【正文】 830970042066531280768118475038155122013950550105571160159756501055910806481713508101746110201917601060220639802122701362202659202329001740178679005402540002360160698752733502010148718492929601770138738004803126701602130757803324701380101777603523001380101797203721601290988170042039202012108183676411930115076854318201090（2）年來水量水量的年內(nèi)分配，汛期7～10月約占全年水量的62%，水量年際變化很大，實(shí)測(cè)最大年來水量1968108m3（1963年7月至1964年6月）。歷年各月氣溫特征值見表21。壩區(qū)為上二迭系石千峰組的紫紅色、紫灰色細(xì)砂巖，間夾同色礫巖及砂質(zhì)葉巖等巖層?；A(chǔ)以下10m左右為砂質(zhì)葉巖及夾泥層，且單薄分水嶺巖層風(fēng)化嚴(yán)重，透水性大，對(duì)建筑物安全不利。按上壩線方案，導(dǎo)流泄洪洞、溢洪道均布置在左岸單薄分水嶺，灌溉發(fā)電洞則布置在左岸東凹溝附近三級(jí)階地上。m一級(jí)階地（Q4）表層具中偏強(qiáng)濕陷性。上下壩線有約300m長的低平山梁（單薄分水嶺），左岸為侵蝕堆積岸，岸坡較緩，有大片土層覆蓋。 地形和地質(zhì)圖ZF壩區(qū)地形圖見附圖，ZF土壩壩線工程地質(zhì)剖面圖見附圖6。另外，108m3。h。（4）擋水建筑物設(shè)計(jì)：包括土壩斷面設(shè)計(jì)、平面布置、滲流計(jì)算、穩(wěn)定計(jì)算、細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)處理等。因此，應(yīng)把必要的資料整理到說明書中。（6）施工導(dǎo)流方案論證（選作內(nèi)容）。摘要：土壩設(shè)計(jì) 滲流計(jì)算 穩(wěn)定計(jì)算 細(xì)部結(jié)構(gòu) 第一章 基本數(shù)據(jù)第一節(jié) 工程概況及工程目的本水庫建成后具有灌溉、發(fā)電、防洪、解決工業(yè)用水和人畜吃水等多方面的效益，是一座綜合利用的水庫。第二節(jié) 基本數(shù)據(jù) 工程等別及建筑物的級(jí)別工程等別ZH水庫工程，108m3，104畝，105畝。未發(fā)現(xiàn)大的構(gòu)造斷裂，水庫蓄水條件良好。地層巖相變化劇烈，第四系除厚度不大的砂層、卵石層外，主要是黃土類土，在大地構(gòu)造上處于相對(duì)穩(wěn)定區(qū)，未發(fā)現(xiàn)有大的斷裂構(gòu)造跡象。河床中段及近右岸地段，沿113111115104114各鉆孔聯(lián)機(jī)方向，在巖面下21～47m深度范圍內(nèi)，有一強(qiáng)透水帶，w=～30L/（s土層的物理力學(xué)性質(zhì)見附圖6“工程地質(zhì)剖面圖”。巖層傾向下游，出口段節(jié)理發(fā)育，應(yīng)采取有效措施予以處理。下壩線方案沿線全為基巖，工程安全比較可靠?；鶐r面向下游逐漸降低，土層增厚。流域洪水的特點(diǎn)是峰高，歷時(shí)短，陡漲陡落。（3）年輸沙量汛期7～10月的來沙量約占全年輸沙量94%，其中8兩月約占83%。故確定本水庫為多年調(diào)節(jié)性能水庫。（4）防洪運(yùn)用原則及設(shè)計(jì)洪水的確定本水庫屬二級(jí)工程。QH河泥沙年內(nèi)的83%集中在8兩個(gè)月，顆粒較細(xì)。表26 各土料場(chǎng)的儲(chǔ)量土場(chǎng)南坪溝川坡上山大河灘合計(jì)高程(m)746～805720～760710～749722～778儲(chǔ)量(104m3)根據(jù)155組試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)，%，%，%，其中25%屬粉質(zhì)黏土，%屬重粉質(zhì)壤土，%屬中粉質(zhì)壤土。石料壩址石料較多，運(yùn)距均在1km以內(nèi)，為厚層砂巖，儲(chǔ)量可滿足需要。水庫附近沒有較大的電源。要求工程盡快受益以改變QH河灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本條件。但如果黃土的重度小于kN/m3時(shí)，黃土的濕陷性和壓縮性較大，需要清除。河床地段基巖透水性與中等透水帶厚度具有從上游向下游逐漸變小的趨勢(shì)。灌溉發(fā)電洞沿線全為基巖，工程安全比較可靠。低壩采用非巖石地基上的壩下埋管時(shí)，必須對(duì)埋管周圍填土的壓實(shí)方法、可能達(dá)到的壓實(shí)密度及其抵抗?jié)B透破壞的能力能否滿足要求進(jìn)行論證；（8）樞紐布置應(yīng)考慮建筑物開挖料的利用。而電站廠房處巖石風(fēng)化層厚度約5～6m，對(duì)其產(chǎn)生的滲漏及土體坍塌采取必要的處理措施。壩型選擇根據(jù)所給出的基本資料，在壩址附近有豐富的土料，且大部分為重、中粉質(zhì)壤土，可作為防滲材料。斜心墻是指心墻設(shè)在壩體中央向上游傾斜，斜心墻即克服了心墻壩的施工干擾大和可能產(chǎn)生的拱效應(yīng)；又克服了斜墻壩對(duì)變形敏感等問題。驗(yàn)算：壩頂高程（）＞設(shè)計(jì)洪水位+，（+=）＞校核洪水位（）滿足了壩頂高程的規(guī)范要求。設(shè)計(jì)地震烈度8度、9度的地區(qū)可適當(dāng)加厚。防滲墻的頂部高程，由于大壩壩頂設(shè)有防浪墻時(shí)，防滲體頂部高程不得低于正常運(yùn)用的靜水位。排水設(shè)計(jì)（1）排水形式的選擇排水形式的選擇必須結(jié)合壩基排水的需要及形式，同時(shí)根據(jù)下列情況，以技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定：1）壩型、壩體填土和壩基土的性質(zhì)，以及壩基的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件；2）下游有水、無水、下游水位高低和持續(xù)時(shí)間，以及泥沙淤積影響；3）施工情況及排水設(shè)備的材料；4）筑壩地區(qū)的氣候條件。（2）確定壩體與壩基的滲流量，以便估計(jì)水庫滲漏損失和確定壩體排水設(shè)備的尺寸。單寬滲流計(jì)算公式：通過斜心墻的滲流量為： q1 = 斜心墻后的滲流量為： q2 = 斜心墻后的浸潤線起點(diǎn)高度為： h0 = 式 中： A1’=+ A3’=+其中：K0—斜心墻粘土滲透系數(shù)；取1106cm/sK —土石壩壩殼料滲透系數(shù)；102cm/sa—斜心墻下游面角度；45176。表38 最大斷面設(shè)計(jì)洪水位情況下浸潤線圖34 設(shè)計(jì)洪水位最大斷面的浸潤線左岸斷面處：浸潤線方程為：y = x∈(,)，計(jì)算結(jié)果列于下表39。對(duì)于壩殼料，根據(jù)細(xì)顆粒含量判別，此法以土體中細(xì)顆粒（粒徑d＜2mm）含量Pz作為判別滲透變形的依據(jù)。但選擇第二層反濾料時(shí)，以第一層反濾料為被保護(hù)土；選擇第三層反濾料時(shí)，以第二層為被保護(hù)土。第三節(jié) 壩坡的穩(wěn)定分析土壩穩(wěn)定計(jì)算的工況選擇根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL2742001）的要求，土石壩施工、建成、蓄水和庫水位降落的各個(gè)時(shí)期不同荷載下，應(yīng)分別計(jì)算其穩(wěn)定性。此時(shí)，地震作用只與正常水位工況相結(jié)合。其中圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定計(jì)算的方法主要為考慮條塊間作用力的簡(jiǎn)化畢肖普法和不考慮條塊間作用力的瑞典圓弧法。、b2=35176。表315 施工期下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算表(O1)表316 施工期下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算表(O2)表317 施工期下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算表(O3)⑥計(jì)算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)Kc。然后再根據(jù)（1）中的方法和步驟計(jì)算壩坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。圖323 穩(wěn)定滲流期正常水位下下游壩坡最小安全系數(shù)計(jì)算圖由以上圖中，求出最小安全系數(shù)為Kcmin=＞K=。Ko1==Ko2==Ko3==②按比例將Kc值標(biāo)在相應(yīng)的圓心上，連成曲線找出相應(yīng)最小Kc的圓心O4。第四節(jié) 土石壩的細(xì)部構(gòu)造土石壩的細(xì)部構(gòu)造主要包括壩頂構(gòu)造、護(hù)坡、反濾、壩面排水等。護(hù)坡土石壩的上下游坡面一般均需設(shè)置護(hù)坡，但上、下游護(hù)坡的形式應(yīng)根據(jù)工程的具體情況進(jìn)行選擇。石塊的粒徑確定按下式計(jì)算。以及比較溫暖濕潤的地區(qū)。對(duì)于被保護(hù)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(hù)土的粒徑，小于該粒徑的土重占總土重的85%；d 15——被保護(hù)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(shí)，其上下層的關(guān)系可同樣按以上方法確定。為了保護(hù)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。其中水力計(jì)算包括：（1）進(jìn)水渠的水力計(jì)算。表41 溢洪道各水位下泄流量表水 位 （m）泄量（m3/s）正常蓄水位0設(shè)計(jì)洪水位815校核洪水位5600溢洪道為3級(jí)建筑物，按100年一遇設(shè)計(jì)，1000年一遇校核的洪水標(biāo)準(zhǔn)。其設(shè)計(jì)原則是：在合理開挖方量的前提下，盡量減少水頭損失，以增加溢洪道的泄水能力。溢流堰的型式主要有：寬頂堰、實(shí)用堰及駝峰堰。由于堰頂設(shè)有閘門，因此需用閘墩將溢流段分隔為若干個(gè)等寬的溢流孔口，對(duì)于孔口和孔口凈寬，應(yīng)根據(jù)閘門的形式和制造能力，閘門跨度與高度的合理比例，以及運(yùn)用要求和壩段分縫等因素選擇。泄槽需設(shè)彎曲段。4）泄槽的襯砌為保護(hù)地基不受沖刷，巖石不受風(fēng)化，以及防止高速水流鉆入巖石縫隙后將巖石掀起，泄槽都需要襯砌。消能工的設(shè)計(jì)原則：盡量使下泄水流的大部分動(dòng)能消耗于水流內(nèi)部的紊動(dòng)中，以及水流與空氣的摩擦上；不產(chǎn)生危及壩體安全的河床沖刷或岸坡局部沖刷；下泄水流平穩(wěn)，不影響樞紐中其他建筑物的正常運(yùn)行；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠；工程量小，經(jīng)濟(jì)。為防止小流量水流挑不出去，影響齒墻安全，可在齒墻下加設(shè)保護(hù)裙板。一個(gè)合理的導(dǎo)流方案，必須在周密地研究影響因素的基礎(chǔ)上，同時(shí)擬定幾個(gè)可能的方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能選擇出來。水文地質(zhì)條件則對(duì)基坑排水工作和圍堰形式的選擇有很大關(guān)系。因此施工方法、施工進(jìn)度與導(dǎo)流方案三者是密切相關(guān)的。導(dǎo)流泄洪洞設(shè)計(jì)此次設(shè)計(jì)中不做。另一方面，本電站所在河流枯水期較長，充分利用枯水期安排工程施工是安全必要的。（5）施工進(jìn)度、施工方法及施工場(chǎng)地布置水利水電工程的施工進(jìn)度與導(dǎo)流方案密切相關(guān)。（3）地質(zhì)及水文地質(zhì)條件河流兩岸及河床的地質(zhì)條件對(duì)導(dǎo)流方案的選擇與導(dǎo)流建筑物的布置有直接影響。（5）尾水渠尾水渠是將消能后的水流，較平穩(wěn)地泄入原河道。溢洪道出口段為沖溝，巖石比較堅(jiān)硬，離大壩較遠(yuǎn)，因此采用挑流消能，水流沖刷不會(huì)危及大壩安全。泄槽直線段上接收縮段，下接挑流消能段，寬b=80m，長L2為102m，底坡為：1:。在變坡處宜用符合水流軌跡的拋物線連接或反弧連接。由于落差大，縱坡陡，槽內(nèi)水流速度往往超過16～20m/s，以致形成高速水流，高速水流有可能帶來摻氣、空蝕、沖擊波和脈動(dòng)等不利影響。堰體長度擬為40米（～10H）。進(jìn)水渠斷面擬定尺寸，具體計(jì)算見表42。由本工程的溢洪道的位置及基本資料，采用溢洪道的形式為正槽式溢洪道。（3）泄槽的水力計(jì)算。沿土石壩與壩坡的結(jié)合處，設(shè)置排水溝以攔截山坡上的雨水。同時(shí)為了減緩防滲體與壩殼或兩種剛度相差較大的土料之間變形和應(yīng)力的急劇變化，避免防滲體等部位發(fā)生裂縫或控制其開展，還需在兩層土料之間設(shè)置過渡層，在分區(qū)壩中，若反濾層設(shè)計(jì)厚度不能滿足過渡層需要時(shí)，沿尚應(yīng)加厚反濾層或另設(shè)過渡層。反濾層設(shè)計(jì)（1）、根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL2742001）反濾層的材料應(yīng)該是耐久的、抗風(fēng)化的砂石料。同時(shí)下游護(hù)坡主要考慮的因素有：凍脹、干裂及蟻、鼠等動(dòng)物破壞；雨水、大風(fēng)、水下部位的風(fēng)浪、冰層和水流作用。上游護(hù)坡的覆蓋范圍應(yīng)自壩頂起，與防浪墻連接；。每20m設(shè)置一道伸縮縫，并采用銅片止水。圖330 穩(wěn)定滲流期正常水位下下游壩坡最小安全系數(shù)計(jì)算圖由以上圖中，求出最小安全系數(shù)為Kcmin=＞K=。然后再根據(jù)（1）中的方法和步驟計(jì)算壩坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。Ko1==Ko2==Ko3==②按比例將Kc值標(biāo)在相應(yīng)的圓心上，連成曲線找出相應(yīng)最小Kc的圓心O4。Ko5==Ko6==Ko7==圖316 施工期下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算圖最小安全系數(shù)由以上圖中，求出最小安全系數(shù)為Kcmin=＞K=。②在eg線上分別取OOO3為圓心，分別通過B點(diǎn)的滑弧。滑裂面形式對(duì)斜心墻壩來說，上、下游壩坡均采用曲線滑裂面，采用不計(jì)條塊間作用力的瑞典圓弧滑動(dòng)有效應(yīng)力法校核最大壩高斷面的上、下游壩坡的穩(wěn)定，計(jì)算采用列表法。穩(wěn)定計(jì)算的方法及斷面選擇土石壩由于其體積很大、壩體重，不可能產(chǎn)生水平滑動(dòng)，其失穩(wěn)形式主要是壩坡滑動(dòng)或壩坡與壩基一起滑動(dòng)。在強(qiáng)地震區(qū)，這種作用還要與地震作用的1/2相結(jié)合。對(duì)于斜心墻兩側(cè)的反濾料，由于被保護(hù)土為粘性土，：D15≤由于該壩為2級(jí)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(hù)土不發(fā)生滲透變形；（2）滲透性大于被保護(hù)土，能通暢地排出滲透水流；（3）不致被細(xì)粒土淤塞失效；（4）在防滲體出現(xiàn)裂縫情況下，土顆粒不會(huì)被 帶出反濾層，能使裂縫自動(dòng)愈合。表312 左斷面校核洪水位情況下浸潤線圖38 校核洪水位左岸斷面的浸潤線右岸斷面處：浸潤線方程為：y = x∈(,)，計(jì)算結(jié)果列于下表313。表34 滲流單寬流量計(jì)算表繪制浸潤線（1）上游正常高水位與下游相應(yīng)最低情況最大斷面處：浸潤線方程為：y = x∈(,)，計(jì)算結(jié)果列于下表35。本次設(shè)計(jì)中只考慮前三種情況，第四種情況暫不考慮。它的主要作用為能夠降低壩體浸潤線防止?jié)B透變形，而且還可以支撐壩體，增加壩體的穩(wěn)定性和保護(hù)下游壩腳免遭淘刷。嵌入基巖。但當(dāng)防滲體頂部設(shè)有防浪墻時(shí)，防滲體頂部調(diào)和可不受上述限制，但不得低于正常運(yùn)用的靜水位。馬道的寬度設(shè)置為2m。壩坡壩坡的確定應(yīng)根據(jù)壩型、壩高、壩的等級(jí)、壩