【正文】 壩，所以采用反濾層位于被保護(hù)土的上部，滲流方向主要由下向上見(jiàn)圖312。圖312 反濾層示意圖反濾層設(shè)計(jì)包括選定顆粒級(jí)配，層數(shù)，厚度以及透水性，使之滿足以下要求：①被保護(hù)土料不會(huì)流失；②有足夠透水性使?jié)B流順暢排泄；③不被細(xì)粒土淤堵；④控制含水量（〈 〉不超過(guò)5%；⑤當(dāng)土質(zhì)防滲體產(chǎn)生裂縫導(dǎo)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(guò)度要求，反濾層一般為13層，對(duì)于被保護(hù)土第一層反濾料（），按太沙基準(zhǔn)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(hù)土粒徑，mm，小于該粒徑的土占總土重的85% ——被保護(hù)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(shí)盡量利用天然沙礫料，也可以人工制作；必要時(shí)也可以混合使用（即天然料和人工料同時(shí)使用）。選料時(shí)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(dāng)?shù)夭牧?，在保證質(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(jí)，并使壩體浸潤(rùn)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(cè)需要確定。 棱體排水結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖313。 圖313 棱體排水結(jié)構(gòu)示意圖本設(shè)計(jì)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(jiàn)細(xì)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(jiàn)細(xì)部構(gòu)造圖。五、地基處理常見(jiàn)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(jìn)行帷幕灌漿。帷幕灌漿深度直達(dá)不透水層下1米，沿整個(gè)壩軸線實(shí)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(jì)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(shù)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(shí)。（2）對(duì)壩斷面范圍內(nèi)的低強(qiáng)度、高壓縮性軟土及地震時(shí)易于液化的土層，進(jìn)行清除或處理。（3）防滲體必須坐落在相對(duì)不透水土基上，否則應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆罎B措施。（4）地基覆蓋層與下游壩殼粒料接觸時(shí)，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(dǎo)致裂縫，岸邊開(kāi)挖時(shí)應(yīng)大致平順，不應(yīng)成臺(tái)階狀或突然變坡，岸坡上緩下陡時(shí)，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(kuò)大其斷面，以加強(qiáng)連接處防滲的可靠性的可靠性，擴(kuò)大斷面與正常面之間，應(yīng)以漸變的形式過(guò)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(dòng)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(duì)不透水的新鮮或弱風(fēng)化巖石相連接。在開(kāi)挖清理完畢后，用混凝土或沙漿封堵清理后的張開(kāi)節(jié)理裂隙和斷層。基巖面上一般宜設(shè)混凝土蓋板，將基巖與土質(zhì)防滲體分割開(kāi)來(lái)，以防止接觸沖刷?；炷辽w板可兼做灌漿帽。（3）對(duì)失水時(shí)很快風(fēng)化變質(zhì)的軟巖石，開(kāi)挖時(shí)應(yīng)預(yù)留保護(hù)層，待開(kāi)始回填時(shí)，隨挖除、隨回填，或在開(kāi)挖后用噴漿保護(hù)。（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(duì)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(kù)區(qū)兩岸分水嶺高程均在750m以上。庫(kù)區(qū)外圍斷裂較發(fā)育，庫(kù)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(kù)不存在永久性滲漏問(wèn)題，庫(kù)岸穩(wěn)定性較好，水庫(kù)蓄水后，局部地段可能產(chǎn)生浸沒(méi)，但浸沒(méi)面積甚小，庫(kù)區(qū)兩岸居民及耕地分散，庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)無(wú)礦點(diǎn)分布，無(wú)水庫(kù)淤積問(wèn)題，水庫(kù)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(fēng)化程度均為弱風(fēng)化帶，地下水類型為基巖裂隙水，對(duì)砼無(wú)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(qiáng)度與兩側(cè)巖體相差較??；閘室段基礎(chǔ)巖體中等透水性，完整性較差，應(yīng)進(jìn)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(jìn)度和運(yùn)用管理，原則上應(yīng)通過(guò)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(kāi)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(tái)地也適合布置溢洪道。溢洪道應(yīng)力爭(zhēng)位于較堅(jiān)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(kāi)挖出渣路線及棄渣場(chǎng)所應(yīng)能合理安排，是開(kāi)挖量的有效利用更具有經(jīng)濟(jì)意義。此外還要解決與相鄰建筑物的施工干擾問(wèn)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(jì)算成果，見(jiàn)表41。溢洪道水利計(jì)算成果 表41水 位 （m）泄量（m3/s）正常蓄水位0設(shè)計(jì)洪水位815校核洪水位1230溢洪道開(kāi)挖后，為減輕糙率和防止沖刷，需進(jìn)行襯砌，糙率取n=。溢洪道為3級(jí)建筑物，按100年一遇設(shè)計(jì)，1000年一遇校核的洪水標(biāo)準(zhǔn)。二、工程布置進(jìn)水渠進(jìn)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(jìn)水渠斷面擬定尺寸，具體計(jì)算見(jiàn)表42。進(jìn)水渠斷面擬定尺寸表 表42水位（mm）泄量（m3/s）H(m)B(m)計(jì)算公式（假設(shè)υ=2m/s）設(shè)計(jì)校核8151230Q=υA, A=(B+mh)hA—過(guò)水?dāng)嗝娣e；B—渠底寬度由計(jì)算可以擬定引渠底寬B=60米（為了安全）進(jìn)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(zhǎng)L=150米。初擬引水渠段長(zhǎng)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(jìn)口段剖面見(jiàn)圖41。 圖41 引水渠進(jìn)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(jiān)硬，堰型選用無(wú)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）。坎寬由流量方程求得，具體計(jì)算見(jiàn)表43 (忽略行近水頭υ2/2g) ?？矊捰?jì)算表 表43水 位(m)泄 量（m3/s）H0(m)計(jì)算公式及符號(hào)意義B(m)設(shè)計(jì)洪水位815 式中m’—流量系數(shù)，；H0—堰上水頭，不包括行進(jìn)水頭；Q—泄量；b—控制堰寬。校核洪水位1230由計(jì)算知，控制堰寬取b=40m為宜。泄槽泄槽是渲泄過(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)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(jiān)硬，離大壩較遠(yuǎn)，采用挑流消能，水流沖刷不會(huì)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(zhǎng)L=10m護(hù)坦。第五章 導(dǎo)流泄洪洞設(shè)計(jì)第一節(jié)、導(dǎo)流泄洪洞的基本任務(wù)和基本數(shù)據(jù)一、導(dǎo)流泄洪洞的基本任務(wù)導(dǎo)流泄洪的進(jìn)口全部淹沒(méi)在水下，進(jìn)口高程接近河床高程，其擔(dān)負(fù)的任務(wù)如下：1 預(yù)泄庫(kù)水，增大水庫(kù)的調(diào)蓄能力。2 放空水庫(kù)以便檢修。3 排放泥沙，減小水庫(kù)淤積。4 施工導(dǎo)流。5 配合溢洪道渲泄洪水。二、設(shè)計(jì)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(jì)算成果見(jiàn)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(jià)。同時(shí)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(jì)算成果表表51水 位(m)泄量(m3/s)死水位正常水位設(shè)計(jì)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(duì)段村無(wú)影響，進(jìn)口山勢(shì)較陡，進(jìn)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(jìn)口段、洞身段、出口段三部分組成。進(jìn)口型式 ：由于進(jìn)口部位山體巖石條件較好，故采用豎井式進(jìn)口，在巖體中開(kāi)挖豎井，將閘門(mén)放在豎井底部，在井的頂部布置啟閉機(jī)及操作室、檢修平臺(tái)，豎井式進(jìn)口結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不受風(fēng)浪影響，地震影響也較小，比較安全。進(jìn)口段：包括進(jìn)口喇叭口段、閘室段、通氣孔、漸變段等。1)、 進(jìn)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(fù)壓和空蝕破壞，同時(shí)盡量減少局部水頭損失，提高泄流能力，在隧洞進(jìn)口首部，其形狀應(yīng)與孔口銳緣出流流線相吻合，一般順?biāo)鞣较蜃龀扇蚴湛s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(biāo)繪制頂面曲線，見(jiàn)表52。進(jìn)口喇叭口段計(jì)算表表52x(m)0y(m)0 側(cè)面曲線方程為：，用下列坐標(biāo)繪制側(cè)面曲線，見(jiàn)表53。側(cè)面計(jì)算表表53x(m)0y(m)02)、 進(jìn)口閘室段 ，在閘門(mén)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(tái)，取768m。，深度為100cm，由于高速水流通過(guò)平面閘門(mén)閘孔時(shí)，水流在門(mén)槽邊界突變，容易發(fā)生空化水流，致使門(mén)槽及附近的邊墻或底板發(fā)生空蝕。為此，將門(mén)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(cuò)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(mén)，打開(kāi)工作門(mén)放水時(shí)，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(mén)，向檢修閘門(mén)和工作閘門(mén)之間充水時(shí)，排出洞中空氣，使洞中充滿水。%~1%，，通氣孔的進(jìn)口必須與閘門(mén)啟閉機(jī)室相分離，以免在充、排氣時(shí)影響工作人員的安全。4)、漸變段 為使水流平順過(guò)渡，防止產(chǎn)生負(fù)壓和空蝕，設(shè)置漸變段，由于漸變段施工復(fù)雜，故不宜太長(zhǎng)，但是為使水流過(guò)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(dǎo)流，降低圍墻高程，又可在運(yùn)用期泄水，力爭(zhēng)一洞多用，以求隧洞施工方便，運(yùn)用安全，造價(jià)低廉。洞身段考慮到所選洞線的地形、地質(zhì)情況，并運(yùn)用情況，洞身段長(zhǎng)272m，為了便于施工時(shí)出碴和檢修時(shí)排除積水，坡降i=1/500，順坡。初擬洞徑：按管流公式計(jì)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(kù)水位一出口頂部高程。分別列表(54)計(jì)算設(shè)計(jì)及校核洪水位時(shí)所需的洞徑：設(shè)計(jì)及校核洪水位時(shí)洞徑表表54H0(m)μw(m2)Q(m3/s)D(m)設(shè)計(jì)洪水600校核洪水2000比較以上數(shù)據(jù)，考慮一定的安全儲(chǔ)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(mén)，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(yàn)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(wú)壓流，引起出口附近壓力降低，容易在洞頂產(chǎn)生負(fù)壓，所以出口末端洞頂應(yīng)設(shè)置壓坡段，出口斷面取為8