【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 洪水位在計(jì)算壩頂超出靜水位時(shí)，所采用的風(fēng)速計(jì)算值及安全超高值不一樣，所以在決定壩頂高程時(shí)，應(yīng)按正常工況、設(shè)計(jì)工況和校核工況分別求出壩頂高程，但壩頂高程應(yīng)高于校核水位。計(jì)算過(guò)程詳見(jiàn)計(jì)算書，： 計(jì)算結(jié)果計(jì)算情況（m）（m）（m）?。╩）防浪墻頂高程（m）正常情況設(shè)計(jì)情況校核情況為保證大壩的安全運(yùn)行，應(yīng)該選用其中的較大值，故選取防浪墻頂高程＝，在壩頂上游面設(shè)置有與壩體連成整體的防浪墻，壩頂高程===。修建在巖基上的重力壩，其壩址由于經(jīng)受長(zhǎng)期的地質(zhì)作用，一般都有風(fēng)化、節(jié)理、裂隙等缺陷，有時(shí)還有斷層、破碎帶和軟弱夾層，所有這些都需要采取適當(dāng)?shù)挠嗅槍?duì)性的措施，以滿足建壩要求。壩基處理時(shí)，要綜合考慮地基及其上部結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系，有時(shí)甚至需要調(diào)整上部結(jié)構(gòu)形式，使其與地基工作相協(xié)調(diào)。地基處理的主要任務(wù)是：防滲和提高基巖的強(qiáng)度和整體性。河床高程約為1400m，地基開(kāi)挖時(shí)河床上的沖積砂夾石層、沖積粘土夾碎石層必須清除，壩址處河床覆蓋層厚6～10m。原則上應(yīng)考慮技術(shù)加固處理后，在滿足壩的強(qiáng)度和穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，減少開(kāi)挖。基礎(chǔ)中存在的局部工程地質(zhì)缺陷，例如表層夾泥裂縫、強(qiáng)風(fēng)化區(qū)、斷層破碎帶、節(jié)理密集帶及巖溶充填物等均應(yīng)結(jié)合基礎(chǔ)開(kāi)挖予以挖除。初步定出開(kāi)挖深度25m，確定的建基面最低開(kāi)挖高程為▽。因此，最大壩高為106m。根據(jù)交通和運(yùn)行管理的需要，壩頂應(yīng)有足夠的寬度。一般取壩高的8%～10%，且不小于2m。當(dāng)在壩頂布置移動(dòng)式啟閉機(jī)時(shí)，壩頂寬度要滿足安裝門機(jī)軌道的要求。按壩高的10%計(jì)算，考慮到上游防浪墻、下游側(cè)護(hù)欄、排水溝槽及兩邊人行道等，取壩頂寬為15m，以滿足大壩維修作業(yè)通行需要。根據(jù)規(guī)范SL3192005規(guī)定，非溢流壩段的基本斷面呈三角形，其頂點(diǎn)宜在壩頂附近?；緮嗝嫔喜吭O(shè)壩頂結(jié)構(gòu)。壩體的上游面可為鉛直面、斜面或折面。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，一般情況下，上游壩坡坡率n=0～，常做出鉛直或上部鉛直下部?jī)A向上游；下游壩坡坡率m=～；～。初步擬定時(shí)，該大壩壩高中點(diǎn)處向上游傾斜，上游坡率取n=，下游坡率取m=?！?倍，本工程的壩高為106m，通過(guò)已經(jīng)確定的上下游壩坡坡率，最終確定壩底寬度B=。壩內(nèi)必須設(shè)基礎(chǔ)灌漿廊道，兼作灌漿、排水和檢查之用。帷幕灌漿需要在壩體澆筑到一定高度后進(jìn)行，以便利用混凝土壓重提高灌漿壓力，保證灌漿質(zhì)量?！p且不小于4～5m處設(shè)置灌漿廊道。廊道斷面多為城門洞形，寬度和高度應(yīng)能滿足灌漿作業(yè)的要求，～3m，高為3～4m。灌漿廊道兼有排水作用，需要在其上游側(cè)設(shè)排水溝，下游側(cè)設(shè)壩基排水孔幕及揚(yáng)壓力觀測(cè)孔，并在靠近廊道的最低處設(shè)置集水井，匯集從壩基和壩體的滲水，然后，經(jīng)橫向排水管自流或水泵抽水排至下游壩外。灌漿廊道隨著壩基面由河床向兩岸逐漸升高，坡度不宜陡于400～450，以便鉆孔、灌漿及其設(shè)備的搬運(yùn)。，形狀采用城門洞型；廊道上游壁離上游面的距離應(yīng)滿足防滲要求，本次設(shè)計(jì)取10m；為滿足壓力灌漿。重力壩的主要荷載主要有：自重、靜水壓力、揚(yáng)壓力、動(dòng)水壓力﹑波浪壓力、泥沙壓力、冰壓力﹑土壓力﹑溫度作用﹑風(fēng)壓力﹑地震作用等，常取1m壩長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算。荷載組合可分為基本組合與特殊組合兩類。基本組合屬于設(shè)計(jì)情況或正常情況，由同時(shí)出現(xiàn)的基本荷載組成。特殊組合屬校核情況或非常情況，由同時(shí)出現(xiàn)的基本荷載和一種或幾種特殊荷載組成。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從這兩類組合中選擇幾種最不利的、起控制作用的組合情況進(jìn)行計(jì)算，使之滿足規(guī)范中規(guī)定的要求。本次設(shè)計(jì)考慮的基本荷載組合為正常蓄水位和設(shè)計(jì)洪水位；特殊組合為校核洪水位， 所示： 荷載組合表荷載組合主要考慮情況荷載自重靜水壓力揚(yáng)壓力泥沙壓力浪壓力基本組合（1）正常蓄水位情況√√√√√（2）設(shè)計(jì)洪水位情況√√√√√特殊組合（1）校核洪水位情況√√√√√下面就各種情況計(jì)算相應(yīng)荷載，: 重力壩基本荷載示意圖荷載計(jì)算過(guò)程詳見(jiàn)計(jì)算書，,。 正常工況下全部荷載計(jì)算結(jié)果類別符號(hào)垂直力（kN）水平力（kN）力臂(m)對(duì)基礎(chǔ)中心力矩()（↓）（↑）（→）（←）逆時(shí)針（+）順時(shí)針（）自重44520 1144164自重自重 上游水壓力水平 垂直 下游水壓力水平`垂直 波浪壓力水平淤沙壓力 垂直淤沙壓力 合計(jì)（↓）（→）（）浮托力 滲透壓力 滲透壓力 滲透壓力 合計(jì)（↓）（→）（） 設(shè)計(jì)工況下全部荷載計(jì)算結(jié)果類別符號(hào)垂直力（kN）水平力（kN）力臂(m)對(duì)基礎(chǔ)中心力矩()（↓）（↑）（→）（←）逆時(shí)針（+）順時(shí)針（）自重445201144164自重自重上游水壓力水平垂直下游水壓力水平`垂直波浪壓力水平淤沙壓力垂直淤沙壓力合計(jì)（↓）（→）（）浮托力 滲透壓力滲透壓力滲透壓力合計(jì)（↓）（→）（） 校核工況下全部荷載計(jì)算結(jié)果類別符號(hào)垂直力（kN）水平力（kN）力臂(m)對(duì)基礎(chǔ)中心力矩()（↓）（↑）（→）（←）逆時(shí)針（+）順時(shí)針（）自重445201144164自重自重上游水壓力水平垂直下游水壓力水平`垂直波浪壓力水平淤沙壓力垂直淤沙壓力合計(jì)（↓）（→）（）浮托力 滲透壓力滲透壓力滲透壓力合計(jì)（↓）（→）（）核算壩體沿壩基面或壩基內(nèi)部緩傾角軟弱結(jié)構(gòu)面抗滑穩(wěn)定的安全度。滑動(dòng)面選擇的基本原則：研究壩基地質(zhì)條件和壩體剖面形式，選擇受力較大,抗剪強(qiáng)度低,最容易產(chǎn)生滑動(dòng)的截面作為計(jì)算截面。一般有以下幾種情況：①壩基面；②壩基內(nèi)軟弱層面；③基巖緩傾角結(jié)構(gòu)面；④不利的地形；⑤碾壓混凝土層面等。該工程基坑抗滑穩(wěn)定控制面為混凝土與基巖接觸面,故對(duì)非溢流壩段只需對(duì)壩基面進(jìn)行抗滑穩(wěn)定分析，： 抗滑穩(wěn)定分析示意圖將壩體與基巖間看成是一個(gè)接觸面，而不是膠結(jié)面。：式中：為接觸面以上的總鉛直力； 為接觸面以上的總水平力；為作用在接觸面上的揚(yáng)壓力；為接觸面間的摩擦系數(shù)。荷載組合壩的級(jí)別123基本組合特殊組合（1）（2）1．00按抗剪斷強(qiáng)度的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，將壩體與基巖間看成是一個(gè)膠結(jié)面。：式中：—按抗剪斷強(qiáng)度計(jì)算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；—壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷摩擦系數(shù)，；—壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷凝聚力，MPa，；—壩基接觸面截面積，m2；—作用于壩體上全部荷載（包括揚(yáng)壓力）對(duì)滑動(dòng)平面的法向分值，kN；—作用于壩體上全部荷載對(duì)滑動(dòng)平面的切向分值，kN。 壩基抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)Ks’荷 載 組 合Ks’基 本 組 合特 殊 組 合（1）（2）抗滑穩(wěn)定性計(jì)算過(guò)程詳見(jiàn)計(jì)算書，： 抗滑穩(wěn)定分析計(jì)算結(jié)果抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)正常蓄水位設(shè)計(jì)洪水位校核洪水位(抗剪強(qiáng)度公式)Ks（）（） （）（抗剪斷公式）Ks’ （）（） （），該重力壩在正常蓄水位﹑設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位情況下均滿足承載能力極限狀態(tài)下的抗滑穩(wěn)定要求。 分析目的與過(guò)程應(yīng)力分析的目的是為了檢驗(yàn)大壩在施工期和運(yùn)行期是否滿足強(qiáng)度要求，同時(shí)也是為研究、解決設(shè)計(jì)和施工中的某些問(wèn)題，如為壩體混凝土標(biāo)號(hào)分區(qū)和某些部位的配筋等提供依據(jù)。應(yīng)力分析過(guò)程是：首先進(jìn)行荷載計(jì)算和荷載組合，然后選擇適宜的方法進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，最后檢驗(yàn)壩體各部分的應(yīng)力是否滿足強(qiáng)度要求。 應(yīng)力計(jì)算方法材料力學(xué)方法。材料力學(xué)方法應(yīng)用最廣﹑最簡(jiǎn)便，也是重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定采用的計(jì)算方法，已經(jīng)過(guò)模型試驗(yàn)和工程實(shí)踐的驗(yàn)證，有一套成熟的應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)。材料力學(xué)方法的主要假定是：壩體水平截面上的垂直正應(yīng)力呈直線分布。 材料力學(xué)法的基本假設(shè)（1）壩體混凝土為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的彈性材料；（2）視壩段為固接于地基上的懸臂梁，不考慮地基變形對(duì)壩體應(yīng)力的影響，并認(rèn)為各壩段獨(dú)立工作，橫縫不傳力；（3）假定壩體水平截面上的正應(yīng)力按直線分布，不考慮廊道等對(duì)壩體應(yīng)力的影響。（1）正常蓄水情況：自重+正常蓄水位對(duì)應(yīng)的靜水壓力+揚(yáng)壓力+泥沙壓力+浪壓力；（2）設(shè)計(jì)洪水情況：自重+設(shè)計(jì)洪水位對(duì)應(yīng)的靜水壓力+揚(yáng)壓力+泥沙壓力+浪壓力；（3）校核洪水情況：自重+校核洪水位對(duì)應(yīng)的靜水壓力+揚(yáng)壓力+泥沙壓力+浪壓力。 邊緣應(yīng)力計(jì)算圖在一般情況下，壩體的最大和最小應(yīng)力都出現(xiàn)在壩面，所以，在重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定，首先應(yīng)校核壩體邊緣應(yīng)力是否滿足強(qiáng)度要求,計(jì)算公式如下：（1）水平截面上的正應(yīng)力。因?yàn)榧俣ò粗本€分布，所以可按偏心受壓公式計(jì)算上、下游的邊緣應(yīng)力和。式中：—作用于計(jì)算截面以上全部荷載的鉛直分力的總和，kN；—作用于計(jì)算截面以上全部荷載對(duì)壩基截面垂直水流流向形心軸的力矩總和，kNm；—計(jì)算截面的長(zhǎng)度，m。（2）剪應(yīng)力。式中：—上游面水壓力強(qiáng)度（有泥沙壓力時(shí)應(yīng)該計(jì)算在內(nèi)）；—下游面水壓力強(qiáng)度（有泥沙壓力時(shí)應(yīng)該計(jì)算在內(nèi)）；—上游壩坡坡率；—下游壩坡坡率。（3）水平正應(yīng)力,。 （4）第一主應(yīng)力,。 （5）第二主應(yīng)力,。 不計(jì)揚(yáng)壓力的邊緣應(yīng)力計(jì)算的具體計(jì)算過(guò)程詳見(jiàn)計(jì)算書。 不計(jì)揚(yáng)壓力的邊緣應(yīng)力計(jì)算結(jié)果表　正常工況（kPa）設(shè)計(jì)工況（kPa）校核工況（kPa）*2，未出現(xiàn)拉應(yīng)力的情況。（1）水平截面上的正應(yīng)力。按偏心受壓公式計(jì)算上、下游的邊緣應(yīng)力和。式中：—作用于計(jì)算截面以上全部荷載的鉛直分力的總和，kN；—作用于計(jì)算截面以上全部荷載對(duì)壩基截面垂直水流流向形心軸的力矩總和，kNm；—計(jì)算截面的長(zhǎng)度，m。（2）剪應(yīng)力。式中：—上游面水壓力強(qiáng)度（有泥沙壓力時(shí)應(yīng)該計(jì)算在內(nèi)）；—下游面水壓力強(qiáng)度（有泥沙壓力時(shí)應(yīng)該計(jì)算在內(nèi)）；—上游邊緣的揚(yáng)壓力強(qiáng)度；—下游邊緣的揚(yáng)壓力強(qiáng)度；—上游壩坡坡率；—下游壩坡坡率。（3）水平正應(yīng)力,。 （4）第一主應(yīng)力,。 （5）第二主應(yīng)力,。 計(jì)揚(yáng)壓力的邊緣應(yīng)力計(jì)算的具體計(jì)算過(guò)程詳見(jiàn)計(jì)算書。 計(jì)揚(yáng)壓力邊緣應(yīng)力計(jì)算結(jié)果表　正常工況（kPa）設(shè)計(jì)工況（kPa）校核工況（kPa），未出現(xiàn)拉應(yīng)力的情況。4 溢流壩段設(shè)計(jì)泄水建筑物的位置應(yīng)該結(jié)合樞紐布置全面考慮，避免與其它水工建筑物相互干擾，其下泄流量不致淘刷壩基與其他建筑物的地基及岸坡。對(duì)于寬闊河道，泄水建筑物應(yīng)布置在河道主河槽，以利于順暢泄流、水流消能、下泄水流歸槽與下游水流妥善銜接以及減少土石方開(kāi)挖。對(duì)于狹窄河道，泄水建筑物常與水電站廠房在布置上發(fā)生矛盾，解決矛盾的方法常是加大泄水建筑物的泄流單寬流量以縮短泄流前沿長(zhǎng)度或采用泄水建筑物與電站廠房重疊布置。加大過(guò)壩單寬流量縮短泄流前沿長(zhǎng)度的方法，有可能簡(jiǎn)化樞紐布置、降低工程造價(jià)，但要慎重考慮下游泄流能力和抗沖的承載能力。根據(jù)本工程的地質(zhì)特點(diǎn)和樞紐布置全面考慮，將泄水建筑物布置在河道主河槽，以利于暢順泄流、水流消能、下泄水流歸槽與下游水流