【正文】 壩肩處理 壩肩兩岸為覆蓋層及全風化巖石，深約 20m，性質較差，為良好的透水料， 36 底部為半風化巖石，性質良好，但由于節(jié)理的作用，透水性也較強?？倽B流在正常蓄水時為 ，設計洪水時為，與同類工程相比顯然是很小的。 粘聚力 0 0 0 0 滲透系數(shù) 102cm/s 2 2 2 2 （ 3）砂礫料的選用 除 3上 料場的不均勻系數(shù)不滿足要求外 ? ?30?? ，其余幾個料場，滲透系數(shù)、礫石含量、不均勻系數(shù)能滿足要求，故而都可作為筑壩的砂礫料。 28186。土料設計主要任務是確定粘壤土的填筑干容重、含水量，礫質土的礫石含量、干容重、含水量，砂礫料的相對密度和干容重等指標。根據(jù)“規(guī)范”規(guī)定，壩頂無特殊要求時，高壩的頂部寬度可選用10~15m，中低壩可選用 5~10m。 21 由上述比較可以看出，斜心墻壩綜合了心墻壩與斜墻壩的優(yōu)缺點，斜心墻有足夠的斜度，能減弱壩殼對心墻的拱效應作用；斜心墻壩對下游支承棱體的沉陷不如斜墻那樣敏感，斜心墻壩的應力狀態(tài)較好，因而最終采用斜心墻壩的方案。樞紐平面布置見圖 。 2302 HgmbQ ? 15 m—— 自由出流系數(shù)，取 ； b—— 溢流孔寬； H0—— H0=H+α v2/2g， H 堰上水頭，考慮上游堰前水域開闊，取 H0=H。庫區(qū)內尚未發(fā)現(xiàn)有價值可開采的礦產(chǎn)。 40′ 4＃上 35176。粘性土料料場于上游有 9 三處，下游兩處，總量 190 萬 m3。25′ 8 小值 平均值 37176。 表 壩基巖石物理力學性質試驗表 巖石名稱 比 重 Δ 容重γ（ KN/m3） 采用抗壓強度（ MPa） 半風化玄武巖 50 破碎玄武巖 50－ 60 火山角礫巖 35－ 120 軟弱玄武巖 10－ 20 堅硬玄武巖 100－ 160 多氣孔玄武巖 70－ 180 7 表 全風化玄武巖物理力學性質試驗表 天然含水率 W% 干容重 γKN/3m 比重 Δ 液限 Wl 塑限 Wp 塑性指數(shù) IP 壓縮系數(shù)α 浸水固結塊剪力 0～ cm3/KN 3～ 4 cm3/KN 內摩擦角 Φ 凝聚力 KPa 滲透性：經(jīng)試驗得出發(fā)值為 ～ 。年平均氣溫約為 ℃，最高氣溫為 ℃，發(fā)生在7 月份，最低氣溫 ℃，發(fā)生在 1 月份，見表 、 。斜心墻壩填筑要求粘土與砂礫同時上升。最大壩高為 ，大于 70m，屬高壩，故綜合各方面因素可取該土石壩壩頂寬度為 10m。該斜心墻土石壩設計大致分為：洪水調節(jié)計算、壩型選擇與樞紐布置、大壩設計、泄水建筑物的選擇與設計等部分。 工程等別及建筑物級別 根據(jù) SDJ121978《水利水電 樞紐工程等級劃分設計標準（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﹑效益及在國民經(jīng)濟中的重要性劃分為五類，綜合考慮水庫的總庫容、防洪庫容、灌溉面積、電站的裝機容量等，工程規(guī)模由庫容決定，由于該工程正常蓄水位為 ，庫容約為 億 m3，估計校核情況下的庫容不會超過 10 億 m3，故根據(jù)標準（ 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，次要建筑物為 3 級，臨時性建筑物級別為 4 級。 3 泄水建筑物設計 壩址地帶河谷較窄，山坡陡峻，山脊高，經(jīng)過比較樞紐布置于河彎地段。根據(jù)計算從 8月 1 日封孔蓄水，到 9 月底即可蓄到初始發(fā)電水位。多年平均流量 17 sm/3 ?？堪哆呑钌贋閹酌住? （ 5） 坡積層 在水庫區(qū)及壩址區(qū)山麓地帶均可見到，為經(jīng)短距離搬運沉積后，形成粘土與碎石的混合物質。 各建筑材料的物理力學性質 粘土的物理力學性質見表 ，砂石料的顆粒級配及物理力學性質見表~，各料場的天然休止角見表 。 30′ 35176。臨時性建筑物防洪標準采用 20 年一遇標準。 17 5 壩型選擇與樞紐布置 壩址及壩型選擇 壩址選擇 根據(jù)地質資料，經(jīng)過比較選擇地形圖所示河彎地段作為壩址，并選擇 I— I、 II— II兩條較有利的壩軸線，兩軸線河寬基本相近，因而大壩工程量基本相近，由地質剖面圖上可以看出： I— I 剖面，河床覆蓋層厚平均 20m,河床中部最大達 32m，壩肩除 10m 左右范圍的風化巖外，還 有數(shù)十條的破碎帶，其余為堅硬的玄武巖，地質構造總體良好（對土石壩而言）， II— II 剖面除與 I— I 剖面具有大致相同厚度的覆蓋層及風化巖外，底部玄武巖破碎帶縱橫交錯，若將壩建于此，則繞壩滲流可能較大，進行地基處理工程量會加大，綜合考慮以上因素，壩軸線選擇 I— I 處。從地形地質條件以及附近建筑材料來看本次設計壩型應選擇碾壓式土石壩。 平均波高及平均波長按下式計算： }])WgH([)WgD(00 1 {th])WgH([2m2m2m = = 22 π2TgL 2mm = 式中： hm—— 平均波高， m； Tm—— 平均周期， s； W—— 計算風速， m/s； D—— 風區(qū)長度， m； Hm—— 水域平均水深， m； g—— 重力加速度，取 ； Lm—— 平均波長， m。 根據(jù)規(guī)范規(guī)定與實際結合，上游壩坡上部取 ，下部取 ，下游自上而下均取 ，下游在 2800m、 2775m高程處各變坡一次。 根據(jù)以上的擊實次數(shù)和擊實功能，得出的多組平均最大干容重 maxγ 和平均最優(yōu)含水量 0W 。 非粘性土料填筑一般要達到密實狀態(tài)，對于砂土要求 Dr 不小于 ；對于砂礫石，則依壩的級別而定， 3 級壩 Dr不小于 ， 5級壩不小于 。 滲流計算 土石壩的滲流計算主要確定壩體的浸潤線的位置，為壩體的穩(wěn)定分析和布置觀測設備提供依據(jù)；同時確定壩體與壩基的滲透流量，以估算 水庫的滲漏損失，而且還要確定壩體和壩基滲流區(qū)的滲透坡降，檢查產(chǎn)生滲透變形的可能性，以便取適合的控制措施。 表 大壩上下游壩坡穩(wěn)定計算成果表 穩(wěn)定成果分析 根據(jù)計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（設計） 穩(wěn)定滲流期（校核） 正常蓄水位 +地震 35 緩，穩(wěn)定滲流期以及庫水位降低期，不考慮地震時， Kmin=，考慮地震時，Kmin=；下游坡情況也類似，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。 第二層反濾料的選擇也按上述辦法進行。由于防滲墻兩側沖積層易沉陷，引起防滲墻頂部粘土心墻與兩側粘土心墻的不均勻沉陷而導致裂縫。 計算結果 滲流計算結果見表 。10180。 運用下式作校核： dr ≥ ～ 0)(dr 式中： 0)(dr ── 土料場的自然干容重； 對 2 級壩，還應該進行現(xiàn)場碾壓試驗，以便復核，并據(jù)以選定施工碾壓參數(shù)。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，本設計允許滲透坡降 [J]=5，上游校核洪水時承受的最大水頭為 ，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:，有資料研究認為，斜心墻向上游傾斜的坡度為 1:～ 1: 時較好，本次設計取為 1:，下游坡度取為 1:， 粘土斜心墻的頂部高程以設計水位加一定的超高（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)計算底寬為 ,大于 .墻頂?shù)纳喜苛粲? 的保護層，并 粘土斜心墻頂部向下游傾斜。 表 壩頂超高計算成果表 工 況 水位 (m) 設計 風速(m/s) 平均 波長 (m) 平均 波高 (m) 平均波浪爬高 (m) 風浪壅高 （ m） 設計 爬高 (m) 安全 加高 (m) 壩頂 超高 (m) 設計 (P=1%) 校核(P=%) 由于水庫所在地區(qū)地震基本烈度 7176。 斜心墻壩和心墻壩基本類似，并且可以改善壩體應力狀態(tài)，能顯著減弱壩殼對心墻的“拱效應”，其抗裂性能優(yōu)于心墻壩和斜墻壩。 18 樞紐布置 根據(jù)工程功能以及滿足正常運行管理要求，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、調壓井、壓力管道、電站廠房、開關站）等建筑物組成。根據(jù)地質資料顯示壩址兩岸山坡陡峻，故開挖開敞溢洪道的將可能造成開挖量太大而不經(jīng)濟，因而可采用隧洞泄洪，并可以考慮與施工導流結合。 10′ 35176。 00′ 37176。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，正因為這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，一般砂巖也是細粒至微粒結構，除因構造節(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，滲透問題也不存在。15′ 32176。 壩址地質 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，構成高山深谷的地貌特征。 本流域大部分為山嶺地帶，山脈、盆地相互交錯于其間，地形變化劇烈，流域內支流很多，但多為小的山區(qū)河流，地表大部分為松軟沙巖、頁巖、玄武巖及石灰?guī)r的風化層，汛期河流含沙量較大，沖積層較厚，兩岸有崩塌現(xiàn)象。 (1)截流和攔洪日期 .針對該河流的水文特性， 11 月開始流量明顯下降，此時水深只有 左右，因此，設計截流日期定為 2020 年 11 月 1 日 ~15 日。 根據(jù)工程功能以及滿足正常運行管理要求，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、調壓井、壓力管道、電站廠房、開關站）等建筑物組成。 畢 業(yè) 設 計 E 江水利樞紐工程 —— 土石壩設計 說明與計算書 題 目： E 江水利樞紐工程設計 專 業(yè)：水利水電工程 年 級： 2020 級 學 生：溫紹成 學 號： 3120201994 指導教師 ：張繼勛 日 期： 2020 年 4 月 13 日 目 錄 前 言 ............................................................................................................................ 1 1 工程提要 ............................................................................................................... 1 工程等別及建筑物級別 .............................................................................. 1 洪水調節(jié)計算 .............................................................................................. 1 壩型選擇與樞紐布置 .................................................................................. 2 大壩設計 ...................................................................................................... 2 泄水建筑物設計 .......................................................................................... 3 施工組織設計 .............................................................................................. 3 2 基本資料 ......................................................................