【文章內(nèi)容簡介】 高。 設(shè)計基本資料 特征水位及流量校核水位（P=%）= ；Z下游水位=Qmax下泄=設(shè)計水位（P= %）= ；Z下游水位= Qmax下泄= 水文氣象資料1） ；℃；2） ℃；℃；3） 多年平均最大風速為20m/s；。4） 泥沙：多年平均輸沙量為179萬t。5） 工程地質(zhì)參數(shù)：詳見本說明書第三章。6） ，相應(yīng)地震基本列度小于6度。7） 材料容重：混凝土γc24KN/ m鋼筋混凝土γ025KN/m3 、漿砌石塊22KN/m3。： 水庫參數(shù)表項 目參 數(shù)水位正常蓄水位時（設(shè)計洪水位）上游水位（m） 下游水位（m）校核洪水位時上游水位（m） 下游水位（m）泥沙泥沙高程（m） 泥沙內(nèi)摩擦角（176。）16泥沙浮容重（KN/ m3）11重度砼（KN/ m3）24鋼筋砼（KN/ m3）25漿砌石（KN/ m3）22泥沙（KN/ m3）18水（KN/ m3）滲透壓力強度系數(shù)設(shè)防滲帷幕及排水孔（河床壩段）設(shè)防滲帷幕及排水孔（岸坡壩段）設(shè)防滲帷幕及排水孔（排水管帷幕處） 非溢流壩段剖面設(shè)計 壩頂高程壩頂高程應(yīng)高于校核洪水位，壩頂上游防浪墻頂?shù)母叱蹋瑧?yīng)高于防浪頂高程。防浪墻頂至設(shè)計洪水位或校核洪水位的高差?h，可按下式計算：?h =h 1%+hz+hc （41） 式中：h 1%為累計頻率為1%時的波浪高度，m。 hz為波浪中心線高于靜水位的高度，對于山區(qū)水庫，波浪要素按官廳公式計算如下:hl=（42）L= （43）hz =（πhl2/L）cth（2πH/L） （44）H為壩前水深，m。 hc為為安全加高。 V0——計算風速，m/s，～。校核洪水位四宜用相應(yīng)洪水期的多年平均風速,m/s；D——吹程。；L——波長，m； 安全加高表荷載組合（運用情況）壩的級別1235基本組合（正常情況）特殊組合（校核情況）壩頂高程（或壩頂防浪墻高程）按下式計算，并選用其中的較大值。壩頂高程=設(shè)計洪水位+Δh設(shè)壩頂高程=校核洪水位+Δh校 壩頂高程計算成果表計算情況風速Vm/s波浪高度hl：m波浪長度L:m風壅水高hz：m安全加高hc：m靜水超高m壩頂高程m設(shè)計情況校核情況，故最大壩高為： = m 壩頂寬度為了適用于運用和施工的需要，壩頂需要一定的寬度。一般地，壩頂寬度取最大壩高的8%—10%，并且不小于3米。同時，為了滿足設(shè)備布置、運行、交通及設(shè)施的需要，經(jīng)過分析選取山湘水電站非溢流壩的壩頂寬度為6m，其中向上游側(cè)外挑1m，向下游側(cè)外挑2m（總寬度為9m）。 壩面坡度壩址區(qū)的巖體質(zhì)量基本一致。河床與河谷兩岸的弱風化巖體基本為Ⅲ級；一般強風化巖體質(zhì)量在Ⅲ~Ⅳ級之間；微風化或新鮮巖體質(zhì)量為Ⅱ級。巖基較完整，堅硬，f，c值較大，可不借助上游壩面水重幫助壩體維持穩(wěn)定，故上游壩坡做成鉛直，上游邊坡系數(shù)n取0， 。 上游壩坡采用鉛直型，下游起坡點位置的選擇應(yīng)根據(jù)壩的實用剖面型式、壩頂寬度，. 壩底寬度由下游起坡點高程、坡度、～（～）范圍內(nèi)，說明壩底寬度符合要求。 地基防滲與排水設(shè)施擬定由于防滲的需要，壩基面須設(shè)置防滲帷幕和排水孔幕。壩身排水管應(yīng)靠近上游壩面，以便盡早排除滲水，但與壩面的距離一般不得小于壩前水深的1/10～1/20（～），以免滲透坡度過大，導(dǎo)致壩面混凝土發(fā)生溶濾破壞。由于本設(shè)計壩址基巖較好，采用先施工重力壩底板，再澆筑重力壩的方式。故非溢流壩只設(shè)計防滲帷幕，其中心線在壩基面處距離壩踵分別為4m。圖41 非溢流壩剖面尺寸圖 荷載計算及荷載組合1） 計算情況的選擇（以下各組合情況均取單位壩長計算）在設(shè)計重力壩剖面時，按照承載能力極限狀態(tài)計算荷載的基本組合和偶然組合。各種荷載組合如表所示。重力壩非溢流壩段的荷載主要有：自重、靜水壓力、浪壓力、揚壓力等，常取1m壩長進行計算。2） 計算截面的選擇抗滑穩(wěn)定的計算截面一般選擇在受力較大、抗剪強度低、容易產(chǎn)生滑動破壞的截面，一般情況有以下幾種：壩基面、壩基內(nèi)軟弱層面。壩基緩傾角結(jié)構(gòu)面、不利的地形、混凝土的層面等。應(yīng)力分析的位置一般有：壩基面、折坡處的截面、壩體削弱部位等。本次設(shè)計僅以壩基面為例分析計算。本次設(shè)計以正常(設(shè)計)洪水情況和校核洪水情況為例進行荷載分析計算。重力壩荷載組合設(shè)計情況荷載作用自重靜水壓力揚壓力浪壓力冰壓力地震力基本組合正常蓄水情況++++00設(shè)計洪水情況++++00冰凍情況+++0+0偶然組合校核洪水情況++++00地震情況++++0+3） 荷載分布見圖圖42 荷載分布圖 荷載的計算 作用在重力壩上的荷載主要有：重力，靜水壓力，揚壓力，浪壓力（根據(jù)水庫的水位，地質(zhì)以及運行條件，本設(shè)計不考慮泥沙壓力，而且地震烈度小于6度，不考慮地震荷載），冰壓力、土壓力忽略。 溫度荷載：一般可采取措施來消除，穩(wěn)定應(yīng)力分析時可以不計入。風荷載、雪荷載、人群荷載等在重力壩荷載中所占比例很小，可忽略不計。1） 壩體自重壩體自重荷載計算圖43圖43 自重荷載圖計算公式自重： （45） 式中：——壩體體積（），由于取1m壩長，可以用斷面面積代替，通常把它；—— 壩體混凝土的重度，本設(shè)計取=24KN/ 本設(shè)計通過計算自重（過程見計算書）得：W1=W2=W=W1+W2=.對壩基面截面形心力臂： （46）L1 =L2=2/3B21/2B （47）L2=2/3()1/2=自重荷載對壩基面截面形心的彎矩：M=WL （48） M1=W1L1=m（逆）M2=W2L2=m（逆）2） 靜水壓力靜水壓力是作用在上下游壩面的主要荷載，計算時常分解為水平水壓力 PH和垂直水壓力 PV 兩種。圖44 壩體所受水壓力圖計算公式水平水壓力： （49）垂直水壓力： （410）式中：H——計算點的作用水頭，m；——水的重度，；V ——水壓力體的體積，m3；正常工況下水壓力計算結(jié)果見表44，校核工況下水壓力計算結(jié)果見表45（過程見計算書）。3） 揚壓力揚壓力包括浮托力以及滲透壓力兩部分。滲透力由上下游水位差H產(chǎn)生的滲流在壩內(nèi)或壩基面上形成的水壓力；浮托力是由下游水面淹沒計算截面而產(chǎn)生向上的水壓力。揚壓力的分布與壩體結(jié)構(gòu)、上下游水位，防滲排水等因素有關(guān)。壩基面揚壓力計算方法如下：壩踵處的揚壓力強度γH1,壩趾處的揚壓力強度為γH2，與巖體的性質(zhì)和構(gòu)造、帷幕的深度和厚度、灌漿質(zhì)量、排水孔的直徑、間距和深度等因素有關(guān)?！P壓力的大小等于揚壓力分布圖的面積。只要計算揚壓力面積圖，就可以計算壩基面的揚壓力。圖45揚壓力圖計算公式 (411) (412) (413) (414) (415)式中：U——揚壓力，KN；——水的重度，；α——揚壓力折減系數(shù)（），——上游水深，m；——下游水深，m；—— 上下游水位差，m；B——壩底寬度B＇——帷幕中心到壩踵的距離正常工況下計算結(jié)果見表44，校核情況下計算結(jié)果見表45 ，（過程見計算書）4） 浪壓力圖46浪壓力荷載計算圖計算公式本水庫平均浪高、平均波長按官廳水庫式計算：h1%=（416）L=% （417）hz=（πh1%2/L）cth（2πH/L） （418）根據(jù)前面的壩頂高程的計算:設(shè)計情況時 h1% =, L=,hz=。 校核情況時：h1%=, L=,hz=。 因為壩前水深大于半平均波長，波浪運動不受庫底的約束，這樣條件下的波浪稱為深水波。根據(jù)深水波的浪壓力計算公式Pl=γL（h1%+hz）/4 （419）正常工況下水壓力計算結(jié)果見表44，校核工況下水壓力計算結(jié)果見表455） 其他荷載地震荷載：本地區(qū)基本烈度小于6度，故不考慮地震荷載；溫度荷載：可通過溫控措施來消除，故本設(shè)計不考慮溫度荷載；冰壓力：本地區(qū)年平均氣溫大于零度，故不考慮。以上的荷載在穩(wěn)定以及應(yīng)力分析時，可不計入。風荷載，雪荷載，人群荷載等在重力壩荷載中占比例較小，可以忽略不計。 非溢流壩段正常（設(shè)計）情況下主要荷載的計算成果荷載作用及其分項系數(shù)設(shè)計值（KN）對截面形心的力臂(m)力矩的設(shè)計值(KNm)垂直力水平力↓↑→←↘＋↙自重()W1W2靜水壓力（）P1P2下游水重（）P3揚壓力U1（）U2（）178U3（）U4（）356小計浪壓力（）P1小計總計Σ↓→↙ 非溢流壩段校核情況下主要荷載的計算成果荷載作用及其分項系數(shù)設(shè)計值（Km）對截面形心的力臂(m)力矩的設(shè)計值(Kmm)垂直力水平力↓↑→←↘＋↙自重()W1W2靜水壓力（）P1 P2 水重（）P3揚壓力U1（） U2（） U3（） U4（）359 小計浪壓力（）P1 小計 總計Σ ↓→↙ 穩(wěn)定分析工程實踐和試驗研究表明，巖基上混凝土重力壩的失穩(wěn)破壞可能有兩種類型：一種是壩體沿抗剪能力不足的薄弱層面產(chǎn)生滑動，包括沿壩與基巖接觸面的滑動以及沿壩基巖體內(nèi)連續(xù)軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生的深層滑動；另一種是在荷載作用下上游壩踵以下巖體受拉產(chǎn)生傾斜裂縫以及下游壩趾巖體受壓被壓碎引起傾壞。圖47（a）沿軟弱面深層滑動示意圖 (b)傾倒破壞示意圖在一般情況中只進行抗滑穩(wěn)定分析。本工程也只進行抗滑穩(wěn)定分析。沿壩基面的抗滑穩(wěn)定。 抗滑穩(wěn)定計算公式目