【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，岸坡較陡，開挖時(shí)基本與基巖大致平行。右壩肩到右灘地坡積風(fēng)化層處理與左岸相同，基巖開挖角不宜太大。 滲流計(jì)算 滲流計(jì)算的基本假定1）心墻采用粘土料，滲透系數(shù)K＝1106cm/s；壩殼采用砂土料，滲透系數(shù)K＝1102cm/s，兩者相差104倍，可以把粘土心墻看作相對(duì)不透水層，因此計(jì)算時(shí)可以不考慮上游楔行降落水頭的作用。下游設(shè)有棱體排水，可近似的假設(shè)浸潤(rùn)線的逸出點(diǎn)為下游水位與堆石棱體內(nèi)坡的交點(diǎn)。下游壩殼的浸潤(rùn)線也較平緩，接近水平，水頭主要在心墻部位損失。2）土體中滲流流速不大且處于層流狀態(tài)，滲流服從達(dá)西定律，即平均流速v等于滲透系數(shù)K與滲透比降i的乘積，v=Ki。3）發(fā)生滲流量時(shí)土體孔隙尺寸不變，飽和度不變，滲流為連續(xù)的。滲流計(jì)算應(yīng)考慮如下組合，取其最不利者作為控制條件：1）上游正常高水位，下游相應(yīng)的最低水位；2）上游設(shè)計(jì)或校核洪水水位，分別相應(yīng)的下游水位；3）對(duì)山游壩坡穩(wěn)定最不利的庫水降落后的水位。這里缺乏有關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，所以擬定用如下工況進(jìn)行滲流計(jì)算：1）設(shè)計(jì)洪水位（即正常水位），相應(yīng)下游的最低水位（取發(fā)電調(diào)節(jié)流量Qp=，）；2），相應(yīng)下游的水位（取發(fā)電最大引用流量Qmax=28 m3/s時(shí)，）。采用水力學(xué)法進(jìn)行土石壩滲流計(jì)算，將壩內(nèi)滲流分為若干段，應(yīng)用達(dá)西定律和杜平假設(shè)，建立各段的運(yùn)動(dòng)方程式，然后根據(jù)水流的連續(xù)性求解滲透流速、滲透流量和浸潤(rùn)線等。本設(shè)計(jì)僅對(duì)河槽處最大斷面進(jìn)行滲流計(jì)算。假設(shè)地基為不透水地基。 ， 將心墻看作等厚的矩形，則其平均寬度為：。壩軸線到下游壩趾處的寬度：D=3+（）+2+（）+（）+2+（）=L=Dδ/2[（）++（ Z下）]=+。已知Ke＝1106cm/s； K＝1102cm/s。通過心墻段的單寬流量為；通過心墻下游壩殼段的單寬流量為。計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖自己畫。 心墻及其下游壩殼單寬流量計(jì)算結(jié)果計(jì)算情況Z上（m）Z下（m）H1（m）H2（m）（m）D（m）L(m)q(1105m3/(sm)He(m)正常蓄水位校核洪水為 總滲流量的計(jì)算從地形地質(zhì)平面圖上可大致量得大壩沿壩軸線長(zhǎng)L=400m，沿整個(gè)壩段的總滲流量Q=Lq,式中是考慮到壩寬、壩厚、滲流量沿壩軸線的不均勻性而加的折減系數(shù)，取，Q正=400105=102m3/sQ校=400105=102 m3/s 浸潤(rùn)線方程1）正常蓄水位情況下的浸潤(rùn)線方程= 2）校核洪水位情況下的浸潤(rùn)線方程= 壩坡穩(wěn)定計(jì)算（只作下游坡一個(gè)滑弧面的計(jì)算） 心墻壩的下游壩坡采用的是砂土，粘聚力c=0，為無粘性土，常形成折線形的滑弧面。如下圖所示。圖中所示各物理量之間滿足以下方程：。查設(shè)計(jì)資料砂土抗剪強(qiáng)度指標(biāo) ，由于設(shè)計(jì)原始資料中無相關(guān)數(shù)據(jù)，在此也無法提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，故假設(shè)，，代入上述方程得（2級(jí)水工建筑物正常運(yùn)用情況下）， 。 從以上分析可知該假想滑動(dòng)面是穩(wěn)定的。 溢洪道設(shè)計(jì)給出了兩種方案，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)實(shí)際情況任選其一。4 溢洪道設(shè)計(jì)（方案一） 溢洪道路線選擇和平面位置的確定根據(jù)本工程地形地質(zhì)條件，選擇正槽式溢洪道，引水渠末端設(shè)置圓形漸變段，泄槽不設(shè)收縮、彎曲段和擴(kuò)散段，尾水渠設(shè)護(hù)坦。成直線布置在右岸的天然埡口，如地形地質(zhì)平面圖所示。 溢洪道基本數(shù)據(jù)由于沒有做調(diào)洪演算。 溢洪道水力計(jì)算成果計(jì)算情況上游水位（m）下泄最大流量(m3/s)相應(yīng)的下游水位(m)設(shè)計(jì)1340校核1660 其中：設(shè)計(jì)洪水位取與正常蓄水位相同，而校核洪水的最大下泄流量和相應(yīng)的下游水位只是初步擬定的。 工程布置 引水渠的作用是將水流平順的引至溢流堰前。為提高泄洪能力，渠內(nèi)流速v4m/s。渠底寬度大于堰寬，渠底末端高程與控制堰頂高程相同。引水渠斷面尺寸的擬定。 引水渠斷面尺寸計(jì)算成果（假定設(shè)計(jì)流速v=3m/s）計(jì)算情況上游水位（m）下泄最大流量 Q (m3/s)水深H（m）邊坡坡率m底寬B(m)設(shè)計(jì)1340校核1660計(jì)算公式：，假設(shè)v=3m/s。由計(jì)算可以擬定引水渠底寬B=90m.引水渠與控制堰之間設(shè)漸變段，采用圓弧連接，圓弧半徑R=10m，圓弧的圓心角為90176。；引水渠前段采用梯形斷面，邊坡采用1：；底坡均為1：10的逆坡。最后引水渠總長(zhǎng)L=65m。 控制段其作用是控制泄洪能力。本工程是以灌溉發(fā)電為主的中型工程，采用平面鋼閘門控制。溢洪道軸線處巖石破碎，深達(dá)60m的鉆探巖芯獲得率約為20%，巖石裂隙十分發(fā)育，因?qū)掜斞哐甙?，荷載小，經(jīng)比較選用無坎寬頂堰，斷面為矩形，堰厚擬取30m (10H)，堰寬由流量方程求得。 溢洪道控制段寬頂堰堰寬計(jì)算（忽略行進(jìn)流速水頭）計(jì)算情況上游水位(m)泄量 Q (m3/s)堰上水頭H0 (m)流量系數(shù)m′控制堰寬 nb(m)設(shè)計(jì)1340校核1660式中：控制堰寬 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，取控制堰取，孔口數(shù)n=7，則單孔寬10m。閘門尺寸：取10m（寬高），寬高比為10/=,滿足按規(guī)范規(guī)定的（～）。，閘室寬度B=710+2+6=90m。閘墩尺寸自選繪制簡(jiǎn)圖。 泄槽泄槽是宣泄過堰洪水的，槽底布置在基巖上，斷面必須為挖方，且要工程量最小，坡面不能太陡。，故從堰頂?shù)较掠嗡孢B一直線。因?yàn)檠唔數(shù)较掠嗡娴乃骄嚯x不大，只有120m左右，考慮到泄槽設(shè)計(jì)、施工的方便和簡(jiǎn)單，以及水流的流態(tài)等各種因素，泄槽采用等寬，同一坡率布置。初步擬定泄槽坡率i=1/4，矩形斷面，寬b=90m，長(zhǎng)。 出口消能溢洪道出口段為沖溝，巖石比較堅(jiān)硬，離大壩較遠(yuǎn)，可以采用挑流消能，水流沖刷不會(huì)危及大壩安全。但如果大壩下游（溢洪道出口）的假想逆斷層存在的話，還需對(duì)該斷層進(jìn)行處理，以防止溢洪道出口沖坑太深而危及大壩安全。 尾水渠其作用是將消能后的水流較平穩(wěn)的泄入原河道，同時(shí)為了防止小流量產(chǎn)生貼流、淘刷鼻坎，鼻坎下游設(shè)置長(zhǎng)L=50m的護(hù)袒。其具體計(jì)算見溢洪道工程布置中的引水渠，設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位時(shí)均取v=3m/s，而實(shí)際的引水渠底寬大于計(jì)算所需要的寬度，而且因?yàn)榍资悄嫫拢砸?shí)際的流速均比3m/s要小，均能滿足要求。(校核洪水時(shí)),實(shí)際取為70m（7孔 10m），而整個(gè)閘室寬90m，從定性分析可知滿足最大泄流量的要求。1）基本公式，，，式中：hk——臨界水深，m；Q——槽內(nèi)泄量，m3/s；q——單寬流量， m3/（sm）；——臨界坡降；B——泄槽首段寬度，m； g——重力加速度，m/s2；——相應(yīng)臨界水深的水面寬，m； 、——臨界水深時(shí)對(duì)應(yīng)的過水?dāng)嗝娣e（m2）、濕周（m）、水力半徑（m）、謝才系數(shù)。，，式中：——11斷面的比能，m；——22斷面的比能，m；、——11及22斷面水深，m；——沿程水頭損失，m；、——11及22斷面的平均流速，m/s； ——斷面間的長(zhǎng)度，m；——11及22斷面的底部高程差，m； n——泄槽糙率，底板是混凝土襯砌石，側(cè)壁為干砌石，取n=。2）。 臨界水深和臨界坡降計(jì)算結(jié)果計(jì)算情況Qn設(shè)計(jì)水位134090 校核水位166090 ，故泄槽段屬急流，槽內(nèi)形成bⅡ型降水曲線，屬明渠非均勻流計(jì)算。3）溢洪道泄槽正常水深計(jì)算表 計(jì)算情況QBi假設(shè)h0n設(shè)計(jì)水位1340901/4 校核水位1660901/4 4）泄槽水面線計(jì)算假設(shè)堰下泄槽起始斷面的計(jì)算水深取泄槽臨界水深，設(shè)計(jì)洪水位（正常蓄水位）：，校核洪水位：，采用分段求和法，按水深進(jìn)行分段。 水面線曲線自行繪制，類似下圖。表 計(jì)算情況斷面h0Avv2/2gEs△EsXRnCi△L=△Es/L設(shè)計(jì)洪水11　 　　　　 1/4　0022 225 1/433 180 1/444 162 1/455 108 1/466 9092 1/477 1/488 1/4校核洪水11　 　　　　 1/4　0022 252 1/433 225 1/444 180 1/455 13593 1/466 117 1/477108 1/488 1/499 1/4201010 1/41111