【文章內容簡介】 具有防止墊層內細顆粒流失的反濾作用，并保持自身抗?jié)B穩(wěn)定性。設計中采用新鮮的灰?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，因此混凝土面板應具有較高的防滲性能，抗?jié)B標號一般不低于W6。為使面板適應這種變形防止產生較大的彎曲應力，混凝土應有一定的強度。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，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)質摻合料同時粉煤灰的質量等級不宜低于Ⅱ級，粉煤灰摻量宜為15％～30％，面板混凝土應摻用引氣劑，并同時摻用高效減水利或普通減水劑。面板混凝土應采用二級配骨料，石料最大粒徑應不大于40mm。面板混凝土的水灰比。5. 面板混凝土防裂措施（1） 面板建基面應平整，不應存在過大起伏差、局部深坑或尖角，側模應平直。（2）面板混凝土配合比中應采用優(yōu)質外加劑和摻合料，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構。1．趾板布置設計(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，要求水力坡降J=H/b不超過容許值(弱風化巖石地基容許水力梯度為1020)經計算：。(2) 趾板厚度：根據《混凝土面板堆石壩設計規(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。根據水工設計規(guī)范，趾板混凝土可采用與面板混凝土一樣的標準。趾板混凝土應具有優(yōu)良的和易性、抗裂性、抗?jié)B性和耐久性。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)質摻合料同時粉煤灰的質量等級不宜低于Ⅱ級，粉煤灰摻量宜為15％～30％，趾板混凝土應摻用引氣劑，并同時摻用高效減水利或普通減水劑。趾板混凝土應采用二級配骨料，石料最大粒徑應不大于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。趾板應用錨筋與基巖連接，錨筋參數可按經驗確定。趾板建基面附近存在緩傾角結構面時，錨筋參數應根據穩(wěn)定性要求或抵抗灌漿壓力確定。4．趾板分縫設計目前有些工程沿趾板長度方向在一般地段不設永久伸縮縫，施工縫間鋼筋穿過，不設止水，可簡化周邊縫結構，方便施工。但本工程地形復雜，趾板在地形變化處或轉彎處為適應趾板基礎的不均勻沉降需設伸縮縫，間距視其地形變化而定。為加強趾板與基礎的連接，保證趾板在固結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。參照已建工程經驗，并結合施工要求和設計規(guī)范，并將插入基巖1m。同時，防滲墻與趾板之間設置寬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。接縫止水設計的原則：能適應接縫處的位移和滿足防滲要求，有利于施工及保證質量，各道止水間應形成統(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。結合我國面板壩的經驗，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。本次設計中，大壩應設底部銅止水片，并可在縫中部或縫頂部設一種止水。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、縫頂柔性填料應自成封閉的止水系統(tǒng)，或將中部止水帶和頂部柔性填料連接至垂直縫的銅止水片上，實現封閉。銅止水片的底部應設置墊片。周邊縫內部應設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堆石體變形并減小結構拉力和溫度應力，通常將面板分成若干條塊，相鄰條塊間內設止水，即伸縮縫。每一條塊從上到下為一整體結構，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。大壩面板只設垂直縫，不設水平縫，在兩壩肩附近的面板內設張性垂直縫，其余部分的面板內設壓性垂直縫，垂直縫內不設填充料，縫面應涂刷薄層瀝青乳劑，應垂直于周邊縫布置。本設計中，兩岸各8條張性垂直縫，中間10條為壓性垂直縫。壓性垂直縫底部設銅片止水；張性垂直縫底部設銅片止水，縫頂設柔性止水。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，該類接縫設置為柔性變形縫，縫底設銅止水片，縫中部設PVC止水，縫頂設柔性止水，縫內填12mm厚瀝青木板，頂部覆蓋粉煤灰（或粉細沙）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備提供依據；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，檢查產生滲透變形的可能性，以便采取適當的控制措施。二、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雜的空間問題轉化為平面問題。分析方法主要有流體力學法、水力學法、流網法和實驗法。流體力學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）。此法立論嚴謹，但只在幾種很簡單的邊界條件下才有精確的理論解，在邊界條件比較復雜的實際工程中難于應用。水力學法是在一些假定基礎上的近似解法，只能求得某一斷面的平均滲透要素，不能準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計要求的精度，所以在實際工程中應用廣泛。流網法是用繪制流網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學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法進行滲流分析。本次設計仍采用水力學法進行分析，作如下基本假定：①壩體各部分土料是均質的，壩體內任一點在各方向的滲透系數相同；②滲透水流屬層流運動，符合達西定律，即滲透流速v=kJ（k為滲透系數，J為滲透坡降）；③滲透水流為穩(wěn)定漸變流，任意過水斷面上各點的流速和水頭可認為是常數。 滲流計算一、計算原理選擇水力學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。根據壩內各部分滲流狀況的特點，將壩體分為若干段，應用達西定理近似解土壩滲流問題，計算假定任一鉛直過水斷面內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，其值見下表： 表41 滲流系數面板與砼防滲墻K0壩身堆石K基巖KT滲流系數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=根據水流連續(xù)條件有q1=q2，將以上數據代入兩個公式中聯立可解得:h=；q1=q2= m3/（sm）。（2）設計洪水位已知：；；壩前水深：H1==；壩后水深：H2==地基厚度T＝10m；L=++8=。根據水流連續(xù)條件有q1=q2，將以上數據代入兩個公式中聯立可解得：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=，根據水流連續(xù)條件有q1=q2，將以上數據代入兩個公式中聯立可解得：h=；q1=q2= m3/（sm）。3. 計算表格表42 滲流計算表格參數正常狀況設計狀況校核狀況K0（m/s）δsinαLH2T101010δ1222KTKH154m2A1A2A3h q1=q2QJ根據上表得最終結果如下表：表43 各狀況滲流計算結果設計工況上游水深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η來判別：當η10時易發(fā)生流土；當η20時易發(fā)生管涌，允許坡降J=；當10η20時不定，允許坡降J=。該壩的壩體材料不均勻系數10η20，故其允許坡降應小于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 計算情況