【導(dǎo)讀】engineer’sjudgment.seepage.

　　

【正文】 起壩體發(fā)生滑動(dòng)或開裂。一般說(shuō)來(lái)，一條橫跨河谷的最短直線，可能滿足要求。但是當(dāng)?shù)氐牡匦魏偷鼗鶙l件可能要求采用另外的方案。位于峽谷的壩，常采用向上游拱出的壩軸線，以便在壩體受庫(kù)水壓力作用而發(fā)生變形時(shí)，能使壩體壓緊，從而盡量減小其橫向開裂。 兩岸壩座：一般有三個(gè)問(wèn)題與土壩壩座有關(guān)：滲透；不穩(wěn)定；壩體的橫向開裂。如果壩座是由透水的沉積土構(gòu)成，就可能建造一道與上游不透水鋪蓋和下游排水設(shè)施，以盡量減少和控制壩座內(nèi)的滲透。 在壩座岸坡很陡的地方，特別在邊坡突變或有陡壁處，那里的壩體填土?xí)挟a(chǎn)生橫向裂縫的危險(xiǎn)。這個(gè)問(wèn)題可以用開挖壩座放緩邊坡來(lái)處理，這樣的處理在不透水區(qū)和過(guò)渡區(qū)特別需要。過(guò)渡區(qū)，尤其在上游側(cè)的過(guò)渡區(qū)，必須用粘著力 很小或無(wú)粘著力且顆粒級(jí)配良好的土料來(lái)填筑，這種土料如發(fā)生橫向裂縫時(shí)可自行愈合。 分期施工：土壩的分期施工往往是可能的，而且在一些情況下是必須的。要求這樣施工程序的因素是： ① 河谷寬闊，可以允許導(dǎo)流或泄水工程于一些部分壩體同時(shí)施工； ② 地基軟弱，要求壩體不要過(guò)快填筑，以防止地基中產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力； ③ 料場(chǎng)潮濕，要求放 慢施工，以使土料能通過(guò)固結(jié)作用來(lái)增加抗剪強(qiáng)度。在某些情況下，可以需要增設(shè)基礎(chǔ)排水設(shè)施或填筑排水砂井，或采用水平透水的排水鋪蓋。 壩體的土料：大多數(shù)土料適用于壩體填筑。然而，在物理和化學(xué)性質(zhì)上也有一定的限制。含有過(guò)多鹽分獲可溶性物質(zhì)的土料，不可使用。在土料里，不應(yīng)存在大量的有機(jī)質(zhì)成分。褐煤若能通過(guò)填筑而充分分散，無(wú)自然之虞，就不能妨礙使用。而具有高度流限的肥粘土，多半難以施工，必須避免使用。 壓實(shí)的要求：不透水和半透水的土料強(qiáng)度取決于壓實(shí)的密度。壓實(shí)密度又取決于土料的含水量和壓實(shí)設(shè)備的質(zhì)量。因此，料場(chǎng)土料的含 水量和在堆筑前或堆筑后而未碾壓前的填土實(shí)際含水量變化，都會(huì)影響壩體的設(shè)計(jì)。若果天然含水量太高，可以在料場(chǎng)用排水或?qū)⑼亮习宜傻霓k法來(lái)減低。如果土料太干燥，則須在料場(chǎng)用灑水或泡水的辦法把土料潤(rùn)濕，然后再讓涂料在使用以前保持穩(wěn)定的含水量。填筑時(shí)的含水量范圍一般介于比標(biāo)準(zhǔn)普氏最優(yōu)含水量低 2%到高 2%~3%之間。透水性土料應(yīng)壓實(shí)到相對(duì)密度的 80%。 如果需要，應(yīng)該變換填筑層的含水量、鋪層厚度、碾壓遍數(shù)和碾壓機(jī)的型式等，進(jìn)行填筑試驗(yàn)。對(duì)于坡度很陡的壩座部位，必須用薄層填筑，并用手扶打夯機(jī)夯實(shí)。所有外懸突出部位，均應(yīng)在填 土填筑以前挖除或用貧混凝土填平。 觀測(cè)儀器的類型：觀測(cè)儀器的類型取決于工程的規(guī)?；驈?fù)雜性。通常的裝置是： ① 測(cè)壓計(jì)； ② 表面位移標(biāo)志； ③ 沉陷量觀測(cè)儀； ④ 測(cè)斜儀； ⑤ 內(nèi)部位移和應(yīng)變指示儀； ⑥ 壓力盒（壓力傳感器或壓應(yīng)力計(jì)）； ⑦ 地震加速儀； ⑧ 在管道接頭和其他混凝土結(jié)構(gòu)上的位移標(biāo)志。 2 溢洪道 溢洪道相當(dāng)于壩上的一個(gè)安全閥，它必須設(shè)計(jì)成能夠泄放最大的流量，而同時(shí)能保持水庫(kù)的水位在預(yù)定的水位以下。一個(gè)安全的溢洪道是極為重要的，許多壩的失事都是由溢洪道設(shè)計(jì)不當(dāng)或者溢洪道容量不足造成的。溢洪道的尺寸和使 用頻率取決于流域的徑 流特性和工程的性質(zhì)。入庫(kù)設(shè)計(jì)洪水的選擇和確定，則必須在充分研究流域水文因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行。對(duì)于過(guò)壩流水的調(diào)泄，需要有合理審慎的設(shè)計(jì)，以避免生命財(cái)產(chǎn)的損失。 由于篇幅限制，這里不允許對(duì)洪水流量的水文分析做充分的討論。但是提供了作工程初步研究的最大流量估算資料。至于在工程的正式規(guī)劃中隊(duì)河川水流作年或多年利用時(shí)，則需要進(jìn)行更詳細(xì)的水文分析。 對(duì)江河流量的研究包括：確定經(jīng)若干年一段時(shí)期內(nèi)所能獲得的水量；確定溢洪道的設(shè)計(jì)和大壩安全所必須宣泄的最大水量。 第一方面，要聯(lián)系工程開發(fā)中的用水情況，按枯水期和豐水期來(lái)研究流量。優(yōu)先的用水權(quán)必須調(diào)查清楚，并納入研究中，要做出若干年一段時(shí)期內(nèi)河川徑流的累積曲線，以便確定可利用的水量。累積曲線表示一定時(shí)期內(nèi)通過(guò)河道上某一地點(diǎn)的累積總量。遺憾的是，大部分小河流上都沒(méi)有足夠的記錄可以用以編制水文資料。工程技術(shù)人員通常都從相鄰的河流數(shù)據(jù)和雨量資料編制出綜合曲線。從各種教材、雜志和報(bào)告中也可以得到各種估算河流流量的方法。 第二方面包括最大洪水流量的估算，用以確定所需要的溢洪道容量和壩的安全。研究表明，洪水流量與不同時(shí)期中洪水的出現(xiàn)頻率有關(guān)。這樣，工程技術(shù)人員就能切實(shí)地估計(jì)洪水超過(guò)估算的設(shè)計(jì)流量 所造成損失的危害性。 如果壩的失事會(huì)造成生命傷亡，則溢洪道必須有充分的容量，以防止最大可能洪水通過(guò)水庫(kù)是發(fā)生失事。這種情況對(duì)于發(fā)生洪水時(shí)可能漫頂?shù)耐翂魏投咽瘔?，尤為重要，混凝土壩如果在結(jié)構(gòu)分析中遵守通用的安全系數(shù)，通常都能夠經(jīng)受一定程度的漫頂而不致失事。 對(duì)于不致危及生命的失事情況，如果有關(guān)部門充分估計(jì)到所冒的風(fēng)險(xiǎn)以及隨之而造成的損失，則也是允許的。這種情況可能存在于小水庫(kù)的低壩上。 用查圖法可以快速估算出最大可能流量。由這些曲線定出的流量，應(yīng)采用與該地區(qū)有關(guān)的水文資料加以修正。這些曲線系根據(jù)未經(jīng)整治的河流 的非常洪水流量記錄作出的。 工程技術(shù)人員首先要取得列有全部近期洪水過(guò)程的資料，以及與研究地區(qū)有關(guān)的資料，然后才能采用從這些經(jīng)驗(yàn)曲線上得出的洪峰流量。估算最大洪水的一種先進(jìn)方法是將地區(qū)內(nèi)能產(chǎn)生大洪水的暴雨轉(zhuǎn)換成流域的洪水，將所得出的洪水加以分析，就可以用來(lái)確定洪峰流量和流量過(guò)程線。流量過(guò)程線是表示洪水產(chǎn)生特性的流量 — 時(shí)間關(guān)系曲線。如果用綜合流域內(nèi)的其他洪水形成特性（包括融雪） 來(lái)研究最大可能降水量，則也可以得到相似的方法求出洪水過(guò)程線。 對(duì)于失事不會(huì)導(dǎo)致人員傷亡的的建筑物，也可以采用比最大流量洪水的洪水值。在蓄 水量不多的較小結(jié)構(gòu)上，容許在工程使用年限內(nèi)發(fā)生預(yù)期的失事時(shí)，入庫(kù)設(shè)計(jì)洪水可以采用 50 年或 100 年一遇的頻率。 壩址條件對(duì)于溢洪道的位置、型式和組成部分有很大影響。而溢洪道的型式和對(duì)泄洪的各種要求對(duì)壩的構(gòu)造型式也有影響。 溢洪道有六種常用類型：頂部溢流式；陡槽式；側(cè)槽式；豎井或喇叭式；虹吸式；閥門式。設(shè)計(jì)人員可以采用一種或幾種型式的組合以滿足工程的要求。 有些設(shè)計(jì)中，采用一個(gè)型式溢洪道供正常運(yùn)行用，應(yīng)付 50 年或 100 年一遇暴雨的洪峰。另一個(gè)非常溢洪道，則在發(fā)生正常設(shè)計(jì)假定沒(méi)有考慮的非常情況時(shí)，提供附加安全度。 這類情況可以發(fā)生在洪水超過(guò)某一水位、溢洪道閥門發(fā)生故障或泄水道強(qiáng)制關(guān)閉時(shí)。非常溢洪道能防止壩的重要部位漫頂，對(duì)于土壩和堆石壩就顯得特別需要。 頂部溢流式洪道適合于混凝土壩，常用在那些壩頂長(zhǎng)度可以滿足所需泄洪容量的地方和壩基堅(jiān)固或能抗沖刷得地方。有些壩上采用自由溢流式，令一些壩上則設(shè)置陡槽將水泄入下游河道。 陡槽式溢洪道常在土壩或下游地基材料不良的地方。側(cè)槽和豎井溢洪道則多用于空間受到限制的峽谷中。虹吸式溢洪道的水流特性適用于壩頂長(zhǎng)度有限或要保持固定庫(kù)水位的地方。當(dāng)希望在大流量時(shí)減少壩的阻止影響和防止淹沒(méi)過(guò)多時(shí)，都采用有閥門的溢洪道。 溢洪道可以是壩的一部分，也可以是另外一個(gè)單獨(dú)建筑物。它的功能必須和壩結(jié)合成整體來(lái)考慮。壩的位置、尺寸和其他部分都影響溢洪道的位置和布置。最終的布置則要由溢洪道能滿足水力條件和總的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)決定。 ──本文獻(xiàn)摘自：《水利工程專業(yè)英語(yǔ)》 中國(guó)水利水電出版社 2021 年 1 月出版