【文章內(nèi)容簡介】 料及填筑參數(shù)分區(qū)表材料分區(qū)材料Dmax（mm)D5mm(%）D（%）孔隙率n（%）碾壓厚度（cm）碾壓遍數(shù)上游鋪蓋區(qū)石渣、黏土40356051025208墊層區(qū)砂、礫石及人工破碎細(xì)石料80305081017408過渡區(qū)人工破碎的細(xì)石料200520520408主堆石區(qū)料場砂礫料800520522808次堆石區(qū)開挖料及砂礫石料12005205251508 墊層區(qū)、過渡區(qū)、主堆石區(qū)及下游堆石區(qū)材料的填筑標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù)壩的等級(jí)、高度、河谷形狀、地震烈度及料場特性等因素，并參考同類工程經(jīng)驗(yàn)綜合確定。各區(qū)壩料填筑標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，其值可在下表氛圍內(nèi)選用。 壩料填筑標(biāo)準(zhǔn)料物或分區(qū)孔隙率（%）相對(duì)密度墊層料1520過渡層細(xì)堆石料1822主堆石區(qū)堆石料2025下游區(qū)堆石料2328砂礫石料 面板設(shè)計(jì) 面板的分縫面板應(yīng)根據(jù)壩體變形及施工條件進(jìn)行分縫，垂直縫的間距可為1218m。在壩肩附近的面板應(yīng)設(shè)張性垂直縫，其余部分的面板設(shè)壓性垂直縫。面板水平施工縫的設(shè)置宜考慮施工條件，滿足臨時(shí)擋水或分期蓄水的要求。綜合考慮，面板只設(shè)垂直縫，不設(shè)水平縫，垂直縫間距15m，靠近左右壩肩處設(shè)張性縫，間距為10m， 面板構(gòu)造圖 面板厚度面板厚度的確定應(yīng)滿足下列要求：(1)應(yīng)能便于在其內(nèi)布置鋼筋和止水。 (2)控制滲透水力梯度不超過200； (3)在達(dá)到上述要求的前提下，應(yīng)選用較薄的面板厚度，以提高面板柔性，降低造價(jià)。根據(jù)《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL22898，,并向底部逐漸增加，在相應(yīng)高度處的厚度可按下式確定：t=+()H 式中 t——面板厚度，m。 H——計(jì)算斷面至面板頂部的垂直距離，m。 。本樞紐混凝土面板堆石壩壩高為69m70m,固采用等厚度面板。 面板混凝土 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。 面板混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不低于C25； 面板混凝土的抗?jié)B等級(jí)應(yīng)不低于W8；面板混凝土的抗凍等級(jí)應(yīng)按照SL21198《水工建筑物抗冰凍設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定確定。取混凝土面板堆石壩的面板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25,混凝土抗?jié)B等級(jí)為W12，抗冰凍等級(jí)為F100。面板混凝土中摻用Ⅱ級(jí)粉煤灰，摻量為15%30%，以改善混凝土和易性。 面板鋼筋面板采用單層雙向鋼筋，鋼筋置于面板截面中部，%%，水平配筋率可少于豎向配筋率，在靠近岸邊周邊縫附近可適當(dāng)配置增強(qiáng)鋼筋。 面板防裂平整面板建基面，使其不存在過大起伏差、局部深坑或尖角。面板混凝土配合比中摻用優(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。選用熱膨脹系數(shù)較低的骨料，保證面板混凝土具有較高的抗拉條件和極限拉伸值。面板混凝土選在低溫季節(jié)澆筑，混凝土入倉溫度加以控制，并加強(qiáng)混凝土面板表面的保濕和保溫養(yǎng)護(hù)，直到蓄水為止，或者至少90天。 趾板趾板是連接地基防滲體與混凝土面板的混凝土板。趾板的主要作用是保證面板與壩基間的不透水連接，同時(shí)可作為基礎(chǔ)灌漿的蓋板。 趾板布置可在以下三種方式中選用：(1)趾板面等高線垂直于趾板基準(zhǔn)線；(2)趾板面等高線垂直于壩軸線；(3)趾板面等高線適應(yīng)開挖線以后的巖面。第一種方案稱之為平趾板，平趾板便于施工，便于交通及鉆孔、灌漿作業(yè)。所以選用這種方案，即選擇趾板面等高線垂直于趾板基準(zhǔn)線。 為防止趾板地基在設(shè)計(jì)水頭作用下產(chǎn)生沖蝕，必須選擇合理的允許滲透坡降來確定趾板的寬度，即趾板寬度s與巖基性質(zhì)和作用水頭H有關(guān)。趾板地基的允許平均水力比降可參考以下經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)： （1）對(duì)于堅(jiān)硬可灌的新鮮基巖，H/s=2025。 （2）對(duì)于微、弱風(fēng)化基巖，H/s=10。 （3）對(duì)于強(qiáng)風(fēng)化、較破碎、軟弱基巖，H/s=25。經(jīng)過開挖后巖基基本為微弱風(fēng)化基巖，所以H/s=10，, ，壩址寬度s取為10m。 趾板厚度應(yīng)滿足自身穩(wěn)定和引起灌漿蓋板作用，同時(shí)考慮穩(wěn)定應(yīng)力和施工要求?，F(xiàn)在設(shè)計(jì)趾板厚度一般都與面板同厚。 該段是作為面板滑模施工時(shí)起始工作面，該段與防滲面板在同一平面上，即趾板端部斜長段與面板坡度相同，,取趾板端部斜長段長為2m。 接縫止水接縫止水結(jié)構(gòu)是面板堆石壩安全運(yùn)行的關(guān)鍵問題之一，面板壩接縫包括趾板縫、周邊縫、垂直縫（張性和壓性縫）、防浪墻體縫、防浪墻底縫以及施工縫（水平縫）等，接縫止水材料包括金屬止水片、塑膠止水帶、縫面嵌縫材料及保護(hù)膜。根據(jù)《混凝土面板堆石壩接縫止水技術(shù)規(guī)范》，對(duì)于壩高50M100m的壩，周邊縫除設(shè)底部銅止水片外，應(yīng)設(shè)第二道止水。第二道止水宜在縫頂部采用無黏性填料或柔性填料；70m以下壩的張性垂直縫只設(shè)底部銅止水片；防浪墻底縫應(yīng)在縫底部設(shè)銅止水片外，宜在縫頂部加設(shè)止水。對(duì)于本設(shè)計(jì)，壩高為69m,所以周邊縫既要設(shè)置底部銅止水片外，又設(shè)第二道止水，第二道止水在縫頂部采用無黏性填料或柔性填料；對(duì)于張性垂直縫只設(shè)底部銅止水片；對(duì)于防浪墻底縫在縫底部設(shè)銅止水片，在縫頂部也加設(shè)止水。具體見圖紙細(xì)部構(gòu)造圖。 壩基處理壩基的穩(wěn)定和安全是保證面板壩正常運(yùn)行的先決條件，趾板地基又是面板壩防滲的關(guān)鍵部位。而且由于壩基與岸坡處理系隱蔽工程，若處理不當(dāng)不僅直接影響壩的安全，亦較難補(bǔ)救，甚至拖延工期和增加投資。岸巖石岸坡的趾板地基開挖清理，要力求連續(xù)平順，目的在于避免因地基突變而引起不均勻沉陷，導(dǎo)致面板局部應(yīng)力集中對(duì)于趾板上游岸坡開挖揭露的巖石，如裂隙發(fā)育、風(fēng)化速度較快時(shí)，必須采取噴水泥砂漿或噴混凝土的保護(hù)措施，以防止巖石表面風(fēng)化、波浪淘刷等的破壞。趾板地基承受的水力梯度最大，因此，除對(duì)地基進(jìn)行固結(jié)和帳幕灌漿以外，還必須對(duì)趾板部位巖石節(jié)理和裂縫進(jìn)行嚴(yán)格的處理。基巖表面節(jié)理和裂縫中，一般有充填物，承受水力梯度的能力不高，需要清除充填物后，灌入水泥漿或水泥砂漿，以提高其抗沖蝕能力。地基開挖好后，進(jìn)行嚴(yán)格沖洗，不應(yīng)留有任何松散顆粒，目的是使趾板混凝土與巖石牢固結(jié)合。當(dāng)巖石節(jié)理、裂隙比較發(fā)育，會(huì)引起嚴(yán)重滲水時(shí)，需要澆筑混凝土蓋板或噴射混凝土；為防止細(xì)料被滲漏帶出，蓋板后還需鋪設(shè)反濾料。只有這樣才能保證趾板地基承受大的水力梯度。由于建基巖石處有斷裂層，應(yīng)進(jìn)行固結(jié)灌漿處理粉砂質(zhì)頁巖巖質(zhì)軟弱，分化速度快，開挖后要立即采取保護(hù)措施。對(duì)壩基中的斷層和破碎帶進(jìn)行處理，處理方法：將斷層破碎帶和斷層夾泥全部挖出，回填混凝土?；炷撩姘宥咽瘔畏罎B帷幕灌漿要深入到相對(duì)隔水層。 壩體沉降計(jì)算對(duì)于堆石壩壩體沉降變形的估算，目前多采用非線性有限元法和工程類比等方法，非線性有限元法由于計(jì)算模型本身和計(jì)算參數(shù)的準(zhǔn)確性等為題，一般僅用于方案的比較中；工程類比法由于各種條件的限制，也僅能是一種量級(jí)上的估算，都只是一種近似的方法，一般采用下式對(duì)壩體垂直沉降量進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算： 式中：——待建壩壩體的預(yù)計(jì)沉降值； ——已建壩壩體觀測沉降量； ——待建壩壩體材料的壓縮模量，可參照類似工程選用； ——已建壩壩體材料的壓縮模量； ——待建壩的壩高； ——已建壩的壩高。設(shè)定=100MPa,混凝土面板堆石壩最大壩高為69m,計(jì)算未來十年堆石壩壩體的預(yù)計(jì)垂直沉降量，： 堆石壩壩體沉降計(jì)算表工程名稱馬肯托土麥根托斯馬沙溝水庫港口灣壩高m75758168筑壩主材料硬砂巖砂礫石砂巖石英細(xì)砂巖已建壩壓縮模量40MPa40MPa90Mpa75Mpa已建壩沉降量mm193187150115待建壩沉降值mm面板堆石壩未來十年預(yù)計(jì)壩體沉降量平均值：按上述計(jì)算結(jié)果可知，,不會(huì)對(duì)大壩產(chǎn)生嚴(yán)重破壞。 壩體滲流計(jì)算 滲流計(jì)算的水位組合情況如下: ①,； ②,； ③,。 滲流分析目的、方法 （1）確定壩體浸潤線和下游溢出點(diǎn)的位置； （2）確定壩體與壩基的滲流量,以便估計(jì)水庫滲漏損失； （3）確定壩坡出逸段和下游地基表面的出逸坡降； （4）確定庫水位降落時(shí)上游壩坡的浸潤線的位置和孔隙水壓力； 滲流計(jì)算方法主要有解析法、手繪流網(wǎng)法、實(shí)驗(yàn)法和數(shù)字法四種。解析法又分為流體力學(xué)法和水力學(xué)法，流體力學(xué)法理論嚴(yán)謹(jǐn)，只能解決某些邊界條件較為簡單的情況；水力學(xué)法計(jì)算簡易，精度可滿足工程要求，并在實(shí)踐工程中得到了廣泛的驗(yàn)證。用水力學(xué)法進(jìn)行滲流計(jì)算時(shí)，作出三個(gè)假定：①壩體土是均質(zhì)的，壩內(nèi)各點(diǎn)在各個(gè)方向的滲透系數(shù)相同；②滲流是層流，符合達(dá)西定律；③滲流是漸變流，過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的坡降和流速是相等的。本設(shè)計(jì)滲流分析計(jì)算近似按照有限深透水地基上斜墻土石壩滲流計(jì)算方法。 滲流計(jì)算分析計(jì)算公式如下：式中 、——各段單位寬度滲流量，； 、——分別為壩身料、混凝土面板、地基的滲透系數(shù)，m/s； L——壩底墊層面至下游底距離，m； 、——上游、下游水位，m； 、——面板、墊層厚度，m； ——上游坡角，176。； T——地基透水層厚度，m。 ——下游壩坡。將各個(gè)參數(shù)帶入上面兩式，其中每日總滲流量近似按計(jì)算，t為時(shí)間，單位s；L為壩頂長度，單位m。 滲流計(jì)算成果表計(jì)算工況上游水深m下游水深m單寬流量滲流水深m總滲流量m179。/s正常蓄水位設(shè)計(jì)洪水位校核洪水位結(jié)果分析：面板后滲流水深和下游水深非常接近，固浸潤線近似為一條直線。179。，179。；179。，179。，固滿足防滲要求。 穩(wěn)定分析根據(jù)《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》，混凝土面板堆石壩壩坡參照已建工程選用，一般可不進(jìn)行穩(wěn)定分析。當(dāng)存在下列情況之一時(shí)，須進(jìn)行相應(yīng)的穩(wěn)定分析： （1）壩基有軟弱夾層或壩基砂礫石層中存在細(xì)砂層、粉砂層或粘性土夾層； （2）壩址位于地震設(shè)計(jì)烈度9度的壩； （3）施工期堆石壩體過水或堆石壩體用墊層擋水度汛、且擋水水深較高時(shí)； （4）壩體用軟巖堆石料填筑； （5）地形條件不利。本設(shè)計(jì)大壩，壩基開挖到堅(jiān)硬巖層；壩址區(qū)地震烈度為VII度；施工期流量小，用圍堰擋水；壩體用砂礫石填筑；地形條件也較好。綜上，不存在須進(jìn)行穩(wěn)定分析的五種情況，因此可以不進(jìn)行壩體穩(wěn)定分析。 第五章 溢洪道設(shè)計(jì) 溢洪道布置 簡述溢洪道位于大壩左岸，形式為正槽式溢洪道，其主要任務(wù)是泄洪，包括進(jìn)水渠、控制段、泄槽、消能防沖設(shè)施。正槽溢洪道是以面向水庫上游的寬頂堰或?qū)嵱醚咦鲆缌骺刂蒲叩膲瓮獗砜滓绾榈溃钏畷r(shí)控制堰與攔河壩一起組成擋水前緣，泄洪時(shí)堰頂高程以上的水都可由堰頂溢流而下，并即經(jīng)由一條順著過堰水流方向的開敞式陡坡泄槽泄往下游河道。正槽式溢洪道在水力學(xué)上的特點(diǎn)是泄洪能力完全取決于堰的型式、尺寸以及堰頂水頭。它的結(jié)構(gòu)簡單，施工方便。設(shè)計(jì)條件如下：正常蓄水位 ，；，；。，溢流孔口凈寬B=5m。 引水渠段 引水渠的布置應(yīng)遵循下列原則： （1）選擇有利的地形、地質(zhì)條件； （2）有選擇軸線方向時(shí)，應(yīng)使進(jìn)水順暢； （3）進(jìn)水渠較長時(shí)，宜在控制段之前設(shè)置漸變段，其長度視流速等條件確定，不宜小于2倍的堰前水深。 （4）渠道須轉(zhuǎn)彎時(shí)，軸線的轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于4倍的渠底寬度，彎道至控制堰之間宜有長度不小于2倍堰上水頭的直線段。引水渠底板設(shè)為等寬。進(jìn)水渠在靠近溢流堰前區(qū)段，由于流速較大，為防止沖刷和減少水頭損失，采用漿砌石護(hù)面。 控制段溢流堰選用實(shí)用堰，堰面曲線采用非真空型堰面曲線，WES標(biāo)準(zhǔn)剖面堰，堰頂高程為正常蓄水位，溢流堰前緣長度為5m,堰頂設(shè)置弧形閘門，溢流孔口凈寬為5m，閘孔數(shù)為n=1。，邊墩形狀為直角矩形。控制段閘墩頂部高程為校核洪水位加上安全超高。 安全超高下限值運(yùn)用情況控制段建筑物級(jí)別123擋水泄洪 泄槽段泄槽是緊接溢流堰下的一條泄水渠，用以把過堰水流送往下游，為使槽內(nèi)水深呈急流狀態(tài)，不影響溢流堰的泄洪能力，槽底縱坡常取大于臨界底坡。泄槽在設(shè)置彎道時(shí)，宜滿足下列要求： （1）橫斷面內(nèi)流速分布均勻； （2）沖擊波對(duì)水流擾動(dòng)大影響??； （3）在直線段和彎段之間，可設(shè)置緩和過渡段； （4）為降低邊墻高度和調(diào)整水流，宜在彎道及緩和過渡段渠底設(shè)置橫向坡； （5）矩形斷面彎道的彎道半徑宜采用610倍泄槽寬度。 一般來說，地基較差者縱坡應(yīng)較緩，常用縱坡值為1%15%；堅(jiān)強(qiáng)的巖基縱坡可以很陡，實(shí)踐中有的甚至陡達(dá)1:1。為減少開挖和襯砌工程量，并有較好的水流條件，設(shè)置變坡，第一段坡的坡比為i=，第二段為i=，第三段為i=。變坡處以平滑曲線連接。由緩變陡處用拋物線連接，由陡變緩處用半徑為510倍水深的反弧連接。所以第一段和第二段由拋物線連接，第二段和第三段由反弧連接。 拋物線方程為： 反弧半徑為：R=3m 為使水流流態(tài)平順，避免沖擊波產(chǎn)生，泄槽選用直線等寬布置，寬度為5m。 泄槽襯砌的目的是防止沖刷，保護(hù)巖石不受風(fēng)化，也避免高速水流鉆入基巖裂縫以致掀起巖石。因此在巖基上采用混凝土襯砌。 消能段溢洪道的常用消能方式有鼻坎挑流消能或消力池底流消能。根據(jù)樞紐布置、地形地質(zhì)、水文、施工和運(yùn)用等條件，選擇鼻坎挑流消能方式。鼻坎型式選用連續(xù)性鼻坎。溢洪道消能防沖建筑物的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇洪水設(shè)計(jì)，由于資料不全，無法確定30年一遇洪水的相應(yīng)水位資料，固調(diào)整為50