【正文】 程線 13 圖 27 該水庫校核洪水過程線于下泄流量過程線 在圖 26 和 27 上可以查出： 設(shè)計狀況下： 最大下泄流量為 qm=1250 m179。/s），它等于 2/)( 21 ? ； 1q ──計算時段初的下泄流量（ m179。） 年份 28875 265 (242） 4240 (4080） (286） (） 1986 1980 工程地質(zhì) 1）設(shè)計采用地質(zhì)資料及參數(shù) 壩區(qū) N14a(Ⅰ 線 )巖組泥巖碎屑較多或泥巖碎屑為主，以鈣泥質(zhì)膠結(jié)為主，巖石強度較低：弱風(fēng)化礫巖、砂礫巖單軸濕抗壓強度 Rb=～ ， bR =，軟化系數(shù) ～ ，平均 ，屬軟巖。 表 14 壩址設(shè)計代表年徑流年內(nèi)分配成果表 單位： m179。 3）進(jìn)行擋水建筑物的剖面設(shè)計（ 2～ 3 個剖面形式，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟比較分析確定），內(nèi)容包括：擬定擋水壩剖面，穩(wěn)定應(yīng)力分析等，并繪制設(shè)計圖。 樞紐任務(wù) 本工程同時兼有防洪、發(fā)電、灌溉、漁業(yè)等綜合利用。 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(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。 設(shè)計要求 在明確設(shè)計任務(wù)及對原始資料進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，要求： 1）根據(jù)地質(zhì)、地形條件和樞紐建筑物的作用進(jìn)行壩線、壩型的選擇，樞紐布置方案比較通過初步分析確定。/s(1971 年 6 月～ 1972 年 5 月 )，最枯水年年平均流量為 180m179。/s） 多年平均年懸移質(zhì)輸沙量 (萬 t） 多年平均年推移質(zhì)輸沙量 (萬 t） 多年平均懸移質(zhì)含沙量 (kg/ m179。根據(jù)庫容曲線 ZV，擬訂的泄洪建筑物形式、尺寸，用水力學(xué)公式確定算 QZ 關(guān)系為 。 演算方案 方案：正常蓄水位 270；溢洪道寬度 B=75m。較高的混凝土重力壩也要求建在巖石地基上。涉及的壩頂高程是針對壩沉降以后的情況而言的，因此，竣工時的壩頂高程應(yīng)預(yù)留足夠的沉降量。在滿足穩(wěn)定要求的前提下，應(yīng)盡可能使壩坡陡些，以減少壩體工程量。為了改善壩體與岸坡的連接，在壩基部位墊層向下游延伸 H（ H 為該處作用水頭）。 混凝土面板、趾板設(shè)計 面板設(shè)計 面板是堆石壩防滲系統(tǒng)的重要組成部分，長期在高水力梯度作用下工作，因此混凝土面板應(yīng)具有較高的防滲性能，抗?jié)B標(biāo)號一般不低于 W6。（ 3）面板混凝土宜在低溫季節(jié)澆筑，混凝土人倉溫度應(yīng)加以控制，并加強混凝土面板表面的保濕和保溫養(yǎng)護(hù)，直到蓄水為止，或至少 90d。 趾板宜采用單層雙向鋼筋，每向配筋率可采用 %～ %。底部銅止水片、中部 PVC 或橡膠止水帶、縫頂柔性填料應(yīng)自成封閉的止水系統(tǒng)，或?qū)⒅胁恐顾畮Ш晚敳咳嵝蕴盍线B接至垂直縫的銅止水片上，實現(xiàn)封閉。但此法計算簡單，所確定的浸潤線、平均流速、平均坡降和滲流量等，一般也能滿足工程設(shè)計要求的精度，所以在實際工程中應(yīng)用廣泛。 01 22s in mK KA LH???? ? （ 44） 39。 表 44 滲流逸出點坡降表 斷面 AA 計算情況 正常狀況 設(shè)計狀況 校核狀況 坡降 J 經(jīng)計算，各種工況均滿足要求，因此認(rèn)為不會發(fā)生滲透破壞。 取 ??? ?? 21 ， 并 令 fKtanc ??，211 11sinm???；2111 1cos mm???；222 11sinm???； 2222 1cos mm??? （ 410） 并再將以上兩式聯(lián)解得 )()2(222 CmBBABAf ?????? （ 411） 式中： 12122mmmm m1A ??? （ 412） AWWB 12? （ 413） 32 )(1 121 21 mmm mmC ??? （ 414） 安全系數(shù)： ftanKc ?? （ 415） 為求得壩坡的穩(wěn)定安全系數(shù)，應(yīng)假定不同的 1? 、 2? 和上 游水位，即先求出在某一水位和 2? 下不同 1? 值時的最小穩(wěn)定安全系數(shù)，然后在同一水位下再假定不同的 1? 值，重復(fù)上述計算可求出在這種水位下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)。 有地震作用下的平衡式如下： 0t a ns i nFc osW1c osFs i nP 1111111111 ???? ????? ）（cKW （ 423） 0Kt a ns i nFKt a nc osWKt a ns i nPc oss i n)(c osP c 222c 222c 22112222211 ????? ??????????? ）（FW （ 424） 在以下式中： 2221121 m1m1 mmA ??? ；2221211 m11 1mmB ?? ?? m ；211 1 1C m?? ； 2111 1 mmD ?? ；221 m1 1E ?? ； 2221 m1mF ?? 。這對壩坡穩(wěn)定非常有利。 浸潤線分析：面板后滲流水深（ h）比下游水深（壩后水深 H2）深 2～ 3cm，故浸潤線近似一直線如圖43。 由水流連續(xù)條件 q1=q2聯(lián)立求解上兩式可求得 239。 24 第 4 章 壩體計算 滲流分析 概述 一、滲流分析計算目的 土石壩滲流分析的目 的有： ① 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(shè)備提供依據(jù)； ② 確定壩體與壩基的滲透流量，以估算水庫的滲漏損失； ③ 確定壩體和壩底滲流區(qū)的滲透坡降，檢查產(chǎn)生滲透變形的可能性，以便采取適當(dāng)?shù)目刂拼胧? 分縫止水設(shè)計 大壩分周邊縫、面板垂直縫、面板與趾板間水平縫、防浪墻沉降縫和施工縫等。 板混凝土 根據(jù)水工設(shè)計規(guī)范，趾板混凝土可采用與面板混凝土一樣的標(biāo)準(zhǔn)。所以本大壩面板混凝土強度等級為 C25；面板混凝土的抗?jié)B等級應(yīng)為 W10。設(shè)計干密度 ／ cm3，孔隙率20%，鋪料厚度 cm。同時，墊層與面板直接接觸，墊層本身在水壓力作用下產(chǎn)生的變形對面板影響更大，故還應(yīng)具有盡可能大的變形模量；為使墊層具有一定程度的臨時面板作用，以擋汛期洪水，還需有低透水性。當(dāng)壩頂有交通要求時，其寬度應(yīng)按照道路等級要求遵照交通部門的有關(guān)規(guī)定來確定。 塑性斜墻壩（用砂礫料作為壩殼 ，以粘土料作防滲體設(shè)在壩體的上游做斜墻）的斜墻與壩殼兩者施工干擾相對較小，工期較短，但對壩體、壩基的沉降比較敏感，抗震性能較差，易產(chǎn)生裂縫；塑性心墻壩（用砂礫料作為壩殼，以粘土料作防滲體設(shè)在壩剖面的中部做心墻）與斜墻壩相比工程量相對較小，適應(yīng)不均勻變形，抗震性能較好，但要求心墻粘土料與壩殼砂礫料同時上升，施工干擾大、工期長。重點是選擇較理想的趾版線位置，使趾版地基盡量置于堅硬、非沖蝕性和可灌的巖基上，盡量避開斷 裂發(fā)育、強烈風(fēng)華、夾泥、巖溶等不利地址因素，使趾板開挖量和趾板地基處理工作量減少。具體的計算方法參考《水利水能規(guī)劃》書。 水庫水位與庫容關(guān)系曲線及水位流量關(guān)系 水庫水位關(guān)系見表 18，水位流量關(guān)系見表 191。（ 1986 年），最小年平均懸移質(zhì)含沙量 kg／ m179。 表 13 各月降雨天數(shù)統(tǒng)計表 月份 天數(shù) 氣溫 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ＜ 5mm 5～ 10mm 10～ 30mm 4）風(fēng)力及風(fēng)向：一般 1～ 4 月風(fēng)力較大，實測最大風(fēng)速為 18 米 /秒，風(fēng)向為西北偏西，水庫吹程為 15公里。 3）防洪 可減輕洪水對下游城鎮(zhèn)、廠礦和農(nóng)村的威脅。 I 摘 要 本文為面 混凝土面板堆石壩 設(shè)計說明書，根據(jù)所給基本資料及面板堆石壩的特點進(jìn)行調(diào)洪演算，本設(shè)計中一共選取了四種方案，經(jīng)過調(diào)洪演算并結(jié)合下游防洪要求及經(jīng)濟因素等的考慮，最終選擇方案四，即選擇堰寬為 75m 的方案。 2）灌溉 增加保灌面積 10 萬畝。各月降雨天數(shù)見表 13。最大年平均懸移質(zhì)含沙量 kg／ m179。對外交通計劃需新修公路 2km，擴 建公路 4km，加固橋梁一座。因此，可根據(jù)選定的計算時段 Δt 值、已知的水庫水位容積關(guān)系曲線，以及根據(jù)水力學(xué)公式算出的水位與下泄流量關(guān)系曲線，然后計算并繪制曲線： qf（ v/△ t+q/2）和 qz 關(guān)系曲線即是水位下泄流量關(guān)系曲線。 14 15 第 3 章 壩 址 選擇及樞紐布置 壩址及壩型選擇 壩址選擇 混凝土面板堆石壩的壩軸線選擇，既要考慮壩址的地形地質(zhì)條件，又要考慮面板堆石壩的特點，且有利于其他建筑物的布置。 均質(zhì)壩材料單一，施工簡單，但壩身粘性較大，冬雨季施工較為不便，且無足夠適宜的土料來作均質(zhì)壩，故均質(zhì)壩方案不可行。當(dāng)無特殊要求時，對高壩壩頂最小寬度可選用 8m，對中低壩可選用 8m。 （ 2A） 墊層區(qū)位于混凝土面板的底部，主要為混凝土面板提供一個均勻的、穩(wěn)定的、具有低壓縮性的優(yōu)良基礎(chǔ)，將作用于面板上的庫水壓力較均勻的傳遞 給下游的過渡區(qū)和堆石區(qū)，同時又緩和下游堆石體變形對面板的影響，改善面板應(yīng)力狀態(tài)，因此，墊層應(yīng)為高密實度而又具有一定塑性的堆石層。最大粒徑 600 mm，小于 5 mm 的顆粒含量小于 15%，小于 mm 的顆粒含量小于 5%。 面板混凝土應(yīng)具有優(yōu)良的和易性、抗裂性、抗?jié)B性和耐久性。 (4) 面板與趾板處于同一平面時，為便于面板的無軌滑模施工，趾板宜提供不小于 的息止長度，所以取息止長度為 。同時，防滲墻與趾 板 之間設(shè)置寬 4m 的混凝土連接板，保證防滲墻與趾版之間為柔性連接。 3．河床段趾板、連接板、防滲墻接縫 由于防滲墻和連接板、連接板和趾板之間的接縫位移較大，該類接縫設(shè)置為柔性變形縫，縫底設(shè)銅止水片，縫中部設(shè) PVC 止水，縫頂設(shè)柔性止水，縫內(nèi)填 12mm厚瀝青木板，頂部覆蓋粉煤灰（或粉細(xì)沙）和粘土料，連接板和趾板下鋪一層 50cm厚的 2B 料作為反濾料，再在上鋪一層 400g/m2的土工織物。 25 1．計算單寬滲流量 通過面板和防滲墻的滲流量 q1： 11022101 s in2 ??? hHTKhHKq ???? （ 41） 通過面板后滲流量 q2： TL HhTKHmL HhKq T )()(2 )( 2222222 ? ????? （ 42） 式中 ： δ—— 面板平均厚度， δ=； δ1—— 防滲墻厚度， δ1=2m； m2—— 下游邊坡， m2=； H1—— 上游水深； H2—— 下游水深； h—— 面板后滲流水深 。 表 42 滲流計算表格 參數(shù) 正常狀況 設(shè)計狀況 校核狀況 K0（ m/s） 28 δ sinα L H2 T 10 10 10 δ1 2 2 2 KT K H1 54 m2 A1 A2 A3 h q1=q2 Q J 根據(jù)上表得最終結(jié)果如下表： 表 43 各狀況滲流計算結(jié)果 設(shè)計工況 上游水深H1（ m） 下游水深 H2（ m） 浸潤線高程h(m) 單寬流量 q（ m3/s） 總滲流量 Q（ m3/s） 正常狀況 54 設(shè)計狀況 校核狀況 如上表所示，各工 況這下計算所得單寬流量，總滲流量都非常小，符合防滲要求，因此不需要對大壩進(jìn)行滲流處理。由于面板堆石壩的防滲面板設(shè)于壩體上游面，其后堆石體透水性大，因而堆石體內(nèi)侵潤線很低，不存在水的滲透壓力和孔隙水壓力等問題。 最終得滑體塊的重量為： 濕濕 ?? ???? ?? B C D1 SW BFDS （ 416） 濕濕浮 ??? ?????? ??? GD