【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、礫石及人工破碎細石料80305081017408過渡區(qū)人工破碎的細石料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)材料的填筑標準，應根據(jù)壩的等級、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)驗綜合確定。各區(qū)壩料填筑標準可根據(jù)經(jīng)驗確定，其值可在下表氛圍內(nèi)選用。 壩料填筑標準料物或分區(qū)孔隙率（%）相對密度墊層料1520過渡層細堆石料1822主堆石區(qū)堆石料2025下游區(qū)堆石料2328砂礫石料 面板設計 面板的分縫面板應根據(jù)壩體變形及施工條件進行分縫，垂直縫的間距可為1218m。在壩肩附近的面板應設張性垂直縫，其余部分的面板設壓性垂直縫。面板水平施工縫的設置宜考慮施工條件，滿足臨時擋水或分期蓄水的要求。綜合考慮，面板只設垂直縫，不設水平縫，垂直縫間距15m，靠近左右壩肩處設張性縫，間距為10m， 面板構(gòu)造圖 面板厚度面板厚度的確定應滿足下列要求：(1)應能便于在其內(nèi)布置鋼筋和止水。 (2)控制滲透水力梯度不超過200； (3)在達到上述要求的前提下，應選用較薄的面板厚度，以提高面板柔性，降低造價。根據(jù)《混凝土面板堆石壩設計規(guī)范》SL22898，,并向底部逐漸增加，在相應高度處的厚度可按下式確定：t=+()H 式中 t——面板厚度，m。 H——計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。 面板混凝土強度等級應不低于C25； 面板混凝土的抗?jié)B等級應不低于W8；面板混凝土的抗凍等級應按照SL21198《水工建筑物抗冰凍設計規(guī)范》的規(guī)定確定。取混凝土面板堆石壩的面板混凝土強度等級為C25,混凝土抗?jié)B等級為W12，抗冰凍等級為F100。面板混凝土中摻用Ⅱ級粉煤灰，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配置增強鋼筋。 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，并加強混凝土面板表面的保濕和保溫養(yǎng)護，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線；(2)趾板面等高線垂直于壩軸線；(3)趾板面等高線適應開挖線以后的巖面。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線。 為防止趾板地基在設計水頭作用下產(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)驗數(shù)據(jù)： （1）對于堅硬可灌的新鮮基巖，H/s=2025。 （2）對于微、弱風化基巖，H/s=10。 （3）對于強風化、較破碎、軟弱基巖，H/s=25。經(jīng)過開挖后巖基基本為微弱風化基巖，所以H/s=10，, ，壩址寬度s取為10m。 趾板厚度應滿足自身穩(wěn)定和引起灌漿蓋板作用，同時考慮穩(wěn)定應力和施工要求。現(xiàn)在設計趾板厚度一般都與面板同厚。 該段是作為面板滑模施工時起始工作面，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膜。根據(jù)《混凝土面板堆石壩接縫止水技術(shù)規(guī)范》，對于壩高50M100m的壩，周邊縫除設底部銅止水片外，應設第二道止水。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底部銅止水片；防浪墻底縫應在縫底部設銅止水片外，宜在縫頂部加設止水。對于本設計，壩高為69m,所以周邊縫既要設置底部銅止水片外，又設第二道止水，第二道止水在縫頂部采用無黏性填料或柔性填料；對于張性垂直縫只設底部銅止水片；對于防浪墻底縫在縫底部設銅止水片，在縫頂部也加設止水。具體見圖紙細部構(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，若處理不當不僅直接影響壩的安全，亦較難補救，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，導致面板局部應力集中對于趾板上游岸坡開挖揭露的巖石，如裂隙發(fā)育、風化速度較快時，必須采取噴水泥砂漿或噴混凝土的保護措施，以防止巖石表面風化、波浪淘刷等的破壞。趾板地基承受的水力梯度最大，因此，除對地基進行固結(jié)和帳幕灌漿以外，還必須對趾板部位巖石節(jié)理和裂縫進行嚴格的處理?；鶐r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，進行嚴格沖洗，不應留有任何松散顆粒，目的是使趾板混凝土與巖石牢固結(jié)合。當巖石節(jié)理、裂隙比較發(fā)育，會引起嚴重滲水時，需要澆筑混凝土蓋板或噴射混凝土；為防止細料被滲漏帶出，蓋板后還需鋪設反濾料。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，應進行固結(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措施。對壩基中的斷層和破碎帶進行處理，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隔水層。 壩體沉降計算對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算模型本身和計算參數(shù)的準確性等為題，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，也僅能是一種量級上的估算，都只是一種近似的方法，一般采用下式對壩體垂直沉降量進行經(jīng)驗估算： 式中：——待建壩壩體的預計沉降值； ——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。設定=100MPa,混凝土面板堆石壩最大壩高為69m,計算未來十年堆石壩壩體的預計垂直沉降量，： 堆石壩壩體沉降計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計壩體沉降量平均值：按上述計算結(jié)果可知，,不會對大壩產(chǎn)生嚴重破壞。 壩體滲流計算 滲流計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的位置； （2）確定壩體與壩基的滲流量,以便估計水庫滲漏損失； （3）確定壩坡出逸段和下游地基表面的出逸坡降； （4）確定庫水位降落時上游壩坡的浸潤線的位置和孔隙水壓力； 滲流計算方法主要有解析法、手繪流網(wǎng)法、實驗法和數(shù)字法四種。解析法又分為流體力學法和水力學法，流體力學法理論嚴謹，只能解決某些邊界條件較為簡單的情況；水力學法計算簡易，精度可滿足工程要求，并在實踐工程中得到了廣泛的驗證。用水力學法進行滲流計算時，作出三個假定：①壩體土是均質(zhì)的，壩內(nèi)各點在各個方向的滲透系數(shù)相同；②滲流是層流，符合達西定律；③滲流是漸變流，過水斷面上各點的坡降和流速是相等的。本設計滲流分析計算近似按照有限深透水地基上斜墻土石壩滲流計算方法。 滲流計算分析計算公式如下：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。將各個參數(shù)帶入上面兩式，其中每日總滲流量近似按計算，t為時間，單位s；L為壩頂長度，單位m。 滲流計算成果表計算工況上游水深m下游水深m單寬流量滲流水深m總滲流量m179。/s正常蓄水位設計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計規(guī)范》，混凝土面板堆石壩壩坡參照已建工程選用，一般可不進行穩(wěn)定分析。當存在下列情況之一時，須進行相應的穩(wěn)定分析： （1）壩基有軟弱夾層或壩基砂礫石層中存在細砂層、粉砂層或粘性土夾層； （2）壩址位于地震設計烈度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； （4）壩體用軟巖堆石料填筑； （5）地形條件不利。本設計大壩，壩基開挖到堅硬巖層；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，不存在須進行穩(wěn)定分析的五種情況，因此可以不進行壩體穩(wěn)定分析。 第五章 溢洪道設計 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，其主要任務是泄洪，包括進水渠、控制段、泄槽、消能防沖設施。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?，蓄水時控制堰與攔河壩一起組成擋水前緣，泄洪時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上的特點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。設計條件如下：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，應使進水順暢； （3）進水渠較長時，宜在控制段之前設置漸變段，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，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。引水渠底板設為等寬。進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，采用漿砌石護面。 控制段溢流堰選用實用堰，堰面曲線采用非真空型堰面曲線，WES標準剖面堰，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。 安全超高下限值運用情況控制段建筑物級別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。泄槽在設置彎道時，宜滿足下列要求： （1）橫斷面內(nèi)流速分布均勻； （2）沖擊波對水流擾動大影響小； （3）在直線段和彎段之間，可設置緩和過渡段； （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，地基較差者縱坡應較緩，常用縱坡值為1%15%；堅強的巖基縱坡可以很陡，實踐中有的甚至陡達1:1。為減少開挖和襯砌工程量，并有較好的水流條件，設置變坡，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，保護巖石不受風化，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計洪水標準為30年一遇洪水設計，由于資料不全，無法確定30年一遇洪水的相應水位資料，固調(diào)整為50