【正文】 ? 式中： —水墊厚度，自水面算至坑底，m；kt—單寬流量， /（sm ）；3—上下游水位差，m；校核洪水位時(shí)為 =—沖刷系數(shù)，其數(shù)值見(jiàn)下表k基巖沖刷系數(shù) 值由下表可查： 知水愛(ài)水 上善若水 32 本次設(shè)計(jì)取 =，則可計(jì)算得：k ??? 則 ，一般要求 ＞～5，滿足要求。. kLt第6章 地基處理設(shè)計(jì)天然地基，由于經(jīng)受長(zhǎng)期的地質(zhì)作用，一般都有風(fēng)化、節(jié)理、裂隙等缺陷，有時(shí)還有斷層、破碎帶和軟弱夾層，所有這些都需要采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?，地基處理的主要任?wù)是：（1）防滲；（2）提高基巖的強(qiáng)度和整體性。 清基開(kāi)挖 開(kāi)挖原則地基開(kāi)挖與清理的目的是使壩體坐落在穩(wěn)定、堅(jiān)固的地基上。開(kāi)挖深度應(yīng)根據(jù)壩基應(yīng)力、巖石強(qiáng)度及完整性，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基的要求和地基加固處理的效果、工期和費(fèi)用等研究確定，原則上應(yīng)考慮技術(shù)加固處理后，在滿足壩的強(qiáng)度和穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，減少開(kāi)挖。壩高超過(guò)100m 時(shí)，可建在新鮮、微風(fēng)化或弱風(fēng)化下部的基巖上。 開(kāi)挖設(shè)計(jì)靠近壩基面的緩傾角軟弱夾層應(yīng)盡可能清除。順河流流向的基巖面盡可能略向上傾斜，以增強(qiáng)壩體的抗滑穩(wěn)定性，基巖面應(yīng)避免有高低懸殊的突變，以避免造成壩體內(nèi)應(yīng)力集中。在壩踵和壩址處可開(kāi)挖齒坎以利穩(wěn)定。采用爆破開(kāi)挖時(shí)應(yīng)避免放大炮，以避免造成新的裂隙或是原有裂隙張開(kāi)?！?，應(yīng)采用受風(fēng)鉆鉆孔，小藥量爆破；遇有宜風(fēng)化的頁(yè)巖、粘土巖等，～ 的保護(hù)巖層，待到澆筑混凝土前再挖除。對(duì)岸坡壩段，在平行壩軸線方向宜開(kāi)挖成臺(tái)階狀，但須避免尖角。 軟弱帶處理 斷層破碎帶的危害 知水愛(ài)水 上善若水 33 斷層破碎帶的強(qiáng)度低，壓縮變形大，易于使壩基產(chǎn)生不均勻沉降，引起不利的應(yīng)力分布，還會(huì)使壩至壩體開(kāi)裂。如果破碎帶與水庫(kù)相同，還會(huì)使壩底的滲透壓力加大，甚至產(chǎn)生機(jī)械或化學(xué)管涌，危及大壩安全。 斷層破碎帶處理措施對(duì)傾角較陡的走向近于順河流流向的破碎帶，可采用開(kāi)挖回填混凝土的措施，做成混凝土塞，其高度可取斷層厚度的1～ 倍，見(jiàn)圖。如破碎帶延伸至壩體上、下游邊界線以外，則混凝土塞也應(yīng)向外延伸，～ 倍混凝土塞的高度。在選擇壩址時(shí)，應(yīng)盡量避開(kāi)走向近于垂直河流流向的陡傾角斷層破碎帶，因?yàn)樗鼘?dǎo)致壩基滲透壓力或壩體位移增大。如難以避開(kāi)，也可用混凝土塞，但其開(kāi)挖深度要比近于順河流流向的大，約為1/10～1/4 壩底寬度，如下圖（b）。 陡傾角斷層破碎帶的處理1—壩段；2—伸縮縫；3—斷層破碎帶；4—混凝土塞；5—基巖面；6—壩體；7—灌漿帷幕；8—排水孔幕對(duì)走向近于順河流流向的緩傾角斷層破碎帶，埋藏較淺的應(yīng)予挖出；埋藏較深的，除應(yīng)在頂面作混凝土塞外，還要考慮深埋部分對(duì)壩體穩(wěn)定的影響。必要時(shí)可在破碎帶內(nèi)開(kāi)挖若干斜井和平洞，回填混凝土，形成有混凝土塞和水平塞組成的剛性骨架，封閉該范圍內(nèi)的破碎物，以阻止其產(chǎn)生積壓變形和減少地下水產(chǎn)生的有害的作用。在選擇壩址時(shí)，應(yīng)盡量避開(kāi)走向近于垂直河流流向的緩傾角斷層破碎帶。如不可避免，也可采用上述方法進(jìn)行處理。 軟弱夾層的處理 知水愛(ài)水 上善若水 34 具有軟弱夾層的壩基，由于夾層的抗剪強(qiáng)度很低，遇水易軟化或泥化，通常都須進(jìn)行加固處理，以滿足抗滑穩(wěn)定要求。根據(jù)軟弱夾層的埋深、產(chǎn)狀、厚度、充填物的性質(zhì)，結(jié)合工程的具體情況，為了阻止軟弱夾層滑動(dòng)，一般采用的處理措施有：（1）對(duì)于淺埋的夾層，多用明挖處理，將軟弱夾層清除，回填混凝土或者在上游壩踵、下游壩趾設(shè)置深齒坎，切斷軟弱夾層直達(dá)完整基巖。當(dāng)夾層埋藏較淺時(shí)，此方法施工方便，工程量小，采用的較多。（2）對(duì)于埋藏較深、較厚，傾角較緩的軟弱夾層，可在夾層內(nèi)設(shè)置混凝土洞塞。（3）采用大型鋼筋混凝土抗滑樁。（4）若有兩層以上的軟弱夾層時(shí)，可采用預(yù)應(yīng)力錨索，錨索可在水庫(kù)正常運(yùn)行的情況下施工，特別適合于已建工程的施工。第七章 細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì) 縱橫縫構(gòu)造及止水 壩體分縫橫縫：減小溫度應(yīng)力，適應(yīng)地基不均勻變形和滿足施工要求； 水平施工縫：是上、下層澆筑塊之間的接合面。澆筑塊厚度一般為～；～ 的薄層澆筑，以利于散熱，減少溫升，防止開(kāi)裂。 止水設(shè)計(jì)橫縫內(nèi)需設(shè)止水，止水材料有金屬片、橡膠、塑料及瀝青等，對(duì)于高壩應(yīng)采用兩道止水片，中間設(shè)瀝青井，～ 后的紫銅片，第一道止水治上游面的距離應(yīng)有利于改善壩體頭部應(yīng)力，～（），每側(cè)埋入砼的長(zhǎng)度約為20～25cm（本設(shè)計(jì)采用25cm），在止水片的安裝時(shí)要注意保證施工質(zhì)量，瀝青井為方形或圓形（本設(shè)計(jì)采用方形），其一側(cè)可用預(yù)制砼塊，預(yù)制塊～，厚5～10cm（本設(shè)計(jì)采用1m10cm），瀝青井尺寸大致為15cm～15cm 至 知水愛(ài)水 上善若水 35 25cm～25cm（本設(shè)計(jì)采用20cm20cm），井內(nèi)灌注的填料由二號(hào)或三號(hào)是由瀝青，水泥和石棉粒組成，井內(nèi)設(shè)加熱設(shè)備（通常采用電加熱的方法），將鋼筋埋入井中，并以絕緣體固定，從底部一直通到壩頂，在井底設(shè)置瀝青排出管，以便排除老化的瀝青，重填新料，管徑可為15～20cm。止水片及瀝青井需伸入巖基一定深度，約30～50cm，井內(nèi)填滿瀝青砂，止水片必須延伸到最高水位以上，瀝青井需延伸到壩頂。圖51 止水設(shè)計(jì)1—第一道止水銅片；2—瀝青井；3—第二道止水銅片；4—預(yù)制塊；5—橫縫6—瀝青油氈；7—加熱電極 壩體排水壩體排水為了減小滲水對(duì)壩體的不利影響，在靠近壩體上游面需要設(shè)置排水管幕，排水管應(yīng)通至縱向排水管道，其上部應(yīng)通至上層廊道或壩頂（溢流面以下），以便于檢修管距可采用采用3m，排水管幕距上游壩面的距離，一段要求不小于壩前水深的1/10～1/12，且不少于2m，（1/10～1/12）（ ）=（ ）~~1故根據(jù)規(guī)定排水管設(shè)置在距上游面 2m 處，以使?jié)B透坡降控制在允許范圍內(nèi)。排水管采用預(yù)制多孔混凝土管，內(nèi)徑可為 15cm～25cm（取 20cm），隨著壩體混凝土的澆筑而加高。滲入排水管的水可匯集到下層縱向廊道，沿積水溝或集水管經(jīng)橫向廊道的排水溝匯入集水井，再用水泵或自流排水排向下游，排水溝斷面常用30cm30cm，低坡3%， 知水愛(ài)水 上善若水 36 排水管施工時(shí)必須防止被混凝土的雜物等堵塞。排水管與廊道的連通采用直通式，如圖53 所示。 廊道系統(tǒng)為了滿足施工運(yùn)用要求，如灌漿，排水，觀測(cè)，檢查和交通的需要，在壩體內(nèi)設(shè)置各種廊道，這些廊道互相連通，構(gòu)成廊道系統(tǒng)。 壩基灌漿廊道帷幕灌漿需要在壩體澆灌到一定高度后進(jìn)行，以便利用混凝土壓重提高灌漿壓力，保證灌漿質(zhì)量。3m，形狀采用城門水洞型。廊道的上游壁離上游側(cè)面的距離應(yīng)滿足防滲要求，～ 倍作用水頭、且不小于3m處設(shè)置，本次設(shè)計(jì)取3m，為滿足壓力灌漿，基礎(chǔ)灌漿廊道距基巖面 倍廊道寬度，取5m。灌漿廊道兼有排水作用，并在其上游側(cè)設(shè)排水溝，下游側(cè)設(shè)壩基排水孔幕，在靠近廊道最低處設(shè)置集水井，匯集從壩基和壩體的滲水，然后經(jīng)由水泵抽水排至下游壩 知水愛(ài)水 上善若水 37 外。 檢查及壩體排水廊道為了檢查巡視和排除滲水，常在靠近壩體上游面適當(dāng)高度方向每隔15～30m設(shè)置檢查和排水廊道，斷面形式多采用城門洞形，，距上～ 倍水頭，且不小于3m,由于該重力壩為低壩則可以由帷幕灌漿廊道充當(dāng)檢查及排水廊道，上游測(cè)設(shè)排水溝。本重力壩只設(shè)置一層廊道。 固結(jié)灌漿 固結(jié)灌漿孔的孔距、排距可采用3m～4m，或根據(jù)開(kāi)挖以后的地質(zhì)條件由灌漿試驗(yàn)確定。固結(jié)灌漿深度應(yīng)根據(jù)壩高和開(kāi)挖以后的地質(zhì)條件確定，可采用5m～8m；局部地區(qū)及壩基應(yīng)力較大的高壩基礎(chǔ)，必要時(shí)可適當(dāng)加深，帷幕上游區(qū)宜根據(jù)帷幕深度采用8m～15m。 固結(jié)灌漿孔通常布置成梅花形，對(duì)于較大的斷層和裂隙帶應(yīng)專門布孔。灌漿孔方向應(yīng)根據(jù)主要裂隙產(chǎn)狀結(jié)合施工條件確定，使其穿過(guò)較多的裂隙。 帷幕上游區(qū)和地質(zhì)缺陷部位的壩基固結(jié)灌漿宜在有3m~4m 混凝土蓋重情況下施灌，其它部位的固結(jié)灌漿可根據(jù)地質(zhì)條件采用有混凝土蓋重方式施灌，經(jīng)論證亦可采用無(wú)混凝土蓋重或找平混凝土封閉方式施灌。 防滲排水 帷幕灌漿帷幕灌漿目的帷幕灌漿的目的是：降低壩底滲透壓力，防止壩基內(nèi)產(chǎn)生機(jī)械或化學(xué)管涌，減少壩基滲流量。灌漿材料最常用的是水泥漿，有時(shí)也采用化學(xué)灌漿，化學(xué)灌漿的優(yōu)點(diǎn)是：可灌性好，抗?jié)B性強(qiáng)，但較昂貴，且污染地下水質(zhì)，使用時(shí)需慎重，本次設(shè)計(jì)從經(jīng)濟(jì)合理以及環(huán)保角度考慮，選用水泥漿作為灌漿材料。帷幕灌漿范圍防滲帷幕布置于靠近上游面壩軸線附近，自河床向兩岸延伸，鉆孔和灌漿常在壩體內(nèi)特設(shè)的廊道內(nèi)進(jìn)行，靠近岸坡處也可在壩頂、岸坡或平洞內(nèi)進(jìn)行。平洞還可以起排水 知水愛(ài)水 上善若水 38 作用，有利于岸坡的穩(wěn)定。鉆孔方向一般為鉛直，必要時(shí)也可有一定斜度，以便穿過(guò)主節(jié)理裂隙，但角度不宜太大，一般在100 以下，以便施工。防滲帷幕的深度根據(jù)作用水頭和基巖的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況確定。當(dāng)?shù)刭|(zhì)內(nèi)的不透水層厚度不大時(shí)，帷幕可穿過(guò)透水層深入相對(duì)隔水層3～5m。當(dāng)相對(duì)隔水層埋藏較深，則帷幕深度可根據(jù)防滲要求確定，～。帷幕深入兩岸的部分，原則上也應(yīng)達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)，并與河床部位的帷幕保持連續(xù)，形成連續(xù)的不透水的防滲墻。當(dāng)相對(duì)隔水層距地面不遠(yuǎn)時(shí)，帷幕應(yīng)深入岸坡與該層相銜接。當(dāng)相對(duì)隔水層埋藏較深時(shí)，可深到原地下水位線與最高枯水位的交點(diǎn)B處，如圖在BC′以上設(shè)置排水，以降低水庫(kù)蓄水后庫(kù)岸的地下水位。防滲帷幕沿壩軸線的布置1—灌漿廊道；2—山坡鉆進(jìn)；3—壩頂鉆進(jìn)；4—灌漿平洞；5—排水孔；6—最高庫(kù)水位；7—原河水位；8—防滲帷幕底線；9—原地下水位線；10—蓄水后地下水位線 壩基排水為進(jìn)一步降低壩底面的揚(yáng)壓力，應(yīng)在防滲帷幕后設(shè)置排水孔幕。根據(jù)規(guī)定要求，壩基的排水孔幕在防滲帷幕的下游，向下游傾斜，與灌漿帷幕的夾角為15176。，孔距取3m，孔徑為200mm?？咨顬?0m，沿壩軸線方向設(shè)置一排。 知水愛(ài)水 上善若水 39 附表附表 1 水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級(jí)別和重要性系數(shù) 0?水工建筑物級(jí)別 水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級(jí)別 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1 I 2，3 II 4，5 III 附表 2 結(jié)構(gòu)系數(shù) d? 序號(hào) 項(xiàng) 目 組合類型 結(jié)構(gòu)系數(shù) 備注1 抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)設(shè)計(jì)式 基本組合偶然組合 包括建基面、層面、深層滑動(dòng)面2 混凝土抗壓極限狀態(tài)設(shè)計(jì)式 基本組合偶然組合 參 考 文 獻(xiàn)1.《水工建筑物》教材2.《水力學(xué)》教材3.《水力學(xué)計(jì)算手冊(cè)》，武水編4.《重力壩》，汝乃華編5. 說(shuō)明書(shū)提綱（參考）6.《重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》