【正文】 粘土反濾料可以粗些；對分散性粘土或粘性較小的砂壤土則要細(xì)些。對于被保護(hù)土的第一層濾料，可用下式確定：D15/d85≤4～5D15/d15≥5其中：D15——反濾料的粒徑，小于該粒徑的土重占總土重的15%；d 85——被保護(hù)土的粒徑，小于該粒徑的土重占總土重的85%；d 15——被保護(hù)土的粒徑，小于該粒徑的土重占總土重的15%；當(dāng)選用第二、三層反濾料時(shí)，其上下層的關(guān)系可同樣按以上方法確定。反濾層設(shè)計(jì)的內(nèi)容反濾層設(shè)計(jì)包括掌握被保護(hù)土、壩殼料和料場砂礫料的顆粒級(jí)配，根據(jù)反濾層在壩的不同部位確定反濾層的類型，計(jì)算反濾層的級(jí)配、層數(shù)和厚度。三、反濾層設(shè)計(jì)根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL2742001）反濾層的材料應(yīng)該是耐久的、抗風(fēng)化的砂石料。按照伊斯托明娜的建議，根據(jù)砂礫料顆粒組成知Pz=%，壩體可能發(fā)生流土。一般粘性土，土粒間具有一定的粘聚力，而且孔隙很小，在滲流作用下，其破壞形式為流土，但在斜心墻的兩側(cè)都設(shè)置了反濾層，因此斜心墻的滲透穩(wěn)定是安全的。表313 右斷面校核洪水位情況下浸潤線圖39 校核洪水位右岸斷面的浸潤線二、壩體滲透穩(wěn)定計(jì)算滲透計(jì)算包括的內(nèi)容（1）判別土的滲透變形形式，即管涌、流土、接觸沖刷或接觸流失等；（2）判明壩和壩基土體的滲透穩(wěn)定；（3）判明壩下游滲流出逸段的滲透穩(wěn)定。表311 最大斷面校核洪水位情況下浸潤線圖37 校核洪水位最大斷面的浸潤線左岸斷面處：浸潤線方程為：y = x∈(,)，計(jì)算結(jié)果列于下表312。表39 左斷面設(shè)計(jì)洪水位情況下浸潤線圖35 設(shè)計(jì)洪水位左岸斷面的浸潤線右岸斷面處：浸潤線方程為：y = x∈(,)，計(jì)算結(jié)果列于下表310。表37 右斷面正常高水位情況下浸潤線圖33 正常高水位右岸斷面的浸潤線（2）上游設(shè)計(jì)洪水位與下游相應(yīng)最高水位最大斷面處：浸潤線方程為：y = x∈(,)，計(jì)算結(jié)果列于下表38。表35 最大斷面正常高水位情況下浸潤線圖31 正常高水位最大斷面的浸潤線左岸斷面處：浸潤線方程為：y = x∈(,)，計(jì)算結(jié)果列于下表36。表33 滲流單寬流量計(jì)算表（3）上游校核洪水位與下游相應(yīng)的最高水位；其結(jié)果列于表34。（1）上游正常高水位與下游相應(yīng)最低情況其結(jié)果列于表32。其計(jì)算的基本公式采用：單寬滲流量 q = 浸潤線方程 y = 單寬流量計(jì)算由于本工程地基處理中，上層沖積層采用混凝土防滲墻，下層透水性巖基采用帷幕灌漿處理，因此可近似地為不透水地基上的壩體的滲流計(jì)算。滲透分析的計(jì)算方法根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL2742001）應(yīng)用水力學(xué)法進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算情況選擇滲流計(jì)算考慮下列水位組合情況：（1）上游正常高水位與下游相應(yīng)最低情況；（2）上游設(shè)計(jì)洪水位與下游相應(yīng)最高水位；（3）上游校核洪水位與下游相應(yīng)的最高水位；（4）庫水位降落時(shí)對上游壩坡穩(wěn)定最不利的情況。（3）確定壩坡出逸段和下游地基表面的出逸坡降，以及不同土層之間的滲透比降，以判斷該處的滲透穩(wěn)定性。第二節(jié) 壩體的滲流分析一、壩體滲透計(jì)算滲流分析的主要目的（1）確定壩體浸潤線和下游出逸點(diǎn)的位置，以便在不同部位正確采用土壤的容重、抗剪強(qiáng)度等物理、力學(xué)指標(biāo)，為壩體穩(wěn)定、應(yīng)力與變形的計(jì)算和排水設(shè)備的選擇提供依據(jù)，也為水上、水下分區(qū)設(shè)置土料提供依據(jù)。（2）棱體排水的構(gòu)造要求棱體排水設(shè)計(jì)應(yīng)遵循下列規(guī)定：1）頂部高程應(yīng)超出下游最高水位，超過的高度，1級(jí)、3級(jí)、并超過波浪沿坡面的爬高；2）頂部高程應(yīng)使壩體滑潤線距壩面的距離大于該地區(qū)的凍結(jié)深度；3）頂部寬度應(yīng)根據(jù)施工條件及檢查觀測需要確定，；4）應(yīng)避免在棱體上游坡腳處出現(xiàn)銳角。由于壩體排水有多種形式，結(jié)合本工程的特點(diǎn)及基本情況，選定棱體排水為壩體排水的形式。均質(zhì)壩和下游壩殼用弱透水材料填筑的土石壩，宜優(yōu)先選用豎式排水，基底部可用褥墊排水將滲水引出。以滿足地基的滲漏要求。由于防滲墻兩側(cè)沖擊層有沉陷，易引起防滲墻頂部心墻與兩側(cè)斜心墻的不均勻沉陷，故混凝土防滲墻頂部做成楔形體。由于地基存在沖洪積之砂卵礫石層，故采用混凝土防滲墻。防滲墻的斷面設(shè)計(jì)為自上而下逐漸加厚，頂部的水平寬度設(shè)為4m，底部厚度18m。根據(jù)以上要求及本工程的具體情況，防滲尺寸設(shè)計(jì)的具體情況如下：防滲體采用斜心墻，斜心墻的上游坡度設(shè)為1:，下游坡度設(shè)為1:。土質(zhì)防滲體頂部和土質(zhì)斜墻上游應(yīng)設(shè)保護(hù)層，且保護(hù)層厚度應(yīng)不小于該地區(qū)的凍結(jié)和干燥深度，還應(yīng)滿足施工需要。非常運(yùn)用條件下，防滲體頂部不應(yīng)低于非常運(yùn)用條件的靜水位，并應(yīng)核處風(fēng)浪爬高。土質(zhì)防滲體斷面應(yīng)滿足滲透比降、下游浸潤線和滲透流量的要求，應(yīng)自上而下逐漸加厚，；底部厚度，斜墻不宜小于水頭的1/5，心墻不宜小于水頭的1/4。土質(zhì)防滲體分區(qū)壩的防滲體斷面尺寸應(yīng)根據(jù)防滲土料的質(zhì)量（如允許滲透比降、塑性、抗裂性能等），防滲土料的數(shù)量和施工難易程度，防滲體下面壩基的性質(zhì)及處理措施，防滲土料與壩殼材料單價(jià)比值等因素研究確定。防滲體設(shè)計(jì)壩的防滲體應(yīng)滿足將滲透坡降、下游壩體浸潤線及滲流量降低到允許范圍內(nèi)，還要滿足結(jié)構(gòu)和施工的要求。下游壩坡4道馬道，分別在高程755m、740m、725m、710m處，且在高程755m、740m上的2處馬道處變坡。馬道設(shè)置根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL2742001）的要求，土質(zhì)防滲體分區(qū)壩和均質(zhì)壩上游壩坡宜少設(shè)馬道；且馬道寬度應(yīng)根據(jù)用途確定。壩頂超高按下式計(jì)算：Y=R+e+A式中：Y—壩頂在水庫靜水位以上的超高；R—最大波浪在壩坡上的爬高e—最大風(fēng)壅水面高度；A—安全加高根據(jù)本工程給定的基本資料，按《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL2742001中關(guān)于以上各項(xiàng)的規(guī)定及說明進(jìn)行計(jì)算取值，使得壩頂高程能夠滿足規(guī)定條件壩頂高程的計(jì)算成果見表31表31 壩頂高程計(jì)算表運(yùn)用情況靜水位波浪爬高R風(fēng)壅水面高度e安全加高A壩項(xiàng)超高Y壩頂高程設(shè)計(jì)+正常校核+非常正常+非常+地震+(地震)為了減少施工工程量，在大壩上游設(shè)置防浪墻。根據(jù)給定的基本資料及參照已建壩的經(jīng)驗(yàn)和資料，選定上、下游壩坡如下：上游壩坡從上而下為：1: 1:下游壩坡從上而下為：1: 1: 1:壩頂寬度壩頂寬度主要取決于交通、運(yùn)行、施工、構(gòu)造、抗震、防汛及其他特殊要求，由于在本工程大壩上無特殊要求，因此只要滿足高壩的最小壩頂寬度要求：B＞Bmin=10m，取B=12m。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求及參照已建工程的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并考慮本工程的具體情況，對本工程的各項(xiàng)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)如下。通過以上各方面的比較，選定斜心墻作為此工程的大壩的防滲體。斜墻壩指防滲體設(shè)在壩體上游面或接近上游面，同心墻相比，斜墻在施工時(shí)與壩體的相互干擾小，壩體上升速度快，但斜墻上游坡緩，填筑工程量比心墻大；此外，由于斜墻斜躺在壩體上，對壩體沉降變形的影響較敏感，易產(chǎn)生裂縫，抗震性能亦不如心墻。心墻壩是指心墻設(shè)在壩的中部，施工時(shí)要求心墻與壩體大體同時(shí)填筑，因而相互干擾大，影響施工進(jìn)度。根據(jù)防滲結(jié)構(gòu)的類型，常見的形式有心墻土石壩、斜墻土石壩、斜心墻土石壩、面板堆石壩及均質(zhì)壩。壩址上、下游及兩岸灘地又有大量的砂礫料，可作為壩殼材料，同時(shí)其它開挖棄料亦可作為壩殼材料。（1）壩址區(qū)河勢地形、壩址基巖、覆蓋層特征及地震烈度等地形地質(zhì)條件；（2）筑壩材料的種類、性質(zhì)、數(shù)量、位置和運(yùn)輸條件；（3）施工導(dǎo)流、施工進(jìn)度與分期、填筑強(qiáng)度、氣象條件、施工場地、運(yùn)輸條件和初期度汛等施工條件；（4）壩高：高壩多采用土質(zhì)防滲體分區(qū)壩，低壩多采用均質(zhì)壩，條件合適時(shí)宜采用混凝土面板堆石壩；（5）樞紐布置、壩基處理以及壩體與泄水、引水建筑物等的連接；（6）運(yùn)行條件：如對滲漏量要求高低，上、下游水位變動(dòng)情況，分期建設(shè)等；（7）壩及樞紐的總工程量、總工期和總造價(jià)。第三節(jié) 壩型選擇壩型及影響選擇的因素碾壓式土石壩可分為均質(zhì)壩、土質(zhì)防滲體分區(qū)壩和非土質(zhì)材料防滲體壩三種基本型式。永久性次要建筑物為3級(jí)建筑物，如溢洪道、灌溉發(fā)電洞、樞紐電站等。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，參照《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分》SL2522000的規(guī)定，本工程等別為II等工程。灌溉發(fā)電洞及樞紐電站：其布置原則與導(dǎo)流泄洪洞相同，其布置在左岸東凹溝附近三級(jí)階地上，沿線以厚層粉砂為主，巖石完整，透水性不大，洞頂以上巖層厚度較小。溢洪道布置在左岸分水嶺，堰頂高程757m，沿建筑物軸線巖層傾向下游。因此導(dǎo)流泄洪洞布置在左岸單薄分水嶺，由于出口段節(jié)理發(fā)育，為保證出口段巖體穩(wěn)定，免除由內(nèi)水壓力引起的后果，出口段將修建為無壓洞。樞紐布置根據(jù)以上選定的壩軸線從地形、地質(zhì)、施工、運(yùn)用等方面大致確定了建筑物（包括大壩、導(dǎo)流泄洪洞、溢洪道、灌溉發(fā)電洞等）的相對位置和建筑物形式，并定性分析和論述，確定了樞紐工程的等級(jí)及建筑物等級(jí)。應(yīng)服從以下原則：（1）樞紐中的泄水建筑物應(yīng)能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的運(yùn)用條件和要求；（2）泄洪建筑物形式選擇時(shí)，宜優(yōu)先考慮采用開敞式溢洪道為主要泄洪建筑物，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定；（3）泄水引水建筑物進(jìn)口附近的岸坡應(yīng)有可靠的防護(hù)措施，當(dāng)有平等壩坡方向的水流可能會(huì)沖刷壩坡時(shí)，壩坡也應(yīng)有防護(hù)措施；（4）應(yīng)確保泄水引水建筑物進(jìn)口附近的岸坡的整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性；（5）當(dāng)泄水建筑物出口消能后的水流沖刷下游壩坡腳時(shí)，應(yīng)比較采用尾水渠或采取工程措施保護(hù)壩坡腳的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，可采取其中一種措施，也可同時(shí)采用兩種措施；（6）對于多泥沙河流，應(yīng)考慮布置排砂建筑物，并在進(jìn)水口采取防淤措施；（7）高、中壩和地震區(qū)的壩，不得采用布置在非巖石地基上的壩下埋管形式。樞紐布置原則樞紐布置應(yīng)做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工互不干擾、管理運(yùn)行方便。有的可以分開，如泄洪建筑物可分為溢洪道和泄洪洞。比較結(jié)果采用上壩線不采用由以上各個(gè)方面的比較，上、下游壩線雖然各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，但經(jīng)過綜合比較及分析，最后選擇上壩線作為壩軸線?；A(chǔ)以下10m左右為砂質(zhì)葉巖及夾泥層，且單薄分水嶺巖層風(fēng)化嚴(yán)重，透水性大，對建筑物安全不利。巖性主要為堅(jiān)硬的細(xì)砂巖，其中軟弱層多為透鏡體，溢洪道各部分的抗滑穩(wěn)定條件是好的，灌溉發(fā)電洞沿線基巖以厚層粉砂巖為主，巖石完整，透水性不大，洞頂以上巖層厚度較小溢洪道可布置在右岸Z溝，灌溉發(fā)電洞移至上壩線溢洪道軸線西側(cè)40m左右，導(dǎo)流泄洪洞位置與上壩線位置相同。 方案因素上壩線下壩線樞紐布置導(dǎo)流泄洪洞、溢洪道均布置在左岸單薄分水嶺，灌溉發(fā)電洞則布置在左岸東凹溝附近三級(jí)階地上。下游發(fā)現(xiàn)承壓水，二、三級(jí)階地礫石層透水性與上壩線相同筑壩材料庫區(qū)及壩址下游筑壩材料豐富庫區(qū)及壩址下游筑壩材料豐富施工條件施工區(qū)狹窄，施工布置較為困難，施工地區(qū)的對外交通、供電、通訊及房屋等條件都非常差。基巖透水性從上游向下游有逐漸增大的趨勢左岸基巖有一條寬200～250m呈北東方向的強(qiáng)透水帶，右岸Z溝單薄分水嶺的透水性亦很大，左右岸巖石中等透水帶下限均可達(dá)巖面下80m左右。巖層傾向下游；河床寬約120m，場地狹窄，左岸山體較大的的沖溝對壩體安全不利。兩條壩線對比如下表所示： 方案因素上壩線下壩線地形條件巖層傾向QH河上游。（3）上下兩條壩線左岸均有單薄分水嶺，分水嶺的透水性較強(qiáng)，需要進(jìn)行灌漿處理。當(dāng)黃土的重度大于kN/m3時(shí)，黃土的濕陷性較小，可不進(jìn)行處理。要考慮的地質(zhì)方面的因素有：（1）壩基內(nèi)是否存在較大范圍的夾層和強(qiáng)透水帶，地基處理的工程量和難度。按照給定資料，主要考慮上壩線和下壩線兩個(gè)方案。工程預(yù)期8年基本建成受益，要求第5年汛前樞紐電站發(fā)電，總干渠受益。3部分共計(jì)12項(xiàng)工程，其中HZ電站、揚(yáng)水站、樞紐電站廠房、機(jī)組安裝由專業(yè)隊(duì)施工。施工要求QH河灌區(qū)工程規(guī)模大，全部工程分為水庫樞紐、HZ電站、管道3部分。水庫開工后要求架設(shè)專用通訊線路。最近的電源設(shè)備容量不大，只能供水庫1000kw，電量不足。s1)1106110211021105初始孔隙水壓力系數(shù) 其它數(shù)據(jù)及要求施工地區(qū)對外交通、供電、通訊及房屋水庫地處山區(qū)，對外交通條件較差，主要靠公路運(yùn)輸。m3)干重度(kN表29 筑壩材料技術(shù)指標(biāo)筑壩材料壩體壩基土料砂礫料堆石砂礫料黃土重度濕重度(kN溢洪道、導(dǎo)流洞出碴也可利用。表28 砂礫料顆粒組成粒徑(mm)＜200＜80＜40＜20＜5＜2＜1＜＜＜含量(%)砂的儲(chǔ)量很少，且石英顆粒少，細(xì)度模數(shù)很低，不宜作混凝土骨料，砂（D2mm）。其顆粒級(jí)配不連續(xù)，缺少中間粒徑，根據(jù)野外29組自然坡度角試驗(yàn)，34組室內(nèi)試驗(yàn)分析，統(tǒng)計(jì)成果分析如下： kN/m3，%。表27 土料的強(qiáng)度特性試驗(yàn)方法統(tǒng)計(jì)方法抗剪強(qiáng)度指標(biāo)φ(176。%，104cm/s。各土料場儲(chǔ)量見表26。土料根據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄖ牧险{(diào)查報(bào)告，壩址上、下游均有土料場，共有5個(gè)，儲(chǔ)量豐富。經(jīng)計(jì)算，%，其余大部分的泥沙都淤積在水庫中，從而減少興利庫容。雖然本水庫有可能利用異重流排沙，但由于流域的水文特性和下游工農(nóng)業(yè)對水源的要求，決定了本水庫只能高水頭蓄水運(yùn)用。（5）水庫排沙和淤沙計(jì)算ZF水庫回水長25km，河道彎曲，河床寬300m左右，%，是個(gè)典型的河道型水庫。通過施工導(dǎo)流、攔洪、泄洪度汛