【正文】 不低于正常運(yùn)用的靜水位即可。 防滲體保護(hù)層 土質(zhì)防滲體頂部和土質(zhì)斜墻上游應(yīng)設(shè)置保護(hù)層，防止冰凍和干裂。保護(hù)層可采用砂、砂礫或碎石，其厚度不小于該地區(qū)凍深或干燥深度。 根據(jù)庫(kù)區(qū)處地質(zhì)資料，選擇開(kāi)挖的粉砂質(zhì)粘土為主作為填筑心墻的材料，根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2742021），心墻的上下游坡坡率均取 1： ，頂寬取 4m，且防浪墻插入心墻內(nèi)部。心墻高為 ，頂部高程為 ，心 28 墻超高為 在允許值范圍內(nèi)。心墻上下游均采用單層反濾保護(hù)，厚度為 50cm的砂巖。心墻剖面尺寸如圖 所示： 圖 心墻剖面尺寸示意圖 壩頂構(gòu)造 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL274－ 2021），壩頂寬度應(yīng)根據(jù)構(gòu)造、施工、運(yùn)行和抗震等因素確定。對(duì)于無(wú)特殊要求的高壩，壩頂寬度可選用 10～ 15m。由于陳橋水利樞紐最大壩高為 20m（ 70m），屬于低壩，且無(wú)特殊要求，故壩頂寬度取為 6m。壩頂上游側(cè)設(shè)置防浪墻，以減少壩體的填方量。本設(shè)計(jì)中，在上游設(shè)置 1m 高的混凝土防浪墻，墻體本身要求堅(jiān)固且不透水，墻底要與心墻緊密結(jié)合并且插入心墻一 定深度。壩頂要有一定的坡度，以利于排水。壩頂下游側(cè)設(shè)置 高的護(hù)欄。如圖 所示： 29 圖 壩頂剖面尺寸示意圖 30 4 筑壩材料及材料分區(qū) 筑壩材料的選擇 筑壩材料的應(yīng)遵循因地制宜、就地取材的原則設(shè)計(jì)土石壩。首先在壩址附近進(jìn)行筑壩材料的廣泛調(diào)查，隨著調(diào)查階段逐步深入，逐步提高調(diào)查精度。通過(guò)筑壩材料的調(diào)查，落實(shí)筑壩材料性質(zhì)，可開(kāi)采量、運(yùn)距和可開(kāi)采條件等，要優(yōu)先采用離壩址近的筑壩材料，盡量少占或不占用農(nóng)田，盡可能利用建筑物基礎(chǔ)開(kāi)挖料。 由庫(kù)區(qū)的地質(zhì)情況可知，附近山體的巖層都為砂巖和泥巖，經(jīng)開(kāi)采后可成為一定級(jí)配的石渣料，石碴儲(chǔ)量豐富，質(zhì)量較好，其儲(chǔ)量達(dá) 50 萬(wàn) m3以上。強(qiáng)度能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，它可以作為填筑壩體的壩殼料或堆石壩料， 其顆粒組成以及其它物理力學(xué)性質(zhì)分別見(jiàn)表 34 和表 35。石料場(chǎng)距工地約 125250 m，石碴場(chǎng)距工地約 100600 m，開(kāi)采運(yùn)輸方便。壩址附近工程所用砼砂石骨料，需從渝北兩路鎮(zhèn)購(gòu)買(mǎi)，運(yùn)距在 20 km 左右。防滲體的材料選用開(kāi)挖出的粉砂質(zhì)粘土進(jìn)行填充詳細(xì)物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表 110 和表 114。 材料分區(qū) 筑壩的各種材料分區(qū)如圖 所示。 材料分區(qū)示意圖 31 5 溢洪道及灌溉建筑物設(shè)計(jì) 溢洪道設(shè)計(jì) 泄水建筑物是水利樞紐中不可或缺的重要部分，主要用于宣泄規(guī)劃庫(kù)容所不能容納的洪水，防止洪水漫溢壩頂，保證大壩的安全。 溢洪道的選擇及軸線(xiàn)布置 根據(jù)庫(kù)區(qū)的地形圖得知，在壩址左岸有天然埡口的形成，因此大壩的泄水建筑物選擇正槽式溢洪道泄洪。正槽式溢洪道 由引水渠、控制堰段、邊坡段和消能防沖段組成。 （ 1）引水渠： 因?yàn)橐绾榈澜ㄔ诨鶐r上，因此引水渠的橫斷面應(yīng)做成矩形，巖層為弱風(fēng)化巖層，故變坡系數(shù)取 1： ～ 1： 。設(shè)計(jì)中取 1： ，設(shè)計(jì)流速宜采用 3～ 5m/s。經(jīng)過(guò)計(jì)算可知渠中流速取 4m/s。 （ 2）控制堰段： 根據(jù)庫(kù)區(qū)資料，控制堰選擇為開(kāi)敞正堰式寬頂堰型，適用于小型工程，堰高小于 3m，設(shè)計(jì)中堰高取 2m。堰頭形式選擇底坎為斜 面形式的寬頂堰。堰頂高程為 372m。 流量計(jì)算采用公式（ 71）進(jìn)行計(jì)算 : 2302 HgBmQ ?? （ 51） gvHH 22000 ??? （ 52） 式中： Q— 計(jì)算流量； m— 流量系數(shù)，根據(jù)校核HP1 按照（ SL253— 2021）《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》 取 m=； ε — 側(cè)向收 縮系數(shù)，設(shè)計(jì)中取ε =1；α =1； B— 溢洪道寬度； H— 堰前水頭； H0— 堰頂全水頭； 32 溢洪道的軸線(xiàn)布置如圖 所示。在左岸天然埡口處布置溢洪道軸線(xiàn)，此處軸線(xiàn)至河谷距離最短，且軸線(xiàn)所過(guò)地區(qū)地形高差不是太大，平順地區(qū)較多，可以減小工程的開(kāi)挖量。 圖 溢洪道軸線(xiàn)布置示意圖 （ 3）泄槽段： 根據(jù)庫(kù)區(qū)地形及河谷位置，泄槽采用矩形斷面，寬度 B=，與控制堰直接相接，不設(shè)漸變段。泄槽軸線(xiàn)布置采用直線(xiàn)和曲線(xiàn)相結(jié)合，彎曲段半徑取 6 倍的泄槽寬度。泄槽坡度采用變坡處理，上段坡度 i1=,下段坡度 i2=，臨界坡度 ki =，臨界水深 hk=。 ① 矩形斷面泄槽的臨界水深 hk確定： 323 23gqgbQhk ?? ?? （ 53） BQq? （ 54） KKKKk BRCgAi 2?? （ 55） 33 kkkkkkkkkkkkkhBhBARhBhBA22???????? （ 57） 式中： kh — 臨界水深， m；α =1； B= kB q — 單寬流量， m2/s； kA — 泄槽臨界斷面面積； ki — 臨界坡度； k? — 臨界斷面濕周； kR — 臨界斷面水力半徑； ② 泄槽水面線(xiàn)計(jì)算：根據(jù)（ SL253— 2021）《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》及水力學(xué)，泄槽水面線(xiàn)采用能量方程和分段疊加法計(jì)算。泄槽上游接寬頂堰時(shí)，起始計(jì)算斷面確定在泄槽首部，水深 h1 采用泄槽首段計(jì)算的臨界水深。如圖 所示。 圖 泄槽水面線(xiàn)計(jì)算示意圖 水面線(xiàn)計(jì)算公式如下： 34 jiEsRCviEEs susd???????22 （ 58） 式中： 22 )(22 AQghgvhE s ?? ????, BhA? hB 2??? ,?AR?, 32216121 11 RnRRnCR ?? 。各參數(shù)意義與公式（ 53）～（ 57）一樣。 ③ 泄槽彎曲段計(jì)算：泄槽彎段半徑為 6倍泄槽寬度， r=189m，彎段平均流速v=，平均水深為 。由式（ 79）分別 確定彎段參數(shù)。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 所示。 grbvKZgvhBrBFghvFrr222)2(s i nt a n)2(a r c t a n,1a r c s i n????????????? （ 59） 式中： r— 彎段處半徑； v— 彎段處平均流速； β — 波角；θ — 各段圓弧中心角； Fr— 弗勞德數(shù)； K— 矩形斷面簡(jiǎn)單圓弧 K=1； h— 斷面內(nèi)、外側(cè)水深，計(jì)算外側(cè)時(shí)θ取正值，計(jì)算內(nèi)側(cè)時(shí)θ取負(fù)值； 35 彎道沖擊波計(jì)算示意圖 （ 3）消能防沖：按條件選擇挑流方式消能，挑坎如圖 所示。 a、鼻坎型式：平順連續(xù)式； b、反弧半徑 R：為（ 6~10） h，取 10倍 h； c、鼻坎高程：高出下游最高水面 1～ 2m，取高出 ，挑坎底部高程為 361m； d、挑射角 ? ：取 30176。 水舌挑射距離： 221 1 1 1 21 [ s in c o s c o s s in 2 ( ) ]L v v v g h hg ? ? ? ?? ? ? ? （ 510） 沖刷坑深度（由河床表面至坑底）： 0 .5 0 .2 5kt q H t??? （ 511） 式中： L水舌挑距； g重力加速度； v1坎頂水面流速 , 112Svg? ， S1上游水面至坎頂?shù)母卟睢? ? 挑射角度 ,取 30176。； h1坎頂平均水深 h在鉛直方向的投影； h2坎頂至河床面的高差； 36 圖 挑流示意圖 通過(guò)計(jì)算分析得出，挑距為 ，恰好在河谷中間；沖刷坑最后坡i=，在 ～ ，即：沖刷不會(huì)影響壩身安全。 泄槽底板設(shè)計(jì) 底板厚度：由于影響底板穩(wěn)定的主要是浮托力，本設(shè)計(jì)不考慮地下水滲透壓力，豎直相差很大。因此，在任意假定的基礎(chǔ)上 穩(wěn)定計(jì)算的意義不大。參照已建工程，決定底板采用 50cm 厚的素混凝土。 底板構(gòu)造：分縫采用錯(cuò)縫布置，橫縫間距為 10m 做成搭接縫?？v縫間距為15m，縫內(nèi)設(shè)止水，止水用瀝青砂板。具體結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖 和圖 所示。 37 底板橫縫構(gòu)造示意圖（單位： cm） 底板縱縫構(gòu)造示意圖（單位： cm） 邊墻設(shè)計(jì) 邊墻的設(shè)計(jì)需要根據(jù)庫(kù)區(qū)地形圖及泄槽的水面線(xiàn)綜合分析，通過(guò)上述各參數(shù)的計(jì)算得出： （ 1）坡比 i= 的直線(xiàn)段，由槽面到墻頂?shù)拇怪本嚯x為：1+=；如圖 所示。 38 圖 邊墻示意圖 （ 2）坡比 i= 的彎曲段，最高點(diǎn)由槽面到墻頂?shù)拇怪本嚯x為：+1=；最低點(diǎn)由槽面到墻頂距離為： +1=；如圖 所示。 圖 彎曲段最高、低水深處邊墻示意圖 （ 3）坡比 i= 的直線(xiàn)段，由槽面到墻頂?shù)拇怪本嚯x為：+1=；如圖 所示。 39 圖 邊墻示意圖 溢洪道結(jié)構(gòu)安全計(jì)算 堰體穩(wěn)定計(jì)算 計(jì)算工況 （ 1）設(shè)計(jì)洪水位 工 況 ； （ 2）校核洪水位 工 況 ； 計(jì)算 公式 堰體抗滑穩(wěn)定計(jì) 算按抗剪斷強(qiáng)度公式計(jì)算： K′ = PACWf ??? /)39。39。( 式中： K′ — 按抗剪斷強(qiáng)度計(jì)算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)； f′ — 堰體砼與基巖接觸面的抗剪斷摩擦系數(shù)； C′ — 堰體砼與基巖接觸面的抗剪斷凝聚力； A — 堰體與基巖接觸面的截面積； ∑ W — 作用于堰體上的全部荷載對(duì)計(jì)算滑動(dòng)面的法向分值； 40 ∑ P — 作用于堰體上的全部荷載對(duì)計(jì)算滑動(dòng)面的切向分值。 堰基應(yīng)力計(jì)算公式： б yu= ∑ W/B+6∑ M/B2 б yd=∑ W/B6∑ M/B2 式中：б yu，б yd — 垂直正應(yīng)力，單位 kN /m2； ∑ Wx— 作用于 1 m 寬 壩段上的全部荷載（分包括或不包括揚(yáng)壓力兩種情況）在堰基面截面上的法向分力總和； ∑ M— 作用于 1 m 寬堰段上的全部荷載（分包括或不包括揚(yáng)壓力兩種情況）對(duì)截面形心軸力矩的總和； B— 堰基面截面的計(jì)算長(zhǎng)度。 計(jì)算成果 堰體抗滑穩(wěn)定計(jì)算 結(jié)果見(jiàn)表 ，堰基應(yīng)力計(jì)算 結(jié)果見(jiàn)表 。 41 表 溢洪道堰體抗滑穩(wěn)定計(jì)算成果表 表 溢洪道堰體基底應(yīng)力計(jì)算成果表 單位： kN/m2 從表 中 可知 , 在各種荷載情況下 ， 溢流堰的抗滑穩(wěn)定系數(shù) 均 滿(mǎn)足規(guī)范要 求。從表 中 可知， 在各種荷載情況下 ,堰體 的最大垂直正應(yīng)力均小于基礎(chǔ)最大承載力 250kN/m2且最小垂直正應(yīng)力均大于 0， 滿(mǎn)足規(guī)范要求。 邊墻穩(wěn)定計(jì)算 ① 計(jì)算工況： a. 溢洪道泄洪工況：校核洪水位 ，對(duì)應(yīng)的水荷載 +自重 +土壓力 +基礎(chǔ)揚(yáng)壓力 +滲透壓力。 b. 溢洪道未泄洪工況：墻前無(wú)水，墻背水深 ， 對(duì)應(yīng)的水荷載 +自重 +土壓力 +基礎(chǔ)揚(yáng)壓力 +滲透壓力。 分別對(duì)溢洪道控制段段、泄槽、及消力池邊墻的最大斷面，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)穩(wěn)定復(fù)核。 ② 計(jì)算公式 a. 抗滑穩(wěn)定計(jì)算 計(jì)算公式： Kc= PWf ?? / 式中： Kc — 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)； 工況 名稱(chēng) 設(shè)計(jì)洪水位 （ ） 校核洪水位 （ ） K′ 規(guī)范要求值 K′ 規(guī)范要求 值 寬頂堰 工 況 名 稱(chēng) 設(shè)計(jì)洪水位 （ ） 校核洪水位 （ ） 計(jì)算值 規(guī)范要求 計(jì)算值 規(guī)范要求 寬頂堰 б yu（含 U時(shí)） 最大垂直正應(yīng)力 均 小 于250kN/m2 且最小垂直正應(yīng)力均大于 0 最大垂直正應(yīng)力均小于 250kN/m2 且最小垂直正應(yīng)力均大于 0 б yd（含 U時(shí)） б yu（不含 U時(shí)） б yd（不含 U時(shí)） 42 f — 基礎(chǔ)面與基巖接觸面摩擦系數(shù)； ∑ W — 作用于墻體上的全部荷載對(duì)計(jì)算滑動(dòng)面的法向分值； ∑ P — 作用于墻體上的全部荷載對(duì)計(jì)算滑動(dòng)面的切向分值。 b. 抗傾覆穩(wěn)定計(jì)算 計(jì)算公式： Ko= oy MM ?? / 式中： Ko — 抗傾穩(wěn)定安全系數(shù)； ∑ My — 作用于墻體的荷