【正文】 壩連在一起右邊壩段、 11 個中壩段、靠近左側(cè)廠房的左邊壩段，各壩段長分別為：右邊壩段長 12m，中壩段長 21m， 左邊壩段長 ，總溢流壩段長 ，共 13 個壩段。 荷載組合： 自重 +靜水壓力 +弧門啟閉力 +揚壓力 +淤沙壓力 +浪壓力 +上游靜止土壓力 +下游靜止土壓力 +上游土重 +下游土重 +上游水重 +下游水重 壩基巖石與接頭混凝土接觸面抗滑穩(wěn)定采用抗剪斷強度同非溢流壩。 計算工況為： ① 基本組合 (正常蓄水位情況 ) 上游正常蓄水位 54m，下游無水。 各壩段間設(shè)永久分縫，壩體上游迎水縫面均設(shè)一道銅止水，止水離縫面 ，下游設(shè)一道斜止水，止水距下游混凝土結(jié)構(gòu)表面 ，上游止水至壩頂，下游止水高出相應(yīng)的校核洪水位 1m。 接頭采用強度等級為齡期 28 天 C20 的混凝土，抗?jié)B標號為 W6，抗凍標號 F50。接頭外裹頭土壩填土性狀同土壩部分。 30o圓錐裹頭后， 54m高程以上坡度漸變與壩軸線相交，每隔 15o 圓錐 角處坡度分為： 1∶ 、 1∶ 、1∶ 、 1∶ ； 45m高程與 54m 高程間， 每隔 15o 圓錐角處坡度分為： 1∶ 、1∶ 、 1∶ 、 1∶ ； 45m 高程 以下以 1∶ 放坡同基礎(chǔ)相交。 插入式接頭外側(cè)下游面為圓錐形的土壩裹頭，坡比同土壩下游坡。接頭下游面從壩左 0+樁號至壩左 0+，下游坡比由 1∶ 1∶ ， 起坡點高程為 51m。再選取坡比最小、填土高度最高的 壩左 0+ 樁號 剖面驗算穩(wěn)定、應(yīng)力，最后確定接頭的合理坡比。插入重力式混凝土 接頭分 4 個壩段，從右至左壩段頂部長分別 20m、 20m、 20m、 15m，共 75m。從表中可見，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)和壩基面垂直應(yīng)力均滿足規(guī)范要求 。緩傾角節(jié)理面抗剪斷摩擦系數(shù) f’R=、抗剪斷粘聚力C’R=。 設(shè)計保守取 ① 組與 ② 組節(jié)理面組合，節(jié)理緩傾角 10?，節(jié)理發(fā)育深度為 15m，節(jié)理連通率為 50%計算混凝土重力壩體沿壩基緩傾角結(jié)構(gòu)面的穩(wěn)定、應(yīng)力。 緩傾角節(jié)理的線連通率為 30%～ 40%，面連通率為 45%；深槽右側(cè)地帶線連通率為 30%左右，面連通率 30%～ 35%；其他部位的連通率為 15%左右。W， NE∠ 10176。 208 (三 ) N60176。E， NW∠ 5176。 (二 ) N65176。W， SW∠ 5176。 荷載組合： 自重 +上、下游靜水壓力 +弧門啟閉力 +揚壓力 +淤沙壓力 +浪壓力 +壩頂橋上活荷載 +上、下游水重 ③ 因 壩址區(qū)存在緩傾角節(jié)理面，勘測統(tǒng)計出共分如下 3 組， (一 ) N35176。 計算工況為： ① 基本組合 (正常蓄水位情況 ) 上游正常蓄水位 54m，下游無水。 各壩段間設(shè)永久分縫，壩體上游迎水縫面均設(shè)一道銅止水，止水離縫面 ，下游設(shè)一道斜止水，止水距下游混凝土結(jié)構(gòu)表面 ，上游止水至壩頂，下游止水高出相應(yīng)的校核洪水位 1m。 壩體混凝土材料分區(qū)為：建基面上 ，上游 3m厚防滲體、廊道周邊 1m范圍、下游 28天 C20 的混凝土，抗?jié)B標號為 W6，抗凍標 號 F50。右岸非溢流壩從右至左 10 個壩段長分別為： 、15m、 20m、 20m、 15m、 15m、 20m、 20m、 20m、 12m。壩上游面鉛直，下游面坡度 1:，起坡點高程 。 土壩沉降計算 207 竣工后總沉降量按 1%壩高估算，土壩頂預(yù)留沉降超高 。由 土壩的壩坡穩(wěn)定計算公式采用簡化有效應(yīng)力法的瑞典圓弧法， 得出上下游各種工況的邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)如下表。 壩基土的指標，除滲透系數(shù)為 104cm/s～ 105cm/s，干容重和強度指標可采用填土值?？倧姸戎笜?Cu＝ 29kPa、 Φu=17176。左岸土壩下游壩腳不設(shè)棱體。最大壩高 。土壩壩 基為風化土，壩體內(nèi)部設(shè)有 2m厚 垂直中粗砂排水和 2m厚、寬 20m、間距 100m水平排水條帶以控制壩體的壩基滲流。坡面 45m高程以上護坡采用三層結(jié)構(gòu)，依次設(shè)有 、 厚碎石和土工織物。 左岸均質(zhì)土壩結(jié)構(gòu)設(shè)計 土壩壩頂高程 ，壩頂寬 6m，上游設(shè)高 防浪墻，下游設(shè)高 。 表 混凝土壩壩頂高程計算結(jié)果匯總表 正常蓄水位工況 校核洪水位工況 水位 (m) 54 高差Δ h 安全超高 hc(m) 波浪爬高 hz(m) 波高 h1%(m) h1%+hz+hc 計算壩頂防浪墻頂高程 (m) 表 土壩壩頂高程計算結(jié)果匯總表 設(shè)計洪水位工況 校核洪水位工況 水位 (m) 54 壩頂超高 Y 安全加高 A(m) 1 最大風壅水面高度 e(m) 最大波浪爬高 R1%(m) R1%+A+e 計算壩頂防浪墻頂高程 (m) 206 根據(jù)壩頂高程計算結(jié)果，結(jié)合壩頂結(jié)構(gòu)布置，在保證壩頂結(jié)構(gòu)不阻水的情況下，確定 混凝土壩壩頂高程 ，防浪墻頂高程 。 土壩壩頂高程 按《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》第 及附錄 A 中的 莆田試驗站公式 公式計算風浪波高、波長、最大風壅水面高度、最大波浪爬高?；炷翂螇雾敻叱虘?yīng)高于校核洪水位。 混凝土壩防浪墻頂高程 按《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》 (DL51081999)附錄二中的官廳水庫公式計算風浪波長、波高、波浪中心線至水庫靜水位的高度。 擋水壩的結(jié)構(gòu)設(shè)計 壩頂高程計算 水庫區(qū)的多年平均最大風速為 ，設(shè)計風速為 38m/s，校核風速為 23m/s，最大吹程 。電站尾水發(fā)電后匯入灌溉渠內(nèi) 。主廠房長，寬 ，機組間距 ，廠內(nèi)安裝 2 臺 1000kW貫流軸伸水輪發(fā)電機組，單機設(shè)計引用流量 ，額定水頭 15m，安裝間長 ，與主廠房同寬。壩后管道在距廠房機組中心線上游 Y 型分岔成 1 條灌溉管與 2 條發(fā)電引水管，引水灌溉管長 ，灌溉管末端設(shè)弧形閘門控制水流，發(fā)電引水管正交進入地面發(fā)電廠房。 低干渠渠首建筑物結(jié)合渠首電站進行布置。壩下管道為內(nèi)徑 5m 的鋼筋混凝土埋管，長 。進廠公路沿左岸擋水壩下游坡角布置，左端出口與上壩公路相連，右端與回車場相接，回車場布置在安裝間左側(cè) (高程 )，與開關(guān)站同高。下游副廠房布置在主機間下游側(cè)的尾水管頂板上。主機間尺寸為： (長 凈寬 高 )，安裝間位于主機間左側(cè)，其尺寸為：(長 凈寬 高 )，其地面高程同于發(fā)電機層。主廠 204 房順水流方向 長 ，主機間凈寬 。 溢流堰為 WES 實用堰。 中干渠進水口位于壩左0+，埋管穿過土壩基礎(chǔ)部位。 推薦方案的樞紐布置 推薦方案混凝土壩壩頂高程 ，土壩壩頂高程 ， 各壩段長由右岸至左岸依次為：右岸 10 個壩段，混凝土重力壩段長 ； 12 孔溢流壩段長 ；電站廠房壩段長 ；左岸 6 個壩段，混凝土 重力壩段長 ，其中廠房左側(cè)第六個壩段為低干渠壩段；左岸土壩和混凝土壩插入式接頭長 ，分 4 個壩段；左岸土壩段長 437m，壩頂高程 。 兩方案的施工導(dǎo)流條件、工程量和施工總進度基本相同，但因地形、地質(zhì)條件限制和 混凝土人工骨料場位于壩軸線下游 400m以下的左岸河灘中，且施工企業(yè)均只能布置在左岸，因此，左岸廠房方案的施工條件相對較好。同時，安裝一期已建溢流壩的 6 扇弧形鋼閘門。 右岸廠房方案第一期導(dǎo)流：第 1 年 11 月至第 2 年 5 月圍右岸廠房、 6 孔溢流壩，由左岸縮窄河床導(dǎo)流，第 2 年 5 月底前加高發(fā)電廠房圍堰，形成全年擋水的 廠房基坑，汛期由左岸縮窄河床和已建至溢流堰頂高程 6 孔泄水閘及右側(cè)壩段內(nèi)高程 ～ 預(yù)留的 5 個 (bh)導(dǎo)流底孔導(dǎo)流。同時，安裝一期已建溢流壩的 6 扇弧形鋼閘門。 表 左右岸廠房方案主體建筑物工程的投資表 項 目 單 位 左岸廠房方案 右岸廠房方案 主體建筑工程 萬元 22755 23262 機電設(shè)備及安裝工程 萬元 6828 6828 金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備及安裝工程 萬元 4530 4530 水庫淹沒補償 萬元 783 783 合 計 萬元 34896 35403 施工條件 左岸廠房方案第一期導(dǎo)流：第 1 年 11 月至第 2 年 5 月圍左岸廠房、 6 孔溢流壩，由右岸縮窄河床導(dǎo)流，第 2 年 5 月底前加高發(fā)電廠房圍堰，形成全年擋水的廠房基坑，汛期由右岸縮窄河床和已建至溢流堰頂高程 的 6 孔泄水閘及左側(cè)壩段內(nèi) 203 高程 ～ 預(yù)留的 5 個 (bh)導(dǎo)流底孔導(dǎo)流?？偣て趦煞桨富鞠嗤? 主體建筑物工程的投資，左岸廠房方案為 69055 萬元，右岸廠房方案為 69878萬元，左岸廠房方案相對減小 827 萬元。填筑總方量，左岸廠房比右岸廠房方案要多 萬 m3。 工程量及投資比較 左右岸廠房方案的工程量見表 。 管理運行 XX 電站的生活區(qū)，電站的對外交通、通訊聯(lián)系均在左岸，電站與海南省西部公路主干線的聯(lián)接也在左岸，同時低干渠渠首電站也位于左岸。經(jīng)最初整體水工模型試驗驗證：兩方案溢流堰泄洪時，下泄水流歸槽條件都較好；兩方案的溢流壩溢洪時，均未在尾水渠處產(chǎn)生迥流，不會出觀尾水渠因泄洪產(chǎn)生的淤積問題。但方案 1 因廠房布置在左岸，只有規(guī)模很小的 F6 斷層通過廠房基礎(chǔ)，且左岸岸坡平緩，基礎(chǔ)處理和開 201 挖量較??；方案 2 中由于規(guī)模較大的 F4和 F10斷層交匯帶從右岸廠房基礎(chǔ)下通過，且右岸岸坡較左岸陡峻，基礎(chǔ)風化深，故基礎(chǔ)處理和開挖工程量相對方案 2 要增大。 工程總體布置方案比較 兩個方案的樞紐布置綜合比較結(jié)果見下表 。中干渠進水口位于壩左 0+，埋管穿過土壩基礎(chǔ)部位。 壩頂高程 58m， 各壩段長由右岸至左岸依次為：右岸混凝土重力壩段長 ，分 10 個壩段；廠房壩段長 ； 11 孔溢流壩段長 ；左岸混凝土重力壩段長 ，分 7 個壩段，其中廠房左側(cè)第六個壩段為低干渠壩段；左岸土壩和混凝土壩插入式接頭長 ，分 4 個壩段；左岸土壩段長 437m。廠區(qū)排水采用自流方式，雨水匯集后流入尾水渠。渠首電站布置在 110kV開關(guān)站左側(cè)。 低干渠渠首建筑物分為進水口部份及電站部份。塔式進水口的塔體位于土壩 前坡腳線以外，塔前為擴散式引水渠，進口處高程 ，渠底反坡為 1:。進廠公路沿左岸擋水壩下游坡角布置，左端出口與上壩公路相連，右端與回車場相接，回車場布置在安裝間左側(cè)(高程 )，與開關(guān)站同高。 主廠房垂 直水流方向長 ，其中主機段長 ，一機一縫， ① 機組段長 ， ② 機組段長 。 主廠房為河床式廠房，亦是擋水建筑物，緊靠左側(cè)溢流堰布置于左側(cè)河床中。 溢流壩布置在河床中間，為 11 孔開敞式溢流堰，中孔壩段長 21m，右邊孔壩段長 12m，左邊孔壩段長 ，總長 ，堰面曲線為冪曲線，橫縫設(shè)在孔口中間。壩頂總長 1092m。 方案 1 左岸廠房方案 該方案在河床右側(cè)布置泄水建筑物，左側(cè)布置廠房，其樞紐布置詳見左岸廠房方案樞紐平面總布置圖 ―昌戈 水工 01。 XX 庫區(qū)無天然埡口可布置泄水建筑物，泄水建筑物只能布置在河床上。 比選方案的工程總體布置 昌化江的洪水主要由臺風雨形成，峰高量大。樞紐建筑物的組成有：擋水建筑物、泄水建筑物、發(fā)電廠房、中干渠進水口、低干渠進水口及渠首電站。 ―昌戈 水工 03‖。的角 度。 綜上所述，壩軸線選定在原滾水壩滾水壩下游 30m處，左岸延伸一定的距離后，向上游偏折 24176。 左岸地形平整，地質(zhì)條件較為均一，確定壩軸線走向相對簡單。接滾水壩上游山脊，此時擋水建筑物大部分落在挖除風化碎石后的 F10和 F4斷層交匯帶的基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)呈上游高下游低的不利地質(zhì)條件，不利于壩體穩(wěn)定；另一方案為河床壩軸線直線向右順 延至壩右 0+，然后向上游偏 176。綜合確定：河床壩軸線選在原滾水壩下游 30m處。所以壩軸線宜盡可能向 滾水 壩靠近。沖溝上游越靠近滾水壩地勢越陡，基巖高程相 對較高。 在此段壩址內(nèi)，左岸和河床的地形地質(zhì)條件變化不大，確定壩軸線的主要因素是右岸的地形地質(zhì)條件。 因此壩軸線的選擇只能在滾水壩下游約 100m的范圍內(nèi)進行。兩岸壩肩受沖溝的發(fā)育影響較大。雖然 從滾水壩往下游 500m 長河床的地質(zhì)條件差異不大，但右岸 ① 號沖溝往下游河谷呈喇叭型撒開，河床變寬，工程量會增大。為滿足低干渠灌溉和低干渠沿程生活用水要求， XX 樞紐施工期間不能斷流，故施工期不能拆除滾水壩。滾水壩直接座落在基巖上，其左側(cè)為低干渠混凝土閘首，再往左為均質(zhì)土壩。 壩軸線的擬定 a) 擬定壩軸線的范圍 198 XX 壩址位于昌化江 XX 峽谷的出口，河床寬 300m 左右，右岸坡較陡，左岸坡平緩。 4) 裝機規(guī)模為 2x40MW臺，廠房為河床式廠房。 2) 在上述選定的壩型上進行比選。 左岸壩型做了砼壩、土壩和漿砌石壩 3 個方案的比較，采用土壩比混凝土壩將節(jié)約靜態(tài)投資 2021萬元以上；土壩比漿砌石壩將節(jié)約投資 400萬元以上，故左岸岸坡壩段采用土壩?！?15176。低干渠壩段以左岸坡壩段，覆蓋層厚 ～ ，基巖風化深度逐步加大，為全一強風化黑云斜長片麻巖、混合巖化花崗巖 (土 )，厚 5～ 13m。綜合分析比較，右岸岸坡壩段推薦采用常態(tài)混凝土重力壩，且壩軸線向上游偏轉(zhuǎn)。強風化槽右側(cè)約 50m 為山脊， 物探結(jié)果表明：該處基巖出露高程在 51m 左右，如采用混凝土壩與岸坡直線相接，則沒有接坡地形地質(zhì)條件，必須采用土壩和岸坡接坡；如壩軸線向上游偏轉(zhuǎn)，基巖出露高程增高，具備混凝土壩與岸坡相