【正文】 剖面下游 200m 處分別發(fā)育瓦力溝、蕁麻溝，溝內(nèi)無(wú)長(zhǎng)流水，植被良好，不 具備 產(chǎn)生泥石流的條件。 深槽覆蓋層上部為 崩坡積塊石碎石土 ，厚度 6～ 17m；中層為沖積塊石砂礫卵石， 厚度 5～ 13m， 以塊石碎石為主， 滲透系數(shù) K=80～ 150m/d，干密度一般為 ～ 24 ，允許承載力 [R]=～ ，變形模量 =30～ 35MPa，剪切波速 430～460m/s，剪切模量 ～ ，泊松比 ～ ，屬中等密實(shí)。層理不顯，巖層走向與壩線(xiàn)近于平行，無(wú)構(gòu)成潛在滑移面的巖層層面。角斜交，傾向上游偏岸外。因此洮河九甸峽水利樞紐工程初步設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)洪水仍采用 1993 年可行性 研究階段計(jì)算成果。 1堆石 料產(chǎn)地位于壩線(xiàn)上游 約 1km 處右岸引洮平臺(tái)以上山坡 （見(jiàn)附圖九初地— 9 92） ， 2350m 高程以上， 地形陡峻，巖體裸露， 僅局部有零星的坡積物覆蓋， 2350m 高程以下，地形坡度 30～ 40176。 2堆石 料 產(chǎn)地位于壩 址左岸瓦力溝口下 游山 體（見(jiàn)附圖九初地 — 9 94） ， 距壩線(xiàn) ～ ， 2180m 高程以上 地形陡峻，巖體裸露 ， 2180m 高程以下為由崩坡積塊石碎石土構(gòu)成的約 30～ 45176。料場(chǎng)內(nèi)較大斷裂和破碎帶發(fā)育 稀疏 ， 但 裂隙發(fā)育 ，特別是近岸局部地段卸荷裂隙發(fā)育較多，巖體完整性較差。 筑壩材料 1）土料 ：主要有粘土和壤土，可采用壩下 ，儲(chǔ)量多，質(zhì)量尚佳，可作為筑壩材料，其性能見(jiàn)表 。 工程規(guī)模 根據(jù)《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》以及該工程的一些指標(biāo)確定工程規(guī)模如下： 1）各效益指標(biāo)等別：根據(jù)樞紐灌溉面積為 20 萬(wàn)畝 ,即 20/15= 萬(wàn) ha，在 ～ 萬(wàn) ha之間，屬Ⅲ等工程；根據(jù)電站裝機(jī)容量 9000 千瓦 ,即 9MW，小于 10MW，屬Ⅴ等工程；根據(jù)總庫(kù)容為 億 m3，在 10～ 億 m3，屬Ⅱ等工程。 泄水建筑物型式的選擇 土石壩最適合采用岸邊溢洪道進(jìn)行泄洪，在壩軸線(xiàn)下游 300m 處的兩岸河谷呈馬鞍形，右岸有馬鞍形埡口，采用正槽式溢洪道泄洪，泄水槽與堰上水流方向一致，水流平順，泄洪能力大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行安全可靠，適用于各種水頭和流量。 為便于檢修大壩和其它建筑物，擬利用導(dǎo)流隧洞作放空洞，洞底高程為 ，洞直徑為 。 樞紐大壩采用當(dāng)?shù)夭牧现?，?jù)初步勘察， 土料可以采用壩軸線(xiàn)下游 公里的丘陵區(qū)與平原地帶的土料，且儲(chǔ)量很多，一 般質(zhì)量尚佳，可作筑壩之用。壩體施工受?chē)?yán)寒及降雨影響，有效工日會(huì)減少，工期延長(zhǎng)，故在寒冷及多雨地區(qū)的使用受限制。用作防滲體的土料位于壩 下游 ～ 公里的丘陵區(qū)與平原地帶的土料，且儲(chǔ)量很多，一般質(zhì)量尚佳，可作筑壩之用；用作透水料的砂土 可從壩上下游 ~ 公里河灘上開(kāi)采，儲(chǔ)量多，可供筑壩使用，這樣便于分別從上下游上料，填筑透水壩殼，使施工方便，爭(zhēng)取工期。 壩頂寬度 本壩頂無(wú)交通要求，對(duì)中低壩的 壩頂寬度 B 取 510m，本設(shè)計(jì)取 B=。 下面采用我國(guó)水利水電科學(xué)研究院推薦的計(jì)算波浪在壩坡上的爬高 R， 1 5 lR h m n= （ ） 式中： lh ——設(shè)計(jì)波高， V D= m； m——壩坡坡率，取 m=； n——壩坡護(hù)面糙率 ,上游擬采用漿砌石勾縫，取 n=。 防滲體尺寸 1）心墻頂寬及坡率 土質(zhì)防滲體的尺寸應(yīng)滿(mǎn)足控制滲透比降和滲流量要求，還要便于施工。 壩體排水設(shè)計(jì) 排水設(shè)施選擇 常用的壩體排水有以下幾種型式：貼坡排水、棱體排水、壩內(nèi)排水、以及綜合式排水。 頂部高程：須高出下游最高水位對(duì) 2級(jí)壩不小于 。 2）保護(hù)粘性土料 粘性土有粘聚力，抗管涌能力一般比無(wú)粘性土強(qiáng)，通常不用上述兩式設(shè)計(jì)反濾層，而用以下方法設(shè)計(jì)。若854 0 7d mm. ，應(yīng)取 。 2）排水部位 第一層： d50=30mm，厚 20cm ；第二層： d50=90mm ，厚 60cm 。 頂部構(gòu)造 1）壩頂寬度 對(duì)中低壩可取 5～ 10m，此處取 B=。沿壩軸線(xiàn)每隔 200m 設(shè)置 1 條橫向排水溝（順坡布置，垂直于壩軸線(xiàn)），橫向排水溝自壩頂直至棱體排水處的排水溝，再排至壩趾排水溝。吸水量 也較低，故只需清除覆蓋層即可，挖至基巖即可。 截水槽橫斷面擬定：邊坡采用 1： ；底寬，滲徑不小于（ 1/3～ 1/5） H，其中 H為最大作用水頭（下游無(wú)水時(shí)為 ），底寬取 1/ =。 滲流計(jì)算條件 滲流計(jì)算應(yīng)考慮如下組合，取其最不利者作為控制條件： 1）上游正常高水位，下游相應(yīng)的最低水位； 2）上游設(shè)計(jì)或校核洪水水位，分別相應(yīng)的下游水位； 3）對(duì)山游壩坡穩(wěn)定最不利的庫(kù)水降落后的水位。 通過(guò)心墻段的單寬流量 為 2211 ()2eek H Hq d=； 220 通過(guò)心墻下游壩殼段的單寬流量為 2222 ()2ek H Hq L=。 222 溢洪道設(shè)計(jì)給出了兩種方案，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)實(shí)際情況任選其一。 引水渠斷面尺寸的擬定，具體計(jì)算結(jié)果和過(guò)程見(jiàn)表 。 表 溢洪道控制段寬頂堰堰寬計(jì)算（忽略行進(jìn)流速水頭 22/ 2 3 / 2 9 .8 0 .4 5 9v g m? ? ?） 計(jì)算情況 上游水位 (m) 泄量 Q (m3/s) 堰上水頭 H0 (m) 流量系數(shù) m′ 控制堰寬 nb(m) 設(shè)計(jì) 1340 校核 1660 式中：控制堰寬 3 202Qnb m gH? ? 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，取控制堰取 70nb m= ，孔口數(shù) n=7，則單孔寬 10m。 出口消能 溢洪道出口段為沖溝，巖石比較堅(jiān)硬，離大壩較遠(yuǎn)，可以采用挑流消能，水流沖刷不會(huì)危及大壩安全。 2）臨界水深 kh 和臨界坡降 ki 的計(jì)算見(jiàn)表 。 1）鼻坎型式 選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、鼻坎上水流平順、挑距較遠(yuǎn)、應(yīng)用廣泛的連續(xù)式鼻坎。此工程下游河床存在破碎帶和一假想逆斷層，巖層裂隙發(fā)育，所以取 = 。 4 溢洪道設(shè)計(jì)（方案二） 根據(jù)本地地形條件，選擇正槽式溢洪道泄水，布置在壩體右岸的天然埡口處，如地形地質(zhì)平面圖所示。 3max 1340 /Q m s? ， ?? ， 1s?? 代入堰流流量公式： 3 / 202sQ mnb g h??? 得： 24 nb=，取 nb=50m=L。 1)用試算法求 1h 的值 dH =， 2P =3m, cos ?? , 02dH H P?? = 取幾組 1h 值代入公式右邊得到的結(jié)果與 1h 比較，若不相等，則繼續(xù)取 1h 值代入公式進(jìn)行計(jì)算，直到等式兩邊的值相等。 引水渠的襯砌厚度定位 ，泄槽邊墻超高定為 ，整個(gè)邊墻高為 ，泄槽選用混凝土襯砌，襯砌厚度定為 ，橫向溫度縫分縫距離定為 10m，縱向定為 10m，縫下設(shè)排水溝，在排水溝頂面鋪瀝青麻片，以防施工時(shí)水泥漿或運(yùn)用時(shí)泥沙堵塞排水溝，各橫向排水 溝的水應(yīng)通過(guò)泄槽邊墻兩側(cè)的縱向排水溝排往下游，縱向排水管設(shè)置兩排，以保證排水通暢。 5 設(shè)計(jì)成果說(shuō)明 此章自己編寫(xiě)。 1 1 / m sh? ? ? 2 2 23 .1 11 .25 7 / 52qv m sh? ? ? 121 ( ) 10 .8 55 /2v v v m s? ? ? 0110158 58 2 ? ?? ? ?? ? ? 022025 8 2 .0 5 2 1 .9 1 62 5 8 2 2 .0 5 2LhLh? ?? ? ?? ? ? 2 211 1 1 0 .4 7 5 .5 92 2 9 .8 1v mg? ???? 2 222 1 1 1 .2 5 7 6 .4 62 2 9 .8 1v mg? ???? 22224 / 3 4 / 30. 01 4 11 .2 57 R ?? ? ? 222 2 1 121121( c o s 1 4 ) ( c o s 1 4 )22vvhh ggl iJ???? ? ??? ?( 2. 05 2 0. 97 6. 46 ) ( 2. 21 0. 97 5. 59 )0. 25 0. 00 92 6? ? ? ? ?? ?= 其余各流段的計(jì)算完全相同，為清晰起見(jiàn)，采用列表法進(jìn)行，如下表所示： 1h值 (M) 012 ( cos )qg H h??? (m) 26 ()hm ( / )vms v ( / )ms ()Rm ()Rm 2()2v mg? J ()lm? l?? 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，繪制水面線(xiàn)見(jiàn)下圖： 27 計(jì)算公式： (1 )100b vhh??? 自然摻氣開(kāi)始發(fā)生點(diǎn)（即臨界點(diǎn)位置） kL 按經(jīng)驗(yàn)公式求解： 0 . 5 3 0 . 5 31 4 . 7 1 4 . 7 2 3 . 1 7 7 . 6kL q m? ? ? ? 從水面線(xiàn)上得出在 kL 處流速為 ， h=，代入計(jì)算公式 得： ? 。 單寬流量 31340 2 3 .1 0 /4 5 0 8Qq m s mn b d? ? ? ??? ③控制堰最大泄流能力 閘門(mén)型式選用平板鋼閘門(mén)，最大泄流能力按閘門(mén)敞開(kāi)計(jì)算，即相對(duì)開(kāi)度 n=1，最大泄流能力 3max 1340 /Q m s? ，閘室高定為 7m。 設(shè)計(jì)水位到引渠終點(diǎn)渠底的高 H 引 =+= 引水渠流速 V 引 =Qmax/（ H 引 L0） =1340/（ 58） =4m/s，滿(mǎn)足要求。 表 沖刷坑深度計(jì)算結(jié)果 計(jì)算情況 Z 上 （ m） Z 下 （ m） H（ m) a q H2(m) kt kt? 設(shè)計(jì)水位 校核水位 4）安全驗(yàn)算 7 .3 5 ( ) 2 .5 ~ 5 .06 .6 7kL t ????? ? 設(shè)計(jì)（校核），安全。鼻坎高程高出下游最高 水位（設(shè)計(jì)時(shí) 、校核 時(shí) ） 1～ 2m，取 ，反弧半徑 R=10m。 3）溢洪道泄槽正常水深計(jì)算 計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 225 表 溢洪道泄槽正常水深計(jì)算結(jié)果 計(jì)算情況 Q B i 假設(shè) h0 0A 0c 0R n 0C 0 0 0 0K A C R= 00QKi? 設(shè)計(jì)水位 1340 90 1/4 校核水位 1660 90 1/4 4）泄槽水面線(xiàn)計(jì)算 假設(shè)堰下泄槽起始斷面的計(jì) 算水深取泄槽臨界水深， 設(shè)計(jì)洪水位（正常蓄水位）： 1 h m== ， 2 = 校核洪水位： 1 h m== ， 2 = 采用分段求和法，按水深進(jìn)行分段，具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 。 尾水 渠 其作用是將消能后的水流較平穩(wěn)的泄入原河道，同時(shí)為了防止小流量產(chǎn)生貼流、淘刷鼻坎，鼻坎下游設(shè)置長(zhǎng) L=50m 的護(hù)袒。 中墩寬取 ，邊墩寬取 ，閘室寬度 B=7 10+2 +6 =90m。 由計(jì)算可以擬定引水渠底寬 B=90m. 引水渠與控制堰之間設(shè)漸變段，采用圓弧連接，圓弧半徑 R=10m，圓弧的圓心角為 90176。成直線(xiàn)布置在右岸的天然埡口，如地形地質(zhì)平面圖所示。 表 心墻及其下游壩殼單寬流量計(jì)算結(jié)果 計(jì)算情況 Z 上 （ m） Z 下 （ m