【正文】 。 3． 對于暫作蓄水防洪壩使用時 ， 可對下游土地放水灌溉 。 它的主要作 用是： 1． 對于未淤滿的淤地壩 ， 能排泄小型洪水 ， 放空庫容 ， 蓄洪落淤 ， 攔蓄連續(xù)洪水 ， 保證壩體安全 。 輸水建筑物有 輸水涵洞 ， 它與臥管或 豎井連接 ， 埋在壩下 ， 與壩軸線基本垂直 。21 nbHmmbB m ????5/5/2023 52 放水建筑物設計 （一）放水建筑物 放水建筑物主要由 取水和輸水 兩部分組成 。 b— 壩頂寬； n— 上下游壩坡馬道總數(shù)； m1— 上游坡比； m2— 下游坡比； H— 最大壩高， m； b1— 馬道高。一般在馬道處變坡，上陡下緩，表7— 10所列山西省的土壩坡的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，可供選用壩坡時參考。水墜壩的壩坡應滿足在施工期間的壩體穩(wěn)定，不發(fā)生滑坡事故，其壩坡應比夯碾壩要緩些。 表 7— 9 壩頂寬度參考表 壩高（ m） 〈 10 1020 2030 〉 30 壩頂寬（ m） 2 23 34 46 5/5/2023 49 土壩壩坡的陡緩是決定壩體穩(wěn)定的主要條件之一，可根據(jù)壩高、土料、施工方法和壩前是否經(jīng)常蓄水等條件，參考已建成的同類土壩等擬定。 5/5/2023 48 （二） 土壩斷面尺寸的擬定 壩頂?shù)膶挾扰c壩高有關，壩體愈高則壩頂也應愈高，可參考表 7— 9選定。沉淀池寬則形成的心墻較寬， 沉淀池窄形成的心墻較窄，但心墻與邊棱沒有明確的分界線。 不均勻系數(shù)小的砂、粉制壤土、砂壤土等形成均質(zhì)壩。根據(jù)石料配置的部位不同，土石壩可有幾種壩型，如圖 7— 11所示。 5/5/2023 45 （ 3） 斜心墻土壩 對于 土石壩 ，用斜心墻較好； （ 4）多種土質(zhì)壩 有的壩址，儲藏著 多種土質(zhì) ，例如粘土、輕沙壤土、風化巖等，本著就地取材、因材設計的精神，把各種土料合理地配置在適當部位，就形成了多種土質(zhì)壩。需要平緩壩坡，因而工程量較大。這種壩型的優(yōu)點是就地取材，施工簡單，投資也少，對壩基地條件要求較低。 5/5/2023 43 5/5/2023 44 土壩是由土料填筑而成的擋水建筑物，它是淤地壩和小型水 庫采用最多的一種壩型。 丘陵地帶 河谷寬山坡平緩，而且常有埡口可布置 溢洪道，建筑物可分散布置，施工方便，見下頁圖 710。既要 安全可靠 ，又 要 經(jīng)濟合理 ，要盡可能避免施工干擾，還要考慮運行管理 方便。 有時單從壩址本身考慮比較優(yōu)越 ， 但從整體銜接 、 梯級開發(fā)上看不一定有利 ，這種情況需要注意 。 有些地形和地質(zhì)條件都很好的壩址 ，就是因為淹沒損失過大而被放棄 ， 或者降低壩高 ， 改變資源利用方式 ， 這樣的先例并不少見 。壩扇不能有沖溝 ， 以免洪水沖刷壩身 。巖層要避免活斷層和較大裂隙，尤其要避免有可能造成壩基滑動的軟弱層。 ，兩岸無疏松的坍土、滑坡體，斷面完整，岸坡不大于 60176。還應注意到大壩分期加高時，放、泄水建筑物的布設位置。 宜于開挖溢洪道的地形和地質(zhì)條件 。據(jù)各地經(jīng)驗，在溝壑密度 5— 7/km2，溝道比降 2— 3%，適宜建壩的黃土丘陵溝壑區(qū)，每平方公里可建壩 3— 5座；在溝壑密度 3— 5km/km2，適宜建壩的殘垣溝壑區(qū)，每平方公里建壩 2— 4座；溝道比較大的土石山區(qū)，每平方公里建壩 5— 8座比較適宜。但壩 系成地較慢，上游無壩攔蓄洪水，壩地防洪保收不可靠，初 期防洪能力較差。 自上而下 ：從上游向下游逐座修建，上壩修成時，再修下壩， 依次形成壩系。 5/5/2023 38 （ 2） 壩系中建壩的順序 壩系中建壩的順序有兩種； 自下而上 ：從下游向上游逐座興建，形成壩系。 先干后支 ；干溝寬闊成地多，群支匯干淤地快，但工程設 計標準高，需投入較多的財力和人力。 、落淤、造地，變荒溝為良田，可為山區(qū)農(nóng)林牧業(yè)發(fā)展創(chuàng)造有利條件。淤地壩的具體作用歸納如下： ，防止溝底下切和溝岸坍塌，控制溝頭前進和溝壁擴張。目前我國還沒有統(tǒng)一標 準，表 7— 2和表 7— 3為黃河中游水土保持治溝骨干工程技術(shù) 規(guī)范提出的淤地壩設計洪水標準，供參考。 5/5/2023 33 表 7— 1為黃河中游水土保持治溝骨干工程技術(shù)規(guī)范所列分級標準，供參考。 淤地壩一般根據(jù) 庫容 、 壩高 、 淤地面積 、 控制流域面積 等因 素分級。一般淤地壩由 壩 體、溢洪道、放水建筑物 三個部分 組成。 5/5/2023 31 淤地壩指在溝道里為了 攔泥 、 淤地 所建的壩 ， 壩內(nèi)所淤成 的土地稱為 壩地 。 不宜開挖溢 洪道 ， 多采用壩頂濫洪 。同時，為 減少巖石的開挖量，宜將拱端支撐處的巖石作成階梯形［圖 (b)］。拱端支撐處的河岸巖石要很好處理，為滿足壩頭穩(wěn)定的要 求，圈拱軸線與地形等高線的夾角一般不小于 30176。 5/5/2023 30 （三）壩與地基及兩岸的連接 在地基及與兩岸相接的地方，應將所有破碎的巖石挖除，對堅固巖石中的 裂隙應加以灌漿。 砌石拱壩應注意上游面的防滲問題， 可用水泥砂漿勾縫防滲。如果不合適，還需要修改剖面和平面布置 5/5/2023 29 壩身構(gòu)造和壩基處理 （一）壩頂與壩面 壩頂構(gòu)造與其用途有關，沒有交通要求的 非溢流拱壩，頂寬一般采用 ～ ， 有交通要求時，可用懸臂加寬壩頂， 并按公路級別確定寬度。 繪制拱壩的平面圖 將各高程拱圈的下游端點連接起來，就得到拱圈平面圖。 其他拱圈的布置 將壩沿高度 n等分．得 n+1個拱圈，對每個拱圈（除壩頂），用同一圓心和外半徑繪制上游圓弧，據(jù)相應位置的壩厚度確定內(nèi)半徑，繪下游面圓弧。 剖面的擬定 拱壩的基本剖面采用上游垂直，下游有一定坡度的形式。 T/H （ T－壩底厚度； H－最大壩高） T/H 10%為薄拱壩， 10－ 40%為拱壩， 40－ 60%為重力拱壩， 60－ 80%為重力壩。 三角形河谷最佳 ，梯形次之，矩 形最差。 L/H — ，可修建拱壩 L/H =— ， 可修建重力拱壩 L/H — ， 修建拱壩不經(jīng)濟，但也不是絕對的。 （二）拱壩對地形的要求 拱壩受的荷載大部分靠拱的作用傳給兩岸，還有一部分由垂直方向的懸臂 梁的作用傳給河底。 拱壩應修建在巖石 堅硬完 整、均勻、變形小 ， 耐風化、透水性弱 ， 上下游岸坡穩(wěn)定 ，以及沒有較大 斷層破碎帶的地區(qū)。具有工程量小，投資少、工期短，見效快等優(yōu)點。以重量計，有 90%的顆粒粒徑比 d90小； Schoklitsch經(jīng)驗公式： 式中符號同前式。通常只有采用模型試驗以及對比實際工程資料，才能得到較為可靠的結(jié)果。 zqb ??5/5/2023 24 2．壩下沖刷深度計算 壩下沖刷深度估算的目的在于合理確定壩基的埋設深度。 護坦多用漿砌塊石砌筑，其長度為 2— 3倍主壩高。在溝內(nèi)修成壩系的情況下，只要保證下一座壩的回淤線高于上一座壩的基礎頂面，便可達到防沖要求。子壩的壩頂應高出原溝床 ，以保證子壩回淤線高于主壩基礎頂面。 cHc??????? 15/5/2023 22 （四）壩下消能與沖刷深度計算 1．壩下消能 攔沙壩壩下消能措施常見的有如下幾種： （ 1）子壩（副壩）消能 它適用于大中型山洪或泥石流荒溪。 3．選定單寬溢流流量 q（ m3/s），估算溢流口寬度 B 5/5/2023 21 4．根據(jù)選擇的溢流口形狀，流速及洪峰流量，用計劃處法求出過壩溢流深度 h0，高含沙山洪的流速 vc可采用下列公式計算： vc= R2/3I3/8 式中： R、 I— 水力半徑及水面縱坡（ %）； a— 阻力系數(shù)； a=[φ/γ H+1]1/2 式中： φ —— 改正系數(shù)； γ H—— 山洪中固體物質(zhì)比重，一般為 ， γ c—— 山洪容重。 qQB c?2．計算壩址處設計洪峰流量計算。 )61( bebN ??上? )61( bebN ＋下 ?? 壩體不會產(chǎn)生拉應力時當 ,6,beNMe ??5/5/2023 20 (三 )溢流口設計 1．確定溢流口形狀和兩側(cè)邊坡 一般溢流口的形狀為梯形，邊坡坡度為 1：— 1： 1。 e—— 合力作用點至壩底中心點的距離 (m)。計算公式如下： 上游面應力 ： 下游面應力 ： 式中： σ 上 —— 上游面壩基應力，當 σ 上 ＞ 0時，不產(chǎn)生拉應力 (kg/cm2)； σ 下 —— 下游面的壩基應力 (kg/cm2)。 pcbNfKs??? 05/5/2023 19 漿砌石壩設計時，不容許使壩體上游面出現(xiàn)拉應力。 N— 壩體垂直力的總和，向下為正，向上為負； P— 壩體水平作用力的總和，向下游為正，向上游為負； f— 壩體與基礎的摩擦系數(shù)； 如果壩的基礎設有齒墻，且齒墻的深度相同（圖 517， 2），則壩體抗滑穩(wěn)定計算公式為： 式中： f0— 摩擦系數(shù)，當齒墻較薄， b’較大時， f0=tgψ。 avKP c si n2 ???? ?沖 gc?? ?泥石流的密度地震慣性力 GKS e ???? ??地震泥沙壓力 泥PtgKQ ec )21( ???式中： S— 水平地震慣性力 (t)； Qc—— 地震作用下的泥沙壓力 (t)； φ —— 淤積物的內(nèi)摩擦角； Ke—— 地震系數(shù)； a— 建筑物的慣性分布指數(shù) 5/5/2023 18