【正文】 門槽。 當(dāng)壩基有延伸至下游的緩傾角軟弱結(jié)構(gòu)面，可能被沖刷切面而形成臨空面，危及壩基穩(wěn)定，或岸坡可能被沖塌危及壩肩穩(wěn)定時(shí)，均不宜采用挑流消能。 邊墻的設(shè)計(jì)詳見溢洪道斷面及細(xì)部構(gòu)造圖。 8 高安澤 ， 中國(guó) 水利百科全書 著名水利工程分冊(cè) ，出版社：水利水電出版社， 2020?？刂贫谓Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的荷載組合分為基本組合和特殊組合。 由表 可知，則陡坡末端水面 V=， 由 hb=（ 1+ζ v/100） h，可計(jì) 算出各斷面計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深，具體計(jì)算結(jié)果見表 。 m），特別堅(jiān)硬完整的基巖常取 q=100— 150m3/（ s 3. 結(jié)論 由上述計(jì)算成果知：該壩在正常工作條件下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)為 ，大于 SL2742020規(guī)定的數(shù)值 ；在非常運(yùn)用條件下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)為 ，大于 SL2742020 規(guī)定的數(shù)值。 穩(wěn)定計(jì)算 1. 上游水位大約在壩底以上 1/3 壩高處的上游壩坡 1）假定上游水位為 ，按下式計(jì)算安全系數(shù) 17 ? ?????????????????0)c o s (s i nt a ns i n1t a nc o s10t a nc o s1s i n211222211222111111???????????PGPKGKGKGPccc 式中： G G2 — 土塊重量， KN； ψ ψ 2 — 兩塊土體底面的抗剪強(qiáng)度，176。 2. 計(jì)算每段的單寬滲流量，并繪制浸潤(rùn)線。 土石壩與壩基的連接 土質(zhì)防滲體與巖基連接時(shí)，在防滲體與巖石之間的接合面上澆筑砼底。 綜合以上排水體特點(diǎn)，故采用棱體排水形式。 由壩線地質(zhì)地形剖面圖分析可知，砂礫石厚度 左右，未 超過 20m，所以采用黏性土截水槽，開挖邊坡 1:，底部高程 ，槽頂與心墻同寬。土石壩的防滲體包括土質(zhì)防滲體和人工材料防滲體，已建 工程中以土質(zhì)防滲體居多，故本設(shè)計(jì)選取土質(zhì)心墻 10 防滲體。 （ 4）壩頂超高 Y 將所求得 Rm=， e=， A=，代入公式 32： Y 設(shè) =++=（ m） 2. 校核洪水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高 計(jì)算過程同正常運(yùn)用情況。 壩頂寬度 依據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL2742020 規(guī)定：壩頂寬度應(yīng)根據(jù)構(gòu)造、施工、運(yùn)行和抗震等因素確定。粘土心墻壩比粘土斜墻壩用的粘土少，適應(yīng)變形能力強(qiáng)。 基礎(chǔ)以下 10左右為砂質(zhì)巖及夾泥層，且單薄分水嶺巖層風(fēng)化嚴(yán)重，透水性大，對(duì)建筑物安全不利。該部分內(nèi)容列表 進(jìn)行對(duì)比說明。 建筑材料 １ . 土石料分布、儲(chǔ)藏情況 庫(kù)區(qū)及壩址下游土石料豐富，滿足修建當(dāng)?shù)夭?料壩要求。本次設(shè)計(jì)中重點(diǎn)闡述了滲流計(jì)算的任務(wù)、方法和原理，并列出了詳細(xì)的計(jì)算過程。 關(guān)鍵詞 ：土石壩 溢洪道 水利工程 1 目 錄 摘 要 .................................................. Ⅱ 1 設(shè)計(jì)區(qū)域概況 ........................................... 2 工程任務(wù)和效益 ..................................................... 2 基本資料 ........................................................... 2 2 樞紐布置 ............................................... 3 工程標(biāo)準(zhǔn) ........................................................... 3 壩軸線選擇 ......................................................... 3 壩型選擇 ........................................................... 4 樞紐布置 ........................................................... 5 3 壩工設(shè)計(jì) ............................................... 6 擋水壩體斷面設(shè)計(jì) ................................................... 6 細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì) ....................................................... 9 土壩 與壩基、岸坡的連接 ............................................ 12 滲流計(jì)算 .......................................................... 12 穩(wěn)定計(jì)算 ........................................................... 16 4 泄水建筑物布置 ......................................... 20 溢洪道的布置 ....................................................... 20 溢洪道的設(shè)計(jì) ....................................................... 20 溢洪道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................... 23 參考文獻(xiàn) ................................................ 25 致 謝 ................................................. 25 2 1 設(shè)計(jì)區(qū)域概況 工程任務(wù)和效益 Z 水庫(kù)位于 QH 河干流上，水庫(kù)控制面積 4990km2，庫(kù)容 億 m3。壩址上游均有土料場(chǎng)，平均運(yùn)距小于 。如下表所示： 表 壩軸線對(duì)比分析選擇說明表 方案 因素 上壩線 下壩線 地形條件 壩址位于壩區(qū)中部背斜的西北，巖層傾向 QH河上游，河床寬約 300m。 灌溉發(fā)電洞及樞紐電站 基巖以厚層粉砂巖為主，巖石完整，透水性不大，洞頂以上巖層厚度較小。冬季施工暖棚跨度小 ,移動(dòng)和升高方便，抗震性能好，抗御炸彈能力強(qiáng)，與兩岸的連接方便。如無(wú)特殊要求，高壩的頂部寬度可選用 10～ 15m，中低壩可選用 5～ 10m。 3. 壩頂高程 計(jì)算成果列于表 ，如下所示： 表 壩頂高程計(jì)算表 計(jì)算工況 水庫(kù)靜水位 （ m） 計(jì)算風(fēng)速 W （ m/s） 吹程 D （ m） 波浪爬高R （ m） 風(fēng)壅高度 e （ m） 安全加高A （ m） 壩頂超高Y （ m） 計(jì)算壩頂高程（ m） 設(shè)計(jì)洪水 5500 校核洪水 9 7500 以上壩頂高程指的是壩體沉降穩(wěn)定后的數(shù)值，因此竣工時(shí)的壩頂高程應(yīng)有足夠的預(yù)留沉降值。 土質(zhì)心墻一般布置在壩體中部，有時(shí)稍偏向上游，以便于和防浪墻相連接，通常采用透水性很小的黏性土筑成。為加強(qiáng)截水槽與巖石的連接，在截水槽底部澆筑砼蓋板，并設(shè)置砼齒墻。 依據(jù) SL2742020 中有關(guān)棱體排水設(shè)計(jì)規(guī)定及參考教材書中有關(guān)規(guī)定，棱體排水頂部高程應(yīng)保證壩體浸潤(rùn)線距壩坡面的距離大于該地區(qū)的冰凍深度，并保證超出下游最高水位，超出的高度，對(duì) 2 級(jí)壩不小于 ，故棱體排水頂部高程為： +=；棱體排水體頂部寬 ，內(nèi)坡 1:1，外坡 1:。對(duì)于保證填土質(zhì)量、便于施工碾壓，防止接觸沖刷，特別是便于帷幕灌漿等，都是必要的有效措施。 （ 1） 11 斷面的滲流計(jì)算 1）計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 所示 2）計(jì)算單寬滲流量 14 通過防滲心墻和地基截水槽的單寬滲流量 q1: ? ? ? ??2 2211 ThTHkq o ???? （ 33） 式中： Ko — 心墻滲透系數(shù)， m/s； H1 — 壩前水深， m； T — 地基厚度， m； h — 心墻后水深， m； б — 心墻平均厚度，心墻與截水墻厚度的加權(quán)平均值， m； 已知： Ko=1 106cm/s； H1==； T==4m；心墻厚度為 ? ? ? ? ? ? ? ?22??????????? 將σ代入公式得 ? ? ? ? ? ?hfhq 122261 ?? ?????? ?? 為確 定式中的 q1 及 h 值，用下式計(jì)算通過墻后段的滲流量 q2 ? ?? ? ? TTL HhKHmL HhKq T )2 222 2222 ???? ?? 式中： K — 壩殼滲透系數(shù)， m/s； H2 — 下游水深， m； L — 計(jì)算長(zhǎng)度， m； M2 — 下游壩坡坡率； KT — 壩基滲透系數(shù)， m/s； 已知 K=1 102cm/s； H2==； KT=1 102cm/s； T=4m； 計(jì)算長(zhǎng)度 L=+； m2= ? ?? ? ? ? ? ?hfhhq 22222222 ???????????? ???? ???? 根據(jù)水流連續(xù)條件， q1=q2=q，聯(lián)立等式 f1(h)、 f2(h)，用試算法求得 h=，將 h 分別代入 q q2，解得 q1= 106≈ q2= 106m3/，故 h=， q= 106 （ m3/） 3）繪制浸潤(rùn)線：由于 h=，而下游水深 H2=，故浸潤(rùn)線近似一直線，如圖 所示。； α α 2— 滑動(dòng)面與水平面夾角，176。見表 壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)表。 m），根據(jù)可知為較好基巖， q 取 70m3。 表 h ξ V hb 則邊墻高度： H=＋ = 消能段的設(shè)計(jì) 1．消能形式的選擇 形式 內(nèi)容 底流式消能 挑流消能 優(yōu)點(diǎn) 它具有流態(tài)穩(wěn)定，消能效果好，對(duì)地質(zhì)條件和尾水變幅適應(yīng)性強(qiáng)及水流霧化小?；窘M合有基本荷載組成；特殊組合由基本荷載和一種或幾種特殊荷載組成閘基底面的抗滑由于時(shí)間緊迫，此處抗滑穩(wěn)定計(jì)算略。 2020． 7