【正文】 排水的位置直接影響滲透壓力的大小和分布，應(yīng)根據(jù)閘基土質(zhì)情況和水閘的工作條件，做到既減少滲壓又避免滲透變形。 σ 0水躍淹沒系數(shù)，可采用 ～ 。消力池內(nèi)和尾坎前后要清理干凈，不允許堆積石渣等雜物。m ∑W KN ∑P KN 應(yīng)力計算 σmax Kpa σmin Kpa η [η] 消能防沖設(shè)計 沖沙閘消能防沖設(shè)計選用底流式， 底流消能是在壩址下游設(shè)消力池 ,消力坎等 ,促使水流在限定范圍內(nèi)產(chǎn)生水躍 ,通過水流內(nèi)部的旋渦、摩擦、摻氣和撞擊消耗能量 。 c fWK P?? ?m a xm in 6WMA A B? ???? 表 4— 3 沖沙閘室應(yīng)力穩(wěn)定計算成果表 應(yīng)力計算（ Kpa） 荷載基本組合 荷載特殊組合 正常擋水情況 設(shè)計洪水情況 校核洪水情況 荷載大小 KN 偏心距 m 彎矩 KN 厚度用右式 []HJ??? 其中： △ H— 鋪蓋定地面的水頭差， m [J]— 材料的允許坡降 若采用鋼筋混凝土鋪蓋，可兼做阻滑板，厚度不宜小于 ，在與底板連接處應(yīng)加厚至 ~，并用沉降縫分開，縫中設(shè)止水。沖沙排沙時機(jī)最好選擇洪水期。根據(jù)工作需要和設(shè)計規(guī)范，設(shè)在工作閘 門的正上方，用排架支承工作橋，橋上設(shè)置啟閉機(jī)房。 （ 3）由于胸墻高度較大，采用板梁式結(jié)構(gòu)，材料為鋼筋混凝土，厚度為 60cm. 工作橋尺寸擬訂 (1) 工作橋：工作橋是為拉安裝啟閉機(jī)和便于工作人員的操作而設(shè)的橋。經(jīng)過比較后取閘墩高度為 16m. H墩 =校核洪水位時水深 +安全超高 =+=16（ m） H墩 =設(shè)計洪水位水深 +安全超高 =+=（ m） H墩 =正常擋水位水深 +Δ h=++=（ m） 式中 Δ h為波浪高度。 (3) 厚度：中 墩和邊墩均厚 。 表 4— 1 不同情況下沖沙閘的過流能力計算 來水情況 上游水位 上游水頭 h0 閘門開度 e 流量系數(shù)μ 沖沙 流量 Q 單寬流量 q 校核洪水 5 設(shè)計洪水 5 正常蓄水位 5 閘墩設(shè)計 (1) 作用：分隔閘孔并支撐閘門、工作橋等上部結(jié)構(gòu)，使水流順利地通過閘室。 在正 常引水條件下，沉沙槽進(jìn)口控制斷面寬度 b0，由下式計算： 0009 4 . 1 2 2 . 3 3 /7 . 5 0 . 5 6 2zQb m shU?? ? 則沉沙槽設(shè)計沖沙流量： 00 22 .3336 /ciQ V h bms? ? ? ?? 且流量系數(shù)： 50 .6 0 .1 7 6 0 .6 0 .1 7 68 .50 .4 9 6eH? ? ? ? ? ?? 沉沙槽尺寸的計算 假設(shè)沖沙閘關(guān)閉，進(jìn)水閘引水通過沉沙槽時的水流流速應(yīng)小于等于限制入渠最小粒徑泥沙的止動流速，使進(jìn)入槽內(nèi)的底沙沉落，利用這個原則確定沉沙槽的尺寸。 已知泥沙平均粒徑 dpj=,設(shè)計能夠沖沙的最大石塊粒徑 dmax=5cm., 泥沙止動流速的計算 Uc 為泥沙起動流速，根據(jù)河流泥沙情況可選用有關(guān)的公式計算。 穩(wěn)定分析： 重力壩的抗滑穩(wěn)定分析按單一安全系數(shù)法進(jìn)行驗(yàn)算。 垂直水壓力 PV按水重計算。 各種情況下相應(yīng)荷載的計算如下： （ 1） 自重 W 壩體自重的計算公式： ()cW V KN?? 式中 ： V— 壩體體積， m179。 1 chh? ? ? ? ??? 荷載組合可分為基本組合和特殊組合兩類。 求池長 LB: 由 Lj=(hc39。由于下游的實(shí)有比能大，表面旋滾將涌向上游，并淹沒收縮斷面，形成淹沒式水躍。 （ 2） 消力池長的確定 校核情況下的臨界水深為 hk= ,收縮斷面水深 hc=,則 hkhc ,因此壩趾出的水流為急流，而河渠中的水流一般多屬緩流，其水深 ht大于臨界水深hk，故此處必發(fā)生水躍，可利用水躍進(jìn)行消能。 在本次設(shè)計中，護(hù)坦厚度采用 ，且厚度 均勻。缺點(diǎn)是：下游水面波動大，綿延范圍長，易沖刷岸坡，對航運(yùn)不利，底部旋滾將泥沙帶入戽 內(nèi)時，磨損戽面增加了維修費(fèi)用。 （ 4）消力戽消能：消力戽消能是在溢流壩址設(shè)置一個半徑較大的反弧戽斗，戽斗的挑流鼻坎潛沒在水下，形不成自由水舌，水流在戽內(nèi)產(chǎn)生旋滾，經(jīng)鼻坎將高速的主流挑至表面。消力池內(nèi)和尾坎前后要清理干凈 ，不允許堆積石渣等雜物。 確定消能形式 （ 1）挑流消能 :挑流消能是利用鼻坎將下泄的高速水流向空中拋射 ,使水流擴(kuò)散 ,并摻入大量空氣，然后跌入下游河床水墊后 ,形成強(qiáng)烈的旋滾 ,并沖刷河床形成沖坑 ,隨著沖坑逐漸加深，水墊愈來愈厚 ,大部分能量消耗在水滾的摩擦中 ,沖坑逐漸趨于穩(wěn) 定 .挑流消能的工程量小、投資省 ,結(jié)構(gòu)簡單、檢修施工方便 .但 下游局部沖刷不可避免 ,一般適用于巖基比較堅固的高壩或中壩。 當(dāng)一般洪水標(biāo)準(zhǔn)情況下，取 Q=，對應(yīng)的下游共軛水深為 ,相應(yīng)下游水深 ht=,淹沒 σ j=。但是，考慮到該壩屬于低壩，應(yīng)盡量取大值，最終定為 。其具體試算過程如下表： 表 3— 2 上游水位流量關(guān)系 H0 Z H0/Hd P1/Hd m Q hc q Eo φ hc39。設(shè)兩曲線相交點(diǎn)坐標(biāo)為（ x,y） ,易知下游壩面直線斜率為 k=,堰頂曲線在焦點(diǎn)處斜率為曲線方程對 x 求導(dǎo)： )0 2 ( 39。 a、 b— 系數(shù)，與堰的上游系數(shù)面傾斜坡度有關(guān)，由《水工建筑物》課本P106 可知，當(dāng)上游面為垂直的時候 a=,b= ； x、 y—— 以堰頂最高點(diǎn)為原點(diǎn)坐標(biāo)。 堰型的確定 溢流面由頂部曲線段、中間直線段和下部反弧段三部分組成。 以往一般情況，軟弱基巖 20～ 50m3/(),較好基巖 50～ 70 m3/(),特別堅硬完整基巖 100～ 150 m3/()。 重力壩的泄水方式主要有開敞式溢流和孔口式溢流，前者除泄洪外還可以排除冰凌或其他漂浮物；設(shè)置閘門時，閘門頂高程大致與正常高水位齊平，堰頂高程較低，可利用閘門的開啟高度調(diào)節(jié)水位和下泄流量，適用于中小型工程，采用開敞式溢流水庫有較大的泄洪能力，本設(shè)計采用開敞式溢流。 消力池底高程 ，池長 39m，深 2m，池尾檻高程為 ，池用 C25混凝土 澆筑。左邊墩厚 2m，中墩寬 2m，右邊墩寬 2m。溢流壩長 130m，壩高 14m，壩底寬，壩頂高程 ，壩底高程 。 右岸為進(jìn)水閘， 與溢流壩軸線夾角為 34176。故朱家灘水電站樞紐設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為 10 年一遇，相應(yīng)洪峰流量 Q=3019 m3/s，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 50 年一遇，相應(yīng)洪峰流量為 Q=5254 m3/s，廠區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)為 30年一遇洪水設(shè)計，相應(yīng)洪峰流量 Q=4547 m3/s， 50 年一遇洪水校核，相應(yīng)洪峰流量 Q=5254 m3/s。 中砂層有振動液化的可能，應(yīng)挖去。 園礫層（ Q4a1+p1）：由石英巖碎塊組成，亞園形，一般粒徑 215mm，最大約 50cm，充填沙 10%，夾卵石薄層，松散 — 稍密狀態(tài)，在左岸呈凸鏡體分布，層 厚 。 地質(zhì)特性從上至下概況如下： 中沙層（ Q4a1+p1）：黃褐色，長石、石英質(zhì)，均粒結(jié)構(gòu)，稍濕 — 飽和，松散 — 稍密狀態(tài)，層厚 。河谷兩岸支流分布有一級階地，階地堆積物二元結(jié)構(gòu)清晰，上部黃土、壤土夾碎石，下部卵（礫）石。設(shè)計基本地震加速度為 。 根據(jù)各站壩址處河段縱向比降 i和 n，可得各站壩址水位流量關(guān)系曲線。一般間隔 34年，多者 78 年就會出現(xiàn)一次豐水年。 洪水 壩址以上渭河干支流上未建大型蓄水工程，故林家村洪水不需要進(jìn)行還原計算，直接采用該站實(shí)測洪水資料 。 水文 資料 朱家灘樞紐布置在坪頭鎮(zhèn)上游 的渭河主干流上，在小水河匯入口下游 處。壩址以上渭河干流長分別為 ，平均比降 ‰。 51′之 間，樞紐布置在陜西省寶雞市陳倉區(qū)坪頭鎮(zhèn)上游 的 渭河主流上，上游距小水河匯入口 ，電站壩址以上控制流域面積 ， 電站處于渭河干流及其流域的中部。 電站攔水壩頂高程 ，尾水位 ，設(shè)計水頭 。隨著改革開放的深入發(fā)展，經(jīng)過 20多年的建設(shè)，當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)也得到了長足的發(fā)展，但與東部、南部省市相比，與全國平均水平相比仍有較大的差距。 朱家灘水電站設(shè)計 目錄 第一章 基本資料 ............................................................................................................ 3 工程概況 ............................................................................................................. 3 工程規(guī)模 ............................................................................................................. 3 流域概況 ............................................................................................................. 3 氣象資料 ............................................................................................................. 4 水文資料 ............................................................................................................. 4 洪水 ........................................................................................................... 4 泥沙 ........................................................................................................... 5 河道水位流量關(guān)系曲線 ............................................................................... 5 地質(zhì)資料 ............................................................................................................. 7 壩址區(qū)工程地質(zhì)概況 .................................................................................. 7 （ 1）地形地貌 ................................................................................................... 7 （ 2）地層巖性 ................................................................................................... 7 壩址基巖物理力學(xué)參數(shù) ............................................................................... 8 第二章 工程總體布置 ..................................................................................................... 9 第三章 溢流壩壩體設(shè)計 ................................................................................................11 泄流方式選擇 .....................................................................................................11 洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定 ..................................................................................................11 流量的確定 ..............................................................................