【文章內(nèi)容簡介】 方案一：壩軸線取在上游如圖所示：上游壩軸線所處的河谷斷面呈對稱的“U”型河谷，地質(zhì)屬穩(wěn)定型地質(zhì)構(gòu)造巖層總體傾向上游，致使左岸以順向邊坡為主，庫區(qū)兩岸坡度為10176。—20176。之間。植被較為發(fā)育，庫區(qū)河流兩岸有兩級階級分布。壩軸線較長，庫容小，比較開闊，開挖量大，工程成本高，宜修重力壩，且筑壩的材料需求大。方案二：壩軸線取在中游如圖所示：上游壩軸線所處的河谷斷面左右岸呈對稱的“U”型河谷，巖層總體傾向上游，致使左岸以順向邊坡為主，庫區(qū)兩岸坡度為10176。—20176。之間。植被較為發(fā)育，庫區(qū)河流兩岸有兩級階級分布。庫容相對較大，淹沒耕地面積較小，右岸有懸崖部分層理破壞大，破碎帶多，壩軸線適中，投資減少，工期縮短宜修重力壩。方案三：壩軸線取在下游如圖所示：上游壩軸線所處的河谷斷面左右岸呈對稱的“U”型河谷，巖層總體傾向上游，致使左岸以順向邊坡為主，庫區(qū)兩岸坡度為10176。—20176。之間。植被較為發(fā)育，庫區(qū)河流兩岸有兩級階級分布。下壩線左壩壩岸較長，工程量較大，左壩岸占有耕地，工程成本高。綜上所述：根據(jù)各壩線的位置進行綜合性比較，最終確定中壩線為壩軸線。 壩型選擇土石壩修筑土石壩，壩身不能溢流，必須修建溢洪道，導致建筑物分散，不利于管理。施工導流條件差，圍堰時要修筑導水隧洞或明渠導流，工程成本高。土料運輸受氣候的影響大，土石壩的填筑材料為散粒體結(jié)構(gòu)，抗剪強度低，防滲處理工作大，顆粒間粘結(jié)力小，土石壩的抗沖能力低，顆粒間存在較大的孔隙，導致產(chǎn)生沉降。拱壩拱壩對地形的要求，需要壩址上游寬闊，左右岸對稱，岸坡平順無突變，該處是寬淺的不對稱“U”型谷，不能修筑拱壩。重力壩重力壩對地形、地質(zhì)條件適應性好，任何形狀的河谷都可以修建重力壩，樞紐泄洪及導流問題容易解決，結(jié)構(gòu)簡單，體積大，有利于機械化施工，傳力系統(tǒng)明確，便于分析與設計，運行期間的維護及檢修工作量較少，建筑物布置集中便于管理。綜上所述:根據(jù)重力壩，土石壩和拱壩的特點，進行綜合性比較，最終選擇混凝土重力壩。 剖面設計（1） 基本剖面的設計 根據(jù)重力壩的荷載特點與工作特點，基本剖面為三角形，如圖21所示。659表21 正常蓄水位時的各項參數(shù)上游水深H1下游水深H2上下游水位差H上游壩坡坡率n下游壩坡坡率m壩底寬度B揚壓力折減系數(shù)α抗剪斷參數(shù)f39?？辜魯嗄哿39。0 （二）實用剖面的確定、壩底寬度的確定根據(jù)地形圖資料得河底高程為668m，由地質(zhì)資料可知該壩壩址覆蓋層厚度為03m,弱風化層厚度為35m,所以開挖深度為5m,水深4m，河底高程664m。壩底高程為659m。根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，下游壩坡坡率m=，取m=。則壩底寬度B=因為要考慮交通要求，所以寬度取6m。該工程屬于?。?）型，壩的安全級別為4級。正常蓄水位時：校核洪水位時：壩頂高程： 1）設計洪水位時 風速V=波高：波長：壅高：因為 ,所以。 2）校核洪水位時 風速V=波高：波長：壅高：因為 ,所以，所以，相比之下。帷幕灌漿：根據(jù)要求，設置一排帷幕，孔距4m廊道：選用城門洞形，高4m。廊道底面距壩基面為4m,，廊道距上游面4m。1荷載組合計算：1）、壩體自重: 2)、靜水壓力表22 校核洪水位時的各項參數(shù)上游水深H1下游水深H2上下游水位差H上游壩坡坡率n下游壩坡坡率m壩底寬度B揚壓力折減系數(shù)α0上游水壓力：下游水壓力：3）、揚壓力： 4）、淤沙壓力： 壩前泥沙淤積高度: 淤沙的容重: 淤沙的內(nèi)摩擦角: 則淤沙壓力: 5)、浪壓力：壩前水深，所以浪壓力按深水波計算。浪壓力 ： 承載能力極限狀態(tài)1）、正常蓄水位（基本組合）時抗滑穩(wěn)定性極限狀態(tài)驗算表24 正常蓄水位時的荷載作用荷載符號大小(KN)作用方向作用點距壩基面形心距離（m）產(chǎn)生力矩（）力矩和（）自重W1↓W2↓靜水壓力P1→P2←揚壓力U1↑00U2↑U3↑U4↑浪壓力PL→淤沙壓力PS→下游水重W↓因為結(jié)構(gòu)安全級別為3級，則結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，設計狀況系數(shù) 結(jié)構(gòu)系數(shù): 作用效應函數(shù): 抗力函數(shù) : 則 所以 ＜ 經(jīng)過計算可知，該重力壩在校核洪水位情況下壩基面的抗滑穩(wěn)定性滿足要求。2）、壩趾抗壓強度極限狀態(tài) 因為結(jié)構(gòu)安全級別為3級，則結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，設計狀況系數(shù) 結(jié)構(gòu)系數(shù) 作用效應函數(shù): 選用混凝土，則設計值為：抗力函數(shù)：則 3）、校核洪水位（偶然組合）時抗滑穩(wěn)定性極限狀態(tài)表23 校核洪水位時的荷載作用荷載符號大小(KN)作用方向作用點距壩基面形心距離（m）產(chǎn)生力矩（）力矩和（）自重W1↓W2↓靜水壓力P1→P2←揚壓力U1↑00U2↑U3↑U4↑浪壓力Pl→淤沙壓力PS→下游水重W↓因為結(jié)構(gòu)安全級別為3級，則結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，設計狀況系數(shù)，結(jié)構(gòu)系數(shù)作用效應函數(shù)： 抗力函數(shù)： 則 所以 ＜ 經(jīng)過計算可知，該重力壩在校核洪水位情況下壩基面的抗滑穩(wěn)定性滿足要求。4)、壩趾抗壓強度極限狀態(tài) 因為結(jié)構(gòu)安全級別為3級，則結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，設計狀況系數(shù) ，結(jié)構(gòu)系數(shù) 選用混凝土。 作用效應函數(shù): 選用混凝土，則設計值為：抗力函數(shù)：則 所以經(jīng)計算，該重力壩在校核洪水位情況下壩趾抗壓強度滿足要求。5）、上游壩踵不出現(xiàn)拉應力極限狀態(tài)。因此上游壩踵不出現(xiàn)拉應力極限狀態(tài)屬于正常使用極限狀態(tài)。，結(jié)構(gòu)功能的極限值c=0.(一)正常蓄水位（基本組合）時壩體邊緣應力計算表25 正常蓄水位時的荷載作用荷載符號大小(KN)作用方向作用點距壩基面形心距離（m）產(chǎn)生力矩（）力矩和（）自重W1↓W2↓靜水壓力P1→P2←揚壓力U1↑00U2↑U3↑U4↑浪壓力PL→淤沙壓力PS→下游水重W↓表26 正常蓄水位時的各項參數(shù)上游水深H1下游水深H2上下游水位差H上游壩坡坡率n下游壩坡坡率m壩底寬度B淤沙高程m揚壓力折減系數(shù)α24．30m6．50m17．80m030．08669．00不計揚壓力 上游面垂直正應力：下游面垂直正應力： 上游面剪應力： 下游面剪應力： 上游面水平正應力： 下游面水平正應力： 上游面主應力： 下游面主應力： 計入揚壓力時 上游面垂直正應力：下游面垂直正應力： 上游面剪應力： 下游面剪應力： 上游面水平正應力： 下游面水平正應力： 上游面主應力： 下游面主應力： （二）、正常蓄水位時壩體內(nèi)部應力的計圖24 壩內(nèi)主應力計算簡圖壩內(nèi)垂直正應力根據(jù)在水平截面上呈直線分布的假定可得距下游壩面x處的為：其中a、b由邊界條件和偏心受壓公式確定。當x=0時，當x=B時， 壩內(nèi)剪應力 根據(jù)呈線性分布，由平衡條件可得出水平截面上剪應力呈二次拋物線分布，即： 其中，、由邊界條件確定。 所以： 壩內(nèi)水平截面正應力 根據(jù)在水平截面呈二次拋物線分布，由平衡條件可得出水平正應力 呈三次拋物線分布，即： 其中、可由邊界條件確定。由于的三次拋物線分布與直線相當接近。因此，可近似地作為直線分布，即： 所以： 4