【正文】 上游面 ? yˊ ＞ 0，下游面 ? y〞 在計(jì)入或不計(jì)入揚(yáng)壓力時(shí)，均遠(yuǎn)小于壩基的容許壓應(yīng)力。 m） 。） 考慮揚(yáng)壓力時(shí)， ∑ W= ， ∑ M=（ KN 294《水工建筑物》中專教材第一章第四節(jié)；黃河水利出版社出版，書號(hào)為： ISBN780621710X/TV ) 即 偶然組合時(shí)，也滿足設(shè)計(jì)要求 。 )=1/ rd （ f R?∑ W+ ? R?A) =( + )/ =266 （ kN） r0 ψ S( )= ∑ P 2. 特殊荷載組合 （校核洪水位情況） 的抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算： 方法 1 ： ∑ W ==（ kN） ∑ P ==（ kN） K =f ∑ W/ ∑ P= =＞ 方法 2 ： 取 偶然 狀況對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)系數(shù)ψ =， rd = r0 ψ S( )： 作用效應(yīng)函數(shù)和結(jié)構(gòu)及構(gòu)件抗力函數(shù)。 S( )＜ 1/ rd R( )= = （ kN） 1/ rd R(對(duì)于 3級(jí)別的大壩 K 計(jì)算值 應(yīng)不小于 。相應(yīng)設(shè)計(jì)值為： 摩擦系數(shù) f R??粘聚力 ? R?=610/=（ MPa） 選用 C10,抗壓強(qiáng)度材料性能分項(xiàng)系數(shù)為 ,則設(shè)計(jì)值為 f c=10000/=(kPa) 1. 基本荷載組合 （正常蓄水位情況） 的抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算： 方法 1 ： ∑ W ==（ kN） ∑ P ==（ kN） K =f ∑ W/ ∑ P = =＞ f : 壩體混凝土與壩基接觸面的摩擦系數(shù)，對(duì)于微風(fēng)化、弱裂隙的較堅(jiān)固巖石， f =~ ；弱風(fēng)化、弱裂隙的中等堅(jiān)固巖石， f =~ ；這里取 f =。結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為Ⅱ級(jí)， 相應(yīng)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) r0 =。m）㈡ . 抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算： 根據(jù)壩址地質(zhì)資料，結(jié)合壩基巖體分類要求，巖體工程為第Ⅲ級(jí)，取摩擦系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值 f Rk??,粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值 ?Rk??610KPa。 1 8 176。 鼻坎挑角： α =25176。m） 合計(jì) 對(duì) 壩 底 中 點(diǎn) 力 臂（m）自重荷 載 計(jì) 算 式垂 直 力（KN） 水 平 力（KN）泄水 重力壩 正正 常常 高高 水水 位位 情況荷載計(jì)算表 堰頂高程： 壩基面高程： 上游水位高程： 下游水位高程： 反弧中心角： θ 1=176。 1 8 176。 s i n 2 5 186。 ) ()= 壓力 Py 1 0 7 0 2 4 . 0 4 / 9 . 8 1 186。 鼻坎坎頂高程： + W11 / 2 2 4 . 9 8 2 2 . 2 9 2 4 W22 1 . 6 5 4 0 . 4 2 2 4 W37 . 7 6 4 3 . 9 4 2 4 靜水j P 1 1 / 2 5 5 . 321 0 壓力 P 2 1 / 2 2 0 . 6 521 0 動(dòng)水 Px 1 0 7 0 2 4 . 0 4 / 9 . 8 1 ( c o s 2 5 186。 θ 2=25176。 五 .穩(wěn)定計(jì)算與應(yīng)力分析 溢流壩穩(wěn)定分析方法與擋水重力壩穩(wěn)定分析方法相似 。 / ） [1+ √ 1+2 ()/ sin225)] = （ m） ② . 入水角 β cosβ =√ ρ 2H0/(ρ 2H0+Z H0)cosα =√ ( +) cos25186。 v1= √ 2gH0 = √ 2 = （ m/s） L1 =(v12cosα sinα /g)[1+√ 1+2g(Z H0/ v1sin2α )] = （ 186。查 《水力學(xué)》， ρ = H0 ： 水庫水位至坎頂?shù)穆洳睢? v1 ： 坎頂水面流速， m/s。 ④ .挑流鼻坎多出部分長(zhǎng) L m(h+Rcosθ 2)R√ 1+m2 =√ 1+ = Sin25176。 。 ③ . 挑角 一般較為適宜的挑坎角度 α =15176。 本設(shè)計(jì)下游最高水位為校核洪水位相應(yīng)的下游水位 。本設(shè)計(jì)也采用連續(xù)式鼻坎。 連續(xù)式鼻坎構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于施工，水流平順，不易空蝕，水流霧化較輕，但摻氣作用較差。 挑流消能的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括確定挑流鼻坎的形式、高程、反弧半徑、挑距和下游沖刷坑深 度。 2．挑流消能的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn) ⑴ .優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；檢修、施工方便；工程造價(jià)低；消能效果最好。 ㈢ . 消能設(shè)計(jì) 本工程溢流壩消能方式采用挑流式消能。 四 . 消能設(shè)計(jì) ㈠ . 消能設(shè)計(jì)的原則 盡量使下泄水流的大部分動(dòng)能消耗在水流內(nèi)部的紊動(dòng)中，以及與空氣的摩擦上，且不產(chǎn)生危及壩體安全的河床或岸坡的局部沖刷，使下泄水流平穩(wěn)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠和工程量較少。 = xc=xB+(ycyB) =+() = ㈢ . 實(shí)用斷面設(shè)計(jì) 溢流壩實(shí)用斷面是由基本斷面與溢流面擬合修改而成。 ) = (m) R√ 1+m2=√ 1+ = ③ . 圓心所在的高程▽ 0 ▽ 0=▽ 鼻坎 +Rcosθ 2 =+176。 孔口收縮斷面上的流速 ψ 為 . 校核洪水位閘門全開時(shí)反弧段最低點(diǎn)處的水深 hC： Hmax=h+q2/2gψ 2hC2 =hC+702/(2 10 ) hC= 下部反弧段采用圓弧曲線 ,反弧半徑 R=（ 4~10） hC =（ 4~10） =~ 取 R=9hC = ② . 反弧圓心點(diǎn) n的坐標(biāo) h+Rcosθ 2= +176。 也可采用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： R= 10x（ m） X=（ +21H+16） /（ +64） v ：反弧處平均流速，以 m/s計(jì)。一般可取 R=（ 4~10） h 。 tgθ 1=1/m，θ 1=176。 即方程為： =2 10 ()y ② . 堰頂下游曲線段與中間直線段切點(diǎn) B的坐標(biāo)： xB= Hd/= 10/= yB= Hd/= 10/= ③ . 堰頂下游曲線段坐標(biāo)： x 0 2 4 6 7 8 10 12 14 y= x 10() 2. 中間直線段 中間直線段與頂部曲線段和下部反弧段相切，坡度與非溢流壩的下游坡度相同： 1﹕ 。 k 、 n ： 參數(shù)。 ① . 堰頂下游堰面曲線方程 x n=k Hd(n1)y Hd : 定型設(shè)計(jì)水頭。見圖。上游壩面設(shè)計(jì)為鉛直，即為 WESⅠ型堰。 鼻坎高程 （詳見本章四 .消能設(shè)計(jì)） 。 ㈡ . 堰面曲線 溢流壩由頂部曲線、中間直線段、下部反弧段三部分組成。由于 hs/ H0＜ ， H0/b=10/12=＜ ，所取的形狀系數(shù)及 ε 都是正確的。 側(cè)收縮系數(shù) ε 計(jì)算公式： ε =[ζ k+(n1)ζ 0] H0/nb 根據(jù)閘墩形狀系數(shù) ζ 0表以及邊墩墩頭形狀圖查得 ζ k=，ζ 0= （假設(shè) hs/ H0＜ ） 則側(cè)收縮系數(shù) ε = [+(51) ] H0/5 10= H0 假設(shè)堰為自由出流，即 ? s=， 則 Hd=H0 =(Q/? sε mnb√ 2g)2/3 = [3340/（ H0） 5 10 ] 2/3 =（ ） 2/3 經(jīng)過試算得 Hd =10m ⑵ .堰頂高程 = 上游堰高： P = = m P/ Hd = =＞ 故溢流壩屬 WES 高堰，與假設(shè)相符，所采用的流量系數(shù)值是正確的。 H0=(Q/? sε mnb√ 2g)2/3 Hmax ：校核洪水位時(shí)的堰上水頭。 上游設(shè)計(jì)洪水位 ，相應(yīng)下游水位為 。 中間閘墩頭采用流線形，邊墩采用圓弧形。本水利樞紐位于峽谷地區(qū)，排洪通常為山洪，通過調(diào)洪演算及《閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》，取 b=10m。 經(jīng)過分析本工程地質(zhì)巖性，選擇 q=70m3/(s m)；特別堅(jiān)硬完整的巖石取 q=100~150m3/(s 對(duì)一般軟弱的巖石，常取 q=25~50m3/(s Q 溢 ： 取的是校核洪水位泄洪量。 ɑ ：安全系數(shù)。 2. 孔口尺寸 ⑴ . 下泄流量的確定 Q 溢 = Q 總 ɑQ0 = 3340 m3/s Q 總 ：通過調(diào)洪演算的樞紐總的下泄流量（壩頂溢流、泄水孔及其他建筑物下泄流量的總合）。此型式提高調(diào)洪能力，但超泄能力不如壩頂溢流，也不利于排泄漂浮物。 ⑵ . 大孔口溢流式 此型式的溢流孔上部設(shè)置 胸墻，堰頂較低。 設(shè)閘門時(shí)，其閘門頂略高于正常蓄水位，堰頂高程較低，可以調(diào)節(jié)水庫水位和下泄流量，減少淹沒損失和非溢流壩的工程量。不設(shè)閘門的堰頂高程就是水庫的正常蓄水位，泄洪時(shí)，庫水位壅高，淹沒損失大，非溢流壩壩頂高程也要相應(yīng)提高。 三 . 溢流壩的剖面設(shè)計(jì) ㈠ . 孔口設(shè)計(jì) 1. 孔口型式選 擇 溢流壩孔口型式有壩頂溢流式和設(shè)有胸墻的大孔口溢流式。 167《水利學(xué)》大專教材第十章第四節(jié)。 325《水工建筑物》高職高專教材第一章第六節(jié)； 中國水利水電出版社出版，書號(hào)為： ISBN7801245202/TV 第二節(jié) 溢流重力壩設(shè)計(jì) 一 . 概述 溢流重力壩既是擋水建筑物，又是泄水建筑物，它主要承擔(dān)泄洪保壩、輸水供水、排沙、放空水庫、施工導(dǎo)流等任務(wù)。 ㈢ . 防滲處理 壩基及兩岸的防滲采用帷幕灌漿。 灌漿孔采用梅花形排列，孔距為 4m，孔深 8m。 ㈡ . 壩基固結(jié)灌漿 壩基固結(jié)灌漿范圍視壩基地質(zhì)條件、巖石破碎程度及壩基受力情況而定。 八、地基處理 ㈠ . 壩基開挖 在實(shí)用斷面設(shè)計(jì)中以根據(jù)地形地質(zhì)情況確定壩基面高程為 170m高程處。管距一般為 3m。 3. 水平縫 用薄層澆筑法，層厚為 3m?？v縫必須在水庫蓄水前，混凝土充分冷卻收縮的條件下進(jìn)行灌漿，使壩成為整體。設(shè)帶爬梯的檢查井，截面為 ，井內(nèi)設(shè)休息臺(tái)，并與檢查廊道相通。 瀝青井采用方形，尺寸為 20cm~。設(shè)置防滲瀝青井，第二道止水片采用橡膠片，兩端插入深度 25cm，下部深入基巖 50cm，上部深到最高水位以上?？p內(nèi)用有伸縮性的瀝青瑪 碲 脂填充。 ⑵ .縫寬 橫縫的寬度保證壩段在氣溫變化和地基不均勻沉陷時(shí)能夠自由變形。 ⑴ .縫距 取決于氣候條件、地形、地質(zhì)特點(diǎn)、壩高度、施工條件等因素。其作用是減小溫度應(yīng)力， 適應(yīng)地基不均勻變形和滿足施工要求。 壩頂兩側(cè)設(shè)人行道，人行道高出壩頂路面 20cm。 3. 道路 壩頂?shù)缆钒唇煌ㄒ箐佋O(shè)。墻身高度 ，做二四墻。 七 . 細(xì)部構(gòu)造 ㈠ .壩頂構(gòu)造 1. 防浪墻 壩頂上游設(shè)置防浪墻。此處，結(jié)構(gòu)功能的極限值 C=0 r0 ψ S( ) ＜ 1/ rd R( )= [ (） /] （ 1+） =(kPa) = MPa 1/ rd R( ) ＜ 1/ rd R( )= [（ 6 ） /] （ 1+） =(kPa) = 1/ rd R( m） 偶然組合： ∑ W=269 ， ∑ M==（ KN 上游面 ? yˊ ＞ 0，下游面 ? y〞 在計(jì)入或不計(jì)入揚(yáng)壓力時(shí)，均遠(yuǎn)小于壩基的容許壓應(yīng)力。 m） 。） 考慮揚(yáng)壓力時(shí)， ∑ W=305 ， ∑ M==（ KN 294《水工建筑物》中專教材第一章第四節(jié)；黃河水利出版社出版，書號(hào)為： ISBN780621710X/TV ) 即 偶然組合時(shí)，也滿足設(shè)計(jì)要求 。 )=1/ rd （ f R?∑ W+ ? R?A) =( + )/ =234 （ kN） r0 ψ S( )= ∑ P 2. 特殊荷載組合 （校核洪水位情況） 的抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算： 方法 1 ： ∑ W ==269 （ kN） ∑ P ==146 （ kN） K =f ∑ W/ ∑ P= ＞ 方法 2 ： 取 偶然 狀況對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)系數(shù)ψ =， rd = r0 ψ S( )： 作用效應(yīng)函數(shù)和結(jié)構(gòu)及構(gòu)件抗力函數(shù)。 S( )＜ 1/ rd R( )= = 122 （ kN）