【正文】 坡 ,可用砼或漿砌石補(bǔ)成正坡 。如結(jié)合的形狀及坡度不適宜 ,還可能引起壩體不均勻沉陷而裂縫 。棱體排水體頂部寬 ,內(nèi)坡1:1,外坡 1:?在排水棱體與壩體及壩基之間設(shè)反濾層二層 ,一層厚 ,二層厚 ? 壩體排水如圖 ? 護(hù)坡及壩坡排水 為保護(hù)土石壩壩坡免受波浪淘刷 ?冰層和漂浮物的損害及降雨沖刷 ,防止壩體土料發(fā)生凍結(jié) ?膨脹和收縮 ,以及人畜破壞等 ,需設(shè)置護(hù)坡結(jié)構(gòu) ?上游壩面的工作條件較差 ,承受風(fēng)浪的淘刷和冰層 ?漂浮物的損害 ,我國建造的土石壩的上游面多采用干砌石護(hù)坡 ?本設(shè)計上游壩坡選取雙層干砌石護(hù)坡厚 ,干砌石下設(shè)碎石墊層厚 ,護(hù)坡范圍 :上至壩頂 ,下至死水位以下 ,即=。 (2)防止?jié)B流逸出處的滲透變形 ,保護(hù)壩坡和壩基 。當(dāng)壩基砂卵石層深度大于 30m 時 ,如果仍采用混凝土截水墻 ,則施工困難 ,工期較長 ,造價也相應(yīng)增加 ,因而可采用機(jī)械造孔的方法 ,澆筑混凝土防滲墻 ,以控制壩基滲流 。防滲墻頂寬度取 ,心墻兩側(cè)邊坡取 1:,則防 滲墻底部寬度為 : ???? ? 心墻與上 ?下游壩體之間 ,應(yīng)設(shè)置足夠厚度的過渡層或反濾層 ,以防滲流將心墻粘土顆粒帶走 ,并利于與壩殼緊密結(jié)合 ?過渡層或反濾導(dǎo)層 ,從心墻底部一直延伸到頂部 ?反濾層一般由 1~3 層級配均勻 ?耐風(fēng)化的砂 ?礫 ?卵石或碎石構(gòu)成 ,每層粒徑隨滲流方向而增大 ?水平反濾層的最小厚度為,鉛直或傾斜反濾層的最小厚度為 ?本設(shè)計采取 3 層反濾層形式 :d1=— 1mm 厚,d2=1— 5mm厚 ,d3=5— 20mm厚 ? 反濾層構(gòu)造如圖 ? 壩基防滲 土石壩修建在砂卵石地基上時 ,地基的承載力通常是足夠的 ,而且地基因壓縮產(chǎn)生的沉降量一般也不大 ?總的說來 ,對砂卵石地基的處理主要是解決防滲問題 ,通過采取 “ 上堵 ” ?“下排”相結(jié)合的措施 ,達(dá)到控制地基滲流的目的 ?土石壩滲流控制的基本方式有垂直防滲 ?水平防滲和排水減壓 ?垂直防滲設(shè)施能可靠而有效地截斷壩基滲透水流 ,解決壩基防滲問題 ,在技術(shù)條件可能而又經(jīng)濟(jì)合理時 ,應(yīng)優(yōu)先采用 ? 垂直防滲可采取黏性土截水槽 ?混凝土截水墻 ?混凝土防滲墻 ?水泥黏土灌漿帷幕等基本形式?黏性土截水槽適用于 :當(dāng)透水砂卵石覆蓋層深度在 10— 15m以內(nèi) ,最多不超過 20m時 ,其結(jié)構(gòu)簡單?工作可靠 ,防滲效果好 。 規(guī)定 :土質(zhì)防滲體頂部設(shè)有防浪墻時 ,防滲體頂部高程不得低于正常運(yùn)用的靜水位 。 在壩頂上游側(cè)設(shè)置防浪墻高 ,用漿砌石筑成 ,墻頂寬 ,防浪墻基礎(chǔ)伸入防滲體 。分別在高程 和 處設(shè)置 2 級馬道 ,寬 ? 碾壓式土質(zhì)防滲體心墻壩 ,當(dāng)下游壩殼采用堆石時 ,常用坡度為 1:~1:,采用土料時 ,常用坡度為 1:~1:,常沿高程每隔 10~30m 設(shè)置一道寬 ~ 寬的馬道 ,以攔截壩坡雨水 ,防止沖刷壩面 ,同時兼作交通 ?檢修 ?觀測之用 ?故本設(shè)計下游壩坡由上而下為 :1:?1:?1:?1:?1:。 β — 計算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角 ,取 0176。KW=。Lm=。 V計算風(fēng)速 ,m/s?正常情況采用 50年一遇風(fēng)速或多年最大風(fēng)速的 — ,校核情況采用多年平均最 大風(fēng)速 ?本次設(shè)計正常情況風(fēng)速采用多年平均最大風(fēng)速的 倍 ,9= m/s,校核情況采用多年平均最大風(fēng)速 9m/s? D吹程 ,相應(yīng)于設(shè)計洪水位的吹程為 5500m,相應(yīng)于校核洪水位的吹程為 7500m? h =2 h L=(1/12)(gD/V2)1/3V2/g =( 1/12) (5500/)1/3(m) gD/V2=5500/=296 所求 2 h L 為 10%累計頻率的波高 ? Lm =2LL=(1/) (gD/V2)1/V2/g = ( 1/) (5500/)1/=(m) 已知設(shè)計洪水位 ,由附圖 6Ⅰ Ⅰ 壩線工程地質(zhì)剖面圖查得 ,壩底高程取在 ,則壩前水深 H==,水域平均水深 Hm=。 m— 坡度系數(shù) ? 1)波浪的 平均波高 hm 波浪的波高 h和平均波長 Lm可采用官廳水庫公式計算 g(2hl)/V2=(gD/V2)1/3 g(2ll)/V2=(gD/V2)1/ 式中 :2hl當(dāng) gD/V2=20— 250時 ,為累計頻率 5%時的波高 。 KW— 經(jīng)驗系數(shù) 。 (1)最大波浪在壩坡上的爬高 R 平均爬高值 Rm按下式計算 : 7 (31) 式中 :Rm— 平均波浪爬高 ,m。 e— 最大風(fēng)雍水面高度 ,m。斜墻壩是將防滲體設(shè)在壩體上游面或接近上游面 ?斜心墻壩介于心墻壩與斜墻壩之間 ,同時具有兩種壩的優(yōu)缺點(diǎn) ,施工難度大 ,多用于高土石壩 ,故本設(shè)計不選用此種型式 ? 下面就針對均質(zhì)壩 ?土質(zhì)防滲心墻壩和土質(zhì)防滲斜墻壩 ,這三種壩型列表進(jìn)行比較 ,選定壩型 ,如表 ? 表 壩型對比分析選擇說明表 方案 因素 均質(zhì)壩 土質(zhì)防滲心墻壩 土質(zhì)防滲斜墻壩 地形條件 多用于低壩 適用于中高壩 適用于高壩 地質(zhì)條件 適應(yīng)變形能力較強(qiáng) ,對地質(zhì)條件要求低 其抗震性能和不均勻沉陷的適應(yīng) 性比心墻壩差 工程量 壩體由均一的抗?jié)B性能好的土料筑成 ,壩體整個斷面起防滲作用 ,故防滲體工程量大 ? 防滲體工程量降低 ? 土質(zhì)斜墻壩的上游壩坡較緩 ,防滲體的粘土用量和壩體總工程量一般要比土質(zhì)心墻壩大 ? 建筑材料 壩體絕大部分由大體均一的抗?jié)B性能好的土料筑成 ,對土料要求高 ? 壩體內(nèi)設(shè)置專門防滲體 ,較于均質(zhì)壩對材料性能要求低 ? 施工條件 結(jié)構(gòu)簡單 ,施工方便 ,施工碾壓困難 ,在多雨的條件下受含水量影響 ,則更難壓實 ? 心墻壩由于心墻設(shè)在壩體中部 ,施工時就要求心墻與壩體大體同時填筑 ,因而兩者相互干擾大 ,影響施工進(jìn)度 ? 斜墻壩的斜墻支承在壩體上游面 ,可滯后壩體施工 ,兩者相互干擾小 ? 比較結(jié)果 依據(jù)原始資料 ,本設(shè)計土石壩為中高壩 ,則不適宜修建均質(zhì)壩 ?粘土心墻壩比粘土斜墻壩用的粘土少 ,適應(yīng)變形能力強(qiáng) ?冬季施工暖棚跨度小 ,移動和升高方便 ,抗震性能好 ,抗御炸彈能力強(qiáng) ,與兩岸的連接方便 ?由于該壩址上下游都有料場 ,粘土心墻壩的施工干擾相對會減少 ,綜合考慮選擇粘土心墻壩 ? 樞紐布置 根據(jù)選定的壩軸線從地形 ?地質(zhì) ?施工 ?運(yùn)用等方面大致確定建筑物 (包括大壩 ?溢洪道等 )的相對位置和建筑物型式 ,確定樞紐工程的等級及建筑物等級 ? 1?導(dǎo)流泄洪洞 :其布置主要考慮地質(zhì)情況 ,避開可能的塌滑體 ,并保證出口和進(jìn)口的穩(wěn)定 ,此外還應(yīng)考慮巖體破碎程序及其對巖體滲漏的影響 ?布置在左岸單薄分水嶺 ,沿洞線周圍巖石厚度大于 3 倍開挖洞徑 ,出口段已避開塌滑體的東邊界 ,沿線巖層 ?巖性主要為粉砂巖 ?細(xì)砂巖及礫巖 ,巖石較為堅硬 ,堅固系數(shù) Fk=104Mpa, 透水性較大 ?巖層傾向下游 ,出口段節(jié)理發(fā)育 ,在導(dǎo)流泄洪洞出口及邊坡應(yīng)采取有效措施予以處理 ?由于導(dǎo)流洞沿線巖體透水性較大 ,為保證導(dǎo)流泄洪洞巖體穩(wěn)定 ,建議該段修建無壓洞 ? 2?溢洪道 :其布置主要考慮地質(zhì)情況和水流 情況 ,不僅要保證建筑物的安全 ,還應(yīng)盡量減小開 6 挖工程量 ?布置在左岸單薄分水嶺 ,沿建筑物軸線巖層傾向下游 ?巖性主要為堅硬細(xì)砂巖 ,其中軟弱層多為透鏡體 ,溢洪道擋水部分的抗滑穩(wěn)定條件較好 ?對溢洪道左側(cè)的挖邊坡要采取加固穩(wěn)定的措施 ? 3?灌溉發(fā)電洞布置在左岸東凹溝附近三級階地上 ?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 ?電站廠房處巖石風(fēng)化層厚度約 5~6m,對其產(chǎn)生的滲漏及土體坍塌應(yīng)采取必要的工程措施 ?具體布置詳見樞紐平面布置圖附圖 5(ZF壩址區(qū)地形圖 ) 3 壩工設(shè)計 擋水壩體斷面設(shè)計 土石壩基本剖面尺寸主要包括 :壩頂高程 ?壩頂寬度 ?上下游邊坡 ?防滲和排水設(shè)備基本尺寸等 ? 壩頂寬度 依據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》 SL2742020 規(guī)定 :壩頂寬度應(yīng)根據(jù)構(gòu)造 ?施工 ?運(yùn)行和抗震等因素確定 ?如無特殊要求 ,高壩的頂部寬度可選用 10~15m,中低壩可選用 5~10m?根據(jù)原始資料 ,該壩為中壩 ,壩頂無交通要求 ,故該壩壩頂寬度擬定為 10m? 壩頂高程 壩頂高程等于水庫靜水位與壩頂超高之和 ,應(yīng)考慮正常蓄水情況 ?校核洪水情況和地震情況 ,取其最大值 ?本次設(shè)計不考慮地震情況 ? 1. 計算 正常運(yùn)用情況下的壩頂超高 Y 壩頂高程由水庫靜水位加上風(fēng)壅增水高度 ?壩面波浪爬高 ?壩體沉降量 ?防浪墻高及安全超高決定 ? Y=R+e+A 式中 :Y— 壩頂超高 ,m。 —— —— —— —— 粘聚力 C(KPa) 20 —— —— —— —— 滲透系數(shù) K(cm/s) 110 6 110 2 —— 110 2 —— 2 樞紐布置 工程標(biāo)準(zhǔn) 樞紐等別 查《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》 (SL2522020),根據(jù)設(shè)計基本資料可知本工程 :水庫總庫容 ,灌溉面積 104萬畝 ,總裝機(jī)容量 KW,水庫以灌溉發(fā)電為主 ,結(jié)合防洪 ,綜合此四方面考慮 ,按《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》 SL2522020 中表 ,確定本工程等別為 Ⅱ 等 ,規(guī)模屬于大 (2)型 ? 水工建筑物級別及防洪標(biāo)準(zhǔn) 土石壩樞紐設(shè)計的主要水工建筑物有 :土壩 ?溢洪道 ,且以上已論證本工程等別為 Ⅱ 等 ,由此查 SL2522020中表 ,確定土壩 ?溢洪道均為 2級 ? 按 SL2522020中表 ,擋水建筑物 (土壩 ?溢洪道等 )的防洪標(biāo)準(zhǔn)為 500年設(shè)計 ,5000年校核 ? 壩軸線選擇 壩軸線根據(jù)壩址區(qū)的地質(zhì) ?地形條件 ?壩型 ?壩基處理方式 ?樞紐中各建筑物 (特別是泄洪建筑物 )的布置 ?施工條件等 ,經(jīng)多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定 ?按照給定的資料 ,主要考慮上壩線和下壩 4 線兩個方案 ?該部分內(nèi)容列表 ?如下表所示 : 表 壩軸線對比分析選擇說明表 方案 因素 上壩線 下壩線 地形條件 壩址位于壩區(qū)中部背斜的西北 ,巖層傾向 QH 河上游 ,河床寬約 300m? 壩址位于上壩址同一背斜的東南翼 ,河床寬120m,巖層傾向 QH 河下游 ?下游左岸有體積約104m3 的塌滑體 ,對工程布置有一定影 響? 地 質(zhì) 條 件 砂卵石覆蓋層平均厚度 5m,左岸 730m高程以上為三級階地具有中偏弱濕陷性 ?巖基未發(fā)現(xiàn)大范圍的夾層 ,基巖透水性不大 ?河床中段及近右岸地段 ,沿 113111115104114 各鉆孔連線方向 ,在巖面下 21~47m 深度范圍內(nèi) ,有一透水帶 ,下限最深至基巖下約 80m?基巖透水性從上游向下游有逐漸增大趨勢 ,左岸臺地黃土與基巖交界處的礫巖透水性強(qiáng) ?左岸單薄分水嶺巖層應(yīng)考慮排水 ,增加巖體穩(wěn)定 ? 左岸基巖有一條寬 200~250m 呈北北東方向的強(qiáng)透水帶 ,右岸