【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 可選用8m。當(dāng)壩頂有交通要求時(shí)，其寬度應(yīng)按照道路等級(jí)要求遵照交通部門的有關(guān)規(guī)定來(lái)確定。又壩高大于70米，屬于中高壩。綜合考慮各因素，本設(shè)計(jì)方案壩頂寬度采用8m。土石壩壩坡的陡緩直接影響著工程的安全性與經(jīng)濟(jì)性，因而在選擇時(shí)應(yīng)特別重視。壩坡的確定，常需綜合考慮壩型、壩高、壩的等級(jí)、壩體及壩基材料的性質(zhì)、所承受的荷載、施工和運(yùn)用條件等因素。一般參照已建成類似工程經(jīng)驗(yàn)擬定壩坡，再經(jīng)過(guò)計(jì)算分析逐步修改確定。在滿足穩(wěn)定要求的前提下，應(yīng)盡可能使壩坡陡些，以減少壩體工程量。土石壩上游壩坡長(zhǎng)期浸泡于水中，土的抗剪強(qiáng)度下降，會(huì)降低壩體的穩(wěn)定性。所以當(dāng)材料相同時(shí)，上游坡常比下游坡緩，對(duì)于同一側(cè)的壩坡，水下部分常比水上部分緩，鋼筋混凝土面板堆石壩比土壩陡。本設(shè)計(jì)中，；,下游每隔30m設(shè)置馬道。設(shè)置馬道有利于壩坡穩(wěn)定，防止壩面沖刷，便于觀測(cè)和檢修、設(shè)置排水設(shè)備，也可作為交通之用?；炷撩姘宥咽瘔我远咽w為支承結(jié)構(gòu)，采用混凝土面板作為壩的防滲體，并將其設(shè)置在堆石體上游面，它由防滲系統(tǒng)、墊層、過(guò)渡層、主堆石體、次堆石體等組成。一、壩體材料分區(qū)原則 壩體中應(yīng)有暢通的排水通道且壩料之間應(yīng)滿足水力過(guò)渡的要求，各區(qū)壩料的透水性宜按水力過(guò)渡要求從上游向下游增加，下游堆石區(qū)下游水位以上的壩料不受此限制；壩軸線上游側(cè)壩料應(yīng)具有較大的變形模量且從上游到下游壩料變形模量可遞減，以保證蓄水后壩體變形協(xié)調(diào)，盡可能減小對(duì)面板變形的影響，從而減小面板和止水系統(tǒng)遭到破壞的可能性；充分合理利用樞紐的開挖料，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)的目的。二、壩體分區(qū)設(shè)計(jì)根據(jù)分區(qū)原則，壩體從上游向下游依次分為：混凝土面板（F）、墊層區(qū)（2A）、過(guò)渡區(qū)（3A）、主堆石區(qū)（3BⅠ、3BⅡ）、下游次堆石區(qū)（3C）及下游護(hù)坡（3D）。三、壩體填料設(shè)計(jì)（1A）（細(xì)粉砂鋪蓋區(qū)）面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范要求100m以上的高混凝土面板堆石壩，在面板下部的上游側(cè)設(shè)置上游鋪蓋區(qū)，而本設(shè)計(jì)壩體高度為73m屬于中壩，因此不需設(shè)專門的上游鋪蓋區(qū)。（2A）墊層區(qū)位于混凝土面板的底部，主要為混凝土面板提供一個(gè)均勻的、穩(wěn)定的、具有低壓縮性的優(yōu)良基礎(chǔ)，將作用于面板上的庫(kù)水壓力較均勻的傳遞給下游的過(guò)渡區(qū)和堆石區(qū)，同時(shí)又緩和下游堆石體變形對(duì)面板的影響，改善面板應(yīng)力狀態(tài)，因此，墊層應(yīng)為高密實(shí)度而又具有一定塑性的堆石層。同時(shí)，墊層與面板直接接觸，墊層本身在水壓力作用下產(chǎn)生的變形對(duì)面板影響更大，故還應(yīng)具有盡可能大的變形模量；為使墊層具有一定程度的臨時(shí)面板作用，以擋汛期洪水，還需有低透水性。有時(shí)也作為壩體防滲的第二道防線，是最為重要的一個(gè)區(qū)。墊層料由壩址上游約200m處正開采的新鮮灰?guī)r巖料和碎石加工而成。設(shè)計(jì)要求最大粒徑為80 mm，小于5 mm的顆粒含量為40%50%， mm的顆粒含量為＜10%，級(jí)配連續(xù)。 g／cm3，孔隙率1520%，滲透系數(shù)K=1104cm／s，允許滲透坡降J＞70。上下游水平寬度均為3m，用10t振動(dòng)碾壓4遍以上。為了改善壩體與岸坡的連接， H（H為該處作用水頭）。（2B）周邊縫下游側(cè)的特殊墊層區(qū)，宜采用最大粒徑小于40mm且內(nèi)部穩(wěn)定的細(xì)反濾料，薄層碾壓密實(shí)，以盡量減少周邊縫的位移。同時(shí)對(duì)縫頂粉細(xì)砂、粉煤灰等能起到反濾作用。（3A）過(guò)渡區(qū)（3A）位于墊層區(qū)（2A）和主堆石區(qū)（3B）之間，起過(guò)渡作用，材料的粒徑級(jí)配和密實(shí)度要求位于兩者之間，對(duì)低透水的墊層料起滲流保護(hù)和排水作用。要求過(guò)渡區(qū)材料具有較高的密實(shí)度和較大的變形模量，同時(shí)還應(yīng)具有防止墊層內(nèi)細(xì)顆粒流失的反濾作用，并保持自身抗?jié)B穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)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(jí)配連續(xù)，壓實(shí)后應(yīng)具有低壓縮性和高抗剪強(qiáng)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(duì)于主堆石區(qū)，堆石級(jí)配最大粒徑不得超過(guò)壓實(shí)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(jí)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(hù)坡保護(hù)壩體下游坡面，增強(qiáng)壩體的抗滑穩(wěn)定性。下游護(hù)坡采用新鮮平整的超徑大石，填筑厚度為1m。、趾板設(shè)計(jì)面板是堆石壩防滲系統(tǒng)的重要組成部分，長(zhǎng)期在高水力梯度作用下工作，因此混凝土面板應(yīng)具有較高的防滲性能，抗?jié)B標(biāo)號(hào)一般不低于W6。為使面板適應(yīng)這種變形防止產(chǎn)生較大的彎曲應(yīng)力，混凝土應(yīng)有一定的強(qiáng)度。一般可采用28天強(qiáng)度為20MPa的混凝土。： 面板計(jì)算公式： （38）式中：a——壩頂處面板厚度，一般a=； b——系數(shù)，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(shè)計(jì)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(duì)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(yīng)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(qiáng)度等級(jí)為C25；面板混凝土的抗?jié)B等級(jí)應(yīng)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(zhì)摻合料同時(shí)粉煤灰的質(zhì)量等級(jí)不宜低于Ⅱ級(jí)，粉煤灰摻量宜為15％～30％，面板混凝土應(yīng)摻用引氣劑，并同時(shí)摻用高效減水利或普通減水劑。面板混凝土應(yīng)采用二級(jí)配骨料，石料最大粒徑應(yīng)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(yīng)平整，不應(yīng)存在過(guò)大起伏差、局部深坑或尖角，側(cè)模應(yīng)平直。（2）面板混凝土配合比中應(yīng)采用優(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。（3）面板混凝土宜在低溫季節(jié)澆筑，混凝土人倉(cāng)溫度應(yīng)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(yīng)采取專門措施進(jìn)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(jié)構(gòu)。1．趾板布置設(shè)計(jì)(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(zhì)，要求水力坡降J=H/b不超過(guò)容許值(弱風(fēng)化巖石地基容許水力梯度為1020)經(jīng)計(jì)算：。(2) 趾板厚度：根據(jù)《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)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(shí)，為便于面板的無(wú)軌滑模施工。根據(jù)水工設(shè)計(jì)規(guī)范，趾板混凝土可采用與面板混凝土一樣的標(biāo)準(zhǔn)。趾板混凝土應(yīng)具有優(yōu)良的和易性、抗裂性、抗?jié)B性和耐久性。所以本大壩趾板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25；趾板混凝土的抗?jié)B等級(jí)應(yīng)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(zhì)摻合料同時(shí)粉煤灰的質(zhì)量等級(jí)不宜低于Ⅱ級(jí)，粉煤灰摻量宜為15％～30％，趾板混凝土應(yīng)摻用引氣劑，并同時(shí)摻用高效減水利或普通減水劑。趾板混凝土應(yīng)采用二級(jí)配骨料，石料最大粒徑應(yīng)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(hù)層厚度為10cm～15cm。趾板應(yīng)用錨筋與基巖連接，錨筋參數(shù)可按經(jīng)驗(yàn)確定。趾板建基面附近存在緩傾角結(jié)構(gòu)面時(shí)，錨筋參數(shù)應(yīng)根據(jù)穩(wěn)定性要求或抵抗灌漿壓力確定。4．趾板分縫設(shè)計(jì)目前有些工程沿趾板長(zhǎng)度方向在一般地段不設(shè)永久伸縮縫，施工縫間鋼筋穿過(guò)，不設(shè)止水，可簡(jiǎn)化周邊縫結(jié)構(gòu)，方便施工。但本工程地形復(fù)雜，趾板在地形變化處或轉(zhuǎn)彎處為適應(yīng)趾板基礎(chǔ)的不均勻沉降需設(shè)伸縮縫，間距視其地形變化而定。為加強(qiáng)趾板與基礎(chǔ)的連接，保證趾板在固結(jié)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(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合施工要求和設(shè)計(jì)規(guī)范，并將插入基巖1m。同時(shí)，防滲墻與趾板之間設(shè)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(shè)計(jì)的原則：能適應(yīng)接縫處的位移和滿足防滲要求，有利于施工及保證質(zhì)量，各道止水間應(yīng)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(jié)合我國(guó)面板壩的經(jīng)驗(yàn)，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(shè)置底、頂部?jī)傻乐顾?00m以上的高壩宜選用底、頂部?jī)傻乐顾虻住⒅?、頂部三道止水。本次設(shè)計(jì)中，大壩應(yīng)設(shè)底部銅止水片，并可在縫中部或縫頂部設(shè)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(wú)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(yīng)自成封閉的止水系統(tǒng)，或?qū)⒅胁恐顾畮Ш晚敳咳嵝蕴盍线B接至垂直縫的銅止水片上，實(shí)現(xiàn)封閉。銅止水片的底部應(yīng)設(shè)置墊片。周邊縫內(nèi)部應(yīng)設(shè)置瀝青浸漬木板或其他有一定強(qiáng)度的填充板。為使面板易于伸縮以適應(yīng)堆石體變形并減小結(jié)構(gòu)拉力和溫度應(yīng)力，通常將面板分成若干條塊，相鄰條塊間內(nèi)設(shè)止水，即伸縮縫。每一條塊從上到下為一整體結(jié)構(gòu)，便于面板澆筑時(shí)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(yīng)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(shè)計(jì)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(shè)垂直縫，不設(shè)水平縫，在兩壩肩附近的面板內(nèi)設(shè)張性垂直縫，其余部分的面板內(nèi)設(shè)壓性垂直縫，垂直縫內(nèi)不設(shè)填充料，縫面應(yīng)涂刷薄層瀝青乳劑，應(yīng)垂直于周邊縫布置。本設(shè)計(jì)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(shè)銅片止水；張性垂直縫底部設(shè)銅片止水，縫頂設(shè)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(shè)置為柔性變形縫，縫底設(shè)銅止水片，縫中部設(shè)PVC止水，縫頂設(shè)柔性止水，縫內(nèi)填12mm厚瀝青木板，頂部覆蓋粉煤灰（或粉細(xì)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(jì)算 概述一、滲流分析計(jì)算目的土石壩滲流分析的目的有：①確定壩體的浸潤(rùn)線的位置，為壩體的穩(wěn)定分析和布置觀測(cè)設(shè)備提供依據(jù)；②確定壩體與壩基的滲透流量，以估算水庫(kù)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(chǎn)生滲透變形的可能性，以便采取適當(dāng)?shù)目刂拼胧?。二、滲流分析方法土石壩的滲流分析通常是把一個(gè)實(shí)際比較復(fù)雜的空間問(wèn)題轉(zhuǎn)化為平面問(wèn)題。分析方法主要有流體力學(xué)法、水力學(xué)法、流網(wǎng)法和實(shí)驗(yàn)法。流體力學(xué)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(wèn)題的邊界條件，以求解滲流場(chǎng)內(nèi)任意點(diǎn)的滲透要素（滲流速度、滲透坡降和滲透力等）。此法立論嚴(yán)謹(jǐn)，但只在幾種很簡(jiǎn)單的邊界條件下才有精確的理論解，在邊界條件比較復(fù)雜的實(shí)際工程中難于應(yīng)用。水力學(xué)法是在一些假定基礎(chǔ)上的近似解法，只能求得某一斷面的平均滲透要素，不能準(zhǔn)確求出任一點(diǎn)的滲透要素。但此法計(jì)算簡(jiǎn)單，所確定的浸潤(rùn)線、平均流速、平均坡降和滲流量等，一般也能滿足工程設(shè)計(jì)要求的精度，所以在實(shí)際工程中應(yīng)用廣泛。流網(wǎng)法是用繪制流網(wǎng)來(lái)求解平面滲流問(wèn)題中的各個(gè)滲流要素，故又稱圖解法，可用于邊界條件復(fù)雜的情況。試驗(yàn)方法很多，最常用的是電模擬法，利用滲流場(chǎng)和電流場(chǎng)在數(shù)學(xué)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(wèn)題。對(duì)重要工程或地基條件比較復(fù)雜的情況，往往使用幾種方法進(jìn)行滲流分析，以便相互校對(duì)。對(duì)中小型工程的土壩通常只用水力學(xué)法進(jìn)行滲流分析。本次設(shè)計(jì)仍采用水力學(xué)法進(jìn)行分析，作如下基本假定：①壩體各部分土料是均質(zhì)的，壩體內(nèi)任一點(diǎn)在各方向的滲透系數(shù)相同；②滲透水流屬層流運(yùn)動(dòng)，符合達(dá)西定律，即滲透流速v=kJ（k為滲透系數(shù)，J為滲透坡降）；③滲透水流為穩(wěn)定漸變流，任意過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的流速和水頭可認(rèn)為是常數(shù)。 滲流計(jì)算一、計(jì)算原理選擇水力學(xué)方法解堆石壩滲流問(wèn)題。在趾板下部進(jìn)行了混凝土防滲墻的處理，因此滲流分析計(jì)算近似按照有限透水地基上斜墻壩滲流計(jì)算方法。根據(jù)壩內(nèi)各部分滲流狀況的特點(diǎn)，將壩體分為若干段，應(yīng)用達(dá)西定理近似解土壩滲流問(wèn)題，計(jì)算假定任一鉛直過(guò)水?dāng)嗝鎯?nèi)各點(diǎn)滲透坡降均相等。 1．計(jì)算單寬滲流量通過(guò)面板和防滲墻的滲流量q1： （41） 通過(guò)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(lián)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(shù)，其值見(jiàn)下表： 表41 滲流系數(shù)面板與砼防滲墻K0壩身堆石K基巖KT滲流系數(shù)K（cm/s）1091025105.圖41堆石壩滲流