【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)是側(cè)重于壩工部分以擋水建筑物和泄水建筑物為主的土石?；炷列膲?，并且初定了大壩的輪廓尺寸。然后通過土料設(shè)計(jì)，對照指標(biāo)確定。了砂礫料場的位置。再選擇壩體的三個(gè)典型斷面對大壩進(jìn)行滲流計(jì)算，通過水利。計(jì)算來確定滲透坡降是否滿足要求。然后通過vb編程進(jìn)行壩坡穩(wěn)定分析，最終進(jìn)。行壩體細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)。第二步，進(jìn)入主要建筑物設(shè)計(jì)階段。確定出大壩的型式及壩址和壩軸線。外確定該樞紐的組成建筑物，包括擋水建筑物、泄水建筑物、水電站廠房等。了與土石壩的有關(guān)資料和書籍。

　　

【正文】 吹程 D 15000 15000 15000 β 風(fēng)速 v 21 14 14 護(hù)坡粗糙系數(shù) 坡度系數(shù) m 3 3 3 安全超高 A 1 波浪爬高 R1% 0 壩前壅高 e 0 地震超高 0 0 超高 y 0 壩頂高程 西南地區(qū)某水利工程土石壩初步設(shè)計(jì)瀝青混凝土心墻 洪水 5 21 常運(yùn)用情況超高 非常Y =+= 在壩頂設(shè)置高 厚 的防浪墻，防浪墻頂部高程 可以替代 壩頂高程，則壩頂高 程為 ?=，取壩頂高程 2827..0m,則 壩高 =28272765=62m 考慮到壓縮沉陷，土石壩竣工時(shí)的壩頂高程 =設(shè)計(jì)高程 +壩體施工沉降超高。對于本設(shè)計(jì)，壩高 62 米為中型土石壩 ,壩體施工沉降超高可取為壩高的 %,其值為 62 %= ,則壩體竣工時(shí)壩頂高程為 : 2827+62 %= 壩頂寬度 壩頂寬度 應(yīng)該 滿足反濾過渡層 和 心墻防滲體頂部布置的 基本 需要 。和 大壩穩(wěn)定 并 沒有很直接的聯(lián)系。 按照 交通、 施工 、構(gòu)造、運(yùn)行、防汛 和抗震 等 基本 要求 ，本設(shè)計(jì)中確定壩頂寬度為 10m。 壩坡 壩型、壩高、筑壩材料、荷載、壩基性質(zhì) 等是影響 土石壩邊坡的大小 的幾個(gè)關(guān)鍵因素。 邊坡的選擇從以下幾方面 來決定 ： (1) 由于 水庫 庫水位下降 的情況下， 滲流力 的方向 指向上游，對上游壩坡穩(wěn)定不利 。因此在 土料相同 的情況下 ，上游坡 相對于 下游坡 來說應(yīng)較 緩 些 。 (2) 按照 受載情況，壩坡應(yīng) 建成 上陡下緩 的形狀來達(dá)到 適應(yīng)愈向底部荷載逐漸增加的特征 的目的。所以 土石壩上下游坡一般 做成變坡， 從 上 往 下逐級放緩，每隔 10 到 30米變坡一次，相鄰坡率差 到 。若壩基 相對 軟弱時(shí)，最末一級壩坡宜 修建地 更緩些， 更加有 利于壩坡穩(wěn)定。 根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來 擬定上下游壩坡尺寸： 應(yīng)該 在上游少設(shè)變坡，考慮在高程 2796m 處設(shè)一道，坡率 從上往下為 1： ， 1:；下游坡每隔約 21m 變坡一次，坡率自上而下依次為 1： 、 1： 和 1： 。 變坡處設(shè)馬道，寬 。 防滲體 本設(shè)計(jì)的防滲體分為壩體防滲部分和壩基防滲部分。 壩體防滲 在 本 此畢業(yè)設(shè)計(jì)中 采用人工材料防滲體中的 瀝青混凝土防滲體， 瀝青混凝土防滲墻 是由一定級配的碎石或卵石、砂、石料和瀝青按一定比例配合， 通過熱拌、河北工程大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 22 碾壓等程序后形成 的防滲體 。 有心墻和斜墻兩種形式，本設(shè)計(jì)采用心墻形式。心墻可以是垂直的或向下游傾斜的，也可以設(shè)計(jì)成下部垂直、上部傾斜的。垂直心墻防滲面積最小，也最經(jīng)濟(jì)。當(dāng)壩體高度小于 70 米時(shí)，一般采用垂直心墻。在已建工程中，垂直心墻較多，積累了較豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。本設(shè)計(jì)壩高小于 70米，故采用垂直心墻。 。 根據(jù) 德國規(guī)程《大壩和蓄能水庫瀝青防滲》中 的相關(guān) 規(guī)定 ， 瀝青混凝土心墻 的 厚度至少為最大壩 頂高程 高的 的百分之一。并且 最小厚度不 能 低于 50cm。又根據(jù)我國瀝青混凝土防滲工程施工技術(shù)水平，建議中等高度的壩心墻厚度為5080 厘米。本設(shè)計(jì)采用瀝青混凝土的心墻厚度為 80 厘米，且厚度不變。 壩基防滲 對砂礫石地基處理主要是 為了達(dá)到 保證地基滲流穩(wěn)定 的目的 。本設(shè)計(jì)采用混凝土防滲墻 ，與瀝青混凝土防滲心墻連成整體，連接處宜做成柔性的。 排水設(shè)備 在 土石壩防滲體后仍有一定量的滲水， 因此應(yīng)該在 壩體下游部分設(shè)置排水設(shè)備。 在 本 此畢業(yè) 設(shè)計(jì) 中 采用棱體排水。 棱體頂面高程應(yīng) 該 高 于 下游最高水位，超出高度應(yīng) 該不小于 波浪爬高 ， 查規(guī)范知， 對 二 級土壩不小于 ， 還 應(yīng) 該 保證壩體浸潤線 在 下游壩面凍層以 之 下。 在 本 此畢業(yè) 設(shè)計(jì) 中 棱體頂面高程 為 ，棱體頂寬 為 米 ，棱體內(nèi)坡為1： ，外坡為 1： ，在棱體上游壩腳 的地方 削去銳角 ，可以 使?jié)B流逸出坡降分布得更 加 均勻 。 西南地區(qū)某水利工程土石壩初步設(shè)計(jì)瀝青混凝土心墻 洪水 5 23 第五章 土石壩的滲流計(jì)算 設(shè)計(jì)說明 滲流分析 在 土石壩的剖面尺寸初步擬定 之 后，為確定經(jīng)濟(jì)可靠的壩體剖面 ， 必須進(jìn)行滲流分析 。 滲流分析方法 本 此畢業(yè) 設(shè)計(jì) 中 采用水力學(xué) 法，水力學(xué)法的基本 假設(shè)如下 ： ① 壩體土料為均質(zhì) 的情況下 ，壩 大壩 體內(nèi)任一點(diǎn)的各方向上的滲透系數(shù) K是一樣的 ， 并 且為常數(shù)； ② 滲流為二元穩(wěn)定層流，滲流運(yùn)動(dòng)符合達(dá)西定律： V=KJ(V 為滲透流速， K為滲透系數(shù)， J 為滲透坡降 )； ③ 滲流 是 漸變流， 任何 過斷面上各點(diǎn)的坡降和流速 是一樣的 。 典型計(jì)算斷面與計(jì)算情況 對斷面 1 斷面 2 斷面 33 進(jìn)行滲流計(jì)算。左右岸的典型斷面要求壩軸線處壩高為最大壩高的一半在左右，并且能反映防滲措施。 11， 22， 33 典型斷面的剖面線詳見下圖 51 所示。 51大壩地質(zhì)剖面圖 計(jì)算結(jié)果 左岸 22 斷面取為 2798m。右岸 33 斷面取為 2779m。 河北工程大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 24 滲流分析的工況 在做 滲流計(jì)算時(shí)，應(yīng) 該 考慮水庫 在 運(yùn)行 情況 中出現(xiàn)的不利條件，一般需計(jì)算下列 四 種工況： ① 上游正常蓄水位 和 下游相應(yīng)最低水位，此時(shí)壩內(nèi)滲流的坡降最大，易產(chǎn)生滲透變形； ② 上游設(shè)計(jì)洪水位 和 下游相應(yīng)最高水位，此 工況下 壩內(nèi)浸潤線高，滲流量大； ③ 上游校核洪水位 和 下游相應(yīng)最高水位，此 工況下 壩內(nèi)浸潤線最 高，滲流量最大； ④ 在 庫水降落 的時(shí)是 對上游壩坡穩(wěn)定最為不利 的工況 ， 因此 應(yīng)確定其浸潤線，為穩(wěn)定計(jì)算提供依據(jù)。 本設(shè)計(jì)只對前三種情況進(jìn)行分析計(jì)算 . 滲透系數(shù)的選擇 壩殼砂礫石滲透系數(shù) : ?? 壩體防滲體滲透系數(shù) : 90 1 10 /k m s??? 計(jì)算剖面的選擇 根據(jù)壩軸線地形剖面圖的地形、地質(zhì)情況，沿壩軸線選取 3 個(gè)特征剖面進(jìn)行滲流計(jì)算，各剖面的位置見地形剖面圖。 上游正常 蓄水位與下游無水時(shí) 最大（ 11）剖面滲流計(jì)算 計(jì)算簡圖見圖 51 通過心墻與防滲墻的單寬滲流量為： 通過心墻下游壩體和壩基的單寬流量為： ? ?22 22 222 0 . 4 4T hHhHq k k TL m H L T????? ? ? ? ? ? ?22110 2H T h Tqk ?? ? ??西南地區(qū)某水利工程土石壩初步設(shè)計(jì)瀝青混凝土心墻 洪水 5 25 式中： K ??壩殼材料滲透系數(shù)， m/s ； 0K ??瀝青混凝土心墻滲透系數(shù)， m/s ； TK ??透水地基 的 滲透系數(shù)， m/s ； 1H ??心墻前水深， m ； 2H ??下游水深， m； h ??心墻后水深， m； ? ??心墻與防滲體的平均厚度， m； 2m ??下游壩坡平均坡度； T ??相對不透水層埋深， m； L ??滲徑， m。 由于在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中地基為不透水層，因此在本此畢業(yè)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)中 T 取 0. 根據(jù)水流連續(xù)條件有 12qq? ， ? ? ? ?22110 2H T h TqK ?? ? ?? ? ?22 222 222 0 . 4 4Th H h Hq K K TL m H L T?????? 式中： ?? 2m = T=0m ???H m02?H ? ? ? ? 7 8 62 8 0 8 0 72 8 2 ?????????L ? ? ? ? 2 32 7 6 52 7 7 7 7 52 7 8 62 ???????? m 聯(lián)立求解可得 h 為 : h= 通過心墻與防滲墻的單寬流量： ? ? ? ?22110 2H T h TqK ?? ? ?? 229 ????? ? = 610?? ms?3m 河北工程大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 26 通過心墻下游壩體和壩基的單寬滲流量： ? ?22 222 222 0 . 4 4Th H h Hq K K TL m H L T?????? 24 ???? ? sm??? ? 36 （ 22）剖面滲流計(jì)算 通過心墻與防滲墻的單寬滲流量： 通過心墻下游壩體和壩基的單寬流量： ? ?22 222 222 0 . 4 4Th H h Hq k k TL m H L T????? ? ? 式中： K ??壩殼材料滲透系數(shù)， m/s ； 0K ??瀝青混凝土心墻滲透系數(shù)， m/s ； TK ??透水地基滲透系數(shù)， m/s ； 1H ??心墻前水深， m ； 2H ??下游水深， m； ? ? ? ?22110 2H T h Tqk ?? ? ??西南地區(qū)某水利工程土石壩初步設(shè)計(jì)瀝青混凝土心墻 洪水 5 27 h??心墻后水深， m； ? ??心墻與防滲體的平均厚度， m； 2m ??下游壩坡平均坡度； T ??相對不透水層埋深， m； L ??滲 徑， m。 根據(jù)水流連續(xù)條件有 12qq? ， 在 (22)剖面的計(jì)算中 , 0T? 、 2 0H? ，故公式可簡化為： 22 2hqKL? 式中： ?? 2m = ???H ? ? ? ? 7 9 82 8 0 8 0 72 8 2 ??????????L m 聯(lián)立求解可得 h為 : h= 通過心墻的單寬流量為： 5 3 229 ????? ? = 610?? ms?3m 通過心墻下游壩體的單寬滲流量為： 221102HhqK ???221102HhqK ???河北工程大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 28 22 2hqKL? 24 ???? ? sm??? ? 36 （ 33）剖面滲流計(jì)算 在 (33)剖面的計(jì)算中 , 0T? 、 2 0H? ，故公式可簡化為： 22 2hqKL? ?? 2m = ???H ? ? ? ? ? ? mL 2 7 7 92 7 8 7 9 82 8 0 8 0 72 8 2 ????????????? 聯(lián)立求解可得 h為 : h= 通過心墻的單寬流量為： 229 ????? ? = 610?? ms?3m 通過心墻下游壩體的單寬滲流量為： 22 2hqKL? 24 ???? ? 221102HhqK ???221102HhqK ???西南地區(qū)某水利工程土石壩初步設(shè)計(jì)瀝青混凝土心墻 洪水 5 29 sm??? ? 36 m101 8 上游設(shè)計(jì)洪水位與下游相應(yīng)最高水位為 時(shí) 最大（ 11）剖面滲流 計(jì)算 計(jì)算簡圖見圖 51 通過心墻與防滲墻的單寬滲流量為： 通過心墻下游壩體和壩基的單寬流量為： ? ?22 22 222 0 . 4 4T hHhHq k k TL m H L T????? ? ? 式中： K ??壩殼材料滲透系數(shù)， m/s ； 0K ??瀝青混凝土心 墻滲透系數(shù)， m/s ； TK ??透水地基滲透系數(shù)， m/s ； 1H ??心墻前水深， m ； 2H ??下游水深， m； h ??心墻后水深， m；