【正文】 －95﹚－=－= =F0239。=====88==340===m（同設(shè)計(jì)洪水位情況）= Pl﹙hZ/3＋hl/3﹚ =[﹙﹚＋﹙﹚]=m（四）波浪壓力=Pl﹛﹙－95＋hZ＋hl﹚－﹙2／3﹚[﹙L／2﹚＋hZ＋hl ]﹜－Pl[－95－﹙2／3﹚﹙L/2﹚]=Pl﹙hZ/3＋hl/3﹚=﹙＋﹚=m==U4m== U3m=0=0==U2m==U4m== U3m=0=0==U2m=－11／3==U4m=－11／2= =U3m（三）揚(yáng)壓力=0=0=－11－﹙－11﹚／3==U2m =－﹙－95﹚﹙1/3﹚= =W2m下游： =﹙－95﹚／3= =P2m =﹙10／3﹚[﹙－95﹚＋2﹙－145﹚]／[﹙－95﹚＋﹙－145﹚]= =W1m上游： =﹙－95﹚／3= =P1m =－(－95)﹙1/3﹚= =W2m下游： = (－95)/3= =P2m =﹙10／3﹚[﹙－95﹚＋2﹙－145﹚]／[﹙－95﹚＋﹙－145﹚]= =W1m上游：=﹙－95﹚／3= =P1m =－(－95)﹙1/3﹚= =W2m下游：= (－95)/3= =P2m =－﹙10／3﹚[﹙－95﹚＋2﹙－145﹚]／[﹙－95﹚＋﹙－145﹚]= =W1m（二）靜水壓力上游：=﹙－95﹚／3= =P1m=﹙／3﹚＋10＋9－==G3m=－﹙2／3﹚10==G2二、各荷載對(duì)壩底形心的偏心距及力矩（一）自重=－10－﹙9／2﹚==G1／90176。 F02’=﹙θ2／90176。﹚=／m=﹙－95﹚=。﹚F01=﹙176。tanθ1=﹙－95﹚／10= 得θ1=176。否則應(yīng)取水面與壩面的交點(diǎn)和坡角點(diǎn)的連線作為代替坡度。﹙+﹚50]1=H=－95=h1=﹙－95﹚＋／2=88mh2=﹙145－95﹚＋﹙／3﹚﹙＋29﹚／﹙9＋﹚=h3=﹙50／3﹚﹙＋2﹚／﹙＋﹚=﹙h1／H﹚4=﹙88／﹚4= ﹙h2／H﹚4=﹙／﹚4= ﹙h3／H﹚4=﹙／﹚4= GE 1／GE=／=GE 2／GE=／=GE 3／GE=64008／=﹙GE1／GE﹚﹙h1／H﹚4＋﹙GE2／GE﹚﹙h2／H﹚4＋﹙GE3／GE﹚﹙h3／H﹚4= ＋ ＋=α1=﹙1＋4 ﹚／﹙1＋4﹚=α2=﹙1＋4﹚／﹙1＋4﹚=α3=﹙1＋4﹚／﹙1＋4﹚=F1=αhζGE1α1／g =／g=F2=αhζGE2α3／g =／g=F3=αhζGE3α3／g =64008／g=（2） 地震動(dòng)水壓力 單位寬度上的總的地震動(dòng)水壓力F0為：F0= （16）式中：αh為水平向設(shè)計(jì)地震加速度代表值，當(dāng)設(shè)計(jì)烈度為7度、8度、9度時(shí)， 、 、 ；ζ為地震作用的效應(yīng)折減系數(shù)，一般取ζ=；ρw為水體的質(zhì)量密度，kg／m3；H1為壩前水深，m。﹙+﹚501=64008kNGE =γV=24[9＋189。圖6 地震慣性力壩體分塊圖（單位：m） 由圖中尺寸可求得：GE 1=γV1=2491=GE2=γV2=24189。由于本壩址處地震烈度為7度，所以該重力壩可只考慮水平向的地震作用， 取αh=。設(shè)計(jì)烈度為9度的2級(jí)重力壩，應(yīng)同時(shí)計(jì)入水平向和豎直向的地震作用。﹙115－95﹚﹙115－95﹚1=340kN。／2﹚=／m, 垂直泥沙壓力Ws計(jì)算公式為:Ws=γsbVs （13） 式中：γsb為淤沙的浮容重，kN／m3；Vs為淤沙所形成的壓力體體積。202tg2﹙45176。γsbhs2tg2﹙45176。／m3；hs=（11595）=20m；Φs為10176。－Φs／2﹚ （12）式中：γsb為淤沙的浮容重，kN／m3；hs為壩前泥沙淤積厚度，m；Φs為淤沙的內(nèi)摩擦角，（176。 壩面單位寬度上的水平泥沙壓力Ps一般計(jì)算公式為：Ps=189。（2） 設(shè)計(jì)洪水位情況hl=，hz=，L= 代入公式（9）得：Pl=γL﹙hl+hz﹚／4 =﹙+﹚／4=／m。波浪壓力分布圖見圖5。111= 當(dāng)壩前水深大于半波長(zhǎng)，即H＞L／2時(shí)，波浪運(yùn)動(dòng)不受庫(kù)底的約束，這樣條件下的波浪稱為深水波，此時(shí)浪壓力為：Pl=γL﹙hl+hz﹚／4 （9） 當(dāng)壩前水深小于半波長(zhǎng)且大于臨界水深H0，即L／2＞H＞H0時(shí)波浪運(yùn)動(dòng)受到庫(kù)底的影響，此時(shí)稱為淺水波，此時(shí)波浪壓力為：Pl=[﹙hl+hz﹚﹙γH＋pls﹚＋Hpls]／2 （10） Pls=γhlsech （11） 式中：Pls為建筑物建基面處波浪壓力的剩余強(qiáng)度。111=（3） 正常蓄水位情況γH1=﹙－95﹚=／m2γH2=﹙－95﹚=／m2γH=﹙－﹚=／m2αγH==／m2U1=1=U2=189。111=（2） 設(shè)計(jì)洪水位情況γH1=﹙－95﹚=／m2γH2=﹙－95﹚=／m2γH=﹙－﹚=／m2αγH==／m2U1=1=U2=189。（1）校核洪水位情況γH1=﹙－95﹚=／m2γH2=﹙－95﹚=／m2γH=﹙－﹚=／m2αγH==／m2U1=1=U2=189。﹙－95﹚﹙－95﹚= 計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖4。γH22 =189。﹙－95﹚2=上游垂直水壓力W1=γV1=[10﹙－145﹚＋189。﹙－95﹚﹙－95﹚1=（3） 正常蓄水位情況上游水平水壓力P1=189。γH22 =189。﹙－95﹚2=上游垂直水壓力W1=γV1=[10﹙－145﹚＋189。﹙－95﹚﹙－95﹚1=（2）設(shè)計(jì)洪水位情況上游水平水壓力P1=189。γH22 =189。﹙－95﹚2=上游垂直水壓力W1=γV1=[10﹙－145﹚＋189。圖3 靜水壓力計(jì)算簡(jiǎn)圖（單位：m）（1） 校核洪水位情況上游水平水壓力P1=189。垂直方向水壓力：W=γV （8）式中：γ為水的重度，kN／m3；V為壓力體的體積，m3。﹙－95﹚1=G1=γV1=24=G2=γV2=24250=6000kNG3=γV3=24=水平方向水壓力：P=189。 圖2 重力壩分塊（單位：m）V1=9﹙－95﹚1=V2=189。G=γV （6）式中：γ為砼的重度，kN／m3；V為砼的體積，m3。有關(guān)參數(shù)的選擇：砼的重度為24kN／m3，／m3，／m3，內(nèi)摩擦角為10176。本次設(shè)計(jì)僅以壩基面為例來(lái)分析計(jì)算。（二）計(jì)算截面的選擇 抗滑穩(wěn)定性的計(jì)算截面一般選擇在受力較大、抗剪強(qiáng)度低、容易產(chǎn)生滑動(dòng)破壞的截面，一般情況有以下幾種：壩基面、壩內(nèi)軟弱層面、壩基緩傾角結(jié)構(gòu)面、不利地形、混凝土層面。圖1 擋水壩剖面圖（單位：m）第二節(jié) 擋水壩的穩(wěn)定分析和應(yīng)力計(jì)算一、荷載計(jì)算（1） 計(jì)算情況選擇 在設(shè)計(jì)重力壩的剖面時(shí)，應(yīng)按照承載能力極限狀態(tài)計(jì)算荷載的基本組合和偶然組合進(jìn)行計(jì)算，荷載的基本組合有：正常蓄水位情況、設(shè)計(jì)洪位情況、冰凍情況（本次設(shè)計(jì)不考慮，因?yàn)锳江為我國(guó)東南地區(qū)的河流）；偶然組合有：校核洪水位情況、地震情況。四、壩面坡度計(jì)算上游壩坡采用折線，起坡點(diǎn)高程為145m，破率為1:；下游坡度為1:，因?yàn)榛救切蔚捻旤c(diǎn)與校核洪水位齊平，所以重力壩的剖面的下游坡向上延伸應(yīng)與校核洪水位相交。因?yàn)閴雾斢须p向公路，所以取壩頂寬度為9m。得壩頂高程為：=，最大壩高為：=。正常蓄水位情況下同設(shè)計(jì)情況下一樣。代入以上公式得：設(shè)計(jì)情況下：=175／441／3=====所以，壩頂高出水庫(kù)靜水位的超高值△h=hl+hz+hc= ﹢﹢=，進(jìn)而得計(jì)算防浪墻的高程▽頂=▽靜+△h = += 。（四）計(jì)算波浪中心線高出靜水位的高度hz （4）式中：為波浪長(zhǎng)度，m；為壩前水深，m；cthx=。表10 安全加高 (單位：m)運(yùn)用情況壩的級(jí)別123設(shè)計(jì)情況校核情況本工程中大壩為2級(jí)，所以，設(shè)計(jì)情況時(shí)，；校核情況時(shí)。（二）計(jì)算壩頂高出水庫(kù)靜水位的超高值△h△h=hl+hz+hc （2）式中：hl為波浪高度，m； hz為波浪中心線高出靜水位的高度，m；hc為安全加高，m。所以開挖深度取5m，得大壩建基面高程為95m。本工程中上游折坡點(diǎn)以下坡率為n=，下游坡率m=。第一節(jié) 擋水壩壩頂高程確定和擋水壩剖面設(shè)計(jì)根據(jù)重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，壩頂寬度一般為壩高的8%～10%，一般不小于2m。（3）運(yùn)用方便。重力壩剖面設(shè)計(jì)的原則是：（1）滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，保證大壩安全。通過(guò)比較知方案二優(yōu)于方案一，所以選擇方案二。因?yàn)橛脩舳辔挥诤恿髯蟀?，可以縮短出線線路。所以知道用戶多位于左岸，少部分位于右岸。比較如下： 由對(duì)外交通和流域概況知：本壩址上游左岸30公里處有鐵路干線與車站，另有公路與壩址下游50公里的兩座縣城相同，兩縣城有公路和水路與河流入海處的省轄市相連，對(duì)外交通較為方便。三、方案比較 現(xiàn)在擬定兩個(gè)樞紐布置方案進(jìn)行比較分析：方案一是擋水壩段布置在河岸兩邊，溢流壩段布置在中間，電站布置在右岸的擋水壩之后。（2）將電站壩段與底孔壩段同寬布置，可以共用啟閉機(jī)設(shè)備，節(jié)省投資。（四）電站水電站進(jìn)水口水流應(yīng)順直，不發(fā)生漩渦和橫向水流，尾水應(yīng)順暢。（三）泄水底孔即深式泄水孔，起放空水庫(kù)以便檢修；排放泥沙，減少水庫(kù)淤積。（二）溢流壩主要起泄洪作用，前緣應(yīng)正對(duì)上游來(lái)水的主流方向，下游出口方向最好與主流槽水流方向一致。（6）樞紐的外觀應(yīng)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，在可能的條件下，注意美觀。（3）在滿足各建筑物強(qiáng)度和穩(wěn)定性的條件下，降低樞紐的總造價(jià)和年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。一、樞紐布置的一般原則樞紐布置的一般原則如下：（1）壩址、壩及其他主要建筑物的型式選擇和樞紐布置要做到：施工方便，工期短，造價(jià)低。第三節(jié) 樞紐布置 本樞紐建筑物的組成為：擋水壩、溢流壩、泄水底孔及水電站建筑物等等。本設(shè)計(jì)中泄水孔選擇單層、有壓、底孔。下泄流量都較大，所以本設(shè)計(jì)采用開敞溢流式。為了使水庫(kù)具有較大的泄流能力，宜優(yōu)先考慮開敞溢流式。這種型式的溢流孔可按洪水預(yù)報(bào)提前放水，加大蓄洪庫(kù)容，從而提高了調(diào)洪能力。通常大、中型工程的溢流壩均設(shè)有閘門。適用于泄水量較小、淹沒損失不大的中、小型工程。堰頂可以設(shè)閘門，也可不設(shè)。（一）壩頂溢流孔口型式的選擇 壩頂溢流孔口型式分為：開敞溢流式和大孔口溢流式。二、溢流壩泄水方式的選擇溢流壩泄水方式有壩頂溢流和壩身泄水孔。實(shí)體重力壩的缺點(diǎn):（1）壩體應(yīng)力較低，材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮；（2）壩體體積大，耗用水泥多；（3）施工期混凝土溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力大，對(duì)溫度控制要求高。但也有一些缺點(diǎn)，如：增加了模板用量，立模也較復(fù)雜；分期導(dǎo)流不便；在嚴(yán)寒地區(qū)，對(duì)寬縫需要采取保溫措施。寬縫重力壩具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：充分利用了混凝土的抗壓強(qiáng)度；揚(yáng)壓力顯著降低；混凝土方量較實(shí)體重力壩可節(jié)約10％～20％，甚至更多；寬縫增加了壩塊的側(cè)向散熱面，加快了壩體混凝土的散熱進(jìn)程；便于檢測(cè)和維修?？崭怪亓蔚膬?yōu)缺點(diǎn)：較實(shí)體重力壩節(jié)省砼20%左右，由于空腔下部不設(shè)地板，減少了揚(yáng)壓力；可以減少壩基開挖量；壩體前后腿嵌固于巖體內(nèi)，有利于壩體的抗滑穩(wěn)定；前后腿應(yīng)力分布均勻，壩踵壓應(yīng)力較大；有利于砼散熱；壩體施工可以不設(shè)縱縫；便于檢測(cè)和維修；可在空腹中布置電站廠房等優(yōu)點(diǎn)。 而重力壩的形式比較多，主要可分為實(shí)體重力壩、空腹重力壩、寬縫重力壩等。由于壩址處缺乏筑壩的土料，所以該方案不可取。（4）由于巖土力學(xué)理論、試驗(yàn)手段和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，提高了分析計(jì)算水平，加快了設(shè)計(jì)進(jìn)度，進(jìn)一步保障了大壩設(shè)計(jì)的安全可靠性。（2）能適應(yīng)各種不同的地形、地質(zhì)和氣候條件。（三）土石壩方案土石壩是指由土、石料等當(dāng)?shù)夭牧咸钪傻膲?，是歷史最為悠久的一種壩型，是世界壩工建設(shè)中應(yīng)用最為廣泛和發(fā)展最快的一種壩型。由于壩址處的河床寬度約100 m，寬度較大，不宜建拱壩。由于拱壩剖面較薄，壩體幾何形狀復(fù)雜，因此，對(duì)于施工質(zhì)量、建筑材料強(qiáng)和防滲要求等都較重力壩嚴(yán)格。（3）荷載特點(diǎn)。（2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。與其他壩型相比拱壩具有以下特點(diǎn)：（1）穩(wěn)定特點(diǎn)。（二）拱壩方案拱壩是固接與基巖的空間殼體結(jié)構(gòu)，在平面上呈凸向上游的拱形，其拱冠剖面豎直的或向上游凸出的曲線形。且對(duì)外交通較為方便，所需水泥等其他材料運(yùn)輸方便。在壩下游勘探6個(gè)砂料場(chǎng)，最遠(yuǎn)料場(chǎng)離壩約9公里，以石英破碎