【文章內(nèi)容簡介】 水體與壩體、壩基之間設(shè)置反濾層；下游馬道設(shè)置排水溝，并在壩坡設(shè)置橫向排水溝以匯集雨水，岸坡與壩坡交接處也設(shè)置排水溝，以匯集岸坡雨水，防止雨水淘刷壩坡，見細(xì)部構(gòu)造詳圖（91）。圖91 護(hù)坡馬道踏步 反濾層參考水工建筑物教材P271，對于粘土心墻與下游砂礫石之間的反濾層，設(shè)60厘米厚的粗砂層，心墻的上游面反濾層與下游面相同。反濾層一般也布置于土質(zhì)防滲體與壩殼或壩基透水層之間及滲流進(jìn)入排水設(shè)備處。在棱體排水和下游壩殼接觸面也設(shè)置反濾層，設(shè)計(jì)兩層分別厚60厘米粗砂層和40厘米的礫石如圖（92）所示。圖92 棱體反濾層圖 壩頂壩頂上面鋪設(shè)30cm厚的100 混凝土路面，下有30cm砂石墊層。壩頂向下游傾斜2%的坡度，（93）所示。圖93 壩頂布置圖 護(hù)坡上游壩面設(shè)干砌石護(hù)坡，參考教材P267，，下游也采用干砌石護(hù)坡，（94）所示。圖94 護(hù)坡細(xì)部圖 馬道下游均設(shè)置馬道，馬道寬2m，下游馬道上設(shè)置排水溝，如圖（95）所示。圖95 馬道結(jié)構(gòu)圖圖96 排水溝平面圖10 溢洪道在水利樞紐中，溢洪道是必須設(shè)置的泄水建筑物。溢洪道是一種最常見的泄水建筑物，用于宣泄規(guī)劃水庫所不能容納的洪水，防止洪水漫溢壩頂，保證大壩安全。溢洪道除了具備足夠的泄流能力外，還要保證其在工作期間的自身安全和下泄水流與原河道水流獲得妥善的銜接。 溢洪道布置 型式選擇因?yàn)殚_敞式溢洪道泄洪能力大，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，施工、管理和維修方便，水流條件較好，可省去閘門和啟閉設(shè)備，所以選用開敞式溢洪道。 位置選擇本設(shè)計(jì)溢洪道位置的選擇可參考已建工程，布置在壩址的右岸，其具體布置可參見樞紐總體布置圖。 結(jié)構(gòu)型式（1） 進(jìn)口段由于溢洪道進(jìn)口緊靠水庫，水流條件較好，不需引水渠，僅做喇叭口式進(jìn)水段。取10m。（2） 控制段控制段的設(shè)計(jì)參考實(shí)際工程，采用寬頂堰，堰寬343m。（3）泄槽段等坡陡槽段由漸變段和陡坡段組成。溢洪道陡槽坡度由緩變陡，參考實(shí)際工程，漸變段收縮角為25176。，等寬。（4） 出口消能段采用挑流消能，參考實(shí)際工程和《水工建筑物》教材，挑射角為25176。，反弧半徑為120m，挑流鼻坎高程應(yīng)高于下游最高水位1～2m，取1m。 水力計(jì)算 溢流堰溢流堰泄流能力應(yīng)滿足水庫在校核洪水位是的最大下泄流量8850m3/s，參考《水力學(xué)》教材順?biāo)鞣较蜷L度按水力學(xué)要求，δ10H，H為溢流水深。 漸變段（1）漸變段臨界坡度計(jì)算公式如下： （101） （102） （103） （104） （105） （106） （107）（2） 漸變段出口深度采用能量守恒公式進(jìn)行計(jì)算： （108） 式中：—— 水頭損失； —— 斷面流速，； —— 漸變段長度，m；——進(jìn)口水深，m；——出口水深，m；——漸變段底坡坡度。采用試算法，得漸變段出口深度。 陡坡段 （1）底坡類型 經(jīng)過水力計(jì)算得，臨界底坡 ＜故屬于陡坡，水流為急流，又＜，所以水面曲線為型降水曲線。 ( 2 ) 水面曲線以漸變段末端為起始位置，水面曲線按分段求合法進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算公式如下： （109） 其中： （1010） （1011） （1012） （1013） （1014） 式中： ——下游斷面水深（m）；——下游斷面流速（m/s）；——上游斷面水深（m）；——上游斷面流速（m/s）；—— 縱坡；——平均水力坡度；——水力半徑，；——謝才系數(shù)。依次向下游計(jì)算得平洞段水面曲線，見下表（101）：表101 水面曲線計(jì)算成果表（摻氣前）斷面號(hào)1234斷面距離（m）0200水深（m）6過水?dāng)嗝婷娣e（m2)流速（m/s) 摻氣水深已知個(gè)斷面水深H后，便可算出各斷面的過水?dāng)嗝婷娣eA及流速V，用公式計(jì)算摻氣高度，水深加摻氣高度等于摻氣水深，考慮摻氣水深，按下式計(jì)算： （1015）其中： （1016） （1017）式中：Q ——溢洪道下泄流量，m3/s；——泄槽計(jì)算斷面的的水深及摻氣后的水深，m；——不摻氣情況下泄槽計(jì)算斷面的流速，m/s；——修正系數(shù)，——，流速大者取大值；A——泄槽過水?dāng)嗝婷娣e，m2；b——泄槽寬度，m。依次向下游計(jì)算得摻氣水深，見下表（102)：表102 斷面流速及摻氣水深斷面號(hào)1234斷面距離（m）0200水深（m）6過水?dāng)嗝婷娣e（m2）流速（m/s）摻氣水深（m） 消能段（1）消能型式溢洪道的消能防沖設(shè)施的型式應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)條件、泄流條件、運(yùn)行方式、下游水深及河床抗沖刷能力，消能防沖要求、下游水流銜接及對其它建筑物影響等因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定。因?yàn)橐绾榈老掠螢閹r基，附近沒有其他的建筑物，故選用挑流消能。（2）挑流鼻坎設(shè)計(jì)按《水工建筑物》挑流消能部分規(guī)定，鼻坎坎頂高程應(yīng)高于下游水位一般1～2m為宜。 （3）消能計(jì)算① 挑距公式為： （1018） 式中： L——自挑流鼻坎末端算起至下游河床床面的挑流水舍外緣挑距，m； θ——挑流水舌水面射出角，近似可取用鼻坎挑角，（176。）； h1——挑流鼻坎末端法向水深，m； h2——鼻坎坎頂至下游河床高程差，m； v1——鼻坎坎頂水面流速，m/s。鼻坎的平均流速： （1019）式中： ——鼻坎末端斷面水面以上的水頭，m； ——流速系數(shù)，參見《水力學(xué)》教材 表85 ～?？岔斔媪魉伲? （1020）② 沖刷坑深沖刷坑最大水墊深度按下式計(jì)算： （1021） 式中：——鼻坎末端斷面單寬流量m3/（sm）；——上下游水位差，m；——綜合沖刷系數(shù)，見《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL253—2000）。消能演算計(jì)算成果表見下：表103 消能段計(jì)算成果表 計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算工況上游水位（m）下游水位（m）（m3/（sm））挑流坎頂高程（m）（m）（176。）校核情況1525 計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算工況（m/s）（m/s）（m）（m）（m）（m）校核情況31 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 底板厚度由于影響底板穩(wěn)定最主要的是浮托力和地下水滲透壓力，受很多因數(shù)影響，數(shù)值相差很大。因此，在任意假定計(jì)算意義不大。參照已建工程。 底板構(gòu)造分縫采用錯(cuò)縫布置，橫縫間距為10m，做成撘接縫?？p寬3cm，縫內(nèi)設(shè)止水，止水采用銅片止水，止水的施工質(zhì)量需嚴(yán)格保證。止水銅片示意圖見下（107）。圖107 止水銅片示意圖 底板的排水設(shè)備底板下不做墊層，橫、縱向排水均在巖面上開挖溝槽，溝槽內(nèi)放置缸瓦管，周圍填不易風(fēng)化的碎石，頂部用瀝青油毛氈蓋好。 邊墻 邊墻高度為摻氣后水深與邊墻超高之和，根據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》～，則邊墻高度見下表（104）。表104 邊墻高度成果表斷面號(hào)1234斷面距離（m）0200200摻氣水深（m）邊墻高度（m） 挑坎結(jié)構(gòu)挑坎采用襯砌式。結(jié)構(gòu)見圖（108）。圖108 挑坎結(jié)構(gòu)簡圖11 引水隧洞設(shè)計(jì) 管線布置通過樞紐布置比較確定的推薦布置方案為：右岸集中布置泄洪建筑物、左岸布置地面廠房式引水發(fā)電建筑物。廠房位于⒂沖溝上游側(cè)50m處，供水方式為一機(jī)一洞獨(dú)立供水，進(jìn)水口形式采用岸塔式獨(dú)立進(jìn)水口。引水系統(tǒng)建筑物主要包括：進(jìn)水口、引水洞上平段、斜井段、下平段(包括壓力鋼管段)等。引水管線為：進(jìn)水口位于左壩頭上游約100m處，引水洞位于左岸山體內(nèi)，其上平段繞過左壩肩，用斜井將上、下平段相連，下平段穿過左岸陡坎進(jìn)入位于⒂號(hào)沖溝上游側(cè)布置的地面主廠房，經(jīng)機(jī)組尾水管流入溇水河。 引水洞直徑選擇引水洞的直徑按照常用經(jīng)濟(jì)管徑的經(jīng)驗(yàn)公式同時(shí)兼顧水力過渡過程的計(jì)算來確定。按常用經(jīng)濟(jì)管徑的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：彭德舒公式：D＝(Q3/H)1/7 ＝()1/7＝ （111）考慮到本工程引水洞長度較長(近600m)，根據(jù)初步的調(diào)節(jié)保證計(jì)算，為滿足不設(shè)調(diào)壓井的要求，需適當(dāng)擴(kuò)大洞徑，同時(shí)壓力鋼管內(nèi)徑應(yīng)適當(dāng)減小，以節(jié)約投資，最終進(jìn)行了如表111所示的四組經(jīng)濟(jì)洞徑比較：表111 經(jīng)濟(jì)洞徑比較方案 比較方案 鋼筋混凝土段內(nèi)徑 m壓力鋼管段內(nèi)徑 m 一 二 三 四 對以上管徑進(jìn)行動(dòng)能經(jīng)濟(jì)分析，根據(jù)年費(fèi)用最小原則，最終選擇方案三的引水洞直徑。 進(jìn)水口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)水口采用獨(dú)立的岸塔式布置方案。進(jìn)水口建筑物分兩個(gè)孔段，每臺(tái)機(jī)組一個(gè)孔段，兩個(gè)孔段并排布置，軸線方位角為51176。12′″。各機(jī)組進(jìn)水口從上游到下游分別設(shè)置一道攔污柵、喇叭口、一道檢修閘門、一道工作閘門、一個(gè)通氣孔。主體建筑物前設(shè)一長約42m的引水渠從水庫引水。進(jìn)水口主體建筑物尺寸為27m(長寬高)，(同壩頂高程)，，底板厚度4m，引水渠底板高程為405m。為滿足門機(jī)軌道運(yùn)行的要求，()。每個(gè)進(jìn)水口設(shè)置兩扇攔污柵，18m。喇叭口平面漸縮段采用橢圓形，頂部采用圓形漸縮。事故閘門及檢修閘門均為平板閘門，其孔口尺寸均為5m，兩個(gè)孔口中心間距7m。事故閘門槽內(nèi)設(shè)有檢修平臺(tái)、鎖定平臺(tái)及啟閉機(jī)平臺(tái)。進(jìn)水口平臺(tái)頂部設(shè)置有門機(jī)、泵房、門庫等。事故閘門由設(shè)在啟閉機(jī)平臺(tái)的液壓啟閉機(jī)控制，檢修閘門及攔污柵清污起吊均由頂部的門機(jī)控制。進(jìn)水口建筑物通過工作橋與岸坡連接，橋?qū)?m，長43m。主體建筑物混凝土強(qiáng)度等級C25，受力鋼筋采用Ⅱ級筋。工作橋采用強(qiáng)度等級為C25的混凝土簡支橋。護(hù)坡及其余素混凝土的強(qiáng)度等級采用C20。 引水洞引水隧洞采用一洞一機(jī)的單獨(dú)供水方式供水。每條引水洞包括上平段、上彎段(轉(zhuǎn)彎半徑40m，轉(zhuǎn)角50176。)、斜井(與水平面夾角50176。)、下彎段(轉(zhuǎn)彎半徑40m，轉(zhuǎn)角50176。)、下平段幾部分組成。平面上經(jīng)過兩次轉(zhuǎn)彎，起始段軸線方位角為51176。12′″，經(jīng)平面彎段1(轉(zhuǎn)彎半徑50m，176。)后軸線方位角變?yōu)?01176。17′24″，再經(jīng)平面彎段2(轉(zhuǎn)彎半徑50m，176。)后軸線方位角變?yōu)?35176。0′0″，與主廠房縱軸線成60176。交角進(jìn)入廠房。，經(jīng)平面彎段1后軸線間距變?yōu)?8m，凈距均滿足大于1倍的開挖洞徑要求。引水洞巖體質(zhì)量類別以Ⅱ、Ⅲ類為主，出口部位及部分?jǐn)鄬訋r體質(zhì)量較差，為Ⅳ類。下平段位于陡坎以外與廠房相接部位均采用壓力鋼管襯砌形式，()，其中廠房前50m為明管，采用610MPa級高強(qiáng)鋼材，外包1m厚C