【正文】 壩，所以采用反濾層位于被保護土的上部，滲流方向主要由下向上見圖312。圖312 反濾層示意圖反濾層設(shè)計包括選定顆粒級配，層數(shù)，厚度以及透水性，使之滿足以下要求：①被保護土料不會流失；②有足夠透水性使?jié)B流順暢排泄；③不被細粒土淤堵；④控制含水量（〈 〉不超過5%；⑤當土質(zhì)防滲體產(chǎn)生裂縫導致集中滲流，能攔阻土粒流失，使縫壁在滲水浸下踏塌自愈。根據(jù)反濾過度要求，反濾層一般為13層，對于被保護土第一層反濾料（），按太沙基準則確定，即 ≤4～5 ， ≥5 式中 ——反濾料粒徑，mm，小于該粒徑的土占總土重的15% ——被保護土粒徑，mm，小于該粒徑的土占總土重的85% ——被保護土粒徑，mm，小于該粒徑的土占總土重的15%第二層、第三層反濾料的選擇也可以按這種方法確定。下游反濾為滲水出口，水源充沛，是防滲的關(guān)鍵部位，必須保證反濾料的質(zhì)量。選用反濾料時盡量利用天然沙礫料，也可以人工制作；必要時也可以混合使用（即天然料和人工料同時使用）。選料時應(yīng)該在滿足必要要求的情況下，盡量減少虧料和棄料以及反濾層數(shù)，最大限度地使用當?shù)夭牧希诒ＷC質(zhì)量的前提下，節(jié)約投資。四、排水設(shè)備棱體排水選用棱體排水，是在下游壩腳處用塊石堆成棱體，頂部高程應(yīng)超出下游最高水位，超出高度應(yīng)大于波浪沿坡面的爬高。大壩為3級，并使壩體浸潤距壩坡的距離大于冰凍深度。堆石棱體內(nèi)坡一般為1：～1：，外坡為1：～1：，應(yīng)避免棱體排水上游坡腳出現(xiàn)銳角，頂寬應(yīng)根據(jù)施工條件及檢查觀測需要確定。 棱體排水結(jié)構(gòu)圖見圖313。 圖313 棱體排水結(jié)構(gòu)示意圖本設(shè)計采用棱體排水。，選頂面高程為707m，采用堆石體，內(nèi)坡為1: ，外坡為1:。頂寬為馬道寬2米。具體尺寸結(jié)構(gòu)見細部構(gòu)造圖。壩坡排水壩坡排水是為了防止雨水的沖刷，在下游壩坡上設(shè)置橫向連接的排水溝。沿土石壩與壩坡的結(jié)合處，設(shè)置排水溝以攔截山坡上的雨水。壩面上的縱向排水溝沿馬道內(nèi)側(cè)布置，用漿砌石鋪設(shè)成梯形。具體尺寸結(jié)構(gòu)見細部構(gòu)造圖。五、地基處理常見的砂礫石壩基，其地基承載力滿足要求，而且壓縮性不大。沿壩軸線方向孔126109之間的壩基土層夾有松散的砂層、淤泥層，需將其挖除掉。做粘性土截水槽直至不透水層，在截水槽底部進行帷幕灌漿。帷幕灌漿深度直達不透水層下1米，沿整個壩軸線實行帷幕灌漿。其厚度根據(jù)帷幕灌漿最大作用水頭和允許水力坡降［J］，按下式估算：T=H/［J］，經(jīng)計算約為3米六、壩與兩岸的連接壩體與土質(zhì)地基及岸坡的連接壩體與土質(zhì)地基及岸坡的連接必須做到（1）清除壩斷面范圍內(nèi)地基與岸坡上的草皮、樹根、含有植物的表土、蠻石、垃圾及其它廢料，并將清理厚的地基表面土層壓實。（2）對壩斷面范圍內(nèi)的低強度、高壓縮性軟土及地震時易于液化的土層，進行清除或處理。（3）防滲體必須坐落在相對不透水土基上，否則應(yīng)采取適當?shù)姆罎B措施。（4）地基覆蓋層與下游壩殼粒料接觸時，應(yīng)符合反濾要求，否則必須設(shè)置反濾層，以防止地基土流失到壩殼中。為使防滲體與岸坡緊密結(jié)合，防止發(fā)生不均勻沉降而導致裂縫，岸邊開挖時應(yīng)大致平順，不應(yīng)成臺階狀或突然變坡，岸坡上緩下陡時，突出部位的變坡角應(yīng)小于20176。，土質(zhì)岸坡的坡度一般不陡于1：。斜墻在與兩端岸坡連接處擴大其斷面，以加強連接處防滲的可靠性的可靠性，擴大斷面與正常面之間，應(yīng)以漸變的形式過度。壩體與巖石地基及岸坡的連接壩體與巖石地基及岸坡的連接必須做到：（1）壩斷面范圍內(nèi)的巖石地基與岸坡，應(yīng)清除其表面松動石塊、凹處基土和突出的巖石。（2）土質(zhì)防滲體和反濾料層應(yīng)相對不透水的新鮮或弱風化巖石相連接。在開挖清理完畢后，用混凝土或沙漿封堵清理后的張開節(jié)理裂隙和斷層?；鶐r面上一般宜設(shè)混凝土蓋板，將基巖與土質(zhì)防滲體分割開來，以防止接觸沖刷。混凝土蓋板可兼做灌漿帽。（3）對失水時很快風化變質(zhì)的軟巖石，開挖時應(yīng)預留保護層，待開始回填時，隨挖除、隨回填，或在開挖后用噴漿保護。（4）土質(zhì)防滲體與巖石或混凝土建筑物相接觸處，填土應(yīng)略高于最優(yōu)含水量，使其結(jié)合良好并適應(yīng)不均勻沉降。巖石岸坡一般不陡于1：。巖石岸坡的其他要求與土質(zhì)岸坡相同。與砼建筑物的連接壩與砼壩、溢洪道、船閘、涵管等建筑物的連接，必須防止接觸面的集中滲流，必須防止因不均勻沉降而產(chǎn)生的裂縫，以及因水流對上下游壩坡和壩腳的沖刷而造成的危害。第四章 溢洪道的設(shè) 第一節(jié)、 溢洪道地形資料庫區(qū)兩岸分水嶺高程均在750m以上。庫區(qū)外圍斷裂較發(fā)育，庫內(nèi)被第四系及第三系玄武巖覆蓋。地下水類型有兩種，第四系松散層孔隙潛水和前第四系基巖裂隙水。水庫不存在永久性滲漏問題，庫岸穩(wěn)定性較好，水庫蓄水后，局部地段可能產(chǎn)生浸沒，但浸沒面積甚小，庫區(qū)兩岸居民及耕地分散，庫區(qū)范圍內(nèi)無礦點分布，無水庫淤積問題，水庫蓄水后不致產(chǎn)生構(gòu)造性誘發(fā)地震。第二節(jié)、 溢洪道地質(zhì)資料溢洪道地基為晚元古代第三期侵入混合花崗巖，灰白色肉紅色，巖體風化程度均為弱風化帶，地下水類型為基巖裂隙水，對砼無腐蝕性；溢洪道部位斷層規(guī)模均較小，以陡傾角為主，完整性及強度與兩側(cè)巖體相差較小；閘室段基礎(chǔ)巖體中等透水性，完整性較差，應(yīng)進行淺層固結(jié)和深部帷幕灌漿防滲處理。第三節(jié)、 溢洪道的位置選擇溢洪道在水利樞紐中位置的選擇，關(guān)系的工程的總體布置，影響到工程的安全、工程量、投資、施工進度和運用管理，原則上應(yīng)通過擬定各種可能方案，全面考慮，則優(yōu)選定。一般應(yīng)考慮以下因素：溢洪道應(yīng)位于路線短和土石方開挖量少的地方。壩址附近有高程合適的馬鞍形埡口，則往往是布置溢洪道較理想之處。攔河壩兩岸順河谷方向的緩坡臺地也適合布置溢洪道。溢洪道應(yīng)力爭位于較堅硬的巖基上。位于好巖基上的溢洪道可以減省工程量，甚至不襯砌。應(yīng)避免在可能坍塌的地帶修建溢洪道。溢洪道開挖出渣路線及棄渣場所應(yīng)能合理安排，是開挖量的有效利用更具有經(jīng)濟意義。此外還要解決與相鄰建筑物的施工干擾問題。綜上所述，本樞紐溢洪道選上壩線方案。第四節(jié)、溢洪道布置一、 溢洪道基本數(shù)據(jù)溢洪道水利計算成果，見表41。溢洪道水利計算成果 表41水 位 （m）泄量（m3/s）正常蓄水位0設(shè)計洪水位815校核洪水位1230溢洪道開挖后，為減輕糙率和防止沖刷，需進行襯砌，糙率取n=。溢洪道為3級建筑物，按100年一遇設(shè)計，1000年一遇校核的洪水標準。二、工程布置進水渠進水渠是將水流平順引至溢流堰前。采用梯形斷面，底坡為平坡，邊坡采用1：2。為提高泄洪能力，渠內(nèi)流速υ，渠底寬度大于堰寬。進水渠斷面擬定尺寸，具體計算見表42。進水渠斷面擬定尺寸表 表42水位（mm）泄量（m3/s）H(m)B(m)計算公式（假設(shè)υ=2m/s）設(shè)計校核8151230Q=υA, A=(B+mh)hA—過水斷面積；B—渠底寬度由計算可以擬定引渠底寬B=60米（為了安全）進水渠與控制堰之間設(shè)20米漸變段，采用圓弧連接，半徑R=20m，引渠長L=150米。初擬引水渠段長103，底寬14,底高程730，邊坡1:1，引水渠首端 的直線段，其后接一半徑為80的圓心角為的圓弧段。引水渠進口段剖面見圖41。 圖41 引水渠進口段的剖面圖控制段其作用是控制泄流能力。采用弧形閘控制，溢洪道軸線處地形較好，巖石堅硬，堰型選用無坎寬頂堰，斷面為矩形。頂部高程與正常蓄水位齊平。堰厚δ擬為30米（δ10H）?？矊捰闪髁糠匠糖蟮?，具體計算見表43 (忽略行近水頭υ2/2g) ?？矊捰嬎惚? 表43水 位(m)泄 量（m3/s）H0(m)計算公式及符號意義B(m)設(shè)計洪水位815 式中m’—流量系數(shù)，；H0—堰上水頭，不包括行進水頭；Q—泄量；b—控制堰寬。校核洪水位1230由計算知，控制堰寬取b=40m為宜。泄槽泄槽是渲泄過堰洪水的，槽底布置在基巖上，斷面必須為挖方，且要工程量最小，坡度不宜太陡。為適應(yīng)地形、地質(zhì)條件，泄槽分收縮段和泄槽段。據(jù)已建工程擬收縮段收縮角θ=12176。，首端底寬與控制堰同寬，b1=40m,末端底寬b2擬為30m，斷面取為矩形，則漸變段長L1=(b1b2)/2tg=，取整則L1為30m，底坡為：i=。泄槽一段上接收縮段，下接挑流消能段，擬斷面為矩形，寬b=30m，長L2為300m，底坡為：i=。出口消能 溢洪道出口段為沖溝，巖石比較堅硬，離大壩較遠，采用挑流消能，水流沖刷不會危及大壩安全。尾水渠 其作用是將消能后的水流，較平穩(wěn)地泄入原河道。為了防止小流量產(chǎn)生貼流，淘刷鼻坎，鼻坎下游設(shè)置長L=10m護坦。第五章 導流泄洪洞設(shè)計第一節(jié)、導流泄洪洞的基本任務(wù)和基本數(shù)據(jù)一、導流泄洪洞的基本任務(wù)導流泄洪的進口全部淹沒在水下，進口高程接近河床高程，其擔負的任務(wù)如下：1 預泄庫水，增大水庫的調(diào)蓄能力。2 放空水庫以便檢修。3 排放泥沙，減小水庫淤積。4 施工導流。5 配合溢洪道渲泄洪水。二、設(shè)計基本數(shù)據(jù)1 洞壁糙率 泄洪洞采用鋼筋砼襯砌，n=~，考慮到本泄洪洞施工質(zhì)量較好，故取較小值n=。2 水利計算成果見表51。第二節(jié)、 泄洪洞的工程布置一、洞型選擇由于段村壩址為石英砂巖，地質(zhì)條件較好，所以采用圓形有壓隧洞，圓形斷面的水流條件和受力條件比較好，并且可以充分利用圍巖的彈性抗力，從而減小襯砌的工程量，降低施工的難度和造價。同時有壓隧洞水流較平順、穩(wěn)定，不易產(chǎn)生不利流態(tài)。水利計算成果表表51水 位(m)泄量(m3/s)死水位正常水位設(shè)計洪水位600校核洪水位2000淤沙高程二、洞線位置洞軸線布置在左岸，這樣出口水流對段村無影響，進口山勢較陡，進流條件好，洞線為直線，較短，工程量小又利于泄洪。三、工程布置泄洪隧洞由進口段、洞身段、出口段三部分組成。進口型式 ：由于進口部位山體巖石條件較好，故采用豎井式進口，在巖體中開挖豎井，將閘門放在豎井底部，在井的頂部布置啟閉機及操作室、檢修平臺，豎井式進口結(jié)構(gòu)簡單，不受風浪影響，地震影響也較小，比較安全。進口段：包括進口喇叭口段、閘室段、通氣孔、漸變段等。1)、 進口喇叭口段 為了與孔口的水流型態(tài)相適應(yīng)，使水流平順，避免產(chǎn)生不利的負壓和空蝕破壞，同時盡量減少局部水頭損失，提高泄流能力，在隧洞進口首部，其形狀應(yīng)與孔口銳緣出流流線相吻合，一般順水流方向做成三向收縮的矩形斷面喇叭口形，其收縮曲線為1/4橢圖曲線，頂面橢圓方程為：，用下列坐標繪制頂面曲線，見表52。進口喇叭口段計算表表52x(m)0y(m)0 側(cè)面曲線方程為：，用下列坐標繪制側(cè)面曲線，見表53。側(cè)面計算表表53x(m)0y(m)02)、 進口閘室段 ，在閘門上端設(shè)置操作室，后設(shè)工作橋與壩面相連，橋面高程為772m，與壩頂路面高程一致，在操作室與閘室之間設(shè)置檢修平臺，取768m。，深度為100cm，由于高速水流通過平面閘門閘孔時，水流在門槽邊界突變，容易發(fā)生空化水流，致使門槽及附近的邊墻或底板發(fā)生空蝕。為此，將門槽的下游壁削去尖角，用半徑為R=10cm的圓弧代替，并做成1:12的斜坡，錯距采用8cm。3) 、通氣孔 在閘室右部設(shè)置通氣孔，其作用是在關(guān)閉檢修門，打開工作門放水時，向孔中充氣，使洞中水流順利排出；檢修完畢后，關(guān)閉工作門，向檢修閘門和工作閘門之間充水時，排出洞中空氣，使洞中充滿水。%~1%，，通氣孔的進口必須與閘門啟閉機室相分離，以免在充、排氣時影響工作人員的安全。4)、漸變段 為使水流平順過渡，防止產(chǎn)生負壓和空蝕，設(shè)置漸變段，由于漸變段施工復雜，故不宜太長，但是為使水流過渡平順，又不能太短，一般用洞身直徑的2~3倍。根據(jù)本泄洪洞的任務(wù)，這樣既便于施工期導流，降低圍墻高程，又可在運用期泄水，力爭一洞多用，以求隧洞施工方便，運用安全，造價低廉。洞身段考慮到所選洞線的地形、地質(zhì)情況，并運用情況，洞身段長272m，為了便于施工時出碴和檢修時排除積水，坡降i=1/500，順坡。初擬洞徑：按管流公式計算，公式為 ；式中 μ—流量系數(shù)，μ=~ ，； w—出口斷面面積(m2)；H0—作用于隧洞的有效水頭；H0=庫水位一出口頂部高程。分別列表(54)計算設(shè)計及校核洪水位時所需的洞徑：設(shè)計及校核洪水位時洞徑表表54H0(m)μw(m2)Q(m3/s)D(m)設(shè)計洪水600校核洪水2000比較以上數(shù)據(jù)，考慮一定的安全儲備。 出口段 包括出口漸變段、閘室段。1) 出口漸變段 有壓隧洞的出口都布置有工作閘門，故出口斷面也要做成矩形。因此在出口段也須做一漸變段。出口斷面積根據(jù)工程經(jīng)驗一般為洞身面積的70%~85%，由于在出口水流由壓力流突然變?yōu)闊o壓流，引起出口附近壓力降低，容易在洞頂產(chǎn)生負壓，所以出口末端洞頂應(yīng)設(shè)置壓坡段，出口斷面取為8