【正文】 。 壩體浸潤線確定 一個下游無水也無排水設備的均質土壩由于上游三角形壩體的阻滲作用，使浸潤線進入壩體的一段向上游彎曲，見下圖。 上游正常水位到河床高差 H = － = 土壩的滲徑 l = (－ ) ++(－ ) = 查β值表： Hl = = m1 = 得β = 向上游彎曲長度 l? =β H = = L = l + l? = + = 查表確 定浸潤線在下游壩坡的出逸點高度 0a ： m2 = ， Hl = ， 得 Ha0 = ， 0a = 13 按達塞定律 q = kJA ，則單位壩長的滲流量為： )(2 02202amll aHkq ??? ?? = )(2 22 ???? ? 壩體內浸潤線各點的高度 xh ，根據該點與出逸點的水平距離 x 由下式算得： 220 ??????? xxaxkqh x 浸潤線如下圖所示 三、穩(wěn)定計算結果 穩(wěn)定計算采用水電部天津勘測設計院編制的“ K— 1 土石壩邊坡穩(wěn)定分析程序”，程序在計算方法方面采用了瑞典條分法和考慮土條水平側向力的簡化畢肖甫法。程序適用于均質壩、心（斜）墻壩和土石混合壩的壩坡穩(wěn)定計算。采用混合法連續(xù)計算方式，即計 算一個指定的滑弧，就是先用網格法以給定滑弧圓心為中心，以大步長向四周布設 49 個點逐一計算，找出安全系數最小的點，轉入優(yōu)選法計算，向最小安全系數逼近，找出該滑弧深度的最小安全系數。 14 按程序建立坐標系、節(jié)點編號、線條編號、編區(qū)域號，將原始數據編寫數據文件輸入程序進行計算，結果如下：見浸潤線圖，最危險滑弧的滑弧深度 Dp = ，最危險滑弧的圓心坐標 X0 = ，Y0 = ，最大滑弧深度的最小安全系數為 A1 = 大于規(guī)范允許的最小安全系數 K = ，滿足要求，下游壩坡設計合理。 第六節(jié) 溢洪道設計 本次改造設計仍采用河岸式溢洪道，由進口段、陡坡段和出口消能段組成。 一、 寬頂堰設計 現狀溢洪道進口段兩橋涵拱腳之間寬 ，拱涵凈寬 ，溢洪道進口段底板距涵洞拱頂 （拱矢高 ，拱圈厚 ），底板未做襯砌處理。 堰頂高程確定 設計進口段采用寬頂堰型，過堰流量采用 Qm = m3/s，以此計算過堰流量所對應的堰上水頭。 Q = 2/302 Hgmb?? 式中：ε — 側收縮系數 m— 流量系數 b— 溢流前緣長度 H0 — 堰上水頭，水庫流速水頭取為 0 取 P/H ≥ 3 時， m = 不同長度的堰頂溢流前緣所對應的堰頂水頭如下： 溢流前緣長度 Q = 15 b= H0 = H0 = b= H0 = H0 = b= H0 = H0 = b= H0 = H0 = 非溢流壩頂安全超高下限值按以下標準確定： 正常（設計洪峰流量）情況：△ h = 非常（校核洪峰流量）情況：△ h = 根據上述計算可以得出：溢洪道結構形式應由雙孔拱涵改為單孔箱形涵，上部為雙梁式鋼筋混凝土結構公路橋，公路橋截面高擬定為10b ，此 次設計以溢洪道頂部過壩公路橋面高程 （溢洪道以右壩頂路面高程為 ）來控制寬頂堰頂部高程。 不同長度堰頂溢流前緣所對應的寬頂堰頂部高程如下： 溢流前緣長度 公路橋 截面高 橋高 +安全超高 寬頂堰頂部高程上限 b= b= b= b= 現狀溢洪道進口段堰頂高程為 ，從上述表中比較后看出，當溢流前緣長度 b=，堰頂高程為 時，公路橋面高程為，溢洪道以右的壩頂高程為 ，滿足壩面高程要求，因此確定進口段堰頂高程為 。 進口段結構設計 根據上述計算結果得出：現狀溢洪道進口段兩橋涵拱腳之間寬 16 ，拱涵凈寬 ，涵洞拱矢高 ，斷面不能通過 Q = 的流量，危及大壩安全。加上右側拱圈斷面已經剪斷破壞，此次設計拆除現有的雙孔拱涵，將溢洪道進口段寬頂堰改建為單孔箱形涵。堰頂公路橋采用 C25雙梁式鋼筋 混凝土結構，截面高 ，寬 。將現狀堰底板開挖到設計高程，下部采用 40cm 厚 80砂漿砌石，上部澆筑 15cm 厚 C20 鋼筋混凝土。進口圓弧面導水墻根據上游壩坡確定高程，寬頂堰段進出口兩側邊墻頂高程為 ，采用 80砂漿砌石擋土墻梯形斷面，外層為 15cm 厚 C15鋼筋混凝土。 二、陡坡段和出口消能段設計 根據實測地形圖得知：現狀底板落在紅砂巖基礎上，從拱涵出口30m 處，高程由 94m 下降到 88m 左右，在 30m 處形成陡坡，高程由88m 下降到 ， 后接排洪渠道。 根據地形條件，確定陡坡長 30m，采用坡度 i = 。即泄水陡槽緊接寬頂堰末端，陡槽進口高程為 ，經 30m 陡坡段后高程降為，后接消力池，消力池底板高程為 。 溢洪道下泄流量 Q = ，以此進行陡坡段設計。 陡坡段水面曲線及邊墻高度確定 臨界水深計算： hk= 3 2gq?= 3 2 ? = 式中： q —— 單寬流量， q = BQ = = m3/s /m ? —— 正常水深計算： 陡坡段泄槽采用矩形斷面，底寬 B = ，混凝土襯砌， n= i = ，按明渠流公式計算正常水深 h0 =hk= ，判斷水面線為急流降水曲線。 17 陡坡段邊墻高度的確定 邊墻高度 H = h + 摻氣h? + ? =++= 式中： h —— 泄槽水深， ? —— 超高，采用 ? = 摻氣h? —— 摻氣后增加 的水深， 摻氣h? =10hv=100 ?= 最后確定陡坡段邊墻高度統(tǒng)一采用 H = 。 出口消能段設計 出口消能段設計采用校核洪峰流量 Q = ，排洪溝渠道水深經計算為 h 下 = ，陡坡段泄槽按明渠流公式計算正常水深 h 上 = 。消力池（跌水消力塘）擬定底寬 ，坎高 p = ，池深d =。 當為垂直式跌水墻，按下列經驗公式計算： D = 32gpq = 3 ? = 跌落水舌長度 dl = = = 水舌 后水深 hp= = = 收縮水深 hc= = = 躍后水深 ch = = = 水躍長度 jl = ( ch － hc) = － = 池深 s = ch － ht =－ = 池長 sl = dl + =+ = 消力池下游水深 h 下 =ht+d = + = h 下 = σ ch = = 池深滿足要求，根據計算結果最后確定消力池深 ，池長 。陡坡段邊墻采用 80砂漿砌石擋土墻梯形斷面，外層為 15cm 厚 C15鋼筋混凝土。消力池底板下層采用 80砂漿砌石，面層為 15cm 厚 C15鋼筋混凝土。 18 三、排洪溝設計 對溢洪道行洪溝斷面尺寸確定：采用砼襯砌梯形過水斷面，設計過水流量 Q = ，糙率 n = ，擬定縱坡 i = 1/500~1/1500。 采用均勻流公式計算過水斷面水深 Q = ? ?? ?? ? imhbnhmhb3/223/512 ??? b m n i h 1/1000 1/1000 1/1500 1/1500 1/500 1/500 1/500 1/500 1/500 1/500 對現狀溢洪道排洪溝縱斷面實測：從溢洪道拱涵出口至三岔河入匯口長度為 325m，土渠斷面底寬在 60cm~120cm 之間，土渠斷面右側緊鄰魚池，渠深在 50cm~80cm，土渠斷面左側為山坡，為半挖半填式渠道，渠堤種植柑桔樹。 經過對上述過水斷面進行比較， 選用排洪溝梯形斷面尺寸為： 底寬 b = ，左右邊坡系數 m = ，糙率 n = 縱坡 i = 1/500 ，渠道 過水深 h = 。 排洪溝渠道采用砼三面光襯砌，襯砌厚度為 10cm，考慮到溢洪道使用機率少，渠道高度確定為 ，出現超設計洪水時允許漫渠頂。根據現有的土渠斷面，渠道盡量鄰山坡布置為半挖半填式，以增加渠道邊坡的穩(wěn)定。排洪溝右側堤頂高程在 85m~76m 之間，渠床高程多在 19 84m~75m 之間，樁號 230m 斷面到樁號 250m 斷面土渠溝底高程相差近，要布置一級跌水，排洪溝在樁號 325m 斷面轉彎進入河道。 第七節(jié) 輸水 剅 、啟閉機臺、工作橋及灌溉渠設計 一、 輸水剅設計 此次設計將左岸一處高剅（位于溢洪道進口，剅口高程為 左右，φ 200mm 的砼管）廢除，只在右岸設置一處輸水管。將右岸現有斜坡笛管取水型式改造為螺桿啟閉式鑄鐵閘門，根據現有渠首高程 確定閘室底板高程為 ，輸水采用砼圓管。 輸水管徑確定 設計灌溉引水渠引用流量 Q = ，采用有壓管道恒定流公式計算輸水管徑。 Q = μ c gH2? 式中：μ c —— 管道流量系數，μ c = ??? ??? dl1 ω —— 管道斷面面積 d —— 管道直徑 l —— 管道計算段長度 ?? —— 管道計算段中各局部損失系數之和 H —— 作 用水頭 ? —— 動能改正系數，直管 ? =~ ? —— 沿程阻力系數 根據試算結果： H = ， l = 60m，即水庫輸水高程為 時，采用管徑 40cm 的混凝土管能通過引用流 量 Q = 。當庫水位高于 時，引水流量大于 Q = ，可以通過控制閘門開度來調節(jié)引水流量；當庫水位低于 時，引水流量小于 Q = ，庫水位平管頂（高程 ）時，引水流量為 Q = 。 20 剅管結構設計 引水灌溉剅管由八字型上游連接段、閘室段、洞身段和出口連接段組成。閘室布置：閘室順水流方向長度 L = ，閘室寬度考慮采用 的鑄鐵平板閘門（選用 L Q— 螺桿式啟閉機），取閘室凈寬為 。閘室邊墻 、胸墻和進口八字墻結合上游壩坡平順布置，底板澆筑 20cm 厚 C15鋼筋混凝土。 洞身段采用頂管施工方法，避免破堤抽槽，但要注意混凝土頂管的進口封堵處理，避免管內有壓水流掏刷壩體，危及壩身安全。 洞身段出口設置 3m 的扭曲翼