【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 壩基高程設(shè)計(jì)確定最大剖面的位置，首先要知道清基后壩基的最低點(diǎn)位置，地基的處理根據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 （SL51082022） 。壩基設(shè)計(jì)原則一般規(guī)定，砼重力壩的基礎(chǔ)經(jīng)處理應(yīng)滿足下列要求：（1）具有足夠的強(qiáng)度，以承受壩體的壓力；（2）具有足夠的整體性和均勻性，以滿足壩基抗滑穩(wěn)定和減少不均勻沉陷；（3）具有足夠的抗?jié)B性，以滿足滲透穩(wěn)定，控制滲流量；（4）具有足夠的耐久性，以防止巖體性質(zhì)在水的長(zhǎng)期作用下發(fā)生惡化。蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)９壩基開挖（1）砼重力壩的建基應(yīng)根據(jù)大壩穩(wěn)定、壩基應(yīng)力、巖體物理力學(xué)性質(zhì)、巖土類別、基礎(chǔ)變形和穩(wěn)定性，上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)的要求、基礎(chǔ)加固處理效果及施工工藝、工期和費(fèi)用等經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定，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，減少開挖。壩高超過(guò)100m 時(shí)，可建在新鮮、微風(fēng)化至弱風(fēng)化下部基巖上；壩高 100m～50m 時(shí)，可建在微風(fēng)化至弱風(fēng)化中部基巖上；壩高小于50m 時(shí)，可建在弱風(fēng)化中部至上部基巖上。兩岸地形較高部位的壩段，可適當(dāng)放寬。（2） 重力壩的基坑形狀應(yīng)根據(jù)地形地質(zhì)條件及上部結(jié)構(gòu)的要求確定，壩段的基面上下游高差不宜過(guò)大，并略向上游傾斜，若基礎(chǔ)面高差過(guò)大或向下游傾斜時(shí)，應(yīng)開挖成帶鈍角的大臺(tái)階狀，臺(tái)階的高差與砼澆筑塊的尺寸和分縫的位置相協(xié)調(diào)，并和壩址處的壩體砼厚度相適應(yīng)。對(duì)地形懸殊部位的壩體應(yīng)調(diào)整壩段的分縫。（3）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)開挖予以挖除。 壩高擬定超高值 Δh 的計(jì)算（1）基本公式壩頂應(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差，可由式計(jì)算，應(yīng)選擇兩者中防浪墻較高者作為選定高程。 1%zcΔh=+Δh—防浪墻頂與正常蓄水位或校核洪水位的高差 m； —超值累積頻率為 1%時(shí)波浪高度，m；1%h —波浪中心線靜水位的高差 m；z —安全超高按表 3－1 采用,對(duì)于 3 級(jí)工程設(shè)計(jì)情況 ，特殊組合(校核情況) c ?。?表 3－1 壩的安全加高 hc安全級(jí)別 Ⅰ Ⅱ Ⅲ蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)１０運(yùn)用情況 （ 1 級(jí)） （2 級(jí)） （3 級(jí)）正常蓄水位校核洪水位必須注意，在計(jì)算 h（1%）和 hz 時(shí)，正常蓄水位和校核洪水位采用不同的計(jì)算風(fēng)速值。正常蓄水位時(shí)，采用重現(xiàn)期為 50 年的年最大風(fēng)速；校核洪水位時(shí)，采用多年平均最大風(fēng)速。壩頂高程或壩頂上游防浪墻頂高程按下式計(jì)算： =+?正壩 頂 高 程 正 常 蓄 水 位 h校壩 頂 高 程 校 核 洪 水 位式中， 、 分別為計(jì)算的壩頂（或防浪墻頂）據(jù)正常蓄水位和校核洪水位的高度。?正h校由于正常蓄水位和校核洪水在計(jì)算壩頂超出靜水位 Δh 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)按正常蓄水情況（持久狀況）和校核洪水情況（偶然狀況）分別求出壩頂高程，但壩頂高程應(yīng)高于校核水位。首先計(jì)算波浪高度 和波浪長(zhǎng)度 和波浪中心線超出靜水面的高度 hz。%hL（2）設(shè)計(jì)洪水位時(shí) Δh 計(jì)算風(fēng)速采用 50 年一遇的風(fēng)速，取為多年平均最大風(fēng)速的 ～ 倍，即： 風(fēng)速 V=20＝40m/s ，吹程 D=3km。各波浪要素計(jì)算如下： 3/14/5%?波 高 ??=.124m?%5%1h.?h== m .0214)(..80.%5??hL波 長(zhǎng)蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)１１??LHct?規(guī)范規(guī)定應(yīng)采用累計(jì)頻率為 1%時(shí)的波高，對(duì)應(yīng)于 5%波高，應(yīng)乘以 ；對(duì)應(yīng)于 10%波高，應(yīng)乘以 ；V——計(jì)算風(fēng)速，設(shè)計(jì)情況采用 50 年一遇,風(fēng)速取為多年平均最大風(fēng)速的 ～ 倍，校核情況采用多年平均最高風(fēng)速；D——吹程，可取壩前沿水庫(kù)到對(duì)岸水面的最大直線距離； ?% m????（2）校核洪水位時(shí) Δh 計(jì)算風(fēng)速采用多年平均風(fēng)速，即：V=,D=3km。各波浪要素計(jì)算如下： 3/14/5%?(=..?） （ ）= %5%?h== m %5)(?波 長(zhǎng) .=.?= ??LHct?所以 %=.45mzch???壩頂高程計(jì)算根據(jù)以上兩種水位時(shí) Δh 計(jì)算結(jié)果，得出兩種狀況下壩頂高程。（1）設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的壩頂高程：▽壩頂=設(shè)計(jì)洪水位+Δh蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)１２ =+=（2）校核洪水位時(shí)的壩頂高程：▽壩頂=校核洪水位+Δh=+= m為保證大壩的安全運(yùn)行，應(yīng)該選用其中的較大值▽壩頂＝ ，當(dāng)壩頂設(shè)置有與壩體連成整體的防浪墻（取 ）時(shí)，可降低壩頂?shù)母叱?，所以取壩頂高程?▽。建基面最低開挖高程為▽，則最大壩高為 ，屬于低壩。 剖面尺寸擬定根據(jù)規(guī)范 DL51081999，常態(tài)混凝土實(shí)體重力壩非溢流壩段的上游面可為鉛直面，斜面或折面。上游壩坡宜采用 n＝0—，取 n＝；當(dāng)設(shè)置縱縫時(shí)，應(yīng)考慮其對(duì)縱縫灌漿前施工期壩體應(yīng)力的影響，壩坡不宜太緩，采用折面時(shí)，折坡點(diǎn)高程應(yīng)結(jié)合壩內(nèi)發(fā)電進(jìn)水管，泄水孔建筑物的進(jìn)水口一并考慮，下游壩坡可采用一個(gè)或幾個(gè)坡段，并根據(jù)穩(wěn)定和應(yīng)力要求，結(jié)合上游壩坡同時(shí)選擇，下游壩坡宜采用 m＝—，取 m＝；對(duì)橫縫設(shè)有鍵槽進(jìn)行灌漿的整體重力壩，壩坡可適當(dāng)變陡。根據(jù)《水工建筑物》 ，有時(shí)為了同時(shí)滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度壩體抗滑穩(wěn)定要求，同時(shí)也避免施工期下游面產(chǎn)生拉應(yīng)力，折坡起點(diǎn)高度應(yīng)結(jié)合引水管、泄水孔的進(jìn)口布置等通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)確定，一般的為壩前最大水頭的 1/2~1/3。折點(diǎn)取在高程為▽ 的位置。上游壩坡取 1：，下游壩坡取 1：。 壩頂寬度擬定壩頂寬度應(yīng)根據(jù)設(shè)備布置、運(yùn)行、檢修、施工和交通等需要確定并應(yīng)滿足抗震，特大洪水時(shí)維護(hù)等要求。在嚴(yán)寒地區(qū)，當(dāng)冰壓力很大時(shí)，還要核算段面的強(qiáng)度。 非溢流壩段的壩頂寬度可根據(jù)要求確定，必要時(shí)可在壩的上、下游面加做懸臂結(jié)構(gòu)，增加壩頂寬度，常態(tài)混凝土壩頂最小寬度為 3m，為了滿足施工要求，大中型工程不低于10～15m（舊規(guī)范取 1%壩高） ，本工程取壩頂寬度為 3m。 基礎(chǔ)灌漿廊道尺寸擬定 高中壩內(nèi)必須設(shè)置基礎(chǔ)灌漿廊道，兼作灌漿、排水和檢查之用。 基礎(chǔ)灌漿廊道的斷面尺寸，應(yīng)根據(jù)澆灌機(jī)具尺寸即工作要求確定，寬度可取～，高度可取 ～，為了保證完成其功能且可以自由通行的尺寸，本次設(shè)計(jì)基礎(chǔ)灌漿廊道斷面取 ，形狀采用城門洞型。 廊道的上游壁離上游側(cè)面的距離應(yīng)滿足防滲要求，在壩踵附近距上游壩面 ～倍作用水頭、且不小于 3m，本次設(shè)計(jì)取 3m，為滿足壓力灌漿，基礎(chǔ)灌漿廊道距基底為蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)１３3m，取 3m。 壩基防滲和排水設(shè)計(jì)壩基防滲和排水設(shè)計(jì)，應(yīng)以壩基的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和灌漿試驗(yàn)資料為依據(jù)，結(jié)合水庫(kù)功能、壩高綜合考慮防滲和排水措施的適應(yīng)性及二者的聯(lián)合作用，確定相應(yīng)的措施。水文地質(zhì)條件復(fù)雜的高壩，應(yīng)進(jìn)行滲流計(jì)算分析。1．當(dāng)壩基下相對(duì)隔水層埋藏較深或分布無(wú)規(guī)律時(shí)， 的規(guī)定，并參照滲流計(jì)算，考慮工程地質(zhì)條件和壩基揚(yáng)壓力等因素，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)研究確定，～ 倍水頭范圍內(nèi)選擇, 。2. 兩岸壩頭部位，防滲帷幕伸入山體內(nèi)的長(zhǎng)度及帷幕軸線的方向，應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件確定，宜延伸到相對(duì)隔水層處或正常蓄水位與地下水位相交處，并應(yīng)與河床部位的帷幕保持連續(xù)性。 3. 壩基主排水孔一般設(shè)置在基礎(chǔ)灌漿廊道內(nèi)防滲帷幕的下游，在建基面上主排水孔與帷幕孔的距離不宜小于2m，取為2 m ；～ 倍，本設(shè)計(jì)取 m；主排水孔的孔距可為2m～3m，取為2 m. 擋水壩穩(wěn)定計(jì)算 荷載計(jì)算及其組合荷載組合可分為基本組合與特殊組合兩類?；窘M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。 設(shè)計(jì)水位情況（1）壩體自重 ???9738...（2）水平水壓力上游水平水壓力： ???下游水平水壓力： 383蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)１４（3）垂直水壓力上游垂直水壓力： ??????? 下游垂直水壓力： 41216（4）揚(yáng)壓力排水處揚(yáng)壓力折減系數(shù)：a= ??1 ????? 255796 （5）浪壓力防洪高水位時(shí)風(fēng)速采用 50 年一遇的風(fēng)速，即：V=40m/s,D=3km。各波浪要素計(jì)算如下： gvgDh/)/(?波 高 ??????? = gvgvL/)/(??波 長(zhǎng) ???? ?? = LHcth?2zl? ? =式中：2hl——當(dāng) 時(shí)，為累計(jì)頻率 5%的波高；250~/g2?vD時(shí)，為累計(jì)頻率 10%的波高。1當(dāng)規(guī)范規(guī)定應(yīng)采用累計(jì)頻率為 1%時(shí)的波高，對(duì)應(yīng)于 5%波高，應(yīng)乘以 ；對(duì)應(yīng)于 10%波高，應(yīng)乘以 ； V——計(jì)算風(fēng)速，設(shè)計(jì)情況采用 50 年一遇風(fēng)速，校核情況 采用多年平均最高風(fēng)速；蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)１５ D——吹程，可取壩前沿水庫(kù)到對(duì)岸水面的最大直線距離；壩前水深 ???,在 20250 之間，所以累積頻率為 1%時(shí)的波高為：9/g2v因 為 1%.?又因?yàn)榉篮楦咚磺闆r下，半個(gè)波長(zhǎng) ,則浪壓力按淺水1 ??波計(jì)算： KNpHhPlslszl 92))((%1 ?????21l ?? （6）泥沙壓力水平泥沙壓力： )45(?????水垂直泥沙壓力： =5sp垂式中： ——泥沙的浮重度；s? ——泥沙的淤積厚度；sh ——泥沙的內(nèi)摩擦角。s? 校核洪水位情況（1）壩體自重 ..W???（2）水平水壓力蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)１６上游水平水壓力： 2198014902PKN???下游水平水壓力： （3）垂直水壓力上游垂直水壓力： ???????下游垂直水壓力： （4）揚(yáng)壓力排水處揚(yáng)壓力折減系數(shù)：a= ??1 ????? 255985（5）浪壓力校核洪水位時(shí)風(fēng)速采用多年平均的風(fēng)速，即：V=,D=3km。各波浪要素計(jì)算如下： gvgDh /)/(23/11/2%5? ????..98???= gvgvL/)/(?? ???? ??? = LHcth?2zl?= =式中： —— 時(shí)，為累計(jì)頻率 5%的波高；2lh250~/g2?vD當(dāng) 時(shí)，為累計(jì)頻率 10%的波高。1當(dāng) 規(guī)范規(guī)定應(yīng)采用累計(jì)頻率為 1%時(shí)的波高，對(duì)應(yīng)于 5%波高，應(yīng)乘以 ；對(duì)應(yīng)于 10%波高，應(yīng)乘以 ；蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)１７ V——計(jì)算風(fēng)速，設(shè)計(jì)情況采用 50 年一遇風(fēng)速，校核情況 采用多年平均最高風(fēng)速； D——吹程，可取壩前沿水庫(kù)到對(duì)岸水面的最大直線距離；壩前水深 1=32610mH,在 20250 之間，所以累積頻率為 1%時(shí)的波高為： 65/g2?v因 為 1%.??又因?yàn)樾：撕樗磺闆r下，半個(gè)波長(zhǎng) ,則浪壓力按深水波計(jì)算：1 163085LmHL????1%???? （6）泥沙壓力水平泥沙壓力： )45(?????垂直泥沙壓力： =5sp垂式中： ——泥沙的浮重度；s?