【正文】 模不大。 消能防沖建筑物消力池的工程地質(zhì)條件與溢流壩段基本一致。~；。巖石堅(jiān)硬，巖體較完整，除沿裂隙發(fā)育的溶槽等外，以Ⅱ~Ⅲ級(jí)巖體為主。地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，以節(jié)理裂隙為主，一般規(guī)模不大，裂隙除表部溶蝕外，基本均有方解石脈充填，膠結(jié)較好。 導(dǎo)流洞導(dǎo)流洞全洞段圍巖均為寒武系上統(tǒng)上組（∈323）和（∈324）的灰色、灰黑色厚至巨厚層白云巖、灰質(zhì)白云巖夾少量薄層白云巖，進(jìn)口邊坡為順向坡，巖層傾角約15176。~40176。~，~。邊坡坡角下部較緩，上部為懸崖，邊坡基本穩(wěn)定。~，~。地下水位在壩軸線上游較高，往下游基本與河水位持平。一般隧洞段圍巖為Ⅱ~Ⅲ類。其開(kāi)采條件和交通條件均較好。地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，試驗(yàn)表明：料場(chǎng)的巖石作為軋制混凝土粗細(xì)骨料和塊石料，物理力學(xué)特性滿足有關(guān)規(guī)程規(guī)范的要求；總儲(chǔ)量大于300萬(wàn)m3，無(wú)用層約70萬(wàn)m3，儲(chǔ)量滿足工程要求。采運(yùn)方便，質(zhì)量及儲(chǔ)量滿足工程要求。h。 洪水標(biāo)準(zhǔn)表21 洪水頻率表頻 率Qm(m3/s)W24h(億m3)W3d(億m3)W5d(億m3)%1530011%1400028%13000%11900%106001%95502%85105%710010%601020%4890本工程總裝機(jī)容量120MW，因此，主要建筑物的設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)按Ⅱ等大（2）型工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，各方案及不同建筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn)如下：混凝土壩按500年一遇（P=%）洪水設(shè)計(jì)，2000年一遇（P=%）洪水校核；引水發(fā)電廠房按200年一遇（P=%）洪水設(shè)計(jì)，500年一遇（P=%）洪水校核；消能防沖建筑物洪水設(shè)計(jì)按50年一遇（P=2%）洪水設(shè)計(jì)。 水工建筑物級(jí)別根據(jù)GB5020194《防洪標(biāo)準(zhǔn)》和SL2522000《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》，山湘水電站工程等別屬Ⅱ等工程，水庫(kù)為大（2）型水庫(kù)，電站為中型電站。 防洪標(biāo)準(zhǔn)各水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下表：表24 永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)表 水工建筑物建筑物級(jí)別建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)p(%)設(shè)計(jì)校核溢流壩2非溢流壩2電站廠房2導(dǎo)墻、護(hù)岸32　 調(diào)洪演算 調(diào)洪演算的目的主要根據(jù)水位水利的相關(guān)資料，如水位～庫(kù)容曲線以及壩址設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線，孔口尺寸、孔數(shù)以及堰頂高程，利用調(diào)洪演算來(lái)確定設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位，為后面壩頂高程和泄水建筑物的尺寸的確定奠定基礎(chǔ)。，起調(diào)水位。m3/sqq2——計(jì)算時(shí)段初始，末段的下泄流量。m3Δt——計(jì)算時(shí)端，s。本設(shè)計(jì)調(diào)洪計(jì)算采用列表式算法，就是在已知入庫(kù)洪水流量和水庫(kù)水位庫(kù)容關(guān)系曲線等情況下，推求下泄洪水過(guò)程線，攔蓄洪水的庫(kù)容和水庫(kù)水位的變化，求得最大下泄流量及其所對(duì)應(yīng)的最大庫(kù)容和校核洪水位。（2）選取合適的計(jì)算時(shí)段，以秒為計(jì)算單位。（4）將計(jì)算結(jié)果繪成曲線供查閱。先假定一個(gè)水位，通過(guò)水位庫(kù)容曲線查出對(duì)應(yīng)的V2，再由公式（32）查得對(duì)應(yīng)的下泄流量q2。若不等于，則要重新假定一個(gè)，重復(fù)以上的試算過(guò)程，直至兩者相等或很接近為止?？梢罁?jù)此值進(jìn)行下一時(shí)段的試算。 調(diào)洪的基本資料1） 調(diào)洪演算方案調(diào)洪演算方案擬定如下，共有三個(gè)方案，： 調(diào)洪演算方案表堰頂高程(m)孔口尺寸(m)孔數(shù)方案一27212185方案二27313175方案三27414165注：1218表示孔口尺寸(m)(寬高)，即寬12m，高18m。3） 調(diào)洪演算根據(jù)基本資料和限制條件，利用列表試算法調(diào)洪演算（詳細(xì)計(jì)算見(jiàn)計(jì)算書第1章），：表26 調(diào)洪成果表方案孔口尺寸（m）起調(diào)水位工況Qmax（m3）Vmax （m3）Zmax（m）方案一1218290校核設(shè)計(jì)方案二1317290校核設(shè)計(jì)方案三1416290校核設(shè)計(jì)此次設(shè)計(jì)取堰凈寬B=65m。壩軸線選擇時(shí)，按以下的原則進(jìn)行：在選定的上壩址進(jìn)行壩線選擇。 裝機(jī)規(guī)模為60MW2臺(tái)。樞紐布置為左岸壩后式廠房。根據(jù)上述審查意見(jiàn)，結(jié)合地形地質(zhì)條件和樞紐布置要求。從地形上，應(yīng)滿足泄流前沿寬度和歸槽條件，同時(shí)應(yīng)兼顧施工導(dǎo)流和盡量節(jié)省工程量等因素。為避免丟失寶貴的水頭，充分利用水能資源,壩軸線向上游不能超過(guò)右岸上游側(cè)小沖溝。根據(jù)上述壩軸線布置原則，在確定的壩軸線比較范圍內(nèi)選取了上、下2條壩線進(jìn)行比較。 壩型選擇溢流壩型選擇根據(jù)工程特點(diǎn)，經(jīng)比較分析，選擇開(kāi)敞式有閘控制低堰型式，堰型為WES實(shí)用堰。筑壩材料經(jīng)分析比較，溢流壩，非溢流壩均采用混凝土壩。 基本剖面重力壩的基本剖面是指壩體在重力、靜水壓力（水位與壩頂齊平）和揚(yáng)壓力3項(xiàng)主要荷載作用下，滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，并使工程量最小的三角形剖面。在該工程中。為防波浪漫過(guò)壩頂，在靜水位以上還應(yīng)留有一定的超高。4） 泥沙：多年平均輸沙量為179萬(wàn)t。6） ，相應(yīng)地震基本列度小于6度。： 水庫(kù)參數(shù)表項(xiàng) 目參 數(shù)水位正常蓄水位時(shí)（設(shè)計(jì)洪水位）上游水位（m） 下游水位（m）校核洪水位時(shí)上游水位（m） 下游水位（m）泥沙泥沙高程（m） 泥沙內(nèi)摩擦角（176。防浪墻頂至設(shè)計(jì)洪水位或校核洪水位的高差?h，可按下式計(jì)算：?h =h 1%+hz+hc （41） 式中：h 1%為累計(jì)頻率為1%時(shí)的波浪高度，m。 hc為為安全加高。校核洪水位四宜用相應(yīng)洪水期的多年平均風(fēng)速,m/s；D——吹程。壩頂高程=設(shè)計(jì)洪水位+Δh設(shè)壩頂高程=校核洪水位+Δh校 壩頂高程計(jì)算成果表計(jì)算情況風(fēng)速Vm/s波浪高度hl：m波浪長(zhǎng)度L:m風(fēng)壅水高h(yuǎn)z：m安全加高h(yuǎn)c：m靜水超高m壩頂高程m設(shè)計(jì)情況校核情況，故最大壩高為： = m 壩頂寬度為了適用于運(yùn)用和施工的需要，壩頂需要一定的寬度。同時(shí)，為了滿足設(shè)備布置、運(yùn)行、交通及設(shè)施的需要，經(jīng)過(guò)分析選取山湘水電站非溢流壩的壩頂寬度為6m，其中向上游側(cè)外挑1m，向下游側(cè)外挑2m（總寬度為9m）。河床與河谷兩岸的弱風(fēng)化巖體基本為Ⅲ級(jí)；一般強(qiáng)風(fēng)化巖體質(zhì)量在Ⅲ~Ⅳ級(jí)之間；微風(fēng)化或新鮮巖體質(zhì)量為Ⅱ級(jí)。 上游壩坡采用鉛直型，下游起坡點(diǎn)位置的選擇應(yīng)根據(jù)壩的實(shí)用剖面型式、壩頂寬度，. 壩底寬度由下游起坡點(diǎn)高程、坡度、～（～）范圍內(nèi)，說(shuō)明壩底寬度符合要求。壩身排水管應(yīng)靠近上游壩面，以便盡早排除滲水，但與壩面的距離一般不得小于壩前水深的1/10～1/20（～），以免滲透坡度過(guò)大，導(dǎo)致壩面混凝土發(fā)生溶濾破壞。故非溢流壩只設(shè)計(jì)防滲帷幕，其中心線在壩基面處距離壩踵分別為4m。各種荷載組合如表所示。2） 計(jì)算截面的選擇抗滑穩(wěn)定的計(jì)算截面一般選擇在受力較大、抗剪強(qiáng)度低、容易產(chǎn)生滑動(dòng)破壞的截面，一般情況有以下幾種：壩基面、壩基內(nèi)軟弱層面。應(yīng)力分析的位置一般有：壩基面、折坡處的截面、壩體削弱部位等。本次設(shè)計(jì)以正常(設(shè)計(jì))洪水情況和校核洪水情況為例進(jìn)行荷載分析計(jì)算。 溫度荷載：一般可采取措施來(lái)消除，穩(wěn)定應(yīng)力分析時(shí)可以不計(jì)入。1） 壩體自重壩體自重荷載計(jì)算圖43圖43 自重荷載圖計(jì)算公式自重： （45） 式中：——壩體體積（），由于取1m壩長(zhǎng)，可以用斷面面積代替，通常把它；—— 壩體混凝土的重度，本設(shè)計(jì)取=24KN/ 本設(shè)計(jì)通過(guò)計(jì)算自重（過(guò)程見(jiàn)計(jì)算書）得：W1=W2=W=W1+W2=.對(duì)壩基面截面形心力臂： （46）L1 =L2=2/3B21/2B （47）L2=2/3()1/2=自重荷載對(duì)壩基面截面形心的彎矩：M=WL （48） M1=W1L1=m（逆）2） 靜水壓力靜水壓力是作用在上下游壩面的主要荷載，計(jì)算時(shí)常分解為水平水壓力 PH和垂直水壓力 PV 兩種。3） 揚(yáng)壓力揚(yáng)壓力包括浮托力以及滲透壓力兩部分。揚(yáng)壓力的分布與壩體結(jié)構(gòu)、上下游水位，防滲排水等因素有關(guān)?！?。只要計(jì)算揚(yáng)壓力面積圖，就可以計(jì)算壩基面的揚(yáng)壓力。 校核情況時(shí)：h1%=, L=,hz=。根據(jù)深水波的浪壓力計(jì)算公式Pl=γL（h1%+hz）/4 （419）正常工況下水壓力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表44，校核工況下水壓力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表455） 其他荷載地震荷載：本地區(qū)基本烈度小于6度，故不考慮地震荷載；溫度荷載：可通過(guò)溫控措施來(lái)消除，故本設(shè)計(jì)不考慮溫度荷載；冰壓力：本地區(qū)年平均氣溫大于零度，故不考慮。風(fēng)荷載，雪荷載，人群荷載等在重力壩荷載中占比例較小，可以忽略不計(jì)。m)垂直力水平力↓↑→←↘＋↙自重()W1W2靜水壓力（）P1P2下游水重（）P3揚(yáng)壓力U1（）U2（）178U3（）U4（）356小計(jì)浪壓力（）P1小計(jì)總計(jì)Σ↓→↙ 非溢流壩段校核情況下主要荷載的計(jì)算成果荷載作用及其分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)值（Km）對(duì)截面形心的力臂(m)力矩的設(shè)計(jì)值(Km圖47（a）沿軟弱面深層滑動(dòng)示意圖 (b)傾倒破壞示意圖在一般情況中只進(jìn)行抗滑穩(wěn)定分析。沿壩基面的抗滑穩(wěn)定。圖48重力壩沿壩基面抗滑穩(wěn)定計(jì)算示意圖 （a）沿水平壩基面抗滑穩(wěn)定 （b）沿傾斜壩基面抗滑穩(wěn)定1） 摩擦公式此法的基本觀點(diǎn)是把滑動(dòng)面看成是一種接觸面，而不是膠結(jié)面。當(dāng)滑動(dòng)面為水平面時(shí)，其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)可按下式計(jì)算 （420） 式中—作用于滑動(dòng)面以上的力在鉛直方向投影的代數(shù)和；—作用于滑動(dòng)面上的力在水平方向投影的代數(shù)和；—滑動(dòng)面上的抗剪摩擦系數(shù)；—按摩擦公式計(jì)算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，按附表2采用。由式b式看出，滑動(dòng)面傾向上游時(shí)，對(duì)壩體抗滑穩(wěn)定有利；傾向下游時(shí)，角由正變負(fù)，滑動(dòng)力增大，抗滑力減小，對(duì)壩的穩(wěn)定不利。其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)由下式計(jì)算 （422）式中 —壩體與壩基面連接面的抗剪斷摩擦系數(shù)，；—壩體與壩基連接面的抗剪斷凝聚力，本設(shè)計(jì)為1100Kpa；—壩體與壩基連接面的面積,本設(shè)計(jì)A=；—按抗剪斷公式計(jì)算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，按附表2采用。所以，本樞紐工程抗滑穩(wěn)定計(jì)算時(shí)采用抗剪斷強(qiáng)度公式驗(yàn)算。根據(jù)SL 3192005《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，壩體混凝土與壩基接觸面之間的抗剪斷摩擦系數(shù)、的取值：本設(shè)計(jì)的巖體分類為Ⅱ～Ⅲ級(jí)之間。 穩(wěn)定分析計(jì)算正常情況下=[（）+1100]/ = 校核情況下 =[（）+1100]/ = 安全系數(shù)計(jì)算表安全系數(shù)工作狀況壩基截面計(jì)算值規(guī)范要求值是否符合要求K 162。關(guān)于安全系數(shù)，SL3192005《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，不分工程級(jí)別，基本荷載組合時(shí)，；特殊荷載組合（1），；特殊荷載組合（2）。滿足穩(wěn)定條件。工程上常采用如下一些措施：1） 將壩的上游面做成傾斜或折坡形，利用壩面上的水重來(lái)增加的抗滑穩(wěn)定，但傾斜坡度不宜過(guò)大，以防止上游壩面出現(xiàn)拉應(yīng)力。若基巖較為堅(jiān)硬，也可將壩基面開(kāi)挖成若干段傾向上游的斜面，形成鋸齒狀，以提高壩基面的抗剪刀能力。4） 采用有效的防滲排水或抽水措施，降低揚(yáng)壓力。 應(yīng)力分析應(yīng)力分析的目的是為了檢驗(yàn)大壩在施工期和運(yùn)用期是否滿足強(qiáng)度要求，同時(shí)也是為研究、解決設(shè)計(jì)和施工中的某些問(wèn)題，如為壩體混凝土標(biāo)號(hào)分區(qū)和某些部位的配筋等提供依據(jù)。應(yīng)力分析的方法有兩種理論計(jì)算法和模型試驗(yàn)法。因?yàn)椴牧狭W(xué)法計(jì)算簡(jiǎn)便，適用范圍廣，并有一套完整而成熟的應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)，故目前被廣泛采用，適用于地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的中低壩。壩體的最大和最小主應(yīng)力一般都出現(xiàn)在上下游邊緣，而且要計(jì)算壩體內(nèi)部應(yīng)力也需要以邊緣應(yīng)力作為邊