【正文】 e requirements。 right at the base of the dam and mountain junction.Keywords：Jingzhu temple；Dams；Wyrmrest River.1 緒論，是一座具有灌溉、防洪、城鎮(zhèn)供水和發(fā)電等綜合利用功能的中型水庫工程，水庫始建于上世紀50年代末，1973年初步建成，1979～1990年水庫大壩實施了第一次除險加固，2003年實施第二輪除險加固工程，并于2008年竣工驗收。電站始建初期，受水庫自身續(xù)建、加固及資金籌措等因素制約，裝機容量與水庫來水及調節(jié)能力不相匹配，裝機容量不足，經二十多年運行，現(xiàn)有發(fā)電設備老化陳舊，高能耗，低效率，電能質量差，安全隱患嚴重。2 設計基本資料，是一座具有灌溉、防洪、城鎮(zhèn)供水和發(fā)電等綜合利用功能的中型水庫工程。未響應水利部“全面提高農村水電增效減排能力，增強工程安全保障，有效發(fā)揮惠農效應”的號召，現(xiàn)對境主廟水庫電站工程進行擴建。境主廟水庫位于桐城市龍眠河上游，屬于長江一級支流菜子湖水系，壩址以上流域面積63，水庫屬淺山區(qū)，植被覆蓋良好，流域地處亞熱帶季風氣候區(qū)，氣候溫和。境主廟水庫洪水由暴雨形成，大洪水一般發(fā)生在5~8月，水庫100年一遇設計洪水和5000年一遇校核洪峰流量分別為1231/s和2481/s。區(qū)內出露的主要是前震旦系大別山群的雜巖地層。震旦系大別山群變質巖主要為劉畈組地層，主要巖性為中粗粒黑云二長片麻巖、淺粒巖、黑云（角閃）斜長片麻巖、花崗片麻巖、斜長角閃巖等；第三系地層巖性為紫紅、棕褐色細砂巖，粉砂巖與粉砂質泥巖、泥巖互層，夾泥灰?guī)r和含礫砂巖。片麻理產狀為N50~60oW，SW∠60o。弱風化基巖強度尚可，滿足廠房地基的強度要求。電站始建初期，受水庫自身續(xù)建、加固及資金籌措等因素制約，裝機容量與水庫來水及調節(jié)能力不相匹配，裝機容量不足，經過二十多年運行后，現(xiàn)有發(fā)電設備老化陳舊，高能耗，低效率，電能質量差，安全隱患嚴重。依據該批復意見，同時，為合理利用水資源，根據水利部開展的“全面提高農村水電增效減排能力，增強工程安全保障，有效發(fā)揮惠農效應”要求，電站有必要進行增容擴建改造。電站技改將不改變水庫現(xiàn)狀規(guī)模和灌溉、防洪、供水等功能。境主廟水庫電站主要規(guī)劃特征值：正常蓄水位（汛限）92m，死水位70m，最低發(fā)電水位82m，總庫容2480萬m3。水庫電站技改實施后，發(fā)電運行方式為等出力控制運行，年發(fā)電量為287萬kW水庫調節(jié)庫容910萬m3，電站選定裝機容量1260kW，最低發(fā)電尾水位為58m。 筑壩材料的技術指標建筑材料名稱比重容重（t/）孔隙率抗剪強度滲透系數（cm/s）γ干γ濕γ飽摩擦角?。通過畢業(yè)設計，培養(yǎng)學生利用所學知識，獨立工作、創(chuàng)造性地工作的能力。通過畢業(yè)設計培養(yǎng)學生應用技術規(guī)范與規(guī)程、查閱文獻資料、體會協(xié)作共事的能力。 壩工設計 包括壩型選擇、剖面設計、平面布置、繪出壩體平面圖及壩體中最大剖面圖。 計算工況：上游正常蓄水位與下游相應最低水位 上游校核水位與下游相應最低水位 穩(wěn)定計算 對壩體最大剖面、典型剖面，折線法驗算下列情況的壩坡穩(wěn)定性。 地基處理，及裂縫的處理 包括：開挖、清理、防滲、加固處理等布置措施等。肚大是壩址內的地形要寬廣平坦，可以多蓄水量，口小是壩短，修建時工程經濟。即是谷口以上集雨面積要比較大，能夠聚集所需要的水量。若有漏水，也必須容易修補。 壩址地基要穩(wěn)固，不會有下陷危險。 壩址附近要有足夠的適宜住吧用的土料和石料，能做到就地取材。 水庫集雨面積的范圍內最好是草木茂盛的山區(qū)，如果必須在光山地區(qū)筑壩，最好同時著手造林和水土保持工作。綜合以上所有因素和境主廟水庫電站工程技術改造工程可研報告，權衡利弊，選定壩址如下圖所示 境主廟水庫俯視圖由于壩址處地形條件所限，壩軸線無法采用直線，需用“L”形，如上圖所示。重力壩的優(yōu)點：①筑壩材料強度高，耐久性好，抵抗洪水漫頂，滲漏沖刷，地震破壞等的能力強；②對地質、地形條件適應性強，一般建與基巖上；③重力壩可做成溢流的，也可在壩內設置泄水孔，樞紐布置緊湊；④結構作用明確；⑤施工方便。 拱壩 拱壩是三面固結與基巖上的空間殼體結構，拱向上游凸出，且不設永久性分縫。 缺點：①拱壩是不設永久性橫縫的整體朝靜定結構，設計時需計入溫度變化和地基位移對壩體應力的影響；②拱壩體形復雜；③設計施工難度大，對施工質量、筑壩材料強度和防滲要求，以及對地形地質條件及地基要求均較高。 土石壩的優(yōu)點：①就地取材，與混凝土相比，節(jié)省大量水泥，鋼材和木材，且減少了筑壩材料遠途運輸費用；②對地質地形條件要求較低，任何不良地基經處理后也均可筑土壩；③施工方法靈活，技術簡單，且管理方便，易于加高擴建。 本設計中，境主廟水庫的擋水壩地處山區(qū)交通條件差，公路標準低，運輸不方便，如從外運入筑壩材料，工程投資大大增加，因此不運用重力壩。壩體相對條件差，不利于壩體強度穩(wěn)定，設計施工復雜。影響土石壩壩型選擇的因素很多，其主要的是壩址附近的筑壩材料，還有地形與地質條件、氣候條件、施工條件、壩基處理、抗震要求等。由于壩址處雨水多，黏土施工較為困難，故也不易采用厚心墻壩和厚斜墻壩。故本設計采用瀝青混凝土斜墻壩。 壩頂高程土石壩的壩頂應高出壩前水庫水域的計算靜水位，能防止風浪濺越壩頂，并具有一定的安全度，所以土石壩的壩頂高程可用下式表示=+R+e+A (41) 式中：——土石壩壩頂高程（m）； ——壩前水域的計算靜水位（m），在水庫正常運用的情況下是指設計洪水位，在水庫非常運用情況下是指校核洪水位； R——自風壅水面算起的波浪沿傾斜壩坡爬升的垂直高度，簡稱波浪爬高，（m）； e——由于風的作用壩前靜水位產生的雍高值（k）； A——風波面以上的安全加高（m），根據巴德等級和水庫的運用情況按表41采用； 風波面以上壩頂的安全加高運用情況堤 頂 級 別1235安 全 超 高設計情況校核情況山區(qū)、丘陵區(qū)平原、濱海區(qū)由于的作用，壩前靜水位產生的雍高值e可按下式計算 (42)式中：e——由于風的作用壩前靜水位產生的雍高值（k）； K——綜合摩擦系數，其值約為（~），計算式一般可取K=； V——水面以上10m處的風速（m/s）； D——從計算點作水域中線的平行線與對岸的交點到計算點的距離，即水庫吹程（m）； G——重力加速度（m/）； H——水域的平均水深（m）； β——風向與壩軸線中點處法線的夾角。 波浪爬高 (43)式中：m = n = A = (查表)則R設= R==+R+e+A=+++= ，正常運行情況下采用1倍風速，即v=；死水位為70m，=，取水深為H=34m；為安全考慮，β鈞取為；水庫吹程D取800米。由于桐城市距離地震區(qū)較近，考慮到由于地震作用而產生的附加沉降以及壩前水域產生涌浪的影響。為使土石壩在萬一潰決是不首先從壩的中部漫溢，以便減緩潰決速度，~。預留的沉降加高值等于壩體和壩基在運用期的最終沉降值，在說明書后面會詳述。此時防浪墻的頂部高程等于公式（41）計算得得壩頂高程，而實際的壩頂高程則率高于壩前水域的計算靜水位。則防浪墻頂部高程=+++=壩頂高程H==土石壩的壩頂通常由防浪墻、路面和下游欄墻（或欄桿）所組成，防浪墻通常設置在上游壩肩處，其底部應與壩體防滲設備（心墻或斜墻）上游部分的頂面緊密連接，以防在風波作用下庫水越過墻底流向下游。為了保證防浪墻的穩(wěn)定性及其基底應力不致過大（下游端）和過?。ㄉ嫌味耍约胺览藟εc防滲體接觸面的防滲效果，防浪墻的地面課適當加寬。防浪墻應堅固不透水，其結構尺寸應根據穩(wěn)定、強度計算確定，冰球每隔一定長度應設置伸縮縫，縫中設置止水。根據已建成的土石壩的經驗，滿足壩體構造要求和施工條件的壩頂最小寬度，對于高壩可選用10——15m，對于中、低高度的壩可選用5——10m。壩頂路面可根據當地的材料情況做成碎石路面或瀝青路面。坡度一般為2%——3%，本工程采用3%。為了便于排除壩頂的雨水，欄墻上每隔40m設一排水孔，孔徑選用15cm，排水孔應與壩面排水溝相接。土石壩邊坡坡率的大小與壩的高度、涂料的性質和工作條件有關。對于較高的土石壩，上下游邊坡從坡頂到坡底可以分為幾段，各段采用不同的坡率值，通常是沿邊坡高度每隔8——15m分為一段，各段的坡率值自壩頂到壩底逐段增大，形成一個折線形的邊坡，——。綜上所述，本工程上下游邊坡均分為三段，、頂部段高13m，中部段高15m，其余為下部段；、中部段高15m，其余為下部段。有排水層的瀝青混凝土斜墻通常由5——6層組成，如下圖所示。（2）上部防滲層 上部防滲層是瀝青混凝土的主要防滲層，有厚度為12cm緊密的細粒（粒徑12mm）瀝青混凝土做成，可分為1——3層鋪設。為了有效的排除滲水，通常沿壩軸線方向每隔10——12m，用緊密的細粒瀝青混凝土從壩頂向壩腳方向在排水層中鋪設一條瀝青隔水帶，將排水成分隔成幾段，以便進入排水層中的滲水在各排水段內分別排入設在上游壩腳處的排水廊道中。通常在平整層的表面涂刷一層瀝青瑪蒂脂或瀝青乳劑，以便使底部防滲層與整體平整易于結合。通常由粘結瀝青的石子或碎石組成，厚度為4——8cm。 排水設備 為了排除進入壩體的滲水，降低壩體的浸潤線，以及防止?jié)B流出逸處產生滲透變形。本次設計采用貼坡排水，貼坡排水又稱表面排水，是沿壩體下游坡面筑一層堆石體，在堆石層與壩坡面之間和堆石層與透水壩基面之間設置反濾層，如下圖所示。本次設計無詳細資料，為安全起見。 貼坡排水構造圖這種排水設備施工比較方便，易于檢修，能防止壩體和壩基滲流出逸處產生滲透變形，保護下游壩坡，但不能起到降低壩體浸潤線的作用。 滲流分析的工況 滲流計算時，應考慮水庫運行中出現(xiàn)的不利條件，一般需考慮計算下列幾種工況：1 。 滲流分析的方法 土石壩滲流分析的方法有公式計算法（流體力學法、水力學法、有限單元法）流網法和電模擬法，本設計采用水力學法，水力學法建立在一些基本假定上，是一種近似解法，只能求得過水斷面上滲流要素的平均值，但其計算簡單，且精度一般可以滿足工程要求。 水力學分析方法選擇水力學方法解土壩滲流問題。壩下游霧水，滲流計算可將壩體分為三部分，即斜墻部分、中間壩段和下游三角形楔形體部分。在滲流計算時，通過斜墻的滲流流量q可以按下式計算 （51）式中 K1——斜墻的滲透系數，取1108cm/s； h——壩體浸潤線與斜墻下游坡面交點處的浸潤線高度； δ——上游水面與斜墻相交點處斜墻的高度； α，γ——分別為斜墻的內坡角和為坡角。通過壩體下游三角形楔形體的滲流量可按下式計算 （53） 式中 θ——壩的下游坡角, 。當q確定以后，將q代入公式（54）中即可計算值。 則； 查資料可得，即 由前可知，瀝青混凝土斜墻防滲部分厚度為18cm， 又 , , 故 又 利用公式（55） 即可求得通過中間壩段部分的滲流量，計算表格如下 校核水位斜墻部分滲流計算水深H1（m）浸潤線高h（m）cosαsinα斜墻厚δ（m）Z（m）L（m）K1通過斜墻q（m3/s）3028262422211920 （2）中間壩段計算查資料可得K=105cm/s，即K=107cm/s又 下游坡率=，即計算表如下 校核水位中間壩段部分滲流計算浸潤線高h（m）　坡率sinθ?。╩）?。╩）中間壩段K中間壩段q（m）3028262422211920滲流穩(wěn)定：對非粘性土，滲透破壞形式的判別課參考伊斯托明拿法，根據土體的不均勻系數來判定：時為流土時為管涌時不定 根據砂礫料