【正文】 Lm = ????????mmm LHthgT ?? 22 2 （ ） 其中： hm —— 平均波高， m； Tm —— 平均波周期， s； Lm —— 平均波長， m； D —— 風(fēng)區(qū)長度 .km； mH —— 壩前水深， m； W —— 計算風(fēng)速 , m/s； 風(fēng)壅高度 風(fēng)壅高度可按下式計算 : [引至水工建筑物 ] ?c o s22mgHDKWe ? （ ） 式中： e —— 計算處的風(fēng)壅水面高度， m； D —— 風(fēng)區(qū)長度， km； K —— 綜合摩阻系數(shù) 106； β —— 計算風(fēng)向與壩軸線的夾角 0176。 貼坡排水：若當(dāng)?shù)厥陷^少，可采用壩趾貼坡排水。 反濾層和過濾層 按照 ； ，能通暢地排出滲透水流；，過渡層采用連續(xù)級配，最大粒徑小于300mm，采用等厚度。其余填筑料在 C C C5 料場及爆破料中選擇，做為次堆石區(qū)。根據(jù)布置特征，可選擇正 槽 溢洪道，側(cè) 槽 溢洪道，井式溢洪道和虹吸溢洪道。渠底不進(jìn)行襯砌。 溢洪道的消能段，根據(jù)地形、地質(zhì)條件、泄流條件、運(yùn)行方式及河床抗沖能力，消能防沖要求，下游水流銜接及對其它建筑物影響等因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選用挑流消能型式。 挑流消能 反弧半徑 R 可采用反弧最低點(diǎn)最大水深 h 的 6～ 12 倍。 經(jīng)計算 Hd=， p =，取 。 （詳見計算書） 泄槽的水力計算 泄槽采用矩形斷面其臨界水深和臨界底坡可按公式 溢洪道設(shè)計規(guī)范（中國電力出版社 P51）計算： 3 2gqhk ?? （ ） kk kk Bcgi 2?? （ ） 式中 Q—— 最大下泄流量 m3/s； n—— 泄槽槽身糙率系數(shù)， ； Rk—— 水力半徑， m； Bk—— 泄槽寬度， m。對于溢流堰大體積混凝土結(jié)構(gòu)的擋水面，而且 H30，所以等級為 W4。 控制段 控制段的結(jié)構(gòu)形式可采用分離式或整體式，分離式適合用于巖性比較均勻的地基。泄槽底部板縫下均設(shè)有橫向排水槽，在泄槽的縱軸線處設(shè)置縱向排水槽，將橫向排水中的水經(jīng)過縱向排水槽排到下游。從上幾個因素綜合考慮，本樞紐工程采用正槽溢洪道進(jìn)行泄洪。過水堰采用 WES 實(shí)用堰（高堰），堰頂高程為 ，出口段采用挑流鼻坎消能，由于流速較大，為了減少氣蝕，采用人工摻氣。不均勻系數(shù)均大于 5。棱體與壩體以及土質(zhì)地基之間設(shè)置反濾層。 壩體排水要有充分的排水能力，并設(shè)有反濾層以保護(hù)壩體和壩基土。 第六章 大壩剖面 確定 壩頂高程的確定 壩頂 超高 壩頂在水庫靜水位以上的超高按下式確定： AeR ???Y （ ） 其中： Y壩頂超高， m； R最大波浪在壩頂?shù)呐栏撸?m； e最大風(fēng)壅水面高度， m； A安全超高， m，該壩為Ⅲ級建筑物，正常運(yùn)行時取 A=，非常運(yùn)行時取 A=。 (2)缺點(diǎn) ： 壩身一般不能 溢流 ，施工導(dǎo)流不如混凝土壩方便，粘性土料的填筑受氣候條件影響較大 等。與重力壩相比，在水壓力作用下壩體的穩(wěn)定不需要依靠本身的重量來維持，主要是利用拱端基巖的反作用來支承。本設(shè)計中采用 試算法 。工程興建后可以向石油化工年提供水量 106 m3，向灌區(qū)年供水 106 m3，全年供水 106 m3，改善灌溉面積 104畝。該料場土料的壓縮系數(shù)為 ，屬中等壓縮性土，粘粒含量高，達(dá) %，可塑性好，塑性指數(shù)為 ，屬品質(zhì)較好的 斜心墻 土料。未發(fā)現(xiàn)有大的不穩(wěn)定體和緩傾角滑移面，出露巖石較完整，堅(jiān)硬，強(qiáng)風(fēng)化層厚度 1～ 3m，弱風(fēng)化層厚度 5～ 10m，工程地質(zhì)條件較好。傾角 60176。 壩區(qū)河流呈近東西走向，河流以下切為主，河谷呈 “V”字形，現(xiàn)代河床寬 27～ 50m，河流彎急，流速大。傾向南東，傾角 62176。 水庫區(qū)工程地質(zhì)條件 1. 庫區(qū)地質(zhì)概況 QA水庫在大地構(gòu)造單元上屬北天山地向斜褶皺帶 ,哈爾里克復(fù)背斜 ,出露的地層有泥盆系中統(tǒng)大南湖級第三亞組和不同成因類型的第四系地層。最大年輸沙量 104噸（ 2020年），最小年輸沙量 104噸（ 2020 年），最大年輸沙量是年最小的 7 倍。11′，流域內(nèi)地形大部屬中高山地形，地勢北高南低，由東北向西南傾斜，海拔 3600 米以上為冰川和永久積雪覆蓋區(qū)，海拔 2500～ 3600 米區(qū)間為徑流形成區(qū)，海拔 1300～ 2500 米屬中低山區(qū)，河流全長 31 公里，壩址以上集水面積 324 平方公里，徑流來源于高山冰雪融水，夏季的直接降水和季節(jié)性積雪融水，河道縱坡 25‰ ～ 30‰ 。 本設(shè)計以 QA 水庫 水文、地形、地質(zhì)為基礎(chǔ)， 確定QA水庫壩型為粘土 斜心墻 碾壓式土石壩。則水庫庫容為 106 m3，相應(yīng)正常蓄水位 m。多年平均徑流量106m3， P=50%徑流量 106m3， P=75%徑流量 106m3， P=90%徑流量106m3， P=95%徑流量 106m3。左右，且多朝南傾，為一條右旋走滑斷層，它對庫區(qū)地形及地質(zhì)構(gòu)造起到一定的影響。 ② 坡積碎石土層：主要分布在壩址兩岸階地上，厚度 0～ 13m，其成分為碎石和粉土，碎石 含量 60%左右，粉土含量 40%左右。裂隙張開寬度 1～ 5cm，最大不超過 10cm，裂隙面粗糙，有碎石、粘土物充填?？傞L 1 公里，破碎帶寬度 ～１ m，在右壩肩高出回水線以上 100m出露，距右壩肩水平距離 200m，對建壩影響不大。 NE 或 SE∠ 65176。顆料級配較好，顆粒磨園度由棱角狀、次棱角狀，直至滾圓狀都有。 灌區(qū)內(nèi) 2020 年總?cè)丝? 萬人，其中城市人口 萬人，近郊區(qū)農(nóng)業(yè)人口 萬人 ,少數(shù)民族占 23%，農(nóng)業(yè)種植面積 萬畝，社會總產(chǎn)值 億元，國民生產(chǎn)總值 億元，工業(yè)總產(chǎn)值 億元，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值 億元，國民人均收入 元。 第四章 防洪標(biāo)準(zhǔn)及調(diào)洪演算 防洪標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)工程規(guī)模及其在國民經(jīng)濟(jì)中的作用，按《水利水電工程等級劃分及防洪標(biāo)準(zhǔn)》SL5252020，水庫永久性建筑物設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為 50 年一遇標(biāo)準(zhǔn)，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 1000 年一遇標(biāo)準(zhǔn)。在施工期可以利用壩體或底孔導(dǎo)流。壩端下游側(cè)要有足夠的巖體支承，以保證壩體的穩(wěn)定。 斜 斜心墻 壩和 斜心墻 壩基本類似，并且可以改善壩體應(yīng)力狀態(tài)，能顯著減弱壩殼對 斜心墻的“拱效應(yīng)”，其抗裂性能優(yōu)于 斜心墻 壩和斜墻壩。此壩壩高為 68m，為中壩，故其壩頂寬度取為 10m。褥墊排水能有效地降低浸潤線，有助于壩基排水，加速粘土地基的固結(jié)，并可節(jié)省石料，但不便于觀測和檢修。 C3 料場， C4 料場土料基本性質(zhì)試驗(yàn)成果見表 23，土料化學(xué)分析成果表見表 24。 3%，其值根據(jù)土料性質(zhì)、填筑部位、施工工藝和氣候條件等因素進(jìn)行選擇。綜上所述，結(jié)合 地形地質(zhì) 條件 來看，本工程不宜設(shè)計為井式溢洪道 和 虹吸溢洪道，因?yàn)橐绾榈涝O(shè)置在壩肩附近，一側(cè)為山，而且有溢洪道的總剖面圖可知坡降不大，所以不設(shè)置為井式和虹吸式溢洪道。堰上設(shè)有交通橋，跨度 m ，堰寬 27 m。挑坎高 2 米，下游設(shè)置護(hù)坦 。 地基及邊坡處理設(shè)計 地基開挖 根據(jù)建筑物對地基的要求結(jié)合地質(zhì)條件，工程處理措施等綜合研究確定，地基開挖至弱風(fēng)化層的中上部，開挖面平順。 泄流能力計算： 開敞式 WES 型實(shí)用堰的泄流能力可按公式 溢洪道設(shè)計規(guī)范（中國電力出版社 P45） 計算： 2302 HgBcmQ s??? （ ） 式中 Q— 流量， m3/s B— 溢流堰總凈寬度，定義 B=nb=26m； b— 單孔寬度， ； n— 閘孔數(shù)目 ,2。 g— 重力加速度 ,。 邊坡開挖及處理 根據(jù)巖體質(zhì)量、巖體結(jié)構(gòu)特征、邊坡高度和施工方法等條件，通過工程類比法，取溢洪道的開挖邊坡為 1： 混凝土的強(qiáng)度、防滲、抗凍指標(biāo) 材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)：混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)等級不宜低于《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中 條中表 所列數(shù)值。 出水渠布置 溢洪道經(jīng)挑流后，直接流入山谷，最后流入河道，故可不必設(shè)計出水渠 。 控制段的岸墻的頂部高程與防浪墻的高程一致為 泄槽 泄槽布置要求：泄槽縱坡宜大于水流的臨界坡。的轉(zhuǎn)角流入下游。土石壩壩頂不易過水，所以為保證大壩安全，在樞紐布置中應(yīng)十分重視泄水建筑物的布置。 表 各料場儲量 料場 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 儲 量（ 104 m3） 132 100 5 防滲體設(shè)計 土料的儲量 筑壩石料本著就地取材和就近取材的原則。為了節(jié)省石料，可采用縱向和橫向排水帶組成網(wǎng)狀排水，平行于壩軸線的縱向排水帶可替代褥墊排水伸入壩體上游端部位置。一般可參考已建壩的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或用近似的計算方法初步擬定壩坡，然后進(jìn)行穩(wěn)定等計算確定合理的壩 坡。由于該工程所在地區(qū)為地震烈度定為 7 度，基巖與砼之間磨擦系數(shù)取 ，故不宜采用斜墻壩。此外，拱壩要求兩岸 壩座附近河岸邊坡巖體穩(wěn)定，整體性好，沒有大的斷裂構(gòu)造和軟弱夾層，在荷載作用下不產(chǎn)生大的壓縮變形。在意外情況下 ,即使從壩頂少量過水 ,一般也不會招致壩體失事 ； ,結(jié)構(gòu)簡單 ,施工技術(shù)比較容易掌握。設(shè) 計洪水過程線成果見表 表 QA水利樞紐工程壩址處設(shè)計洪水過程線 △ t(2h) 時間 設(shè)計洪水 校核洪水 △ t(2h) 時間 設(shè)計洪水 校核洪水 0 7 日 00： 00 62 14:00 2 02:00 64 16:00 4 04:00 66 18:00 6 06:00 68 20:00 8 08:00 70 22:00 10 10:00 72 10 日 00： 00 12 12:00 74 02:00 14 14:00 76 04:00 16 16:00 78 06:00 18 18:00 80 08:00 20 20:00 82 10:00 22 22:00 84 12:00 24 8 日 00： 00 86 14:00 26 02:00 88 16:00 28 04:00 90 18:00 30 06:00 92 20:00 32 08:00 94 22:00 34 10:00 96 11 日 00： 00 36 12:00 98 02:00 38 14:00 100 04:00 40 16:00 102 06:00 42 18:00 104 08:00 44 20:00 106 10:00 46 22:00 108 12:00 48 9 日 00： 00 110 14:00 50 02:00 112 16:00 52 04:00 114 18:00 54 06:00 116 20:00 56 08:00 118 22:00 58 10:00 120 12 日 00： 00 60 12:00 調(diào)洪演算原理 根據(jù)水庫水量平衡方程：在某一時段內(nèi)，入庫水量減去出庫水量，應(yīng)等于該時段內(nèi)水庫增加或減少的蓄水量。 工程興建的必要性和迫切性 QA 盆地是新疆最缺水的地區(qū)，是干旱地區(qū)中的干旱地區(qū)，同時， QA 盆地又是一個相對封閉的綠洲經(jīng)濟(jì)區(qū)，水資源貧乏，境內(nèi)調(diào)水又無可能，一方面是缺水，另一方面因建設(shè)資金缺乏，北部山區(qū)的山溪性河溝水資源開發(fā)利用不足，城市要發(fā)展，工業(yè)要發(fā)展，農(nóng)業(yè)要發(fā)展，各業(yè)的發(fā)展都需要水，長期以來缺水嚴(yán)重制約著 QA 盆地經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也是 QA盆地的經(jīng)濟(jì)長期以來未能走出困境的關(guān) 鍵所在。堆積物母巖成分以花崗巖、灰?guī)r為主，顆料間充填物由砂、礫和土組成，山前堆積物中土含量較大，而階地前沿沖，洪積堆積沖填而以砂、礫為主。傾向上游對建壩有利?！?65176。未發(fā)現(xiàn)滑坡體，位于壩址南側(cè)的 F1 斷層，向南傾斜，在壩址附近傾角 82176?！?70176。或 7176。夏季暴雨洪水多發(fā)生在 7 月中下旬及 8 月上中旬，這類洪水主要由大降水生成，其中大范圍的暴雨洪水在 QA 流域 出現(xiàn)頻次雖少，但量級并不低， 1961 年 7 月 21 日測得日雨量，調(diào)查最大洪峰流量 199m3/s，最大一日洪量 106m3，另外有雨水和冰雪