【正文】 經(jīng)計(jì)算 hk=， ik= 2. 水面線計(jì)算 （ 1）起始斷面水深計(jì)算 根據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范 P53》可知，泄槽上游接實(shí)用堰時(shí)，起始計(jì)算斷面定在堰下收縮斷面處，泄槽起始斷面水深 1h 小于 Kh ,可按下式計(jì)算： ? ??? c o s2 101 hHg qh ?? () 式中 Q—— 計(jì)算斷面單寬流量， 3 /m s m? ； 0H —— 起始計(jì)算斷面渠底以上總水頭， 取 ， ? —— 泄槽底坡坡角， arc cot 14? ?? ? —— 起始計(jì)算斷面流速系數(shù)，取 為 ； （ 2）采用逐段試算法進(jìn)行水面線計(jì)算 具體做法是把河流分為若干段，然后對(duì)每一段 △ s應(yīng)用以下公式進(jìn)行計(jì)算 E s sd sus=iiEEJJ???? ?? （ ） 式中 Es? —— 流段的兩端斷面上斷面比能 差值； Esd—— 流段 下 游斷面比能； Esu—— 流段上游斷面比能； J—— 流段平均 水力坡度； J= 22QK, 以上公式中， K=ACR ， A=（ b+mh） h， R= AX, 2b 2 1 m hX ? ? ? 經(jīng)計(jì)算得最終結(jié)果見下表 表 水面線計(jì)算表 H(m) A(m2) v（ m/s） v2/2g m Es（ m） Δ Es m R J iJ △ s S(m)
。 得：ε = 故可計(jì)算得 Q=＞ m3/s ， 可以滿足最大洪峰下泄流量。 c— 上游堰坡影響系數(shù) ,經(jīng)下表取值，取為 ； ε — 閘墩側(cè)收縮系數(shù)； 表 流量系數(shù) m值 H0/Hd P1/Hd ? 表 上游面坡度影響修正系數(shù) C值 上游壩面坡度（ :yx??） P1/Hd 3:1 3:2 3:3 ? ?? ? nbHnK ??? ???? （ ） 上式適用于 H0/b≤ ,當(dāng) H0/b＞ ， H0/b,仍取值 。 g— 重力加速度 ,。 泄流能力計(jì)算： 開敞式 WES 型實(shí)用堰的泄流能力可按公式 溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范（中國電力出版社 P45） 計(jì)算： 2302 HgBcmQ s??? （ ） 式中 Q— 流量， m3/s B— 溢流堰總凈寬度，定義 B=nb=26m； b— 單孔寬度， ； n— 閘孔數(shù)目 ,2。 則公式可寫為 : = 由此式可繪出下游曲線。而下游堰面曲線可按下式計(jì)算： xn=KHdn1y （ ） 其中 Hd——堰面曲線定型設(shè)計(jì)水頭； x、 y——原點(diǎn)下游堰面曲線橫、縱坐標(biāo)； n——與上游堰坡有關(guān)的指數(shù)； k——當(dāng) p1/Hd 時(shí)， k 值見規(guī)范表 ；當(dāng) p1/hd≤ 時(shí)，取 k=～ 。 溢洪道水力設(shè)計(jì) 控制段 溢流堰為正堰，堰頂下游采用 WES 型冪曲線，堰頂上游堰頭采用三圓弧曲線，采用高堰設(shè)計(jì) . 高堰堰高要符合 p＞ , Hd=（ ～ ） Hmax, Hmax=最高洪水位－堰頂高程 =－ =。 材料抗凍指標(biāo) 混凝土的抗凍等級(jí)按 28 天齡期的試件用快凍實(shí)驗(yàn)方法測定，分為 F400、 F300、 F200、 F150、F100、 F50六級(jí)。而再根據(jù)所承受的水頭、水力梯度以及下游排水條件、水質(zhì)條件和滲透水的危害程度等因素，混凝土的抗?jié)B等級(jí)不得低于《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》表 所列數(shù)值。故泄槽的混 凝土采用 C25 等級(jí)。 邊坡開挖及處理 根據(jù)巖體質(zhì)量、巖體結(jié)構(gòu)特征、邊坡高度和施工方法等條件，通過工程類比法，取溢洪道的開挖邊坡為 1： 混凝土的強(qiáng)度、防滲、抗凍指標(biāo) 材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)：混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)不宜低于《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中 條中表 所列數(shù)值。 地基及邊坡處理設(shè)計(jì) 地基開挖 根據(jù)建筑物對(duì)地基的要求結(jié)合地質(zhì)條件，工程處理措施等綜合研究確定，地基開挖至弱風(fēng)化層的中上部，開挖面平順。 邊墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 泄槽兩側(cè)的邊墻高由泄槽的水面曲線加上超高來確定，由于泄槽采用同一坡度，則其邊墻高度一致，取 3m。由于采用挑流，且挑流鼻坎建在巖基上，所以不設(shè)襯砌，僅在末端設(shè)置出口挑流結(jié)構(gòu)，將泄流挑入原河床。 泄槽地板設(shè)置 結(jié)構(gòu)縫，分塊尺寸考慮到氣候條件、地基約束情況、混凝土施工條件，加上類似工程經(jīng)驗(yàn)確定，其橫縫間距采用 15 米，中間設(shè)一條縱縫。整體式是用于地基均勻性較差的情況，本工程地質(zhì)條件較好，巖性較均勻，可采用分離式。進(jìn)水段由于 受地形的限制，為了減小開挖量，則采用圓弧形導(dǎo)墻進(jìn)行引水，在靠近溢流堰處設(shè)置于直墻段，其長度 L=26 米。底板高程為 ，采用厚為 的 C25混凝土進(jìn)行襯砌。 出水渠布置 溢洪道經(jīng)挑流后，直接流入山谷，最后流入河道，故可不必設(shè)計(jì)出水渠 。挑坎高 2 米，下游設(shè)置護(hù)坦 。選定的消能設(shè)施，要保證能 宣泄設(shè)計(jì)洪水，在宣泄常遇洪水要使消能效果良好，結(jié)構(gòu)可靠，并能防空蝕，抗磨損和抗凍害。 挑流消能挑流很遠(yuǎn)，對(duì)建筑物安全，有保障，在空氣中摻氣。 消能防沖設(shè)施布置 消能措施的主要任務(wù)是盡量促使能量消耗于水流內(nèi) ，外部阻力，最大限度限制沖刷破壞。底板厚 度為 。縫內(nèi)設(shè)銅片止水，以阻止水流進(jìn)入泄槽底板底下。 岸邊溢洪道的泄槽段縱向底坡 1:，等底坡，無彎道，泄槽段總長 ，且由于開挖至巖基，泄槽較為穩(wěn)定，泄槽段設(shè)橫縫與縱縫。 控制段的岸墻的頂部高程與防浪墻的高程一致為 泄槽 泄槽布置要求：泄槽縱坡宜大于水流的臨界坡。堰上設(shè)有交通橋，跨度 m ，堰寬 27 m。為了使水流平順，本設(shè)計(jì)選擇控制段的長度為 26m。 控制段布置 溢洪道的控制段包括：溢流堰及兩側(cè)連接建筑。 根據(jù)布置原則，進(jìn)水渠布置在壩肩附近，左岸（靠壩一側(cè)）設(shè)置導(dǎo)水墻，靠山一側(cè)開挖成規(guī)則曲線。 溢洪道的布置 河岸式溢洪道布置可包括進(jìn)水渠、控制段、 泄槽、消能防沖設(shè)施及出水渠 。③在造價(jià)方面由于正槽的挖方量比側(cè)槽的稍大，所以初步的概算，正槽的要稍微大一些。 ②從施工方面來說采用正槽施工經(jīng)驗(yàn)比較多。的轉(zhuǎn)角流入下游。綜上所述，結(jié)合 地形地質(zhì) 條件 來看，本工程不宜設(shè)計(jì)為井式溢洪道 和 虹吸溢洪道，因?yàn)橐绾榈涝O(shè)置在壩肩附近，一側(cè)為山，而且有溢洪道的總剖面圖可知坡降不大，所以不設(shè)置為井式和虹吸式溢洪道。 井式溢洪道要求地質(zhì)條件良好，在壩上游有適宜地形可布置喇叭口溢流堰進(jìn)口，且修建在堅(jiān)固的巖基上。 正 槽 溢洪道結(jié)構(gòu)簡單，施工和運(yùn)用方便。按泄洪標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)用情況不設(shè)非常溢洪道。泄槽底坡 1： 。本方案溢洪道通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，凈寬取 27 m，分 2 孔過水，每孔寬度 m，開敞式泄洪。在布置溢洪道有困難時(shí) ,也可以考慮利用隧洞泄洪。土石壩壩頂不易過水，所以為保證大壩安全，在樞紐布置中應(yīng)十分重視泄水建筑物的布置。 3%，其值根據(jù)土料性質(zhì)、填筑部位、施工工藝和氣候條件等因素進(jìn)行選擇。 表 設(shè)計(jì)密度重指標(biāo) 料場 擊實(shí)最大干密度（ g/cm3） 設(shè)計(jì)干密度 （ g/cm3） 設(shè)計(jì)含水量（ %） 施工填筑含水 （ %） C4 18－ 23 設(shè)計(jì)干密度以擊實(shí)最大干密度乘以壓實(shí) 度求得，擊實(shí)最大干密度取各個(gè)土樣標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)的擊實(shí)最大干密度的算術(shù)平均值。 經(jīng)分析， C6 料場級(jí)配 優(yōu)于 C C C5 料場，且儲(chǔ)量滿足壩殼填筑工程量，故選擇C6 料場做為壩殼填筑料場，做為主堆石區(qū)，其余 C2 料場的料填筑在兩側(cè)。 且 C6 料場的儲(chǔ)量滿足壩殼填筑工程量要求，可做為主堆石區(qū)。曲率系數(shù)只有 C6 料場為 在 1－ 3 之內(nèi)。 壩殼料場的選擇 由 C C C C6 料場的筑壩砂礫料顆粒級(jí)配匯總表及筑壩砂礫料物理力學(xué)試驗(yàn)成果表可以看出，各料場的φ值均達(dá)到 240 以上，可滿足要求。 可以看出料場儲(chǔ)量大于設(shè)計(jì)填筑工程量 2 倍以上，筑壩材料貯備豐富。 表 各料場儲(chǔ)量 料場 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 儲(chǔ) 量（ 104 m3） 132 100 5 防滲體設(shè)計(jì) 土料的儲(chǔ)量 筑壩石料本著就地取材和就近取材的原則。 C3 料場， C4 料場土料基本性質(zhì)試驗(yàn)成果見表 23，土料化學(xué)分析成果表見表 24。 、就近取材，減少棄料，少占或不占農(nóng)田，并優(yōu)先考慮樞紐建筑物開挖料的利用； 便于開采、運(yùn)輸和壓實(shí)三項(xiàng)原則選擇筑壩土石料。 第七章 筑壩材料與填筑標(biāo)準(zhǔn) 筑壩材料選擇與填筑要求 筑壩土石料和土工試驗(yàn)分別按照 SL251－ 2020《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程》和 SL267－ 1999《土工試驗(yàn)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，查明壩址附近各種天然古料的性質(zhì)，儲(chǔ)量和分布，以及樞紐建筑物開挖料的性質(zhì)和可利用性。詳見圖 QA1。 壩頂構(gòu)造 本工程屬于中壩，根據(jù)運(yùn)行、施工交通的方便，壩頂寬度定為 10m，壩頂路面的材料采用瀝青混凝土 ，壩頂面向下游側(cè)放坡，由于當(dāng)?shù)氐慕涤炅坎⒉粡?qiáng)，所以坡度取 i=。棱體內(nèi)坡根據(jù)施工條件決定，一般為 1:～ 1:,取為 1:，外坡一般 為 1:～ 1:，取為 1:。根據(jù)規(guī)范棱體排水頂面高程應(yīng)高出下游最高水位，超出高度應(yīng)大于波浪沿坡面的爬高，此壩為三級(jí)壩，故棱體頂部高程應(yīng)超出下游最高水位不小于 。為了節(jié)省石料，可采用縱向和橫向排水帶組成網(wǎng)狀排水，平行于壩軸線的縱向排水帶可替代褥墊排水伸入壩體上游端部位置。褥墊排水能有效地降低浸潤線，有助于壩基排水，加速粘土地基的固結(jié)，并可節(jié)省石料，但不便于觀測和檢修。常用于中小型工程下游無水的均質(zhì)壩或是浸潤線位置較低的中等高度壩。貼坡排水是用一兩層堆石或砌石加反濾層直接鋪設(shè)在下游壩坡表面，不伸入壩體的排水設(shè)施，又稱表面排水。棱體排水是一種可靠的、被廣泛采用的排水設(shè)施。壩體排水宜便于觀測和檢修。 壩體排水 壩體排水的作用 壩體排水的作用是 :控制和引導(dǎo)滲流，降低浸潤線，加速孔隙水壓力消散，防止?jié)B流逸出處土的滲流破壞，增強(qiáng)壩的穩(wěn)定性，在寒冷 地區(qū)，可保護(hù)下游壩坡免遭凍脹破壞。 根據(jù)規(guī)范規(guī)定與實(shí)際結(jié)合，上游壩坡考慮在一半壩高處變坡一次，上部取 ，下部取，下游壩坡自上而下均取為 。一般可參考已建壩的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或用近似的計(jì)算方法初步擬定壩坡，然后進(jìn)行穩(wěn)定等計(jì)算確定合理的壩 坡。此壩壩高為 68m，為中壩，故其壩頂寬度取為 10m。 壩寬的確定 壩體寬度必須考慮 斜心墻 或斜墻頂部及反濾層布置的需要。 波浪爬高 設(shè)計(jì)波浪爬高值應(yīng)根據(jù)工程等級(jí)確定， 3 級(jí)壩采用累積頻率為 1%的爬高值 . 平均波浪爬高可按下式或有關(guān)規(guī)定計(jì)算 : [引至水工建筑物 ] mmwm LhmKKR 21?? ? （ ） 式中： Rm —— 波浪的平均爬高； K△ —— 斜坡的糙率滲透性系數(shù)，護(hù)面類型選用砌石護(hù)坡，根據(jù)護(hù)面類型查規(guī)范得 ； Kw —— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查規(guī)范得 ； m —— 單坡的坡度系數(shù)，若坡角為 ? ，即等于 ctg? ，本設(shè)計(jì)取 m=3 查規(guī)范 1%累積頻率下的爬高與平均爬高的比值為 ，故 R= Rm。 ； 。 壩頂高程 計(jì)算方法 壩頂高程等于水庫靜水位與壩頂超高之和，應(yīng)按以下運(yùn)用條件計(jì)算，取其最大值 : 位加正常運(yùn)用條件下的壩頂超高 。 樞紐布置 根據(jù)樞紐工程功能以及滿足正常運(yùn)行管理要求，該樞紐工程由土石壩、溢洪道、隧洞、等組成，具體詳見水庫樞紐工程總布置圖。 非土質(zhì)材料防滲體壩的防滲體一般有混凝土、瀝青 混凝土或土工膜等材料組成，而其余部分由土石料組成，因工程附近建筑材料豐富，為就地取材不宜采取該壩型。由于該工程所在地區(qū)為地震烈度定為 7 度，基巖與砼之間磨擦系數(shù)取 ，故不宜采用斜墻壩。 斜 斜心墻 壩和 斜心墻 壩基本類似，并且可以改善壩體應(yīng)力狀態(tài)，能顯著減弱壩殼對(duì) 斜心墻的“拱效應(yīng)”，其抗裂性能優(yōu)于 斜心墻 壩和斜墻壩。 土質(zhì)防滲體分區(qū)壩主要有 斜心墻 壩、斜 斜心墻 壩、斜墻壩和多種土質(zhì)壩等類型。 均質(zhì)壩材料單一，工序簡單，但壩坡較緩，剖面大，工程量大，施工易受氣候影響，冬季施工較為不便，壩體空隙水壓力大。從地形地質(zhì)條件以及附近建筑