【正文】 低高程以高于正常蓄水 位。 取防浪墻頂高出壩頂 ，則壩頂高程▽ 壩頂 =－ = 壩頂寬度及 L 型擋墻設(shè)計(jì) （一）壩頂寬度 壩頂寬度應(yīng)由運(yùn)行、布臵壩頂設(shè)施和施工的要求來(lái)確定，按照壩高的不同，本工程可取 5~8m,取壩頂寬度 B 壩頂 =5m。 （二） L 型擋墻 L 型防浪墻尺寸選擇 在面板堆石壩中，一般都在壩頂上游邊緣處設(shè)臵鋼筋混凝土防浪墻，用以降低壩頂高度，減少堆石體的工程量，而混凝土的用量則增加不多，這樣可降低工程量和造價(jià)，加快施工進(jìn)度。防浪墻一般為懸臂式結(jié)構(gòu)，在浪壓力作用下，必須能保持穩(wěn)定 和滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)應(yīng)力要求。在復(fù)合土工膜面板堆石壩中，土工織物穿入 L 型擋墻，共同構(gòu)成一個(gè)防滲整體。堆石壩因各段壩高不同，各段壩頂?shù)某料菖c下游位移量難免有所差異，為避免因此而產(chǎn)生的不均勻變形裂縫與溫度裂縫，防浪墻應(yīng)設(shè)臵伸縮接縫。 壩頂上游側(cè)設(shè)臵 L 型防浪墻，根據(jù)防浪墻底部高程宜高于正常蓄水位的要求，取防浪墻底部 高程為正常蓄水位▽ L 底 =，則墻高h(yuǎn)=280－ =。 壩頂上游側(cè)底部設(shè) 寬的檢修走道。 L 型擋墻尺寸如右圖： 尺寸單位 mm，高程單位 m。 防浪墻的應(yīng)力計(jì)算 土壓力采用庫(kù)侖 理論計(jì)算 : E=21 ? H2 K 式中： E — 土壓力； ? — 土的容重； H — 土體厚度； K — 土壓力系數(shù)。 1） 主動(dòng)土壓力系數(shù)： Ka=20002 ])c o s ()c o s ( )s i n ()s i n (1)[c o s (c o s)c o s (???????????????????? 式中： ? — 內(nèi)摩擦角 ? — 墻背與豎直線(xiàn)間夾角 ? — 填土表面與水平面間夾角 0? — 墻背與填土間的摩擦角 豎直的混凝土或砌體墻背取 0? =(1/3— 1/2)? 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) Ka = 則 主動(dòng)土壓力： Ea =21 ? H2 Ka = 2） 被動(dòng)土壓力系數(shù)： K=p20002 ])c o s ()c o s ( )s i n ()s i n (1)[c o s (c o s)c o s (???????????????????? = 則 被動(dòng)土壓力： Ep =21 ? H2 Kp = 3） 靜止土壓力系數(shù)： K0 =???1 式中： ? — 泊松比 計(jì)算得 K0 = 靜止土壓力： E0 =21 ? H2 K0 = KN 4） 校核洪水位時(shí)靜水壓力： 221 HPw?? = 5） 浪壓力：壩前水深 H 大于 mLL ? ，為深水波。 2/2/)2( 2022 LLLLL hLhhLP ?? ???? 式中： 0? — 水的容重 L — 波浪半波長(zhǎng) Lh — 波浪浪高 0h — 波浪中心線(xiàn)高出靜水位高度 LP = ? ??? KNPPP L PL+P﹤ Ep，則不可能產(chǎn)生被動(dòng)土壓力； 故 L 型擋墻的豎向配筋采用靜止土壓力配筋。 6） 彎矩計(jì)算： HEM G ????? 00 ??? 式中： 0? — 安全級(jí)別， 0? =； ? — 持久工況系數(shù)， ? =； G? — 永久荷載分項(xiàng)系數(shù)， G? =； M =〃 m 配筋計(jì)算： 環(huán)境級(jí)別為：露天、二類(lèi) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 保護(hù)層厚度 a=45mm 取單位寬度 1m 進(jìn)行計(jì)算，混凝土采用 c20，則軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值2/10 mmNfc ? 。鋼筋采用 Ⅰ 級(jí)鋼筋， 2/210 mmNf y ? 截面抵抗矩系數(shù)：20hbf Mc ds ?? ?? ?? 式中： d? — 結(jié)構(gòu)系數(shù)， d? = s? = s?? 211 ??? = b? =,屬于適筋破壞。 鋼筋面積： ycs fhbfA /0???? ? = 計(jì)算的配筋率：0hbAs??? =% min? =% 故采用最小配筋率配筋： 20m in 3 2 mmhbA s ???? ? 選配 125? （ As=565 ㎜ 2） 在上游側(cè)采用構(gòu)造對(duì)稱(chēng)配筋，配 125? ，分布鋼筋采用 300@6? ， 底板按構(gòu)造配筋，配 125? ，分布鋼筋采用 300@6? 。 配筋圖如下： ? 6@300 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 通過(guò)抗滑穩(wěn)定計(jì)算驗(yàn)算 L 型擋墻的地板厚度 水平推力為靜止土壓力： E0 =21 ? H2 K0 = kN （ H=） 墻上蓋土重： W= 摩擦公式： ????PVfK 式中： K — 抗滑穩(wěn)定系數(shù) ， K=~,取 K=； f — 摩擦系數(shù)， f=~,取 f=； ?V — 豎直向合力，向下為正； ?P — 水平向合力，向左為正。 則抗滑穩(wěn)定系數(shù) K= K≥ ~，滿(mǎn)足要求。 抗傾覆計(jì)算 5? 12 ? 6@300 ? 6@300 ? 6@300 ? 6@300 ? 6@300 ? 6@300 5? 12 5? 12 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 依然采用靜止土壓力： KNE ? 傾覆彎矩：∑ mKNM ?? 抗傾覆彎矩：∑ mKNM y ?? 抗傾覆安全系數(shù)： 0?? ?? MMK y 滿(mǎn)足安全要求， L 型墻不會(huì)發(fā)生向上游的傾覆。 L 型擋墻地基承載力計(jì)算 由于 L 型擋墻作用在地基上的力是偏心的，故考慮制售靜土壓力情況下的偏心受壓狀況。 強(qiáng)敵偏心距： ?? ??????V MMBCBe oy22 式中： e— 墻底壓力的偏心距； B— 墻底寬度； C— 墻底面垂直合力作用點(diǎn)與墻身前趾間距離； ∑ V— 豎直向合力，∑ V= W1+ W2 其中，蓋土重 W1=； 擋墻自重 W2=； 抗傾覆彎矩：∑ mKNM y ?? ； 傾覆彎矩：∑ mKNM ?? 則 e= 規(guī)范規(guī)定：硬土質(zhì)基礎(chǔ)中，應(yīng)滿(mǎn)足 e≤ B/5= 則 e= 滿(mǎn)足要求。 基地應(yīng)力： k P aBeBVdu )61(, ??? ?? 則基底壓力遠(yuǎn)小于地基承載力，且 du,? 均大于 0，無(wú)拉應(yīng)力出現(xiàn)，故 L型擋墻滿(mǎn)足應(yīng)力條 件。 L 型擋墻的與土工膜的連接防滲 防浪墻必須堅(jiān)固不透水，在與復(fù)合土工膜連接處保證不透水。 連接方法如右圖所示： 壩坡與馬道 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 根據(jù)《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL228－ 98 中規(guī)定：當(dāng)筑壩材料為硬巖堆石料時(shí)，上下游壩坡可采用 1:~1:，軟巖堆石料的壩坡宜適當(dāng)放緩，當(dāng)質(zhì)量良好的天然砂礫石料筑壩時(shí)，上下游壩坡可采用 1:~1:。 本工程中筑壩材料為砂礫石料和堆石料，壩基為巖基，壩體全部用當(dāng)?shù)厥咸钪?，擬定上游邊坡為 1:，下游采用變坡，高程 255m 以上取 1:，以下取1:（具體壩坡的取定見(jiàn) 節(jié)） ，考慮到下游坡面的檢修和觀(guān)測(cè)等，變坡高程處設(shè) 2m 寬的馬道。下游采用 厚的微新千枚巖干砌石護(hù)坡，以保證下游坡的穩(wěn)定。 節(jié) 堆石料的設(shè)計(jì) 壩體分區(qū) 為充分利用石場(chǎng)及施工現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)挖料，應(yīng)根據(jù)堆石體在壩內(nèi)不同部位的不同作用，對(duì)壩體進(jìn)行合理的分區(qū)。一般情況，應(yīng)對(duì)堆石體各部分分別提出材料特性、最大粒徑、粒徑級(jí)配、碾壓后的密實(shí)度和變形模量以及透水性和施工工藝要求，這就需要根據(jù)堆石體各部分的受力條件和所起的作用進(jìn)行研究，將堆石體作適當(dāng)分 區(qū)，以方便施工及降低工程造價(jià)。 堆石壩也可概分為靠上游部分的過(guò)渡區(qū)和靠中下游部分的堆石體。過(guò)渡區(qū)內(nèi)緊靠面板的部分，起直接制成面板的作用，一般應(yīng)具有高變形模量，均勻性和低透水性，其位臵相當(dāng)于面板的墊層，故又稱(chēng)為墊層。墊層下游其余部分的過(guò)渡區(qū)，其墊層與下游堆石區(qū)間的過(guò)渡作用。堆石按其所在的部位，又劃分為兩個(gè)區(qū)，靠近中央及上游部位的堆石區(qū)，受水壓力作用較大，離地面也較近，較為重要，特性與技術(shù)要求較高，故專(zhuān)分為一個(gè)小區(qū)，稱(chēng)為主堆石區(qū)；靠下游部位的堆石區(qū)主要起保持壩體整體和下游壩坡穩(wěn)定作用，特性和技術(shù)要求較低，為次堆 石區(qū)。這樣，對(duì)堆石體的分區(qū)，按上述分為： (Ⅰ) 墊層， （ Ⅱ ） 過(guò)渡層， （ Ⅲ ） 主堆石區(qū)，（Ⅳ）次堆石區(qū)。 根據(jù)上述要求，考慮到本工程當(dāng)?shù)囟咽霞皯?yīng)力狀態(tài)因素，將大壩大致分區(qū)如圖所示： Ⅱ —— 過(guò)渡層， Ⅲ —— 主堆石區(qū)， Ⅳ —— 次堆石區(qū)； 混凝土保護(hù)層厚度 100 ㎜； 無(wú)沙混凝土墊層水平向厚度 120 ㎜； 過(guò)渡層作為墊層與主堆石區(qū)的過(guò)渡段，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，取水平向厚度 3m。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 堆石料設(shè)計(jì) 1. 通過(guò)碾壓試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)，得出壩體各壩區(qū)堆石體的設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)如下表： 填筑分區(qū) 強(qiáng)度（ MPa） 干密度（ g/㎝ 2） 孔隙率 （ %） 滲透系數(shù) （㎝ /s） 不均勻系數(shù) 含泥量（ %） Dmax ＜ 5㎜粒徑 過(guò)渡區(qū) 40 20 103 ＞ ≤ 5 ＜ 10 主堆石區(qū) 40 20 103 15 ＞ ≤ 5 ＜ 10 次堆石區(qū) 25 20 103 15 ＞ ≤ 5 ＜ 10 2. 壩體填筑前，通過(guò)爆破碾壓聯(lián)合試驗(yàn)，確定填筑有關(guān)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表： 填筑分區(qū) 鋪料方法 鋪料厚度 （㎝） 加水量（ %） 碾壓遍數(shù) （遍） 碾壓速度（ km/h） 過(guò)渡區(qū) 后退法 40 ~10 6 主堆石區(qū) 進(jìn)占法 80 ~10 8 次堆石區(qū) 進(jìn)占法 80 ~10 8 3. 堆石料試驗(yàn)參數(shù) 軟化系數(shù)： 微新巖石 ＞ ； 弱風(fēng)化巖石 ＞ 飽和抗壓強(qiáng)度： 微新巖石 ＞ 40MPa； 弱風(fēng)化巖石 ＞ 25 MPa 組別 試驗(yàn)干密度（ g/㎝ 2） C(MPa) 0? K n Rf G F D A 47 680 B 60 600 1）主堆石區(qū) 2）次堆石區(qū) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 節(jié) 副壩設(shè)計(jì) 為減小工程量，降低工程造價(jià)，減小壩軸線(xiàn)，右岸布臵一副壩。 副壩的型式及穩(wěn)定驗(yàn)算 1. 副壩的型式 副壩采用重力式混凝土擋墻，考慮到汽車(chē)上壩要求，取壩頂寬度與主壩同寬，為 5m。；壩頂高程與主壩同高，為 ，上右側(cè)設(shè) 1m 高的混凝土擋墻。 其截面如圖： 其中，壩頂最小寬度 B=??? ?0cH H— 壩高， H=； c? — 混凝土容重， c? =24kN/m3； 0? — 水容重， 0? =10 kN/m3； ? — 揚(yáng)壓力折減系數(shù)，河岸取為 ； 則 B=??? ?0cH =，取 B=。 2. 副壩的穩(wěn)定驗(yàn)算 采用摩擦公式，計(jì)算校核水位下的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) K： K= ?? ?P UWf )( 式中： ∑ W— 作用于滑動(dòng)面以上的力在鉛直方向分量代數(shù)和； ∑ P— 作用于滑動(dòng)面以上的力在水平方向分量代數(shù)和； U — 作用也滑動(dòng)面上的揚(yáng)壓力； f — 滑動(dòng)面上扛剪摩擦系數(shù)，根據(jù)資料，混凝土與弱風(fēng)化千枚巖之間的摩擦系數(shù)為 f=~，取 f=； 荷載計(jì)算： Fa= w? 〃 H=70kN Fb= Fa=70kN 考慮在河岸段，揚(yáng)壓力折減系數(shù) ? = ∴ Fc= Fb=21 kN ∴∑ P=21 Fa〃 H=245 kN U= 21 ( Fb＋ Fc ) 1＋ 21 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) Fc = kN ∑ W= c? 〃 S= kN 穩(wěn)定驗(yàn)算：