【正文】 （KNm）； Wr——抗彎截面模數(shù)，壓板彎矩計算壩袋拉力作用在壓板上產(chǎn)生后彎矩，力臂按螺栓中心至壓板邊緣的距離計算，即：M= k3為增強(qiáng)壓板單位面積壓強(qiáng)，在壓板底兩邊緣焊兩條Φ12mm的鋼筋。為增加其粘著力，在螺栓底部彎鉤。 螺栓直徑（d） π d≥ T1/—— [ б] 4式中 [б] —— 螺栓允許拉應(yīng)力（KN/m2） 經(jīng)計算，d=～，取d=25mm。 每根螺栓承受的荷載（Q0）Q0=k2T0/n式中：k2—栓緊力及扭轉(zhuǎn)力的影響系數(shù)，； n—1米長度內(nèi)的螺栓數(shù)，n=4； T0—單位長度螺栓計算荷載（KN/m）。 （一）螺栓計算 錨固力（T0） T0=k1T式中：k1—安全系數(shù)，一般取2～3； T—壩袋徑向拉力經(jīng)計算，T0 =81～122 KN/m。 三、壩袋錨固設(shè)計橡膠壩袋采用螺栓固定壓板雙錨固，該錨固型式有如下優(yōu)點(diǎn)：錨固長度最小，降低膠布用量；螺栓錨固便于壩袋的安裝和拆卸，加快施工進(jìn)度；錨固件可以工廠化加工，質(zhì)量及加工精度易于保證。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇α=，安全系數(shù)K=，投資適中，安全可靠。當(dāng)α值增大時，壩袋長度降低，壩底板長度減小，投資相應(yīng)增加，但袋壁徑向拉力增大，材料強(qiáng)度要求相應(yīng)較高，安全系數(shù)降低。 二、壩袋計算：壩袋計算關(guān)鍵在于選擇合適的內(nèi)壓比，以充分利用壩袋膠布的強(qiáng)度，并盡可能使壩袋面積減少，降低工程造價，下面列表計算壩袋的特征數(shù)值。 （2）正常運(yùn)用：壩前擋水達(dá)到設(shè)計高度，壩后無水或部分有水。按以上計算結(jié)果選配受力鋼筋。四、 控制室結(jié)構(gòu)計算，墻體按三邊固結(jié)、一邊自由的雙向板計算，最大負(fù)彎矩發(fā)生在墻體與地板中間連接處，最大正彎矩發(fā)生在墻體跨中處， 。 壩底板基地應(yīng)力計算表 表52 數(shù)量計算情況基底應(yīng)力(kpa)應(yīng)力不均勻系數(shù)PmaxPminη[η]正常擋水3竣工期3注：表中[η]為規(guī)范允許值 三、壩底板結(jié)構(gòu)計算壩底板內(nèi)力計算采用彈性地基梁法，承受的荷載簡化為均布荷載。二、滲透穩(wěn)定計算滲透穩(wěn)定是指壩基土體能夠承受一定的滲透坡降，并采取措施保護(hù)滲流出口處的基土不受破壞，保證建筑物的基礎(chǔ)穩(wěn)定性。（2）壩基底應(yīng)力不均勻系數(shù)Pmax η= Pmin計算結(jié)果詳見表52。其計算結(jié)果如下： 正常擋水情況下抗滑穩(wěn)定計算 表51計算部位壩底板壩底板上下游擋土墻整體結(jié)構(gòu)上游下游Kc[Kc]備注抗剪強(qiáng)度公式抗剪斷強(qiáng)度公式抗剪強(qiáng)度公式抗剪斷強(qiáng)度公式注：表中[Kc]為規(guī)范允許值（1）壩基底應(yīng)力計算公式： ΣGPmax = (1177。ΣG Kc = ΣH式中：f — 壩基礎(chǔ)底面摩擦系數(shù)； ΣG — 作用于基礎(chǔ)底面上的全部豎向荷載； ΣH — 作用于壩底板上的全部水平荷載。壩體抗滑穩(wěn)定計算及基底應(yīng)力。其中以第（1）種為最不利計算情況。第四節(jié) 穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)計算一、壩體穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)計算計算情況（1）升壩擋水時，下游無水（地下水和河底齊平）。當(dāng)溢流水深超限時，需塌壩泄洪，其泄流量按堰流計算。橡膠壩共3段，（）。河床主要為中砂礫石。第三節(jié) 消能及防沖一、計算條件某縣橡膠壩的洪水標(biāo)準(zhǔn)為二十年一遇設(shè)計，五十年一遇校核。一層位于臺地下，為設(shè)備層，主要放置充排壩袋的水泵、電機(jī)及測壓設(shè)備等，；二層為配電層，主要放置配電柜等設(shè)備；三層管理層，為操縱及看護(hù)橡膠壩人員的住所。為了節(jié)約投資和方便交通，控制室布置在橡膠壩左岸的岸坡上，矩形結(jié)構(gòu)，共三層，一、。下游翼墻為鋼筋砼懸臂式擋土墻結(jié)構(gòu)，為防止下游沖刷，基礎(chǔ)座于基巖面上，該擋土墻長度均為8米，末端采用漿砌石圓弧翼墻與岸坡連接，C20鋼筋砼面板。（二）邊墻及左右岸護(hù)岸工程左右岸結(jié)構(gòu)型式基本相同，邊墩基礎(chǔ)座于砂卵石層上，采用重力式擋土墻結(jié)構(gòu)，面層為20厘米厚C20鋼筋砼面板。該橡膠壩壩袋采用雙錨固線形式錨固，錨固槽為暗槽設(shè)置，錨固槽回填后與壩底板齊平，以減小坍壩時夾裹泥沙對壩袋的磨損。壩段之間分隔墩為C20鋼筋砼直墻，直墻座于壩底板上，為避免橡膠壩袋兩端與墩墻（中墩及中墩）結(jié)合部位出現(xiàn)坍肩現(xiàn)象，引起局部溢流，影響橡膠壩的正常運(yùn)行，：，以消除坍肩影響。下游擋土墻結(jié)構(gòu)形式類似于上游擋土墻，僅有以下區(qū)別：擋土墻上下游邊坡分別為1::，下游設(shè)30厘米厚C20鋼筋砼溢流面板。，墻底置于弱風(fēng)化巖石以下50厘米。C20鋼筋砼結(jié)構(gòu)。經(jīng)比較，從安全運(yùn)行、管理及經(jīng)濟(jì)角度考慮，深基礎(chǔ)方案均比淺基礎(chǔ)方案優(yōu)越，為本工程設(shè)計選定方案。上游擋土墻迎水面設(shè)鋼筋砼面板，增加防滲性能，下游擋土墻溢流面設(shè)防沖刷鋼筋砼面板。現(xiàn)將兩方案簡要介紹如下：（1）淺基礎(chǔ)方案壩基置于砂卵石層上，上游設(shè)水平防滲鋪蓋，下游設(shè)消力池、海漫、防沖槽等，由于泄洪流量較大及地質(zhì)等原因，上游水平鋪蓋、下游消力池及海漫等水平長度較長，厚度較大，工程投資較大。卵石層下部為強(qiáng)、弱風(fēng)化巖，屬弱透水性。結(jié)構(gòu)布置及斷面設(shè)計橡膠壩的壩身結(jié)構(gòu)形式及斷面擬定，主要根據(jù)壩袋設(shè)計、壩體穩(wěn)定及河道泄洪要求確定。（一）橡膠壩工程：橡膠壩長度確定：根據(jù)某縣整體防洪規(guī)劃要求，橡膠壩塌壩后底坎高程、長度既滿足過流要求又嚴(yán)格按照水利部《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》SJ22798有關(guān)規(guī)定。第二節(jié) 工程布置 一、壩址選擇某縣橡膠壩是城區(qū)段綜合治理工程中的重要擋水建筑物，根據(jù)城區(qū)統(tǒng)一規(guī)劃要求，該壩建在某縣城建設(shè)路西側(cè)。將該樞紐工程定為四等工程，橡膠壩、控制室分別為4級建筑物。第五章 工程設(shè)計第一節(jié) 工程等級及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 一、工程等級 某縣橡膠壩工程是某縣城區(qū)的一項集游樂、美化城市風(fēng)景、改善生態(tài)環(huán)境的一項社會公益工程，可攔蓄上游河道徑流，形成人工湖區(qū)，美化城市風(fēng)景，為某縣城人民提供一個休息游覽的場所。（3）壩前正常蓄水量為106萬m3，按一年塌壩二次計算，橡膠壩年需水量合計為 524萬m3 。靜態(tài)蓄水量為106萬m3，根據(jù)某縣水文站1954～1991年共38年實(shí)測水面蒸發(fā)資料，多年平面水面蒸發(fā)量1038mm，因此。徑流深年際變化大，CV=，CS=，75% ； 徑流量可供橡膠壩利用。按二十年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計洪水位加上超高仍低于堤頂高程，不影響安全泄洪；按五十年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)校核洪水位加上超高也低于堤頂高程，不影響安全泄洪。當(dāng)發(fā)生五十年一遇洪水時，洪峰流量為Q=5050m3/s。根據(jù)上述公式和壩下水位，假設(shè)不同的壩前壩頂以上水深，使過流能力滿足二十年一遇洪峰流量。(含中墩)， m，；，左岸設(shè)臺地，河道平均比降為1/800。四、水位～流量關(guān)系推算，采用恒定非均勻漸變流能量方程，自下而上逐段推算不同流量時各斷面水位，推算至橡膠壩址處采用的方程式為： α2V22 α2V12 Z2+__________ =Z1+__________ +hf+hjZg Zg 式中：ZZ2——上、下游斷面水位； α1V12 α2V22 __________ 、__________ ——上、下游斷面的行近流速水頭； Zg Zg hf、hj—— 上、下游斷面之間的沿程水頭損失與局部水頭損失。設(shè)計洪峰流量采用下列公式： Q壩=（F壩/F西）n Q西式中：Q壩——壩址處設(shè)計洪峰流量，m3/s；Q西——XX水文站設(shè)計洪峰流量，m3/s； F壩——壩址以上流域面積，km2； F西——XX水文站以上流域面積，km2；n——常數(shù)，取n=2/3。由于施工期擬定為2001年汛后至次年汛前，上游石門水庫尚未完工，不能完全起調(diào)蓄功能，為偏于安全，不考慮石門水庫的調(diào)蓄作用。根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL2522000），某縣橡膠壩工程施工期的施工導(dǎo)流建筑物為五級，設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為5～10年一遇。（4）考慮石門水庫的調(diào)蓄影響后壩址處洪峰流量Q壩，P=Q石，壩址P+Q石，P式中：Q石，壩址P—橡膠壩與石門水庫區(qū)間洪峰流量，m3/s； Q壩，P—壩址處頻率為P時的洪峰流量，m3/s； Q石，P—石門水庫頻率為P時的調(diào)節(jié)后洪峰流量，m3/s。Q石，壩址=Q/壩，PQ/石，P天然狀態(tài)下壩址、石門水庫、壩址與水庫區(qū)間洪峰流量表 表4—2流量頻率壩址Q/壩，P（m3/s）石門水庫Q/石，P（m3/s）區(qū)間Q石，壩址（m3/s）P=2%62405290950P=5%45413850691式中：Q石，壩址—橡膠壩與石門水庫區(qū)間洪峰流量，m3/s； Q/壩，P—壩址處頻率為P時的洪峰流量，m3/s； Q/石，P—石門水庫頻率為P時的天然洪峰流量，m3/s。因此，計算壩址處洪峰流量時必須考慮石門水庫的影響，壩址處洪峰流量按區(qū)間洪峰流量與石門水庫下泄流量同頻率相加計算。因此河道天然狀態(tài)下橡膠壩壩址處設(shè)計洪峰流量為QP=5%=4541m3/s，校核洪峰流量為QP=2%=6240m3/s。（2）壩址處洪峰流量壩址處洪峰流量可根據(jù)XX水文站處洪峰流量按面積比法計算，計算公式如下：Q壩址=（F壩址/F西）nQ西式中：Q壩址—壩址處設(shè)計洪峰流量，m3/s； Q西——某縣水文站相應(yīng)頻率洪峰流量，m3/s； F壩址—橡膠壩址以上流域面積，km2； F西—某縣水文站以上流域面積，km2； n—指數(shù)，取n=2/3。某縣水文站1954～1991年共38年的實(shí)測系列洪峰流量進(jìn)行排頻分析，采用矩法計算統(tǒng)計參數(shù)，用P—Ⅲ型線適線，對計算的Cv值采用不同的Cs/Cv進(jìn)行適線，通過比較，以Cs=，故采用Cv=， Cs=。（1）XX水文站洪峰流量壩址處無實(shí)測洪水資料，但下游水文站有較長的實(shí)測洪水資料，且有歷史洪水調(diào)查和考證資料，壩址處與該水文站較近，處于同一條河流上，面積相差僅5%。 某縣城區(qū)段梯級開發(fā)方案規(guī)劃成果表 表4—1項 目單位方案二方案三一級二級合計一級二級三級合計壩高米壩長米255300555270200300770設(shè)計擋水位米壩底板高程米壩頂高程米洄水長度米165013503000115010008503000水面寬度米290250280290260270280水面面積畝70050012005004003001200庫容萬m310675181784838164工程投資萬元60043010305602804201260工程優(yōu)缺點(diǎn)比較優(yōu)點(diǎn) 工程投資較少 壩基處在河道順直段，利于壩體穩(wěn)定 工程管理方便 泥沙淤積量小 無淹沒問題 泥沙淤積量小缺點(diǎn)需降低老君店渠首壩的壩頂高程及其上游河底高程 投資較大 二級壩處于河道彎道處，河道漩流不利于壩體穩(wěn)定 三級開發(fā)，不便于管理推薦意見建議推薦本方案 第二節(jié) 河道防洪規(guī)劃 一、防洪標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國家《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB5020194），某縣城區(qū)段防洪標(biāo)準(zhǔn)為20～50年一遇，結(jié)合《某縣城總體規(guī)劃設(shè)計書》，確定其設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。本階段進(jìn)行第一級橡膠壩（以下稱橡膠壩）設(shè)計。先實(shí)施一級壩，二級壩近期可以先清淤，整治河床，大橋以下清除至212～，利用原擋水壩擋水，能形成500畝水面面積。工程總投資額約1030萬元。二級開發(fā)方案投資適中，壩高合理，有少部分淹沒，但通過工程措施可以解決。綜合以上三方案比較，一級開發(fā)方案投資雖然較少，但淹沒面積過大，造成的損失很大，由此造成的環(huán)境影響及經(jīng)濟(jì)損失將更大，且河道淤積問題難以解決；三級開發(fā)方案無淹沒問題，但投資過大，且第二級壩處于彎道下游，彎道橫向環(huán)流作用最強(qiáng)，產(chǎn)生的漩流易破壞壩體，不利于壩體安全。方案三：三級開發(fā)方案，一級壩設(shè)在建設(shè)西路上游500米，壩頂高程為216米，壩長270米，；二級壩設(shè)在大橋上游200米處，壩長200米，三級壩在老君店渠首壩處，壩長300米。如果下段距豐灣入河口太近，汛期豐灣河匯流洪水的側(cè)向旋流沖刷將危及壩體安全。一級壩壩址選擇，經(jīng)過綜合分析確定壩址宜選在建設(shè)西路與濱河路的交匯處，主要理由有：基本上處于開發(fā)河段的中部，水流上下游水面銜接和壩高合理，～。一級壩以上約500米長地勢較低的濱河路外側(cè)設(shè)集水渠將滲水排向二道河，避免河水外滲，造成浸淹。該方案雖然增加一級壩，投資略高，但壩高較低。同時該方案橡膠壩高度較大，技術(shù)難度大，施工要求高，管理不方便，所以不宜采用該方案。一是縣城西部支流二道河兩側(cè)地勢較低，～，同時，西岸的豐灣開發(fā)區(qū)也有部分地面高程在214～217米之間。其優(yōu)點(diǎn)是在原溢流壩基礎(chǔ)上建壩，基礎(chǔ)處理工程量少，工程本身投資較少，運(yùn)行管理方便。方案一：