【正文】 計(jì)算一致。（6）地震荷載（）地震荷載的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖43所示。 校核情況荷載計(jì)算（1）自重（）標(biāo)準(zhǔn)值：設(shè)計(jì)值：（2）靜水壓力（）標(biāo)準(zhǔn)值： 說(shuō)明：為堰頂至水面的距離。設(shè)計(jì)值: （3）揚(yáng)壓力(；） 標(biāo)準(zhǔn)值： 設(shè)計(jì)值： （4）泥沙壓力（） 泥沙壓力分水平壓力和豎向壓力兩種，豎直方向的淤沙壓力按作用面上的淤沙重量（按淤沙浮重度）計(jì)算，見(jiàn)式（）。標(biāo)準(zhǔn)值：設(shè)計(jì)值： （2）靜水壓力（） 靜水壓力是作用在上下游壩面的主要荷載，計(jì)算時(shí)常分解為水平壓力和垂直水壓力兩種,計(jì)算見(jiàn)式（）。溢流壩剖面圖如圖42所示。由于上右側(cè)超出基本剖面，故需將溢流壩做成倒懸的堰頂以滿足泄流曲線的要求。整理后冪曲線為： 相關(guān)坐標(biāo)點(diǎn)選取見(jiàn)表45表45 冪曲線坐標(biāo)值x0123456y0 x789101112y 溢流壩剖面的繪制頂部的曲線段確定后，中部的直線段分別與頂部曲線、底部的反弧段相切，其坡度與非溢流壩段坡率相同，即為1：m。首先繪出頂部的曲線，取堰頂部的最高點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，原點(diǎn)上游采用橢圓曲線，下游部分采用冪曲線。一般其上游面為鉛直或折線面，溢流面由頂部曲線、中間的直線、底部的反弧三部分組成。 由此可知，挑流消能形成的沖坑不會(huì)影響大壩安全。 為了保證大壩的安全，挑距應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度。h=，所以確定反弧半徑=(4～10)h=～，取=20m。具體計(jì)算如下： ==，=1150/8=179。/s； —鼻坎處的水面寬度，m。挑流鼻坎應(yīng)高出下游水位1～2m，則鼻坎高程為1910+2=1912m。Q|/Q=5％，說(shuō)明孔口設(shè)計(jì)符合要求。泄流能力計(jì)算成果見(jiàn)表43。 泄流能力校核運(yùn)用堰流公分情況校核溢流堰的泄流能力。通過(guò)查表可知，其負(fù)壓值均符合規(guī)范要求。 定型設(shè)計(jì)水頭的確定堰上最大水頭=校核洪水位堰頂高程，即 定型設(shè)計(jì)水頭（～）=～定型設(shè)計(jì)水頭不同，堰頂可能出現(xiàn)的最大負(fù)壓也不同。計(jì)算如表42所示：表42 堰頂高程計(jì)算列表計(jì)算情況QεmbH0堰頂高程設(shè)計(jì)情況7608校核情況11508 堰頂高程=對(duì)應(yīng)洪水位堰頂水頭 根據(jù)以上計(jì)算。查《水力學(xué)》圖710得邊墩系數(shù)；查表74得半圓形閘墩的形狀系數(shù)。/（ms））孔口凈寬B（m）設(shè)計(jì)情況76020～50038～校核情況115020～50～23 根據(jù)以上計(jì)算，溢流壩孔口凈寬取24m，每孔寬度為8m，孔數(shù)為3孔。表41 孔口凈寬計(jì)算成果表計(jì)算情況流量Q（m179。 孔口凈寬的擬定分別計(jì)算設(shè)計(jì)和校核情況下泄洪道所需的孔口寬度。 單寬流量的選擇考慮到壩基處98％的巖層為堅(jiān)硬巖層，且基巖比較完整，根據(jù)綜合樞紐的布置及下游消能防沖的要求，單寬流量取20～50m179。/s，校核洪水位時(shí)的最大泄量1150m179。本設(shè)計(jì)的重力壩是2級(jí)建筑物，根據(jù)《水利工程水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)》采用100年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，1000年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)校核。為使水庫(kù)具有較大的泄洪潛力，本設(shè)計(jì)優(yōu)先考慮開(kāi)敞式溢流孔。孔口溢流式 為了降低堰頂閘門(mén)的高度，增大泄流量，可采用帶有胸墻的溢流堰。堰頂可設(shè)置閘門(mén)，也可不設(shè)。因此需要有足夠的孔口尺寸、較好體型的堰頂，以滿足泄水的要求；并使水流平順，不產(chǎn)生空蝕破壞。(3) 偶然組合Ⅱ（校核洪水位時(shí)） 滿足壩體承載能力極限狀態(tài)要求； 則壩踵處無(wú)拉應(yīng)力出現(xiàn)。(2) 偶然組合Ⅰ（發(fā)生8176。 壩體強(qiáng)度極限狀態(tài)演算 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式： 式（） 式中，—作用的效應(yīng)函數(shù)，； —抗力函數(shù)，為混凝土的抗壓強(qiáng)度； —荷載作用設(shè)計(jì)值，KN。地震的情況 滿足強(qiáng)度要求。 具體計(jì)算式如下： 設(shè)計(jì)情況 滿足強(qiáng)度要求。 —作用于計(jì)算截面以上全部荷載對(duì)截面垂直水流流向形心軸的力矩總和，KN。 分析的方法應(yīng)力分析主要采用材料力學(xué)法。校核情況 滿足穩(wěn)定要求。表37 結(jié)構(gòu)系數(shù)序號(hào)項(xiàng)目組合類型分項(xiàng)系數(shù)1壩體抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)基本組合偶然組合2混凝土抗壓極限狀態(tài)基本組合偶然組合設(shè)計(jì)情況 滿足穩(wěn)定要求。 —可變作用標(biāo)準(zhǔn)值，kN。 —構(gòu)建及構(gòu)建抗力函數(shù)。此時(shí)其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 的計(jì)算公式為： 式（）式中，—抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算值； —抗剪斷摩擦系數(shù)，由實(shí)驗(yàn)得到； —抗剪斷凝聚力，； —計(jì)算截面面積，； (3)抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)計(jì)算法 計(jì)算時(shí)，對(duì)基本組合、偶然組合應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算。 —接觸面以上的總水平力，KN。 （1）抗剪強(qiáng)度公式 它是把壩體與巖基之間看成是一個(gè)單純的接觸面，而不是膠結(jié)面。本次設(shè)計(jì)選取為壩基面。其基本原則是：研究壩基地質(zhì)條件和壩體剖面形式，選擇受力較大、抗剪強(qiáng)度低、最容易產(chǎn)生滑動(dòng)的截面作為計(jì)算截面。 抗滑穩(wěn)定分析 分析的目的核算壩體沿壩基面或地基深層軟弱結(jié)構(gòu)面的抗滑穩(wěn)定的安全度（按平面問(wèn)題進(jìn)行分析）。見(jiàn)表32。計(jì)算如下： 則 所以 動(dòng)水壓力計(jì)算如下： 標(biāo)準(zhǔn)值： 設(shè)計(jì)值： 荷載組合荷載組合分為基本組合和特殊組合兩種。 當(dāng)迎水面由折坡時(shí)，若水面以下直立部分的高度等于或大于水深的一半，則可近似取作鉛直；否則應(yīng)取水面與壩面的交點(diǎn)和坡腳點(diǎn)的連線作為代替坡度θ。當(dāng)同時(shí)計(jì)入水平和豎向地震慣性力時(shí)。 —質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)分布系數(shù)。混凝土重力壩沿高度作用于質(zhì)點(diǎn)i的水平向地震慣性力代表值可按下式計(jì)算： 式（） 式（）式中：—作用在質(zhì)點(diǎn)i的水平向地震慣性力代表值，KN。（3） 揚(yáng)壓力 標(biāo)準(zhǔn)值： 設(shè)計(jì)值： （4） 泥沙壓力 與設(shè)計(jì)情況計(jì)算結(jié)果一致。則浪壓力為： 標(biāo)準(zhǔn)值： 式（） 設(shè)計(jì)值：圖33 浪壓力示意圖 校核情況（1） 壩體自重 與設(shè)計(jì)情況下計(jì)算結(jié)果一致。 標(biāo)準(zhǔn)值： 設(shè)計(jì)值： （5） 浪壓力 當(dāng)時(shí)，可假定浪頂及水深等于L/2處的浪壓力為零，靜水位處的浪壓力最大，并呈三角形分布。），12176。, KN/m179。滲透壓力：；浮托力：；揚(yáng)壓力折減系數(shù)：。具體計(jì)算如下： （3） 揚(yáng)壓力 揚(yáng)壓力包括滲透壓力和浮托力兩部分。計(jì)算公式為： 式（） 式中 H— 計(jì)算點(diǎn)處的作用水頭，m； γw—水的重度，179。179。荷載計(jì)算圖如圖32所示：圖32 主要荷載示意圖 設(shè)計(jì)情況（1） 壩體自重 壩體自重W（KN)的計(jì)算公式： 式（）式中 V— 壩體體積，m179。按設(shè)計(jì)情況、校核情況分別計(jì)算荷載作用的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值（設(shè)計(jì)值=標(biāo)準(zhǔn)值*分項(xiàng)系數(shù)）重力壩的荷載主要有：自重、靜水壓力、浪壓力、泥沙壓力、揚(yáng)壓力、地震荷載等。荷載作用按作用隨時(shí)間的變異分為三類：永久作用、可變作用、偶然作用。根據(jù)基礎(chǔ)廊道的布置要求，初步擬定防滲帷幕及排水孔中心線在壩基面處距離上游壩面分別為12m和14m。 壩底寬度由上、下游起坡點(diǎn)高程、坡度、邊坡系數(shù)等條件通過(guò)幾何關(guān)系可得壩底寬度B=，在（～）H=～77m范圍內(nèi)，說(shuō)明壩底寬度符合要求。 壩坡的擬定 根據(jù)巖石實(shí)驗(yàn)資料，綜合分析實(shí)驗(yàn)成果，巖基面與混凝土的抗剪斷指標(biāo)f=，C=，可初步判定其形態(tài)基本為上游壩面上部鉛直，下部?jī)A斜。 壩頂寬度的擬定 為了適應(yīng)運(yùn)用及施工的需要，壩頂必須有一定的寬度。3 非溢流壩設(shè)計(jì) 剖面尺寸擬定 壩頂高程的確定 壩頂高程分別按設(shè)計(jì)和校核兩種情況，用以下公式進(jìn)行計(jì)算： 波浪要素按官?gòu)d公式計(jì)算。壩址兩岸地形較為開(kāi)闊，可方便施工布置及機(jī)械化施工，同時(shí)在現(xiàn)壩址上游，地形開(kāi)闊，建庫(kù)以后有較大庫(kù)容，下游河道逐漸變寬，可使水流平順銜接，減少局部沖刷，也利于洪水期排水。故本工程采用混凝土重力壩。漿砌石重力壩雖然節(jié)約了水泥用量，當(dāng)?shù)厥蟽?chǔ)備豐富，但加工成條石難度大，機(jī)械化施工程度低，故不可取。故該方案不可取。（3）方案比較 根據(jù)以上情況綜合分析如下： 拱壩方案：河谷斷面較寬，兩岸不對(duì)稱，不是“V”字形，且在壩軸線上存在大斷裂，地形地質(zhì)條件均不符合要求，故該方案不可取。壩區(qū)出露地層為二跌統(tǒng)玄武巖和第四紀(jì)沖積、坡積，沖積層，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育中等，壩址巖層為上二跌統(tǒng)峨嵋山玄武巖；壩區(qū)主要有9條斷層，出露于壩軸線剖面上的斷層主要為FⅡ組斷層及部分F組小斷層，走向?yàn)镹E與NW，傾角較大，基本不存在深層滑動(dòng)問(wèn)題。副廠房在主廠房的上游側(cè)，廠房與壩體之間用縫分開(kāi)。在進(jìn)口閘門(mén)后設(shè)置漸變段，漸變段為圓角過(guò)渡。邊墩向下游延伸成導(dǎo)墻，其高度為11m，斷面為梯形，底邊為3m，需分縫，縫距15m。中間設(shè)置2個(gè)中墩，邊墩厚3m，縫設(shè)在閘孔中間。工作閘門(mén)為平面鋼閘門(mén)，采用壩頂門(mén)機(jī)啟閉。 溢流壩段：溢流壩段全長(zhǎng)40m，分2個(gè)壩段，每段長(zhǎng)20m，共3孔，每孔8m。沿壩軸線方向每隔20m設(shè)置一個(gè)照明燈。 非溢流壩段：，、其他壩段長(zhǎng)度均為20m。該重力壩由11個(gè)壩段組成，每個(gè)壩段長(zhǎng)度大約為20m，從左岸到右岸依次為1—4號(hào)壩段為左岸擋水壩，5—6號(hào)為溢流壩段，7號(hào)為底孔壩段，8—11號(hào)為右岸擋水壩。 樞紐布置 本工程是以灌溉為主的綜合利用工程，溢流壩段布置在主河槽處，沖沙孔布置在電站進(jìn)水口附近。壩頂有交通要求，壩頂寬度不小于8m。 其他資料 該壩區(qū)地震基本烈度為7176?；静淮嬖谏顚踊瑒?dòng)問(wèn)題，但須作必要的灌漿、開(kāi)發(fā)并回填混凝土處理。壩基98%為堅(jiān)硬巖層, 巖石飽和抗壓強(qiáng)度為41～105 MPa。壩址巖層為上二迭統(tǒng)峨嵋山玄武巖。玄武巖濕抗壓強(qiáng)度500～800kg/cm178。稍大。 地質(zhì)勘測(cè)資料 壩區(qū)出露地層為二跌統(tǒng)玄武巖和第四紀(jì)沖積、坡積、沖積層。 氣象資料 流域?qū)儆趤啛釒夂颍?～10月份為雨季，全年雨量充沛，多年平均為1000mm左右，176。/s，179。其效益有：，；，為調(diào)節(jié)、補(bǔ)償裝機(jī)9萬(wàn)千瓦的下游高橋水電站及下游待開(kāi)發(fā)的裝機(jī)5萬(wàn)千瓦的3個(gè)梯級(jí)電站供水；；，為將來(lái)開(kāi)發(fā)的大型褐煤礦、煤化工、坑口火電站提供可靠水源；提高下游農(nóng)田防洪標(biāo)準(zhǔn)；促進(jìn)昭通市旅游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。/s。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為百年一遇，流量為905m1