【正文】 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，鉆孔和灌漿常在壩體內(nèi)特設(shè)的廊道內(nèi)進(jìn)行，靠?；瘜W(xué)灌漿可灌性好，抗?jié)B性強(qiáng)，但較昂貴，且污染地下水質(zhì)。二、帷幕與排水（一）帷幕灌漿的目的 降低壩底的滲透壓力，減少繞壩滲漏，防止壩基內(nèi)產(chǎn)生滲透破壞，使帷幕后的壩基面滲透壓力降至允許值以內(nèi)。 低級鋸齒狀開挖與淺齒墻 地基分級臺(tái)階狀開挖(三）壩基清理基巖開挖后，在澆灌混凝土前，需要進(jìn)行徹底的清理和沖洗，包括：清除松動(dòng)的巖塊，打掉突出的尖角。平行于壩軸線方向應(yīng)盡量開挖成足夠?qū)挾龋ㄒ话銥閴味伍L的30%～50%）的分級平臺(tái)，以利于壩的側(cè)向穩(wěn)定。壩高超過100m 時(shí)，可建在新鮮、微風(fēng)化或弱風(fēng)化下部的基巖上。一、地基開挖（一）開挖原則地基開挖與清理的目的是使壩體坐落在穩(wěn)定、堅(jiān)固的地基上。排水溝采用無沙混凝土管。 （二）壩體排水。左右岸各有一個(gè)出口。 （二）壩體廊道自基礎(chǔ)廊道沿壩高每隔30m設(shè)置一層廊道，共設(shè)兩層。對于設(shè)在溢流孔中間的橫縫、非溢流壩段下游最高水位以下的縫間和橫越橫縫的廊道及空洞周邊均需設(shè)止水片。中低壩的止水可適當(dāng)簡化，中壩第一道止水片尾紫銅片，第二道止水片可采用塑料或橡膠止水片。（二）止水止水與壩的級別和高度有關(guān)?！? m，～ m，同一壩段相鄰澆筑塊水平施工縫的高程應(yīng)錯(cuò)開。本設(shè)計(jì)取15 m?？v縫與壩面應(yīng)垂直相交，避免澆筑塊有尖角。2. 縱縫一般為了適應(yīng)混凝土澆注能力和減小施工期溫度能力，常用平行于壩軸線方向的縱縫把一個(gè)壩段分成幾塊澆注。間距為15～20 m，一般取15 m，縫寬取2 cm，內(nèi)設(shè)止水。二、分縫與止水（一）分縫分縫的目的：為了防止壩體因溫度變化和地基不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫，滿足混凝土的澆注能力和溫度控制的需要，將壩體分縫。 閘墩平面圖 溢流壩壩頂布置 （三）導(dǎo)水墻布置 邊墩向下游延伸成導(dǎo)水墻，由于消能方式采用了挑流消能，故將導(dǎo)水墻向下延伸至挑流鼻坎末端。初擬墩長28m。寬取1m。縫設(shè)在溢流孔跨中，閘墩為整體墩。與檢修閘門凈距2m。 檢修閘門選用平面閘門，位于堰頂最高處，采用門式啟閉機(jī)啟閉，門高10m。壩頂公路寬7m，并高出壩頂路面20cm。壩頂路面采用混凝土路面，向兩側(cè)傾斜，坡度為2176。 第五章 重力壩細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)一、壩頂構(gòu)造 （一）非溢流壩 在壩頂上游側(cè)設(shè)置防浪墻，采用與壩體連成整體的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚度為30c m，在壩體的橫縫處留伸縮縫，并設(shè)置止水。（3） 各工況下計(jì)算成果見以下各表 荷載符號(hào)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN）↓↑→←自重W靜水壓力PH1PV1PH2揚(yáng)壓力U1U2U3U4浪壓力Pl小計(jì)合計(jì) 荷載符號(hào)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN）↓↑→←自重W靜水壓力PH1PV1PH2揚(yáng)壓力U12646U21764U3U4小計(jì)合計(jì)荷載符號(hào)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN）↓↑→←自重W靜水壓力PH1PV1PH2揚(yáng)壓力U1U2U3U4小計(jì)合計(jì)五、穩(wěn)定分析 （一）抗剪強(qiáng)度 ks = f（SWU）/ SP , f=SW ——接觸面上的總鉛直力，kNSP ——接觸面上總的水平力，kN；荷載組合壩的級別荷載組合壩的級別1313k s基本組合特殊組合（1） 特殊組合（2）ks 39。 溢流壩面積圖所以單位長度的自重為W=24=。 m，l=+= m， m， m。 挑距計(jì)算簡圖 （七）溢流壩剖面的確定 溢流重力壩剖面要與其臨近的非溢流重力壩的基本剖面相適應(yīng)，為了節(jié)省工程量但不影響泄流能力，將堰頂凸向上游， m。取а=。4. ()式中：—水舌挑距，m；—坎頂水面流速，按鼻坎處平均流速V 倍計(jì)，即V1 = = m；—坎頂垂直方向水深，h1=h/ cosθ =cos250= m； —坎頂至河床面高差，h2== m。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)此取θ = 2. 反弧挑角的選定挑坎挑角愈大(450 以內(nèi))，挑射距離愈遠(yuǎn)，但此時(shí)水舌落入下游水墊的入射角較大，沖刷坑也就愈深?？紤]到經(jīng)濟(jì)和施工方便等因素采用連續(xù)式鼻坎。連續(xù)式鼻坎結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，易于避免發(fā)生空蝕破壞，水流霧化輕，鼻坎上水流平順，且挑距較遠(yuǎn)，應(yīng)用廣泛。直線段與下游曲線相切的切點(diǎn)，由下游曲線方程求導(dǎo)得：=y′，Hd=15 m， 令y′=k=1/，設(shè)此銜接點(diǎn)為B點(diǎn)，解得XB= m，YB= m (五）反弧段圓心的確定畫一條平行于直線段且相距為R的直線，另畫一條高于挑坎坎頂Rcosθ的水平線，兩直線的相交點(diǎn)即為圓心。根據(jù)《水力計(jì)算手冊》鼻坎處斷面平均流速v 可按下式計(jì)算： () () ()因?yàn)镼 = Av = Bhv ，所以坎頂平均水深 ()式中：——鼻坎出口斷面的流速， m/s；——流速系數(shù)；——流能比；——單寬流量，——設(shè)計(jì)洪水位至坎頂高程之差，H= m；——上游水位至坎頂高程之差，S1== m；——校核洪水時(shí)溢流壩下泄流量，Q= m3/s——鼻坎處水面寬度，B=L02t=587=51 m；鼻坎坎頂高程應(yīng)高出下游水位，一般以1~2米為宜， m。根據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：對于挑流消能，R=(4~10)h，h 為校核洪水閘門全開時(shí)反弧段最低點(diǎn)處的水深。5. 最終確定消能型式分析比較以上消能工的優(yōu)缺點(diǎn)，考慮到本次設(shè)計(jì)的重力壩屬于高壩，下游地質(zhì)條件比較好的情況，決定選用挑流消能。消力戽的優(yōu)點(diǎn)是：工程量較底流消能??；沖刷坑比挑流消能淺；不存在霧化問題。戽內(nèi)、外水流的旋滾可以消耗大量能量，因高速水流桃到表面，減輕了對河床的沖刷。面流消能雖不需要做護(hù)坦，但因?yàn)楦咚偎髟诒砻?，并伴隨著強(qiáng)烈的波動(dòng)，流態(tài)復(fù)雜，使下游在很長距離內(nèi)水流不平穩(wěn)，可能影響電站的運(yùn)行和下游航運(yùn)，且宜沖刷兩岸，因此也須采取一定的防護(hù)措施。3. 面流式消能面流消能是在溢流壩下游面設(shè)低于下游水位、挑角不大的鼻坎，將主流挑至水面，在主流下面形成旋滾，其流速低于表面，且旋滾水體的底部流動(dòng)方向指向壩址，并使主流沿下游水面逐步擴(kuò)散，減小對河床的沖刷，達(dá)到消能防沖的目的。底流消能具有流態(tài)穩(wěn)定，消能效果好，不宜排漂或排冰。挑流消能的工程量小、投資省,結(jié)構(gòu)簡單、一般適用于巖基比較堅(jiān)固的高壩或中壩。其特點(diǎn)與適用性分述入下。（九）閘門高度 門高=正常高水位堰頂高程+超高（） () =+=三、溢流壩剖面設(shè)計(jì)（一）頂部曲線段確定 頂部曲線上游段由三圓弧確定：定型設(shè)計(jì)水頭Hd=15m Hd= m，R 1 == m Hd= m， R 2== 3 m= m ， R 3== m 頂部曲線下游段由公式X = y確定，坐標(biāo)原點(diǎn)在堰頂。Hd/Hmax最大（m） 2. =＞ 所以假定成立。 即Hd=（75%95%）=，本設(shè)計(jì)取為15m。 堰頂高程H==校核情況：第一次擬定ξ=，代入①式的H0=，再代入②式得ξ= 第一次擬定ξ=，代入①式的H0=，再代入②式得ξ=所以設(shè)計(jì)情況取ξ=，H0=。設(shè)計(jì)情況：Q溢=Q總αQ0 α=Q溢== m3/s取溢流壩凈寬45m，（不包括閘墩厚度）q= Q溢 / l =（）校核情況：Q溢=Q總αQ0 α=Q溢== m3/sq= Q溢 / l =（）每孔寬b取為b=15m，則孔口數(shù)N=L/B=45/15=3（五）溢流壩段總長度的確定 初擬中墩厚3m，則總長L0=Nb+（N1）d+2t () L0=3 15+（31）3+2=58m（六）計(jì)算堰頂水頭H0采用開敞式溢流孔口，則 Q溢= () 式中：m流量系數(shù)（與堰頂形式有關(guān)） ξ閘墩側(cè)收縮系數(shù)（與墩頭形式有關(guān)）經(jīng)驗(yàn)公式： () 式中：—溢流孔數(shù)；—每孔寬度，m；kp—閘墩系數(shù)，；ka—邊墩系數(shù)。則Q0=338+30+4+2=（4） 單寬流量的確定通過溢流孔的下泄流量按式（）計(jì)算。（二）中孔出流（自由出流，短管） () 淹沒出流管道系統(tǒng)流量系數(shù) () = m2 ∑ξ=+=，=（1/）（d/4）1/6= 1/2/s λ=8g/c2=8 中孔中心線高于壩基面50m。（一）擬定孔口流量根據(jù)本設(shè)計(jì)灌溉要求擬定灌溉流量30 m3/s。根據(jù)基本資料可知，設(shè)計(jì)情況下， m3/s； m3/s。該設(shè)計(jì)上游段曲線采用三圓弧型曲線。首先繪出壩頂部的曲線，取堰頂部最高點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。本工程選用WES 曲線。其上游面為折線面，其起坡點(diǎn)的高度和坡率與非溢流壩的保持一致，即取上游的坡率為N=。其上游面為折線面，其起坡點(diǎn)的高度和坡率與非溢流壩的保持一致，即取上游的坡率為N=。二、溢流壩體型設(shè)計(jì)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. 體形簡單，造價(jià)低，便于施工。重力壩的泄水主要方式有開敞式和孔口式溢流，開敞溢流式的堰除了有較好的調(diào)節(jié)性能外,還便于設(shè)計(jì)和施工,同時(shí)這種形式的堰在我國應(yīng)用廣泛，有很多的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。(2)壩體邊緣應(yīng)力計(jì)算 （） （） （） （） （） （） （） （）式中： n—上游壩坡坡率 m—下游壩坡坡率 當(dāng)無泥沙壓力和地震動(dòng)水壓力時(shí)，Pu=Puu， Pd=Pud，所以=0，=01)正常蓄水位σyu= kPa σyd= kPa 上游水深： m 下游水深： m = kPa 重力作用下靜水壓強(qiáng)P=P0+rh P0 表面壓強(qiáng)kPa Pu=+= Pd=+=剪應(yīng)力：iu=( Puσyu)n=() = id=(σyd Pd) m=（）= 水平正應(yīng)力：σxu= Pu iun=+= σxd= Pd+ id m=+= 主應(yīng)力：σ1u=（1+n2)