【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 口、引水發(fā)電廠房等。碾壓混 凝土重力壩中部設(shè)三孔表孔泄水孔，兩側(cè)為擋水壩段，在右岸擋水壩段中設(shè)一泄洪中孔。 樞紐建筑物布置見附圖１。 樞紐建筑物布置 本樞紐正常蓄水位 m，壩頂高程 m，最大壩高 m，最大壩底寬 124m。大壩由左岸擋水壩段、溢流壩段、右岸擋水壩段組成。其中，左岸非溢流壩段長(zhǎng) m,溢流壩段長(zhǎng) 30 m， 右岸壩段長(zhǎng) m， 壩頂總長(zhǎng)度 m。 共分 9 個(gè)壩段，壩段編號(hào)由右向左排 1— 9。 .１ 碾壓混凝土重力壩 ① 右岸擋水壩段： 包括： 1＃ 、 2＃ 、 3＃ 、 4＃ 壩段，長(zhǎng)度分別為 m、 30 m、 30 m、 30 m。壩頂寬度為12m，上游直立，下游坡為 1:，起坡點(diǎn)高程 m。 5＃ 壩段長(zhǎng) 23 m，布置一泄洪中孔，用以泄洪和放空水庫(kù)，后期可兼作排沙用。壩頂寬度為 12 m，上游直立，下游坡為 1:，起坡點(diǎn)高程 m。泄洪中孔進(jìn)口底板高程 m。在壩后設(shè)弧形工作門，孔口尺寸為 5 5 m（寬高），由液壓?jiǎn)㈤]機(jī)控制。進(jìn)口設(shè)事故檢修平板門一道，尺寸為 5 6 m（寬高），由壩頂固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)控制。中孔工作門后為明渠， 平坡，長(zhǎng) m，底寬 5 m，末端采用鼻坎挑流消能，將水流挑入主河床中。 ② 溢流壩段： 6＃ 壩段主要為河床溢流壩段，長(zhǎng)度為 30 m。堰頂寬度為 25 m，壩頂交通橋設(shè)在下游側(cè)。堰頂高程為 m，堰面曲線直線段坡度為 1:，起坡點(diǎn)高程 m。消能形式采用挑流鼻坎消能，鼻坎高程 m，挑角 35176。，出口采用收縮斷面形式。 三孔開敞式溢流堰頂設(shè)有弧形工作門。孔口尺寸為 10 10 m（寬高），采用液壓式弧門啟閉機(jī)操作。 ③ 左岸擋水壩段： 包括： 7＃ 、 8＃ 、 9＃ 壩段，長(zhǎng)度分別為 23 m、 30 m、 m。壩頂寬度為 12 m，下游壩坡和起坡點(diǎn)高程同右岸擋水壩段。在 7＃ 擋水壩段左側(cè)，壩軸線下游 m～ m 處布置電梯及樓梯井，平面尺寸為 m，高度均為 170 m，分別聯(lián)通灌漿廊道及各層 排水、觀測(cè)、交通廊道。 溢洪表孔 溢洪設(shè) 3 個(gè)表孔，孔口尺寸為 10 10 m（寬高），每孔裝有弧形工作閥門，液壓式弧門啟閉機(jī)操作。邊墩厚 m，中墩厚 3 m，堰頂高程為 2192 m。為了減輕下游的沖刷，采用連續(xù)式挑流鼻坎消能?？岔敻叱? m，挑角 35176。，出口為收縮斷面型式。經(jīng)水利學(xué)計(jì)算，各種泄量情況下，水流都不會(huì)對(duì)大壩坡腳、泄洪建筑物等造成危害。計(jì)算最大挑距 222～ m，下游沖坑深度 m，最深點(diǎn)高程 m。 泄洪中孔 泄洪中孔為 1 孔，底板高程為 m，進(jìn)口設(shè)事故平板閘門，孔口尺寸為 5 6 m（寬高），由壩頂固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)啟閉。壩體下游面設(shè)有弧形工作門，孔口尺寸為 5 5 m（寬高），由液壓?jiǎn)㈤]機(jī)啟閉。工作門前為有壓流，后為明渠，槽寬 5 m，無(wú)壓平段長(zhǎng) m后接反弧段，反弧半徑 25 m， 挑角 20176。 ，鼻坎高程 m，最大挑距 ～ m，最大沖坑深 m，最深點(diǎn)高程 m。 中孔作為泄洪及放空水庫(kù)之用，并兼作后期排沙。 大壩建筑物布置見附圖 附圖 3 5 非溢流壩段剖面設(shè)計(jì) 剖面設(shè)計(jì)原則 ① 滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，保證大壩安全； ② 工程量少，造價(jià)低； ③ 外形輪廓簡(jiǎn)單，便于施工； ④ 滿足運(yùn)行要求。 基本剖面 重力壩承受的主要荷載是靜水壓力、揚(yáng)壓力和自重，控制剖面尺寸的主要因素是穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，并使工程量最小的 三角形剖面。因?yàn)樽饔糜谏嫌蚊娴乃畨毫Τ嗜切畏植?，故重力壩的基本剖面?yīng)是頂部與上游水位齊平的三角形（見圖 2）。 重力壩基本剖面呈三角形，在平面上壩軸線通常呈直線。時(shí)為了適應(yīng)地形地質(zhì)條件或?yàn)榱藰屑~布置上的要求，也可成折線或折率不大的拱向上游的拱形。 根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，一般情況下，上游坡率 n = 0～ ，常作成鉛直或上部鉛直下部向上游傾斜。此設(shè)計(jì)中上游取鉛直（ψ＝ 0176。）。 WPUBαγHHψ圖2 重力壩基本剖面 實(shí)用剖面設(shè)計(jì) 壩頂高程確定 根據(jù)調(diào)洪演算成果，水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水位為 m，校核洪水位為 m，正常蓄水位為 m，《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 [10]規(guī)定，壩頂應(yīng)高于校核洪水位，壩頂上游防浪墻頂高程應(yīng)高于波浪頂高程，其與正常蓄水位或校核洪水位的高度差由下式計(jì)算，取其高者作為選定高程。 Δ h = 2hl + hz + hc （ 5— 1） 式中： Δ h—— 壩頂距水庫(kù)靜水位的高度， m； 2hl—— 波浪高度， m； hz—— 波浪中心線至水庫(kù)靜水位的高度， m； hc—— 壩頂超高， m。 ○ 1 波浪高度 2hl 公式為： 2hl = V。 5/4 D1/3 （ 5— 2） 式中： V—— 計(jì)算風(fēng)速，本工程中 V 設(shè) =30 m/s， V 校 =15 m/s； D—— 水庫(kù)吹程，本工程中 D 設(shè) =， D 校 = ○ 2 波浪中心線至水庫(kù)靜水位的高度 hz 的公式為： LLz 1l H Πc t hh Π4h2? （ 5— 3） 式中： L—— 波長(zhǎng)， m，由公式 L=(2hl) 計(jì)算； H1—— 壩前水深， m。 以上（ 2）（ 3）計(jì)算公式采用的是：官?gòu)d水庫(kù)半經(jīng)驗(yàn)公式，本工程是峽谷型 水庫(kù)，適用上公式。 ○ 3 安全超高 hc 采用表 5— 1。 表 5— 1 安全超高 hc（單位： m） 荷載組合（運(yùn)用情況） 壩的級(jí)別 1 2 3 5 基本組合（正常運(yùn)用） 特殊組合（非常 運(yùn)用） 此工程樞紐建筑物為Ⅰ級(jí)工程，則在設(shè)計(jì)情況和校核情況下，安全超高分別取 m和 m。 ④ 由以上（ 1）、（ 2）、（ 3）三式聯(lián)立，得壩高計(jì)算成果表 5— 2。 表 5— 2 壩高計(jì)算成果表 控制參數(shù) L 2hl hz hc Δ h 壩高 H 設(shè)計(jì)情況 校核情況 確定壩頂高程為： m。 壩頂高度 H 取為： m。 壩頂 寬度確定 壩頂寬度一般取壩高的 6%～ 10%，且不小于 2 m，當(dāng)在壩頂布置移動(dòng)式起閉機(jī)時(shí)，壩頂寬度要滿足安裝門機(jī)軌道的要求。 由于施工及運(yùn)行要求，壩頂應(yīng)有足夠的寬度，考慮到本工程壩頂無(wú)交通要求，結(jié)合以上壩頂高程，壩頂高度 H 取 m， 則壩頂寬取值范圍為： （ 6%～ 10%） =～ m 初步取 12 m。 壩底寬度的確定 根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，下游壩坡坡率 m=～ ；底寬約為壩高的 ～ 倍。 本工程中： 下游壩坡坡率 m取 ，壩底寬度取值范圍為： （ ～ ） =～ m，壩底寬初步選定為 124 m。 綜上初步選擇，擋水壩段剖面如圖 3，擋水壩段設(shè)計(jì)詳圖見附圖 4。 124m12m1:圖 3 擋水壩段剖面 6 溢流壩段設(shè)計(jì) 溢流壩段工作特點(diǎn) ○ 1 有足夠的孔口尺寸以滿足泄洪要求。 ○ 2 溢流面及閘墩有較好的體形，以便使水流平順流過(guò)壩體，不產(chǎn)生不利的負(fù)壓和振動(dòng)，避免產(chǎn)生空蝕現(xiàn)象。 ○ 3 下游不產(chǎn)生危及壩體及其他建筑物安全的沖 刷。 ○ 4 泄流不影響樞紐中其他建筑物的正常運(yùn)行。 ○ 5 有靈活控制水流下泄的機(jī)械設(shè)備。如閘門、啟閉機(jī)等。 溢流壩的剖面設(shè)計(jì) 溢流重力壩的剖面除應(yīng)滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定、安全和經(jīng)濟(jì)條件外，其外形尚需考慮水流運(yùn)動(dòng)要求。通常其基本剖面也是三角形，為適應(yīng)泄流要求，三角形上部和下游面需做成溢流面。 溢流面由頂部溢流段、中間直線段和下部反弧段組成，上游為鉛直面或折坡面。 壩頂溢流曲線段 溢流壩剖面設(shè)計(jì)中需解決的主要問(wèn)題是選擇溢流曲線，理想的溢流曲線具有阻 力小、泄量大、免空蝕等條件。 溢流曲線的形式很多，常用的有克 — 奧曲線和 WES 型曲線，根據(jù)克 — 奧曲線所定出的溢流剖面比 WES 曲線定出的剖面肥胖，工程量大，另外克 — 奧曲線所給出的離散坐標(biāo)值，其設(shè)計(jì)、施工都不方便。因此，我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范 [9]推薦采用 WES 曲線。 ○ 1 WES 曲線型剖面堰頂上游段采用橢圓形曲線，其曲線方程為 ?????????????????? ddd H xH xH y （ 6— 4） 式中： Hd — 定型設(shè)計(jì)水頭取校核洪水位堰頂水頭的 75％ — 95％ 堰頂水頭 =校核洪水位高程 堰頂高程 == Hd=（ 75％ — 95％） = — 取 10 m X1= Hd= ， R1= Hd X2= Hd= ， R2= Hd X3= Hd= ， R3= Hd ○ 2 WES 型曲線型剖面堰頂部下游段曲線按如下方程控制 當(dāng)上游面鉛直時(shí)，采用下公式計(jì)算： yH2x d?? （ 6— 5） 式中： Hd—— 堰頂定型水頭。 WES 型堰面曲線如圖 4。 X3123X2X1XYy H 2x . 8 5d??圖 4 WES型 堰面曲線 反弧段曲線 溢流壩面反弧段的作用是使水流平順的與下游面銜接，通常采用圓弧曲線。反弧半徑R 按《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SDJ2178） [9]規(guī)定，取 R=（ 410） h， h為校核洪水位閘門全開時(shí)反弧最低點(diǎn)處的水深，中孔段取 25 m，溢流段取 18 m。 中間直線段 中 間直線段與壩頂曲線段和下部反弧段相切，坡度為 1:。 剖面布置 溢流壩段上游設(shè)計(jì)為鉛直面，溢流壩頂部是堰面曲線，下游面中間直線段與堰頂曲線相切，溢流孔兩側(cè)的邊墻沿下游壩面延伸，做成導(dǎo)水墻，以防止溢流面上的水流向兩側(cè)漫溢。邊墻取 3 m，導(dǎo)水墻厚度取 5 m。 溢流壩段剖面如圖 5所示 。溢流壩段設(shè)計(jì)詳圖見附圖 5。 圖 5 溢流壩段剖面124mR18m25m