【正文】 第三章 大壩設(shè)計 一 .大壩輪廓尺寸的確定 根據(jù)交通要求及施工條件，防汛搶險的需要及以往工程的統(tǒng)計資料；本設(shè)計壩頂寬度采用 10m. 根據(jù)規(guī)范規(guī)定與實(shí)際結(jié)合，上游考慮在一半壩高附近變坡一次，上游 坡率取 ，下部取 ，變坡處設(shè)戧道。具體的計算方法見水利水能規(guī)劃書，曲線見附頁坐標(biāo)紙。 式中 2/v 、 2/q 、 )2//( qtv ?? 和 )2//( qtv ?? 均可與水庫水位建立函數(shù)關(guān)系。 表 2— 2 水工建筑物級別的劃分 工程等別 永久性建筑物的 級別 臨時性建筑物的級別 主要建筑物 次要建筑物 一 1 2 3 二 2 3 4 三 3 4 5 四 4 5 5 五 5 5 5 永久性水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)：永久性擋水建筑物和泄水建筑物正常洪水（設(shè)計時）的重現(xiàn)期為１００年，非常運(yùn)用洪水（校核時）的重現(xiàn)期為2020年；水電站廠房正常與非正常運(yùn)用洪水標(biāo)準(zhǔn)分別為５０年和５００年；臨時性水工建筑物采用洪水標(biāo)準(zhǔn)為２０－３０年 . 永 久 性 擋 水 和 泄 水 建 筑 物 正 常 運(yùn) 用 洪 水 期 標(biāo) 準(zhǔn) 表 2— 3 建筑物級別 1 2 3 4 5 洪水重現(xiàn)期（年） 500 100 50 30 20 永久性擋水和泄水建筑物正常運(yùn)用洪水期標(biāo)準(zhǔn) 表 2— 4 不同壩型的樞紐工程 建筑物的級別 1 2 3 4 5 土壩、堆石壩、干砌石壩 10000 或可能最大洪水 2020 1000 500 200 混凝土壩、漿砌石壩 5000 1000 500 200 100 第二章 洪水調(diào)節(jié)計算 一 .設(shè)計洪水與校核洪水 本河流屬典型山區(qū)河流，洪水暴漲暴落，設(shè)計洪峰流量取 100 年一遇 .即設(shè)Q = ,/1680 3 sm （ p=1%），校核洪峰流量取 2020 年一遇 .即 校Q =2320m3/s，（ %?p ） . 二 .調(diào)洪演算 ① .基本原理 利用半圖解法進(jìn)行調(diào)洪計算 . 本設(shè)計擬訂四組方案進(jìn)行比較，其計算方法與計算過程如下所示。之中作出的規(guī)定，將水利水電樞紐工程根據(jù)其工程規(guī)模﹑效益及在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性劃分為五類，綜合考慮水庫的總庫容、防洪庫容、灌溉面積、電站的裝機(jī)容量等，工程規(guī)模有庫容決定，由于該工程正常蓄水位高程２８ ２０ .３ m，庫容約為３ .７億 m3，估計校核情況下的庫容不會超過１０億m3，最終由庫控制，屬于大（２）型。 目 錄 第一章 工程等級及建筑級別 ??????????? 1 第二章 洪水調(diào)節(jié)計算 ?????????????? 2 第三章 大壩設(shè)計 ??????????? 11 第四章 泄水建筑物設(shè)計 ???????????????34 第五章 施工組織設(shè)計 ?????????????? 第一章 工程等別及建筑物的級別 水利水電工程的等別，在 SDJ121978171。通過編制施工組織計劃，確定了樞紐工程各主體部分的進(jìn)度。 【關(guān)鍵詞】：土石壩設(shè)計，洪水演算，樞紐布置，土料設(shè)計，滲流計算，穩(wěn)定驗(yàn)算，泄水建筑物，施工組織設(shè)計。 江水利樞紐工程設(shè)計 【摘要】 本設(shè)計以 O 江流域的水文、地形、地質(zhì)為基礎(chǔ)，通過調(diào)洪演算確定了壩型及樞紐布置、大壩設(shè)計、泄水建筑物設(shè)計和施工組織設(shè)計等方面進(jìn)行簡略的計算。在設(shè)計中對經(jīng)濟(jì)、技術(shù)及安全等方面進(jìn)行了詳細(xì)分析與比較 ,擬定相應(yīng)的斜心墻土石壩設(shè)計方案。 【 ABSTRACT】 Base on the data of Oriver hydraulic project ,I designed the dam totally,including the layout of engineering,the design of discharge construction by storage routing which fixed on the characteristic stage of the progresss of the construction was planned .the factors of economic ,technology and safety are considered in the optimum plan was finally selected. 【 KEYWORDS】： earth and rock dam, damsite selection ， choice of dam type, soil design， filtration routing， stability analysis， discharge construction， construction planning. 本設(shè)計以 O 江流域的水文、地形、地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，通過調(diào)洪演算確定了水庫的特征水位，進(jìn)行了樞紐布置；對大壩、泄水建筑物進(jìn)行了 比 較詳細(xì)的設(shè)計。設(shè)計中考慮了經(jīng)濟(jì)、技術(shù)及安全等方面的因素，并對各部分可行的方案進(jìn)行了比較，確定了最優(yōu)方案。水利水電樞紐工程等級劃分設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（山區(qū)，丘陵區(qū)部分） 187。 表 2— 1 水利水電樞紐工程分等指標(biāo) 工程 等別 工程 規(guī)模 分等指標(biāo) 水庫庫容 （億 m3 ） 防洪 灌溉面積 （萬畝） 電站裝機(jī)容量 （萬 kw） 保護(hù)城市及工礦區(qū) 保護(hù)農(nóng)田（萬畝） 一 大（ 1）型 10 特別重要的城市、工礦區(qū) 500 150 75 二 大（ 2）型 10～ 1 重要城市、工礦區(qū) 500～ 100 150～ 50 75～ 25 三 中型 1～ 中等城市、工礦區(qū) 100～ 30 50～ 5 25～ 四 小（ 1）型 ～ 一般城市、工礦區(qū) 30 5～ ～ 五 ?。?2）型 ～ 水工建筑物在 SDJ121978 第五條規(guī)定，該類大（２）型的主要水工建筑物為２級，次要建筑物為３級，臨時建筑物為４級。 計算公式 )2()2( 2211 qtvqtvQ ?????? 式中 Q ── 計算時段中的平均入庫流量（ m3/s），它等于 2/)( 21 ? ； 1q ── 計算時段初的下泄流量（ m3/s）； 2q ── 計算時段末的下泄流量（ m3/s）； 1v ── 計算時段初水庫的蓄水量（ m3） ； 2v ── 計算時段末水庫的蓄水量（ m3） ； t? ── 計算時段，一般取 16 小時，需化為秒數(shù)。因此，可根據(jù)選定的計算時段 t? 值、已知的水庫水位容積關(guān)系曲線，以及根據(jù)水力學(xué)公式算出的水位下泄流量關(guān)系曲線，事先計算并繪制曲線組：)2//( qtv ?? = )(1zf 、 )2//( qtv ?? = )(2 zf 和 )(3 zfq? 即是水位下泄力量關(guān)系曲線，其余兩曲線是所介紹的半圖解法中必需的兩根輔助曲線，故這一方法在半圖解法中亦稱為雙輔助曲線法，以與單輔助曲線法相區(qū)別。 ② .水位流量關(guān)系曲線的確定 本工程泄洪方式采用 WES 堰流曲線。下游坡率自上而下分別取, 25米變坡一次，變坡處設(shè)戧道。 ????濕密度 ① .料場 `下? 設(shè)計干容量 : 5 3 m a x ???? dd r? : ????? pIp IIww填筑含水量 )( 4 ????? ?d cwsGe ??孔隙比： )2 1 7 ()1( ?????? wd??濕容重： )1(39。40180。30180。10180。30180。 粘聚力 滲透系數(shù) k（ 610? ） 30 土料的采用以近而好的為原則 . Ⅲ 下 料場滲透系數(shù)偏 大（ 3 105）不予采用 .其余 4 個料場物理、力學(xué)性質(zhì)相差不是太大 ,基本上能滿足筑壩要求 .下? 料塑性指數(shù)小于 20（其余大于 20），從碾壓的角度宜采用 下? 料場為主料場，其余 3 個料場為輔助料場 . （ 1） 計算公式：壩殼砂礫料的設(shè)計指標(biāo)以相對密實(shí)度表示如下： minmaxmax ee eeDr ??? 或 ? ?? ?ddrD ??? ???m inm axm axm in??? ? ? ?m inm a xm a x eeDee r ??? 小于某粒徑顆 100 60 20 粒含量 料場 名稱 Ⅰ 上 10 Ⅱ 上 43 Ⅲ 上 47 Ⅳ 上 94 Ⅰ 下 16 Ⅱ 下 Ⅲ 下 95 5 Ⅳ 下 上3下下下下上上上土粒粒徑小于某粒徑的土粒含量非粘性土料的粒徑分布曲線上? 計算過程如下： maxmaxmax 1 nne ?? minminmin 1 eee ?? ?n ?n 78 36 m a xm i n??????? ee 由堆石壩設(shè)計規(guī)范要求設(shè)計相對密實(shí)度不低于 ~，地震區(qū)為防震動液化，浸潤線以下部分土體設(shè)計密實(shí)度大小不低于 ~，以本工程取設(shè)計相對密實(shí)度為 。 砂礫料設(shè)計成果表 料 場 不均勻系數(shù)y 大于5mm礫石含量 % 比 重 △ s 設(shè)計干容重ra 設(shè)計孔隙比e 保持含水量% 濕容重ru 浮容重 r’ 內(nèi)摩檫角 ? 粘聚力 滲透系數(shù)k1? 102cm/s 4上 43 45 5 36186。 0 1上 45 48 59 738 5 35186。 0 1下 45 46 59 738 5 35186。 0 2下 34 42 24 738 5 36186。 0 從顆粒級配曲線可看出 4下 、 1下 料場級配較好，物理力學(xué)指標(biāo)也較高，應(yīng)優(yōu)先采用 . 三 .滲流計算 ⑴ 單寬滲流計算 選擇水力學(xué)方法解土壩滲流問題 .將壩體分為若干段，應(yīng)用達(dá)西定理近似解土壩滲流問題 . 計算簡圖如下：　滲流計算簡圖滲流計算示意圖7455477 71824956577K 1H 1αyKTK 2▽KB▽T1THIIIIIIIIIIII上游計算水位 河床沖積層 混凝土防滲墻ⅠⅠ坡積層混凝土防滲墻Ⅱ Ⅱ 選擇Ⅰ Ⅰ，Ⅱ Ⅱ，Ⅲ – Ⅲ 三個典型斷面進(jìn)行滲流計算 . 通過防滲體滲流量 : TD HHKB HHKq )(s i n2 )( 122121 ???? ? 通過防滲體后滲流量 : TTL tHKL tHKq T )(2 )( 1122102 ? ???? 其中 K—— 防滲體滲透系數(shù)， ,/ 18 sm? H—— 上游水深； H1—— 逸出水深； B—— 防滲體有效厚度； α —— 防滲體等效傾角 。 t—— 下游水深， T—— 沖積層厚度，取最大值 32m。 K0—— 壩后堆石體滲透系數(shù)； 4102 ?? m/s。 T—— 沖積層 厚度。 壩后滲流體的滲流長度： ? ? ? ? mL ????????? L=166m 上游水深 , mHmH ?????? 設(shè)正 ； 可得：與聯(lián)立解 ；下游水深 設(shè)正 2121 1, 00 qqqq mHmT ? ?? ① .正常工況： ? ?? ?? ?? ? ? ?smqmHHHHHqqHHqHtgHq/)( i 3682112112121142142111121281???????????????????????????????????????單寬流量：解得：可得：由 ① .設(shè)計工況：