【正文】 按此標(biāo)準(zhǔn)天然砂礫料不能滿足要求，須對土料進(jìn)行篩選。 細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì) 壩的防滲體，排水設(shè)備 壩體防滲體內(nèi)斜心墻，斜心墻上下游設(shè)置反濾層；壩基防滲體為防滲墻和粘土截水墻；壩體排水為棱體排水。 混凝土防滲墻要求材料有足夠的抗?jié)B能力及耐久性，能防止環(huán)境水的侵蝕和溶蝕；有一定的強(qiáng)度，滿足壓應(yīng)力、拉應(yīng)力、剪應(yīng)力等各項(xiàng)強(qiáng)度要求有良好的流動(dòng)性、和易性以便在運(yùn)輸中不發(fā)生離析現(xiàn)象 .而且能在水下施工。按混凝土的允許坡降及水頭定出厚度為 . 防滲墻深入河床沖積層，底部嵌入基巖，上部與斜心墻連接。 基礎(chǔ)處理部分 河床部分 （ 1） 滲流控制方案 條件允許時(shí)優(yōu)先考慮垂直防滲方案。心（斜心）墻壩的上下游壩坡滑動(dòng)時(shí)形成折線滑動(dòng)面 .部分浸水的非粘土壩坡，由于水位上下的土料容重 不同，有水時(shí) ?、 C 值也有所降低，此時(shí)壩坡失穩(wěn)時(shí)最可能的滑動(dòng)面近乎折線 。 滲透坡降的計(jì)算公式： BHJ ?? 式中 ： ?? ── 上游水深減逸出水深； ? ── 防滲體的平均厚度 . 計(jì)算成果見表 ： 表 各種工況滲流逸出點(diǎn)坡降 填筑土料的安全坡降，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)一般為 5~10，故而認(rèn)為滲透坡降滿足要求，加上粘土斜心墻有反濾層，故而認(rèn)為不會(huì)發(fā)生滲透破壞。 計(jì)算斷面及計(jì)算情況的選擇 對河床中間斷面 I— I及左右對稱的兩典型斷面 II— II、 III— III進(jìn)行滲流計(jì)算，計(jì)算主要針對正常蓄水及設(shè)計(jì)洪水的工況進(jìn)行。 計(jì)算方法 選擇水力學(xué)方法解土壩滲流問題。從顆粒 級(jí)配曲線可以看出 4上 、 1下 料場級(jí)配較好，物理力學(xué)指標(biāo)也較高，應(yīng)優(yōu)先采用。 36186。 35186。在地震區(qū)要求更高。根據(jù)上述土料物理力學(xué)性質(zhì)從滲透系數(shù)的角度來看均滿足規(guī)范要求，因?yàn)楦鶕?jù)筑壩材料的填筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，滲透系數(shù)一般對均質(zhì)壩不大于 1? 104㎝ 3/s，對心墻或斜墻不大于 1? 105㎝ 3/s。 186。 設(shè)計(jì)最優(yōu)含水量為： 00 WW ? 用下述公式計(jì)算最大干容重作為校核參考： maxr = sWs va????1 )1( 式中： s? ── 土粒的比重； av ── 壓實(shí)土的含氣量，粘土可取 ，砂質(zhì)粘土取 ，壤土可取，本設(shè)計(jì)取為 。 設(shè)計(jì)干容重 dγ 為： mγd = maxγ 式中： dγ —— 設(shè)計(jì)干容重， （ ｇ /㎝3） ； maxγ —— 在相應(yīng) 擊實(shí)功能下的平均最大干容重， （ ｇ /㎝3） ； ｍ —— 施工條件系數(shù)（或稱壓實(shí)系數(shù)）。 m/m3）。 大壩剖面尺寸設(shè)計(jì)見圖 。 （ 1） 壩體的防滲 壩體防滲的結(jié)構(gòu)和尺寸必須滿足減小滲透流量、降低浸潤線控制滲透坡降的要求，同時(shí)還要滿足構(gòu)造、 施工、防裂、穩(wěn)定等方面的要求。 在壩坡改變處，尤其在下游坡，通常設(shè)置 ～ 2ｍ寬的馬道（戧道）以使匯集壩面的雨水，防止沖刷壩坡，并同時(shí)兼作交通、觀測、檢修之用，綜合上述等各方面因素其寬度取為 。 壩坡與戧道 土石壩的壩面坡度取決于壩高、筑壩材料性質(zhì)、運(yùn)用情況、地基條件、施工方法及壩型等因素 。 經(jīng)計(jì)算可以看出該大壩壩頂高程由校核情況控制為 ，取 。 根據(jù)以上公式及參數(shù)， 壩頂超高計(jì)算成果見表 。 平均波浪爬高 Rm 參照 “規(guī)范 ”附錄 計(jì)算， 初步擬定 水庫大壩上游壩坡為m=，故波浪平均爬高按 “規(guī)范 ”附錄 式計(jì)算： mLmhmwKKmR 21 ??? 式中 ： ?K —— 斜坡的糙率滲透性系數(shù)，護(hù)面類型為砌石護(hù)面確定 ?K =； wK —— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，由風(fēng)速 W、坡前水深 H、重力加速度 g 所組成的無維量gH/W ， 查表 得設(shè)計(jì)條件： wK =；校核條件： wK =； m—— 斜坡的坡度系數(shù)。 壩頂高程計(jì)算 根據(jù) 《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范 》（ SL274—2020）（以下簡稱 “規(guī)范 ”） 規(guī)定，壩頂高程 （取其最大值） 分別按照 正常 蓄水位加正常運(yùn)用條件下的 壩頂超高 、設(shè)計(jì)水位加正常運(yùn)用條件下的 壩頂超高 、校核水位加非常運(yùn)用下的壩頂超高進(jìn)行計(jì)算，因該地區(qū)地震烈度為 7186。 多種土質(zhì)壩施工工序復(fù)雜，相互干擾較大，施工易受氣候 影響，在此不予采用。 心墻 壩土質(zhì)防滲體設(shè)在壩體中部，兩側(cè)為透水性較好的砂石料，該壩型粘性土料所占比重不大，施工受季節(jié)影響較小，但施工時(shí)心墻與壩體同時(shí)填筑，相互干擾較大。碾壓式土石壩根據(jù)土料配置的位置和防滲體所用材料種類的不同，又分為均質(zhì)壩和土質(zhì)防滲體分區(qū)壩、非土質(zhì)材料防滲體分區(qū)壩。本次選擇幾種比較優(yōu)越的壩型，擬訂剖面輪廓尺寸，然后對工程量、工期、造價(jià)進(jìn)行比較，最后選定技術(shù)經(jīng)濟(jì)可靠合理的壩型。 水電站建筑物 引水隧洞、電站廠房布置于凸岸，在泄洪隧洞與大壩之間，由于風(fēng)化巖層較深，廠房布置在開挖后的堅(jiān)硬玄武巖上，開關(guān)站布置在廠房旁邊。通過各種不同的壩型進(jìn)行定性的分析比較，綜合考慮地形條件、地質(zhì)條件、建筑材料、施工條件、綜合效益等因素，最終選擇土石壩的方案。 777 754576591822900287528502825280027752750272527002675265026252900287528502825280027752750272527002675265026257454ⅠⅠ 壩址縱剖面圖 圖 沿壩軸線方向的大壩斷面地質(zhì)剖面圖 壩型選擇 所選的壩軸線處河床沖積層較深，兩岸風(fēng)化巖石透水性大，基巖的強(qiáng)度較底，且不完整。 表 E 江水庫泄洪設(shè)施不同方案的泄流能力曲線表 堰頂水頭 H(m) b=6m 泄流量 (m3/s) 堰頂水頭 H(m) b=7m 泄流量 (m3/s) 堰頂水頭 H(m) b=8m 泄流量 (m3/s) 調(diào)洪演算 根據(jù)地形和地質(zhì)資料泄洪洞布置時(shí)進(jìn)口地高程為可取 2800m，而水庫汛限水位取等于正常蓄水位為 ，因此需要確定泄洪洞進(jìn)口堰頂高程，以滿足泄洪洞產(chǎn)生無壓過流以、工程經(jīng)濟(jì)性和下游防洪限制泄量的要求，本設(shè)計(jì)擬訂五組方案進(jìn)行比較，調(diào)洪演算成果見表 。 水庫運(yùn)用方式：洪水來臨之前用閘門控制關(guān)水，當(dāng)洪水來臨時(shí)，并且?guī)焖粷q到防洪限制水位時(shí)，開閘泄洪，起始由于來量較小，可以控制下泄流量等于來流量，水庫保持汛前限制水位不變，當(dāng)來水流量繼續(xù)加大，無法保持汛限水位不變時(shí)，則閘門全開，下泄流量隨水位的升高而加大，流態(tài)為自由泄流。 表 E 江水庫高程 ~容積 ~面積表 高程 H（ m） 庫容 V（萬 m3） 面積 A（ km2） 高程 H（ m） 庫容 V（萬 m3） 面積 A（ km2） 2770 1000 2820 36700 2775 1400 38500 2780 2800 2823 42020 2785 4700 2825 46200 2790 6700 2827 50900 2795 9500 2829 57600 2800 12900 2833 64900 2805 17000 2835 70000 2810 22200 2837 75000 2815 28600 2840 81600 泄洪方式 本樞紐攔河大壩初定為土石壩，故需另設(shè)壩外泄洪建筑物。 設(shè)計(jì)洪水 設(shè)計(jì)洪峰流量 本河流屬典型山區(qū)河流，洪水暴漲暴落，根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)分析得 100 年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量為 設(shè)Q =1680m3/s， 2020 年一遇校核洪峰流量為 校Q =2320m3/s。 表 各高程淹沒情況 高程（ m） 2807 2812 2817 2822 2827 2832 淹沒人口（人） 3500 3640 3890 4060 5320 7140 交通運(yùn)輸 壩址下游 120km處有鐵路干線通過，已建成公路離壩址僅 20km，因此交通尚稱方便。 20′ 37176。 30′ 37176。 20′ 2＃下 35176。 40′ 36176。 40′ 36176。 10′ 2＃上 35176。 10 表 粘土的物理力學(xué)性質(zhì) 料場名稱 物理性質(zhì) 滲透系數(shù) （ 106 cm/s） 力學(xué)性質(zhì) 化學(xué)性 自然含水量 （ %） 自然容重 比重 孔隙率 （ %） 孔隙比 稠度 飽 和 度 顆粒級(jí)配， （成分 %，粒徑 d） 擊實(shí) 剪力 固結(jié)壓縮系數(shù) （ Cm2/kg） 有機(jī)含量灼燒法 （ %） 可溶鹽含量 （ %） 流限 （‰） 塑限 （ %） 塑性指數(shù) 礫 砂 粘土 最大干密度 （ g/cm3） 最優(yōu)含水量 （ %） 內(nèi)摩擦角 （186。各砂礫石料場滲透系數(shù) K 值為 10－ 2cm/s。由于河谷內(nèi)地形平坦，采運(yùn)尚方便。m） 。 地質(zhì)構(gòu)造 壩址附近無大的斷層，但兩岸露出的巖石、 節(jié)理特別發(fā)育，可以分為兩組，一組走向與巖層走向幾乎一致，即北東方向，傾向西北；另一組的走向與巖層傾向大致相同，傾角一般都較大，近于垂直，裂隙清晰，且為鈣質(zhì)泥質(zhì)物所充填，節(jié)理間距密者 ，疏者 3～ 5m即有一條，所以沿岸常見有巖塊崩落的現(xiàn)象。 試驗(yàn)時(shí)土樣的容重為控制容重。55′ 0 平均值 40176。 表 沖積層剪力試驗(yàn)成果表 土壤 名稱 項(xiàng)目 計(jì)算值 容重 （控制）KN/m3 含水量 （控制） 三軸剪力（塊剪） 應(yīng)變控制 浸水固結(jié)快剪 內(nèi)摩擦角 凝聚力 KPa 內(nèi)摩擦角 凝聚力KPa 含中量 細(xì)粒的 礫石 次數(shù) 17 12 8 8 2 2 最大值 47176。顆粒組成以卵礫石為主，砂粒和細(xì)小顆粒為數(shù)很少。 （ 3） 凝灰?guī)r 成土狀或頁片狀，巖性軟弱，與砂質(zhì)粘土近似，風(fēng)化后成為粘土碎屑的混合物，遇水崩解，透水性很小。由于玄武巖成分不甚一致，風(fēng)化程度不同，力學(xué)性質(zhì)亦異，可分為堅(jiān)硬玄武巖、多孔玄武巖，破碎玄武巖、軟弱玄武巖、半風(fēng)化玄武巖和全風(fēng)化玄武巖。經(jīng)地質(zhì)勘探認(rèn)為庫區(qū)滲漏問題不大，但水庫蓄水后，兩岸的坡積與殘積等物質(zhì)的坍岸是不可避免的，經(jīng)過勘測，估計(jì)可能塌方量約為 300 萬 m3，在考慮水庫淤積問題時(shí)可作為參考。經(jīng)頻率分析，求得不同頻率的洪峰流量見表 、 。 表 多年平均各月降雨日數(shù)統(tǒng)計(jì)表 月 降雨量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ＜ 5mm 5－ 10mm 10－ 30mm 30mm 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 徑流 E 江徑流的主要來源于降水，在此山區(qū)流域內(nèi)無湖泊調(diào)節(jié)徑流。 氣象降雨 （ 1） 氣象 本區(qū)域氣候特征是冬干夏濕，每年 11 月至次年四月特別干燥，其相對濕度在 51%－ 73%之間，夏季因降雨日數(shù)較多，相對濕度隨之增大，一般變化范圍為67%－ 86%。 4 2 基本資料 水文 流域概況 E 江位于我國西南地區(qū)，流向自東向西北，全長約 122km，流域面積 2558km2，在壩址以上流域面積為 780km2。因此第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電日期定為 2020 年 10 月 1日。按 4m/月的速度上升，至泄洪洞高程 (2810m)需 15 月，即到2020 年 7 月。 (2)封孔及發(fā)電日期，鑒于流量資料不足。 施工組織設(shè)計(jì) 本工程擬定 2020 年開工，從截流開始到大壩填筑完畢計(jì) 4 年，在現(xiàn)有施工能力及保證質(zhì)量的前提下，盡可能縮短工期，提早發(fā)揮效益。由于兩岸山坡陡峻，無天然埡口如采取明挖溢洪道的泄洪方案，開挖量大，造價(jià)較高，故采用了隧洞泄洪方案。在壩坡改變處，尤其在下游坡，通常設(shè)置 ～ 2ｍ寬的馬道（戧道）以使匯集壩面的雨水，防止沖刷壩坡，并同時(shí)兼作交通、觀測、檢修之用，綜合上述等各方面因素其寬度取為 。 大壩設(shè)計(jì) 根據(jù)方案比較分析，斜心墻壩綜合了心墻壩與斜墻壩的優(yōu)缺點(diǎn)，斜心墻有足夠的斜度，能減弱壩殼對心墻的拱效應(yīng)作用；斜心墻壩對下游支承棱體的沉陷不如斜墻那樣敏感，斜心墻壩的應(yīng)力狀態(tài)較好，本次設(shè)計(jì)大壩壩型采用粘土斜心墻壩。 壩型選擇與樞紐布置 通過各種不同的壩型進(jìn)行定性的分析比較