【正文】 表 　 　 備注10 20 30 40 45 繪制曲線和曲線，： 水位流量關(guān)系圖，在所討論的流量范圍內(nèi)，均大于，即，故下游產(chǎn)生遠(yuǎn)驅(qū)式水躍銜接。，最大時，故消能池深度的設(shè)計流量為.相應(yīng)：時，。其中hc由試算求得。由《水力計算手冊》可知，先計算消能池深S:其中式中的計算如下（其中式中消能池出流的流速系數(shù)，）：，池深求解為，取池深S=1m則消能池池底高程為Z=3711=370m。校核洪水位的單寬流量為池長的最大流量，即由可求得hc1：弗勞德數(shù)：其中，根據(jù)水利計算手冊，水躍長度的計算如下：因為，所以，取故消能池長度：取 消能池護(hù)坦設(shè)計護(hù)坦厚度可根據(jù)抗沖和抗浮要求，分別按下式計算，并取其最大值?？箾_： 抗?。?根據(jù)工程經(jīng)驗，取護(hù)坦厚度為。為了增強(qiáng)護(hù)坦的抗滑穩(wěn)定性，在消力池末端設(shè)置齒墻。 海漫設(shè)置水流經(jīng)過消力池后，雖已消除了大部分多余能量，但仍有一定的剩余動能，具有一定的沖刷能力，因此在護(hù)坦后設(shè)置海漫防沖設(shè)施以使水流均勻擴(kuò)散。第8章 細(xì)部構(gòu)造 閘門、閘墩和導(dǎo)墻設(shè)計 閘門選擇比較常見的閘門形式是平板門和弧形門。平板直升閘門能滿足各種類型的泄水孔道的要求，所以它是應(yīng)用最為廣泛的一種閘門形式；弧形門也是一種應(yīng)用十分廣泛的門型，它一般可用于泄洪道和無壓泄水孔的泄水形式。： 閘門型式及其優(yōu)缺點優(yōu) 點缺 點平板門；；，其制造、安裝和運(yùn)輸工作相對來說比較方便；，便于檢修維護(hù)；；，有利于泄洪、排沙；，對移動式啟門機(jī)適應(yīng)性較好。；，門槽會帶來很多的麻煩；，故須選用超大的門機(jī)?；⌒伍T；；；；。；；不能提出孔口以外進(jìn)行維修；，不能在孔口間互換。通過比較二者各有優(yōu)劣點，在本次設(shè)計中工作門采用平板門。 工作閘門基本尺寸擬定門高。工作閘門要求可以在正常蓄水位的情況下完全擋水，在校核洪水位時則打開閘門放水，即門高H= 正常蓄水位－堰頂高程+安全超高 = （m）故取工作閘門高為7m。 檢修閘門基本尺寸擬定檢修閘門采用平板門，門槽厚度為1~4米，門高和工作門一致。故擬定門槽寬為1米，門高7米。 閘墩設(shè)計 閘墩的作用將溢流前緣分分隔為若干個孔口，便于設(shè)置閘門，同時承受閘門傳來的水壓力，也是壩頂橋梁的支撐體。 閘墩體型設(shè)計閘墩的長度主要取決于壩頂橋面的交通和閘門的受力條件。壩頂交通主要有工作橋和便橋。閘墩的平面形狀，在上游端應(yīng)使水流平順，減少孔口水流的側(cè)收縮；下游端應(yīng)減小墩后水流的水冠和沖擊波。本設(shè)計閘墩的上游端采用半圓形，下游端采用半圓形。閘墩厚度與閘門的型式有關(guān)。采用平面閘門時需設(shè)閘門槽，~，寬1~4m，門槽處的閘墩厚度不小于1~，以保證有足夠的強(qiáng)度。閘墩的長度和高度，應(yīng)滿足布置閘門、工作橋、交通橋和啟閉機(jī)械的要求。平面閘門多用活動式啟閉機(jī)，軌距一般在5m 左右，門機(jī)高度應(yīng)能把閘門吊出門槽。當(dāng)交通要求不高時，工作橋可兼作交通橋使用，否則需另設(shè)交通橋。交通橋要求與非溢流壩壩頂齊平，為了改善水流條件，閘墩需向上游伸出一定長度，并將這部分做到溢流壩壩頂以下約一半堰頂水深處。閘墩的高與非溢流壩壩頂齊平，考慮到交通橋梁的高度，初擬14m，中間墩厚4m，檢修閘門為平面閘門，采用門式啟閉機(jī)啟閉，門槽寬，閘墩長度初擬 20m。 閘墩橫剖面示意圖（單位：米） 導(dǎo)墻設(shè)計 導(dǎo)墻設(shè)計導(dǎo)墻的作用及位置邊墩設(shè)在溢流壩的兩側(cè)，以分隔溢流壩和非溢流壩，并做為邊跨橋梁和閘門的支撐體，為了防止壩面水流向兩側(cè)漫溢，邊墩應(yīng)向下游延伸形成導(dǎo)墻。延伸的長度應(yīng)根據(jù)樞紐的布置而定。 導(dǎo)墻的高度確定導(dǎo)墻要求高于摻氣水面線（當(dāng)弗氏系數(shù)Fr〉2時候考慮摻氣水深）1~2米，以保證水流不會漫溢。當(dāng)弗氏系數(shù)Fr〉2時，應(yīng)考慮波動及摻氣后水面升高的影響。摻氣水深公式：式中：h——未計入波動及摻氣的水深，m；hb——計入波動及摻氣的水深，m；V——未計入動及摻氣斷面上的平均流速，m/s。——修正系數(shù)，~，s/m，當(dāng)流速大于20m/s時取大值。 壩體材料分區(qū)重力壩的建筑材料主要是混凝土，水工的混凝土要求具有一定的抗?jié)B、抗凍、抗沖刷、抗侵蝕、低熱、抗裂等性能。應(yīng)符合《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定。混凝土的強(qiáng)度隨著齡期的增長而增長，因此，在規(guī)定設(shè)計標(biāo)號時應(yīng)同時規(guī)定設(shè)計齡期。壩體混凝土的強(qiáng)度一般采用90天齡期，對于有其他要求的混凝土的齡期，可根據(jù)需要確定。壩體各部位工作條件不同。為了節(jié)約和合理利用水泥，通常將壩體混凝土按不同部位和不同工作條件分區(qū)，采用不同標(biāo)號，一般可分為下列各分區(qū)（如圖72，73所示）。Ⅰ區(qū)—上、下游水位以上壩體外部表面混凝土；Ⅱ區(qū)—上、下游水位變化區(qū)的壩體外部表面混凝土；Ⅲ區(qū)—上、下游最低水位以下壩體外部表面混凝土；Ⅳ區(qū)—壩體基礎(chǔ)混凝土；Ⅴ區(qū)—壩體內(nèi)部混凝土；Ⅵ區(qū)—抗沖刷部位的混凝土（例如溢流面、泄水孔、導(dǎo)墻和閘墩等）；選定各區(qū)混凝土強(qiáng)度標(biāo)號，除應(yīng)滿足所在部位的應(yīng)力要求外，為了防止施工期間發(fā)生溫度裂縫，還應(yīng)減少整個水利樞紐中不同混凝土標(biāo)號的類別，這樣也便于施工。相鄰區(qū)的混凝土的強(qiáng)度標(biāo)號不宜超過兩級，以避免引起壩內(nèi)應(yīng)力重分布或產(chǎn)生裂縫。分區(qū)厚度尺寸最小為2m～3m。 非溢流壩體混凝土分區(qū) 溢流壩體混凝土分區(qū) 廊道系統(tǒng)在混凝土壩中，為了灌漿、排水、觀測、檢查及交通要求，必須在壩體內(nèi)設(shè)置各種廊道，這些廊道在壩體內(nèi)互相連通，構(gòu)成廊道系統(tǒng)。 基礎(chǔ)灌漿廊道帷幕灌漿廊道常在壩體澆注到一定高程后開始進(jìn)行，以便用混凝土的壓重來提高灌漿壓力，保證灌漿質(zhì)量，并加強(qiáng)壩基接觸面上的抗?jié)B和抗剪能力。因此，常需在壩內(nèi)靠近上游壩踵處設(shè)置一個專門的基礎(chǔ)灌漿廊道。~，且不小于4~5米，也不宜距壩踵過遠(yuǎn)，以免降低減小揚(yáng)壓力的作用，基礎(chǔ)灌漿廊道底板混凝土厚度不宜小于3米。在360米高程建一灌漿廊道，距壩基底面厚度為5米。灌漿廊道的斷面一般采用上圓下方的城門洞的型式，~。~，以滿足鉆孔灌漿工作空間的需要。廊道與基巖應(yīng)保持一定的距離。在廊道下游側(cè)應(yīng)能鉆孔設(shè)排水及揚(yáng)壓力觀測孔?；A(chǔ)灌漿廊道是沿地形向兩岸逐漸提高的。兩岸斜坡段的坡度不宜大于400~450，以便于鉆孔灌漿操作和搬運(yùn)操作。灌漿廊道應(yīng)由設(shè)在兩岸設(shè)置的橫向廊道接出壩外。 檢查排水廊道為了便于巡視，常在靠近壩體上游面處每隔30米左右設(shè)置一個檢查廊道，一般還兼做排水廊道。該廊道也多用上圓下方的型式，，~，且不小于3米，上游側(cè)設(shè)排水溝。 基礎(chǔ)灌漿廊道示意圖 壩體排水在壩體各種接縫面內(nèi)雖已經(jīng)設(shè)置了止水系統(tǒng)，但滲水仍在所難免。為了減小滲水的有害影響，還要設(shè)置相應(yīng)的排水系統(tǒng)，將壩體和壩基的滲水有排水管排入廊道，再由廊道匯入集水井，自流或用抽水機(jī)排到下游。壩身排水管應(yīng)該靠近上游面，以便及早排除滲水，但與壩面距離一般不得小于壩前水深的1/10~1/12，且不小于2米。以免滲透迫降過大，導(dǎo)致壩面混凝土溶濾破壞。由此計算對于灌漿廊道處L=（396376）=2米，取3米。壩體排水管的間距一般為2~3米；管內(nèi)徑為15~25cm，管徑太小排水減壓效果差，且容易杜塞。排水管常用預(yù)制多孔混凝土管，在澆注混凝土?xí)r埋入壩內(nèi)。排水管和廊道的連通形式如圖74所示。第9章 基礎(chǔ)處理重力壩的壩基應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和承載能力。但地基總是存在著種種的缺陷，為了能在具有某些缺陷的巖基上修建重力壩，應(yīng)對基巖進(jìn)行必要的處理，以保證大壩的安全。壩基處理的目的在于提高其強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性和抗?jié)B能力，具體的措施通常包括開挖、清理、灌漿、排水和特殊軟弱帶的處理等。 地基的開挖與清理壩基的開挖就是把覆蓋層緩和風(fēng)華破碎的巖石挖掉，使大壩直接建筑在堅實的巖石上。重力壩地基的開挖深度，一般應(yīng)根據(jù)巖石強(qiáng)度及完整性，并結(jié)合上部結(jié)構(gòu)對地基的要求來確定。對于本樞紐的中壩來說，可建在微風(fēng)化至若風(fēng)化層的上部基巖上。開挖的邊坡必須穩(wěn)定。各壩段的地基面上下游高差不宜過大，兩岸岸坡壩段的地基開挖面形狀，在平行壩軸線方向上，如岸坡平緩則開挖要求與河床壩段形同，如岸坡較陡，因壩段有側(cè)向穩(wěn)定的問題，宜開挖成有足夠?qū)挾鹊奶A段。具體的開挖線和開挖面參閱設(shè)計圖紙?；鶐r開挖后，在澆注混凝土前，需進(jìn)行徹底的清理和沖洗，包括：清除一切松動的巖快，打掉突出的尖角，基坑中原有的勘探鉆井、孔、洞等均應(yīng)回填封堵。開挖爆破不能損害設(shè)計開挖線以下基巖的質(zhì)量；當(dāng)基巖為易風(fēng)化的巖石，如頁巖、粘土巖等時，~，待混凝土澆注時才隨挖澆注。 固結(jié)灌漿固結(jié)灌漿的目的是提高基巖的整體性和彈性摸量，減少基巖受力后的變形，提高巖基的抗壓、抗剪強(qiáng)度，減低壩基的的滲透性，減少滲流量。在防滲帷幕灌漿的范圍內(nèi)先壓力以不掀動巖基為原則而取盡量較大值。固結(jié)灌漿一般布置在壩基受力較大的部位和強(qiáng)度較低的部位以及對改善壩體應(yīng)力有利的部位。通常以布置在壩址附近為宜。一方面能加固受力較大的壩址附近巖體；另一方面可以改善壩踵應(yīng)力，使之不出現(xiàn)或少出現(xiàn)拉應(yīng)力。至于壩踵附近，在帷幕灌漿和防滲要求允許的情況下，從改善和壩踵應(yīng)力考慮，以不布置或少布置固結(jié)灌漿為宜。~，~。按照該要求從壩踵前7米開始到壩址下游11米結(jié)束。灌漿孔常布置成梅花形或井字形?？拙鄰?0~20米開始，采用內(nèi)插逐步加密，最終孔距2~4米?？咨钜话銥?~15米，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況并參照灌漿實驗確定?？讖揭话銥?5~38mm。 固結(jié)灌漿孔的布置 帷幕灌漿帷幕灌漿的目的：降低壩底的滲透壓力，減少繞壩滲漏，防止壩基內(nèi)產(chǎn)生滲透破壞，使帷幕后的壩基面滲透壓力降至允許值以內(nèi)。灌漿材料最常用的是水泥漿，有時也采用化學(xué)漿?；瘜W(xué)灌漿可灌性好，抗?jié)B性強(qiáng)，但較昂貴，且污染地下水質(zhì)。因此，采用水泥灌漿。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。由于是中壩，一般情況下可只設(shè)一排帷幕孔。鉆孔的方向一般為鉛直，必要時也可有一定的斜度，以便穿過主節(jié)理裂隙，但角度不宜太大，一般在10176。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)鼗鶅?nèi)的透水層厚度不大時，帷幕可穿過透水層深入相對隔水層3~5m。本設(shè)計灌到相對隔水層以下4m，帷幕深度為（～）H，本設(shè)計取20m。 壩基排水帷幕灌漿不能完全截斷滲流。為了進(jìn)一步的降低壩底滲透壓力，常需設(shè)置壩基排水設(shè)施。由于本壩為寬縫重力壩，可利用寬縫進(jìn)行排水，不需要再進(jìn)行特別排水設(shè)施。致 謝畢業(yè)設(shè)計是我們大學(xué)生涯的最后一課，是我們作為一名即將畢業(yè)的大學(xué)生對自己大學(xué)四年的總結(jié)和檢驗，畢業(yè)設(shè)計將我們四年以來學(xué)習(xí)的知識融匯到一起，在近三個月的日子里，我學(xué)習(xí)到了很多以前并未深入研究的問題，真的是受益匪淺。從剛剛步入校園對水利水電工程專業(yè)的一無所知，到如今在老師的幫助下完成了第一個完整的電站樞紐設(shè)計，我對所學(xué)的專業(yè)有了更深的了解，同時也對自己的知識框架有了一個較為清晰的梳理，同時，在做畢業(yè)設(shè)計的過程中，我也學(xué)習(xí)了很多知識，如AutoCAD，Word和Excel等軟件的深入使用。于是，由于是第一次獨(dú)立完成這樣全面地設(shè)計，在沒有任何的實際經(jīng)驗的情況下，只能憑借所學(xué)的理論知識和自己對施工比較模糊膚淺的理解來完成這份設(shè)計，所以在設(shè)計的過程中難免會有很多不足之處。如今完成了全部的設(shè)計，回頭想想，還是發(fā)現(xiàn)自己有很多沒有理解的地方，在設(shè)計過程中也出現(xiàn)了許多問題，在溢流壩的消能方式上考慮不夠嚴(yán)謹(jǐn)，細(xì)部構(gòu)造不夠全面等。畢竟時間和能力有限，其中的疏漏錯誤之處在所難免，也不能一一加以修改，懇請老師們批評指正。在畢業(yè)設(shè)計的過程中，得到了指導(dǎo)老師的大力指導(dǎo)，在此深表感謝。同時同設(shè)計小組的同學(xué)一起討論研究，也對我?guī)椭芏?，在此對各位老師和同學(xué)表示衷心的感謝！參考文獻(xiàn)[1] 祁慶和，水工建筑物[M]，北京：中國水利水電出版社，1997。[2] 馬善定：汪如澤，水電站建筑物[M]，北京：中國水利電力出版社，1996。[3] 金鐘元，水力機(jī)械[M]，北京：中國水利水電出版社，1992。[4] 周之毫：沈曾源，水利水電規(guī)劃[M]，北京：中國水利水電出版社，1997。[5] 索麗生：任旭華：胡明，水利水電工程專業(yè)設(shè)計指南[M]，北京：中國水利水電出版社，2001。[6] 吳持恭，水力學(xué)[M]，北京：高等教育出版社，2003。[7] 詹道江：葉守澤，工程水文學(xué)[M]，北京：中國水利水電出版社，1999。[8] 周之毫：沈曾源：施熙燦：李錫先，水利水能規(guī)劃[M]，北京：中國水利水電出版社，1996。[9] 陳勝宏，水工建筑物[M]，北京：中國水利水電出版社，1998。[10] 張光斗：王光綸，水工建筑物—下冊[M]，北京：中國水利水電出版社，1998。[11] 張治濱，水電站建筑物設(shè)計參考資料[M]，北京：中國水利水電出版社，1997。[12] 武漢水利電力學(xué)院，水力計算手冊[M]，北京：中國水利水電出版社，2000。[13] DL51081999，混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范[P]，北京：中國水利水電出版社，2000。[14] SL2662000，水電站廠房設(shè)計規(guī)范[P]，北京：中國電力出版社，2000。[15] SL2652000，水閘設(shè)計規(guī)范[P]，北京：中國電力出版社，2000。附 錄1. 非溢流壩段剖面圖2. 溢流壩段剖面圖3. 下游立視圖4. 樞紐平面布置圖5. 細(xì)部構(gòu)造圖61