【正文】 水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水單輔助曲線計(jì)算表)堰頂高程1462m,堰寬為84m，孔口尺寸1215，7孔；。 單輔助曲線計(jì)算表水位Z(M)庫(kù)容v（億m3）堰上庫(kù)容1461 1462 1463 1464 1465 1466 1467 1468 1469 1470 1471 1472 1473 1474 1475 1476 1477 1478 1479 1480 利用上表中第(5)、(7)。方案一：計(jì)算中V取溢洪道堰頂以上庫(kù)容，計(jì)算時(shí)段取△t=2h。（a)由洪水資料獲得入庫(kù)洪水量；（b)時(shí)段平均入庫(kù)流量：由前、后時(shí)的入庫(kù)洪水量取平均值得到；（c)下泄水量：由水庫(kù)水位確定(水庫(kù)水位未知)；（d)時(shí)段平均下泄流量：由前、后時(shí)的下泄流量取平均值得到；（e)時(shí)段內(nèi)水庫(kù)水量變化：由“時(shí)段平均入庫(kù)流量”“時(shí)段平均下泄流量”3600得到；（f)水庫(kù)存水量：與水庫(kù)水位有關(guān)(水庫(kù)水位未知)。(c)本次調(diào)洪計(jì)算采用《水能規(guī)劃》書(shū)中介紹的列表試算法計(jì)算，依據(jù)書(shū)中所給的水庫(kù)洪水調(diào)節(jié)原理，采用水量平衡方程式式中：Q1，Q2——分別為計(jì)算時(shí)段初、末的入庫(kù)流量（）；——計(jì)算時(shí)段中的平均入庫(kù)流量（m3/s），它等于(Q1+Q2)/2；q1,q2——分別為計(jì)算時(shí)段初、末的下瀉流量（m3/s）；——計(jì)算時(shí)段中的平均下瀉流量（m3/s），即= (q1+q2)/2；V1，V2——分別為計(jì)算時(shí)段初、末的水庫(kù)的蓄水量（m3）；——為V2和V1之差；——計(jì)算時(shí)段，一般取1～6小時(shí)，需化為秒數(shù)。(a)根據(jù)庫(kù)容曲線ZV，以及用水力學(xué)公式計(jì)算QZ關(guān)系式中：q——過(guò)堰流量，單位為；B——過(guò)水?dāng)嗝鎸挾?，單位為m；m——堰的流量系數(shù)；——局部水頭損失系數(shù)；——堰頂全水頭，單位為m。高)，即寬m，高m根據(jù)庫(kù)容曲線ZV，以及用水力學(xué)公式計(jì)算QZ關(guān)系 采用開(kāi)敞式溢流時(shí)，利用下式計(jì)算 式中：——溢流流量，單位為；——為閘孔數(shù)；——過(guò)水?dāng)嗝鎸挾?，單位為m；m——堰的流量系數(shù)，；——側(cè)收縮系數(shù)，根據(jù)閘墩厚度及墩頭形狀而定，在（~）中取值，；——堰頂全水頭，單位為m。洪演算方案擬定如下，共有三個(gè)方案。在灌漿廊道設(shè)置一排帷幕灌漿孔，孔距3m，： 帷幕灌漿示意圖對(duì)于規(guī)模較小或較淺的斷層和破碎帶，采用局部掏空，再用混凝土回填的方法處理；對(duì)于規(guī)模較大或較深的斷層和破碎帶，將采用刻槽回填混凝土塞的辦法處理。帷幕灌漿必須在澆筑到一定的厚度的壩體混凝土后施工，灌漿壓力一般應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定，通常在帷幕表層段不宜小于1～，在孔底段不宜小于2～3倍壩前靜水頭，但應(yīng)以不破壞巖體為原則。防滲帷幕的厚度應(yīng)當(dāng)滿足抗?jié)B穩(wěn)定的要求，即帷幕內(nèi)的滲流坡降不應(yīng)超過(guò)規(guī)定的容許值。防滲帷幕的深度根據(jù)作用水頭和基巖的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況確定。平洞還可以起到排水的作用，有利于岸坡的穩(wěn)定。防滲帷幕布置于靠近上游面壩軸線附近，自河床向兩岸延伸。帷幕灌漿的目的是：降低壩底滲流壓力，防治壩基內(nèi)產(chǎn)生機(jī)械或化學(xué)管涌，減少壩基滲流量。根據(jù)本工程的特點(diǎn)，在壩基和消力池底板基巖均作固結(jié)灌漿，孔深5—8m，孔距4m，排距4m，呈梅花形布置，局部斷層交匯帶、壩踵、壩址附近適當(dāng)加密、加深固結(jié)孔。固結(jié)灌漿孔一般布置在應(yīng)力較大的壩踵和壩址附近，以及節(jié)理裂隙發(fā)育和破碎帶范圍內(nèi)。還必須注意，開(kāi)挖爆破不能損害設(shè)計(jì)開(kāi)挖線以下基巖的質(zhì)量；當(dāng)基巖為易風(fēng)化的巖石，如頁(yè)巖、粘性巖等時(shí)，～，待混凝土澆筑時(shí)才隨挖隨澆。臺(tái)階應(yīng)避免開(kāi)挖成銳角或高差甚大的陡坡，以免壩體發(fā)生集中應(yīng)力或使壩體混凝土與基巖不能緊密結(jié)合。壩高超過(guò)100m時(shí)，可建在新鮮、微風(fēng)化或弱風(fēng)化下部基巖上。DL 5108—1999《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》要求：混凝土重力壩的建基面應(yīng)根據(jù)巖體物理性質(zhì)，大壩穩(wěn)定性，巖基應(yīng)力，地基變形和穩(wěn)定性，上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基的要求，地基加固處理效果及施工工藝、工期和費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件比較確定。地基處理的主要任務(wù)是：防滲；提高基巖的強(qiáng)度和整體性。6 重力壩的地基處理修建在巖基上的重力壩，其壩址由于經(jīng)受長(zhǎng)期的地質(zhì)作用，一般都有風(fēng)化、節(jié)理、裂隙等缺陷，有時(shí)還有斷層、破碎帶和軟弱夾層，所以這些都需要采取適當(dāng)?shù)挠嗅槍?duì)性的工程措施，以滿足建壩要求。滲入排水管的水可匯集到下層縱向廊道，沿集水溝或集水管匯入集水井，再排向下游，排水溝斷面常用20cm20cm，底坡3‰。排水管下部應(yīng)通至縱向排水廊道，上部應(yīng)通至上層廊道或壩頂（或溢流面以下），以便于檢修。根據(jù)本工程的特點(diǎn)，灌漿廊道采用城門(mén)洞形，距上游面10m。灌漿廊道兼有排水作用，需要在其上游側(cè)設(shè)排水溝﹑下游側(cè)設(shè)壩基排水孔幕及揚(yáng)壓力觀測(cè)孔，并在靠近廊道的最低處設(shè)置集水井，匯集從壩基和壩體的滲水，然后，經(jīng)橫向排水管自流或者由水泵抽水排至下游壩外。為此，～、且不小于4～5m處設(shè)置灌漿廊道。注意：Ⅰ區(qū)主控制因素為抗控，同時(shí)滿足強(qiáng)度、低熱要求；Ⅱ區(qū)主控制因素為抗凍，滿足強(qiáng)度、抗?jié)B、抗侵蝕、低熱要求；Ⅲ區(qū)主控制因素為強(qiáng)度、抗?jié)B，同時(shí)滿足抗凍、抗侵蝕、低熱要求；Ⅳ區(qū)主控制因素為強(qiáng)度、低熱，同時(shí)滿足抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕要求；Ⅴ區(qū)主控制因素為強(qiáng)度、低熱，同時(shí)滿足抗?jié)B、抗凍要求；Ⅵ區(qū)主控制因素為強(qiáng)度、抗凍、抗沖刷、抗侵蝕，同時(shí)滿足低熱要求。Ⅴ 壩體內(nèi)部混凝土。Ⅲ 上下游最低水位以下的壩體表層混凝土。為了節(jié)約與合理使用水泥，通常將壩體不同部位和不同工作條件分區(qū)，采用不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，： 壩體混凝土分區(qū)示意圖Ⅰ 上下游水位以上壩體表層混凝土。排水孔略向下游傾斜，排水孔距取3m，孔徑取20cm，孔深10m。（2）基礎(chǔ)排水基礎(chǔ)排水系統(tǒng)包括排水孔幕和基面排水。為了減小滲水的有害影響，還要設(shè)置相應(yīng)的排水系統(tǒng)，將壩體和壩基的滲水由排水管排入廊道，再由廊道匯入集水井，自流或用抽水機(jī)排到下游。井內(nèi)設(shè)加熱設(shè)備，在井底設(shè)瀝青排出管，以便于排出老化的瀝青。瀝青井呈方形或圓形，本次設(shè)計(jì)取內(nèi)徑為20cm的圓形，井底應(yīng)該伸入到基巖約30～50cm，取50cm。塑料止水帶、橡膠止水帶應(yīng)視工作水頭、氣候條件、所在部位和便于施工等因素選用合適的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，一般可應(yīng)用于較低水頭的上游面止水、最高尾水位以下的橫縫下游面止水和廊道止水。第一道止水至上游面的距離應(yīng)有利于改善該部位的應(yīng)力，一般為1～2m，縫間貼瀝青油氈。根據(jù)DL5108—1999《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：對(duì)高壩，應(yīng)采用兩道金屬止水片，中間設(shè)瀝青井；對(duì)中、低壩可以適當(dāng)簡(jiǎn)化。上層混凝土澆筑前，必須用風(fēng)水槍或者壓力水沖洗施工縫面上的浮渣灰塵和水泥乳膜，使表面成為干凈的麻面，再均勻鋪一層2～3cm厚的水泥砂漿，然后澆筑。上、下層之間常間歇3～7d。根據(jù)SL3142004《碾壓混凝土壩設(shè)計(jì)規(guī)范》，碾壓混凝土重力壩不宜設(shè)置縱縫，在這里不設(shè)置縱縫。設(shè)置縱縫時(shí)應(yīng)注意施工期和蓄水以后上游面產(chǎn)生深層裂縫，縱縫過(guò)多，不僅增加縫面處理的工作量，還會(huì)削弱壩的整體性?？v縫按其布置型式可以分為：鉛直縱縫﹑斜縫和錯(cuò)縫3種。橫縫分為永久性橫縫和臨時(shí)性橫縫，永久性橫縫常做成豎直平面，不設(shè)鍵槽，縫內(nèi)不灌漿，以使各壩段獨(dú)立工作；臨時(shí)性橫縫的縫面應(yīng)設(shè)置鍵槽和灌漿系統(tǒng)。 壩頂結(jié)構(gòu)圖為了減少溫度應(yīng)力，適應(yīng)地基的不均勻變形和滿足施工要求，根據(jù)地基特性、河谷地形、溫度變化、結(jié)構(gòu)布置和澆筑能力等，將壩體垂直壩軸線分成若干個(gè)獨(dú)立的壩段，即橫縫。壩頂采用混凝土路面，向兩側(cè)傾斜，坡度為2%，兩邊設(shè)有排水道，匯集路面的雨水，并排入水庫(kù)中。壩頂上的橋梁可采用裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，橋下應(yīng)有足夠的凈空。壩頂下游側(cè)應(yīng)設(shè)置欄桿。計(jì)算得t=。（2）水舌外沿入水點(diǎn)至沖坑最深點(diǎn)的水平距離。 其中 式中 V——挑坎出口斷面的流速，m/s。泄水建筑物泄放的高速水流為挑坎所引導(dǎo)，將水流先拋射到空中，水流在空中參入大量空氣形成逐漸擴(kuò)散的水舌，然后在距壩址較遠(yuǎn)處落入下游水墊中；水舌在水墊中繼續(xù)擴(kuò)散，并在主流前后中形成兩個(gè)大旋流，同時(shí)消散大部分動(dòng)能；當(dāng)擴(kuò)散水舌的沖刷能力大于河床抗沖能力時(shí)，河床變形，形成沖刷坑，直到水流的沖刷能力小于河床抗沖刷能力時(shí)，沖刷坑才保持穩(wěn)定形態(tài)。聯(lián)合消能應(yīng)經(jīng)水工模型試驗(yàn)驗(yàn)證。消力戽消能適用于尾水較深且下游河床和兩岸有一定抗沖能力的河道。底流消能適用于中、低壩或基巖較軟弱的河道；高壩采用底流消能需經(jīng)論證，但不宜用于排漂和排冰。挑流消能適用于堅(jiān)硬巖石上的高、中壩，低壩需經(jīng)論證才能選用。消能工的設(shè)計(jì)原則是：（1）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，以及水流和空氣的摩擦上；（2）不產(chǎn)生危及壩體安全的河床或岸坡的局部沖刷；（3）下泄水流平穩(wěn)，不影響樞紐中其他建筑物的正常運(yùn)行；（4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠；（5）工程量小。由溢流壩下泄的水流有巨大的能量，必須妥善進(jìn)行處理，否則勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致下游河床被嚴(yán)重沖刷，甚至造成岸坡坍塌和大壩失事。由計(jì)算所得出的和，取最大值即為溢流壩段與非溢流壩段之間的邊墻高度。（1）首先計(jì)算自然摻氣開(kāi)始發(fā)生點(diǎn)(即臨界點(diǎn))的位置 (m) 或 (m)式中：為單位寬度流量()（2）采用不摻氣水深按下式計(jì)算摻氣水深式中: —不計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深(m)—計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深(m)—為不計(jì)入波動(dòng)及摻氣的計(jì)算斷面上平均流速(m/s)—為修正系數(shù)。（5）計(jì)算單寬流量： 式中：為堰上水頭；為流量系數(shù)， （6）采用試算法推求勢(shì)流水深（7）正交于壩面的水深為： 得最大的h=。（2）求直線段長(zhǎng)度： 從切點(diǎn)到直線上任意點(diǎn)的距離為：其中：為切點(diǎn)坐標(biāo)，為直線段壩面與水平方向的夾角。 閘孔中心線水面線坐標(biāo)表1101。對(duì)于非直線段，宜適當(dāng)增加。溢流壩體形設(shè)計(jì)具體計(jì)算過(guò)程及結(jié)果詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)。大壩流速系數(shù)，用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：Z上下游水位差計(jì)算收縮斷面水深，可按伯努利方程計(jì)算：行進(jìn)流速很小可忽略不計(jì)，即為校核洪水位對(duì)應(yīng)的壩前水深。求校核洪水閘門(mén)全開(kāi)時(shí)反弧段最低點(diǎn)處的水深h單寬流量：式中：—上游面坡度影響修正系數(shù)，在這里上游面豎直，；—側(cè)收縮系數(shù)，與邊墩及閘墩頭部的型式﹑堰孔的數(shù)目﹑堰孔的尺寸以及全水頭有關(guān)，可按下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，式中為堰孔的數(shù)目； 為堰頂全水頭；為邊墩形狀系數(shù)；為閘墩形狀系數(shù)；。當(dāng)采用底流消能，反弧段與護(hù)坦相連時(shí)，宜采用上限值。反弧處流速愈大，要求反弧半徑愈大。溢流壩面反弧段是使溢流面下泄水流平順轉(zhuǎn)向的工程設(shè)施，通常采用圓弧曲線，反弧半徑應(yīng)結(jié)合下游消能設(shè)施來(lái)確定。上游面采用三圓弧連接，其半徑分別為： 下游面采用冪曲線，根據(jù)上面的方程可以得到簡(jiǎn)化方程：擬定出WES曲線函數(shù)表達(dá)式，在上面取一些點(diǎn)，進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算，即可得出WES曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)，從而可得到WES曲線。WES型溢流堰頂部曲線以堰頂為界分為上游段和下游段兩部分，上游段采用三圓弧曲線；當(dāng)上游面垂直時(shí)，下游段曲線采用下面的方程計(jì)算：式中：為定型設(shè)計(jì)水頭，一般為校核洪水位時(shí)堰上水頭的75%～95%，坐標(biāo)原點(diǎn)為堰頂。頂部曲線的型式很多，常用的有克奧曲線和WES曲線。設(shè)計(jì)要求：（1）有較高的流量系數(shù)，泄流能力大；（2）水流平順，不產(chǎn)生不利的負(fù)壓和空蝕破壞；（3）體型簡(jiǎn)單，造價(jià)低，便于施工等。溢流面由頂部的曲線段、中間的直線段和底部的反弧段三部分組成。5個(gè)表孔布置于河床中間壩段，孔口單凈寬16m，,，則溢流壩段總長(zhǎng)96m。進(jìn)水口高程低，工作水頭大，對(duì)閘門(mén)及其啟閉設(shè)備要求就高，也就是說(shuō)泄水孔的進(jìn)水口設(shè)計(jì)要考慮國(guó)內(nèi)閘門(mén)與啟閉機(jī)的制造水平。泄水孔進(jìn)口高程選擇主要按泄水孔所擔(dān)負(fù)的功能和水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用要求來(lái)確定。溢流壩為滿足泄洪要求，可以選擇不同的溢流堰頂高程。加大過(guò)壩單寬流量縮短泄流前沿長(zhǎng)度的方法，有可能簡(jiǎn)化樞紐布置、降低工程造價(jià)，但要慎重考慮下游泄流能力和抗沖的承載能力。對(duì)于寬闊河道，泄水建筑物應(yīng)布置在河道主河槽，以利于順暢泄流、水流消能、下泄水流歸槽與下游水流妥善銜接以及減少土石方開(kāi)挖。 計(jì)揚(yáng)壓力邊緣應(yīng)力計(jì)算結(jié)果表　正常工況（kPa）設(shè)計(jì)工況（kPa）校核工況（kPa），未出現(xiàn)拉應(yīng)力的情況。 （5）第二主應(yīng)力,。（3）水平正應(yīng)力,。（2）剪應(yīng)力。式中：—作用于計(jì)算截面以上全部荷載的鉛直分力的總和，kN；—作用于計(jì)算截面以上全部荷載對(duì)壩基截面垂直水流流向形心軸的力矩總和