【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 基上的壩下埋管形式。低壩采用軟基上埋管時(shí)，必須進(jìn)行技術(shù)論證。地雷區(qū)的壩采用壩下埋管應(yīng)按SL20397《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 壩型選擇壩型選擇應(yīng)綜合考慮下列因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定：1. 壩址區(qū)河勢(shì)地形、壩址基巖、覆蓋層特征及地震烈度等地形地質(zhì)條件： 2. 筑壩材料的種類、性質(zhì)、數(shù)量、位置和運(yùn)輸條件； 3. 施工導(dǎo)流、施工進(jìn)度與分期、填筑強(qiáng)度、氣象條件、施工場(chǎng)地、運(yùn)輸條件和初期度汛等施工條件； 4. 壩高：高壩多采用土質(zhì)防滲體分區(qū)壩 ，低壩多采用均質(zhì)壩，條件合適時(shí)宜采用混凝土面板堆石壩； 5. 樞紐布置、壩基處理以及壩體和泄水、引水建筑物等的連接； 6. 運(yùn)行條件：如對(duì)滲漏量要求 高低，上、下游水位變動(dòng)情況，分期建設(shè)等； 7. 壩及樞紐的總工程量、總工期和總造價(jià)。 8. 3級(jí)低壩竟工論證可采用土工膜防滲體壩。9. 軸線較長(zhǎng)的土石壩根據(jù)地形、地質(zhì)及料場(chǎng)的具體條件，可分段采用不同壩型，但在壩型變化處應(yīng)設(shè)置漸變段。 各壩對(duì)地形、地質(zhì)得要求重力壩對(duì)地質(zhì)、地形條件的要求如下：　　 1. 具有足夠的抗滑能力，能滿足抗滑穩(wěn)定的要求。大壩與基巖接觸面抗剪強(qiáng)度大、壩基巖體內(nèi)沒(méi)有軟弱結(jié)構(gòu)面和可能滑動(dòng)的巖體或其抗剪強(qiáng)度滿足抗滑穩(wěn)定的要求，不致在水推力作用下沿之產(chǎn)生滑動(dòng)，否則要采取阻滑措施?！　?2. 壩基應(yīng)有足夠的抗壓強(qiáng)度和與壩體混凝土相適應(yīng)的彈性模量，其均勻性和完整性也應(yīng)較好，能承受壩體傳來(lái)的巨大壓力，不致產(chǎn)生過(guò)大的變形或不均勻變形，否則壩體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，使壩體裂開(kāi)，甚至毀壞。重力壩對(duì)壩基巖體承載力的要求低于拱壩。有的低壩可建在均勻密實(shí)的卵礫石層上。　　 3. 壩基(肩)應(yīng)有良好的抗?jié)B性，在庫(kù)水上下游水頭差作用下不發(fā)生大量滲漏、不產(chǎn)生過(guò)大揚(yáng)壓力，也不會(huì)產(chǎn)生巖體的軟化、泥化和軟弱夾層、斷層破碎帶的滲透變形?！　?4. 重力壩對(duì)地形適應(yīng)性好，幾乎可以在任何形狀的峽谷中修建，但兩岸山坡巖體必須穩(wěn)定，沒(méi)有難以處理的滑坡體和潛在的不穩(wěn)定的滑移體?！　?5. 重力壩可以從壩頂宣泄大量洪水，下游河床巖體應(yīng)具有對(duì)高速水流的抗沖能力，以免沖刷坑向上游擴(kuò)展，威脅大壩安全?！　?6. 壩區(qū)附近應(yīng)有足夠的、合乎要求的混凝土骨料或石料。 拱壩對(duì)地質(zhì)、地形條件的要求　　 拱壩的外荷載主要是通過(guò)拱的作用傳遞到壩端兩岸，所以拱壩的穩(wěn)定性主要是依靠壩端兩岸巖體維持。與重力壩相比較，拱壩對(duì)兩岸地形完整性和巖體的要求較高，要求兩岸對(duì)稱，岸坡平順無(wú)突變、平面上向下游收縮的峽谷段。壩端下游側(cè)應(yīng)有足夠的巖體支承，以保證壩體的穩(wěn)定。 土石壩對(duì)地質(zhì)、地形條件的要求　　 土石壩由散體材料經(jīng)碾壓堆筑而成，壩坡平緩，體積龐大，底寬較大，對(duì)地基的壓應(yīng)力小、允許產(chǎn)生較大的變形，故與混凝土壩相比，它對(duì)地質(zhì)地形條件要求低，從巖石地基到土質(zhì)地基，盡管地基性狀不同，但都可修建土石壩。 各壩的特點(diǎn)重力壩的特點(diǎn)（一） 優(yōu)點(diǎn)1. 對(duì)地形地質(zhì)條件適應(yīng)較強(qiáng)。2. 樞紐泄洪及倒流問(wèn)題容易解決。3. 重力壩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積大，有利于機(jī)械化施工。4. 傳力系統(tǒng)明確，便于分析與設(shè)計(jì)，運(yùn)行期間的維護(hù)及檢修工作量較少。（二）缺點(diǎn)1. 壩底揚(yáng)壓力較大。2. 水泥水化熱較大，可能導(dǎo)致壩體裂縫。拱壩的特點(diǎn)1. 拱壩在水平外荷載作用下的穩(wěn)定性主要是依靠作為拱座的兩岸巖體的反力，并不全靠壩體自重來(lái)維持穩(wěn)定，這是拱壩的一個(gè)主要工作特點(diǎn)。2. 拱壩可比重力壩節(jié)省工程量1/3～2/3；另外還可減少基礎(chǔ)開(kāi)挖，縮短泄水(引水)渠道和導(dǎo)流洞的長(zhǎng)度。3. 拱壩超載能力很強(qiáng)，其破壞時(shí)所達(dá)到的荷載可達(dá)設(shè)計(jì)荷載的7～11倍(只要拱肩有足夠的穩(wěn)定性)。4. 拱壩的抗震性能好。(世界壩高100m以上的拱壩有40座建在7～8度以上的地震區(qū))。5. 拱壩砼的標(biāo)號(hào)一般高于重力壩，(百米高以上的拱壩常用200～300號(hào)砼，百米以下的拱壩常用200號(hào)砼，重力壩則用150號(hào)砼)，但每方砼增加的單價(jià)一般不會(huì)超過(guò)重力壩的10～15％。6. 近年來(lái)，拱壩壩頂或表孔大流量泄洪已趨普遍，單寬流量已超過(guò)200m3/s。7. 溫度荷載應(yīng)列為拱壩的主要荷載，揚(yáng)壓力對(duì)壩體應(yīng)力的影響則小，對(duì)薄拱壩可忽略之。但在計(jì)算拱肩穩(wěn)定時(shí)，則應(yīng)考慮揚(yáng)壓力。因此拱壩應(yīng)力計(jì)算中三個(gè)最主要的荷載為：水平水(砂)壓力、溫度荷載、自重。土石壩的特點(diǎn)(一) 優(yōu)點(diǎn)1. 散粒體結(jié)構(gòu)，就地取材。2. 對(duì)地質(zhì)要求低，地基適應(yīng)性強(qiáng)。3. 必須采取防滲措施。4. 一般不會(huì)整體滑動(dòng)。5. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，便于維修，加高和擴(kuò)建.6. 施工技術(shù)簡(jiǎn)單，工序少，便于組織機(jī)械化快速施工.(二) 缺點(diǎn)1. 壩頂不能溢洪，一般要另設(shè)溢洪道(洞).2. 施工導(dǎo)流不如砼壩或漿砌石方便.3. 粘性土料的填筑受氣候影響較大.4. 沉陷和不均勻沉陷大。根據(jù)基本資料給出的地形、地質(zhì)情況可知，玉帶河屬山區(qū)河流，河床及河谷兩岸覆蓋少，河曲多，庫(kù)岸巖石裸露，系堅(jiān)硬巖石組成，地表即位弱風(fēng)化層，不易產(chǎn)生塌滑體，地震基本烈度為7度。綜合以上資料，參閱《設(shè)計(jì)手冊(cè)》以及聯(lián)系工程實(shí)際情況，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。大壩采用均質(zhì)土壩。均質(zhì)壩，壩體基本上由一種透水性較小的土料填筑而成，這種壩型土料單一，施工方便，便于質(zhì)量控制，同時(shí)壩址附近有材料性質(zhì)適宜，數(shù)量足夠的土料時(shí)，宜優(yōu)先采用。土石壩還有如下優(yōu)點(diǎn)：就地取材，可節(jié)省大量的水泥。地基適應(yīng)能力強(qiáng)，對(duì)地基要求比比混凝土低；施工技術(shù)較簡(jiǎn)單，工序少，便于機(jī)械化施工；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于管理、維修、加高和擴(kuò)建；土壩理論、試驗(yàn)及計(jì)算技術(shù)的發(fā)展加快了設(shè)計(jì)進(jìn)度，保障了大壩設(shè)計(jì)的可靠性。 樞紐布置水利樞紐的建筑物包括主要建筑物和臨時(shí)建筑物，主要建筑物有擋水建筑物；泄水建筑物；輸水建筑物和水電站建筑物。臨時(shí)建筑物有導(dǎo)流圍堰，導(dǎo)流洞和臨時(shí)工作橋等。擋水建筑物是混凝土面板對(duì)石壩。泄水建筑物有溢洪道，排沙洞，導(dǎo)流洞。輸水建筑物有引水渠，隧洞，尾水渠。水電站建筑物有電站廠房，進(jìn)廠房壓力鋼管，開(kāi)關(guān)站等。 樞紐總體布置樞紐布置的一般性原則：合理安排樞紐中各個(gè)水工建筑物的相互位置稱為樞紐布置，其應(yīng)該遵循的一般原則是：1. 壩址，壩及其他主要建筑物的型式選擇和樞紐布置要做到：施工方便，工期短，造價(jià)低。 2. 樞紐布置應(yīng)該滿足各個(gè)建筑物在布置上的要求，保證其在任何工作條件下都能正常工作。 3. 在滿足建筑物強(qiáng)度和穩(wěn)定的條件下，降低樞紐總造價(jià)和年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。 4. 樞紐中各建筑物布置要緊湊，盡量將同一工種的建筑物布置在一起，以減少聯(lián)結(jié)建筑。 5. 盡可能使樞紐中的部分建筑物早期投產(chǎn)，提前發(fā)揮效益（如提前蓄水，早期發(fā)電或灌溉）。銅錢壩水庫(kù)主要由擋水建筑物大壩、泄水建筑物隧洞和溢洪道組成。本次設(shè)計(jì)的樞紐布置為：土石壩位于原河槽部位，上游面上游面坡率1：，最大壩高47m， 。溢洪道堰頂高程597m，分5孔，每孔凈寬13m，大壩為均質(zhì)土石壩，消能方式采用挑流消能 壩體剖面擬定土石壩的壩坡取決于壩型、壩高、壩體和壩基材料的性質(zhì)、壩體所承受的荷載以及壩的施工情況和運(yùn)用條件等因素。一般情況下，上游壩坡經(jīng)常浸在水中，工作條件不利，所以當(dāng)上下游壩坡采用同一種土料時(shí)，上游壩坡比下游壩坡緩。心墻壩上下游壩殼多采用強(qiáng)度較高的非粘性土填筑，所以壩坡一般比均質(zhì)壩陡。塑性斜墻壩上游壩坡較緩，下游坡則和心墻壩相仿。地基條件好、土料碾壓密實(shí)的，壩坡可以陡些，反之則應(yīng)放緩。黏性土料的穩(wěn)定壩坡為一面曲，上部陡坡，下部坡緩，所以用黏性土料做成的壩坡，常沿高度風(fēng)成數(shù)段，每段10——30m，從上而下逐漸放緩。砂土和堆石的穩(wěn)定壩坡為一平面，可采用均一坡率。當(dāng)壩基或壩土料沿壩軸線分布不一致時(shí)，應(yīng)分段采用不同坡率，在各段間設(shè)過(guò)度區(qū)，使壩坡緩慢變化。土石壩壩坡確定的步驟是：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)用類比法初步擬定，再經(jīng)過(guò)核算、修改以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。壩坡經(jīng)驗(yàn)值見(jiàn)表32。在變坡處可根據(jù)需要確定是否設(shè)置馬道，碾壓土石壩上下游壩坡常沿高程每隔10—30m設(shè)置一條馬道，用以攔截雨水，防止沖刷壩面，同時(shí)也兼作交通、檢修和觀測(cè)之用，還有利于壩坡穩(wěn)定。馬道一般設(shè)在坡度變化初。根據(jù)Ⅲ—Ⅲ線地質(zhì)圖，結(jié)合工程實(shí)際情況考慮取壩底高程570m，因此壩高約47m。表32 壩坡經(jīng)驗(yàn)值類型上游水坡下游壩坡土壩壩高(m)＜101∶～1∶1∶～1∶10～201∶～1∶1∶～1∶20～301∶～1∶1∶～1∶＞301∶～1∶1∶～1∶分區(qū)壩心墻壩堆石（壩殼）1∶～1∶1∶～1∶土料（壩殼）1∶2～1∶1∶～1∶斜墻壩。取值比心墻壩可適當(dāng)偏陡① 上游壩坡：1:。 1:。② 下游壩坡：1:。 1:。③ 馬道：第一級(jí)馬道高程為597m，第二級(jí)馬道高程為585m。 壩頂寬度壩頂寬度應(yīng)根據(jù)運(yùn)行、施工、構(gòu)造、交通和人防等方面的要求綜合研究后確定。當(dāng)無(wú)特殊要求時(shí)，高壩的壩頂最小寬度可選用10～15 m，中低壩可選用5～10 m。壩頂寬度必須考慮心墻或斜墻頂部及反濾層布置的需要。本壩頂無(wú)交通要求，對(duì)中低壩最小寬度BBmin=5m取B=6m。 壩頂高程壩頂高程等于水庫(kù)靜水位與超高之和，并分別按以下運(yùn)用情況計(jì)算，取其最大值。① 設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用情況的壩頂超高，②校核洪水位加非常運(yùn)用情況的壩頂超高。計(jì)算情況： 壩頂設(shè)防浪墻時(shí)，超高值Y是指靜水位與墻頂?shù)母卟?。?jì)算的壩頂高程是指壩體沉降穩(wěn)定后的數(shù)值。Y按下式計(jì)算。Y=R+e+A△式中 R——波浪在壩坡上的最大爬高，m。 e——最大風(fēng)壅水面高度，即風(fēng)壅水面超出原庫(kù)水位高度的最大值,m。 Hm——壩前水域平均水深，m。 K——綜合摩阻系數(shù)，其值變化在（～）之間，計(jì)算時(shí)一般取K=——風(fēng)向與水域中線（或壩軸線的法線）的夾角，度；v0、D——計(jì)算風(fēng)速和風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度；A——安全加高，m。根據(jù)壩的等級(jí)和運(yùn)用情況計(jì)算情況見(jiàn)表33；表33 壩頂高程計(jì)算表運(yùn)用情況靜水位(m)R(m)e(m)A(m)△h(m)壩頂高程(m)設(shè)計(jì)情況校核情況 驗(yàn)算：壩頂高程根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL2742001）的規(guī)定，壩頂高程取上計(jì)算成果中大值?？紤]到在自重及水壓力作用下，會(huì)產(chǎn)生沉陷。為防止壩頂?shù)陀谠O(shè)計(jì)高程，壩高預(yù)留沉陷量，按壩高的2％預(yù)留沉陷值。根據(jù)規(guī)范要求要設(shè)防浪墻，: =壩頂+壩高℅=+ ()2%= 壩坡選擇參閱《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)類比，初步擬定大壩內(nèi)坡坡率分別為一級(jí)坡1：3. 0，二級(jí)坡1：，按壩高27m變坡。大壩外坡坡率為一級(jí)坡1：，二級(jí)坡1：，按壩高20m變坡。變坡處設(shè)馬道（戧道），寬度根據(jù)交通需要而定，為設(shè)置排水溝和人行道。常用的壩體排水有以下幾種型式：貼坡排水、棱體排水、褥墊式排水。貼坡排水不能降低浸潤(rùn)線。多用于潤(rùn)浸線很低和下游無(wú)水的情況。棱體排水可降低浸潤(rùn)線，防止壩坡凍脹和滲透變形，保護(hù)下游壩腳不受尾水淘刷，且有支撐壩體增加穩(wěn)定的作用，是效果較好的一種排水型式。褥墊排水，對(duì)不均勻沉陷的適應(yīng)性差，不易檢修。本土壩壩體排水設(shè)備可選用棱體排水，尺寸為頂寬2m，內(nèi)坡1:1。 外坡1:；~。在排水設(shè)備與壩體和土基接合處，設(shè)反濾層。經(jīng)論證選用棱體排水，具體見(jiàn)下圖： 滲流計(jì)算滲流計(jì)算應(yīng)考慮下列水位組合情況：1. 上游正常高水位與下游相應(yīng)的最低水位。2. 上游設(shè)計(jì)洪水位與下游相應(yīng)的水位。3. 上游水位為壩高處。 滲流分析的方法采用水力學(xué)法進(jìn)行土石壩滲流計(jì)算，將壩內(nèi)滲流分為若干段，應(yīng)用達(dá)西定律和杜平假設(shè)，建立各段的運(yùn)動(dòng)方程式，然后根據(jù)水流的連續(xù)性求解滲透流速，滲透流量和浸潤(rùn)線等。 均質(zhì)壩的滲流計(jì)算 滲流計(jì)算按不透水地基上設(shè)有棱體排水設(shè) 備、下游有水的土壩的滲流計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。寬度ΔL的計(jì)算公式如下： 式（） 下游水位與排水體上游坡交點(diǎn)處的浸潤(rùn)線高度計(jì)算公式如下： 式（）通過(guò)壩身和壩基的單寬滲流量按下式計(jì)算： 式（）壩身浸潤(rùn)線按下式確定： 式（） 計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：圖31大壩滲流計(jì)算簡(jiǎn)圖經(jīng)計(jì)算，ΔL=15m，L=181m通過(guò)壩身和壩基的單寬流量為：q= cm3/s經(jīng)整理得，浸潤(rùn)線方程為：= 8X+16假設(shè)x=0，20，40，60，……140，代入浸潤(rùn)線方程，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表34 正常蓄水位情況下浸潤(rùn)線表0204060801001201404286 穩(wěn)定計(jì)算土壩失穩(wěn)的主要形式：坍塌失穩(wěn)、塑性流動(dòng)失穩(wěn)、液化失穩(wěn)。鑒于本壩