【文章內(nèi)容簡介】 。4．混凝土面板防滲的面板壩：防滲面板壩依靠壩體上游面防滲以蓄水，抗滑穩(wěn)定性高；壩面坡度可比其它壩型陡些，減少壩體體積；面板兼有上游面護(hù)坡的作用；堆石體施工不受防滲結(jié)構(gòu)施工的影響；防滲面板設(shè)在壩體表面，維護(hù)、檢修比土防滲墻容易。當(dāng)然，由于壩體不均勻沉降會(huì)直接影響到防滲面板，使其發(fā)生裂縫，降低防滲功能，有損大壩安全；但是可以對(duì)防滲面板進(jìn)行分縫，就可以降低面板的集中應(yīng)力。即使沉降使得面板產(chǎn)生裂縫，可以在壩體內(nèi)設(shè)置排水，下游可以設(shè)置排水棱體。 綜合上面幾種壩型比較和某地區(qū)資料表明，可以修建重力壩，堆石壩，因?yàn)橥亮先狈?，不能修建土壩。若要修建土壩，土料運(yùn)距很遠(yuǎn)，造價(jià)太高不經(jīng)濟(jì)，河谷為梯形，也不是修建拱壩的有利地形。當(dāng)?shù)赜胸S富的石料，巖基良好，在設(shè)計(jì)水位以上，坡度急劇變緩，有利于布置泄水溢洪道。是修建混凝土面板堆石壩的有利地形。所以大壩壩型優(yōu)先選擇混凝土面板堆石壩。 樞紐布置、水利樞紐的建筑物 水利樞紐的建筑物包括主要建筑物和臨時(shí)建筑物，主要建筑物有擋水建筑物；泄水建筑物；輸水建筑物和水電站建筑物。臨時(shí)建筑物有導(dǎo)流圍堰，導(dǎo)流洞和臨時(shí)工作橋等。擋水建筑物是混凝土面板對(duì)石壩。泄水建筑物有溢洪道，排沙洞，導(dǎo)流洞。輸水建筑物有引水渠，隧洞，尾水渠。水電站建筑物有電站廠房，進(jìn)廠房壓力鋼管，開關(guān)站等。、樞紐總體布置樞紐布置的一般性原則：合理安排樞紐中各個(gè)水工建筑物的相互位置稱為樞紐布置，其應(yīng)該遵循的一般原則是： （1）、 壩址，壩及其他主要建筑物的型式選擇和樞紐布置要做到：施工方便，工期短，造價(jià)低。 （2）、 樞紐布置應(yīng)該滿足各個(gè)建筑物在布置上的要求，保證其在任何工作條件下都能正常工作。 （3）、 在滿足建筑物強(qiáng)度和穩(wěn)定的條件下，降低樞紐總造價(jià)和年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。 （4）、 樞紐中各建筑物布置要緊湊，盡量將同一工種的建筑物布置在一起，以減少聯(lián)結(jié)建筑。 （5）、 盡可能使樞紐中的部分建筑物早期投產(chǎn)，提前發(fā)揮效益（如提前蓄水，早期發(fā)電或灌溉）。水工隧洞路線選擇的原則：（1）、隧洞的路線應(yīng)該盡量避開不利的地質(zhì)構(gòu)造，圍巖可能不穩(wěn)定及地下水位高，滲水量豐富的地段，以見效作用于襯砌上的圍巖壓力和外水壓力。（2）、洞線在平面上應(yīng)該力求短，直，這樣既可以減少工程費(fèi)用，施工方便，并且有良好的水流條件。（3）、隧洞應(yīng)該有一定的埋深。（4）、隧洞的縱坡，應(yīng)該根據(jù)運(yùn)用要求，上下游銜接，施工和檢修等因素綜合分析比較確定。（5）、對(duì)于長隧洞，選擇洞線時(shí)還應(yīng)該注意利用地形，地質(zhì)條件，布置一些施工支洞，斜井，豎井，以便增加工作面，有利于改善施工條件，加快施工進(jìn)度。樞紐的外觀應(yīng)該與周圍環(huán)境相互協(xié)調(diào)，在可能條件下注意美觀。（1） 壩址：樞紐建筑物的布置要根據(jù)地形，以方便施工的原則，充分利用地形來布置樞紐建筑物。壩址已經(jīng)選定，位于山灣地上游110米的地方。 （2） 擋水建筑物布置：混凝土面板堆石壩適合已經(jīng)選定的壩址，布置在距離山灣地上游110米的地方，壩軸線已定。 （3） 泄水建筑物布置：河流右岸坡度是35度。左岸下游110米的地方有一個(gè)山灣地帶，適合布置溢洪道，所以泄水建筑物選擇正槽溢洪道，考慮廠房可以布置在山灣地帶，所以在右岸布置溢洪道。在450米高程以上，坡度急劇變緩，具有布置溢洪道的條件。由于左岸布置廠房，有布置電站引水隧洞。所以排沙隧洞結(jié)合放空隧洞布置于右岸，以利于施工方便。排沙孔排水作為防洪一個(gè)儲(chǔ)備。根據(jù)壩址地形條件，右岸下游150米的地方有沖溝，溢洪道布置要避開沖溝，溢洪道挑坎布置于沖溝與河流相交的地方，以利于挑流消能，同時(shí)與河流有一個(gè)小的夾角，出水流態(tài)有利于河床水流消能，避免河床造成大的沖刷。 （4） 水電站建筑物布置：水電站適合布置于交通方便，施工方便，開挖比較少的地形。所以電站廠房布置于左岸下游110米的山灣的地方。有利于減少開挖，電站尾水歸河的流態(tài)好。廠房開挖小，比較經(jīng)濟(jì)。位于電站450米的高程的坡度很小，可以布置開關(guān)站。第4章 混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì) 壩體剖面設(shè)計(jì)壩體剖面設(shè)計(jì)有：壩頂；上下游壩坡；馬道；排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和上游趾板設(shè)計(jì)。、壩頂構(gòu)造設(shè)計(jì) 防浪墻國內(nèi)外的面板壩普遍都在其頂部上游側(cè)設(shè)置不透水的擋墻，它即起當(dāng)水作用，又起擋土作用，也是防浪墻。防浪墻延伸到兩岸與壩頭基巖或結(jié)構(gòu)物相連接，形成完整的防滲系統(tǒng)。因此他是壩體防滲結(jié)構(gòu)的一個(gè)組成部分。在各種形式的防浪墻中，直墻防浪較為有效，各壩多采用‘L’形鋼筋混凝土墻。之所以能夠采用高防浪墻，是因?yàn)榻?jīng)碾壓填筑的壩體具有較好的穩(wěn)定性且沉降量較小，且在施工期基本完成，不會(huì)危機(jī)高防浪墻的防滲性；高防浪墻所節(jié)省的堆石費(fèi)用將大于建造防浪墻的費(fèi)用，壩越高節(jié)省的堆石量越多。有時(shí)為了進(jìn)一步節(jié)省堆石方量，可在壩頂下游一側(cè)另設(shè)擋墻，在壩頂下游側(cè)另設(shè)4m高的擋墻，形成“垂直戴帽”結(jié)構(gòu)，致使壩體填筑方量節(jié)約達(dá)17％。加高防浪墻也是加高壩體的措施之一，薩爾瓦興娜壩在施工過程中決定將壩頂加高6m。采用較高的防浪墻可以減少堆石填筑方量，降低造價(jià)，綜合考慮壩址區(qū)風(fēng)浪水文條件，初步確定防浪墻高度為4米。根據(jù)資料[8]，防浪墻高度范圍4到6米，最后確定防浪墻高度4米?；炷撩姘宥咽瘔畏€(wěn)定邊坡為1：：。取高出壩頂1米。去上游邊坡為1：，下游邊坡1：。防浪墻采用直防浪墻，用“L”型鋼筋混凝土墻。壩頂高程按照設(shè)計(jì)和校核情況計(jì)算取最大者。相應(yīng)靜水位加安全超高。按照資料[7]，安全超高公式 d= + +A :為防浪墻在壩坡上的爬高； :風(fēng)浪引起的壩前水位壅高； A:為安全超高，；其中按照公式計(jì)算=。 。 。 :設(shè)計(jì)波高；m：壩坡坡率；n：護(hù)坡面糙率，；k：綜合摩擦系數(shù)，一般?。ǎ?。v：設(shè)計(jì)風(fēng)速； D:吹程；H：水庫水域的平均水深；: 風(fēng)向與壩軸線法向的夾角。　 防浪墻建基高程應(yīng)高于正常高水位，防浪墻與面板間的接縫應(yīng)安周邊縫來處理，止水結(jié)構(gòu)必須可靠。堆石體在自重作用下和水荷載作用下產(chǎn)生蠕變，竣工后還會(huì)繼續(xù)發(fā)生沉降及水平位移，壩體填筑是要預(yù)留填筑超高。有效降低了壩頂高程，大大的節(jié)省了工程量。大壩壩頂寬度取8米，壩頂下游設(shè)計(jì)護(hù)攔。防浪墻與面板連接處設(shè)計(jì)垂直于面接縫，防浪墻底寬實(shí)際與墊層水平寬度相同。，防浪墻采用混凝土澆筑。，為了方便機(jī)械化施工，排水體設(shè)置在過渡層后，排水體下依次分別設(shè)計(jì)主堆石體和次堆石體。下游護(hù)坡采用大塊石堆砌。 防浪墻與面板之間設(shè)計(jì)接縫，底部設(shè)計(jì)銅片止水，期于均設(shè)計(jì)為填預(yù)塑柔性填料，取用瀝青木版。，。所以壩頂高程在設(shè)計(jì)情況下為452米，這兩個(gè)之間取大的。最后確定壩頂高程為452米。防浪墻高出壩頂1米，防浪墻頂高程為453米。根據(jù)資料[8]，壩頂寬度一般取為5米到8米，壩頂設(shè)計(jì)公路通行，以方便人行。取壩頂寬度為8米。河流河谷底基巖表面為覆蓋層，厚度為2米到3米，壩基面初選在強(qiáng)風(fēng)化線上，壩基開挖覆蓋層，強(qiáng)風(fēng)化層初步設(shè)計(jì)開挖2米。則最低壩基面高程取為438米。計(jì)算得壩高54米。為了方便施工，壩剖面在下游坡設(shè)計(jì)兩個(gè)馬道，每隔20米高程一個(gè)，分別在432米高程設(shè)計(jì)一個(gè)寬度為2米的馬道，在412米高程設(shè)計(jì)一個(gè)馬道。設(shè)置馬道有利于壩坡的穩(wěn)定。、壩坡及馬道設(shè)計(jì)壩坡取決于壩型、壩高、壩的等級(jí)，壩體及壩基材料的性質(zhì)所承受的荷載、施工和運(yùn)行條件等因素。土質(zhì)防滲體的心墻壩，當(dāng)壩殼采用堆石料時(shí)，下游常用坡度為1：－1：，上游常用坡度為1：－1：。斜墻壩的下游壩坡坡度可適當(dāng)偏陡，上游壩坡則可適當(dāng)放緩。參考所查斜心墻堆石壩資料列舉相近的工程實(shí)例，如美國的圓峰大壩，壩高134m，最大壩底寬度大于500m，基巖為玄武巖，覆蓋層厚30m，壩體上游坡1：，下游坡1：。巴西的芬納斯大壩，壩高127m，基巖為石英巖，覆蓋層厚幾米，壩體上游坡1：，下游坡1：。美國的瑪蒙特湖大壩，基巖為風(fēng)化片麻巖，壩體上游坡1：3，下游坡1：2。我國小浪底為壤土斜心墻堆石壩，壩頂寬15m，最大壩高154m，最大壩底寬度864m。覆蓋層深度80多米，大壩上游坡1∶，下游坡1∶參考以上工程經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本工程，基巖主要為石英砂巖，設(shè)計(jì)地震烈度為6級(jí)。由于上游為混凝土面板，不設(shè)馬道，上游壩坡坡率設(shè)計(jì)為穩(wěn)定壩坡 ，1：，下游壩坡坡率取1：?？紤]到攔截雨水，防止沖刷壩面，同時(shí)便于觀測和檢修、設(shè)置排水設(shè)備，也可作交通之用，下游壩坡每隔20米高設(shè)一個(gè)馬道，共2條馬道，馬道寬取2米。根據(jù)據(jù)資料[7]：土石壩的上下游面通常都應(yīng)設(shè)置護(hù)坡。上游面護(hù)坡是為了保護(hù)上游坡細(xì)粒土免受波浪的沖刷；防止靠近泄水建筑物處的上游坡遭受順壩水流的沖刷；防止冰層和漂浮物的損害。下游面護(hù)坡為防止雨水沖刷；防止有水部分的風(fēng)浪、冰層和水流作用；防止壩體無粘土料被風(fēng)吹散；以及防止蛇、鼠、白蟻等動(dòng)物對(duì)壩體的破壞。下游護(hù)坡采用大塊石堆砌。、排水體設(shè)計(jì)為防止?jié)B流逸出處的滲透變形；改變滲流方向，增加壩體穩(wěn)定等，堆石壩均應(yīng)設(shè)壩體排水設(shè)備。排水設(shè)備的型式有：A型，棱體排水；B型，貼坡排水；C型，壩內(nèi)排水設(shè)備，包括褥墊排水層、網(wǎng)狀排水帶、排水管、豎式排水體等。壩體排水設(shè)計(jì)：由于大壩的沉降，導(dǎo)致面板產(chǎn)生應(yīng)力變形，從而產(chǎn)生裂隙而滲漏；或者面板的縫間滲漏造成壩內(nèi)滲流。所以在壩內(nèi)設(shè)計(jì)排水區(qū)。排水區(qū)采用煙囪式排水體。設(shè)計(jì)了排水體，從而減少壩內(nèi)滲透水壓力，提高了透水性，對(duì)大壩起到了保護(hù)的作用。該區(qū)的主要任務(wù)是保持面板漏水的時(shí)候能自由排水而不至于沖壞其他區(qū)（主堆石區(qū)）。該區(qū)配料采用加工石料，最大顆粒直徑不超過150毫米，最小顆粒直徑不小與5毫米，填筑厚度每層取600毫米。所以石料采用人工石英砂巖，最大顆粒直徑不得超過600毫米，（過度層最大顆粒直徑為200毫米到300毫米），最小顆粒直徑不小與5毫米，填筑厚度按每層1米。（主堆石區(qū)每層碾壓1米）以方便施工碾壓。 下游棱體材料設(shè)計(jì)：下游棱體是為了排出壩內(nèi)滲流的水而設(shè)計(jì)。所以下游棱體與煙囪式的壩內(nèi)排水提互相連接，下游棱提的重要作用還有起到大塊石重力壓坡。所以棱體材料必須選擇顆粒直徑比較大。設(shè)計(jì)最大顆粒直徑不超過800毫米，小于5毫米的顆粒含量控制在到之間，填筑厚度也取1米。以方便施工碾壓?？障堵士刂圃诘街g。設(shè)計(jì)壩內(nèi)排水區(qū)位于過度層之下，設(shè)過壩底通過棱體排水排出壩體；，也是以便機(jī)械施工碾壓，橫向通過棱體的部分高度取3米。距離棱體頂部取3米。下游棱體尺寸：取棱體上游坡度為1：1，下游坡度按大壩的下游壩坡坡度。取1：。棱體頂部設(shè)計(jì)2米寬度。由于千分之八的河流比降，下游考慮開挖深度等因素，取棱體高度為14米，棱體底部高程為398米。、趾板設(shè)計(jì)趾板的設(shè)計(jì)包括形式及尺寸設(shè)計(jì)；配筋，接縫，及插筋，趾板混凝土設(shè)計(jì)。 趾板的形式及尺寸設(shè)計(jì)：混凝土面板與河床及兩岸基巖的連接采用趾板防滲，趾板與面板共同作用形成防滲體。趾板基準(zhǔn)線確定：開挖線取自強(qiáng)風(fēng)化線。趾板下基巖風(fēng)化程度為界于強(qiáng)風(fēng)化和弱風(fēng)化之間。根據(jù)資料[8]，取允許水力梯度H/S=，取最大為7米，最小取4米。趾板的厚度可小于相連接的面板厚度，取厚度h=，與面板的厚度相同。趾板下游面垂直于面板，取1米。 趾板的配筋，接縫，及插筋，趾板混凝土 按照資料[8]，要求趾板混凝土與面板混凝土的要求相同。采用525硅酸鹽水泥，或普通硅酸鹽水泥，趾板取用普通硅酸鹽水泥，為了趾板的防裂，在趾板混凝土中加入摻和料。采用二級(jí)粉煤灰，摻量取百分之二十。趾板要求膨脹系數(shù)較小打開骨料配置。澆筑時(shí)間取在低溫季節(jié)。為了簡化施工，降低工程造價(jià)，趾板配筋采用單層雙向鋼筋，即是配溫度筋。布置在趾板表面。每向配筋率采用。巖基上趾板鋼筋保護(hù)層厚度取10厘米。趾板與基巖的連接采用插筋，即是錨筋連接，錨筋直徑取25毫米，長取4米。錨筋用普通鋼筋制作。用砂漿埋固于鉆孔內(nèi)，頂部采用90度彎鉤與面層鋼筋連接。趾板要求根據(jù)開挖后的地基設(shè)計(jì)伸縮縫，縫間距取不大于9米?？p中設(shè)計(jì)金屬止水片。為了有效地防止出現(xiàn)溫度裂縫，趾板施工縫間距采用15米。 壩體材料分區(qū)設(shè)計(jì)依照資料[12]，將面板壩填筑體分成三個(gè)主要區(qū)，分別是土料鋪蓋區(qū)，半透水料墊層區(qū)和主堆石區(qū)。 土料鋪蓋區(qū)又稱為防滲補(bǔ)強(qiáng)區(qū)：用防滲土料碾壓填筑或水下拋填而成，采用粘土覆蓋周邊縫及高程比較低的面板。以免面板出現(xiàn)裂縫和板間縫，周邊縫張開時(shí)，土料進(jìn)入縫中，從而恢復(fù)防滲，可以利用天然淤積物來形成土料鋪蓋區(qū)。 半透水墊層區(qū)：直接位于面板下部，應(yīng)該避免上游坡面板應(yīng)力集中。要求墊層料粒徑不能過大，應(yīng)該有比較多的細(xì)料。要求細(xì)料含量要足以填滿粗孔隙，并且有良好的級(jí)配。主堆石區(qū)：是堆石壩的主體，要求本區(qū)的低壓縮性，級(jí)配良好的壩料填筑。碾壓到足夠的密實(shí)度。主堆石區(qū)根據(jù)不同的的形狀，按滿足水力過渡與變形模量遞減的原則，分三區(qū)，過度區(qū)，主堆石區(qū)，下游堆石區(qū)。見附圖：壩體分區(qū)圖。、混凝土面板尺寸和分縫，由于壩高為54米。面板分縫：對(duì)面板進(jìn)行分橫縫和縱縫，水平施工縫，垂直施工縫。垂直縫取12米的間距。面板下設(shè)計(jì)墊層，考慮施工采用機(jī)械化施工碾壓，根據(jù)資料[8]，墊層的水平距離不宜小于3米。主堆石區(qū)采用石英砂巖，主堆石區(qū)與墊層之間設(shè)計(jì)過度區(qū)，過度區(qū)也取不小于3米。，以方便機(jī)械施工碾壓。下游設(shè)計(jì)護(hù)坡，采用開挖的石英砂巖石塊堆砌。、壩體墊層區(qū)及過渡層設(shè)計(jì) 墊層為面板提供支承，把面板傳過來的力荷載均勻地傳與壩體，同時(shí)又使面板承受均勻的反力，以不至于墊層料的不均勻而產(chǎn)生應(yīng)力集中。 墊層料的選擇：墊層材料必須選用地質(zhì)新鮮，堅(jiān)硬具有比較好而耐久性的石料，根據(jù)施工場地材料情況，采用石英砂巖人工開采加工砂料。墊層材料必須具有高壓縮性，高強(qiáng)度性和適當(dāng)透水，具有良好的級(jí)配，最大材料顆粒直徑取60到80毫米，小于50毫米的顆粒含量取到，小于75毫米的顆粒含量去到。壓實(shí)后墊層的滲透系