【正文】 （附后）。 自重 W=［ (30 6)/2+64 6+( )/2］ 24=38469KN 設(shè)計(jì)情況 上游設(shè)計(jì)洪水位為 ，相應(yīng)下游洪水位為 ，壩基設(shè)有防滲帷幕和基礎(chǔ)排水措施。作用分為：①永久作用，如結(jié)構(gòu)物自重，土壓力；②可變作用，如各種水荷載，溫度作用；③偶然作用 ，如地震作用，校核洪水。 17 圖 31 非溢流壩剖面示意圖 （單位： m） 荷載組合及其計(jì)算 （以下各組合情況均取單位壩長(zhǎng)計(jì)算） 作用是指外界環(huán)境對(duì)水工建筑物的影響，進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，如果開始即可用一個(gè)明確的外力來(lái)代表外界對(duì)環(huán)境的影響，如此作用（外力）可稱為荷載。 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)系可得壩底寬度為，在（ ～ ）壩高 =～ 范圍內(nèi)。 壩面坡度 上游壩采用折線面，起坡點(diǎn)在（ 1/3～ 2/3） H 處 ，其高程為 108m，坡度為 1：；下游剖面采用基本三角形頂點(diǎn)與校核洪水位齊平的剖面形式，則有折坡處向上延伸與校核洪水位相交。 16 表 3－ 1 安全超高 hc 相應(yīng)水位 壩的安全級(jí)別 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 正常蓄水位 校核洪水位 波高 hl，當(dāng) gD/V02=20— 250時(shí)，為累計(jì)頻率的 5%的波高 h5%；當(dāng) gD/ V02=250— 1000 為累計(jì)頻率 10%的波高 h10%。 壩頂高程的確定 壩頂 高程 =設(shè)計(jì)洪水位 +△ h 設(shè) =+= 壩頂 高程 =校核洪水位 +△ h 校 =+= 波浪要素按官?gòu)d公式計(jì)算： hl=； L=（ hl） ； hz=（ π hc2/L） cth（ 2π h/L） （ 3— 1） L— 波長(zhǎng)， m； D— 風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度， m； H— 壩前水深， m； hl— 波浪高度， m； hz— 波浪中心線高于靜水面的高度， m； Vo— 計(jì)算風(fēng)速，設(shè)計(jì)洪水位時(shí)宜用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速的 ～ 倍；校核洪水位時(shí)宜用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速， m/s。 壩頂高程 根據(jù)交通和運(yùn)行管理的需要，壩頂應(yīng)有 足夠的寬度。 15 3. 重力壩非溢流壩段設(shè)計(jì) 非溢流壩段主要是擋水建筑物。壩頂上下游側(cè)均設(shè)置 欄桿和燈柱。在寬闊河道上以及岸坡覆蓋層、風(fēng)化層極深時(shí)，非溢流壩段也可采用土石壩。 非溢流壩的布置 非溢流壩一般布置在河岸部分并與岸坡相連，非溢流壩與溢流壩或其他建筑物相連處，常用導(dǎo)墻隔開。堰頂設(shè)有 10 個(gè)中墩，其厚度為 4m， 2 個(gè)邊墩，厚為 3m，橫縫設(shè)在閘墩上，溢流堰面采用 WES 曲線，過(guò)堰水流采用連續(xù)式鼻坎底流消能，坎頂高程為 。 大壩總體布置 溢流壩的布置 由 該庫(kù)區(qū) 壩址的地形可知，庫(kù)區(qū)河谷較開闊 ，呈不對(duì)稱 “ U”字型，由于河床左岸平緩，右岸形成陡壁，故初步將壓力管道布置在左岸， 由于河道較為寬闊，泄水重力壩應(yīng)布置在河道主河槽上，以利于順暢瀉流 ，水流消能，下泄水流歸槽與下游水流妥善銜接以及減少土石方開挖等，故將 溢流壩布置在 中間 ， 溢流壩段長(zhǎng) 230m， 分為 12 個(gè)壩段，堰頂安裝工作閘門和檢修閘門。 輸水建筑物 為滿足下游城市的用水需要，從上游至下游許布置壓力鋼管，壓力鋼管的布 14 置應(yīng)順直，盡量避免轉(zhuǎn)彎，以造成水頭損失，取水口采取相應(yīng)措施使其不 致被泥沙淤塞，也不致被漂浮物及木材堵塞，進(jìn)水口前應(yīng)使水流順暢，水頭損失小，不發(fā)生旋渦及橫向水流。在樞紐中設(shè)置溢流壩段，可以很好的宣泄很大洪水 流量；且較其他泄水方式較經(jīng)濟(jì)。另外他不能滿足排沙防空等要求；所以必須根據(jù)需要設(shè)置防空、排沙等設(shè)施。溢流壩結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單，檢修方便；水流平順；便于排除漂浮物，不易堵塞；超泄流潛力大；施工簡(jiǎn)單方便。 他們一般常用在拱壩中，本樞紐不優(yōu)先采用。 泄水隧洞總的來(lái)說(shuō)開挖量較大，施工工序多、速度慢、難度大、工作量大、場(chǎng)地狹小、運(yùn)輸困難、易發(fā)生事故，切 工程投資較大。 表孔的進(jìn)口屬于堰流，超泄流能力大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單運(yùn)行方便可靠。他作為水利樞紐的或渠首的重要組成部分，在水利樞紐中廣泛應(yīng)用，而且工程規(guī)模越來(lái)越大。對(duì)于本樞紐明顯不適合。他具有超大的泄流能力；溢洪道檢修方便，運(yùn)行安全可靠； 可充分利用地形，減少開挖量。分別將其特點(diǎn)和適用條件列于表 22。 大壩樞紐建筑物的布置 擋水建筑物 由 分析 知，采用實(shí)體重力壩。優(yōu)先考慮使用實(shí)體重力壩。 從中可看出實(shí)體重力壩構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工 和設(shè)計(jì)的難度較小，且有大量的工程事例可供參考，經(jīng)驗(yàn)豐富。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工和設(shè)計(jì)難度都較大； 需要的鋼筋和模板較多。 缺點(diǎn) 底部揚(yáng)壓力大； 施工散熱條件差。 揚(yáng)壓力降低，節(jié)省混凝土； 散熱條件好； 寬縫方便檢查和觀測(cè)。 結(jié)合該處的地址條件簡(jiǎn)單而良好，河谷較為寬廣，在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)成熟的前提下，優(yōu)選混凝土重力壩。其中，土料分布在莊窩 、 土谷子等七處，沙礫卵石料主要有南杖子等八處，各料廠的材料 物理 12 性質(zhì)基本滿足要求，可做大壩混凝土骨料及拱圍堰。 缺點(diǎn)：堆石壩屬于散粒壩體，需修建溢洪道或隧洞進(jìn)行泄洪，而這些泄洪設(shè)施會(huì)加大樞紐的投資和工程量；施工中的導(dǎo)流問(wèn)題難以解決。 缺點(diǎn)：壩坡較小，工程量較大；壩頂不能過(guò)水，需要另加泄水建筑物；施工導(dǎo)流不方便；對(duì)壩的防滲要求較高；沉降問(wèn)題存在 。 缺點(diǎn)：體積大，消耗水泥、石料較多；材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮；壩底揚(yáng)壓力較大；混凝土水化熱較大，溫控措施較高。 壩型的選擇 由地形圖可看出，壩址兩岸的基巖較不對(duì)稱，故不宜修建拱壩，但可以修建混凝土重力壩和土石壩 、面板堆石壩 。 綜合以上所有因素來(lái)看，在滿足樞紐布置和施工導(dǎo)流的前提下，上壩線工程量較小，壩軸線構(gòu)造更簡(jiǎn)單， 無(wú)明顯的斷層，夾層和軟弱破碎帶。 3． 從水流條件看， 由上、下壩線壩址水位流量關(guān)系看出， 在同樣情況下，上壩線更有利于抬 高水位，對(duì)發(fā)電為主的樞紐是有利的。結(jié)合考慮，選擇最有利的壩址，對(duì)于此工程： 1． 從地質(zhì)條件看：上壩線處河床高于下壩線，根據(jù)地質(zhì)剖面圖，上壩線處地基巖比較穩(wěn)定，壩基巖為黑色硅質(zhì)頁(yè)巖和燧石，上面有 39米覆蓋層。 除此之外，地形條件在很大程度上會(huì)影響壩址。不僅要慎重考慮壩基地質(zhì)條件，還要求 庫(kù)區(qū)及壩址兩岸的邊坡有足夠 的 穩(wěn)定性。 壩址的確定 壩址選擇與樞紐布置密切相關(guān)，不同壩型軸線易采取不同的壩型和樞紐布置，同一壩址也可以有不同的壩型和樞紐布置方案，通過(guò)經(jīng)濟(jì)比較擇優(yōu)選出壩軸線位置及相應(yīng)的合理壩型和樞紐布置。 （ 5）勞動(dòng)力：壩址所在地區(qū)，有足夠的農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力；在滿足了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求下，可以抽調(diào)一部分農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力參加樞紐之修建工作。 （ 3）施工動(dòng)力與施工機(jī)械的供應(yīng)：施工動(dòng)力大部分可由壩址下游處之縣城供給，施工機(jī)械之供應(yīng)是方便的。 離壩址 150公里處有鐵路，且與公路銜接。 壩址區(qū)石料較多，儲(chǔ)量可滿足需要，溢洪道、導(dǎo)流洞出碴也可利用。 砂礫料主要分布在河灘上，儲(chǔ)量為 205 萬(wàn)立米，扣除漂石及圍堰淹沒(méi)部分，可利用的約 100— 151 萬(wàn)立米，其顆粒級(jí)配不連續(xù)，缺少蹭粒徑，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)成果如下： 自然么重 噸 /立米，軟弱顆料含量 %。 曲率分析法得洪水計(jì)算成果如下： 7 表 11 洪水計(jì)算成果 項(xiàng) 目 洪峰流量 洪量（億立方米） 24h 3天 6天 30天 特征值 均值 2021 vC vs CC/ 頻率 % 32040 29600 22480 19680 16000 1 13280 2 10680 5 7360 10 5000 20 2920 當(dāng)?shù)夭牧戏植记闆r 當(dāng)?shù)靥烊唤ㄖ牧戏植荚趬沃返貐^(qū)上、下游河灘及兩岸階地。全年無(wú)霜期約 180天，結(jié)冰期約 120天，河道一般 12 月封凍，次年三月上旬解凍，凍層厚 ，岸邊可達(dá) 。 全流域?qū)儆诩撅L(fēng)大陸性氣候，冬季寒冷干 燥，夏季炎熱多雨，年平均降雨量為 700 ㎜，且多集中在夏季七月間。由統(tǒng)計(jì)分析得知，桃林口占站多年平均輸沙量為 386 萬(wàn)噸。主要是土門子與桃林口之間，其間來(lái)沙量約占桃林口以上總輸沙量的 95%以上，而汛期輸沙量又集中在幾次大洪水上。如 1962 年最大六天的洪峰占全年徑流量達(dá) 70%。一次洪水歷時(shí)一般為 35天，流域南部位于燕山山脈東側(cè)的暴雨中心地帶，因此洪峰高量大的特點(diǎn)。 青龍河洪水由暴雨形成。 硅質(zhì)頁(yè)巖的力學(xué)性質(zhì)： （ 1）天然含水量時(shí)的平均容重： 2600 公斤 /立方米 （ 2）基巖抗壓強(qiáng)度： 10001200 公斤 /平方厘米 6 （ 3）牢固系數(shù) 12～ 15 （ 4）巖石與混凝土之間的的抗剪斷摩擦系數(shù)為 f’ =，抗剪斷凝聚力系數(shù) c’ =；抗剪摩擦系數(shù) ｆ＝ 。經(jīng)過(guò)對(duì)庫(kù)區(qū)斷層的分析，水庫(kù)向外流域及下游滲漏的可能性很小。透水性較小，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)溝通庫(kù)內(nèi)外的大斷層。 壩址地質(zhì) 該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單。 壩址位于河灣的下游，在壩址 上游十余公里有一開闊地帶，為形成水庫(kù)的良好條件。青龍河侵蝕能力較強(qiáng)，沿河形成不對(duì)稱河谷，由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，河流不斷下切，形成岸邊階地、陡岸。二期建成，可調(diào)節(jié)水量 億 m3,可全面解決冀東鋼鐵基地建設(shè)用水。 該 水庫(kù)建成后能收到灌溉、防洪、解決工業(yè)用水和人蓄吃水等多方面效益，是一座綜合利用的水庫(kù)。 該 水庫(kù)工程位于河北省青龍縣與盧龍縣交界處的青龍河上，距盧龍縣約35km，是河北省重點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目之一。 關(guān)鍵詞： 混凝土重力壩 、 非溢流壩 、 溢流壩 、施工組織、概預(yù)算 2 目 錄 1. 基本資料 ......................................................... 5 流域概況及樞紐任務(wù) .................................................. 5 壩址地形 ........................................................... 5 壩址地質(zhì) ........................................................... 5 水文氣象 ........................................................... 6 當(dāng)?shù)夭牧戏植记闆r .................................................... 7 交通運(yùn)輸 ........................................................... 8 主要工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 .............................................. 9 、壩型的確定及樞紐布置 ....................................... 10 工程等別確定 ...................................................... 10 壩址的確定 ....................................................... 10 壩型的選擇 ....................................................... 11 大壩樞紐建筑物的布置 ............................................... 12 ................................................... 12 ................................................... 13 ................................................... 13 ....................................................... 14 溢流壩的布置 ................................................. 14 非溢流壩的布置 ............................................... 14 3. 重力壩非溢流壩段設(shè)計(jì) ............................................ 15 壩頂高程 ......................................................... 15