【正文】 =＋ =＞ 44m L’ /T=＞ 滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求 . 溢洪道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 溢洪道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)布置、水力、地基及運(yùn)用條件，結(jié)合防滲、排水、止水及錨固等工程措施，在滿足安全、耐久的前提下，選用經(jīng)濟(jì)合理的的結(jié)構(gòu)型式和尺寸。 25 后 記 本設(shè)計(jì)書是根據(jù)“水利水電工程建筑”專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)要求編寫的，是中國農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育水利水電工程專業(yè)的實(shí)踐內(nèi)容之一。 5 水利部，開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范，出版社：中國計(jì)劃出版社， 2020。 7 中華人民共和國水利部， 水利水電建設(shè)工程驗(yàn)收規(guī)程 ，出版社：水利水電出版社， 2020。本設(shè)計(jì)書共分四章，對(duì)土石壩、溢洪道的分析方法、構(gòu)造特點(diǎn)與布置原則等要求對(duì)壩體進(jìn)行了綜合考 慮，并擬定出最合理的壩體剖面尺寸、溢洪道的形式等。 控制段的抗滑穩(wěn)定分析是壩體設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要內(nèi)容，其目的是核算壩體沿壩基面或沿地基深層軟弱結(jié)構(gòu)面抗滑穩(wěn)定的安全性能。 hc 計(jì)算見表 。 則 i=（ ） /= 堰頂單寬流量： `q=1815/24=（ m3/m*s） 堰頂 EO=P1＋ HO＝（ 757－ 754）＋ ＝ 堰頂流速系數(shù)：ψ = hc=q/[ψ（ 2g（ EOhc）） ] hc 的計(jì)算見表 表 hc 的迭代計(jì)算 hc（ m）的迭代計(jì)算 hc q ψ g EO hc 0 則 Hc= 22 沿陡坡段每 做一斷面，算出其各斷面水面流速及水面高度，具體見表 。取閘墩厚度為 3m。 m），較好的基巖常取 q=50— 70m3/（ s） 33 30 22 27 36 26 31 22 40 26 28 22 H (m) 24 19 29 水位 723 718 728 20 4 泄水建筑物布置 溢洪道的布置 由于土石壩不容允從壩身溢流，需要在壩體以外的岸邊建造溢洪道，由于正槽溢洪道的過流能力大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，工作可靠，擬采用正槽溢洪道。時(shí)， Kcmim=，計(jì)算成果列表 。為計(jì)算方便上游坡取平均值m=[（ ） +（ ） +（ 723699） + 2]/（ ）=； 其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 所示。 計(jì)算情況 1. 上游水位大約在壩底以上 1/3 壩高處的上游壩坡； 2. 上游水位為校核水位，下游為相應(yīng)水位的下游壩坡。 16 計(jì)算得， mmPg ????，判別可能產(chǎn)生管涌。如附圖 7Ⅰ Ⅰ壩線工程地質(zhì)剖面圖所示。 計(jì)算方法和原理 分析方法主要有流體力學(xué)法、水力學(xué)法、流網(wǎng)法、試驗(yàn)法和數(shù)值解法。因此，必須妥善處理土石壩與壩基、岸坡的連接。護(hù)坡在馬道及坡腳 處適當(dāng)加厚，嵌入壩體或壩基內(nèi)以增加護(hù)坡的穩(wěn)定性。 不能降低浸潤線 適用條件 較高的壩或石料較多的地區(qū) 浸潤線較低和下游無水的中小型土石壩。土石壩設(shè)置壩身排水的目的主要是： （ 1）降低壩體浸潤線及孔隙壓力，改變滲流方向，增加壩體穩(wěn)定； （ 2）防止?jié)B流逸出處的滲透變形，保護(hù)壩坡和壩基； （ 3）防止下游波浪對(duì)壩坡的沖刷及凍漲破壞，起到保護(hù)下游壩坡的作用。黏性土截水槽適用于：當(dāng)透水砂卵石覆蓋層深度在 10— 15m 以內(nèi)，最多不超過 20m 時(shí)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，防滲效果好；當(dāng)砂卵石深度小于 30m 時(shí)，如果采用黏性土截水槽，則開挖工程太大，施工排水比較困難，此時(shí)可用混凝土截水墻防滲措施；當(dāng)壩基砂卵石層深度大于 30m 時(shí)，如果仍采用混凝土截水墻，則施工困難，工期較長，造價(jià)也相應(yīng)增加，因而可采用機(jī)械造孔的方法，澆筑混凝土防滲墻，以控制壩基滲流；當(dāng)砂卵石層很深時(shí)，用上述處理方法都較困難或不經(jīng)濟(jì)，可采用帷幕灌漿防滲。水平反濾層的最小厚度為 ，鉛直或傾斜反濾層的最小厚度為 。 壩體防滲 常見的防滲體形式有心墻、斜墻、斜墻 +鋪蓋、心墻 +截水墻、斜墻 +截水墻等。壩頂高程 符合正常情 況的要求，也符合非常運(yùn)用情況的要求。 已知： W=， D=5500m， Hm=，代入公式 32： )( o me ???? ????? （ 3）安全超高 A 依據(jù)設(shè)計(jì)洪水期，山區(qū)、丘陵區(qū) 2 級(jí)壩，查得 A=。 1)波浪的 平均波高 hm 波浪的波高 h 和平均波長 Lm 可采用官廳水庫公式計(jì)算 g(2hl)/V2=(gD/V2)1/3 g(2ll)/V2=(gD/V2)1/ 式中： 2hl－當(dāng) gD/V2=20— 250 時(shí)，為累計(jì)頻率 5%時(shí)的波高； 當(dāng) gD/V2=250— 1000 時(shí)，為累計(jì)頻率 10%時(shí)的波高； V－計(jì)算風(fēng)速， m/s。具體布置詳見樞紐平面布置圖附圖 5(ZF 壩址區(qū)地形圖 ) 3 壩工設(shè)計(jì) 擋水壩體斷面設(shè)計(jì) 土石壩基本剖面尺寸主要包括：壩頂高程、壩頂寬度、上下游邊坡、防滲和排水設(shè)備基本尺寸等。由于導(dǎo)流洞沿線巖體透水性較大，為保證導(dǎo)流泄洪洞巖體穩(wěn)定，建議該段修建無壓洞。 比較結(jié)果 依據(jù)原始資料，本設(shè)計(jì)土石壩為中高壩，則不適宜修建均質(zhì)壩。 表 壩型對(duì)比分析選擇說明表 方案 因素 均質(zhì)壩 土質(zhì)防滲心墻壩 土質(zhì)防滲斜墻壩 地形條件 多用于低壩 適用于中高壩 適用于高壩 地質(zhì)條件 適應(yīng)變形能力較強(qiáng)，對(duì)地質(zhì)條件要求低 其抗震性能和不均勻沉陷的適應(yīng) 性比心墻壩差 工程量 壩體由均一的抗?jié)B性能好的土料筑成，壩體整個(gè)斷面起防滲作用，故防滲體工程量大。 溢洪 道 巖性主要為堅(jiān)硬的細(xì)砂石，溢洪道各部分的抗滑穩(wěn)定條件好?；鶐r透水性從上游向下游有逐漸增大趨勢(shì)，左岸臺(tái)地黃土與基巖交界處的礫巖透水性強(qiáng)。按照給定的資料，主要考慮上壩線和下壩線兩個(gè)方案。 40186。 地震烈度 6 度。砂卵石下為砂巖、粉砂巖，新鮮基巖透水性不大。 [保密的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議 ] 學(xué)生簽名： 時(shí)間： 2020 年 7 月 28 日 密級(jí)： （ 請(qǐng)注明密級(jí)及保密期限） Ⅱ 摘要 本設(shè)計(jì)以實(shí)例系統(tǒng)闡述了水庫土石壩水利工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)的內(nèi)容與方法，通過基本資料確定工程的等別、水工建筑物級(jí)別，壩軸線的位置，壩型的選擇，剖面擬定詳細(xì)確定了壩頂?shù)膶挾?、壩頂?shù)母叱獭纹录捌脚_(tái)以及路面、排水、防浪墻、緣石等的型式和尺寸，并采用水力學(xué)法對(duì)壩體進(jìn)行了滲透穩(wěn)定分析，采用折線滑動(dòng)法對(duì) 壩坡進(jìn)行了抗滑穩(wěn)定計(jì)算，最后確定了溢洪道形式和細(xì)部尺寸。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文（設(shè)計(jì)）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得中國農(nóng)業(yè)大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。水庫以灌溉發(fā)電為主，結(jié)合防洪。 校核洪水位 ，下游水位 。砂礫料主要分布在河灘上，儲(chǔ)量為 205 104m3。 水位降落 有效應(yīng)力 23186。 壩址位于上壩址同一背斜的東南翼，河床寬120m，巖層傾向 QH 河下游。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)。電站廠房處巖石風(fēng)化厚度約 5～ 6m，對(duì)其產(chǎn)生的滲漏及土體坍塌需采取必要的措施 比較結(jié)果 選用 壩型選擇 5 根據(jù)所給出的基本資料，大壩壩型選用土石壩。 建筑材料 壩體絕大部分由大體均一的抗?jié)B性能好的土料筑成，對(duì)土料要求高。由于該壩址上下游都有料場(chǎng) ,粘土心墻壩的施工干擾相對(duì)會(huì)減少 ,綜合考慮選擇粘土心墻壩。巖性主要為堅(jiān)硬細(xì)砂巖，其中軟弱層多為透鏡體，溢洪道擋水部分的抗滑穩(wěn)定條件較好。根據(jù)原始資料，該壩為中壩，壩頂無交通要求，故該壩壩頂寬度擬定為 10m。 D－吹程，相應(yīng)于設(shè)計(jì)洪水位的吹程為 5500m，相應(yīng)于校核洪水位的吹程為 7500m。對(duì)施工質(zhì)量良好的土石壩，壩體沉降值約占?jí)胃叩?%～ %。壩坡可以分段設(shè)置，每段 10～ 30m，從上而下逐段放緩，相鄰坡率差值取 或 ，碾壓式土壩的上游邊坡一般有較好的護(hù)坡，最多設(shè)置 1～ 2 條馬道，馬道寬～ ，故本設(shè)計(jì)初擬上游壩坡由上而下為： 1:、 1:、 1:；分別在高程 和 處設(shè)置 2 級(jí)馬道，寬 。 SL2742020 中 規(guī)定：土質(zhì)防滲體斷面應(yīng)滿足滲透比降、下游浸潤線和滲透流量的要求，應(yīng)自上而下逐漸加厚，兩側(cè)邊坡一般在 1:～ 1: 之間，頂部的水平寬度不宜小于 ，心墻底部厚度不宜小于水頭的 1/4； 規(guī)定：土質(zhì)防滲體頂部設(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； 規(guī)定：土質(zhì)防滲體頂部應(yīng)設(shè)保護(hù)層，保護(hù) 層厚度（包括上游護(hù)坡墊層）應(yīng)不小于該地區(qū)的凍結(jié)和干燥深度，還應(yīng)滿足施工機(jī)械的需要。 壩基防滲 土石壩修建在砂卵石地基上時(shí)，地基的承載力通常是足夠的，而且地基因壓縮產(chǎn)生的沉降量一般也不大。在截水槽兩側(cè)邊坡鋪設(shè)反濾層，以免槽內(nèi)回填土顆粒被滲透水流帶走，構(gòu)造同防滲墻反濾層。 常見的排水形式有：棱體排水、貼坡排水、褥墊排水和 組合式排水，另外還有網(wǎng)狀排水帶、排水管和豎式排水體等形式。在排水棱體與壩體及壩基之間設(shè)反濾層二層，一層厚 ，二層厚 。壩面上的縱向排水溝沿馬道內(nèi)側(cè)布置，用漿砌石鋪設(shè)成梯形，沿壩軸線方向每隔 100m 設(shè)一條橫向排水溝。如壩基與壩體土壤相近，可在清基后直接填土，土質(zhì)不同時(shí)，在接合面作接合槽，槽深 ，槽寬 2m，布置在壩軸線處。本次設(shè)計(jì)采用水力學(xué)法進(jìn)行滲流計(jì)算。 （ 2）附圖 22 斷面的滲流計(jì)算 1）計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 所示。 2. 穩(wěn)定計(jì)算的方法：基于極限平衡理論，采用假定滑動(dòng)面的方法，依據(jù)滑弧的不同形式，可分為圓弧滑動(dòng)法、折線滑動(dòng)法和復(fù)合滑動(dòng)法： （ 1）圓弧滑動(dòng)法：由于這幾種壩型的滑動(dòng)面接近于圓弧，適用于均質(zhì)壩、厚斜墻壩和厚心墻壩。； P1 — 假定條塊間作用力， KN； Kc — 安全系 數(shù)。 經(jīng)過比較，當(dāng)上游水位為 時(shí)，α 1=27176。因此，所擬定的土壩斷面尺寸是合理的。由此可知，溢洪道沿 IV— IV 軸線布置，其溢洪道堰頂高程為 757m。 則溢流段凈寬（不包括閘墩的寬度）： L=Q/q=1815/70=，取 L=24m。其最大作用水頭應(yīng)為設(shè)計(jì)流量下的水頭 Hmax。 工程量小，投資省、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、檢修施工方便。 4. 挑射角的確定 一般的挑射角θ =20176。 泄槽底板的厚度，應(yīng)考慮溢洪道的規(guī)模及其與壩的相對(duì)位置、沿線的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、水力特性、氣候條件、水流中夾沙情況等因素，并根據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行類比確定。 2 水利部天津水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范，出版社：中 國水利水電出版社，