【正文】 為防止在運用期由于溫度變化發(fā)生伸縮變形和地基可能產(chǎn)生不均勻沉陷而引起裂縫，以及為了適應施工期混凝土的澆筑能力和溫度控制等，需設置垂直于壩軸線的橫縫。本設計橫縫間距取15m，其縫面為平面，不設鍵槽，不進行灌漿，各壩段獨立工作?？p的寬度取1cm，縫內(nèi)用瀝青油毛氈填充。橫縫采用一道止水，止水片距上游面1m，止水片下端伸入地基中40cm，并用混凝土緊密嵌固。 副壩的穩(wěn)定驗算采用摩擦公式，計算各種工況下的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K： K= （611）式中：∑W—作用于滑動面以上的力在鉛直方向分量代數(shù)和； ∑P—作用于滑動面以上的力在水平方向分量代數(shù)和； U—作用于滑動面上的揚壓力； f—滑動面上抗剪摩擦系數(shù)，根據(jù)任務書，混凝土與弱風化千枚巖之間的摩擦系數(shù)為f=~，取f=；校核洪水位1:副壩用混凝土①圖619主副壩連接圖荷載計算：1） 揚壓力考慮在河岸段，揚壓力折減系數(shù)=揚壓力U=2）水平力： 浪壓力 = 靜水壓力 =所以 ∑P=+= 3）壩體自重 ∑W=G=②穩(wěn)定驗算（抗剪強度公式）： = 由《水工建筑物》表41得，副壩的K=（3級建筑物，特殊組合），則穩(wěn)定滿足要求。 副壩與主壩的連接主壩與副壩的接合主要有兩種形式：第一種類型是使土壩與混凝土翼墻式連接；第二種類型是混凝土壩插入土壩壩身中。翼墻式連接常用在較低的土石壩與溢流壩或泄洪閘的連接，插入式連接較翼墻式連接可靠，且這種連接方式簡單，在很多情況下比翼墻式接合造價低。故本設計采用插入式連接。土石壩（主壩）的坡腳向副壩延伸，考慮到止水，連接處采用混凝土，主壩趾板與其緊密相連，同時在副壩側(cè)面設置錨固鋼筋，插入主壩堆石體中，使其緊密連接。下游主壩堆石體堆筑到副壩擋水垂直面。副壩在轉(zhuǎn)彎處采用圓弧，考慮行車的要求，副壩與主壩壩頂?shù)倪B接采用25m的轉(zhuǎn)彎半徑（設計汽車時速20km/h）。 副壩的地基處理防滲設計副壩為一重力式混凝土擋墻，壩基采用垂直防滲。在壩基面進行帷幕灌漿，灌至相對不透水層以下5m。同時注意堆石壩防滲體和重力式混凝土副壩防滲體的連接，防止出現(xiàn)滲漏通道。將主壩堆筑至混凝土連接段，同時將主壩土工膜插入連接段混凝土中，使其緊密連接，其接縫采用瀝青進行灌填來保證接觸縫不漏水，可加強防滲，避免集中滲漏。這樣就組成了復合土工膜與連接段混凝土以及混凝土副壩的一個整體的防滲體。主壩趾板處的帷幕灌漿與混凝土連接段的帷幕灌漿相連接，在交接處進行交叉灌漿，即趾板的灌漿穿過混凝土連接段的帷幕灌漿，同理混凝土連接段的混凝土與副壩的帷幕灌漿連接情況相同，這樣就組成復合土工膜＋趾板＋帷幕灌漿＋連接段混凝土+帷幕灌漿+副壩本身混凝土＋帷幕灌漿的一個整體防滲體。 細部構(gòu)造設計及地基處理 壩頂構(gòu)造由壩的高度、設備布置、交通、運行、施工、構(gòu)造、抗震防汛及其他特殊要求等因素綜合考慮，當無特殊要求時，對中低壩可取5~10m，本工程取壩頂寬5m，并設L型擋墻，具體尺寸見圖62。具體圖形見細部構(gòu)造圖。 護坡設計（1）上游護坡上游護坡用以保護復合土工膜，可采用以下幾種形式：①塊石（拋石）②干砌石③漿砌石④現(xiàn)澆混凝土⑤瀝青混凝土等。前三種形式的護坡不適合用于復合土工膜堆石壩的上游護坡，因為土工膜有可能會被這些材料刺穿，且若采用前三種形式則護坡的厚度較大。第五種形式的瀝青混凝土雖然可能與復合土工膜的粘聚力較第四種大，但工藝較第四種復雜且材料的價格也較高。故本工程采用現(xiàn)澆混凝土護坡?，F(xiàn)澆混凝土保護層厚10cm，設豎縫，縫距15m，縫內(nèi)放瀝青處理過的木條1m長，間斷1cm，且在護坡混凝土板線設=1cm、孔距2m的排水孔，使其暢通排水。（2）（2）下游護坡為了防止石塊滾動、提高抗震性能及整齊美觀，從壩頂鋪至壩腳。飽和抗壓強度40MPa， g/cm179。下游護坡隨壩體填筑同時進行。，下游護坡的穩(wěn)定滿足要求。 復合土工膜與趾板、防浪墻的連接設計a. 復合土工膜與趾板的連接設計復合土工膜與趾板的連接采用將復合土工膜埋設在混凝土趾板內(nèi)的連接方式。根據(jù)《面板堆石壩接縫止水技術規(guī)范DL/T51552000》，周邊縫寬度為12mm，壩高大于50m選用兩道止水，即頂部用止水銅片，中間為單一土工膜。銅止水寬度大于12mm，需在縫底局部加大縫的寬度?？p內(nèi)部設置瀝青浸漬木板，并將瀝青浸漬木板固定在趾板上。其連接方式見圖620。圖620復合土工膜與趾板的連接設計 復合土工膜與壩頂防浪墻的連接采用埋入方式,要求復合土工膜上層織物剝離30 cm以上,下層織物剝離10 cm以上,且施工時應注意埋入混凝土部分光膜應與混凝土有良好接觸粘結(jié),以防止產(chǎn)生滲漏通道,其連接方式見圖621。圖621 復合土工膜與防浪墻的連接 壩基處理壩基開挖自兩岸岸坡從上而下進行，并盡早開始，在導流工程完成能投入使用時，兩岸的岸坡部分開挖均應已全部完成，以免在基坑抽干后因岸坡上尚需開挖而影響基坑內(nèi)的施工。對壩基的巖石開挖宜適當控制炸藥用量，以防止因爆破而影響開挖面以下的巖石。對底座部分的地基開挖采用預裂爆破，這樣既可以避免減少超挖，又保護基巖減少其磨損程度。底座的地基應連續(xù)平順，避免任何突變，更不允許開挖成臺階狀?！?。對于復合土工膜堆石壩，整個堆石體都在防滲體下游，支撐水庫壓力。，所有水荷載基本上都傳遞到壩軸線上游部分的壩基上。許多壩的觀測結(jié)果都證實水庫蓄水引起的下游壩殼的變形是極小的。因此壩軸線以下部分吧唧的開挖和處理要求可以與上游部分有所不同。這樣根據(jù)壩高和所處部位不同，分別確定處理措施，可以在確保安全的前提下，減少不必要的開挖和處理工作量，加快施工進度，節(jié)省工程投資。一般講堆石體地基分為不同區(qū)域分別確定處理要求： (1)趾板下游至約1/6壩底寬度處。這一區(qū)域承受的水荷載最大，其變形將直接影響到面板變形，其處理標準應較為嚴格。要求將表土及松散的風化巖石予以清除，達到較完整的基巖面。在此范圍內(nèi)應對倒懸體或垂直巖面挖掉。(2)上游壩基約1/6底寬至壩軸線處。這一區(qū)域內(nèi)可以用土方機械開挖和清理，將土狀表層沉積物清除，露出基巖面即可。在堅硬巖石露頭間的土狀物或松散分化巖石可以用反鏟或其他工具挖除，也可用人工清理，但不必清洗干凈。干凈的砂礫石層可以留在原地。巖石倒懸體或陡坡可以不清除。(3)壩軸線下游部分的壩基。由于其變形不影響到面板，故處理要求更可放寬。一般要將表土及松散堆積物清除即可。巖石露頭間的松散物也不必挖除。河床砂礫石層也可以利用。右岸壩坡開挖后, m厚粒徑10 mm的碎石墊層。趾板開挖應保證趾板下游3～5 m的平段。右岸副壩壓漿板基礎要求開挖至強風化中部以下。對于貫穿趾板上下游的斷層破碎帶及張開節(jié)理，應逐條進行清理，即進行清理后局部開挖和回填混凝土處理。通常對較小的構(gòu)造破碎帶，清理深度為其寬度的2～3倍，然后用水泥砂漿或混凝土回填，形成混凝土塞。同時在斷層破碎帶兩側(cè)加強灌漿，并在趾板下游側(cè)用反濾排水層覆蓋保護，以提高這些地段的滲透穩(wěn)定性，避免沿這些薄弱層面形成滲透通道。本工程在趾板基礎范圍內(nèi)(含趾板下游6 m)的斷層破碎帶和軟弱夾層進行深挖回填混凝土處理,并在趾板后1/ m厚過渡料覆蓋。除為特殊加固深層而采取深孔固結(jié)灌漿外，一般是在巖石表層鉆孔，進行固結(jié)灌漿。固結(jié)灌漿的主要目的：1）改善巖石力學性能，如提高巖石的彈性模量和巖石承載強度，提高巖石的密實度，增進巖石的均一性，減少巖石變形和不均勻沉降；2）改善巖石條件，減少壩基巖石開挖深度；3）基礎巖石表層大面積的固結(jié)灌漿和帷幕前面較深鉆孔的固結(jié)灌漿，對截斷基礎巖石內(nèi)的滲流有利，可以增進帷幕的防滲效能；4）上游壩基以外的固結(jié)灌漿也常能起到削減幕前水頭的作用。固結(jié)灌漿的施工特點是：孔淺、孔多，灌漿孔在壩基內(nèi)呈面狀分布，當巖石裂隙中充填有黏土等雜質(zhì)時，有時需要劃分孔組，使用風水進行群孔沖洗，而后進行群孔灌漿。固結(jié)灌漿孔必須有足夠的度，以能穿過表層的裂隙和強透水層為準，一般孔深5~8m，取5m，不分序。帷幕灌漿是在壩基內(nèi)，平行于壩軸線，并多在其上游處，用灌漿方法將漿液灌入到巖石的裂隙或沙礫石層的空隙中去，形成一道防滲的條帶。帷幕灌漿的主要目的：1）截斷基礎滲流，保證設計水頭，以滿足水庫及壩工設計的經(jīng)濟效益；2）降低基礎揚壓力，從而使大壩基礎段面減小，節(jié)省工程量，降低造價，縮短工期；3）防止集中滲流，避免在基礎中發(fā)生沖刷、管涌，保證壩基滲透穩(wěn)定和大壩安全。帷幕灌漿施工的特點：鉆孔較深，鉆孔呈線形排列，多采用單孔灌漿，灌漿壓力也較大?！?（～）（280－）=～。本工程由任務書可得，河床部位相對不透水層埋深11～17m，故灌漿孔深取22m。采用單排帷幕灌漿孔，孔距為2m，鉆孔方向盡可能做成垂直的，以利于施工。帷幕的實際厚度為（～）C=（～）2=～。根據(jù)滲流計算，如壩基中有較大滲透壓力存在，則有可能引起壩基發(fā)生滲透破壞，影響壩體的穩(wěn)定，可在下游壩基設置排水設施，如反濾排水溝。 趾板的作用、體型及定線趾板是布置在復合土工膜的周邊，座落在河床及兩岸巖基上的混凝土結(jié)構(gòu)，通常建在堅硬、不沖蝕、可灌漿的巖基上。趾板的主要作用是：保證土工膜與壩基間的不透水連接；作為地基灌漿的蓋板；當采用滑動模板施工時，趾板可作為滑動模板施工的開始工作面。 圖622 趾板的平面布置圖 圖623 趾板橫截面圖 趾板的平面布置如圖616 示，圖中“x”為現(xiàn)澆混凝土板底面線與趾板底面線的交點，是趾板施工設計施工的控制點。各截面的“x”點連線稱為趾板的基準線，亦稱為趾板軸線?！癦”點為面板底面線與趾板下游端面線的交點，是壩體填筑時上游面得起始控制點。各趾板橫截面上的Z點應在同一平面上，即在面板底平面上，以保證大壩上游填筑面為一平整面。趾板的基準線在空間上呈一系列的連續(xù)折線段，折線轉(zhuǎn)角應根據(jù)地形、地質(zhì)條件來確定，以最大限度的保證每段趾板都是布置在地質(zhì)條件較好、開挖量最少、混凝土方量最省和施工最方便的岸坡上，并盡可能以較小銳角轉(zhuǎn)折。根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗，趾板的定線應分兩期在施工中在施工過程中最終完成。首先由設計人員根據(jù)地質(zhì)資料和地形圖，進行圖上，然后進行實地放線，進行第一期開挖，剝離岸坡覆蓋層，并對趾板地基進行測量及地質(zhì)編錄，根據(jù)開挖后的地形、地質(zhì)條件，設計人員會同地質(zhì)、施工人員對原設計進行調(diào)整，必要時尚需適當調(diào)整壩軸線，作出最終定線。然后進行二期開挖，在接近設計地基面時只許撬挖，要力求最大限度的減少超挖與欠挖，以保證趾板的基本尺寸。 趾板剖面設計 （1） 確定趾板尺寸的原則：①趾板是面板壩防滲系統(tǒng)中的重要組成部分，其基本尺寸必須滿足壩基滲流控制和止水系統(tǒng)可靠工作的要求，并結(jié)合地基處理措施確定。②趾板的尺寸必須能夠滿足填筑壩體和壩基（包括岸坡）之間的變形協(xié)調(diào)的要求，保證面板端部具有良好的受力和變形條件。③應滿足施工方面的要求。 （2）趾板的具體尺寸如下①趾板斷面型式趾板的橫截面圖如623②趾板的寬度S：為防止趾板地基在設計水頭作用下產(chǎn)生沖蝕，必須根據(jù)趾板地基的地質(zhì)條件，選擇合理的允許滲透坡降來確定趾板的寬度，即趾板寬度與巖基性質(zhì)和作用水頭H有關。趾板地基的允許平均水力坡降可參考以下經(jīng)驗數(shù)據(jù)：對于新鮮、微風化基巖：H/S≥20；對于弱風化基巖：H/S=10～20對于強風化基巖：H/S=5～10；對于全風化基巖：H/S=3～5。本工程240m高程以下為弱風化巖石，240～270m高程為強風化巖石。趾板的最小寬度一般為3m。 ③趾板的厚度h：趾板的厚度應滿足自身的穩(wěn)定和起到灌漿蓋板的作用，同時還應考慮溫度應力和施工要求。由于趾板地基是經(jīng)過灌漿處理的，因此。～。本設計取趾板厚度h=。④趾板端部斜長段趾板端部斜長段是作為面板滑膜施工時起始工作面，要求該段與面板在同一平面上，即QT段的坡度與面板坡度相同。⑤面板端部下堆石體厚度a為使面板邊緣能夠自由下沉，避免硬性支承，消除面板固端應力，趾板下游端面應垂直面板，即QT垂直TE或TF；同時要求面板下部與基巖面之間應保持一定厚度的堆石體，～，對于兩岸較高部位的趾板，可適當放寬此項要求。本設計取a=。⑥趾板的結(jié)構(gòu)形式趾板必須建在在穩(wěn)定或經(jīng)過處理后的穩(wěn)定地基上，以防止趾板產(chǎn)生較大的變形或滑動失穩(wěn)，在選擇壩軸線和趾板基準線時應充分研究趾板地質(zhì)條件，要避開不利于穩(wěn)定的大斷層、緩傾角裂隙等不利因素。根據(jù)趾板所處位的位置、趾板地基的地質(zhì)條件和岸坡施工條件的不同，趾板的布置形式也不相同。通常按趾板所處的位置分為河床段趾板和岸坡段趾板。Ⅰ、河床段的趾板，其布置形式比較簡單，趾板軸線“X”平行于壩軸線，趾板底面一般是水平面，趾板斜長段QT的坡度與面板坡度一致。Ⅱ、岸坡段趾板，由于該段布置在斜坡上，C點高于B點，趾板底面為非水平面，其軸線“X”與壩軸線亦不平行。故趾板橫截面上面板的坡度不等于面板的設計坡度m，即（為壩坡坡角）。因此，岸坡段趾板的橫截面形式及布置就較為復雜?？偨Y(jié)國內(nèi)外經(jīng)驗，大致可分為三種基本形式：(a) 趾板底面開挖成與該段岸坡平行或接近相同坡度的平面，以趾板軸線為控制線。這種布置的優(yōu)點在于趾板地基開挖較少，特別是對于陡峭的地形更為有利。其缺點是由于趾板具有一定的橫向坡度，因此，趾板施工時，立模和澆筑以及在趾板表面進行鉆孔灌漿均較難，不利于機械化施工。(b) 趾板橫截面上其底面線為水平線，但不同的地段趾板的不等，在這種情況下“X”線可能在趾板范圍之外。此種形式的優(yōu)點是趾板的施工、鉆孔和灌漿均較方便，有利于機械化施工，缺點是開挖量大。(c) 岸坡段趾板橫截面幾何形狀與河床段水平段趾板相同，但不同段落上趾板的角不