水庫(kù)工程課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 設(shè)計(jì)基本資料—————————————————— 1</p><p>　　第二章 工程等別及建筑物級(jí)別—————————————— 2</p><p>　　第三章 壩型選擇及樞紐布置——————————————— 2</p><p>　

2、　第四章 大壩設(shè)計(jì)———————————————————— 3</p><p>　　第五章 泄水建筑物設(shè)計(jì)————————————————— 10</p><p>　　第六章 取水建筑物設(shè)計(jì)————————————————— 12</p><p>　　第七章 工程造價(jià)分析—————————————————— 13</p><p>　　

3、第一章 設(shè)計(jì)基本資料</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　朝陽(yáng)水庫(kù)工程位于開(kāi)縣趙家鎮(zhèn)朝陽(yáng)村境內(nèi)，屬長(zhǎng)江上游小江水系浦里河朝陽(yáng)</p><p>　　溝支流。水庫(kù)距離開(kāi)縣縣城28.7km。</p><p>　?。ㄒ唬?、工程任務(wù)及規(guī)劃數(shù)據(jù)</p><p>　　本水利樞

4、紐以灌溉為主，兼顧防洪。</p><p>　　設(shè)計(jì)灌溉面積為0.85萬(wàn)畝，設(shè)計(jì)放水流量0.6m3/s。</p><p>　　根據(jù)興利及調(diào)洪演算，確定出該水庫(kù)規(guī)劃指標(biāo)為：水庫(kù)正常蓄水位378.00m時(shí)相應(yīng)有效庫(kù)容186.48萬(wàn)m3；30年一遇設(shè)計(jì)洪水位379.18m（溢洪道最大下泄流量約為20m3/s）；300年一遇校核洪水位379.63m時(shí)相應(yīng)總庫(kù)容218.44萬(wàn)m3（溢洪道最大下泄流量3

5、2 m3/s）；水庫(kù)死水位362.00m。</p><p>　?。ǘ⒌匦蔚刭|(zhì)條件</p><p>　　壩址處河谷斷面河床寬度約為20~30m，兩岸岸坡基本對(duì)稱，坡角約為35°。</p><p>　　河床基巖高程350m，巖基為弱風(fēng)化巖層，k=10-6cm/s。地基表面高程355m，高程350~355m為沙礫石覆蓋層。地形地質(zhì)情況詳見(jiàn)圖紙。</p&

6、gt;<p><b>　?。ㄈ⑺臍庀?lt;/b></p><p>　　水庫(kù)集雨面積為3.67km2，流域?qū)儆趤啛釒駶?rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和，雨量充沛。多年平均降雨量1236.4mm，多年平均徑流深590.0mm。</p><p>　　庫(kù)區(qū)汛期多年平均最大風(fēng)速10.5m/s，方向垂直壩面，水庫(kù)吹程0.3km。</p><p>　　

7、（四）、 天然建筑材料</p><p>　　工程區(qū)附近土料及天然沙礫石、塊石、石渣料均較為豐富。上游1~1.5km范圍內(nèi)可供開(kāi)采的土料，主要為棕紅色砂質(zhì)粘土，粘性很強(qiáng)，是很好的防滲材料，總儲(chǔ)量約9萬(wàn)m3；壩址下游1~2km范圍內(nèi)有約6萬(wàn)m3的石料可供開(kāi)采，該石料主要為石英砂巖；在壩址下游2~2.5km范圍內(nèi)有豐富的石渣料，儲(chǔ)量約10萬(wàn)m3.砂礫石覆蓋層及天然材料物理力學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表1。</p><

8、p>　　表1 天然材料物理性質(zhì)表</p><p><b>　?。ㄎ澹?、其他資料</b></p><p>　　當(dāng)?shù)赜休^豐富的土石壩施工經(jīng)驗(yàn)，缺少混凝土壩施工經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　工程單價(jià)可按下式估算：粘土填筑35元/m3；干砌塊石48元/m3；石渣料填筑25元/m3；土石方開(kāi)挖15元/m3。

9、</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　根據(jù)提供的設(shè)計(jì)資料和圖紙，確定較為合理可行的樞紐布置，即確定大壩、泄水建筑物、取水建筑物等樞紐建筑物的位置。大壩選定為土石壩，在此基礎(chǔ)上確定泄水建筑物、取水建筑物的位置及形式及基本尺寸。</p><p>　　通過(guò)壩型方案比較，確定推薦壩型，并對(duì)推薦壩型進(jìn)行計(jì)算分析和詳細(xì)設(shè)計(jì)

10、。三、 參考資料</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要參考以下資料：SL252—2000《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》，SL274—2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》，SL189—96《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》以及教材《水工建筑物》。</p><p>　　第二章 工程等別及建筑物級(jí)別</p><p>　　根據(jù)水利水電工程等級(jí)劃分依據(jù)，綜合考慮水

11、庫(kù)的總庫(kù)容、防洪庫(kù)容、灌溉面積、電站的裝機(jī)容量等，工程規(guī)模有庫(kù)容決定，此水庫(kù)工程的正常蓄水位時(shí)有效庫(kù)容186.48萬(wàn)m3，校核洪水位時(shí)相應(yīng)總庫(kù)容186.48萬(wàn)m3，灌溉面積為0.85萬(wàn)畝，故查參考資料可得其工程等別為Ⅳ，工程規(guī)模為?。?）型。又由水工建筑物的級(jí)別劃分依據(jù)得知，該類?。?）型的主要水工建筑物為4級(jí)，次要建筑物為5級(jí)，臨時(shí)建筑物為5級(jí)。</p><p>　　第三章 壩型選擇及樞紐布置</

12、p><p><b>　　壩型選擇</b></p><p><b>　?。ㄒ唬涡瓦x擇論證</b></p><p>　　所選的壩軸線處河床沖積層較深，兩岸風(fēng)化巖石透水性大，基巖為弱風(fēng)化巖層，強(qiáng)度較低，地基到地表為砂礫石覆蓋層，地基不完整。從地質(zhì)條件看不宜建拱壩。較高的混凝土重力壩要求修建在巖石基礎(chǔ)上，且當(dāng)?shù)厝鄙倩炷翂问┕そ?jīng)驗(yàn)，

13、因此也是不可行的。而土石壩適應(yīng)地基變形能力較強(qiáng)，對(duì)地基的要求較低；從當(dāng)?shù)氐牟牧蟻?lái)看土石材料比較豐富，況且土石壩有就地取材特點(diǎn)；當(dāng)?shù)赜休^豐富的土石壩施工經(jīng)驗(yàn)，為修建土石壩提供了施工基礎(chǔ)。通過(guò)各種不同的壩型進(jìn)行定性的分析比較，綜合考慮地形條件、地質(zhì)條件、建筑材料、施工條件、綜合效益等因素，最終選擇土石壩的方案。</p><p>　?。ǘ屑~組成建筑物</p><p>　　1、擋水建筑物。土

14、石壩。</p><p>　　2、取水建筑物。取水隧洞。</p><p>　　3、泄水建筑物。該工程兼顧防洪，故其包括泄洪隧洞和沖沙放空洞，均與導(dǎo)流隧洞結(jié)合。</p><p><b>　　二、樞紐總體布置</b></p><p>　　1、擋水建筑物─土石壩</p><p>　　擋水建筑物按直線布置，

15、壩布置在河彎地段上。</p><p>　　2、取水建筑物—取水隧洞</p><p>　　進(jìn)行灌溉的取水采用隧洞形式，取水口布置在凸岸，隧洞出口與總干渠相連接。</p><p>　　3、泄水建筑物—泄洪隧洞</p><p>　　泄洪采用隧洞方案，為縮短長(zhǎng)度、減小工程量，泄洪隧洞布置在凸岸，這樣對(duì)流態(tài)也較為有利，考慮到引水發(fā)電隧洞也布置在凸岸，泄

16、洪隧洞布置以遠(yuǎn)離壩腳和廠房為宜。</p><p>　　綜合考慮各方面因素，最后決定樞紐布置如地形圖所示。</p><p>　　第四章 大壩設(shè)計(jì)</p><p>　　一、土石壩壩型的選型</p><p>　　影響土石壩壩型選擇因素很多，最主要的乃至起決定性的是附近的筑壩材料，還有地形地質(zhì)條件、氣候條件、施工條件、壩基處理等。應(yīng)選擇幾種比

17、較優(yōu)越的壩型，擬定剖面輪廓尺寸，進(jìn)行比較工程量、工期、造價(jià)、最后選定技術(shù)上可靠，經(jīng)濟(jì)上合理的壩型。本設(shè)計(jì)限于資料只作定性的分析來(lái)確定土石壩壩型的選擇。</p><p>　　均質(zhì)壩材料比較單一，施工簡(jiǎn)單，但壩身粘性較大，斷面大，用料多，填筑施工易受將于和冰凍的影響。除此之外，該壩址處無(wú)足夠適宜的土料來(lái)作均質(zhì)壩（壩址附近可筑壩的土料只有9萬(wàn)m3 ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求），因此均質(zhì)壩方案不可行。</p>&l

18、t;p>　　堆石壩壩坡較陡，工程量減小。堆石壩施工干擾相對(duì)較小。壩址附近有儲(chǔ)量為6萬(wàn)m3 的石料，其主要為石英砂巖，開(kāi)采條件較好，可作為堆石壩石料，從材料角度可以考慮堆石壩方案。但是由于河床地質(zhì)條件較差，巖基為弱風(fēng)化巖層，如果用堆石壩可能導(dǎo)致大量的開(kāi)挖，此方案不予考慮。</p><p>　　塑性斜墻壩（用沙礫料作為壩殼，以粘土料作防滲體設(shè)在壩體的上游做斜墻，見(jiàn)《水工建筑物》P127，圖3—2d，e）的斜墻與

19、壩殼兩者施工的干擾較小，壩體可以先行施工，上升速度快，不會(huì)因冬季、雨季不宜施工等影響整個(gè)壩體的施工進(jìn)度，但對(duì)壩體、壩基的沉降比較敏感，抗震性能較差，易產(chǎn)生裂縫；塑性心墻（以砂礫料作為壩殼，以粘土料作防滲體設(shè)置在壩剖面的中部作心墻，見(jiàn)《水工建筑物》P127，圖3—2b，c）與斜墻壩相比工程量相對(duì)較小，適應(yīng)不均勻變形，抗震性能較好，但要求心墻粘土料與壩殼沙礫料同時(shí)上升，施工干擾大，工期長(zhǎng)。從筑壩材料來(lái)看，由于壩址上游1~1.5km內(nèi)有可供開(kāi)

20、采的筑壩的土料9萬(wàn)m3 ，其粘性很強(qiáng)，是很好的防滲材料，可作防滲體之用；又壩址下游1~2km范圍內(nèi)有約6萬(wàn)m3 的石英砂巖和10萬(wàn)m3的石渣料作為壩殼，由此可知心墻壩與斜墻壩都是可行的。從施工及氣候條件看，流域處于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和，雨量充沛，為了提高施工進(jìn)度，故宜采用斜墻壩。</p><p>　　斜心墻壩綜合了心墻壩與斜墻壩的優(yōu)缺點(diǎn)：心墻有足夠的斜度，壩殼對(duì)心墻的拱效應(yīng)作用減弱；斜心墻壩對(duì)下游支承棱

21、體的沉陷不如斜墻那樣敏感，斜心墻壩的應(yīng)力狀態(tài)較好，因而最終采用斜心墻壩的方案。</p><p>　　二、大壩輪廓尺寸的擬定</p><p>　　大壩剖面輪廓尺寸包括壩頂高程，壩頂寬度、上下游壩坡、防滲體等排水設(shè)備。</p><p><b>　　1、坡頂高程</b></p><p>　　壩頂高程分別按設(shè)計(jì)工況、校核工況計(jì)算

22、大壩的高程，最后計(jì)算出數(shù)據(jù)取最大值，同時(shí)并保留一定的沉降值。壩頂高程在水庫(kù)正常運(yùn)用和非常─運(yùn)用期間的靜水位以上應(yīng)該有足夠的超高，以保證水庫(kù)不漫頂，其超高值y按下式而定：</p><p><b>　　y=R＋e＋hc</b></p><p>　　式中 R───波浪在壩坡上的設(shè)計(jì)爬高（m）；e──最大風(fēng)壅水面高度；</p><p>　

23、　hc──安全加高（m），根據(jù)壩的等級(jí)及運(yùn)用情況按下表選用</p><p>　　土石壩壩頂?shù)陌踩咧?lt;/p><p>　　最大風(fēng)雍水面高度按下式計(jì)算 </p><p>　　式中 K—綜合摩阻系數(shù)，取3.6×10-6；—為計(jì)算風(fēng)速（m/s），本設(shè)計(jì)為多年平均最大風(fēng)速10.5 m/s；D─風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度（m），D=0.3km=300m ；─風(fēng)向與壩軸線的

24、法線方向所成的夾角，因風(fēng)向垂直于壩面，故=0°；—壩前水域的平均水深，可查地形剖面圖得。</p><p>　　平均波浪爬高Rm可按下述公式計(jì)算：</p><p>　　式中：───壩坡的糙率滲透性系數(shù)，塊石為0.75～0.8；—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，按《水工建筑物》P129表3—2取值，此處取1.0。──平均波高與平均波長(zhǎng)，選用教材第一章第二節(jié)公式計(jì)算可得；m—邊坡系數(shù)，據(jù)經(jīng)驗(yàn)取2.5。<

25、;/p><p>　　壩頂高程結(jié)果取兩者之大者，并預(yù)留一定的沉降值.結(jié)果見(jiàn)下表，設(shè)計(jì)竣工時(shí)壩頂高程為380.22m.</p><p><b>　　坡頂高程計(jì)算成果表</b></p><p><b>　　2、壩頂寬度</b></p><p>　　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(shí)還要考慮防

26、汛搶險(xiǎn)、防空、防震等特殊需要。壩頂?shù)淖钚挾劝聪旅娴姆椒ù_定：當(dāng)壩高H小于lOOm時(shí)，壩頂最小寬度Bmin取為H／10，并不小于3m；本設(shè)計(jì)壩高約為379.63－355=24.63m，故擬定壩頂寬度為5.0m。</p><p><b>　　3、壩坡設(shè)計(jì)</b></p><p>　　土石壩的壩面坡度取決于壩高、筑壩材料性質(zhì)、運(yùn)用情況、地基條件、施工方法及壩型等因素。其范

27、圍大致在1：2~1：4之間。當(dāng)壩較高時(shí)，可每隔8-15m變一次坡，相鄰坡率差取0.25-0.5，變坡處下游通常設(shè)置1.5—2.0m寬的馬道。設(shè)計(jì)壩坡時(shí)，可參照已建工程進(jìn)行類比，初擬一個(gè)壩坡，再通過(guò)計(jì)算分析，逐步修改確定。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。</p><p>　　根據(jù)規(guī)范規(guī)定與實(shí)際結(jié)合，上游坡率取3.0。此壩高度不大，可僅在下游設(shè)置變坡，下游上部坡度2.5，下部坡率3.0。

28、</p><p>　　在下游壩坡改變處，設(shè)置1.5～2m寬的馬道（戧道）以使匯集壩面的雨水，防止沖刷壩坡，并同時(shí)兼作交通、觀測(cè)、檢修之用，考慮這些因素其寬度取為2.0m。</p><p><b>　　4、壩體排水</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)的壩體浸潤(rùn)線位置不高，沒(méi)有必要降低壩體浸潤(rùn)線，故采用貼坡排水。此種排水形式石料用量少，施工方便，便

29、于檢修。排水層厚度取為0.5m，頂部按規(guī)范要求高出浸潤(rùn)線逸出點(diǎn)1.5m。</p><p><b>　　5、大壩防滲體</b></p><p>　　大壩防滲體的設(shè)計(jì)主要包括壩體防滲和壩基防滲兩個(gè)方面.</p><p><b>　?。?）、壩體的防滲</b></p><p>　　壩體防滲的結(jié)構(gòu)和尺寸必須

30、滿足減小滲透流量、降低浸潤(rùn)線控制滲透坡降的要求，同時(shí)還要滿足構(gòu)造、施工、防裂、穩(wěn)定等方面的要求.該壩體采用粘土斜心墻，其底部最小厚度由粘土的允許坡降而定，本設(shè)計(jì)土料為粘土，由粘土的性質(zhì)可知其滲透變形的形式主要為流土破壞，查教材P134知允許滲透坡降[J]=6，上游校核洪水時(shí)承受的最大水頭為24.63m，墻的厚度B﹥25.63÷6=4.3m。參考以往工程的經(jīng)驗(yàn)，斜心墻的頂部寬度取為4m（滿足大于3m機(jī)械化施工要求），粘土斜心墻的

31、上游壩坡的坡度為1:0.4～1:1.0之間，本設(shè)計(jì)取為1:2.75，下游坡度取為1:2.5，底寬為m，大于4.3m。粘土斜心墻的頂部高程以設(shè)計(jì)水位加一定的超高（超高0.6m）并高于校核洪水位為原則，最終取其墻頂高程為379.78m（>379.63m），墻頂?shù)纳喜款A(yù)留有0.44m的保護(hù)層，并將粘土斜心墻稍斜向上游。</p><p><b>　?。?）、壩基防滲體</b></p>

32、;<p>　　壩址河床的砂礫石層深度不是很大，垂直防滲設(shè)置截水槽。截水槽貫穿整個(gè)河床并延伸至兩岸。截水槽底寬由回填土料（與大壩防滲體相同）的允許滲透坡降（粘土為5~10，本設(shè)計(jì)取6）確定。則底寬為25.63/6=4.3m，取為5.0m（大于機(jī)械施工的最小寬度3.0m），邊坡坡度選為1：1.2。</p><p><b>　　三、滲流計(jì)算</b></p><p&

33、gt;　　土石壩的滲流計(jì)算主要確定壩體的浸潤(rùn)線的位置，為壩體的穩(wěn)定分析和布置觀測(cè)設(shè)備提供依據(jù)；同時(shí)確定壩體與壩基的滲透流量，以估算水庫(kù)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。</p><p><b>　　1、計(jì)算方法</b></p><p>　　選擇水力學(xué)法解土壩滲流問(wèn)題。假定滲透水流為漸變流，過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)

34、滲透坡降和滲透流速都是相等的，將壩體分為若干段，根據(jù)壩內(nèi)各部分滲流狀況的特點(diǎn)，應(yīng)用達(dá)西定律近視解土壩滲流問(wèn)題。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖：</p><p><b>　　通過(guò)防滲體流量：</b></p><p>　　通過(guò)防滲體后滲流量：</p><p>　　其中 ——防滲體滲透系數(shù)， 4.73×10-8 m/s；——上游水深；h——逸出水

35、深；——防滲體有效厚度； α——防滲體等效傾角；——截水槽滲透系數(shù)，跟防滲體滲透系數(shù)相同；T——沖積層厚度，由地形剖面圖可以得知最大深度為5m；——防滲體底寬；——防滲體后的滲透系數(shù)，7.2×10-6 m/s；——下游水深；——防滲體后的滲透長(zhǎng)度；——下游邊坡系數(shù)；——沖積層的滲透系數(shù)，1.6×10-4。</p><p><b>　　假設(shè)：</b></p>

36、<p>　　1）.不考慮防滲體上游側(cè)壩殼損耗水頭的作用；</p><p>　　2）.由于沙礫料滲透系數(shù)較大，防滲體又損耗了大部分水頭，逸出水與下游水位相差不是很大，認(rèn)為不會(huì)影響逸出高度；</p><p>　　3）.對(duì)于岸坡斷面，下游水位在壩底以下，水流從上往下流時(shí)由于橫向落差，此時(shí)實(shí)際上不是平面滲流，但計(jì)算仍按平面滲流計(jì)算，近視認(rèn)為下游水位為零。由于河床沖積層的作用，岸坡實(shí)際不會(huì)

37、形成逸出點(diǎn)，計(jì)算時(shí)假定浸潤(rùn)線末端即為壩址。</p><p>　　2、計(jì)算斷面及計(jì)算情況的選擇</p><p>　　對(duì)河床中間斷面I—I,及左右岸壩肩處的兩典型特殊斷面II—II、III—III進(jìn)行滲流計(jì)算，計(jì)算主要針對(duì)正常蓄水及設(shè)計(jì)洪水時(shí)進(jìn)行。</p><p><b>　　3、計(jì)算結(jié)果：</b></p><p>　　滲流

38、計(jì)算結(jié)果匯于下表</p><p><b>　　滲流計(jì)算結(jié)果表</b></p><p><b>　　4、滲透穩(wěn)定演算</b></p><p>　　斜心墻之后的壩殼，由于水頭大部分在防滲體損耗了壩殼滲透坡降及滲透速度甚小，發(fā)生滲透破壞的可能性不大，而在防滲墻與粘土斜墻的接觸面按允許坡降設(shè)計(jì)估計(jì)問(wèn)題也不大。在斜墻逸出點(diǎn)滲透坡降較

39、大，予以驗(yàn)算。</p><p>　　滲透坡降的計(jì)算公式：</p><p>　　式中 ──上游水深減逸出水深；</p><p>　　──防滲體的平均厚度。

40、

41、 </p><p><b>　　計(jì)算成果見(jiàn)下表</b>

42、</p><p>　　各種工況滲流逸出點(diǎn)坡降</p><p>　　填筑土料的安全坡降，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)一般為5~10，故而認(rèn)為滲透坡降滿足要求，加上粘土斜心墻有反濾層，故而認(rèn)為不會(huì)發(fā)生滲透破壞。</p><p><b>　　5、成果分析與結(jié)論</b></p><p>　　以斜心墻、截水槽與兩岸壩肩開(kāi)挖風(fēng)化巖填以粘土形成粘土斜

43、墻的垂直防滲帶作為防滲措施?？倽B流在正常蓄水時(shí)為10.03m3/d，設(shè)計(jì)洪水時(shí)為11.15m3/d，與同類工程相比顯然是很小的。在計(jì)算中并考慮繞壩滲流及巖基透水，截水槽的滲透系數(shù)應(yīng)取較大值，4.73×10-8 m/s，這樣取值估計(jì)的滲流量可能大于實(shí)際滲流量，但壩的滲透坡降仍滿足設(shè)計(jì)要求，說(shuō)明取值合理。</p><p><b>　　五、穩(wěn)定分析計(jì)算</b></p>&l

44、t;p><b>　　1、 計(jì)算方法</b></p><p>　　在正常水位工況時(shí)（穩(wěn)定滲流期）取下游壩坡的一個(gè)滑移面核算土石壩的穩(wěn)定。斜心墻壩的下游壩坡滑動(dòng)時(shí)形成近于圓弧形滑動(dòng)面。運(yùn)用瑞典圓弧法（不考慮土條間的作用力）計(jì)算土坡出最小安全系數(shù)，并據(jù)此確定出土壩的滑移面。 </p><p>　

45、　下游壩坡圓弧滑動(dòng)面計(jì)算結(jié)果如下圖所示。</p><p>　　且計(jì)算所得滑動(dòng)安全系數(shù)Kmin=1.528，大于1.25，故其正常水位工況時(shí)安全系數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　3、穩(wěn)定成果分析</b></p><p>　　由于下游坡較緩，正常情況Kmin=1.528，壩的穩(wěn)定安全系數(shù)偏大，就此而言，可以考慮加陡壩坡以減小工程量。但

46、鑒于各種因素考慮不全，比如下游浸潤(rùn)線實(shí)際上可能比計(jì)算的要高些，故實(shí)際安全系數(shù)可能要小些，因此不改變壩坡，維持原擬訂的剖面。</p><p><b>　　六、基礎(chǔ)處理部分</b></p><p><b>　　1、河床部分</b></p><p>　　砂礫石地基主要是解決滲流問(wèn)題。可分為垂直防滲和水平防滲。</p>

47、<p>　　（1）垂直防滲控制方案。條件允許時(shí)優(yōu)先考慮垂直防滲方案。在透水層較淺（10~15m以下）時(shí)，可采用回填粘土截水槽方案。截水槽貫穿整個(gè)河床并延伸至兩岸。槽中回填與大壩防滲體相同的土料，并分層壓實(shí)。底寬為24.63/6=4.3m，取為5.0m（大于3.0m），邊坡坡度選為1：1.2。不透水層為巖基，為了防止槽底的接觸面發(fā)生集中滲流而造成沖刷破壞，在巖基上建混凝土齒墻。</p><p>　　（

48、2）水平防滲控制方案。由于站址處粘土的滲透系數(shù)為4.73×10-6 cm/s，大于鋪蓋填土要求的滲透系數(shù)1.0×10-6 cm/s，故不能使用該地材料進(jìn)行鋪蓋防滲。</p><p>　　可以考慮在壩前使用混凝土進(jìn)行滲流控制。</p><p><b>　　2、壩肩處理</b></p><p>　　壩肩兩岸為覆蓋層及弱風(fēng)化巖層，

49、深約4m，承載力較好，但是透水性較差，故壩肩處理的主要任務(wù)也是防滲?？梢圆捎冕∧还酀{提高巖層的不透水性，減少壩基的滲漏量。</p><p><b>　　七、細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、壩的防滲體，排水設(shè)備</p><p>　　壩體防滲體內(nèi)斜心墻，斜心墻上下游設(shè)置反濾層；壩基防滲體為粘土截水槽；壩體排水為貼坡排水。在排水體與壩體

50、、壩基之間設(shè)置反濾層；下游戧道設(shè)置排水溝，并在壩坡設(shè)置橫向排水溝以匯集雨水，岸坡與壩坡交接處也設(shè)置排水溝，以匯集岸坡雨水，防止雨水淘刷壩坡，見(jiàn)細(xì)部構(gòu)造詳圖。</p><p><b>　　2．反濾層設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).對(duì)于被保護(hù)土的第一層反濾料，考慮安全系數(shù)為1.5~2.0，按太沙基準(zhǔn)確定，即</p><p>　　式

51、中，為濾料粒徑，小于該粒經(jīng)土占總土重的15%，d85為被保護(hù)土粒徑，小于該粒徑的土占總土重的85%，d15為保護(hù)土粒徑，小于該粒徑的土占總土重的15%。</p><p>　　第二層反濾料的選擇也按上述辦法進(jìn)行。</p><p>　　按此標(biāo)準(zhǔn)天然砂礫料不能滿足要求，須對(duì)土料進(jìn)行篩選。 </p><p><b>　　3、護(hù)坡設(shè)計(jì)&l

52、t;/b></p><p>　　上游護(hù)坡用于砌石因其抵御風(fēng)浪的能力較強(qiáng)，下游壩面直接鋪上20cm 的石料作為護(hù)坡。上游護(hù)坡上做至壩頂，下做至死水位以下（加設(shè)計(jì)浪高），為方便起見(jiàn)做至361.0m高程，見(jiàn)細(xì)部構(gòu)造詳圖。</p><p><b>　　4．壩頂布置</b></p><p>　　壩頂設(shè)置碎石路面，壩頂向下游設(shè)1%橫坡以便匯集雨水，并

53、設(shè)置縱向排水溝，經(jīng)坡面排水排至下游，壩頂設(shè)置攔桿以策安全，見(jiàn)細(xì)部構(gòu)造詳圖。</p><p><b>　　壩頂布置圖</b></p><p>　　第五章 泄水建筑物設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一、泄水方案選擇</b></p><p>　　壩址地帶河谷較窄、山坡陡峻、山脊高，經(jīng)過(guò)比較樞紐布置于河

54、彎地段。由于兩岸山坡陡峻，無(wú)天然埡口。如采取明挖溢洪道的泄洪方案，開(kāi)挖量較大，造價(jià)較高，故采用了隧洞泄洪方案。隧洞布置于凸岸（左岸）。</p><p><b>　　二、隧洞選擇與布置</b></p><p>　　樞紐布置于河彎地段。從地形上來(lái)看隧洞應(yīng)當(dāng)布置于凸岸，這樣不僅工程量省，而且水力條件也較好。從地質(zhì)來(lái)看這個(gè)此處除表面有一層弱風(fēng)化巖外，.下部大部分為堅(jiān)硬的巖石，

55、強(qiáng)度較高，巖體中夾雜著幾條破碎帶，但走向大都與隧洞軸線成較大的角度。因此將泄洪洞布置于右岸凸出的山梁里面，見(jiàn)圖。</p><p><b>　　三、隧洞的體型設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、進(jìn)口建筑物</b></p><p>　　由于進(jìn)口岸坡地質(zhì)條件較好，巖體完整，岸坡穩(wěn)定，堅(jiān)固，因而采用豎井式進(jìn)口，井底設(shè)置閘

56、門，頂部安裝啟閉設(shè)備。</p><p><b>　?。?）進(jìn)口喇叭口</b></p><p>　　AB段：平面上不擴(kuò)散，而立面上洞頂以橢圓方程連接。</p><p>　　D─矩形孔口的高度或?qū)挾?，?.0m。橢圓方程為：。 </p><p>　　BC段：B點(diǎn)的位置由下式確定</p><p>　　式

57、中：—切線BC的坡度，一般取1：4.5~1：6.5，取1：5.0。</p><p>　　解得B（4.63，2.57）。</p><p>　　（2）事故檢修門槽段：門槽前有一條空口，寬為5倍止水寬度，點(diǎn)C與E在同一高程。</p><p>　　（3）壓坡段：為了使壓坡段不產(chǎn)生負(fù)壓，其坡頂?shù)钠露壬远赣贐C段的頂坡。坡度取為1：4.5。</p><p&g

58、t;　?。?）閘門型式及尺寸。工作及檢修閘門均采用平板門，設(shè)在進(jìn)口處，閘門寬3m，高為4.5m。</p><p>　　2、洞身斷面型式和尺寸</p><p>　　根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，本無(wú)壓隧洞采用城門洞型斷面。</p><p>　　水流流經(jīng)進(jìn)口段后擬定洞寬不變，高度漸變?yōu)?.0m，漸變段長(zhǎng)度為3m。圓拱中心角選180°，半徑取1.5m，直墻高度為2.5m。

59、</p><p><b>　　3、出口消能段。</b></p><p>　　隧洞出口高程定為365.0m，由于下游出口離大壩較遠(yuǎn)，較大的沖坑不致影響壩的安全，下游也沒(méi)有需要特別保護(hù)的建筑物，且地質(zhì)條件容許。因而采用挑流消能。由于隧洞出口寬度小，單寬流量集中，因而在出口設(shè)置擴(kuò)散段。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)挑角取°，因出口為平段，為了水流能平順挑出采用了較大的反弧半徑R=5

60、0m。</p><p><b>　　四、隧洞水力計(jì)算</b></p><p>　　水利計(jì)算包括洞內(nèi)水面曲線及出口消能計(jì)算兩部分。</p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)條件</b></p><p>　　設(shè)計(jì)洪水位：379.18m；下泄流量：20m3/s；校核洪水位：379.63m；下泄流量：32 m3

61、/s。</p><p>　　因在宣泄校核洪水時(shí)也要滿足各項(xiàng)要求。因而對(duì)校核情況進(jìn)行水力計(jì)算。</p><p>　　2、平洞段底坡的確定</p><p>　　計(jì)算得到臨界坡降。為不影響遂洞的泄流能力，隧洞應(yīng)做成陡坡。坡度太大施工不便，底坡取i=0.06。</p><p><b>　　五、隧洞的細(xì)部構(gòu)造</b></p&

62、gt;<p><b>　　1、洞身襯砌</b></p><p>　?。?）襯砌型式。本工程無(wú)壓泄洪隧洞采用城門洞形斷面，整體式單層混凝土襯砌。</p><p>　?。?）襯砌厚度。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，取1/12洞徑，最后取0.2m。</p><p><b>　　2、襯砌分縫、止水</b></p>&l

63、t;p>　　為適應(yīng)施工能力、防止混凝土干縮和溫度應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫，沿洞軸線方向設(shè)置永久性橫向伸縮縫，分縫間距為10.0m，縫間設(shè)止水，詳見(jiàn)細(xì)部構(gòu)造圖。為防止不均勻沉陷而開(kāi)裂，襯砌突變處設(shè)橫向沉降縫。</p><p><b>　　3、灌漿</b></p><p>　　洞頂部進(jìn)行回填灌漿，充填圍巖與襯砌的空隙，使之緊密結(jié)合，共同工作，改善傳力條件和減少滲漏.對(duì)圍巖進(jìn)

64、行固結(jié)灌漿，提高其整體性，保證圍巖的彈性抗力，減少滲漏?；靥罟酀{與固結(jié)灌漿孔間隔布置\。</p><p><b>　　4、摻氣槽</b></p><p>　　在反弧段前沿及其后設(shè)置摻氣槽，向水流邊界通氣，提高低壓區(qū)的壓力，緩沖氣泡潰滅時(shí)的破壞作用。</p><p>　　第六章 取水建筑物設(shè)計(jì)</p><p>　　一、取

65、水方案的選擇與布置</p><p>　　觀察地形圖可知，左岸山體坡度陡峭，地質(zhì)條件穩(wěn)定，可以采用隧洞取水方案。為了節(jié)省工程量，縮短隧洞長(zhǎng)度，故將其布置在凸岸。工作閘門設(shè)置在進(jìn)水口處。</p><p><b>　　二、隧洞的體型設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、型式</b></p><p>

66、;　　引水流量為0.6m3/s，仍做為豎井式無(wú)壓隧洞，洞身仍采用城門洞型斷面。</p><p><b>　　2、尺寸確定</b></p><p>　　根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，取隧洞的坡降為i=0.003，且采用混凝土護(hù)面，查得糙率系數(shù)n=0.017。</p><p>　　取隧洞寬度為1.6m，高度為2.0m，圓拱段半徑為0.8m。</p>

67、<p><b>　　3、流量校核</b></p><p>　　假設(shè)水流只在直墻流動(dòng)，則其水深為h=1.2m。</p><p>　　按照明確均勻流公式進(jìn)行計(jì)算。。則A=bh=1.92m2，，據(jù)此得。，則</p><p><b>　　>0.6m3/s。</b></p><p><

68、;b>　　4、取水口位置</b></p><p>　　因?yàn)樵撍畮?kù)的死水位為362m，為了滿足在死水位時(shí)能夠滿足設(shè)計(jì)流量，洞口應(yīng)該在死水位以下，設(shè)洞口在死水位以下0.7m，即高程為361.3m。校核在此水位能否取到引水流量。由公式，已知，b=1.6m，Q=0.6 m3/s，=0.5m，為閘門開(kāi)度，經(jīng)試算=0.492，故閘室開(kāi)度為0.492時(shí)可以取到設(shè)計(jì)流量，所以取水口在水下0.7m滿足要求。<

69、;/p><p><b>　　5、出水口位置</b></p><p>　　在地形圖上量得隧洞長(zhǎng)度為247m，則出水口高程為：361.3—0.003×247=360.56m。</p><p>　　第七章 工程經(jīng)濟(jì)計(jì)算</p><p><b>　　一、土石填筑量計(jì)算</b></p>

70、<p><b>　　1、粘土料填筑方量</b></p><p>　　壩體橫斷面面積：m2，</p><p>　　截水槽斷面積：m2，則粘土的最大填筑方量為：</p><p>　?。?74.7+42.84）×140=30455.6m3，因其類似于一個(gè)錐體，取其最大填筑方量的1/3,</p><p>　

71、　故有粘土填筑方量為：m3。</p><p><b>　　2、石渣料填筑方量</b></p><p><b>　　橫斷面面積：m2，</b></p><p>　　石渣料最大填筑方量：1647.02×140=230582.8 m3，取其1/3,則有石渣料填筑方量為：m3。</p><p>&

72、lt;b>　　3、干砌塊石填筑量</b></p><p>　　橫斷面面積：m2，干砌塊石最大填筑方量：</p><p>　　107.8×140=15102.8m3，取1/3，為15102.8÷3=5034.3m3。</p><p><b>　　4、土石方開(kāi)挖量</b></p><p>