【正文】 8 高安澤 ， 中國 水利百科全書 著名水利工程分冊(cè) ，出版社：水利水電出版社， 2020。 4 李煒，水力計(jì)算手冊(cè)，出版社：中國水利水電出版社， 2020。 通過此次設(shè)計(jì)，使我對(duì)專業(yè)知識(shí)有了更為深刻的了解，增強(qiáng)了運(yùn)用理論知識(shí)去指導(dǎo)實(shí)踐的能力，達(dá)到了理論與實(shí)踐相結(jié)合的目的，增長(zhǎng)知識(shí)的同時(shí)，也鍛煉了獨(dú)立思考問題的能力；為此，衷心感謝老師給予的幫助和指導(dǎo)，希望您能給我提出寶貴的意見，并指出設(shè)計(jì)中的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，以利于本人以后有更大的提高。 邊墻的設(shè)計(jì)詳見溢洪道斷面及細(xì)部構(gòu)造圖。控制段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的荷載組合分為基本組合和特殊組合。取鼻嵌處挑射角θ =30176。 當(dāng)為校核流量 Q=4530m3/s 時(shí)，則 其上游水頭為 ， EO=P1＋ HO＝（ 757－ 754）＋ ＝ 單寬流量： `q=4530/30=151（ m3/m*s） 流速系數(shù)：ψ = hc=q/[ψ（ 2g（ EOhc）） ] 23 表 反弧段 hc迭代計(jì)算 hc（ m）的迭代計(jì)算 hc q ψ g EO hc 0 151 151 151 151 151 151 151 151 hc=， R=（ 4— 10） hc 故取反弧半徑 R 為 40m。 當(dāng)壩基有延伸至下游的緩傾角軟弱結(jié)構(gòu)面，可能被沖刷切面而形成臨空面，危及壩基穩(wěn)定，或岸坡可能被沖塌危及壩肩穩(wěn)定時(shí)，均不宜采用挑流消能。 由表 可知，則陡坡末端水面 V=， 由 hb=（ 1+ζ v/100） h，可計(jì) 算出各斷面計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深，具體計(jì)算結(jié)果見表 。 其駝峰堰順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度為 L=8P=8 3=24m 陡坡段的確定 由于駝峰堰堰底（高程 757m）河道（河底高程為 699m）落差很大，多用泄槽與消能防沖設(shè)施連接，由于槽內(nèi)縱坡陡 ，槽內(nèi)往往形成高速水流，槽內(nèi)水流為不均勻流，其底坡類型為陡坡。設(shè)孔口數(shù)為 3 孔，則孔口凈寬 b=L/n=24/3=8m。采用平面閘門時(shí)設(shè)閘門槽。 m），特別堅(jiān)硬完整的基巖常取 q=100— 150m3/（ s IV— IV 量得數(shù)據(jù)見下表 。由提供的資料可知，溢洪道堰頂設(shè)計(jì)高程 750m，其相應(yīng)的地質(zhì)情況為基礎(chǔ)以下 10m 左右為砂質(zhì)頁巖及夾泥層，且單薄分水嶺巖層風(fēng)化嚴(yán)重，透水性大，對(duì)建筑物安全不利。） 31 ψ1 （176。 3. 結(jié)論 由上述計(jì)算成果知：該壩在正常工作條件下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)為 ，大于 SL2742020規(guī)定的數(shù)值 ；在非常運(yùn)用條件下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)為 ，大于 SL2742020 規(guī)定的數(shù)值。時(shí)， Kcmim=。 取單寬，重量 G G2分別由下式計(jì)算： 21211 111 ??? ?????? ???N D A NE D N EB C D E B SSG SG 上二式中 ??????????????????????12121)())((2122mmHHmmHEDHNDSEDNDSNDBCNDBCSSSSN D A NE D N EB N D C BE D N EB N D C BB C D E B 已知 ,。；ψ 2=31176。 穩(wěn)定計(jì)算 1. 上游水位大約在壩底以上 1/3 壩高處的上游壩坡 1）假定上游水位為 ，按下式計(jì)算安全系數(shù) 17 ? ?????????????????0)c o s (s i nt a ns i n1t a nc o s10t a nc o s1s i n211222211222111111???????????PGPKGKGKGPccc 式中： G G2 — 土塊重量， KN； ψ ψ 2 — 兩塊土體底面的抗剪強(qiáng)度，176。 （ 3）復(fù)合滑動(dòng)法多用于滑動(dòng)面通過不同土料時(shí)，出現(xiàn)直線與圓弧組合的復(fù)合滑動(dòng)面形式，如：壩基內(nèi)有軟弱夾層時(shí)。 （ 2）計(jì)算滲透坡降并核算： 滲流逸出點(diǎn)實(shí)際滲透坡降為：LHJ ???（ 38） 已知：Δ H=hH2==， L=，計(jì)算得 ? ? 40 02 5 48 ???? JJ ,所以滿足要求。 下游壩坡系數(shù) m2=，計(jì)算長(zhǎng)度 L=10+() 2+() +2(+4)/2 =，代入公式得： ? ?hfh hq 2222 222 10101 ??? ??? ?? 根據(jù)水流連續(xù)條件， q1=q2=q，聯(lián)立等式 f1(h)、 f2(h)，用試算法求得 h=，將 h 分別代入 q q2，解得 q1= 108≈ q2= 108m3/，故 h=， q= 108 m3/ 3）繪制浸潤(rùn)線：由于 h=，而下游無水，故浸潤(rùn)線近似一直線 ，如圖 所示。 2. 計(jì)算每段的單寬滲流量，并繪制浸潤(rùn)線。 滲流計(jì)算的水位組合情況 進(jìn)行滲流計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮水庫運(yùn)行中可能出現(xiàn)的不利情況，常需計(jì)算以下幾種水位組合情況： （ 1）上游正常高水位與下游相應(yīng)的最低水位； （ 2）上游設(shè)計(jì)洪水位與下游相應(yīng)的最高水位； （ 3）上游校核洪水位與下游相應(yīng)的最高水位； （ 4）庫水位驟降時(shí)對(duì)上游壩坡穩(wěn)定最不利的情況。流體力學(xué)法只有在邊界條件簡(jiǎn)單的情況下才有解，且計(jì)算較繁；水力學(xué)法是在一些假定基礎(chǔ)上的近似解法，計(jì)算簡(jiǎn)單，能滿足工程精度要求，所以在實(shí)踐中被廣 泛采用；流網(wǎng)法是一種簡(jiǎn)單方法，能夠求解滲流場(chǎng)內(nèi)任一點(diǎn)的滲流要素，但對(duì)不同土質(zhì)和滲透系數(shù)相差較大的情況難以采用；試驗(yàn)法需要一定的設(shè)備，且費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)。；巖石坡不陡于 1： ，當(dāng)岸坡有倒坡，可用砼或漿砌石補(bǔ)成正坡；防滲體隨岸坡的上升，逐漸放緩心墻的上、下游坡，以增加心墻與岸坡的接觸面積。 土石壩與壩基的連接 土質(zhì)防滲體與巖基連接時(shí)，在防滲體與巖石之間的接合面上澆筑砼底。 壩坡排水見圖 所示。壩體護(hù)坡見圖 、 。 護(hù)坡及壩坡排水 為保護(hù)土石壩壩坡免受波浪淘刷、冰層和漂浮物的損害及降雨沖刷，防止壩體土料發(fā)生凍結(jié)、膨脹和收縮，以及人畜破壞等，需設(shè)置護(hù)坡結(jié)構(gòu)。 綜合以上排水體特點(diǎn)，故采用棱體排水形式。 表 內(nèi)容 形式 棱體排水 貼坡排水 優(yōu)點(diǎn) 能夠降低浸潤(rùn)線，防止壩坡凍脹，保護(hù)壩坡不被沖刷，增加壩坡的穩(wěn)定性。 設(shè)計(jì)壩體排水設(shè)備需綜合考慮壩型、壩基地質(zhì)、下游水位、氣候和施工條件等因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。左岸單薄分水嶺采用井點(diǎn)排水。 由壩線地質(zhì)地形剖面圖分析可知，砂礫石厚度 左右，未 超過 20m，所以采用黏性土截水槽，開挖邊坡 1:，底部高程 ，槽頂與心墻同寬。土石壩滲流控制的基本方式有垂直防滲、水平防滲和排水減壓。本設(shè)計(jì)采取 3 層反濾層形式： d1=— 1mm 厚 ， d2=1— 5mm 厚 ， d3=5— 20mm 厚 。 心墻與上、下游壩體之間，應(yīng)設(shè)置足夠厚度的過渡層或反濾層，以防滲流將心墻粘土顆粒帶走，并利于與壩殼緊密結(jié)合。土石壩的防滲體包括土質(zhì)防滲體和人工材料防滲體，已建 工程中以土質(zhì)防滲體居多，故本設(shè)計(jì)選取土質(zhì)心墻 10 防滲體。故本設(shè)計(jì)下游壩坡由上而下為： 1:、1:、 1:、 1:、 1:；分別在高程為 、 、 、 處設(shè)置馬道，寬 。 所以，設(shè)防浪墻頂高程為 ，防浪墻高 ，壩體沉降值 m ，壩頂高程為，壩基高程為 ，最大壩高為 。則施工高程為 ＋（ ） %＝ ，取為 772m。 （ 4）壩頂超高 Y 將所求得 Rm=， e=， A=，代入公式 32： Y 設(shè) =++=（ m） 2. 校核洪水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高 計(jì)算過程同正常運(yùn)用情況。 Lm =2LL=(1/) (gD/V2)1/ V2/g = (1/) ( 5500/)1/ =（ m） 已知設(shè)計(jì)洪水位 ，由附圖 6Ⅰ Ⅰ壩線工程地質(zhì)剖面圖查得，壩底高程取在 處，則壩前水深 H==，水域平均水深 Hm=； h/Hm= 查得： hp/hm= hm= hp /=（ m） 2）斜坡的糙率透性系數(shù) KΔ 根據(jù)護(hù)面類型采用砌石時(shí)的 KΔ =～ ，取 KΔ =。正常情況采用 50 年一遇風(fēng)速或多年最大風(fēng)速的 — 倍，校核情況采用多年平均最 大風(fēng)速。本次設(shè)計(jì)不考慮地震情況。 壩頂寬度 依據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL2742020 規(guī)定：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。 灌溉發(fā)電洞布置在左岸東凹溝附近三級(jí)階地上。 6 溢洪道：其布置主要考慮地質(zhì)情況和水流 情況，不僅要保證建筑物的安全，還應(yīng)盡量減小開挖工程量。 導(dǎo)流泄洪洞：其布置主要考慮地質(zhì)情況，避開可能的塌滑體，并保證出口和進(jìn)口的穩(wěn)定，此外還應(yīng)考慮巖體破碎程序及其對(duì)巖體滲漏的影響。粘土心墻壩比粘土斜墻壩用的粘土少，適應(yīng)變形能力強(qiáng)。 施工條件 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，施工碾壓困難，在多雨的條件下受含水量影響，則更難壓實(shí)。 防滲體工程量降低。 心墻壩是將土質(zhì)防滲體設(shè)在壩 體中央；斜心墻壩是土質(zhì)防滲體向上游傾斜；斜墻壩是將防滲體設(shè)在壩體上游面或接近上游面。 基礎(chǔ)以下 10左右為砂質(zhì)巖及夾泥層，且單薄分水嶺巖層風(fēng)化嚴(yán)重，透水性大，對(duì)建筑物安全不利。 筑壩材料 庫區(qū)及壩址下游土石料儲(chǔ)量豐富，平均運(yùn)距小于 ，有利于修建當(dāng)?shù)夭牧蠅巍Ｗ蟀秵伪》炙畮X巖層應(yīng)考慮排水，增加巖體穩(wěn)定。 地 質(zhì) 條 件 砂卵石覆蓋層平均厚度 5m，左岸 730m 高程以上為三級(jí)階地具有中偏弱濕陷性。該部分內(nèi)容列表 進(jìn)行對(duì)比說明。 水工建筑物級(jí)別及防洪標(biāo)準(zhǔn) 土石壩樞紐設(shè)計(jì)的主要水工建筑物有：土壩、溢洪道，且以上已論證本工程等別為Ⅱ等，由此查 SL2522020 中表 ，確定土壩、溢洪道均為 2 級(jí)。 31186。 —— —— —— —— 有效應(yīng)力 22186。 建筑材料 １ . 土石料分布、儲(chǔ)藏情況 庫區(qū)及壩址下游土石料豐富，滿足修建當(dāng)?shù)夭?料壩要求。 死水位 ，死庫容 108m3。未發(fā)現(xiàn)大的構(gòu)造斷裂，地層分布詳見 ZF 土壩壩線工程地質(zhì)剖面圖，如附圖 6。 基本資料 地形、地質(zhì)資料 １ . 地形資料 QH 河為山區(qū)性河流，庫區(qū)兩岸分水嶺高程均在 820m 以上，河床底高程在 700m 以下。本次設(shè)計(jì)中重點(diǎn)闡述了滲流計(jì)算的任務(wù)、方法和原理，并列出了詳細(xì)的計(jì)算過程。 學(xué)生簽名： 時(shí)間： 2020 年 7 月 28 日 關(guān)于論文（設(shè)計(jì)）使用授權(quán)的說明 本人完全了解《 中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本、?？?畢業(yè)論文 （設(shè)