【文章內容簡介】 +安全加高。地震安全加高一般為 ，應根據(jù)地震烈度大小和不同的壩前水深取大、中、小值。地震附加沉陷值，根據(jù)海域地震調查，對 89度地震區(qū)，可取壩高的 %%，地震烈度較低時，可相應減小，此壩址處地震烈度為 7級，沉陷超高不予考慮。安全加高按《水工建筑物》表 111 取 。因此： 地震安全加高 =+=1m 壩體施工沉降超高 考慮壓縮沉降時，土石壩竣工時的壩頂高程應等于設計高程加壩體施工沉降超高。對施工質量一般的中小型土石壩，如地基內無壓縮性很大的土層，壩體施工沉降可取壩高的 %%，在此可取壩高的 %。 二、計算結果 利用上述計算公式可得以下計算表 表 51 壩高計算表 工況 設計 +正常運用 校核 +非常運用 正常蓄水 +地震 備注 ? 注 : (1) 表中各符號同前 (2) Vgh 均小于 1，查《水工建筑物》表 52得 Kw =1； (3) LH 為深水波， L 計算采用公式 46； (4) 計算公式采用式41～46； (5) “ ”代表沒有此數(shù)。 ?河底 高程 2765 2765 2765 H(m) 58 K V(m/s) 21 14 D(m) 15000 15000 β e A 1 h L m 3 3 ?k Vgh wk 1 1 R P ?k R 0 地震安全超高 0 0 1 Υ 地基沉陷超高 壩 頂高程 壩頂高程應取 3 種結果中的最大值，因此以壩頂高程為 為壩頂高程，取壩頂高程為 2828m，壩高為 63m（ 28282765=63）。 壩頂 寬度取決于施工 、 交通 、 構造、運行、抗震與防汛等要求，無特殊要求 高壩 最小頂寬為 1015m，中低壩為 510m， 屬于 中壩，取 10m。 坡 土石壩 邊坡的大小取決于壩型 、 壩高、筑壩材料、荷載、壩基性質等因素 。 邊 坡 選擇 一般 須從 以下 幾方面考慮。 （ 1） 上游坡應比下游坡為緩 ， 取上游 平均 坡比 1： 3， 下游坡比 1： （ 2）壩坡應 上陡下緩，自上至下 逐級放緩 ，每隔 1030m變坡一次，相鄰坡 率差為 。取上游 30m 以上上游坡比 1： ， 下游坡比 1： ， 30m以 下上游坡比 1： ， 下游坡比 1： 。 此壩為碾壓土石壩，中壩，壩殼為砂石料，壩坡平均坡度為 1:；土石壩在變坡處設置馬道，其寬度常取 ～， 已攔截應排除雨水，防止嚴重沖刷壩面，并兼做交通、檢修、觀察之用，也有利于壩坡穩(wěn)定。取馬道寬度 。 具體尺寸見圖 41 黏土斜心墻土石壩剖 面圖。 滲體 型 式 壩體 防滲 壩的防滲體不僅需要滿足將滲透坡降，下游壩體浸潤線以及滲流量減低到允許范圍內，還應該要滿足結構及施工的要求。防滲體的尺寸不僅要以滿足構造、施工及防滲開裂等要求為原則，也應要滿足穩(wěn)定要求。 壩防滲體有土質防滲體及人工防滲體。 土質心墻防滲體底部的厚度，決定涂料的允許滲透坡降。心墻頂面必須設砂礫保護層，其厚度應不小于當?shù)乇鶅雠c干燥程度，心墻與地基岸坡必須進行有效的結合，防止結合面漏水以及產生嚴重滲流。心墻與岸坡結合須加大心墻剖面。 土質斜墻底部的厚度應滿足滲透坡降的要 求，為了防止斜墻斷裂，其厚度通常比按滲透穩(wěn)定演算確定的數(shù)值要大。斜墻上游應設置保護層用來防止冰凍和機械破壞。保護層材料可為砂礫，卵石，塊石，其厚度應不小于當?shù)乇鶅黾案稍锍潭?。保護層應分層碾壓填實，達到壩體同樣標準，其外坡坡度需按穩(wěn)定計算確定，使保護層不至于沿斜墻面或連同斜墻一起滑動。 鋪蓋一般由粘土或壤土做成，要求地基與鋪蓋土料滲透系數(shù)一般在 1000 以上。鋪蓋鋪成不等厚的，從上游向下游逐漸加厚。填筑鋪蓋前必須清基，在砂卵石地基上設置過渡層，以防滲透破壞，頂面應設保護層。 斜心墻介于心墻與斜墻之間，心墻稍向上 游傾斜，斜心墻為了克服心墻壩可能產生的拱效應和斜墻對變形的敏感而發(fā)展起來的，它很適合于中土石壩。 綜上所述，選取粘土斜心墻，參考以往工程，斜心墻頂取 5 米（滿足機械化施工要求），上游坡率 m１＝ ，下游坡率 m2＝ ，斜心墻頂高程以設計水位加 超高并高于校核洪水為原則，最后高程取 2824m。 壩基防滲 根據(jù)壩基處的地質條件確定壩基防滲的處理方案。主要處理方法有混凝土防滲墻、黏土截水槽、灌漿帷幕和鋪蓋。 此壩址處屬于巖石地基，壩址區(qū)地層以玄武巖為主，但有 20m 左右的沖積層。截水槽適用于沖積層 為 10～15m厚度的地基。 混凝土防滲墻方案，材料省、工期短、防滲效果好，對于透水層較深的壩基是比較合適的，最后決定采用這種方案。防滲墻要伸入河床沖積層，底部要嵌入基巖，深度不小于 ，取 1m。上部則要與心墻連接，插入防滲體 倍的壩高，設計為 7m。 防滲墻厚度根據(jù)防滲、強度 。材料 與施工條件確定。按施工條件，墻厚一般在 之間，一般為 ?；炷翗颂栆话悴捎?C8C15，防滲標號為 S6S8 允許水 力坡降一般為 80100。高壩采用高強度混凝土，在此采用 C10 號混凝土，防滲標號 為 S6，其對應滲流系數(shù)為 sm/1010? 式 常用的壩體排水有以下幾種型式：貼坡排水、棱體排水、褥墊式排水。 貼 坡排水結構簡單，用料少，便于維修，但不能降低 浸潤 線，且易因 冰凍 失效 ，適用于浸潤線較低的中等高 度 壩 和 下游無水的中小型工程的均質壩 。 棱體排水可降低壩體 浸潤線，防止壩坡凍漲，保護坡腳免 受 尾水淘刷， 且 對壩坡有支撐作用，增加壩坡的穩(wěn)定性 ， 是一種可靠 有效 ，應用廣泛的排水型式。 褥墊 排水對地基不均勻沉陷的適應性差， 易斷裂，維修困難，所以單獨采用這種型式的不多。 所以 選擇用棱體 排水， 此壩體下游水位最高水位為 2773m，下游最大水深為 8m，棱體頂部高程需高出下游水位 ，取 2m，棱體頂寬度不小于 1m，取 2m，棱體內坡由施工條件確定，一般為 1:1～1:,取 1:1；外坡可取 1： 。 斜心墻 土 石壩剖面圖 41 土石壩剖面圖（單位 m） 第五章 土石壩滲流計算 概述 （一） 土石 壩滲流分析任務 滲流計算的任務是：以確定壩體和壩基的滲流量為基礎，來確定壩坡逸出段，判斷其滲透穩(wěn)定性。滲流計算應包括以下內容： （ 1） 確定壩體浸潤線及其下游出逸點的位置，繪制壩體及壩基內的等勢線分布圖或流網(wǎng)圖； （ 2） 確定庫水位降落時上游壩坡內的浸潤線位置或孔隙壓力； （ 3） 確定壩體與壩基的滲流量； （ 4） 確定壩坡出逸段與下游壩基表面的出逸比降以及不同土層之間的滲透比降； （ 5） 確定壩肩的等勢線滲流量和滲透比降。 石料的選擇 （ 1） 就近取材并且 開采 運輸方便 ， 筑壩材料以靠近 壩 為宜，但從壩 身考慮 ， 一般 距壩 腳為 300500m 范圍內的土石料不容許開采。 （ 2）土石料 的種類，性質應滿足壩體 各部位 的 不同 要求，壓實經(jīng)濟合理， 總價低。 （ 3）可 用土石料的儲蓄，在初步設計 階段 不得小于工程設計需要量的 23 倍 。 適用于 填筑防滲體的土料應滿足： 應具有一定的不透水性，土料滲透系 數(shù) 一般 小于 1 scm/105? 。 應 有一定的可塑性， 黏料 （ 粒 徑） d＜ ， 含量 為 15%30%， 或塑性指數(shù) =1017的 中，重壤土及 黏粒含量為 30%40%， 或 =1720 的 黏土 填 筑，防滲體較適宜，為滿足以上要求選 3下粒區(qū)的土料 =14， 黏料 d≤ 的含量為 %，滲透 系數(shù) 為 3 scm/106? 。 壩殼 沙礫料選 4上的沙礫 料 ，滲透系數(shù)為 2 scm/102? 。 分析工況 （ 1） 上游正常蓄水位與下游相應最低水位， 這 時 ， 壩內滲流的坡降最大， 易產生滲透變形 。 （ 2）上游 設計洪 水位與下游相應最高水位， 這 時， 壩內浸潤 線高，滲 流量 大 。 （ 3）上游 校核 洪 水位與下游 相應 最高水位， 這 時，壩內浸潤線高 ， 滲 流 量 大 。 水力學 （ 一） 基本 假定： 1壩體土料 為均質壩體內任意一點在各方 向 上的滲透系數(shù) k 相同，且為 常數(shù)。 2 滲流 為二元穩(wěn)定層流，滲流運動符合 達 西定律： v=kJ（ v為 滲 透流 速， k為 滲透系數(shù)， J 為滲透坡降 ）。 3滲流 為漸變流 ， 任意 過 水斷面上各 點的坡降和流速相同。 （ 二 ） 基本公式： 選擇用水力學方法解土石壩滲流問題，依據(jù)壩內各部分滲流狀 況的特點，將壩體分為若干段，應用達西定 律法近似解土壩滲流問題，計算假定任 一鉛直過水斷面內各點滲透坡降相等。計算簡圖 51， 52，壩體剖面計算圖。透水 地基上筑有混凝土防滲墻。滲流計算分為防滲體段和墻后段兩部分。通過防滲體滲 流量： 221 2 11 ( ) ( )2 ??????k H H k H HqTB S in D (式 51) 通過防滲體后的流量： 221 1 1 1 12 1( ) ( )2 0 . 4 4???? ?Tk H T k H TqTL L T (式 52) 聯(lián)立， 21 qq? 斷面 對河床中間 斷面 11 以及 左右岸坡各斷面 22， 33三個 典型斷面 進行 計算， 左右 岸 典型斷面 應該在 壩軸線處，壩高為最大壩高的一 半 ，并且能反映防滲措施。 左岸 22 斷面 上游高程 ， 下游 高程 2790m，計算 時 取平均 高程 右岸 33 斷面 上游高程 ，下游高程 2770m，計算時取平均高程 51 大壩地質剖面圖 計算 （一 ） 對 河床中間， 11 斷面 進行滲 流 計算： 已知 。 1K =3 scm/106? ， 2K =2 scm/102? ， ? =， d= 2m h， ?cot =，?sin =， ??? sin2 22111 ? hHkq =， )(2 22222 hd Hhkq ??? 注：式中 h 為心墻后水深， m； δ 為心墻平均厚度。 正常 蓄 水位與下 游無水時 1H = ， 2H =0 ??? ??? ? s 2281 ）（q = ， ）（ ）（ 0h102 242 ??? ??? ?q 聯(lián)立 （利用圖解法） 得： h=， q= msm ./10 36? 上游設計洪水位與下游對應最高水位 1H =58m ， 2H =5m ??? ??? ? h58103 2281 ）（q ， ）（ ）（ 5h102 2242 ??? ??? ?q 聯(lián)立 （利用圖解法） 得： h=， q= msm ./10 36? 上游校核洪水位與下游對應最高水位 1H = ， 2H = ??? ??? ? s 2281 ）（q ， ）（ ）（ 2242 ??? ??? ?q 聯(lián)立 （利用圖解法） 得： h=， q= msm ./10 36? （二 ）對左岸 22斷面 進行滲流計算 52 壩體剖面計算圖 已知： 1K =3 scm/106? ， 2K =2 scm/102? ， ? =， d= 2m h，?cot =， ?sin =， ??? sin2 22111 ? hHkq =， )(2 22222 hd Hhkq ??? ， ? 下 = 正常蓄水位與下游無水時 1H == ， 2H =0 ??? ??? ? s 2281 ）（q ， ）（ ）（ 0h102 2242 ?? ??? ?q 聯(lián)立 同理 得 ： h= q= msm ./10 36? 設計洪水位與下游最高水位時 1H == ， 2H =0 ??? ??? ? s 2281 ）（q ， ）（ ）（ 0h102 2242 ?? ??? ?q 聯(lián)立 同理 ?得 ： h= q= msm ./10 36? 校核洪水位與下游最高水位時 1H == ， 2H =0 ??? ??? ? s 2281 ）（q ， ）（ ）（ 0h102 2242 ?? ??? ?q 聯(lián)立 得 ： h= q= msm ./10 36? （ 三）對右岸 33斷面 進行滲流計算 已知 : 1K =3 scm/106? ， 2K =2 scm/102? ， d= 2m h， ?cot =， ?sin =，??? sin2 22111 ? hHkq =， )(2 22222 hd