【正文】 從地形上來看隧洞應當布置于這樣不僅工程量省，而且水力條件也較好。從地質(zhì)來看這個山梁除表面有一層較深的風化巖外，下部大部分為堅硬玄武巖，強度較高，巖體中夾雜著幾條破碎帶，但走向大都與隧洞軸線成較大的角度。因此將泄洪洞、放空洞連同引水發(fā)電隧洞均布置于右岸凸出的山梁里面，—水利工程樞紐布置。 隧洞的體型設計 進口建筑物由于進口岸坡地質(zhì)條件較差，覆蓋層較厚，因而采用塔式進口，塔頂設置操作平臺。（1） 進口喇叭口平面上不擴散，而立面上洞頂以橢圓方程連接。L—漸變段的長度；—進口洞頂?shù)剿矶错數(shù)母叱滩?。由?guī)范可知L取隧洞本身段寬度的2~3倍，結(jié)合本工程L取16米，取4米，最后橢圓方程為：① 進口堰面曲線，采用WES型堰面曲線，方程：為不影響泄流能力，堰高取10m，定型設計水頭：取。所以曲線方程為：。② 進口上游段為橢圓曲線：~，取取。所以橢圓曲線方程為：（2） 閘門型式及尺寸工作及檢修閘門均采用平板門，設在進口處，閘門寬7m，（正常水位減堰頂高程加浪高）。 洞身斷面型式和尺寸 根據(jù)以往工程經(jīng)驗，本無壓隧洞采用門洞型斷面。調(diào)洪演算時已經(jīng)擬定溢流孔口尺寸7m（為保證無壓泄流，由校核洪水位減堰頂高程加相應浪高而得，+=,），由于水流經(jīng)堰頂馬上跌落，所擬洞寬不變，而高度則以斜段為1:1坡按cos450折減。，根據(jù)以往經(jīng)驗以1:1坡度連接，—隧洞縱坡面布置。 出口消能段，由于下游出口離電站和大壩較遠，較大的沖坑不致影響大壩及電站的安全，且地質(zhì)條件容許，因此采用挑流消能。由于隧洞出口寬度小，單寬流量集中，因而在出口設置擴散段。，；根據(jù)以往工程經(jīng)驗挑角取θ=25176。；因出口為平段，為了水流能平順挑出采用了較大的反弧半徑R=60m。 隧洞的水力計算水力計算包括洞內(nèi)水面線及出口消能計算兩部分。 計算工況設計洪水位：,下泄流量：；校核洪水位：,下泄流量：；堰頂高程：2810m。因在宣泄校核洪水時也要滿足各項要求，因而對校核情況進行水力計算。 平洞段底坡的確定對于矩形斷面hc可用下列公式計算：計算得到臨界坡降；由于泄流時水流流速較大，為不影響隧洞的泄流能力，隧洞應做成陡坡，鑒于坡度太大施工不便，底坡取。 洞內(nèi)水面曲線由能量方程：計算得收縮斷面水深。以收縮斷面為起始位置，按公式依次向下游計算平洞段水面曲線。由于泄洪隧洞流速較大（），因而必須考慮摻氣的影響。摻氣后水深按經(jīng)驗公式計算如下：。 平洞段水面線計算成果表l（m）υ(m/s)h(m)ha為保證洞內(nèi)為明流，水面線以上應留有一定的凈孔，按規(guī)范要求高流速泄洪隧洞摻氣水面以上的凈空為洞身面積的15%~25%，25%，因此洞身斷面滿足要求。由于還有許多因素沒顧及，加上還要考慮與導流洞結(jié)合，留有一定的富裕是必要的。 出口消能驗算為減少出口單寬流量，利于消能，隧洞出口設擴散段。因流速較大，為避免水流與邊墻脫離，擴散角不宜過大。以控制，擴散角取為50。挑距按下式計算式中： L──自挑坎末端算起的挑流水舌外緣挑距，（m）；──坎頂水面流速，（m/s）；──鼻坎挑射角，；──坎頂鉛直方向水深，h（h為坎頂?shù)钠骄睿?，m；──坎頂至河床面的高差，（m）。沖坑深度按下式計算式中：tk──由河床表面算起至坑底的深度，（m）；H──上下游水位之差，（m），H== m；q──單寬流量，[m2/（sm）]；K──沖坑系數(shù)，對于堅硬的巖石，K=～，本設計取K=；t─下游水深，從堅硬的巖石算起，取t=?？紤]到隧洞沿程水頭損失較大，H以挑出時的水頭計算，單寬流量也以出口處計算。根據(jù)以往工程的經(jīng)驗，～，且有，滿足設計要求。2 隧洞的細部構(gòu)造 洞身襯砌（1）、流速高，采用城門洞形斷面，整體式單層混凝土襯砌。（2），取1/12洞徑。 襯砌分縫、止水為適應施工能力、防止混凝土干縮和溫度應力而產(chǎn)生的裂縫，沿洞軸線方向設置永久性橫向伸縮縫，縫間設止水，詳見細部構(gòu)造圖。隧洞通過斷層破碎帶部位，襯砌厚度加大一倍；為防止不均勻沉陷而開裂，襯砌突變處設橫向沉降縫，見細部構(gòu)造圖。 灌漿洞頂部進行回填灌漿，充填圍巖與襯砌的空隙，使之緊密結(jié)合，共同工作，提高其整體性，保證圍巖的彈性抗力，詳見細部構(gòu)造圖。 排水從地質(zhì)剖面上看地下水位較高，為降低外水壓力設置徑向排水孔，孔徑15cm，孔距400cm，孔深400m，并在底部設置縱向排水管，管徑為20cm。 摻氣槽在反弧段前沿及其后設置摻氣槽，向水流邊界通氣，提高低壓區(qū)的壓力，緩沖氣泡潰滅時的破壞作用，具體尺寸見圖。 錨筋加固泄洪隧洞進口、巖體破碎帶、反弧段巖體（四面臨空比較薄弱），以錨筋加固，詳見隧洞細部構(gòu)造圖。 放空洞設計，由于泄洪洞進口高程較高（）因而需另設放空洞。放空洞中后部與泄洪洞結(jié)合，見平面布置圖。 泄洪隧洞細部構(gòu)造圖8 施工組織設計 施工導流計劃 導流方案的選擇土壩建于深厚的覆蓋層上，不宜修建縱向圍堰；且河床寬度不大，若分期修建土壩，容易形成接頭薄弱面，加之壩體方量較大，保證其持續(xù)均衡生產(chǎn)十分重要，因而采用全斷面圍堰攔洪方案。壩址附近山坡陡峻，不宜采用明渠道導流，山巖大部分為堅硬玄武巖，故而采用隧洞導流方案。鑒于河床沖積層較深，基礎(chǔ)處理工程艱巨、時間長，為降低臨時工程的投資和加快施工進度，將上游圍堰與壩體結(jié)合，施工導流隧洞與泄洪洞結(jié)合。 施工分期本工程劃定工期為4年左右，采用隧洞導流方案。土壩施工分四期進行。 工程分期施工示意圖（1）截流前,完成導流隧洞工程,并做好截流準備工作。（2）從截流開始，在圍堰的保護下進行大壩基礎(chǔ)工程，包括排水、清基、有余力則進行一部分壩體填筑。（3）攔洪后填筑大壩到開始封孔畜水。（4）封孔以后大壩繼續(xù)升高至設計高程。 導流工程規(guī)劃布置隧洞及圍堰型式和尺寸選擇，是個技術(shù)經(jīng)濟問題。本應該擬定多種方案進行比較。選擇導流隧洞及圍堰造價最小的隧洞尺寸及圍堰高程。這里只作一個方案。由于設計時將施工導流隧洞與永久泄洪洞結(jié)合。將兩者的斷面尺寸設計成相等是比較有益的。如果按這個尺寸進行調(diào)洪計算,得出上游水位(攔洪水位)。(1)隧洞斷面型式尺寸及布置泄洪洞斷面為城門洞型。寬7m，高11m，隧洞底坡i=。為使流態(tài)較好，進口布置成直線，設置喇叭口，并與明渠相連。(2)調(diào)洪演算上游攔洪圍堰為壩體的一部分，因此采用施工期攔洪渡汛標準。攔洪時所形成庫容在1億～。設計洪水重現(xiàn)期為100~50年。本設計將設計洪水頻率定為1%。=1680/，按規(guī)范采用5%洪水，=1180/s。對1%、5%洪水按洪峰量控制進行放大，得出相應的洪水過程線，進行調(diào)洪計算。得到1%，下泄量1030m3/s（雖大于900m3/的安全泄量，但施工期間，工程未發(fā)揮效益，可認為是容許的）。5%。(3)圍堰主要型式、尺寸及布置本工程采用圍堰攔洪，為全年擋水圍堰。鑒于當?shù)厣暗[料豐富，上游圍堰作為壩體的一部分，因而上下游圍堰均采用粘土斜墻圍堰。經(jīng)過調(diào)洪計算，對于1%洪水，,加一定的安全超高后，（），考慮到壩體的沉陷取較大的超高；下游圍堰采用5%洪水標準，經(jīng)過調(diào)洪計算下泄流量為895/s。考慮施工要求圍堰的頂寬，特別是上游圍堰作為壩體的一部分，圍堰的上下游邊坡要求更高。防滲鋪蓋的尺寸經(jīng)過滲流計算而定。上游圍堰作為壩體的一部分把基坑全部圍起來。下游圍堰不作為壩體，布置在離壩不遠而河床又比較狹窄的地方，還考慮離開導流洞出口一定的安全距離。 圍堰設計簡圖 施工控制性進度 大壩施工控制性進度本工程擬定2008年開工，從截流開始到大壩填筑完畢計4年，在現(xiàn)有施工能力及保證質(zhì)量的前提下，盡可能縮短工期，提早發(fā)揮效益。(1)，11月開始流量明顯下降，因此，設計截流日期定為2008年11月1日~15日。實際施工中，根據(jù)當時的水文、氣象條件及實際水情進行調(diào)整。2009年5月洪水期開始，圍堰開始攔洪，圍堰上升速度應以搶修到攔洪水位以上為原則。(2)封孔及發(fā)電日期，鑒于流量資料不足。為安全起見在大壩上升至泄洪隧洞進口高程以后進行封孔。斜心墻壩填筑要求粘土與砂礫同時上升。施工進度由粘土上升速度控制。按4m/月的速度上升，至泄洪洞高程(2810m)需15月，即到2010年7月。因此定在2010年8月1日進行封孔蓄水。水庫蓄水過程一般按80%～90%的保證率的流量過程線來預測，初始發(fā)電水位為70%工作水深。根據(jù)計算從8月1日封孔蓄水，到9月底即可蓄到初始發(fā)電水位。因此第一臺機組發(fā)電日期定為2010年10月1日。實際發(fā)電日期根據(jù)當時水文、氣象條件及水情進行調(diào)整。(3)大壩竣工日期。按4m/月的速度上升，在2010年底實現(xiàn)大壩填筑完成。 大壩施工進度控制圖 施工程序安排(1)明確控制點，截流、攔洪、封孔、發(fā)電。(2)截流前應完成的工程(導流隧洞工程).其中隧洞進出口明挖一般為2~4個月；洞身開挖：日平均成洞進尺2~3m(視施工技術(shù)而定)，月平均50~70m；隧洞混凝土襯砌，可與開挖平行進行，為避免干擾和安全要求，一般落后于開挖面50~70m，回填灌漿在混凝土襯砌以后，不早于15天,不遲于30天內(nèi)開始進行。固結(jié)灌漿在回填灌漿后一星期進行；導流時，洞身襯砌應具有足夠的強度。（3）截流以后攔洪以前（汛期）應完成的工程。圍堰工程及排水；基礎(chǔ)開挖及防滲墻施工。（4）與封孔蓄水有關(guān)的工程。上游移民，工程設備拆遷，庫內(nèi)清理等工程，引水隧洞工程，含進口段明渠段開挖、洞身開挖、洞身進口混凝土、襯砌及進口設備安裝；基礎(chǔ)處理工程應保證蓄水；完成溢洪道工程，保證蓄水或泄水；大壩進度必須趕在洪水前面。（5）發(fā)電前應完成的工程。引水系統(tǒng)及廠房工程；開關(guān)站、機電設備安裝。畢 業(yè) 設 計E江水利樞紐工程——土石壩設計說明書題 目：E江水利樞紐工程設計專 業(yè)：水利水電工程年 級：2005級學 生： 學 號：123120051031指導教師： 日 期：2007年9月12日目 錄前 言 11 工程提要 1 工程等別及建筑物級別 1 洪水調(diào)節(jié)計算 1 壩型選擇與樞紐布置 2 大壩設計 2 泄水建筑物設計 3 施工組織設計 32 基本資料 4 水文 4 工程地質(zhì) 5 建筑材料 8 經(jīng)濟資料 103 工程等別及建筑物級別 114 洪水調(diào)節(jié)計算 12 防洪標準 12 設計洪水 12 調(diào)洪演算 135 壩型選擇與樞紐布置 16 壩址及壩型選擇 16 樞紐布置 176 大壩設計 19 土石壩壩型的選型 19 大壩輪廓尺寸的擬定 20 土料設計 26 滲流計算 29 穩(wěn)定計算 33 基礎(chǔ)處理部分 34 細部構(gòu)造設計 357 泄水建筑物設計 38 泄水方案選擇 38 隧洞選擇與布置 38 隧洞的體型設計 38 隧洞的水力計算 40 隧洞的細部構(gòu)造 43 放空洞設計 438 施工組織設計 45 施工導流計劃 45 施工控制性進度 47