【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，諸如容易施工，程，隔河巖水利樞紐就工程等級而言為較大工程。使用規(guī)范手冊、計算機應(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，距長陽縣城9km，混凝土重力壩，最大壩高。水庫總庫容34億m3。水電站裝機容量120萬kW，工程主要是發(fā)電，兼有防洪、航運。水庫留有5億m3的防洪庫容，既可以削減清江下游洪峰，也可錯開與長江洪。峰的遭遇，減少荊江分洪工程的使用機會和推遲分洪時間。1987年1月開工，1993年。6月第一臺機組發(fā)電，1995年竣工。通過分析比較，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、靜力計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計；施工導(dǎo)流方案設(shè)計；最后要進行工程量計算。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)計同時設(shè)計并作比較，將不同指出進行另外的設(shè)計和處理，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】 、勞動力狀況、料場位置、交通運輸?shù)葪l件 ， 運用管理條件：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、維修和操作運用、對外交通是否方便，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)濟指標(biāo)：主要比較分析總投資、總造價、年運轉(zhuǎn)費、淹沒損失、電站單位千瓦投資、電能成本、灌溉單位面積投資以及航運能力等綜合利用效益。 上述比較的項目中，有些項目是可以定量計算的，但有不少項目是難以定量計算的，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， 實事求是，進行方案2020屆水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 說明書 13 選擇。 溢流段位于壩的中部，溢流 堰頂?shù)母叱淘O(shè)計為 182m，通過水利水文計算對所選的三種方案比選，初選正常蓄水位與設(shè)計洪水位的高差為 4m，需布置閘門以經(jīng)行來水和泄水的洪水調(diào)節(jié)，由于考慮閘門的寬度及設(shè)計的 問題，設(shè)計單孔的閘門的可能性幾乎不存在，故決定在滿足泄水要求及安全和穩(wěn)定前提下，設(shè)多個表孔。另外，隔河巖水利樞紐明顯為一級重要性工程，要考慮泄洪時維持壩體的穩(wěn)定性和不能使壩體震動，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足大壩施工時的導(dǎo)流，隧洞直徑 d=,已由上述進行了泄流能力的驗證。在考慮的岸邊廠房式發(fā)電機的引水流量，初步選定的 4320m3/s=1280 m3/s 的基本固定的引水量，經(jīng)過上章的調(diào)洪演算，在假定后選取的的水位下，均滿足要求。 下面對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，一般先要確定建壩河段和進一步的選定壩軸線。在選擇壩軸線時，同時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)計中的壩址和壩型是給定的，在進行攔河壩的布置時僅需進行壩軸線選擇。可以擬定幾條壩軸線進行技術(shù)經(jīng)濟比較后選定 ，并且還要考慮壩址處的地形和地質(zhì)條件以選擇設(shè)計的大壩軸線形狀，采用折線異或直線。 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。河床基巖面無明顯深槽，高程一般為 60—64 米，最低高程為 米。 壩址位于長陽復(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)?間錯動面等，對大壩的穩(wěn)定不利。壩基灰?guī)r未發(fā)現(xiàn)有穿透頁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 。 “石牌頁巖 ”及平善壩組中的頁巖變形模量均較小，并且有非常明顯的各向異性和不均勻性。頁巖抗剪強度也較低，其塑性破壞的張楠 ： 隔河巖 水利樞紐設(shè)計 (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，剪切強度極低，說明頁巖的力學(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，對大壩的抗滑穩(wěn)定和沉陷都應(yīng)予注意。但是在無法優(yōu)選合理的 把軸線的形狀和大壩地基不十分滿足應(yīng)力和力學(xué)時，可以采用工程措施加固地基達到維持穩(wěn)定的目的。本方案綜合比選，選定壩軸線為直線的壩型，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， 溢流重力壩簡稱溢流壩，既是擋水建筑物，又是泄水建筑物。因此，壩體剖面設(shè)計除要滿足穩(wěn)定和強度要求外，還要滿足泄水的要求，同時要考慮下游的消能問題。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)滿足泄洪的設(shè)計要求要 有足夠的孔口尺寸、良好的孔口體形和泄水時具有較大的流量系數(shù) 。要 使水流平順地通過壩體，不允許產(chǎn)生不利的負(fù)壓和振動，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題， 溢流壩的孔口設(shè)計涉及很多因素 ,如 :洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、下游防洪要求、庫水位壅高的限制、泄水方式、堰面曲線以及樞紐所在地段的地形、地質(zhì)條件 等。設(shè)計時 ,先選定泄水方式 ,擬定若干個泄水布置方案 (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)計標(biāo)準(zhǔn)進行調(diào)洪演算 ,求出各方案的防洪庫容、設(shè)計和校核洪水位及相應(yīng)的下泄流量 ,然后估算淹沒損失和樞紐造價 ,進行綜合比較 ,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。 由于河岸相對狹窄 特征，靠引水道來集中水頭。電站規(guī)模小，綜合利用價值低， 壓力鋼管 引水 ，單機單洞，單機最大引用流量 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屆水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 說明書 15 主要建筑物型式 的 選擇 大壩的選擇， 設(shè)計壩型為溢流式重力壩， 在設(shè)計時應(yīng)考慮大壩下泄水流的巨大能量對下游河床的沖刷以及下泄水流對岸邊的邊坡的穩(wěn)定的擾動，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河床的沖刷有可以防止溢流堰泄流時水流的震動引起大壩的震動，進而威脅大壩的安全 。 在進行壩體設(shè)計時，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度、孔數(shù)、 孔 口型式、尺寸和堰頂高程，應(yīng)根據(jù)水庫運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，閘門型式和定型尺寸，運用方式和樞紐的統(tǒng)一協(xié)調(diào)關(guān)系等條件經(jīng)濟技術(shù) 比較確定。張楠 ： 隔河巖 水利樞紐設(shè)計 (混凝土重力壩方案 ) 16 第 4 章 非溢流壩設(shè)計 壩基面高程的確定 由《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》可知，壩高超過 100 米時，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 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)計洪水位 的情況 壩頂高程應(yīng)超出水庫靜水位的高度 Δh由 混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范即 下式確定： Δh=h1%+hz+hc () 式中 h1%———波浪高度（ m） . hz——波浪中心線高出靜水位的高度（ m） . hc——取決于大壩的級別和計算情況的安全超高 . 由隔河巖平面圖確定當(dāng)水庫水位在設(shè)計情況下時，初選吹程 D= D∈（ 1～ 15km）且風(fēng)速 fV =16m/s∈ (4～ 16m/s)， 又知隔河巖水庫為內(nèi)陸山區(qū)水庫， 均符合官廳公式的要求。 由官廳公式 : 3110212002 ??????? ? vgDvvgh () 02020 ??????? ? vgDvvgL m () 和下公式： mmz LHc thLhh ?? 22%1? () 以及下表 ： 2020屆水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 說明書 17 表 安全超高 hc(m) 相應(yīng)水位 壩的安全級別 1 2 3 4 設(shè)計洪水位 校核洪水位 由 上公式 計算可得： hm=,由于 ?? 20vgD（ 20～ 250） 則所算的為累計頻率為 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 Lm 為： 020 ???????? gvgDvL m = hz 為：mmz LHc thLhh ?? 22%1? =. 則由公式 可得壩頂高程應(yīng)超出水庫靜水位的高度 當(dāng)在設(shè)計水位條件下的超高由 Δh=++=. 校核洪水位 的情況 由于本設(shè)計的資 料中沒有給到關(guān)于校核洪水位時的風(fēng)速故仍按所給的最大風(fēng)速求解，但是當(dāng)校核時的水庫的吹程 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)計規(guī)范》 ，運用試算法計算平均波高， 平均波高為 ,進而得頻率為1%得波高 h1%=，得波長 020 ???????? gvgDvL m =張楠 ： 隔河巖 水利樞紐設(shè)計 (混凝土重力壩方案 ) 18 線高出靜水位的高度 hz 為：mmz LHc thLhh ?? 22%1? =： 表 壩頂高程計算結(jié)果表 h1% hz hc △ h=h1%+hz+hc 壩頂高程 (m) 設(shè)計洪水位 校核洪水位 校設(shè)校核洪水位壩頂高程 設(shè)計洪水位壩頂高程 h??? ??? h () 由公式 取兩個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=～ 計算壩底的寬度由計算可得 :d=(18255)～ (18255)=116～ ,取壩底寬度為 116m 此時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 。 因為三角形基本剖面的頂點與正常蓄水位齊平，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) 總庫容 108m3 34 校核洪水位 (m) 206 水域平均深度 （ m） 設(shè)計洪水位 (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)計重力壩的 剖面型式圖如下所示： 2020屆水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 說明書 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)計洪水位 m校核洪水位 m設(shè)計下游水位 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=。 示意圖見下圖 張楠 ： 隔河巖 水利樞紐設(shè)計 (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，滿足 — 倍 的作用水頭的要求，廊道的尺寸為高 3，形狀為城門洞形， 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