【導(dǎo)讀】定，利用與壩基的摩擦力抵抗大壩向下游的滑移，它具有很多優(yōu)點(diǎn)，諸如容易施工，程，隔河巖水利樞紐就工程等級(jí)而言為較大工程。使用規(guī)范手冊(cè)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等基本技能等方面做一次良好的訓(xùn)練。的清江干流上，下距清江河口62km，距長(zhǎng)陽(yáng)縣城9km，混凝土重力壩，最大壩高。水庫(kù)總庫(kù)容34億m3。水電站裝機(jī)容量120萬(wàn)kW，工程主要是發(fā)電，兼有防洪、航運(yùn)。水庫(kù)留有5億m3的防洪庫(kù)容，既可以削減清江下游洪峰，也可錯(cuò)開(kāi)與長(zhǎng)江洪。峰的遭遇，減少荊江分洪工程的使用機(jī)會(huì)和推遲分洪時(shí)間。1987年1月開(kāi)工，1993年。6月第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電，1995年竣工。通過(guò)分析比較，確定大壩基本剖面型式與輪廓尺寸，擬定地基處理方案與壩身構(gòu)造，行必要的水力、靜力計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；施工導(dǎo)流方案設(shè)計(jì)；最后要進(jìn)行工程量計(jì)算。整，我認(rèn)為這是一種合理的創(chuàng)新，比如非溢流壩段和溢流壩段設(shè)計(jì)同時(shí)設(shè)計(jì)并作比較，將不同指出進(jìn)行另外的設(shè)計(jì)和處理，看似有些零散，但思路十分清晰。發(fā)現(xiàn)但它已經(jīng)潛移默化的影響了我。

　　

【正文】 、勞動(dòng)力狀況、料場(chǎng)位置、交通運(yùn)輸?shù)葪l件 ， 運(yùn)用管理?xiàng)l件：發(fā)電、通航、泄洪、灌溉等是否相互干擾，建筑物和設(shè)備的檢查、維修和操作運(yùn)用、對(duì)外交通是否方便，人防條件是否具備等 ， 建筑物位置與自然界的適應(yīng)情況：地基是否可靠，河床抗 沖能力與下游的消能方式是否適應(yīng)等 ，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：主要比較分析總投資、總造價(jià)、年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、淹沒(méi)損失、電站單位千瓦投資、電能成本、灌溉單位面積投資以及航運(yùn)能力等綜合利用效益。 上述比較的項(xiàng)目中，有些項(xiàng)目是可以定量計(jì)算的，但有不少項(xiàng)目是難以定量計(jì)算的，這樣就增加了方案選擇的復(fù)雜性。因此，應(yīng)充分掌握資料， 實(shí)事求是，進(jìn)行方案2020屆水利水電工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 13 選擇。 溢流段位于壩的中部，溢流 堰頂?shù)母叱淘O(shè)計(jì)為 182m，通過(guò)水利水文計(jì)算對(duì)所選的三種方案比選，初選正常蓄水位與設(shè)計(jì)洪水位的高差為 4m，需布置閘門(mén)以經(jīng)行來(lái)水和泄水的洪水調(diào)節(jié)，由于考慮閘門(mén)的寬度及設(shè)計(jì)的 問(wèn)題，設(shè)計(jì)單孔的閘門(mén)的可能性幾乎不存在，故決定在滿(mǎn)足泄水要求及安全和穩(wěn)定前提下，設(shè)多個(gè)表孔。另外，隔河巖水利樞紐明顯為一級(jí)重要性工程，要考慮泄洪時(shí)維持壩體的穩(wěn)定性和不能使壩體震動(dòng)，再綜合考慮大壩的泄洪能力，決定 在左岸設(shè)置一條泄流隧洞以配合泄流和滿(mǎn)足大壩施工時(shí)的導(dǎo)流，隧洞直徑 d=,已由上述進(jìn)行了泄流能力的驗(yàn)證。在考慮的岸邊廠房式發(fā)電機(jī)的引水流量，初步選定的 4320m3/s=1280 m3/s 的基本固定的引水量，經(jīng)過(guò)上章的調(diào)洪演算，在假定后選取的的水位下，均滿(mǎn)足要求。 下面對(duì)幾大水利樞紐的布置及原因做 一下具體的闡述： 攔河壩的布置 攔河壩在隔河巖水利樞紐中占有主要的地位，布置其位置時(shí)，一般先要確定建壩河段和進(jìn)一步的選定壩軸線(xiàn)。在選擇壩軸線(xiàn)時(shí)，同時(shí)還要考慮擬采用的的壩型和樞紐各建筑物的總體布置，合理解決綜合利用要求。 本設(shè)計(jì)中的壩址和壩型是給定的，在進(jìn)行攔河壩的布置時(shí)僅需進(jìn)行壩軸線(xiàn)選擇?？梢詳M定幾條壩軸線(xiàn)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選定 ，并且還要考慮壩址處的地形和地質(zhì)條件以選擇設(shè)計(jì)的大壩軸線(xiàn)形狀，采用折線(xiàn)異或直線(xiàn)。 隔河巖樞紐位于 兩岸山頂高程 500 米左右。谷底寬約 110—120 米，（枯水期河面寬約為 120米）。在高程 190—200 米左右，河谷寬 600 米左右， 110—120 米高程以下的兩岸河谷岸坡陡立，以上右岸陡左岸緩。左岸高程在 110—114 米之間，坡度約為1∶ 。高程 114—155 之間，坡度約為 1∶ 。兩岸山體高出河面 300 米以上，枯水期河水位一般為 米，水深 1—3 米。壩址河床覆蓋層厚一般為 8—15 米，最厚為 米。河床基巖面無(wú)明顯深槽，高程一般為 60—64 米，最低高程為 米。 壩址位于長(zhǎng)陽(yáng)復(fù)背斜的南翼，壩區(qū)巖體斷裂構(gòu)造比較發(fā)育。主要構(gòu)造形跡有斷層、裂隙、層間擠壓、破碎泥化帶或?qū)?間錯(cuò)動(dòng)面等，對(duì)大壩的穩(wěn)定不利。壩基灰?guī)r未發(fā)現(xiàn)有穿透頁(yè)巖而形成的巖溶系統(tǒng)。 考慮到壩基巖體裂隙比較發(fā)育并有巖溶現(xiàn)象，建議壩基巖石與大壩混凝土接觸界面的摩擦系數(shù)為 。 “石牌頁(yè)巖 ”及平善壩組中的頁(yè)巖變形模量均較小，并且有非常明顯的各向異性和不均勻性。頁(yè)巖抗剪強(qiáng)度也較低，其塑性破壞的張楠 ： 隔河巖 水利樞紐設(shè)計(jì) (混凝土重力壩方案 ) 14 特性，剪切位移大，有較明顯的屈服極限段。剪切破碎泥化帶，剪切強(qiáng)度極低，說(shuō)明頁(yè)巖的力學(xué)特性是極差的。 有 剪切泥化帶，也有明顯的各向異性，變形模量低，對(duì)大壩的抗滑穩(wěn)定和沉陷都應(yīng)予注意。但是在無(wú)法優(yōu)選合理的 把軸線(xiàn)的形狀和大壩地基不十分滿(mǎn)足應(yīng)力和力學(xué)時(shí)，可以采用工程措施加固地基達(dá)到維持穩(wěn)定的目的。本方案綜合比選，選定壩軸線(xiàn)為直線(xiàn)的壩型，地基處理采用固結(jié)灌漿和帷幕灌漿的方式。 泄水建筑物的布置 本方案的攔河大壩為溢流重力壩， 溢流重力壩簡(jiǎn)稱(chēng)溢流壩，既是擋水建筑物，又是泄水建筑物。因此，壩體剖面設(shè)計(jì)除要滿(mǎn)足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求外，還要滿(mǎn)足泄水的要求，同時(shí)要考慮下游的消能問(wèn)題。當(dāng)溢流壩段在河床上的位置確定后，先選擇合適的泄水方式，并根據(jù)洪水標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)用要求確定孔口尺寸及溢流堰頂高程。溢流壩是樞紐中最重要的泄水建筑物 之一，將規(guī)劃庫(kù)容所不能容納的大部分洪水經(jīng)壩頂泄向下游，以便保證大壩安全。溢流壩應(yīng)滿(mǎn)足泄洪的設(shè)計(jì)要求要 有足夠的孔口尺寸、良好的孔口體形和泄水時(shí)具有較大的流量系數(shù) 。要 使水流平順地通過(guò)壩體，不允許產(chǎn)生不利的負(fù)壓和振動(dòng)，避免發(fā)生空蝕現(xiàn)象。 應(yīng) 保證下游河床不產(chǎn)生危及壩體安全的沖坑和沖刷。 由上述可得在滿(mǎn)足要求的情況下，采用溢流堰溢流和岸邊隧洞泄流的方式，溢流堰的溢流孔的確定涉及到以下問(wèn)題， 溢流壩的孔口設(shè)計(jì)涉及很多因素 ,如 :洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、下游防洪要求、庫(kù)水位壅高的限制、泄水方式、堰面曲線(xiàn)以及樞紐所在地段的地形、地質(zhì)條件 等。設(shè)計(jì)時(shí) ,先選定泄水方式 ,擬定若干個(gè)泄水布置方案 (除堰面溢流外 ,還可配合壩身泄水孔或泄洪隧洞泄流 ),初步確定孔口尺寸 ,按規(guī)定的洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)洪演算 ,求出各方案的防洪庫(kù)容、設(shè)計(jì)和校核洪水位及相應(yīng)的下泄流量 ,然后估算淹沒(méi)損失和樞紐造價(jià) ,進(jìn)行綜合比較 ,選出最優(yōu)方案。 右岸電站 電站廠房位于右岸河灘階地上，采用隧洞引水。進(jìn)水口設(shè)在大壩上游右岸山體邊坡上，底部高程 為初選的 145m。 由于河岸相對(duì)狹窄 特征，靠引水道來(lái)集中水頭。電站規(guī)模小，綜合利用價(jià)值低， 壓力鋼管 引水 ，單機(jī)單洞，單機(jī)最大引用流量 為初選的320m3/s?？傄l(fā)電流量為 1280m3/s。并假定流量為近似的相等的流量。 2020屆水利水電工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 15 主要建筑物型式 的 選擇 大壩的選擇， 設(shè)計(jì)壩型為溢流式重力壩， 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮大壩下泄水流的巨大能量對(duì)下游河床的沖刷以及下泄水流對(duì)岸邊的邊坡的穩(wěn)定的擾動(dòng)，將溢流壩段設(shè)在壩體的中央，并在下游設(shè)置一定的消能防沖措施，這樣既可以利用下游的水墊減小對(duì)河床的沖刷有可以防止溢流堰泄流時(shí)水流的震動(dòng)引起大壩的震動(dòng)，進(jìn)而威脅大壩的安全 。 在進(jìn)行壩體設(shè)計(jì)時(shí)，首先要考慮溢流壩的位置，使下泄洪水能與下游水流平順連接，不致沖淘壩基和其它建筑物的基礎(chǔ)，其 流態(tài)和沖淤不致影響其他建筑物的使用。選定溢流堰壩段的前沿長(zhǎng)度、孔數(shù)、 孔 口型式、尺寸和堰頂高程，應(yīng)根據(jù)水庫(kù)運(yùn)用和下泄流量等要求，地址條件，壩址地形，下游河床及兩岸巖體的抗沖性能，下游水深及消能方式，壩體分段情況，與相鄰建筑物的關(guān)系，閘門(mén)型式和定型尺寸，運(yùn)用方式和樞紐的統(tǒng)一協(xié)調(diào)關(guān)系等條件經(jīng)濟(jì)技術(shù) 比較確定。張楠 ： 隔河巖 水利樞紐設(shè)計(jì) (混凝土重力壩方案 ) 16 第 4 章 非溢流壩設(shè)計(jì) 壩基面高程的確定 由《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》可知，壩高超過(guò) 100 米時(shí)，應(yīng)將重力壩建在新鮮、微風(fēng)化至弱風(fēng)化下部基巖上，本工程壩高超過(guò) 100m，由隔河巖剖面圖可以選定大壩的壩底高程為 。 壩頂高程的確定 設(shè)計(jì)洪水位 的情況 壩頂高程應(yīng)超出水庫(kù)靜水位的高度 Δh由 混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范即 下式確定： Δh=h1%+hz+hc () 式中 h1%———波浪高度（ m） . hz——波浪中心線(xiàn)高出靜水位的高度（ m） . hc——取決于大壩的級(jí)別和計(jì)算情況的安全超高 . 由隔河巖平面圖確定當(dāng)水庫(kù)水位在設(shè)計(jì)情況下時(shí)，初選吹程 D= D∈（ 1～ 15km）且風(fēng)速 fV =16m/s∈ (4～ 16m/s)， 又知隔河巖水庫(kù)為內(nèi)陸山區(qū)水庫(kù)， 均符合官?gòu)d公式的要求。 由官?gòu)d公式 : 3110212002 ??????? ? vgDvvgh () 02020 ??????? ? vgDvvgL m () 和下公式： mmz LHc thLhh ?? 22%1? () 以及下表 ： 2020屆水利水電工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 17 表 安全超高 hc(m) 相應(yīng)水位 壩的安全級(jí)別 1 2 3 4 設(shè)計(jì)洪水位 校核洪水位 由 上公式 計(jì)算可得： hm=,由于 ?? 20vgD（ 20～ 250） 則所算的為累計(jì)頻率為 5%的波高 h5%。其與平均波高的換算關(guān)系有下表： 表 累積頻率為 P（ %）的波高與平均波高的比值 hm/Hm P(%) 1 2 3 4 5 10 13 20 50 0 2 1 上表中的 Hm為壩前水深，由隔河巖水利平面圖及初選的值可得 Hm 為（ 20475）/2= hm/Hm=≈0,則由上表可得 波長(zhǎng) Lm 為： 020 ???????? gvgDvL m = hz 為：mmz LHc thLhh ?? 22%1? =. 則由公式 可得壩頂高程應(yīng)超出水庫(kù)靜水位的高度 當(dāng)在設(shè)計(jì)水位條件下的超高由 Δh=++=. 校核洪水位 的情況 由于本設(shè)計(jì)的資 料中沒(méi)有給到關(guān)于校核洪水位時(shí)的風(fēng)速故仍按所給的最大風(fēng)速求解，但是當(dāng)校核時(shí)的水庫(kù)的吹程 D 有所增加，量得吹程 D=得 3110212002 ??????? ? vgDvvgh 推知 h= 同樣由表 可得， 由規(guī)范 SL3192020《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 ，運(yùn)用試算法計(jì)算平均波高， 平均波高為 ,進(jìn)而得頻率為1%得波高 h1%=，得波長(zhǎng) 020 ???????? gvgDvL m =張楠 ： 隔河巖 水利樞紐設(shè)計(jì) (混凝土重力壩方案 ) 18 線(xiàn)高出靜水位的高度 hz 為：mmz LHc thLhh ?? 22%1? =： 表 壩頂高程計(jì)算結(jié)果表 h1% hz hc △ h=h1%+hz+hc 壩頂高程 (m) 設(shè)計(jì)洪水位 校核洪水位 校設(shè)校核洪水位壩頂高程 設(shè)計(jì)洪水位壩頂高程 h??? ??? h () 由公式 取兩個(gè)的較大值由壩頂高程 H= ) 0 76 2 0 5m ax ( ， =。 故取壩高為 取整數(shù)為 。 則壩頂高程為 。 壩寬 的 確定 一般取壩高的 8%～ 10%，且不小于 3m，并需考慮設(shè)備布置、檢修、運(yùn)行、施工和交通等方面的要求，取寬度為 14m。且大壩上游選取為垂直的，下游的坡度為 n=～ 計(jì)算壩底的寬度由計(jì)算可得 :d=(18255)～ (18255)=116～ ,取壩底寬度為 116m 此時(shí)的壩體下游坡的坡度為 。 壩面坡度的控制 由 規(guī)范 SL3192020《混凝 土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》可得， 壩體上游選擇垂直的壩坡，下游選擇 ～ ，此壩選擇坡度為 。 因?yàn)槿切位酒拭娴捻旤c(diǎn)與正常蓄水位齊平，故重力壩剖面的下游坡向上延伸應(yīng)與正常蓄水位相交 。具體尺寸如下表： 表 基礎(chǔ)資料表 壩頂高程（ m) 總庫(kù)容 108m3 34 校核洪水位 (m) 206 水域平均深度 （ m） 設(shè)計(jì)洪水位 (m) 204 g(m/s2) 死水位（ m) 160 多年最大風(fēng)速 V0（ m/s) 16 正常蓄水位（ m) 182 吹程 D(m) 1000 設(shè)計(jì)重力壩的 剖面型式圖如下所示： 2020屆水利水電工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 19 建壩基程 m1 1 6 m河床高程 m死水位 m正常蓄水位 m14建壩基程 m河床高程 m壩頂高程 m設(shè)計(jì)洪水位 m校核洪水位 m設(shè)計(jì)下游水位 m校核下游水位 m：下游正常水位 m 圖 重力壩的剖面型式圖 壩基防滲及排水設(shè)施的擬定 由于防滲的需要，壩基須設(shè)置防滲帷幕 和排水孔 ，進(jìn)行帷幕灌漿和固結(jié)灌漿。 據(jù)基礎(chǔ)廊道的布置要求，初步擬定防滲帷幕 和排水孔 在壩基面處距離壩踵 分別 為 10m 和15m。 由混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范 SL3192020 可知，灌漿帷幕的深度取 — 倍的水頭，隔河巖水利樞紐的最大壩高為 ，為超高壩， 帷幕灌漿的深度取 倍的最大水頭，即為 106=53m。 固結(jié)灌漿的深度為 5—8m，本設(shè)計(jì)取固結(jié)灌漿的深度為 ，且上下游的深度不做具體的變化。 壩基排水孔的深度可取帷幕灌漿的 — 倍，取 倍的帷幕灌漿的深度，即為 53=。 示意圖見(jiàn)下圖 張楠 ： 隔河巖 水利樞紐設(shè)計(jì) (混凝土重力壩方案 ) 20 建壩基程 m116 m河床高程 m建壩基程 m河床高程 m：雙排灌漿帷幕灌漿帷幕排水孔 圖 上游地基處理示意圖 壩體廊道的尺寸確定 本設(shè)計(jì)中的壩體廊道系統(tǒng)有壩基排水廊道、壩體排水廊道、壩基灌漿廊道。尺寸分述如下： 壩基灌漿廊道距上游的距離為 倍的作用水頭，即為 10m，滿(mǎn)足 — 倍 的作用水頭的要求，廊道的尺寸為高 3，形狀為城門(mén)洞形， 洞體的襯砌厚度為 ，材料為鋼筋混凝土。 壩體及壩基排水廊道距上游面的距離和壩基灌漿廊道的相同，廊道尺寸為 2，且襯砌厚