【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 壩體排水體頂向上每隔 25 米采用一次變坡，變坡坡率自下而上采用 、 和 變坡處設(shè)置馬道。為了便于觀測(cè)、維修、攔截壩坡雨水并兼作交通之用，馬道寬度設(shè)為 米。為保證庫(kù)水位不溢過(guò)或?yàn)R過(guò)壩頂，壩頂高程在水庫(kù)正常應(yīng)用和非常應(yīng)用的靜水位以上應(yīng)有足夠的超高 。h? （51）Bceh??H=H1+△ h （52）其中 安全加高，mch在壩前引起靜水位的最大風(fēng)雍高度，me張霞： D 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)15波浪在壩坡上的爬高，mBhH1調(diào)洪演算得出的上游設(shè)計(jì)與校核靜水位，m（ 1 ） 的確定c該工程為 2 級(jí)工程，所以正常情況取 = 米，校核情況取 = 米。 （水工建筑物chch表 31） （ 2 ）e 的確定 (53)2cosvDkgH??綜合摩阻系數(shù),一般可取 .??吹程,15 千米.H壩前水的平均水深，米。 正常情況下 H== 米非常情況下 H== 米風(fēng)向與水域中線或壩軸線的法線間的夾角,取 =25186。? ?按《碾壓土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》第 條規(guī)定:正常運(yùn)用情況下采用多年平均v最大風(fēng)速的 ~ 倍, = =。非常運(yùn)用情況下采用多年平均最大風(fēng)v速 = m/s 正常情況：?=2cosvDekgH??.????? 非常情況：=2cosvekg??.???（ 3 ） 的確定Bh 平均爬高 按莆田試驗(yàn)站公式計(jì)算（適用于 n=～ 壩坡）張霞： D 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)16 （52K()1VBllhhLn???:4）壩坡的糙率滲透性系數(shù)。砌石護(hù)面為 —，本設(shè)計(jì)取 。?經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。是由風(fēng)速 v、壩前水深 H、重力加速度 g 所組成的無(wú)量綱 。KV /vgH本設(shè)計(jì)中：設(shè)計(jì)情況 /???查表得 =校核情況 /1./..查表得 =1KV 壩坡系數(shù)。 =ctgα=， α 為壩坡與水平面的夾角。nn 平均波高。按官?gòu)d水庫(kù)公式可以計(jì)算出波高 ，2lh 2lh （55/41/?5）其計(jì)算值可以近似的認(rèn)為是平均波高的 倍， 即 = / （52lhl6） 平均波長(zhǎng)，在初步設(shè)計(jì)時(shí)，可以按照鶴地水庫(kù)公式計(jì)算,lL （51/?7）①、設(shè)計(jì)情況： =??? 83m1/3 1/?張霞： D 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)17 ?所以，波浪在壩坡上的爬高 .. m????②、校核情況： =?? = 1/31/? = m????（ 4 ） 壩頂高程的確定①、設(shè)計(jì)情況超高 =++1=??? 壩頂高程 H= H 1+ =+= m 增加 %的沉降后壩頂高程 H=+%=②、校核情況 超高 =+.+= mBcheh???壩頂高程 H= H 1+ =+= m增加 %的沉降后壩頂高程 H=+%= m 比較兩種情況，最后確定壩頂高程為 H=2826m?具體計(jì)算結(jié)果見下表 51表 51 壩頂高程計(jì)算成果表 計(jì)算情況計(jì)算項(xiàng)目 設(shè)計(jì)情況 校核情況上游靜水位（m） 河底高程（m） 2750壩前水深（m） 張霞： D 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)18吹程 D（km） 15風(fēng)向與壩軸線的夾角 β186。 25風(fēng)浪引起壩前雍高 e（m） 風(fēng)速 V（m/s） 波浪沿壩高爬高（m） 護(hù)坡粗糙系數(shù) K? 上游壩坡護(hù)角 ?tg11/平均波高 （m） 安全超高 （m）c 壩頂高程（m） 增加 4%沉陷后壩頂高程（m） 由于石料豐富，采用棱體排水，可合理利用有利資源，并且此方法可以降低壩體浸潤(rùn)線，防止壩坡土的滲流破壞和凍脹，還可防護(hù)下游壩腳不受下游水流及波浪的淘刷。棱體頂部高程應(yīng)超出下游最高水位 ，本工程取 ，下游校核洪水時(shí)下游水為，最后確定取為 ，堆石內(nèi)坡為 1：，外坡為 1：，頂寬為 。下游水位以上采用貼坡排水，以防止壩坡土發(fā)生滲流破壞，保護(hù)壩坡免受下游波浪淘刷。（ 1 ）壩體防滲壩體防滲除需滿足減少通過(guò)壩體滲漏量外，防滲體尺寸還應(yīng)滿足構(gòu)造、施工以及防止開裂的要求，并有利于穩(wěn)定。本工程壩體防滲采用粘土斜心墻，斜心墻位于壩體稍偏上游，正常運(yùn)用情況下，斜心墻頂部在靜水位以上的超高高于 ，非常運(yùn)用情況下斜心墻頂部不低于非常運(yùn)用的靜水位，正常運(yùn)用情況靜水位為 ，非常運(yùn)用情況靜水位為 ，所以，最后斜心墻頂部高程定為 ，上留 保護(hù)層。粘土允許坡降取「J」=5，承受最大水頭 ，所以墻厚須大于 「J」=，參考以往工程，斜心墻頂寬取 m（滿足于 3m 機(jī)械化施工要求） ，上游坡率 m1=，下游坡率m2=。計(jì)算底寬為 ，大于 ，符合要求。（ 2 ）壩基防滲河床中部采用混凝土防滲墻、兩岸因沖積層逐漸減薄和施工原因改用粘土截水墻?；炷练罎B墻的厚度，按照大壩防滲和強(qiáng)度要求確定，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，一般墻厚為 ，最厚取 。本設(shè)計(jì)取 。防滲墻應(yīng)伸入斜心墻，插入深度按接觸面積和允許張霞： D 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)19坡降確定，上下游正常水位時(shí)，最大水頭差為 。取[J]=，則L=。設(shè)計(jì)伸入 ，選擇接觸面積長(zhǎng)度為 2+=，防滲墻位置在心墻底中部偏上。岸坡截水槽底厚按承受最大水頭及粘土允許坡降[J]=5 確定，并且沿岸坡厚度逐漸變化。 筑壩土料設(shè)計(jì)是影響土石壩設(shè)計(jì)、施工及造價(jià)的主要因素。土料設(shè)計(jì)的一般原則是就地取材，因材設(shè)計(jì)。土料設(shè)計(jì)要查明壩址附近的土料種類、儲(chǔ)量、分布、開挖運(yùn)輸條件，確定粘壤土的填筑干容重、含水量，砂質(zhì)土的砂石含量、干容重、含水量，砂礫料的相對(duì)密度和干容重等指標(biāo)。（ 1 ）粘性土壓實(shí)的設(shè)計(jì)指標(biāo)是設(shè)計(jì)填筑干容重及相應(yīng)的含水量。 計(jì)算公式：① 設(shè)計(jì)干容重 按壓實(shí)密度計(jì)算d? （5maxd?8） 設(shè)計(jì)干容重d? 壓實(shí)度。Ⅰ、Ⅱ級(jí)壩及高壩 =，本設(shè)計(jì)取 = 標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)功能下的平均最大干容重maxd?② 設(shè)計(jì)最優(yōu)含水量 （50W?9）由擊實(shí)實(shí)驗(yàn)確定③填筑含水量 （5PI???10） 填筑含水量，以小數(shù)計(jì)W張霞： D 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)20 液性指數(shù)，高壩取 ，本設(shè)計(jì)取 土料的塑性指數(shù)P塑限制含水量W④浮容重 （51wbsPe??????（ ）11）比重s水的密度wP孔隙比e⑤ 濕容重 （5wd??（ 1+W）12）⑥ 用粘土料的理論干容重作校核參考 （51ddsV?????（ ）（ ）13） 壓實(shí)土的含水量，其中粘土為 ⑦ 填土的設(shè)計(jì)干容重校核 （5d d???:0（ ） （ ）14）料場(chǎng)的自然干容重d?0（ ）（ 2 ）計(jì)算結(jié)果 表 52 粘性土料設(shè)計(jì)成果料場(chǎng) 比重△smaxr(KN/m3)W0(﹪)rd(KN/m3)Wp Ip填筑含水量孔隙比erw(KN/m3)rb(KN/m3φ 粘聚力 滲透系數(shù)張霞： D 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)21W ) （10 6cm/s ）　I下 24o40′ 25o30′ 　I上 23o10′ 21o30′ （ 3 ）土料的選用 已經(jīng)探明上下游共有四個(gè)料場(chǎng)，總儲(chǔ)量為 190 萬(wàn) m3。 因地理位置不同，各料場(chǎng)的物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)也存在一定的差異，土料的采用以“近而好”為原則。 料場(chǎng)滲透系數(shù)偏大(10 6 cm/s)不予采用。其余 3 個(gè)料場(chǎng)土料物理力學(xué)性質(zhì)相差　I上不太大，基本上能滿足筑壩要求， 料場(chǎng)塑性指數(shù)小于 20（其余均大于 20） ，從碾壓的角　I下度宜采用 料場(chǎng)的粘土料，故選用 料場(chǎng)為主料場(chǎng)，其余兩個(gè)料場(chǎng)作為輔助及備用 　I下 下（ 1 ）計(jì)算公式壩殼砂礫填筑的設(shè)計(jì)指標(biāo)以相對(duì)密實(shí)度表示如下：Dr= 或 Dr=minaxe???ddrrminaxax?式中 為最大孔隙比， = ；maxeax1inrs△ 為最大孔隙比， = ；inmineax?△e 為填筑的砂 、砂卵石或地基原狀砂、砂卵石的孔隙比，e= 。1?drs△△ s 為砂礫比重； 、 為最大、最小干容重，由試驗(yàn)求得；maxrin為填筑的砂 、砂卵石或地基原狀砂、砂卵石的干容重。dr 設(shè)計(jì)相對(duì)密實(shí)度要求不低于 ~，地震區(qū)為防震動(dòng)液壓，浸潤(rùn)線以下部分土體設(shè)計(jì)密度不低于 ~。張霞： D 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)22（ 2 ）計(jì)算成本砂礫料設(shè)計(jì)成本見下表：表 53 壩殼砂礫料成果表料場(chǎng)不均勻系數(shù)η大于5mm礫石含量﹪比重 s?設(shè)計(jì)干容重 d?(KN/m3)設(shè)計(jì)孔隙比e保持含 水量w濕容重?(KN/m3)浮容重 b(KN/m3)內(nèi)摩擦角?粘聚力C(g/m3)滲透系數(shù) K(102cm/s)　上443 45 5 36o30′ 0 21上45 48 5 35o10′ 0 2　下45 46 5 36o20′ 0 2下234 42 5 36o40′′ 0 2　下328 40 5 36o50′ 0 2（ 3 ）砂礫料場(chǎng)選用 除了 料場(chǎng)砂礫料的不均勻系數(shù)不滿足要求外（ η= 28﹤30） ，其余幾個(gè)料場(chǎng)的土料　下滲透系數(shù)、礫石含量、不均勻系數(shù)均滿足要求，故而都可作為筑壩砂礫料。施工時(shí)可考慮上游料填在壩的上游側(cè)，下游料填在下游側(cè)，這樣有利于施工，減小干擾。 從顆粒級(jí)配曲線上可以看出 、 料場(chǎng)砂礫料的顆粒級(jí)配明顯較好，物理力學(xué)指標(biāo)也　上4下1較高，設(shè)計(jì)中優(yōu)先選用。 砂礫料場(chǎng)上下游共 8 處，總量為 1850 萬(wàn) m 3, 大壩工程在 400 萬(wàn) m 3左右，用兩個(gè)料場(chǎng)可能數(shù)量不夠，可以將 、 料場(chǎng)作為輔助料場(chǎng)。1　上 下2運(yùn)用土力學(xué)方法進(jìn)行滲流計(jì)算，認(rèn)為壩體內(nèi)滲透水流屬于層流運(yùn)動(dòng)，符合達(dá)西定律，且滲透水流過(guò)水?dāng)嗝嫔系母鼽c(diǎn)坡降和流速都為常數(shù)。計(jì)算簡(jiǎn)圖見附圖 1 和附圖 2。通過(guò)斜心墻及地基防滲墻的滲流量：張霞： D 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)23 （52111 2()(