【正文】 ....................................................................... 17 樞 紐布置 .................................................................................................... 18 6 大壩設(shè)計(jì) ............................................................................................................. 20 土石壩壩型的選型 .................................................................................... 20 大壩輪廓尺寸的擬定 ................................................................................ 21 土料設(shè)計(jì) .................................................................................................... 27 滲流計(jì)算 .................................................................................................... 30 3 穩(wěn)定計(jì)算 .................................................................................................... 34 基礎(chǔ)處理部分 ............................................................................................ 35 細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì) ............................................................................................ 36 7 泄水建筑物設(shè)計(jì) ................................................................................................. 39 泄水方案選擇 ............................................................................................ 39 隧洞選擇與布置 ........................................................................................ 39 隧洞的體 型設(shè)計(jì) ........................................................................................ 39 隧洞的水力計(jì)算 ........................................................................................ 41 隧洞的細(xì)部構(gòu)造 ........................................................................................ 45 放空洞設(shè)計(jì) ................................................................................................ 45 8 施工組織設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 1 施工導(dǎo)流計(jì)劃 .............................................................................................. 1 施工 控制性進(jìn)度 .......................................................................................... 3 4 前言 根據(jù)教學(xué)大綱要求，學(xué)生在畢業(yè)前必須完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。原 100 年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量為1680 sm/3 ，水庫(kù)消減洪峰流量 sm/3 ；其發(fā)電站裝機(jī)為 3 8000kw，共 104kw；建成水庫(kù)增加保灌面積 10 萬(wàn)畝，正常蓄水位時(shí)，水庫(kù)面積為 ，為發(fā)展養(yǎng)殖創(chuàng)造了有利條件。 根據(jù)工程功能以及滿足正常運(yùn)行管理要求，該樞紐由土石壩、泄洪隧洞、沖沙放空洞、水電站（包括：引水隧洞、調(diào)壓井、壓力管道、電站廠房、開(kāi)關(guān)站）等建筑物組成。 本次設(shè)計(jì)，大壩壩腳排水體采用棱體排水措施，按規(guī)范棱體頂面高程高出下游最高水位 1m 為原則，校核洪水時(shí)下游水位可由壩址流量水位曲線查得為，最后取棱體頂面高程為 ，堆石棱體內(nèi)坡取 1:，外坡取 1:，頂寬 ，下游水位以上用 貼坡排水。 (1)截流和攔洪日期 .針對(duì)該河流的水文特性， 11 月開(kāi)始流量明顯下降，此時(shí)水深只有 左右，因此，設(shè)計(jì)截流日期定為 2020 年 11 月 1 日 ~15 日。因此定在 2020 年 8月 1日進(jìn)行封孔蓄水。 本流域大部分為山嶺地帶，山脈、盆地相互交錯(cuò)于其間，地形變化劇烈，流域內(nèi)支流很多，但多為小的山區(qū)河流，地表大部分為松軟沙巖、頁(yè)巖、玄武巖及石灰?guī)r的風(fēng)化層，汛期河流含沙量較大，沖積層較厚，兩岸有崩塌現(xiàn)象。根據(jù)短期水文氣象資料研究，一般是每年五月底至六月初河水開(kāi)始上漲，汛期開(kāi)始，至十月以后洪水下降，則枯水期開(kāi)始，直至次年五月。 壩址地質(zhì) 壩址位于 E 江中游地段的峽谷地帶，河床比較平緩，坡降不太大，兩岸高山聳立，構(gòu)成高山深谷的地貌特征。 （ 4） 河床沖積層 主要為卵礫石類(lèi)土，砂質(zhì)粘土與砂層均甚少，且多呈透鏡體狀，并有大漂石滲雜其中，卵礫石成分以玄武巖為主，石灰?guī)r和砂巖占極少數(shù)，沿河谷內(nèi)分布。15′ 32176。 應(yīng)變控制土樣的容重系篩去大于 后制備的。夾于玄武巖中的凝灰?guī)r，以及裂隙甚少的火山角礫巖都為良好的不透水性巖層，正因?yàn)檫@些隔水的與透水的玄武巖存在逐使玄武巖區(qū)產(chǎn)生許多互不連貫的地下水，一般砂巖也是細(xì)粒至微粒結(jié)構(gòu)，除因構(gòu)造節(jié)理裂隙較發(fā)育，上部裂隙水較多外，深處巖層因隔水層的層次多，難于形成泉水，石灰?guī)r地區(qū)外圍巖石多為不透水層，滲透問(wèn)題也不存在。最大孔隙率 ，最小孔隙率 。 00′ 37176。 30′ 1＃下 34176。 10′ 35176。 12 3 工程等別及建筑物級(jí)別 根據(jù) SDJ121978《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（山區(qū)，丘陵區(qū)部分）》之規(guī)定，水利水電樞紐工程根據(jù)其工程規(guī)模﹑效益及在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性劃分為五類(lèi)，綜合考慮水庫(kù)的總庫(kù)容、防洪庫(kù)容、灌溉面積、電站的裝機(jī)容量等，工程規(guī)模由庫(kù)容決定，由于該工程正常蓄水位為 ，庫(kù)容約為 億 m3，估計(jì)校核情況下的庫(kù)容不會(huì)超過(guò) 10 億 m3，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（ SDJ121978），該工程等別為二等，工程規(guī)模屬于大（ 2）型，主要建筑物為 2 級(jí)，次要建筑物為 3 級(jí)，臨時(shí)性建筑物級(jí)別為 4 級(jí)。根據(jù)地質(zhì)資料顯示壩址兩岸山坡陡峻，故開(kāi)挖開(kāi)敞溢洪道的將可能造成開(kāi)挖量太大而不經(jīng)濟(jì)，因而可采用隧洞泄洪，并可以考慮與施工導(dǎo)流結(jié)合。 表 調(diào)洪演算成果表 方案 堰頂高程 △ z（ m） 洞寬 B（ m） 工況 下泄流量 Q（ m3/s） 庫(kù)容 V（萬(wàn) m3） 庫(kù)水位 Z（ m） 一 2810m 7m 設(shè)計(jì) 41123 校核 43216 二 2805m 7m 設(shè)計(jì) 39475 校核 41200 三 2810m 6m 設(shè)計(jì) 41566 校 核 43891 四 2805m 6m 設(shè)計(jì) 39848 校核 41839 五 2810m 8m 設(shè)計(jì) 40704 校核 42693 16 方案選擇 根據(jù)以上方案只有一、五能滿足泄流量 Q900m3/s，因而需對(duì)一、五方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行比較，同時(shí)也應(yīng)結(jié)合導(dǎo)流問(wèn)題。 18 樞紐布置 根據(jù)工程功能以及滿足正常運(yùn)行管理要求，該樞紐由土石壩、泄洪隧洞、沖沙放空洞、水電站（包括：引水隧洞、調(diào)壓井、壓力管道、電站廠房、開(kāi)關(guān)站）等建筑物組成。本設(shè)計(jì)限于資料只作定性的分析來(lái)確定土石壩壩型。 斜心墻壩和心墻壩基本類(lèi)似，并且可以改善壩體應(yīng)力狀態(tài)，能顯著減弱壩殼對(duì)心墻的“拱效應(yīng)”，其抗裂性能優(yōu)于心墻壩和斜墻壩。故還需考慮正常蓄水位加非常運(yùn)用時(shí)的壩頂超高再加上地震涌浪高度，最后取以上四種工況最大值，同時(shí)并保留一定的沉降值。 表 壩頂超高計(jì)算成果表 工 況 水位 (m) 設(shè)計(jì) 風(fēng)速(m/s) 平均 波長(zhǎng) (m) 平均 波高 (m) 平均波浪爬高 (m) 風(fēng)浪壅高 （ m） 設(shè)計(jì) 爬高 (m) 安全 加高 (m) 壩頂 超高 (m) 設(shè)計(jì) (P=1%) 校核(P=%) 由于水庫(kù)所在地區(qū)地震基本烈度 7176。一般是參考 已 建成類(lèi)似工程的經(jīng)驗(yàn)擬定壩坡，再通過(guò)計(jì)算分析，逐步修改 24 確定。該壩體采用粘土斜心墻，其底部最小厚度由粘土的允許坡降而定，本設(shè)計(jì)允許滲透坡降 [J]=5，上游校核洪水時(shí)承受的最大水頭為 ，墻的厚度 B﹥ ，斜心墻的頂部寬度取為 5ｍ（滿足大于 3ｍ機(jī)械化施工要求）， 粘土斜心墻的上游壩坡的坡度為1:～ 1:，有資料研究認(rèn)為，斜心墻向上游傾斜的坡度為 1:～ 1: 時(shí)較好，本次設(shè)計(jì)取為 1:，下游坡度取為 1:， 粘土斜心墻的頂部高程以設(shè)計(jì)水位加一定的超高（超高 ～ ）并高于校核洪水位為原則，最終取其墻頂高程為 ｍ，經(jīng)計(jì)算底寬為 ,大于 .墻頂?shù)纳喜苛粲? 的保護(hù)層，并 粘土斜心墻頂部向下游傾斜。由于最優(yōu)含水量隨壓實(shí)功能的大小而變，故在土料的設(shè)計(jì)中常根據(jù)土料的實(shí)際施工機(jī)具的壓實(shí)功能，選擇相應(yīng)的最優(yōu)含水量作為填筑土料的含水量。 運(yùn)用下式作校核： dr ≥ ～ 0)(dr 式中： 0)(dr ── 土料場(chǎng)的自然干容重； 對(duì) 2 級(jí)壩，還應(yīng)該進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)，以便復(fù)核，并據(jù)以選定施工碾壓參數(shù)。 1下 和 3下 料場(chǎng)的塑性指數(shù)小于 20，從壓的角度宜采用 1下 和 3下 料場(chǎng)的粘土料，所以可將 1下 和 3下 料場(chǎng)作為主料場(chǎng)，其余幾個(gè)料場(chǎng)作為輔助料場(chǎng)。10180。 砂礫料場(chǎng)上下游共 8 處，總量為 1850 萬(wàn)立方米，大壩工程在 400 萬(wàn)立方米左右。 計(jì)算結(jié)果 滲流計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 。 在滑動(dòng)面上抗剪強(qiáng)度的發(fā)揮是一樣的，安全系數(shù)的表示方式為 cKtgtg )( 11 ?? ? ；cKtgtg )( 22 ?? ? ；cKtgtg )( 33 ?? ? ； 式中： ? ? ? 3為實(shí)驗(yàn)得到的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。由于防滲墻兩側(cè)沖積層易沉陷，引起防滲墻頂部粘土心墻與兩側(cè)粘土心墻的不均勻沉陷而導(dǎo)致裂縫。在排水體與壩體、壩基之間設(shè)置反濾層；下游戧 道設(shè)置排水溝，并在壩坡設(shè)置橫向排水溝以匯集雨水，岸坡與壩坡交接處也設(shè)置排水溝，以匯集岸坡雨水，防止雨水淘刷壩坡，見(jiàn)細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)圖。 第二層反濾料的選擇也按上述辦法進(jìn)行。 （ 2） 防滲墻的型式、材料及布置 根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于透水層厚度為 3060m的情況，采用槽板式混凝土防滲墻比較合適，設(shè)計(jì)中采用這種型式。 表 大壩上下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果表 穩(wěn)定成果分析 根據(jù)計(jì)算成果表可看出大壩上下游坡穩(wěn)定均滿足規(guī)范要求，由于上游壩坡較部位 計(jì)算工況 上游水位 （ m） 下游水位 （ m） 最小安全系數(shù)（ Kmin） 規(guī)范值 上 游 坡 施工期 1/3 壩高 2775 穩(wěn)定滲流期 水位降落期 ~2796 —— 正常蓄水位 +地震 下 游 坡 穩(wěn)定滲流期（正常） 穩(wěn)定滲流期（設(shè)計(jì)） 穩(wěn)定滲流期（校核） 正常蓄水位 +地震 35 緩，穩(wěn)定滲流期以及庫(kù)水位降低期，不考慮地震時(shí)， Kmin=，考慮地震時(shí)，Kmin=；下游坡情況也類(lèi)似，正常情況 Kmin=，非常情況 ，壩的穩(wěn)定安全系數(shù)偏大，就此而言，可考慮加陡壩坡以減小工程量 .鑒于各種因素考慮不全，實(shí)際安全系數(shù)可能要小些，故而不改變壩坡，維持原擬訂的剖面。在斜墻逸出點(diǎn)滲透坡降較大，予以驗(yàn)算