【正文】 第 5 頁 （ 2）氣象條件 ① 工程所在地屬亞熱帶和溫帶，為半溫，半干燥氣候過度帶，主要氣候特征：干濕分明。 ② 風(fēng)速與吹程 多年平均最大風(fēng)速 20m/s（庫面 10m高），風(fēng)向 垂直壩軸線，吹程 。左右的陡坡，地表殘坡積層覆蓋；河床寬約 146m，為沖洪積覆蓋，右岸地形坡度為 38176。 （ 2）地質(zhì)巖性 ① 大壩工程地質(zhì)條件 左岸主要分布二疊統(tǒng)峨嵋山玄武巖，其巖性為：上部為強風(fēng)化玄武巖，厚度為 ～ 35m，下部為弱風(fēng)化玄武巖。 河床由上而下分布有：①粉質(zhì)粘土、粉土，含少量礫石，厚度 ～ ，分布河床表層，為高液限粉土礫；②由玄武巖和少量石英砂巖礫石組成的砂礫石層，厚度 ～；③含礫石粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)土礫，厚度 ～ 。④強風(fēng)化玄武巖。地基持力層為強風(fēng)化玄武巖，裂隙發(fā)育，下部為弱風(fēng)化玄武巖，溢洪道邊坡為巖土混合邊坡。 建筑材料概況 （ 1）土料（防滲料 ）：在水庫區(qū)均有土料分布，各指標(biāo)能滿足防滲土料質(zhì)量要求。 粘土料物理、力學(xué)性指標(biāo) 表 第 6 頁 土料試驗成果評價及參數(shù)建議值 試驗項目試驗區(qū)間值平均值規(guī)范值 評價 建議值15. 9~ 49. 213. 6~ 28. 41. 95 107~ 1. 85 1068. 25 1071. 14~ 1. 421. 75~ 1. 9331. 9~ 48. 418176。 42 ′21 176。） 17176。 石渣料的不均勻系數(shù) C＝ 70，曲率系數(shù) C＝ ，屬良好級配的礫。符合細(xì)粒含量小于 20％的技術(shù)要求，平均最大干密度為 ，平均孔隙率為 ％，符合孔隙率小于 30％的質(zhì)量要求，比重為 。浸水飽和后進(jìn)行直剪試驗，測得內(nèi)摩擦角φ =50176。 其儲量與質(zhì)量可滿足設(shè)計要求。 25′ 50176。 54′ 50176。 其他資料 1： 500 庫區(qū)地形圖一張； 1： 500 溢洪道縱剖面圖一張； 第 8 頁 第 2 章 工程等級及建筑物級別 由于該工程正常蓄水位高程 ，總庫容約為 億 m3，工程等級由庫容控制，根據(jù)《水利水電樞紐工程等級劃分設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》 SDJ121978（山區(qū)，丘陵區(qū)部分）之中作出的規(guī)定，該工程等級屬于中型，主要建筑物為 3 級 ,次要建筑物為 4級 。左右的陡坡，地表殘坡積層覆蓋；河床寬約 146m，為沖洪積覆蓋，右岸地形坡度為 38176。 壩型選擇 綜合考慮地形地質(zhì)條件 ,筑壩材料 ,施工條件 ,綜合效益等因素 ,最終選擇土石壩方 案。 ：土石壩最適合采用岸邊溢洪道進(jìn)行泄洪，采用正槽式溢洪道泄洪，水流平順，泄洪能力大，結(jié)構(gòu)簡單，運行安全可靠，適用于各種水頭和流量。綜合考慮各方面因素，樞紐布置見樞紐總平面布置圖。 心墻壩 :工程量較小，且有利于就地取材，能較好地適應(yīng)不均勻變形，穩(wěn)定性，抗震性好 ,壩殼對心墻的拱效應(yīng)作用減弱。 綜合以上分析，最終選擇粘土心墻壩。 壩頂高程確定 因土石壩不允許漫頂溢流 ,要求壩頂距上游靜水位必需有一定的超高 ,超高值由下式確定 : Y=R+e+A ?cos22ghDkve ? 式中 : R— 最大 波 浪在壩坡上的爬高； e— 最大風(fēng)壅水面高度； k— 綜合摩住阻 系數(shù) ,k= 106； H— 壩前水深； β— 風(fēng)向與壩軸線的夾角，因 e 很小，風(fēng)向難定，為安全與方便起見，取β =0； V、 D— 計算風(fēng)速（在正常運用條件下， 3級壩設(shè)計風(fēng)速取多年平均年最大風(fēng)速的 倍；在非常運用條件下，取多年平均年最大風(fēng)速）和吹程； A— 安全加高， (對于本設(shè)計 :查規(guī)范《碾壓土石壩規(guī)范》表 得 :正常運行取A=；非常運行取 A=)。 對于丘陵水庫，當(dāng)風(fēng) 速 v,吹程 D7500m 時，波浪波高和平均波長可采用鶴地水庫公式 ： 3/126/12 %2 )( wgDwwg h ? 2/122 )(0 38 wgDwg L m ? 由以上公式算得非常運用條件下： h2%=,Lm=；正常運用條件下：h2%=,Lm=。 經(jīng)計算， ①非常運用情況下： R1%=；②正常運用情況下： R1%=。 ： 運用情況 靜水位 H R e A y 壩頂高程=H+y 設(shè)計洪水位 +正常運用超高 y 正常洪水位 +正常運用超高 y 校核洪水位 +非常運用超高 y 正常洪水位 +非常運用超高 y 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》 SL2742020，壩頂高程應(yīng)取以上四種 運用情況中的最大值，即壩頂高程為 。 壩頂寬度確定 壩頂寬度主要取決于交通需要、構(gòu)造要求和施工條件，同時還要考慮防汛搶險、防空、防震等特殊需要。壩頂寬度必須滿足考慮心墻或斜墻頂部及反濾層布置的需要。 壩坡及馬道確定 土石壩的壩面坡度取決于壩高、筑壩材料性質(zhì)、運用情況、地基條件、施工方法及壩型等因素。在滿足穩(wěn)定要求的前提下，應(yīng)盡可能使壩坡陡些，以減小壩體工程量。 在壩坡改變處，尤其在下游坡，通常設(shè)置 ～ 2ｍ寬的馬道（戧 道）以使匯集壩面的雨水，防止沖刷壩坡，并同時兼作交通、觀測、檢修之用，考慮這些因素其寬度取為 ，并設(shè) 的橫向排水溝。防滲體的尺寸以滿足構(gòu)造、施工及防止開裂等要求為原則，同時也要滿足穩(wěn)定要求。根據(jù)經(jīng)驗，本設(shè)計粘土允許坡降取 [J]=4，承受的最大水頭 ，心墻底部厚須大于 。心墻頂高程以設(shè)計水位加 超高并高于校核洪水為原則，最后取 ，上留有 1m的保護(hù)層。心墻底部采用粘土截水槽和帷幕灌漿進(jìn)行壩基防滲。根據(jù)滲透及地質(zhì)剖面圖，將心墻底部的沖洪基層全部挖掉，截水槽頂寬與心墻底寬相同，取 ，底寬取 4m，截水槽底部高程 ，槽中回填粘土料，槽深 ，兩側(cè)邊坡 1:1。防滲體的尺寸圖如下：（下圖尺寸為米） 第 14 頁 排水設(shè)備的形式及其基本尺寸的確定 根據(jù)工程實際 ,壩址處石料豐富 ,可采用溢洪道開挖的石料，故采用堆石體棱體排水設(shè)備。其內(nèi)坡根據(jù)施工條件取 1: 外坡取 1:2見圖。具體構(gòu)造見圖。土料設(shè)計的主要目的是確定粘土的填筑干容重、含水量，砂礫料的相對密度和干容重等指標(biāo)，同時要使材料具有較高的強度，以減小壩體斷面尺寸，防滲體較小的滲透性，以保證滲透穩(wěn)定。 粘性土的填筑含水量 W 為： W=Wp+IlIp 式中： Wp— — 土的塑限含水量； Il—— 液性系數(shù)，取 ~，本次設(shè)計取 ； Ip—— 土的塑性指數(shù)； 設(shè)計最優(yōu)含水量： ?? 00 WW （樣最優(yōu)含水量接近其塑限含水量） 用下述公式計算最大干容重作為校核參考： GWVG a??? 1 )1(ma x? 式中： G—— 土粒比重； W—— 填筑含水量； Va—— 壓實土的含氣量，粘土取 。 （ 2） 計算成果匯總表 土石壩的滲透計算 土石壩的滲流計算主要是確定壩體浸潤線的位置，為壩體的穩(wěn)定分析和布置觀測設(shè)備提供依據(jù)，同時確定壩體與壩基的滲流量，以估算水庫的滲漏損失，而且還要確定壩體和壩基滲流區(qū)的滲透坡降，檢查產(chǎn)生滲透變形的可能性，以便取適合的控制措施。 不考慮心墻上游壩體部分對滲流的影響時，其滲流計 算可通過下式求出單寬滲流量，心墻下游坡滲流水深和滲流 逸出 高度： ?2 )()( 2212 ThTHKq ???? )( )()(2 20 03022021 ?? ????? mal ahTKaml ahKq 比 重 G 設(shè) 計 孔 隙 比 e 孔 隙 率 （ %） 設(shè)計 干容重 γ d (kN/m3) 填筑 含水量 W (%) 飽和容重 rsat (kN/m3) 浮容重 rb (kN/m3) 濕容重 γ w (kN/m3) 內(nèi)摩擦角 φ 粘聚力 C (kpa) 滲透系數(shù) K (106cm/s) ? 第 17 頁 Tma TaKm aKq )( 20 032 01 ????? 浸潤線方程為 TyyThhqx kkkk321321 222 ???? 式中： K1 、 K2 、 K3 —— 壩殼、心墻和壩基的滲流系數(shù)， K1= 210? cm/s ，K2= 610? cm/s， K3= 410? cm/s； T—— 透水地層深度， ； H1—— 上游水深 ,m； h—— 逸出水深 ,m； δ—— 防滲體有效厚度， m； L—— 滲流區(qū)長度， m； m2—— 上游坡率， m=； a0—— 下游溢出點高度， m。 計算結(jié)果 總滲流量公式為： ])()([214333122121 LqLqqLqqqLQ ?????? 計算情況 計算項目 正常蓄水位 設(shè)計洪水位 上游水深 H （ m） Ⅰ ~Ⅰ Ⅱ ~Ⅱ 第 18 頁 滲透穩(wěn)定計算 滲透坡降計算公式： lhJ ??? 式中： Δh—— 上游水位減逸出點高； Δl—— 滲徑。 Ⅲ ~Ⅲ 下游水深 T1 （ m） Ⅰ ~Ⅰ 0 0 Ⅱ ~Ⅱ 0 0 Ⅲ ~Ⅲ 0 0 逸出水深 h （ m） Ⅰ ~Ⅰ Ⅱ ~Ⅱ Ⅲ ~Ⅲ 滲流量 q (m3/) Ⅰ ~Ⅰ 510? 510? Ⅱ ~Ⅱ 610? 610? Ⅲ ~Ⅲ 610? 610? 總滲流量 Q(m3/d) 175 占總庫容的比例 ‰ ‰ 斷面 Ⅰ ~Ⅰ Ⅱ ~Ⅱ Ⅲ ~Ⅲ 計算情況 正常 設(shè)計 正常 設(shè)計 正常 設(shè)計 坡降 J 第 19 頁 穩(wěn)定分析計算 計算方法與原理 土石壩發(fā)生穩(wěn)定破壞時，將帶來嚴(yán)重后果，甚至垮壩，土石壩穩(wěn)定分析的目的就是核算土石壩在自重等各種情況下的孔隙壓力和外荷載作用下，壩坡是否穩(wěn)定、經(jīng)濟，對心墻壩來說，滑動面往往接近圓弧，滑裂曲面線在壩頂接近于垂直，在巖基上接近于壩坡底部處漸趨于水平；因此，心墻壩的滑裂面初定為圓弧面，所以選擇瑞典圓弧法進(jìn)行穩(wěn)定分析。作為可能的滑裂面 ,對每一滑裂面計算坍塌滑體 ,即各種力對圓心 取 力矩 ,并分別歸為抗滑力矩 Mr 和滑動力矩 MS,兩者的 比值即該滑裂 面 的安全系數(shù) K=Mr/MS。從中求出一個最小值 Kmin,若 Kmin 滿足要求，則壩體穩(wěn)定，反之，修改壩坡重新計算，直到滿足要求為止。 附土石壩穩(wěn)定分析圖如下，具體計算見計算書： 第 20 頁 穩(wěn)定成果分析 由計算成果可知：在正常工作條件下，該壩在 B? 點處 的最小穩(wěn)定安全系數(shù)為 ，大于規(guī)范規(guī)定的 ，要想找到正常工作條件下的最小安全系數(shù)，至少需要 13 個滑弧才可確定。） 地基處理 土石壩的地基處理應(yīng)力求做到技術(shù)上可靠，經(jīng)濟上合理。 壩基清理 岸坡處的樹根，耕植土，河床底的淤泥應(yīng)清理。應(yīng)對壩基進(jìn)行平整， 輕型 振動碾壓或夯板夯實。 土石壩與壩基的連接 由于壩體是建在基巖上的，所以本壩在截水槽底部做齒墻與壩基連接，齒墻嵌入截水槽 。開挖坡度不宜太陡，巖石岸坡不陡于 1:： 。心墻頂寬為 4m，自頂向下逐漸加厚，邊坡上、下游都取 1:， 計算點最大的作用水頭 ，根據(jù)經(jīng)驗取允許滲透坡降 [J]=4,底部厚度為 ? ? ??JH，滿足厚度要求。 （ 3）排水設(shè)備的形式及其基本尺寸的確定 根據(jù)工程實際，壩址處石料豐富，可采用溢洪道開挖的石料，故采用堆石體棱體 排水設(shè)備。其內(nèi)坡根據(jù)施工條件取 1:，外坡取 1:2。具體構(gòu)造見圖。對于被保護(hù)的第一層反濾料，考慮安全系數(shù) ～ ，按太沙基準(zhǔn)則確定，即??? ?? 5/ 5