【文章內(nèi)容簡介】 形模量，同時還應(yīng)具有防止墊層內(nèi)細(xì)顆粒流失的反濾作用，并保持自身抗?jié)B穩(wěn)定性。設(shè)計中采用新鮮的灰?guī)r及砂礫巖夾礫配合而成的材料填筑，最大粒徑為300mm，小于5 %～%，且級配連續(xù)，壓實后應(yīng)具有低壓縮性和高抗剪強度，孔隙率為18%20%，水平寬度3m，等寬布置。（3B）位于壩軸線上游部位，對于主堆石區(qū)，堆石級配最大粒徑不得超過壓實層厚度和小于5mm 顆粒含量不宜大于20%。主堆石區(qū)為大壩主要支撐體的一部分，兼作壩體排水體。為新鮮灰?guī)r料。最大粒徑600 mm，小于5 mm的顆粒含量小于15%， mm的顆粒含量小于5%。／cm3，孔隙率20%， cm。（3C）次堆石料位于壩體下游干燥部位，采用砂礫料及其他建筑開采的棄料。級配連續(xù)，最大粒徑800mm，小于5 mm的顆粒含量小于35%， mm的顆粒含量小于5%。／cm3，%，次堆石區(qū)離壩軸線6m，頂高程為276m，底高程為216m。（3D）下游護坡保護壩體下游坡面，增強壩體的抗滑穩(wěn)定性。下游護坡采用新鮮平整的超徑大石，填筑厚度為1m。、趾板設(shè)計面板是堆石壩防滲系統(tǒng)的重要組成部分，長期在高水力梯度作用下工作，因此混凝土面板應(yīng)具有較高的防滲性能，抗?jié)B標(biāo)號一般不低于W6。為使面板適應(yīng)這種變形防止產(chǎn)生較大的彎曲應(yīng)力，混凝土應(yīng)有一定的強度。一般可采用28天強度為20MPa的混凝土。： 面板計算公式： （38）式中：a——壩頂處面板厚度，一般a=； b——系數(shù)，一般取b=。最終取t=+。,屬于中低壩。單塊面板寬度通常為12m，本設(shè)計中單塊面板寬度采用12m。在需要布置垂直縫部位的面板采用相對較窄寬度的面板，采用面板寬度6m，以利于滑模施工。面板宜采用單層雙向鋼筋，鋼筋宜置于面板截面中部，％～％，水平向配筋率可少于豎向配筋率。面板混凝土應(yīng)具有優(yōu)良的和易性、抗裂性、抗?jié)B性和耐久性。所以本大壩面板混凝土強度等級為C25；面板混凝土的抗?jié)B等級應(yīng)為W10。面板混凝土宜采用525硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，宜摻用粉煤灰或其他優(yōu)質(zhì)摻合料同時粉煤灰的質(zhì)量等級不宜低于Ⅱ級，粉煤灰摻量宜為15％～30％，面板混凝土應(yīng)摻用引氣劑，并同時摻用高效減水利或普通減水劑。面板混凝土應(yīng)采用二級配骨料，石料最大粒徑應(yīng)不大于40mm。面板混凝土的水灰比。5. 面板混凝土防裂措施（1） 面板建基面應(yīng)平整，不應(yīng)存在過大起伏差、局部深坑或尖角，側(cè)模應(yīng)平直。（2）面板混凝土配合比中應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)外加劑和摻合料，降低水泥用量和用水量，減少水化熱溫升和收縮變形。（3）面板混凝土宜在低溫季節(jié)澆筑，混凝土人倉溫度應(yīng)加以控制，并加強混凝土面板表面的保濕和保溫養(yǎng)護，直到蓄水為止，或至少90d。（4）面板混凝土澆筑至壩頂后，宜至少間隔28d再澆筑防浪墻混凝土。（5），應(yīng)采取專門措施進行處理。址板是大壩防滲系統(tǒng)的一部分，它是壩身防滲體和壩基防滲體的連接結(jié)構(gòu)。1．趾板布置設(shè)計(1) 趾板寬度：巖石地基上的趾板寬度按容許水力梯度確定。趾板的寬度b取決于作用水頭H和基巖性質(zhì)，要求水力坡降J=H/b不超過容許值(弱風(fēng)化巖石地基容許水力梯度為1020)經(jīng)計算：。(2) 趾板厚度：根據(jù)《混凝土面板堆石壩設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：巖基上趾板厚度可小于其連接的面板厚度。所以。(3) 趾板上游面垂直于面板底面的高度a：，因此，取a=1m。(4) 面板與趾板處于同一平面時，為便于面板的無軌滑模施工。根據(jù)水工設(shè)計規(guī)范，趾板混凝土可采用與面板混凝土一樣的標(biāo)準(zhǔn)。趾板混凝土應(yīng)具有優(yōu)良的和易性、抗裂性、抗?jié)B性和耐久性。所以本大壩趾板混凝土強度等級為C25；趾板混凝土的抗?jié)B等級應(yīng)為W10。趾板混凝土宜采用525硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，宜摻用粉煤灰或其他優(yōu)質(zhì)摻合料同時粉煤灰的質(zhì)量等級不宜低于Ⅱ級，粉煤灰摻量宜為15％～30％，趾板混凝土應(yīng)摻用引氣劑，并同時摻用高效減水利或普通減水劑。趾板混凝土應(yīng)采用二級配骨料，石料最大粒徑應(yīng)不大于40mm。面板混凝土的水灰比。趾板宜采用單層雙向鋼筋，%～%。巖基上趾板鋼筋的保護層厚度為10cm～15cm。趾板應(yīng)用錨筋與基巖連接，錨筋參數(shù)可按經(jīng)驗確定。趾板建基面附近存在緩傾角結(jié)構(gòu)面時，錨筋參數(shù)應(yīng)根據(jù)穩(wěn)定性要求或抵抗灌漿壓力確定。4．趾板分縫設(shè)計目前有些工程沿趾板長度方向在一般地段不設(shè)永久伸縮縫，施工縫間鋼筋穿過，不設(shè)止水，可簡化周邊縫結(jié)構(gòu)，方便施工。但本工程地形復(fù)雜，趾板在地形變化處或轉(zhuǎn)彎處為適應(yīng)趾板基礎(chǔ)的不均勻沉降需設(shè)伸縮縫，間距視其地形變化而定。為加強趾板與基礎(chǔ)的連接，保證趾板在固結(jié)和帷幕灌漿壓力及其它外力作用下的穩(wěn)定，并組成完整封閉的防滲系統(tǒng)，趾板用錨桿錨固在基巖上，錨桿直徑為28mm，深入基巖錨固深度5m，孔、呈梅花形布置。壩基覆蓋層防滲采用混凝土防滲墻。參照已建工程經(jīng)驗，并結(jié)合施工要求和設(shè)計規(guī)范，并將插入基巖1m。同時，防滲墻與趾板之間設(shè)置寬4m的混凝土連接板，保證防滲墻與趾版之間為柔性連接。大壩分周邊縫、面板垂直縫、面板與趾板間水平縫、防浪墻沉降縫和施工縫等。接縫止水設(shè)計的原則：能適應(yīng)接縫處的位移和滿足防滲要求，有利于施工及保證質(zhì)量，各道止水間應(yīng)形成統(tǒng)一的防滲系統(tǒng)。周邊縫容易成為滲漏通道，是面板壩最重要的接縫。結(jié)合我國面板壩的經(jīng)驗，低壩和50m以下中壩可以只采用一道底部止水；中壩及100m以下高壩宜設(shè)置底、頂部兩道止水；100m以上的高壩宜選用底、頂部兩道止水或底、中、頂部三道止水。本次設(shè)計中，大壩應(yīng)設(shè)底部銅止水片，并可在縫中部或縫頂部設(shè)一種止水。中部止水是PVC止水帶或橡膠止水帶，縫頂部止水是無黏性或柔性填料。底部銅止水片、中部PVC或橡膠止水帶、縫頂柔性填料應(yīng)自成封閉的止水系統(tǒng)，或?qū)⒅胁恐顾畮Ш晚敳咳嵝蕴盍线B接至垂直縫的銅止水片上，實現(xiàn)封閉。銅止水片的底部應(yīng)設(shè)置墊片。周邊縫內(nèi)部應(yīng)設(shè)置瀝青浸漬木板或其他有一定強度的填充板。為使面板易于伸縮以適應(yīng)堆石體變形并減小結(jié)構(gòu)拉力和溫度應(yīng)力，通常將面板分成若干條塊，相鄰條塊間內(nèi)設(shè)止水，即伸縮縫。每一條塊從上到下為一整體結(jié)構(gòu)，便于面板澆筑時采用滑模施工。面板條塊分縫的水平間距取決于堆石體變形和溫度應(yīng)力大小、壩址河谷橫剖面形狀及施工條件等因素，一般為1218m，本設(shè)計中，兩岸岸坡較陡處的條塊縫距為6m，河床部分伸縮縫間距為12m。大壩面板只設(shè)垂直縫，不設(shè)水平縫，在兩壩肩附近的面板內(nèi)設(shè)張性垂直縫，其余部分的面板內(nèi)設(shè)壓性垂直縫，垂直縫內(nèi)不設(shè)填充料，縫面應(yīng)涂刷薄層瀝青乳劑，應(yīng)垂直于周邊縫布置。本設(shè)計中，兩岸各8條張性垂直縫，中間10條為壓性垂直縫。壓性垂直縫底部設(shè)銅片止水；張性垂直縫底部設(shè)銅片止水，縫頂設(shè)柔性止水。3．河床段趾板、連接板、防滲墻接縫 由于防滲墻和連接板、連接板和趾板之間的接縫位移較大，該類接縫設(shè)置為柔性變形縫，縫底設(shè)銅止水片，縫中部設(shè)PVC止水，縫頂設(shè)柔性止水，縫內(nèi)填12mm厚瀝青木板，頂部覆蓋粉煤灰（或粉細(xì)沙）和粘土料，連接板和趾板下鋪一層50cm厚的2B料作為反濾料，再在上鋪一層400g/m2的土工織物。第4章 壩體計算 概述一、滲流分析計算目的土石壩滲流分析的目的有：①確定壩體的浸潤線的位置，為壩體的穩(wěn)定分析和布置觀測設(shè)備提供依據(jù)；②確定壩體與壩基的滲透流量，以估算水庫的滲漏損失；③確定壩體和壩底滲流區(qū)的滲透坡降，檢查產(chǎn)生滲透變形的可能性，以便采取適當(dāng)?shù)目刂拼胧６?、滲流分析方法土石壩的滲流分析通常是把一個實際比較復(fù)雜的空間問題轉(zhuǎn)化為平面問題。分析方法主要有流體力學(xué)法、水力學(xué)法、流網(wǎng)法和實驗法。流體力學(xué)法從滲流的基本微分方程（拉普拉斯方程）出發(fā)，引入特定問題的邊界條件，以求解滲流場內(nèi)任意點的滲透要素（滲流速度、滲透坡降和滲透力等）。此法立論嚴(yán)謹(jǐn)，但只在幾種很簡單的邊界條件下才有精確的理論解，在邊界條件比較復(fù)雜的實際工程中難于應(yīng)用。水力學(xué)法是在一些假定基礎(chǔ)上的近似解法，只能求得某一斷面的平均滲透要素，不能準(zhǔn)確求出任一點的滲透要素。但此法計算簡單，所確定的浸潤線、平均流速、平均坡降和滲流量等，一般也能滿足工程設(shè)計要求的精度，所以在實際工程中應(yīng)用廣泛。流網(wǎng)法是用繪制流網(wǎng)來求解平面滲流問題中的各個滲流要素，故又稱圖解法，可用于邊界條件復(fù)雜的情況。試驗方法很多，最常用的是電模擬法，利用滲流場和電流場在數(shù)學(xué)上和物理上具有相似性，即都滿足拉普拉斯方程，從而用電流模擬滲流，用電壓模擬滲流水頭，便可求解滲流問題。對重要工程或地基條件比較復(fù)雜的情況，往往使用幾種方法進行滲流分析，以便相互校對。對中小型工程的土壩通常只用水力學(xué)法進行滲流分析。本次設(shè)計仍采用水力學(xué)法進行分析，作如下基本假定：①壩體各部分土料是均質(zhì)的，壩體內(nèi)任一點在各方向的滲透系數(shù)相同；②滲透水流屬層流運動，符合達(dá)西定律，即滲透流速v=kJ（k為滲透系數(shù)，J為滲透坡降）；③滲透水流為穩(wěn)定漸變流，任意過水?dāng)嗝嫔细鼽c的流速和水頭可認(rèn)為是常數(shù)。 滲流計算一、計算原理選擇水力學(xué)方法解堆石壩滲流問題。在趾板下部進行了混凝土防滲墻的處理，因此滲流分析計算近似按照有限透水地基上斜墻壩滲流計算方法。根據(jù)壩內(nèi)各部分滲流狀況的特點，將壩體分為若干段，應(yīng)用達(dá)西定理近似解土壩滲流問題，計算假定任一鉛直過水?dāng)嗝鎯?nèi)各點滲透坡降均相等。 1．計算單寬滲流量通過面板和防滲墻的滲流量q1： （41） 通過面板后滲流量q2： （42）式中：δ——面板平均厚度，δ=； δ1——防滲墻厚度，δ1=2m； m2——下游邊坡，m2=； H1——上游水深； H2——下游水深； h——面板后滲流水深。由水流連續(xù)條件q1=q2聯(lián)立求解上兩式可求得 （43）式中： （44） （45） （46） K、K0、KT——分別為壩身、面板和砼防滲墻、地基的滲流系數(shù)，其值見下表： 表41 滲流系數(shù)面板與砼防滲墻K0壩身堆石K基巖KT滲流系數(shù)K（cm/s）1091025105.圖41堆石壩滲流總示意圖全壩的總滲流量為：Q=1/2[q1l1+（q1+q2）l2+…+(qn1+qn) ln+qnln+1] （47）式中：qq…qn——斷面2….n的單寬滲流量； ll…ln、ln+1——相鄰兩斷面之間的距離。2． 滲流計算圖42堆石壩滲流計算剖面計算斷面取為AA斷面滲流計算包括以下水位組合情況：（1）正常蓄水位已知：正常蓄水位270m；；壩前水深：H1=270216=54m；壩后水深：H2==；地基厚度T＝10m；L=++8=根據(jù)水流連續(xù)條件有q1=q2，將以上數(shù)據(jù)代入兩個公式中聯(lián)立可解得:h=；q1=q2= m3/（sm）。（2）設(shè)計洪水位已知：；；壩前水深：H1==；壩后水深：H2==地基厚度T＝10m；L=++8=。根據(jù)水流連續(xù)條件有q1=q2，將以上數(shù)據(jù)代入兩個公式中聯(lián)立可解得：h=；q1=q2= m3/（sm）。（3）校核洪水位已知：；；壩前水深：H1==，壩后水深：H2==，地基厚度T＝10m；L=++8=，根據(jù)水流連續(xù)條件有q1=q2，將以上數(shù)據(jù)代入兩個公式中聯(lián)立可解得：h=；q1=q2= m3/（sm）。3. 計算表格表42 滲流計算表格參數(shù)正常狀況設(shè)計狀況校核狀況K0（m/s）δsinαLH2T101010δ1222KTKH154m2A1A2A3h q1=q2QJ根據(jù)上表得最終結(jié)果如下表：表43 各狀況滲流計算結(jié)果設(shè)計工況上游水深H1（m）下游水深H2（m）浸潤線高程h(m)單寬流量q（m3/s）總滲流量Q（m3/s）正常狀況54設(shè)計狀況校核狀況如上表所示，各工況這下計算所得單寬流量，總滲流量都非常小，符合防滲要求，因此不需要對大壩進行滲流處理。浸潤線分析：面板后滲流水深（h）比下游水深（壩后水深H2）深2～3cm，故浸潤線近似一直線如圖43。圖43浸潤線示意圖4. 滲流穩(wěn)定驗算面板之后的壩體，由于水頭大部分在防滲體內(nèi)損耗了，壩殼滲透坡降及滲透速度甚小，發(fā)生滲透破壞的可能性不大。在壩體逸出點,滲透坡降較大,予以驗算。對于非粘性土，滲透破壞形式可用壩體材料不均勻系數(shù)η來判別：當(dāng)η10時易發(fā)生流土；當(dāng)η20時易發(fā)生管涌，允許坡降J=；當(dāng)10η20時不定，允許坡降J=。該壩的壩體材料不均勻系數(shù)10η20，故其允許坡降應(yīng)小于J=。滲透坡降計算公式： 式中：△H——逸出水深減下游水深； △L——計算長度，△L=L1=L m2H2。表44 滲流逸出點坡降表斷面AA