【正文】 荷載計算結果見下頁表 62 和表 63。 F：浪壓力 根據(jù) SL3192020《混凝土重力壩設計規(guī)范》計算臨界水深 先求使波浪破碎的臨界水深 %1%122ln4 hL hLLHmmmcr ??? ??? （ ） 帶入數(shù)據(jù)的兩種工況下的臨界水深分別為 和 ， Lm分別為 和 ， Lm分別為 和 。 E:揚壓力 揚壓力強度在壩踵處為 γH1排水孔中心線上 為 γ(H2+αH),壩趾處為 γH2，實體重力壩設置防滲帷幕及排水孔，在壩基面排水孔中心線處滲透壓力強度系數(shù) α取 ，據(jù)此，揚壓力可分為四部分， U U U3和 U4通過在 CAD量得對應面積，乘以水的容重 179。得到。淤積厚度 hs 取 15m，泥沙內(nèi)摩擦角 υs為 28176。得到。 27 C：下游靜水壓力 下游水平靜水壓力 P=, 正常蓄水位的下游水深分別為 和校核洪水位為 。豎向靜水壓力 W 上 通過在 CAD 量得對應面積，乘以水的容重179。 A：自重 將壩體剖面分解成兩個三角形和一個矩形共三部分計算，乘以砼容重得到自重。兩種工況下的荷載組合形式相同，自重 +上游靜水壓力 +下游靜水壓力 +泥沙壓力 +揚壓力 +浪壓力；非常運用情況在正常運用情況下考慮地震作用的影響。注：地震情況下靜水壓力、揚壓力和浪壓力按正常蓄水位計算；本次設計不需計算動水壓力土壓力及其他荷載。 本設計基本組合只計算正常蓄水位時的荷載組合，特殊組合只計算校核和地震荷載。 參照已建成重力壩工程，初擬壩體斷面尺寸，通過穩(wěn)定和應力計算，再進行修正。溢流壩段設交通橋與兩側壩頂連接。 初擬壩體剖面 由上述壩頂高程 ，壩底高程為 565m。 代入數(shù)據(jù)得 設計洪水位下： hz= 校核洪水位下： hz= （ 3）安全加高 hc 表 6~1, 混凝土壩的安全加高 相應水位 壩的安全級別 1 2 3 正常蓄水位 校核洪水位 銅錢壩水利樞紐大壩安全級別為二級級，故設計和校核工況下的安全加高為 和 。正常蓄水位和設計洪水時宜采用相應最大風速，即為 20m/s，校核情況宜采用最大風速的多年平均值，即為 10m/s， 帶入官廳水庫公式 3/12020/1020 0 0 7 ????????? ? vgDvvgh （ ） ????????? ? vgDvvgL m （ ） 式中： h——當 gD/v02=20~250 時，為累積頻率 5%的波高 h5%；當gD/v02=250~1000 時，為累積頻率 10%的波高 h10%。 現(xiàn)分為正常蓄水位、設計洪水與校核洪水兩種情況進行計算： （ 1）求波浪的 hl% 已知銅錢壩水庫吹程 D=1000m，多年最大風速為 20m/s，多年平均最大風速為 10m/s。 第 6 章 建筑物設計 22 非溢流壩壩體設計 壩頂高程確定 根據(jù) SL3192020《混凝土重力壩設計規(guī)范》規(guī)定，壩頂高程應高于校核洪水位，壩頂上游防浪墻的高程應高于波浪頂高程，其與正常蓄水位或校核洪水位的高差，可由下式計算，應選擇兩者中防浪墻頂高程的高者作為選定高程。缺點增加了修建溢洪道及相關道路等工程，造價高，且混凝土用量多。 方案Ⅱ：主河槽整個河床都為非溢流壩段，在右岸布置排沙底孔，在排 21 沙底孔的正上方布置工業(yè)供水管道，在左岸的小埡口處設置正槽溢洪道通向大壩下游。本方案的優(yōu)點是河床的主要建筑物布置相對容易，工程量相對較小，造價也相對較低。排沙底孔設一個，位于大壩左岸非溢流壩段下面，進口高程為 580 米，初擬孔口尺寸為 3 m（寬 高），水電站部分位于大壩左岸，并且水電站的引水口在排沙底孔的側上方，右岸非溢流壩段壩體內(nèi)設兩根管道為工業(yè)供水，上壩公路修于河床右岸，并通過壩頂公路聯(lián)接左岸交 通，溢流壩段的壩頂公路通過橋墩支持連接兩側非溢流壩段。 根據(jù)對銅錢壩基本資料的分析和樞紐布置的一般原則和要求，其樞紐布置需要布置重力壩（包括擋水壩段和溢流壩段）、排沙 底孔、引水管道和水電站廠房等水工建筑物，具體方案考慮如下： 方案Ⅰ：玉帶河主河床的左右岸兩端各有一段用于擋水的重力壩段，河床的中間是溢流壩段，為壩頂有閘門式溢流，初擬尺寸總長為 69 米，分為 5孔，毎孔凈寬 13 米，設 4 個閘墩，每個寬 1m。 ② 設計、施工技術簡單，易于機械化施工； ③ 對不同的地形和地質條件適應性強，任 20 何形狀河谷都能修建重力壩，對地基條件要求相對來說不太高； ④ 在壩體中可布置引水、泄水孔口，解決發(fā)電、泄洪和 施工導流 等問題 ，且筑壩技術方面日臻完善，確定采用碾壓混凝土重力壩。以滿足地質條件、工程布置有利為前提，并考慮縮短工期、提前發(fā)電要求，最終選擇了碾壓混凝土重力壩作為基本壩型。 通過上述壩軸線工程地質條件的比較，定性分析，可以看出Ⅲ ~Ⅲ壩線工程地質條件比Ⅰ ~Ⅰ和Ⅱ ~Ⅱ線略好，因此本設計選擇Ⅲ ~Ⅲ線作為壩軸線。 ②Ⅱ ~Ⅱ線：左壩肩小凹溝有 4F 斷層的壓碎巖寬約 8m，壩腳坐落在滑坡體上，不利壩肩穩(wěn)定，強風化層厚 9m~12m，右壩肩正處硅化灰質礫巖與炭質硅質板巖軟弱 帶上，近北東北，東東向東向斷層發(fā)育，于此交會，構成斷層交會帶，巖石強度低，穩(wěn)定性差，并為繞壩滲漏通道。 壩址工程地質條件復雜各壩址地質條件比較如下： ①Ⅰ ~Ⅰ線：位于背斜軸部，巖石擠壓破碎，左壩肩坐落在滑坡體上，處理困難，右 壩肩上方 16CH 孔附近斷層破碎帶密集 8 余 m，其鉛直厚度達 48m，并有巖脈穿插，強風化層深達 ，巖石透水性較強，滲透途徑短，為繞壩滲漏主要通道。衡量兩個壩址的地質條件及施工處理難度等，所以本次設計選擇 19 中壩址建壩。 通過以上比較可以看出，本地區(qū)兩壩址地質構造均較復雜，但程度有所不同。左壩肩局部構造破碎，應處理，右壩肩巖石風化嚴重應該處理。河床偏左岸有 F5 斷層順河通過。 。河床巖性左半部硬，右半部軟，壩基巖石在 29CH 號孔所見巖石破碎，左壩肩巖石硬脆、應清除強風化層較 13m，右壩肩巖石軟、應清除的強風化層 6~20m，炭質層分布左岸平洞內(nèi)不連續(xù)的薄層狀，或板理面上分布，對于下游沖刷坑巖 石破碎。左壩肩穩(wěn)定水位比較高，右壩肩比較低。 ，左壩肩有 F4 斷層，順壩軸線延伸到河床內(nèi)，寬 3m~8m，右壩肩有 F FF12 斷層向北東及北西延伸，右平洞內(nèi)出現(xiàn)壓碎糜棱巖占全洞的 30%，有 F4斷層橫跨河床，左壩肩有緩傾角裂隙，有粘土巖屑填充，應做處理，右壩肩以陡傾角裂隙和寬破碎帶為主，河床巖 基存在緩傾角裂隙。河床巖 性左半部軟，右半部硬，壩基巖石較完整，左壩肩巖石軟、應清除強風化層較 8m~21m，右壩肩巖石硬、應清除的強風化層 10m~36m，炭質層分布右岸平洞內(nèi)富集厚度大，應進行處理，對于下游沖刷坑巖石大部分較軟。 （ 3） Ⅲ Ⅲ ′ 壩線：左壩肩發(fā)育有充填粘土的緩傾角裂隙，且有層間擠壓破碎帶；壩基有 F5 斷層斜交通過，巖石透水性較強， ω ，底板埋深 50m，為壩下滲透的主要通道；右壩肩坐落于 F F F12 斷層交匯處軟弱帶上。右壩肩下方有 F5 斷層通過，硅化灰質礫巖組成，山體單薄，穩(wěn)定性差。 各壩軸線工程地質條件 陜西省地質局水文地質二隊于 1975 年 5 月和 1976 年 6 月先后在中壩址進行初步設計階段的工程地質 工作，擬定三條壩線地質條件如下： （ 1） Ⅰ Ⅰ ′ 壩線：位于背斜軸部，巖石擠壓破碎。 壩址上下游和漢江均有大量砂石粒料，但粗骨料級配、形狀均差，軟巖顆粒較多，細骨料含泥、含軟巖屑均多。根據(jù)中壩址兩個試坑抽 水試 17 驗，降深為 時滲漏系數(shù)為 432m/d523m/d。 千枚巖夾砂巖為相對隔水層，透水性很差，但裂隙發(fā)育可含微量裂隙水，其透水性不均一。排泄于玉帶河。 （ 5）水文地質 壩址區(qū)水文地質條件較簡單，地下水有基巖裂隙水和河床砂卵石層孔隙潛水。左壩肩滑坡體對建筑物危害較大，該滑坡體東以壓性斷層為界，西以凹溝左壁為界，后緣位于 CH15 號孔下方（標高 630m 左右），滑動方向為北 25m，東西寬 80m，南北長后緣位于 CH15 號孔下方（標高 630m 左右），滑動方向為北 25m，東西寬 80m，南北長 85m，鉆孔中接露厚為 20m24m。 壩址區(qū)節(jié)理裂隙發(fā)育，根據(jù)壩肩平洞揭露，其 中以北北東、北東東及北西西三組最為發(fā)育，次為北西西組，與壩址區(qū)構造線方向基本一致。 。為一緊密同斜褶曲，西翼巖層產(chǎn)狀：北 2030 西，傾南西，傾角 65176。 70176。 176。砂粒 以石英長石巖屑為主，砂巖比為 4： 6。 ⑦巖脈：花崗閃長巖巖脈數(shù)條，多沿破碎帶或順層侵入，出露寬度一般 16 1m2m 左右，最大厚度可達 7m，與圍巖接觸較好，質堅，難風化。所夾砂巖、竹葉狀灰?guī)r呈夾層或透鏡狀。 ⑤青灰色千枚巖：具千枚狀構造，片理明顯，質軟，易風化。 ③炭質硅質板巖：灰黑色、黑色，風化后呈灰白色，以炭質硅質成分為主，板狀構造、板 理發(fā)育、單層厚 3cm5cm，質堅脆、易風化。次棱角狀及棱角狀，礫石大小不一，直徑一般為 3cm5cm，偶見大者達 2m，膠結物為鈣質、硅質。元古界 東房溝組： ①含炭砂質板巖：灰 ~深灰色，局部炭質富集呈灰黑色，礦物成分以石英、絹云母為主，其次為炭質，含少許黃鐵礦小晶體，板理發(fā)育，易風化，新鮮巖石較堅硬。河床覆蓋層厚為 4m6m，河床及巖面略有起伏，但仍較平坦，未發(fā)現(xiàn)較大深槽。 。右岸呈陡坡地形，坡度為 45176。 45176。 15 壩址工程地質條件 （ 1）地形地貌 中壩址距下壩址 400 余米，玉帶河環(huán)繞單薄山脊，呈 S 形彎曲，中壩址河段較平直，河谷呈 U 形谷，流向北西西，主流偏左岸，河谷寬約 80m100m，谷底平坦，河床比降為 1%%，平水及枯水期低漫灘廣泛分布，水面標高 左右，水深 13m。 （ 4）固體徑流來流 庫區(qū)左家灣以上，河床固體徑流，主要漂石夾卵塊石，來源于 上游寒武、奧陶系地層分布段，左家灣至南溪灣溝段細碎物質亦不多南溪溝以下，僅有部分溪谷出口處有小型碎塊石組成的洪積扇，輸沙量亦不大。曲尺溝口 30滑坡有可能阻塞河道。 30176?；麦w及崩塌踢大部分分布在土車壩以下河段，尤以張家油房、魏其溝、南溪溝、石馬灘、黃家溝及許家流等地較多，一般長約 100m150m，高 50m100m，厚 20m30m。 （ 3）水庫坍岸 庫岸基巖裸露，系堅硬巖石組成，河谷地區(qū)侵蝕剝蝕作用強烈，一般僅有厚度不大的強烈風化層，甚至地表即位弱風化巖層，不易產(chǎn)生塌滑體。 南溪溝以下，河谷開闊，兩岸分布一、二級階地，一級階地為庫區(qū)主要淹沒區(qū)，二級階地部分淹沒。 （ 2）水庫的淹沒及浸沒 按正常高水位 605m，庫區(qū)集中淹沒范圍僅在南溪溝、白巖河以下，即沿河谷兩岸高漫灘及一、二級階地和各大溪溝出口段的相應高程內(nèi)。 14 玉帶河下游四溝一帶與漢江分水嶺，按回水標高計算直線距離有 2500m，燕幾溝一帶與漢江分水嶺山體單薄，寬度由 2400m 左右。 震旦系燈影組硅質白云巖有巖溶裂隙水，泉水流量不是很大，且高懸于640m720m 高程以上，不致產(chǎn)生滲漏，據(jù)水文二隊訪問，在七姐妹山東端玉帶河河床中偏左岸有水平溶洞，枯水季節(jié)可見從山里有一股泉水溢出，該處高程在 600m 左右，是值得注意的低點。近期該區(qū)屬緩慢上升區(qū)，河床及河 谷兩岸覆蓋少，見有明顯的三級階地，河曲多，比降小，宜于見庫。 主要褶曲有李家大山 — 陽平關背斜，陳家大梁 — 寬川鋪背斜、胡家壩 —陳家壩背斜，主要斷裂有胡家垣 — 五月坪斷層、無墩溝 — 雙河寺斷層，李家大山 — 人長溝斷層和銅錢壩斷層等。 / s ) 圖 34 泄流量與庫水位關系圖 11 表 32 調(diào)洪計算工作曲線計算表 (P=1% 設計洪水 ) 時間 入庫流量（ m3/s） 平均入庫流量（ m3/s） 庫水位 Z1 V/Tq/2 (m3/s) V/T+q/2 (m3/s) 下泄流量（ m3/s ） 水庫水位（ m） 3 日 11 時 0 3 日 12 時 2370 3 日 12 時 3380 2680 3 日 14 時 30243 3590 2880 3 日 15 時 3575 2800 從設計洪水的調(diào)節(jié)得出 :設計洪水位為 ，相應的下泄流量2680m3/s. 同理，對于 1000 年一遇校核洪水與 100 年一遇洪水調(diào)洪演算方法相同，可推求出校核洪水位及其相應的下泄流量，見下表 33 表 33 調(diào)洪計算工作曲線計算表 (P=% 校核洪水 ) 時間 入庫流量（ m3/s） 平均入庫流量（ m3/s） 庫水位 Z1 V/Tq/2 (m3/s) V