【文章內(nèi)容簡介】 ）棱體排水：可降低浸潤線，防止壩坡凍脹和滲透變形，保護下游壩腳不受尾水沖刷，且有支撐壩體增加穩(wěn)定的作用，且易于檢修，是效果較好的一種排水型式。3）壩內(nèi)排水：其中褥墊排水對不均勻沉降的適應性差，易斷裂，且難以檢修，當下游水位高過排水設施時，降低浸潤線的效果將顯著降低；網(wǎng)狀排水施工麻煩，而且排水效果較褥墊排水差。壩址附近有豐富的石料可開采，其石料質地堅硬，可以利用，做堆石料棱體排水。綜合以上分析選擇棱體排水方式。 堆石棱體排水尺寸頂寬：。內(nèi)坡：1：，外坡1：。頂部高程：須高出下游最高水位對，；。，+= 。 反濾層和過渡層1）保護無粘性土料（粉砂、砂、砂礫、卵礫石、碎石等）《碾壓式土石壩設計規(guī)范》規(guī)定，對于與被保護土相鄰的第一層反濾料，建議按下述準則選用：D15/d85≤45 ，D15/d15≥5。同時要求兩者的不均勻系數(shù)Cu=d60/d10及D60/D10≯5～8，級配曲線形狀最好相似。式中：D15——反濾料的特征粒徑，小于該粒徑的土占總土重的15%；d1d85——被保護土的控制粒徑和特征粒徑，小于該粒徑的土分別占總重的15%及85%。上述兩式同樣適用于選擇第二、三層反濾料,當選擇第二層反濾料時，以第一層反濾料為被保護土，二選擇第三層反濾料時，則以第二層反濾料為被保護土。按此標準天然砂礫料一般不能滿足要求，須對土料進行篩選。2）保護粘性土料粘性土有粘聚力，抗管涌能力一般比無粘性土強，通常不用上述兩式設計反濾層，而用以下方法設計。①滿足被保護粘性土的細粒不會流失，而采用不同的方法。當被保護土含有大于5mm的顆粒時。如被保護土不含有大于5mm的顆粒時。%的粘性土，按式D15≤9 d85設計反濾層，當， 。%～85%的粘性土按式D15≤。%～39%的粘性土按式設計反濾層。式中，%。若。②滿足排水要求以上三種土還應符合式，以滿足排水要求。式中應為被保護粘性土全料的， 。3）護坡墊層同樣應滿足土粒不流失及足夠的透水性要求，但標準可降低些，建議按下式的簡便方法選擇粒徑。由于設計原始資料中沒有提供各土、砂、石料的顆粒級配情況，這里無法用計算的方法進行反濾層的設計，只能參考相關規(guī)范和已建工程進行初步設計。初步擬定結果分述如下。1）防滲體周邊部位第一層：d50=，厚20；第二層：d50=，厚30。2）排水部位第一層：d50=30，厚20；第二層：d50=90，厚60。壩頂及心墻反濾層，棱體排水及反濾層、岸坡排水、護坡詳圖見圖紙。3）護坡墊層見下面的護坡設計。自行繪制構造簡圖。 護坡設計1）上游護坡：采用目前最常用的漿砌石護坡。護坡范圍從壩頂一直到壩腳，厚度為40cm，下部設厚度均為20cm的碎石和粗砂墊層。2）下游護坡：下游設厚度為40cm的碎石護坡，護坡下面設厚度為40cm的粗砂墊層。自行繪制構造簡圖。 頂部構造1）壩頂寬度對中低壩可取5～10m，此處取B=。2）防浪墻采用C20水泥漿砌塊石防浪墻。墻身每隔15m布置一道設有止水的沉陷逢。3）壩頂蓋面以防止防滲體（粘土心墻）干裂、凍結和雨水沖蝕，在粘土心墻頂部設置保護層，厚度為80cm，分為兩層，上層碎石厚度為50cm，下層砂礫厚度為30cm。 馬道和壩頂、壩面排水設計。壩頂設有防浪墻，為了便于排水，壩頂做成自上游傾向下游的坡，坡度為2%，將壩頂雨水排向下游壩面排水溝。1）布置在下游壩坡設縱橫向排水溝?？v向排水溝（與壩軸線平行）設在各級馬道內(nèi)側。沿壩軸線每隔200m設置1條橫向排水溝（順坡布置，垂直于壩軸線），橫向排水溝自壩頂直至棱體排水處的排水溝，再排至壩趾排水溝?？v橫向排水溝互相連通，橫向排水溝之間的縱向排水溝應從中間向兩端傾斜，%，以便將雨水排向橫向排水溝。壩體與岸坡連接處應設置排水溝，以排除岸坡上游下來的雨水。2）排水溝尺寸及材料①尺寸擬定：由于缺乏暴雨資料，所以無法用計算的方法確定斷面尺寸，根據(jù)以往已建工程的經(jīng)驗，排水溝寬度及深度一般采用20～40cm，本設計取30cm。②材料：排水溝通常采用漿砌石或混凝土預制塊。綜合考慮選用漿砌石塊石。自行繪制構造簡圖。 地基處理及壩體與地基岸坡的連接結合本壩壩基情況，據(jù)壩軸線剖面圖：1）河槽處：水流常年沖刷，基巖裸露，抗風化能力強，且鉆1處巖芯獲得率都比較高。吸水量也較低，故只需清除覆蓋層即可，挖至基巖即可。2）鉆2及右岸河灘：覆蓋層和坡積物相對較厚，鉆2處的上層巖芯獲得率只有12%，巖層裂隙較為發(fā)育，擬采用局部帷幕灌漿。3）平山嘴大溶洞：經(jīng)勘探后分析對大壩及庫區(qū)均無影響，為安全起見，可修筑土鋪蓋，用水泥砂漿填縫。鋪蓋同時還應與粘土心墻相連，向上庫區(qū)及右岸延伸展布，將巖溶封閉。 壩體與地基的連接1）河槽部位（即鉆1部位），巖芯獲得率及吸水量均能達到要求，采用在心墻底端局部加厚的方式與地基相連。2）鉆2到右岸河灘：上部巖層裂隙較發(fā)育，巖芯獲得率只有12%。而覆蓋層也較左岸厚，采用截水槽的方式與基巖相連。，內(nèi)填壤土。截水槽橫斷面擬定：邊坡采用1：；底寬，滲徑不小于（1/3～1/5）H，其中H為最大作用水頭（），底寬取1/=。 壩體與岸坡的連接左壩肩到左灘地，坡積風化層5～10m，需徹底清除，左岸坡上修建混凝土齒墻，岸坡較陡，開挖時基本與基巖大致平行。右壩肩到右灘地坡積風化層處理與左岸相同，基巖開挖角不宜太大。 滲流計算 滲流計算的基本假定1）心墻采用粘土料，滲透系數(shù)K＝1106cm/s；壩殼采用砂土料，滲透系數(shù)K＝1102cm/s，兩者相差104倍，可以把粘土心墻看作相對不透水層，因此計算時可以不考慮上游楔行降落水頭的作用。下游設有棱體排水，可近似的假設浸潤線的逸出點為下游水位與堆石棱體內(nèi)坡的交點。下游壩殼的浸潤線也較平緩，接近水平，水頭主要在心墻部位損失。2）土體中滲流流速不大且處于層流狀態(tài)，滲流服從達西定律，即平均流速v等于滲透系數(shù)K與滲透比降i的乘積，v=Ki。3）發(fā)生滲流量時土體孔隙尺寸不變，飽和度不變，滲流為連續(xù)的。滲流計算應考慮如下組合，取其最不利者作為控制條件：1）上游正常高水位，下游相應的最低水位；2）上游設計或校核洪水水位，分別相應的下游水位；3）對山游壩坡穩(wěn)定最不利的庫水降落后的水位。這里缺乏有關設計數(shù)據(jù)，所以擬定用如下工況進行滲流計算：1）設計洪水位（即正常水位），相應下游的最低水位（取發(fā)電調(diào)節(jié)流量Qp=，）；2），相應下游的水位（取發(fā)電最大引用流量Qmax=28 m3/s時，）。采用水力學法進行土石壩滲流計算，將壩內(nèi)滲流分為若干段，應用達西定律和杜平假設，建立各段的運動方程式，然后根據(jù)水流的連續(xù)性求解滲透流速、滲透流量和浸潤線等。本設計僅對河槽處最大斷面進行滲流計算。假設地基為不透水地基。 ， 將心墻看作等厚的矩形，則其平均寬度為：。壩軸線到下游壩趾處的寬度：D=3+（）+2+（）+（）+2+（）=L=Dδ/2[（）++（ Z下）]=+。已知Ke＝1106cm/s； K＝1102cm/s。通過心墻段的單寬流量為；通過心墻下游壩殼段的單寬流量為。計算簡圖見圖自己畫。 心墻及其下游壩殼單寬流量計算結果計算情況Z上（m）Z下（m）H1（m）H2（m）（m）D（m）L(m)q(1105m3/(sm)He(m)正常蓄水位校核洪水為 總滲流量的計算從地形地質平面圖上可大致量得大壩沿壩軸線長L=400m，沿整個壩段的總滲流量Q=Lq,式中是考慮到壩寬、壩厚、滲流量沿壩軸線的不均勻性而加的折減系數(shù)，取，Q正=400105=102m3/sQ校=400105=102 m3/s 浸潤線方程1）正常蓄水位情況下的浸潤線方程= 2）校核洪水位情況下的浸潤線方程= 壩坡穩(wěn)定計算（只作下游坡一個滑弧面的計算）