【正文】 i —— 渠底比降 ， ％； C —— 謝才系數(shù)； x —— 溢洪口斷面濕周 ， m； n —— 糙率，取 。 經(jīng)計(jì)算得：當(dāng) h＝ ， b＝ ， p＝ 1?1， i＝ 1/100 時(shí)，可通過，滿足泄洪的要求。 工程量 （ 1）谷坊土方量： 采用公式： V=CH[3b（ L+L180。） +Hm（ L+2L180。） ] 式中： V —— 谷坊 總土方量 ， m3； H —— 設(shè)計(jì)壩高，為 ； L —— 壩頂長，為 50m； L180?！? 壩底長， 為 30m； b —— 壩頂寬，為 ； 45 m —— 壩體內(nèi)外坡比之和，為 ； C —— 溝谷斷面類型系數(shù)，為 。 經(jīng)計(jì)算得： V=982m3 （ 2）其它土方量：包括清基土方量 79 m3；挖結(jié)合槽土方量 21 m3；開挖溢洪口土方量 28 m3。 （ 3）總工程量：一座谷坊 高為 ， 長為 50m， 動(dòng)用土方量 1110m3。 谷坊工程設(shè)計(jì)圖式 具體詳見圖 5 510。 圖 59 谷坊縱斷面設(shè)計(jì)圖 （單位： m） 圖 510 谷坊 橫 斷面設(shè)計(jì)圖 （單位： m） 46 小型淤地壩設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì) 計(jì)劃修建 兩 座小型淤地壩，其均修建二 **溝西側(cè)的一條山溝內(nèi)， 位于上游的 1 號(hào)小型淤地壩控制面積 ， 下游的 2 號(hào)小型淤地壩控制面積 km2。由于兩座小型淤地壩控制面積相近，所處位置和地形條件均一樣，因此本次設(shè)計(jì)只針對(duì) 1 號(hào)小型淤地 壩進(jìn)行具體設(shè)計(jì)， 2 號(hào)小型淤地壩 設(shè)計(jì) 可參考 1 號(hào)小型淤地壩。 小型淤地壩 工程布置形式采用“兩大件”，即工程樞紐由土壩和放水工程組成。根據(jù)兩岸地形地質(zhì)情況，放水工程布設(shè)在溝道 右 岸的基巖上。 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 按照水利部頒《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范溝壑治理技術(shù)》（ GB/－ 1996）（以后簡稱《規(guī)范》）的要求來確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 設(shè)計(jì)洪水頻率： P 設(shè) ＝ 5％（ 20 年一遇洪水） 校核洪水頻率： P 校 ＝ ％（ 30 年一遇洪水） 土地保收頻率： P 保 ＝ 10％（ 10 年一遇洪水） 工程設(shè)計(jì)淤積年限： n＝ 5 年 水文計(jì)算 （ 1） 水位與庫容、水位與面積關(guān)系曲線的繪制 根據(jù) 1： 10000 庫區(qū)地形圖，采用等高線法計(jì)算面積、庫容，用求積儀量得分層等高線范圍內(nèi)面積，采用棱臺(tái)體積公式： V＝ 31 h（ s1+s2+ 21ss ） 式中： s s2—— 相鄰等高線在圖上的面積，萬 m2； 47 h—— 高差， m； V—— 體積，萬 m3。 （具體計(jì)算結(jié)果詳見表 5－ 5） 1 號(hào)小型淤地壩 高程～庫容、面積計(jì)算表 表 5－ 5 高程（ m） 高差（ m） 面積（ 104m2） 分層庫容（ 104m3） 總 庫容（ 104m3） 1210 0 0 2 1212 2 1214 2 1216 2 1218 2 1220 2 1222 2 根據(jù)以上結(jié)果繪制 高程與庫容、高程 與面積關(guān)系曲線。（具 體詳見圖 511） 高程（m）122212201218121612141212121000 庫容（萬m）面積（hm）滯洪水位高程淤積面積H～VH～A32淤積 圖 511 1 號(hào)小型淤地壩高程～庫容、面積關(guān)系曲線 48 （ 2）設(shè)計(jì) 24 小時(shí)暴雨量計(jì)算 計(jì)算公式： H24P＝ KP?H 24 式中： H24P—— 頻率為 P 的最大 24 小時(shí)暴雨量， mm； H 24—— 最大 24 小時(shí)平均暴雨量均值，從《 ***自治區(qū)水文手冊(cè)》中查得為 60mm； KP—— 頻率為 P 的 P～ Ⅲ 型曲線模比系數(shù)，從《水文手冊(cè)》中，查得 CV＝ ， CS＝ ，查 P～ Ⅲ 型曲線得： ％ ＝ ， K5％ ＝ ， K10％ ＝ 。 計(jì)算得： H24?％ ＝ ； H24?5％ ＝ ； H24?10％ ＝ 。 （ 3）設(shè)計(jì)洪水總量的計(jì)算 設(shè)計(jì)洪水總量按 24 小時(shí)設(shè)計(jì)雨量計(jì)算，計(jì)算公式為： ?pW ? ? pH ?F 式中 pW —— 設(shè)計(jì)洪水總量， 104m3； ? —— 洪量徑流系數(shù)，從《水文手冊(cè)》中查得： ? ％ ＝ ， ? 5％ ＝ ， ? 10％ ＝ ； pH —— 頻率為 P 的流域中心點(diǎn) 24 小時(shí)雨量， mm； F —— 工程控制面積， 。 計(jì)算得： ％ ＝ 萬 m3； W5％ ＝ 萬 m3； W10％ ＝ 萬 m3。 49 （ 4）輸沙量計(jì)算 ① 年懸移質(zhì)輸沙量計(jì)算 計(jì)算公式： W s＝? FMO? 式中： W s—— 年懸移質(zhì)輸沙量， m3； OM —— 多年平均懸移質(zhì)水蝕模數(shù)， 3000t/km2?a； F —— 集水面積， ； ? —— 淤積泥沙容重， 。 計(jì)算得： W s＝ 2133m3 ② 年推移質(zhì)輸沙量的計(jì)算 采用比例系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算。 計(jì)算公式： W b＝ B?W s 式中： W b—— 年推移質(zhì)輸沙量， m3； B—— 系數(shù)，為 ； W s—— 年懸移質(zhì)輸沙量， 2133m3。 計(jì)算得： W b＝ 213m3 ③ 年總輸沙量的計(jì)算 W o=W s+W b＝ 2346m3 土壩設(shè)計(jì) （ 1） 庫容計(jì)算 總庫容由攔泥庫容和滯洪庫容組成。 ① 攔泥庫容的確定 50 計(jì)算公式： VL＝ n?W o 式中： VL——攔泥庫容，萬 m3； n——設(shè)計(jì)淤積年限， 5a； W o——年總輸沙量， 萬 m3。 計(jì)算得： VL＝ 萬 m3 ② 滯洪庫容的確定 根據(jù)《規(guī)范》要求，當(dāng)只有“兩大件”時(shí)按校核洪水總量確定滯洪庫容。即： VZ＝ ％ ＝ 萬 m3。 ③ 總 庫容的確定 V 總 ＝ VL＋ VZ＝ 萬 m3 （ 2） 壩高的確定 壩高由攔泥壩高、滯洪壩高和安全超高組成。 ① 攔泥高程的確定 由攔泥庫容 VL＝ 萬 m3確定，查 H～ V 關(guān)系曲線得：攔泥高程為 1215m，相應(yīng)的攔泥壩高為 ，淤地面積為 。 （具體詳見圖 511） ② 最高洪水位的確定 最高洪水位是與總庫容（ V 總 ＝ 萬 m3）水面相對(duì)應(yīng)的高程。查 H～ V 關(guān)系曲線得：最高洪水位為 ，滯洪壩高為 。（具體詳見圖 511） ③ 安全超高的確定 按《規(guī)范》要求，安全超高取 。 51 ④ 壩高的確定 為攔泥壩高、滯洪壩高和安全超高之和，即： 。壩頂高程為 。 （ 3）壩體斷面尺寸的擬定 ① 壩頂寬 由于該壩為機(jī)推碾壓均質(zhì)土壩，且壩高為 ，按照《規(guī)范》的要求，壩頂寬取 。 ② 壩坡 根據(jù) 《 規(guī)范 》 確定，上游壩坡為 1?，下游壩坡為 1?。為了減輕壩體風(fēng)蝕，在壩面種植牧草，以保護(hù)壩面的完整。 ③ 清基和挖結(jié)合槽 對(duì)壩體基礎(chǔ)部分的浮土、雜物等進(jìn)行清除，清基深度 50cm，清基范圍應(yīng)比壩的坡腳線加寬 。 并 沿壩軸線開挖一條梯形斷面的結(jié)合槽，底寬 ，深 ，邊坡 1?1。 放水工程設(shè)計(jì) （ 1）放水工程的布設(shè)及結(jié)構(gòu)形式 放水工程布設(shè)在壩體 右 岸基巖上，管軸線與壩軸線基本垂直，形式上采用臥管式建筑。放水工程主要由臥管、涵洞、消力池等三部分組成。臥管采用方形斷面分級(jí)臥管，涵洞采用鋼筋混凝土無壓輸水圓涵。 （ 2） 設(shè)計(jì)流量計(jì)算 按 4 日內(nèi)泄完設(shè)計(jì)頻率洪水 總量 W5％ ＝ 萬 m3且同時(shí)保證 3 52 日內(nèi)泄完土地保收頻率洪水總量 W10％ ＝ 萬 m3，綜合考慮進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式為： Q＝86400?T WP 式中： Q—— 放水流量， m3/s； T—— 天數(shù)，日； PW —— 設(shè)計(jì)洪水總量， m3。 經(jīng)計(jì)算得：設(shè)計(jì)流量 Q 設(shè) 分別為 ，采用大者，即： Q 設(shè) ＝ （ 3） 臥管設(shè)計(jì) ① 臥管放水孔直徑的確定 分級(jí)臥管采用平孔進(jìn)水，每個(gè)臺(tái)階高度為 ，長 ，每級(jí)設(shè)一 個(gè)放水孔，每次開啟相鄰兩孔放水。放水口為圓形，放水孔直徑采用公式： d＝ 2/122/11 HHQ?設(shè) 式中： d—— 放水孔直徑， m； 設(shè)Q —— 設(shè)計(jì)放水流量， m3/s； 21 HH、 —— 孔上水深， m。 計(jì)算結(jié)果為： d＝ 。 ② 臥管加大流量的確定 由于水位變化、放水孔調(diào)節(jié)運(yùn)用，泄水洞內(nèi)流量會(huì)出現(xiàn)大于設(shè)計(jì)流量的現(xiàn)象，因此在計(jì)算泄水洞流量時(shí)，采用設(shè)計(jì)流量加大 30％ 53 的加大流量計(jì)算。 Q 加 ＝（ 1＋ 30％） Q 設(shè) ＝ ③ 臥管斷面設(shè)計(jì) 臥管采用正方形斷面，根據(jù)實(shí)地地形條件選定比降 i 為 1?。 斷面確定采用公式： Q 加 ＝ AC（ Ri） 1/2 其中： A＝ b h ； R＝ A/x ； x＝ b＋ 2h； C＝ n1R1/6 式中： A —— 臥管 過水?dāng)嗝婷娣e ， m2； Q 加 ——臥管加大流量， m3/s； b —— 臥管 底寬 ， m； h —— 臥管內(nèi) 水深 ， m； R —— 水力 半徑 ， m； i —— 臥管 比降 ， ％ ； C —— 謝才系數(shù)； x —— 臥管 斷面濕周 ， m； n —— 糙率 ，為 。 經(jīng)計(jì)算： 當(dāng) h＝ ， b＝ 時(shí)，可通過 ，大于 ，滿足泄洪的要求。且 4 倍正常水深為 ，基本為臥管尺寸 ，能夠滿足孔口跌下躍高不淹沒孔口要求。 因此臥管斷面為 正方形。臥管垂直高度 ，共 17 個(gè)臺(tái)階。 ④ 臥管消力池設(shè)計(jì) 54 臥管末端與涵管交接處修筑消力池。 其計(jì)算公式如下 : 消力池長度： Lk＝（ 3～ 9） h2； 消力池最小深度： d0＝ （ h2–h0）； 消力池寬度： b0＝ b+。 式中： h1—— 第一共軛水深， m，可采用臥管正常水深； h2——第二共軛水深， m， h2＝ 21h （312281hgbQ加??－ 1）； h0—— 放水涵洞的正常水深，設(shè)計(jì)涵洞時(shí)可求出； b—— 臥管寬度， m； ? —— 系數(shù)，采用 ； g —— 重力加速度，為 。 經(jīng)計(jì)算 h2＝ ；最小池深 d0＝ （ h2–h0） ＝ ，取池深為 ，同時(shí)池深也滿足（ d0+h0） /h2＝ ~ 的要求；消力池池長 Lk＝（ 3～ 9） h2，取 Lk＝ ；消力池寬 b0＝ b+＝ 。 ⑤ 臥管及臥管消力池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 臥管采用 C15砼現(xiàn)澆，臥管蓋板采用預(yù)制 C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。為增加臥管的穩(wěn)定性，每隔 4m 高設(shè)防一道齒墻，斷面尺寸為 ，并用水泥砂漿勾縫。消力池采用漿砌石結(jié)構(gòu)，蓋板則為預(yù)制 C20 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 臥管具體斷面尺寸為： 正方形?；A(chǔ)厚 ，側(cè)墻厚；蓋板厚 ，寬 。 55 消力池具體斷面尺寸為：側(cè)墻頂寬 ，底寬 ，基礎(chǔ)厚 ；蓋板厚 ，寬 ，長 。 （ 4） 涵洞設(shè)計(jì) 涵洞采用無壓輸水鋼筋混凝土圓涵。鋼筋混凝土的標(biāo)號(hào)為 C20。根據(jù)《規(guī)范》要求，涵洞比降選取 1/100，管內(nèi)水深不超高涵管凈高的 75％。 ① 涵管內(nèi)徑 D 的計(jì)算 采用公式： Q 加 ＝ AC（ Ri） 1/2 式中符號(hào)意義詳見臥管斷面設(shè)計(jì)。 考慮檢修要求，涵管內(nèi)徑取為 ，此時(shí) 計(jì)算得出 涵管內(nèi)水深為。 ② 涵管斷面尺寸 鋼筋混凝土涵管管壁厚取 ，管內(nèi)徑 ，外徑 ， 管長55m。 ③ 截流環(huán)設(shè)計(jì) 為防止沿管壁產(chǎn)生集中滲流，沿涵管長度每隔 10m 設(shè)置一道截流環(huán)，截流環(huán)厚度 ，伸出管壁外 ，截流環(huán)用 C15 砼現(xiàn)澆。 ④ 涵洞出口消力池設(shè)計(jì) 涵洞出口連接消力池。消力池采用漿砌石結(jié)構(gòu)，斷面尺寸為：長，寬 ，深 ；側(cè)墻頂寬 ，底寬 ，基礎(chǔ)厚 。 工程量 主要工程量計(jì)算結(jié)果詳見表 5－ 6。 56 1 號(hào)小型淤地壩 主要工程量表 表 5－ 6 序號(hào) 措施 單位 數(shù)量 一 土壩工程 1 推土機(jī)清表土 m2 1640 2 人工清表土 m2 1215 3 開挖結(jié)合槽 m3 188 4 人工夯實(shí) m3 188 5 修筑壩體 m3 15577 二 放水工程 1 土方開挖 m3 153 2 土方夯實(shí) m3 46 3 漿砌消力池 m3 4 現(xiàn)澆砼臥管 m3 5 現(xiàn)澆砼管座 m3 6 預(yù)制鋼筋砼涵管 m3 7 預(yù)制鋼筋砼蓋板 m3 8 鋼筋砼構(gòu)件運(yùn)輸 m3