ ～ ～ ～ ～ n107 表 土料化學(xué)分析成果表 料場(chǎng) 易溶鹽（﹪） 中溶鹽（﹪） 難溶鹽（﹪） 有機(jī)質(zhì)（﹪） C3 C4 工程規(guī)模 地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展概況 QA 灌區(qū)南北長(zhǎng) 30 公里，東西寬 公里， QA 市居灌區(qū)中部，為行政公署、兵團(tuán)農(nóng)場(chǎng)管理局、鐵路分局、吐 —哈 油田生產(chǎn)、科研、生活基地， QA 市人民政府所在地，是 QA地區(qū)政治、經(jīng)濟(jì)、文化的中心。工程興建后可以向石油化工年提供水量 106 m3，向灌區(qū)年供水 106 m3，全年供水 106 m3，改善灌溉面積 104畝。 第三章 工程 等別及建筑物級(jí)別 根據(jù) SL2522020《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》之規(guī)定，水利水電工程按其工程規(guī)模，效益和在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性分為五等，綜合考慮水庫(kù)的總庫(kù)容、防洪庫(kù)容、灌溉面積等，工程規(guī)模由庫(kù)容決定，由于該工程正常蓄水位為什么 ，庫(kù)容為 900 萬m3，介 于 ～ 億 m3 之間， 則可將該工程級(jí)別定為Ⅲ等，工程規(guī)模為中型，主要建筑物為 3 級(jí)，次要建筑物為 4 級(jí)，臨時(shí)建筑物為 5 級(jí)。本設(shè)計(jì)中采用 試算法 。重力壩的斷面大 ,筑壩材料抗沖刷能力強(qiáng) ,適用于在壩頂溢流和壩身設(shè)置泄水孔。與重力壩相比，在水壓力作用下壩體的穩(wěn)定不需要依靠本身的重量來維持，主要是利用拱端基巖的反作用來支承。 地質(zhì)條件 建造拱壩的地形條件是左右兩岸對(duì)稱，岸坡平順無突變，砰面上為向下流收縮的峽谷地段，如 V形和 U形河谷。 (2)缺點(diǎn) ： 壩身一般不能 溢流 ，施工導(dǎo)流不如混凝土壩方便，粘性土料的填筑受氣候條件影響較大 等。 斜心墻 壩土質(zhì)防滲體設(shè)在壩體中部，兩側(cè)為透水性較好的砂石料，該壩型粘性土料所占比重不大 ，施工受季節(jié)影響較小，但施工時(shí) 斜心墻 與壩體同時(shí)填筑，相互干擾較大。 第六章 大壩剖面 確定 壩頂高程的確定 壩頂 超高 壩頂在水庫(kù)靜水位以上的超高按下式確定： AeR ???Y （ ） 其中： Y壩頂超高， m； R最大波浪在壩頂?shù)呐栏撸?m； e最大風(fēng)壅水面高度， m； A安全超高， m，該壩為Ⅲ級(jí)建筑物，正常運(yùn)行時(shí)取 A=，非常運(yùn)行時(shí)取 A=。 土石壩壩頂寬度根據(jù)運(yùn)行、施工、構(gòu)造、交通和人防等方面的要求綜合研究后確定 ， SL2742020《碾壓土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》要求高壩的最小頂寬為 10～ 15m，中低壩則為 5～ 10m。 壩體排水要有充分的排水能力，并設(shè)有反濾層以保護(hù)壩體和壩基土。 組合式排水：即褥墊排水、網(wǎng)狀排水、排水管、 豎式排水體等壩內(nèi)排水設(shè)施。棱體與壩體以及土質(zhì)地基之間設(shè)置反濾層。 C1 料場(chǎng)， C2 料場(chǎng)， C5 料場(chǎng)， C6 料場(chǎng)的砂礫料顆粒級(jí)配匯總表見表 21， 砂礫料場(chǎng)物理力學(xué)試驗(yàn)成果表見表 22。不均勻系數(shù)均大于 5。 筑壩土料的設(shè)計(jì)含水量取各土樣最優(yōu)含水量的算術(shù)平均值，施工填筑含水量應(yīng)按設(shè)計(jì)含水量控制，其上下偏差不宜超過－ 2%177。過水堰采用 WES 實(shí)用堰（高堰），堰頂高程為 ，出口段采用挑流鼻坎消能，由于流速較大，為了減少氣蝕，采用人工摻氣。而虹吸式溢洪道不用閘門就能自動(dòng)形成虹吸作用，管理簡(jiǎn)單，能靈敏調(diào)節(jié)上游水位，但水力條件復(fù)雜，易發(fā)生空穴，構(gòu)造復(fù)雜。從上幾個(gè)因素綜合考慮，本樞紐工程采用正槽溢洪道進(jìn)行泄洪。 溢流堰的形式 本設(shè)計(jì)采用實(shí)用堰，因?yàn)閷?shí)用堰流量系數(shù)比寬頂堰大，而且在相同條件下，需要的溢流前緣較短，工程量相對(duì)較小，但施工較復(fù)雜。泄槽底部板縫下均設(shè)有橫向排水槽，在泄槽的縱軸線處設(shè)置縱向排水槽，將橫向排水中的水經(jīng)過縱向排水槽排到下游。挑流鼻坎可選用連續(xù)式，挑角為 30176。 控制段 控制段的結(jié)構(gòu)形式可采用分離式或整體式，分離式適合用于巖性比較均勻的地基。采用重力式，其尺寸見 QX03 中泄槽橫剖面圖。對(duì)于溢流堰大體積混凝土結(jié)構(gòu)的擋水面，而且 H30，所以等級(jí)為 W4。 上游 堰頭曲線由雙圓弧曲線組成，其相關(guān)參數(shù)如下： R1==， R2= =， a= =， b== 反弧段半徑 r=（ ～ ）（ Hd+zmax），取 8m。 （詳見計(jì)算書） 泄槽的水力計(jì)算 泄槽采用矩形斷面其臨界水深和臨界底坡可按公式 溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范（中國(guó)電力出版社 P51）計(jì)算： 3 2gqhk ?? （ ） kk kk Bcgi 2?? （ ） 式中 Q—— 最大下泄流量 m3/s； n—— 泄槽槽身糙率系數(shù)， ； Rk—— 水力半徑， m； Bk—— 泄槽寬度， m。 m— 實(shí)用堰流量系數(shù) 經(jīng)下表取值 ,計(jì)算后取 。 經(jīng)計(jì)算 Hd=， p =，取 。而有抗沖耐磨要求的部位，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于 C25。 挑流消能 反弧半徑 R 可采用反弧最低點(diǎn)最大水深 h 的 6～ 12 倍。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 引水渠 引水渠采用與泄槽等寬，其 B=27m。 溢洪道的消能段，根據(jù)地形、地質(zhì)條件、泄流條件、運(yùn)行方式及河床抗沖能力，消能防沖要求，下游水流銜接及對(duì)其它建筑物影響等因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選用挑流消能型式。當(dāng)條件限制需要變坡時(shí)，邊坡變化 不宜過多，且以先緩后陡；橫斷面宜采矩形斷面，當(dāng)結(jié)合巖石開挖時(shí)采用梯形斷面時(shí)，邊坡不宜緩于 1： ，并且注意由此引起的流速不均勻問題；泄槽軸線宜為等寬。渠底不進(jìn)行襯砌。水流條件比正槽復(fù)雜。根據(jù)布置特征，可選擇正 槽 溢洪道，側(cè) 槽 溢洪道，井式溢洪道和虹吸溢洪道。從某種意義上說，選擇土壩壩址，壩軸線，主要是選擇合適的泄水建筑物的位置 ,并兼顧導(dǎo)流 輸水隧洞，然后再進(jìn)行優(yōu)化。其余填筑料在 C C C5 料場(chǎng)及爆破料中選擇，做為次堆石區(qū)。經(jīng)勘察各料場(chǎng)儲(chǔ)量見表 ，列出了各種填筑工程量。 反濾層和過濾層 按照 ； ，能通暢地排出滲透水流；，過渡層采用連續(xù)級(jí)配，最大粒徑小于300mm，采用等厚度。 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(rùn)線，防止壩坡凍漲和滲透變形，保護(hù)下游壩址受尾水淘刷，并可支撐壩體，增加下游壩坡的穩(wěn)定性，工作可靠，便于觀測(cè)和檢修，適宜下游有水的情況。 貼坡排水：若當(dāng)?shù)厥陷^少，可采用壩趾貼坡排水。在滿足穩(wěn)定要求的前提下，應(yīng)盡可能使壩坡陡些，以減小壩體工程量。 波浪的平均波高和平均波周期 波浪的平均波高和平均波周期宜采用莆田試驗(yàn)站公式 [引至水工建筑物 ] 2wghm= ???????? ???????2mw th????????????????????????????????????2m2w 3 t wgD0 0 1 （ ） Tm = hm （ ） Lm = ????????mmm LHthgT ?? 22 2 （ ） 其中： hm —— 平均波高， m； Tm —— 平均波周期， s； Lm —— 平均波長(zhǎng)， m； D —— 風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度 .km； mH —— 壩前水深， m； W —— 計(jì)算風(fēng)速 , m/s； 風(fēng)壅高度 風(fēng)壅高度可按下式計(jì)算 : [引至水工建筑物 ] ?c o s22mgHDKWe ? （ ） 式中： e —— 計(jì)算處的風(fēng)壅水面高度， m； D —— 風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度， km； K —— 綜合摩阻系數(shù) 106； β —— 計(jì)算風(fēng)向與壩軸線的夾角 0176。 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。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。 壩型三：土石壩 土石壩特點(diǎn) (1)優(yōu)點(diǎn) ： ，節(jié)省鋼材﹑水泥﹑木材等 建筑材料 ，減 少了建壩過程中的 遠(yuǎn)途 運(yùn)輸。此外，拱壩還可以在壩身開孔解決泄流問題，不需另外修建溢洪道，壩體重量輕，抗震性能好。壩體板樣 ,立模和混凝土澆筑和振搗都比較方便 ,有利于機(jī)械化施工 ； ，應(yīng)力較小，筑壩材料強(qiáng)度高，耐久性好，因而抵抗水的滲漏、洪水漫頂、地震和戰(zhàn)爭(zhēng)破壞的能力都比較 強(qiáng) ； 、地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)任何形狀的河谷都可以修建重力壩，因?yàn)閴误w作用于地面上的壓應(yīng)力不高，所以對(duì)地質(zhì)條件的要求也較低 ； ，也可以在壩內(nèi)設(shè)置泄水孔，一般不需要另設(shè)溢洪道或泄水隧洞，樞紐布置緊湊 ； f． 結(jié)構(gòu)作用明確重力壩沿壩軸線用橫縫分成若干段，各壩段獨(dú)立工作，結(jié)構(gòu)作用明確，應(yīng)力分析和穩(wěn)定計(jì)算都比較簡(jiǎn)單。重 力壩的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,施工方便 ,抗御洪水能力強(qiáng) ,抵抗戰(zhàn)爭(zhēng)破壞等意外事故的能力強(qiáng) ,工作安全可靠 ,至今仍廣泛使用。水量平衡方程為 122121 22 VVtqqt ??????? () 式中 Q1—— 時(shí)段 t? 始的入庫(kù) 流量， m3/s； Q2—— 時(shí)段 t? 末的出庫(kù)流量， m3/s； V1—— 時(shí)段 t? 始的水庫(kù)蓄水量， m3/s； V2—— 時(shí)段 t