【正文】 底最大水墊深度， m； q— 鼻坎末端斷面單寬流量， m3/（ sm） 。根據(jù)防滲要求的不同，防滲面板厚自堰頂至壩基高程采用 40～ 60cm 漸變。 主壩加固后抗滑穩(wěn)定計算與應(yīng)力復(fù)合計算 加固措施：壩前設(shè)置 長鋪蓋，蓋重下部采用 1m 厚 C25 混凝土，上面采用 砂漿漿砌石，厚度為 3m，加固后壩基長度 T=21m，面板與鋪蓋之間進行錨固，配筋與面板和主壩上游面之間配筋相同。滲漏問題嚴重影響到工程灌溉和供水效益的發(fā)揮。 查《水工建筑物》教材取 ?? 設(shè)計洪水位時 smQsmHgmbQ /?????????? 設(shè)?河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 32 校核洪水位時 smQsmHgmbQ /????????? 校?過流能力滿足要求 消能防沖設(shè)計 水庫屬于屬于?。?2）型水庫且大壩屬于低壩，綜合考慮采用挑流消能方式。 m） ↓ (+) ↑ () → (+) ← () ↖ (+) ↗ () W 605 P1 P2 0 Q0 P0 1 U0 62 Pwk Σ 605 Σ 總 ↓ → ↖ Ⅱ 抗滑穩(wěn)定計算 3 7 ??? ?? PWfK = ][K? = 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 29 因此在地震情況下，正常蓄水位時，副壩抗滑穩(wěn)定滿足要求。 主壩抗滑穩(wěn)定計算與壩基應(yīng)力計算 Ⅰ 荷載計算 (1)壩體自重 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 25 kNW 7150? (2)水平靜水壓力 上游水平靜水壓力 P1 kNHP 2 94 2121 2211 ????? ? 下游水平靜水壓力 P2 kNHP 2222 ????? ? (3)壩基處揚壓力 U γ H 1γ H 2 圖 211 主壩壩基處揚壓力 上游水面至壩基距離 H1=， 下游水面至壩基距離 H2=， 壩基長度 T=。 因uy?＜ 0， 上游壩踵處出現(xiàn)拉應(yīng)力，不滿足要求。 因uy?＞ 0，dy?＜ [? ]。 Ⅲ 應(yīng)力計算 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 k P aT MTWyu 4 9 ) 9 8 4 2( 3 9 86 22 0 ????????????? k P aT MTWyd 3 83 4 9 ) 9 8 4 2( 3 9 86 22 0 ???????????? 壩基允許壓應(yīng)力 [? ]=～ 。 m） ↓ (+) ↑ () → (+) ← () ↖ (+) ↗ () W 7150 P1 2941 P2 U1 0 U2 Psk Pwk Ea Ep Σ 7150 Σ 總 ↓ → ↗ Ⅱ 壩體抗滑穩(wěn)定計算 ???PWfK (212) 式中： f— 抗剪強度計算公式中的摩擦系數(shù)； 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 8 ?W — 作用于壩體上全部荷載（包括揚壓力，下同）對滑動平面的法向分值； ?P — 作用于壩體上全部荷載對滑動平面的切向分值； 依據(jù)《砌 石壩設(shè)計規(guī)范》（ SL252020） 規(guī)定，在初步設(shè)計階段，砌石體抗滑穩(wěn)定計算所需的抗剪強度參數(shù)，查附錄 A表 和附錄 A表 。 擬定本次 PS水庫除險加固的主要內(nèi)容 ： (1)大壩防滲設(shè)計。 工程地質(zhì)條件 勘察場地屬太行山東麓沖低山丘陵地帶，勘察揭露之地層除第 1層外均為三疊紀巖石，本場區(qū)勘察深度范圍內(nèi)，地基土自上而下分為如下 2 層，現(xiàn)將各土層的工程地質(zhì)特征分述如下： 1 層 雜填土（ ml）：灰褐色，壩體，為塊狀巖石和水泥砂漿人工堆砌含少量雜質(zhì)。水庫樞紐為五等工程，主要建筑物為 5級建筑物。 壩體抗滑穩(wěn)定計算是重力壩設(shè)計的一項重要內(nèi)容，其目的是驗算壩體沿壩基面的抗滑穩(wěn)定安全度， 利用公式判別大壩是否滿足抗滑穩(wěn)定要求。經(jīng)計算得大壩在某些工況下不滿足抗滑穩(wěn)定要求。經(jīng)調(diào)洪演算，不同設(shè)計標準的洪水位及相應(yīng)的最大泄流量如下： 20 年一遇的最高洪水位為 ，最大泄量為 ； 200 年一遇的最高洪水位為 ，最大泄量為 。場區(qū)普遍分布，厚度 :,平均 。 (2)大壩結(jié)構(gòu)復(fù)合。根據(jù)地質(zhì)勘測資料，壩基巖石為堅硬、有微裂隙的巖體，砌石體飽和強度較高，取摩擦系數(shù) f =。 dy?＜ [? ]，下游壩趾處應(yīng)力滿足要求。 壩踵處未出現(xiàn)拉應(yīng)力，滿足要求。 綜上所述，應(yīng)力不滿足要求。 kNTHHUUU )(2)( 2121 ??????????? ?? (4) 泥沙壓力 kNtgtghP nnnsk )245(21 2222 ??????? ?? ?? (5) 浪壓力 kNPwk ? 地震荷載：主要包括壩體水平順河向地震慣性力，上游地震動水壓力和動土壓力 (6)地震慣性力 FWCKQ ZH?0 (218) 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 26 。 Ⅲ 應(yīng)力計算 k P aT MTWyu 22 0 ??????????? k P aT MTWyd 3 76 22 0 ??????????? 壩基允許壓應(yīng)力 [? ]=～ 。本次設(shè)計選用鼻坎形式為連續(xù)式鼻坎，鼻坎高程為 ，挑射角為 25176。 防滲方案 為減小滲漏量，并同時提高大壩抗滑穩(wěn)定性，大壩防滲考慮兩種方案：一是壩體灌漿與壩基帷幕相結(jié)合，二是壩體做混凝土防滲面板，壩基進行帷幕灌漿。 主壩計算簡圖如下圖所示 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 36 圖 31 主壩計算簡圖 正常蓄水時主壩抗滑穩(wěn)定計算和應(yīng)力復(fù)合 Ⅰ 荷載計算 (1)壩體自重 kNW 71501 ? 面板自重 kNW )(2 ????? 蓋重 kNW ??????? (2)水平靜水壓力 上游水平靜水壓力 P1 kNHP 2 94 2211 ????? ? (32) 下游水平靜水壓力 P2 kNHP 2222 ????? ? 。 主壩、副壩、溢流壩壩體上游防滲 主壩、溢流壩迎水面防滲面板下部自壩基 4m 高程（假定）開始澆筑。 依據(jù)《溢洪道設(shè)計規(guī)范》 SL2532020，挑流水舌外緣挑距按下 式計算： ? ? ghhgvvVL /)c o s(2s inc o sc o ss in 21221121 ???? ????? (222) 式中： L— 指壩下游垂直面到挑流水舌外緣進入下游水面后與河床面交點的水平距離， m； v1— 坎頂水面流速， m/s； θ — 鼻坎挑角； h1— 坎頂垂直方向水深， m； h2— 坎頂與河床面高差， m。 上游壩踵處未出現(xiàn)拉應(yīng)力，滿足要求。壩前水深，— mH kNHCKP ZH 220 ??????? ? (8) 地震作用下的土壓力 EtgCCKE eZH )1(39。 KNHTU ?????? ? (4)浪壓力 kNPwk ? 表 28 作用于副壩的各力和力矩大小及方向表 荷載 垂直力（ kN） 水平力 （ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN (4)動水壓力 )c o s( c o s 12 ??? ?? VgqP H力水平分量作用于溢流壩的動水壓 (215) )s ins in( 12 ??? ?? VgqP V力垂直分量作用于溢流壩的動水壓 (216) 式中： 。 綜上所述，應(yīng)力不滿足要求。 Ⅲ 應(yīng)力計算 根據(jù)《水工建筑物》教材中公式 225進行壩基截面應(yīng)力分析。 (4)放水洞維修加固。層底埋深 :,平均 。 水文 流域概況 PS 水庫位于沙河市冊井鄉(xiāng)，屬沙洺河支流。經(jīng)計算得大壩在某些工況下不滿足要求。 經(jīng)鑒定大壩屬于三類壩。 放水洞位于溢流壩左側(cè)，洞口高程 ，出口采用碟閥控制。 泥沙 PS 水庫流域僅為 4km2，流 域內(nèi)缺乏泥沙實測資料。 (4)大壩下游無消能防沖設(shè)施。 經(jīng)計算得： hz = Hcr = Pwk = (6)土壓力 壩底高程 4m，上下游填土高程均為 0m,土的粘聚力為 0，內(nèi)摩擦角為 25o。 溢流壩抗滑穩(wěn)定計算與基應(yīng)力計算 Ⅰ 荷載計算 (1)壩體自重 kNW ? (2)水平靜水壓力 上游水平靜水壓力 P1 kNHP 2 94 2211 ????? ? 下游水平靜水壓力 P2 kNHP 2222 ????? ? (3)壩基處揚壓力 U γ H1γ H 2 圖 24 溢流壩壩基處揚壓力圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 kNTHHUUU )(2)( 2121 ??????????? ?? (4)泥沙壓力 kNtgtghP nnnsk )245(21 2222 ??????? ?? ?? (5)浪壓力 kNPwk ? (6)土壓力 主動土壓力 kNKHEaa 22 ?????? ? 被動土壓力 kNKHEPp 22 ?????? ? 表 23 作用于溢流壩的各力及力矩大小和方向表 荷載 垂直力（ kN） 水平力（ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN m） ↓ (+) ↑ () → (+) ← () ↖ (+) ↗ () W 605 P1 P2 0 U Pwk Σ 605 Σ 總 ↓ → ↗ Ⅱ 抗滑穩(wěn)定計算 9 6 ??? ?? PWfK = ][K? = 因此在設(shè)計洪水位下，副壩抗滑穩(wěn)定要求。 Ⅲ 應(yīng)力計算 k P aT MTWyu )( 22 0 ?????????????k P aT MTWyd )( 22 0 ???????????? 壩基允許壓應(yīng)力 [? ]=～ 。 上游壩踵處出現(xiàn)拉應(yīng)力，不滿足要求。 副壩抗滑穩(wěn)定計算與壩基應(yīng)力計算 Ⅰ 荷載計算 (1)壩體自重 kNW 605? (2)水平靜水壓力 上游水平靜水壓力 P1 kNHP 221 ????? ? 下游水平靜水壓力 P2 02?P (3)揚壓力 U 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 28 γ H 圖 212 副壩壩基處揚壓力 上游水面至壩基距離 H =， 壩基長度 T=。 2/301 2 HgmbQ ?? (221) 式中： Q— 溢流堰的下泄流量。由于砌筑質(zhì)量不高，高水位運行時，壩 體多處存在滲漏，尤其在 以上的主壩擋水壩段和溢流壩段存在小股射流情況。本段帷幕灌漿終孔間距取 2m。為保證混凝土面板與壩體的完整性，設(shè)計面板的上游面按 間距設(shè)置Φ 28 錨桿，長度為 3m，其中深入原壩體部分長 。 經(jīng)計算得知 L/T 均在 ~ 之間，消能防沖設(shè)計滿足要求。 ????????? ?? 表 212 作用于溢流壩的各力和力矩大小及方向表 荷載 垂直力（ kN） 水平力（ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN查表得主動時取表地震動土壓力系數(shù)，按—；土的內(nèi)摩擦角，—土壓力；號分別對應(yīng)主動和被動kNECCCeee25)(???????? 主動土壓力 kNtgEtgCCKE eZHa )()1(39。 因uy?＞ 0，dy?＜ [? ]。 Ⅲ 應(yīng)力計算 k P aT MTWyu )( 22 0 ?????????????k P aT MTWyd )( 22 0 ???????????? 壩基允許壓應(yīng)力 [? ]=～ 。 kNTHHU )(2)( 21 ????????? ?? (4)泥沙壓力 kNtgtghP nnnsk )245(21 2222 ????? ?? ?? (5)浪壓力 kNPwk ? (6)土壓力 主動土壓力 22 ??????aa KHE ?kN 被動土壓力 22 ??????Pp KHE ?kN 表 24 作用于主壩上的各力及力矩大小和方向表 荷載 垂直力（ kN） 水平力（ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN