水利水電工程設(shè)計(jì)論文之開題報(bào)告

1、 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目 水庫(kù)土石壩水利工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)學(xué) 生 胡興偉 指導(dǎo)教師 吳國(guó)勝 專 業(yè) 水利水電工程 層 次 專升本 批 次 051 學(xué) 號(hào) W110405131520009 學(xué)習(xí)中心 北京農(nóng)林科學(xué)院 工作單位 北京住總第四開發(fā)建設(shè)有限公司 2010年 7 月中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院制獨(dú) 創(chuàng) 性 聲 明本人聲明所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是我個(gè)人進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文（設(shè)計(jì)）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本

2、研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。學(xué)生簽名： 胡興偉 時(shí)間： 2010年7月28 日關(guān)于論文（設(shè)計(jì)）使用授權(quán)的說(shuō)明本人完全了解中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本、專科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作條例（暫行規(guī)定）對(duì)：“成績(jī)?yōu)閮?yōu)秀畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院將有權(quán)選取部分論文（設(shè)計(jì)）全文匯編成集或者在網(wǎng)上公開發(fā)布。如因著作權(quán)發(fā)生糾紛，由學(xué)生本人負(fù)責(zé)”完全認(rèn)可，并同意中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院可以以不同方式在不同媒體上發(fā)表、傳播畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院有權(quán)保留送交論文（設(shè)計(jì)）的復(fù)印件和磁盤，允許論文（設(shè)計(jì)）被查閱和借閱，可以采用影印、縮印或掃描等

3、復(fù)制手段保存、匯編論文（設(shè)計(jì)）。保密的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議學(xué)生簽名：胡興偉 時(shí)間： 2010年7月28日密級(jí)：（請(qǐng)注明密級(jí)及保密期限）摘要本設(shè)計(jì)以實(shí)例系統(tǒng)闡述了水庫(kù)土石壩水利工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)的內(nèi)容與方法，通過基本資料確定工程的等別、水工建筑物級(jí)別，壩軸線的位置，壩型的選擇，剖面擬定詳細(xì)確定了壩頂?shù)膶挾?、壩頂?shù)母叱獭纹录捌脚_(tái)以及路面、排水、防浪墻、緣石等的型式和尺寸，并采用水力學(xué)法對(duì)壩體進(jìn)行了滲透穩(wěn)定分析，采用折線滑動(dòng)法對(duì)壩坡進(jìn)行了抗滑穩(wěn)定計(jì)算，最后確定了溢洪道形式和細(xì)部尺寸。本次設(shè)計(jì)中重點(diǎn)闡述了滲流計(jì)算的任務(wù)、方法和原理，并列出了詳細(xì)的計(jì)算過程。關(guān)鍵詞：土石壩 溢洪道 水利工程

4、目 錄摘 要1 設(shè)計(jì)區(qū)域概況21.1 工程任務(wù)和效益21.2 基本資料22樞紐布置32.1 工程標(biāo)準(zhǔn)32.2 壩軸線選擇42.3 壩型選擇52.4 樞紐布置53壩工設(shè)計(jì)63.1 擋水壩體斷面設(shè)計(jì)63.2 細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)93.3 土壩與壩基、岸坡的連接123.4 滲流計(jì)算123.5穩(wěn)定計(jì)算164泄水建筑物布置204.1溢洪道的布置204.2溢洪道的設(shè)計(jì)204.3溢洪道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23參考文獻(xiàn)24致 謝241 設(shè)計(jì)區(qū)域概況1.1 工程任務(wù)和效益Z水庫(kù)位于QH河干流上，水庫(kù)控制面積4990km2，庫(kù)容5.05億m3。水庫(kù)以灌溉發(fā)電為主，結(jié)合防洪。灌溉面積104萬(wàn)畝，總裝機(jī)容量3.145萬(wàn)Kw。1.2 基

5、本資料1.2.1 地形、地質(zhì)資料. 地形資料QH河為山區(qū)性河流，庫(kù)區(qū)兩岸分水嶺高程均在820m以上，河床底高程在700m以下。右岸山高坡陡，左岸岸坡較緩，對(duì)樞紐工程布置有利，筑壩在河段較窄處，上游開闊，蓄水量大，蓄水條件好。. 地質(zhì)資料壩基為砂卵石，平均厚度5m，滲透系數(shù)×10-2cm/s。砂卵石下為砂巖、粉砂巖，新鮮基巖透水性不大。未發(fā)現(xiàn)大的構(gòu)造斷裂，地層分布詳見ZF土壩壩線工程地質(zhì)剖面圖，如附圖6。1.2.2 水文、水利計(jì)算資料1、設(shè)計(jì)洪水位768.1m，下游水位700.55m。2、校核洪水位770.4m，下游水位705.60m。3、設(shè)計(jì)下泄流量2000m3/s(其中溢洪道815

6、m3/s)，校核下泄流量6830m3/s(其中溢洪道5600m3/s)。4、死水位737.0m，死庫(kù)容1.05×108m3。1.2.3 氣象、地理資料1、多年平均最大風(fēng)速9m/s，相應(yīng)于設(shè)計(jì)洪水位的吹程為5.5Km，相應(yīng)于校核洪水位的吹程為7.5Km。2、多年平均最大凍土深度1.0m。3、地震烈度6度。1.2.3 建筑材料. 土石料分布、儲(chǔ)藏情況庫(kù)區(qū)及壩址下游土石料豐富，滿足修建當(dāng)?shù)夭牧蠅我?。壩址上游均有土料?chǎng)，平均運(yùn)距小于1.5Km。砂礫料主要分布在河灘上，儲(chǔ)量為205×104m3。. 筑壩材料物理力學(xué)指標(biāo)表1.1 筑壩材料物理力學(xué)指標(biāo)表筑壩材料壩體壩基土料砂礫料堆石砂

7、礫料黃土比重2.752.70重度濕重度(KN/m3)16.518.018.018.016.0飽和重度(KN/m3)19.820.820.319.1孔隙率0.330.33內(nèi)摩擦角施工期總應(yīng)力10º有效應(yīng)力22º穩(wěn)定滲流期有效應(yīng)力23º31º40º31º20º水位降落有效應(yīng)力23º粘聚力C(KPa)20滲透系數(shù)K(cm/s)1×10-61×10-21×10-22樞紐布置2.1 工程標(biāo)準(zhǔn)2.1.1 樞紐等別查水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)（SL252-2000），根據(jù)設(shè)計(jì)基本資料可知本工程：

8、水庫(kù)總庫(kù)容5.05億立方米，灌溉面積104萬(wàn)畝，總裝機(jī)容量3.145萬(wàn)KW，水庫(kù)以灌溉發(fā)電為主，結(jié)合防洪，綜合此四方面考慮，按水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)SL252-2000中表2.1.1，確定本工程等別為等，規(guī)模屬于大（2）型。2.1.2水工建筑物級(jí)別及防洪標(biāo)準(zhǔn)土石壩樞紐設(shè)計(jì)的主要水工建筑物有：土壩、溢洪道，且以上已論證本工程等別為等，由此查SL252-2002中表2.2.1，確定土壩、溢洪道均為2級(jí)。按SL252-2002中表3.2.1，擋水建筑物（土壩、溢洪道等）的防洪標(biāo)準(zhǔn)為500年設(shè)計(jì)，5000年校核。2.2 壩軸線選擇壩軸線根據(jù)壩址區(qū)的地質(zhì)、地形條件、壩型、壩基處理方式、樞紐中各建

9、筑物（特別是泄洪建筑物）的布置、施工條件等，經(jīng)多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。按照給定的資料，主要考慮上壩線和下壩線兩個(gè)方案。該部分內(nèi)容列表2.1進(jìn)行對(duì)比說(shuō)明。如下表所示：表 2.1 壩軸線對(duì)比分析選擇說(shuō)明表方案因素上壩線下壩線地形條件壩址位于壩區(qū)中部背斜的西北，巖層傾向QH河上游，河床寬約300m。壩址位于上壩址同一背斜的東南翼，河床寬120m，巖層傾向QH河下游。下游左岸有體積約4.5×104m3的塌滑體，對(duì)工程布置有一定影響。地質(zhì)條件砂卵石覆蓋層平均厚度5m，左岸730m高程以上為三級(jí)階地具有中偏弱濕陷性。巖基未發(fā)現(xiàn)大范圍的夾層，基巖透水性不大。河床中段及近右岸地段，沿113-111

10、-115-104-114各鉆孔連線方向，在巖面下2147m深度范圍內(nèi)，有一透水帶，下限最深至基巖下約80m?；鶐r透水性從上游向下游有逐漸增大趨勢(shì)，左岸臺(tái)地黃土與基巖交界處的礫巖透水性強(qiáng)。左岸單薄分水嶺巖層應(yīng)考慮排水，增加巖體穩(wěn)定。左岸基巖有一條寬200250m呈北北東方向的強(qiáng)透水帶，右岸單薄分水嶺的透水性亦很大，左右岸巖石中等透水帶下限均可達(dá)巖面下80m左右。河床地段基巖透水性與中等透水帶厚度具有從上游向下游逐漸變小的趨勢(shì)。下游發(fā)現(xiàn)承壓水，二、三級(jí)階地礫石層透水性與上壩線相同，左岸壩腳靠近塌滑體，對(duì)壩體穩(wěn)定不利。筑壩材料庫(kù)區(qū)及壩址下游土石料儲(chǔ)量豐富，平均運(yùn)距小于1.5km，有利于修建當(dāng)?shù)夭牧蠅?/p>

11、。施工條件河道較寬，便于施工河道較窄，施工困難樞紐布置導(dǎo)流泄洪洞有一定巖石厚度，出口段避開塌滑體的東邊界，透水性較大，巖層傾向下游，出口段節(jié)理發(fā)育，宜采取措施予以處理。出口段宜修建無(wú)壓洞，保證出口段巖體穩(wěn)定。溢洪道巖性主要為堅(jiān)硬的細(xì)砂石，溢洪道各部分的抗滑穩(wěn)定條件好?；A(chǔ)以下10左右為砂質(zhì)巖及夾泥層，且單薄分水嶺巖層風(fēng)化嚴(yán)重，透水性大，對(duì)建筑物安全不利。灌溉發(fā)電洞及樞紐電站基巖以厚層粉砂巖為主，巖石完整，透水性不大，洞頂以上巖層厚度較小。電站廠房處巖石風(fēng)化厚度約56m，對(duì)其產(chǎn)生的滲漏及土體坍塌需采取必要的措施比較結(jié)果選用2.3 壩型選擇根據(jù)所給出的基本資料，大壩壩型選用土石壩。根據(jù)防滲結(jié)構(gòu)的類

12、型，常見土石壩的形式有心墻土石壩、斜墻土石壩、面板壩、均質(zhì)壩等。心墻壩是將土質(zhì)防滲體設(shè)在壩體中央；斜心墻壩是土質(zhì)防滲體向上游傾斜；斜墻壩是將防滲體設(shè)在壩體上游面或接近上游面。斜心墻壩介于心墻壩與斜墻壩之間，同時(shí)具有兩種壩的優(yōu)缺點(diǎn)，施工難度大，多用于高土石壩，故本設(shè)計(jì)不選用此種型式。下面就針對(duì)均質(zhì)壩、土質(zhì)防滲心墻壩和土質(zhì)防滲斜墻壩，這三種壩型列表進(jìn)行比較，選定壩型，如表2.2所示。表2.2 壩型對(duì)比分析選擇說(shuō)明表 方案因素均質(zhì)壩土質(zhì)防滲心墻壩土質(zhì)防滲斜墻壩地形條件多用于低壩適用于中高壩適用于高壩地質(zhì)條件適應(yīng)變形能力較強(qiáng)，對(duì)地質(zhì)條件要求低其抗震性能和不均勻沉陷的適應(yīng)性比心墻壩差工程量壩體由均一的抗

13、滲性能好的土料筑成，壩體整個(gè)斷面起防滲作用，故防滲體工程量大。防滲體工程量降低。土質(zhì)斜墻壩的上游壩坡較緩，防滲體的粘土用量和壩體總工程量一般要比土質(zhì)心墻壩大。建筑材料壩體絕大部分由大體均一的抗?jié)B性能好的土料筑成，對(duì)土料要求高。壩體內(nèi)設(shè)置專門防滲體，較于均質(zhì)壩對(duì)材料性能要求低。施工條件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，施工碾壓困難，在多雨的條件下受含水量影響，則更難壓實(shí)。心墻壩由于心墻設(shè)在壩體中部，施工時(shí)就要求心墻與壩體大體同時(shí)填筑，因而兩者相互干擾大，影響施工進(jìn)度。斜墻壩的斜墻支承在壩體上游面，可滯后壩體施工，兩者相互干擾小。比較結(jié)果依據(jù)原始資料，本設(shè)計(jì)土石壩為中高壩，則不適宜修建均質(zhì)壩。粘土心墻壩比粘土斜

14、墻壩用的粘土少，適應(yīng)變形能力強(qiáng)。冬季施工暖棚跨度小,移動(dòng)和升高方便，抗震性能好，抗御炸彈能力強(qiáng)，與兩岸的連接方便。由于該壩址上下游都有料場(chǎng),粘土心墻壩的施工干擾相對(duì)會(huì)減少,綜合考慮選擇粘土心墻壩。2.4 樞紐布置根據(jù)選定的壩軸線從地形、地質(zhì)、施工、運(yùn)用等方面大致確定建筑物（包括大壩、溢洪道等）的相對(duì)位置和建筑物型式，確定樞紐工程的等級(jí)及建筑物等級(jí)。1、導(dǎo)流泄洪洞：其布置主要考慮地質(zhì)情況，避開可能的塌滑體，并保證出口和進(jìn)口的穩(wěn)定，此外還應(yīng)考慮巖體破碎程序及其對(duì)巖體滲漏的影響。布置在左岸單薄分水嶺，沿洞線周圍巖石厚度大于3倍開挖洞徑，出口段已避開塌滑體的東邊界，沿線巖層、巖性主要為粉砂巖、細(xì)砂巖及

15、礫巖，巖石較為堅(jiān)硬，堅(jiān)固系數(shù)Fk=0.4×104Mpa,透水性較大。巖層傾向下游，出口段節(jié)理發(fā)育，在導(dǎo)流泄洪洞出口及邊坡應(yīng)采取有效措施予以處理。由于導(dǎo)流洞沿線巖體透水性較大，為保證導(dǎo)流泄洪洞巖體穩(wěn)定，建議該段修建無(wú)壓洞。2、溢洪道：其布置主要考慮地質(zhì)情況和水流情況，不僅要保證建筑物的安全，還應(yīng)盡量減小開挖工程量。布置在左岸單薄分水嶺，沿建筑物軸線巖層傾向下游。巖性主要為堅(jiān)硬細(xì)砂巖，其中軟弱層多為透鏡體，溢洪道擋水部分的抗滑穩(wěn)定條件較好。對(duì)溢洪道左側(cè)的挖邊坡要采取加固穩(wěn)定的措施。3、灌溉發(fā)電洞布置在左岸東凹溝附近三級(jí)階地上。沿線基巖以厚層粉砂巖為主，巖石完整，透水性不大，洞頂以上巖層厚

16、度較小。電站廠房處巖石風(fēng)化層厚度約56m，對(duì)其產(chǎn)生的滲漏及土體坍塌應(yīng)采取必要的工程措施。具體布置詳見樞紐平面布置圖附圖5(ZF壩址區(qū)地形圖)3壩工設(shè)計(jì)3.1 擋水壩體斷面設(shè)計(jì)土石壩基本剖面尺寸主要包括：壩頂高程、壩頂寬度、上下游邊坡、防滲和排水設(shè)備基本尺寸等。3.1.1 壩頂寬度依據(jù)碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范SL274-2001規(guī)定：壩頂寬度應(yīng)根據(jù)構(gòu)造、施工、運(yùn)行和抗震等因素確定。如無(wú)特殊要求，高壩的頂部寬度可選用1015m，中低壩可選用510m。根據(jù)原始資料，該壩為中壩，壩頂無(wú)交通要求，故該壩壩頂寬度擬定為10m。3.1.2 壩頂高程壩頂高程等于水庫(kù)靜水位與壩頂超高之和，應(yīng)考慮正常蓄水情況、校核洪

17、水情況和地震情況，取其最大值。本次設(shè)計(jì)不考慮地震情況。 1. 計(jì)算正常運(yùn)用情況下的壩頂超高 Y壩頂高程由水庫(kù)靜水位加上風(fēng)壅增水高度、壩面波浪爬高、壩體沉降量、防浪墻高及安全超高決定。YReA 式中：Y壩頂超高，m；R最大波浪在壩坡上的爬高，m；e最大風(fēng)雍水面高度，m；A安全加高，m；（1）最大波浪在壩坡上的爬高 R平均爬高值Rm按下式計(jì)算：（3-1）式中：Rm平均波浪爬高，m；K斜坡的糙率滲性系數(shù)，根據(jù)護(hù)面類型查得；KW經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；hm、Lm波浪的平均波高和平均波長(zhǎng)，m，按莆田試驗(yàn)公式確定；m坡度系數(shù)。1)波浪的平均波高 hm波浪的波高h(yuǎn)和平均波長(zhǎng)Lm可采用官?gòu)d水庫(kù)公式計(jì)算 g(2hl)/V2=

18、0.0076V-1/12(gD/V2)1/3 g(2ll)/V2=0.331V-1/2.15(gD/V2)1/3.75式中：2hl當(dāng)gD/V2=20250時(shí)，為累計(jì)頻率5%時(shí)的波高； 當(dāng)gD/V2=2501000時(shí)，為累計(jì)頻率10%時(shí)的波高； V計(jì)算風(fēng)速，m/s。正常情況采用50年一遇風(fēng)速或多年最大風(fēng)速的1.52.0倍，校核情況采用多年平均最大風(fēng)速。本次設(shè)計(jì)正常情況風(fēng)速采用多年平均最大風(fēng)速的1.5倍，1.5×9=13.5 m/s，校核情況采用多年平均最大風(fēng)速9m/s。D吹程，相應(yīng)于設(shè)計(jì)洪水位的吹程為5500m，相應(yīng)于校核洪水位的吹程為7500m。h =2 h L=0.0076V(-1

19、/12)(gD/V2)1/3×V2/g =0.0076×13.5(-1/12) ×(9.80×5500/13.52)1/3×13.52/9.80=0.758（m） gD/V2=9.80×5500/13.52=296所求2 h L 為10%累計(jì)頻率的波高。Lm =2LL=0.331V(-1/2.15) (gD/V2)1/3.75×V2/g =0.331× 13.5(-1/2.15) (9.80×5500/13.52)1/3.75×13.52/9.80=8.36（m）已知設(shè)計(jì)洪水位768.10m，由

20、附圖6-壩線工程地質(zhì)剖面圖查得，壩底高程取在699.00m處，則壩前水深 H=768.10-699.00=69.10m，水域平均水深Hm=69.10/2 =34.55m；h/Hm=0.758/34.55=0.0219<0.1查得：hp/hm=1.71hm= hp /1.71=0.758/1.71=0.44（m）2）斜坡的糙率透性系數(shù) K根據(jù)護(hù)面類型采用砌石時(shí)的K=0.750.80，取K=0.80。3）經(jīng)驗(yàn)系數(shù) KW依據(jù)W/（gH）1/2= 13.5/(9.80×69.1)1/2=0.52,查得KW=1.00。4）平均波浪爬高 Rm將hm=0.44m；Lm=8.36m；K=0.8

21、0；KW=1.00；m=2.5，代入公式3-1： =0.57（m）（2）最大風(fēng)壅水面高度e計(jì)算公式：(3-2)式中：K綜合摩阻系數(shù)，取3.60×10-6；計(jì)算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角，取0°。 已知：W=13.5m/s，D=5500m，Hm=34.55m，代入公式3-2：（3）安全超高A依據(jù)設(shè)計(jì)洪水期，山區(qū)、丘陵區(qū)2級(jí)壩，查得A=1.00m。（4）壩頂超高 Y將所求得Rm=0.57m，e=0.005m，A=1.00m，代入公式3-2：Y設(shè)=0.57+0.005+1.00=1.575（m）2. 校核洪水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高計(jì)算過程同正常運(yùn)用情況。3. 壩頂高程計(jì)算成果列于

22、表3.1，如下所示：表3.1 壩頂高程計(jì)算表計(jì)算工況水庫(kù)靜水位（m）計(jì)算風(fēng)速W（m/s）吹程D（m）波浪爬高R（m）風(fēng)壅高度e（m）安全加高A（m）壩頂超高Y（m）計(jì)算壩頂高程（m）設(shè)計(jì)洪水768.1013.555000.570.0051.001.575769.68校核洪水770.4975000.3980.0030.500.901771.30以上壩頂高程指的是壩體沉降穩(wěn)定后的數(shù)值，因此竣工時(shí)的壩頂高程應(yīng)有足夠的預(yù)留沉降值。對(duì)施工質(zhì)量良好的土石壩，壩體沉降值約占?jí)胃叩?.2%0.4%。本設(shè)計(jì)取0.2%。則施工高程為771.30（771.30-699）×0.2%771.44m，取為772

23、m。防浪墻高度取1.2m，上述高程為防浪墻頂部高程，則壩頂高程為7721.2770.8m，壩高為770.8699.0071.80m。正常情況下壩頂應(yīng)高出靜水位0.5m，在非常運(yùn)用情況下，壩頂不低于靜水位。壩頂高程770.8m符合正常情況的要求，也符合非常運(yùn)用情況的要求。所以，設(shè)防浪墻頂高程為772.00m，防浪墻高1.20m，壩體沉降值0.144 m ，壩頂高程為770.80m，壩基高程為699.00m，最大壩高為71.80m。3.1.3 壩坡及平臺(tái)碾壓式土質(zhì)防滲體心墻壩，上游壩殼采用堆石時(shí)，常用坡度為1:1.71:2.7，采用土料時(shí)，常用坡度為1：2.51：3.5。壩坡可以分段設(shè)置，每段10

24、30m，從上而下逐段放緩，相鄰坡率差值取0.25或0.5，碾壓式土壩的上游邊坡一般有較好的護(hù)坡，最多設(shè)置12條馬道，馬道寬1.52.0m，故本設(shè)計(jì)初擬上游壩坡由上而下為：1:2.5、1:2.75、1:3.25；分別在高程746.90m和723.00m處設(shè)置2級(jí)馬道，寬1.5m。碾壓式土質(zhì)防滲體心墻壩，當(dāng)下游壩殼采用堆石時(shí)，常用坡度為1:1.51:2.5，采用土料時(shí)，常用坡度為1:2.01:3.0，常沿高程每隔1030m設(shè)置一道寬1.52.0m寬的馬道，以攔截壩坡雨水，防止沖刷壩面，同時(shí)兼作交通、檢修、觀測(cè)之用。故本設(shè)計(jì)下游壩坡由上而下為：1:2.0、1:2.25、1:2.25、1:2.5、1:

25、2.5；分別在高程為755.80m、740.80m、725.80m、710.80m處設(shè)置馬道，寬2.0m。3.1.4 壩底寬L=（770.8-746.9）×2.5+（746.9-723） ×2.75+（723-699）×3.25+3+10+（770.8-755.8）×2.0+（755.8-740.8）×2.25+（740.8-725.8）×2.25+（725.8-710.8）×2.5+（710.8-699）×2.5+8L=388.975 (m)3.1.5 擋水壩體斷面圖擋水壩體斷面圖如圖3.1所示3.2 細(xì)部構(gòu)造設(shè)

26、計(jì)3.2.1 壩頂構(gòu)造壩頂無(wú)交通要求，采用單層砌石厚0.3m，為便于排除壩頂雨水，壩頂路面設(shè)直線橫坡，坡度采用3%，并在壩頂下游側(cè)沿壩軸線布置集水溝，集水溝斷面尺寸0.3×0.3m；在壩頂上游側(cè)設(shè)置防浪墻高1.2m，用漿砌石筑成，墻頂寬0.6m，防浪墻基礎(chǔ)伸入防滲體1.5m；壩頂下游側(cè)設(shè)漿砌石路緣石，斷面尺寸0.4×0.8m，超出壩頂面0.2m。壩頂構(gòu)造如圖3.2所示。3.2.2 壩體防滲常見的防滲體形式有心墻、斜墻、斜墻+鋪蓋、心墻+截水墻、斜墻+截水墻等。土石壩的防滲體包括土質(zhì)防滲體和人工材料防滲體，已建工程中以土質(zhì)防滲體居多，故本設(shè)計(jì)選取土質(zhì)心墻防滲體。土質(zhì)心墻一般布

27、置在壩體中部，有時(shí)稍偏向上游，以便于和防浪墻相連接，通常采用透水性很小的黏性土筑成。SL274-2001中5.5.2規(guī)定：土質(zhì)防滲體斷面應(yīng)滿足滲透比降、下游浸潤(rùn)線和滲透流量的要求，應(yīng)自上而下逐漸加厚，兩側(cè)邊坡一般在1:0.151:0.30之間，頂部的水平寬度不宜小于3.00m，心墻底部厚度不宜小于水頭的1/4；5.5.3規(guī)定：土質(zhì)防滲體頂部設(shè)有防浪墻時(shí)，防滲體頂部高程不得低于正常運(yùn)用的靜水位；5.5.4規(guī)定：土質(zhì)防滲體頂部應(yīng)設(shè)保護(hù)層，保護(hù)層厚度（包括上游護(hù)坡墊層）應(yīng)不小于該地區(qū)的凍結(jié)和干燥深度，還應(yīng)滿足施工機(jī)械的需要。 根據(jù)以上規(guī)定，結(jié)合原始資料所給：設(shè)計(jì)洪水位768.10m，多年平均最大凍土

28、深度1.0m，壩底高程699.00m，校核洪水位壩前水頭為71.4m，所擬定壩頂高程770.8m，且上游側(cè)設(shè)置防滲墻，由此確定防滲心墻頂部保護(hù)層厚度1.5m，則心墻頂部高程為769.30m （770.80-1.5）超過設(shè)計(jì)洪水位768.1m，則防滲心墻高H=769.30-699.00=70.3m；防滲墻頂寬度取4.0m，心墻兩側(cè)邊坡取1:0.2，則防滲墻底部寬度為：>71.4/6=11.9m。心墻與上、下游壩體之間，應(yīng)設(shè)置足夠厚度的過渡層或反濾層，以防滲流將心墻粘土顆粒帶走，并利于與壩殼緊密結(jié)合。過渡層或反濾導(dǎo)層，從心墻底部一直延伸到頂部。反濾層一般由13層級(jí)配均勻、耐風(fēng)化的砂、礫、卵石

29、或碎石構(gòu)成，每層粒徑隨滲流方向而增大。水平反濾層的最小厚度為0.3m，鉛直或傾斜反濾層的最小厚度為0.5m。本設(shè)計(jì)采取3層反濾層形式：d1=0.251mm厚0.15m，d2=15mm厚0.15m，d3=520mm厚0.25m。反濾層構(gòu)造如圖3.3所示。3.2.3 壩基防滲土石壩修建在砂卵石地基上時(shí)，地基的承載力通常是足夠的，而且地基因壓縮產(chǎn)生的沉降量一般也不大。總的說(shuō)來(lái)，對(duì)砂卵石地基的處理主要是解決防滲問題，通過采取“上堵”、“下排”相結(jié)合的措施，達(dá)到控制地基滲流的目的。土石壩滲流控制的基本方式有垂直防滲、水平防滲和排水減壓。垂直防滲設(shè)施能可靠而有效地截?cái)鄩位鶟B透水流，解決壩基防滲問題，在技術(shù)

30、條件可能而又經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用。垂直防滲可采取黏性土截水槽、混凝土截水墻、混凝土防滲墻、水泥黏土灌漿帷幕等基本形式。黏性土截水槽適用于：當(dāng)透水砂卵石覆蓋層深度在1015m以內(nèi)，最多不超過20m時(shí)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，防滲效果好；當(dāng)砂卵石深度小于30m時(shí)，如果采用黏性土截水槽，則開挖工程太大，施工排水比較困難，此時(shí)可用混凝土截水墻防滲措施；當(dāng)壩基砂卵石層深度大于30m時(shí)，如果仍采用混凝土截水墻，則施工困難，工期較長(zhǎng)，造價(jià)也相應(yīng)增加，因而可采用機(jī)械造孔的方法，澆筑混凝土防滲墻，以控制壩基滲流；當(dāng)砂卵石層很深時(shí)，用上述處理方法都較困難或不經(jīng)濟(jì)，可采用帷幕灌漿防滲。由壩線地質(zhì)地形剖面圖分析可知，

31、砂礫石厚度6.5m左右，未超過20m，所以采用黏性土截水槽，開挖邊坡1:1.5，底部高程695.00m，槽頂與心墻同寬。為加強(qiáng)截水槽與巖石的連接，在截水槽底部澆筑砼蓋板，并設(shè)置砼齒墻。在截水槽兩側(cè)邊坡鋪設(shè)反濾層，以免槽內(nèi)回填土顆粒被滲透水流帶走，構(gòu)造同防滲墻反濾層。截水槽底寬=32.12-（699-695）×1.5×2=20.12m因基巖節(jié)理發(fā)育，需在砼底板下進(jìn)行灌漿處理，深度應(yīng)達(dá)到弱透水層，鉆也兩排，梅花交錯(cuò)布置，間距3m，排距3m。左岸單薄分水嶺采用井點(diǎn)排水。壩體及壩基防滲構(gòu)造，詳見圖3.4。3.2.4 壩體排水 排水設(shè)備是土石壩的一個(gè)重要組成部分。土石壩設(shè)置壩身排水的

32、目的主要是：（1）降低壩體浸潤(rùn)線及孔隙壓力，改變滲流方向，增加壩體穩(wěn)定；（2）防止?jié)B流逸出處的滲透變形，保護(hù)壩坡和壩基；（3）防止下游波浪對(duì)壩坡的沖刷及凍漲破壞，起到保護(hù)下游壩坡的作用。設(shè)計(jì)壩體排水設(shè)備需綜合考慮壩型、壩基地質(zhì)、下游水位、氣候和施工條件等因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。排水設(shè)備應(yīng)具有足夠的排水能力，同時(shí)應(yīng)按反濾原則設(shè)計(jì)，保證壩體和地基土不發(fā)生滲透破壞，設(shè)備自身不被淤堵，且便于觀測(cè)和檢修。常見的排水形式有：棱體排水、貼坡排水、褥墊排水和組合式排水，另外還有網(wǎng)狀排水帶、排水管和豎式排水體等形式。下面將棱體排水和貼坡排水進(jìn)行列表比較，如表3.2所示。 表3.2棱體排水和貼坡排水對(duì)比表 內(nèi)

33、容形式棱體排水貼坡排水優(yōu)點(diǎn)能夠降低浸潤(rùn)線，防止壩坡凍脹，保護(hù)壩坡不被沖刷，增加壩坡的穩(wěn)定性。用料較少，便于檢修，能夠防止?jié)B流逸出處的滲透變形，并可保護(hù)下游壩坡不受沖刷。優(yōu)點(diǎn)用石料較多，造價(jià)較高，與壩體施工有些干擾。不能降低浸潤(rùn)線適用條件較高的壩或石料較多的地區(qū)浸潤(rùn)線較低和下游無(wú)水的中小型土石壩。 綜合以上排水體特點(diǎn)，故采用棱體排水形式。依據(jù)SL274-2001中有關(guān)棱體排水設(shè)計(jì)規(guī)定及參考教材書中有關(guān)規(guī)定，棱體排水頂部高程應(yīng)保證壩體浸潤(rùn)線距壩坡面的距離大于該地區(qū)的冰凍深度，并保證超出下游最高水位，超出的高度，對(duì)2級(jí)壩不小于1.0m，故棱體排水頂部高程為：705.60+1.00=706.60m；棱

34、體排水體頂部寬1.5m，內(nèi)坡1:1，外坡1:1.5。在排水棱體與壩體及壩基之間設(shè)反濾層二層，一層厚0.2m，二層厚0.3m。壩體排水如圖3.5所示。3.2.5 護(hù)坡及壩坡排水為保護(hù)土石壩壩坡免受波浪淘刷、冰層和漂浮物的損害及降雨沖刷，防止壩體土料發(fā)生凍結(jié)、膨脹和收縮，以及人畜破壞等，需設(shè)置護(hù)坡結(jié)構(gòu)。上游壩面的工作條件較差，承受風(fēng)浪的淘刷和冰層、漂浮物的損害，我國(guó)建造的土石壩的上游面多采用干砌石護(hù)坡。本設(shè)計(jì)上游壩坡選取雙層干砌石護(hù)坡厚0.5m，干砌石下設(shè)碎石墊層厚0.2m，護(hù)坡范圍：上至壩頂，下至死水位以下2.5m，即737-2.5=734.50m；下游壩坡工作條件較好，選取單層干砌石厚0.3m

35、，下鋪碎石墊層0.2m，護(hù)坡范圍自壩頂護(hù)至排水設(shè)備。護(hù)坡在馬道及坡腳處適當(dāng)加厚，嵌入壩體或壩基內(nèi)以增加護(hù)坡的穩(wěn)定性。壩體護(hù)坡見圖3.6、3.7。為了防止雨水的沖刷，在下游壩坡上設(shè)置縱橫向連通的排水溝，沿土石壩與岸坡的接合處，也設(shè)置排水溝以攔截山坡上的雨水。壩面上的縱向排水溝沿馬道內(nèi)側(cè)布置，用漿砌石鋪設(shè)成梯形，沿壩軸線方向每隔100m設(shè)一條橫向排水溝。排水溝的橫斷面，深0.2m，寬0.3m。壩坡排水見圖3.6所示。3.2.6 初擬壩體剖面圖壩體剖面圖如圖3.8所示。3.3 土壩與壩基、岸坡的連接土石壩的各種結(jié)合面都是防滲的薄弱部位，如處理不當(dāng)，極易產(chǎn)生集中滲流，造成接觸沖刷；如結(jié)合的形狀及坡度不

36、適宜，還可能引起壩體不均勻沉陷而裂縫；如結(jié)合面上存在軟弱、松散土層，可能影響壩體穩(wěn)定。因此，必須妥善處理土石壩與壩基、岸坡的連接。3.3.1 土石壩與壩基的連接土質(zhì)防滲體與巖基連接時(shí)，在防滲體與巖石之間的接合面上澆筑砼底。對(duì)于保證填土質(zhì)量、便于施工碾壓，防止接觸沖刷，特別是便于帷幕灌漿等，都是必要的有效措施。如壩基與壩體土壤相近，可在清基后直接填土，土質(zhì)不同時(shí)，在接合面作接合槽，槽深0.5，槽寬2m，布置在壩軸線處。3.3.2 土石壩與岸坡的連接兩岸岸坡應(yīng)進(jìn)行清基（坡比1：11：1.2），岸坡應(yīng)大致平順，不應(yīng)成臺(tái)階狀、反坡或突然變坡，岸坡上緩下陡時(shí)，變坡角小于20°；巖石坡不陡于1：

37、0.5，當(dāng)岸坡有倒坡，可用砼或漿砌石補(bǔ)成正坡；防滲體隨岸坡的上升，逐漸放緩心墻的上、下游坡，以增加心墻與岸坡的接觸面積。如兩岸山坡有強(qiáng)風(fēng)化層時(shí)，可采用截水槽方式將心墻深入到弱風(fēng)化層內(nèi)。3.4 滲流計(jì)算3.4.1 滲流計(jì)算的目的、方法和原理1. 土石壩滲流分析的目的（1）確定壩體浸潤(rùn)線和下游溢出點(diǎn)位置，繪制壩體及地基內(nèi)的等勢(shì)線分布圖或流網(wǎng)圖，為壩體穩(wěn)定核算、應(yīng)力應(yīng)變分析和排水設(shè)備的選擇提供依據(jù)；（2）計(jì)算壩體和壩基滲流量，以便估算水庫(kù)的滲漏損失和確定壩體排水設(shè)備的尺寸；（3）確定壩坡出逸段和下游地基表面的出逸比降，以及不同土層之間的滲透比降，以判斷該處的滲透穩(wěn)定性；（4）確定庫(kù)水位降落時(shí)上游壩殼

38、內(nèi)自由水面的位置，估算由此產(chǎn)生的孔隙壓力，供上游壩坡穩(wěn)定分析之用。2、計(jì)算方法和原理分析方法主要有流體力學(xué)法、水力學(xué)法、流網(wǎng)法、試驗(yàn)法和數(shù)值解法。流體力學(xué)法只有在邊界條件簡(jiǎn)單的情況下才有解，且計(jì)算較繁；水力學(xué)法是在一些假定基礎(chǔ)上的近似解法，計(jì)算簡(jiǎn)單，能滿足工程精度要求，所以在實(shí)踐中被廣泛采用；流網(wǎng)法是一種簡(jiǎn)單方法，能夠求解滲流場(chǎng)內(nèi)任一點(diǎn)的滲流要素，但對(duì)不同土質(zhì)和滲透系數(shù)相差較大的情況難以采用；試驗(yàn)法需要一定的設(shè)備，且費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，數(shù)值解法在滲流分析中得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)于復(fù)雜和重要的工程，多采用數(shù)值計(jì)算方法來(lái)分析。本次設(shè)計(jì)采用水力學(xué)法進(jìn)行滲流計(jì)算。用水力學(xué)法進(jìn)行土石壩

39、滲流分析時(shí)，常做如下假定：（1）壩體土是均質(zhì)的，壩內(nèi)各點(diǎn)在各方向的滲透系數(shù)相同；（2）滲透水流為二元穩(wěn)定層流狀態(tài)，符合達(dá)西定律，即V=KJ；（3）滲透水流是漸變的，任一鉛直過水?dāng)嗝鎯?nèi)各點(diǎn)的滲透坡降和流速相等，即q上=q下。3.4.2 滲流計(jì)算的水位組合情況進(jìn)行滲流計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮水庫(kù)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的不利情況，常需計(jì)算以下幾種水位組合情況：（1）上游正常高水位與下游相應(yīng)的最低水位；（2）上游設(shè)計(jì)洪水位與下游相應(yīng)的最高水位；（3）上游校核洪水位與下游相應(yīng)的最高水位；（4）庫(kù)水位驟降時(shí)對(duì)上游壩坡穩(wěn)定最不利的情況。本次設(shè)計(jì)選取第（2）種水位組合情況進(jìn)行滲流計(jì)算，即上游設(shè)計(jì)洪水位768.10m，相應(yīng)下游的

40、水位700.55m。3.4.3 計(jì)算步驟、公式1. 分段情況根據(jù)壩軸線地質(zhì)剖面圖的地形、地質(zhì)情況，沿壩軸線分三段進(jìn)行計(jì)算，中間段(0+150.60+443.5)，選取1-1斷面進(jìn)行滲流計(jì)算；左段(0+443.50+662.0)的地形、地質(zhì)及水頭情況與右段(0+000.00+150.6)大體相同，斷面2-2的滲流量與斷面3-3的滲流量基本相同，故只計(jì)算2-2斷面。如附圖7-壩線工程地質(zhì)剖面圖所示。2. 計(jì)算每段的單寬滲流量，并繪制浸潤(rùn)線。（1）1-1斷面的滲流計(jì)算1）計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3.9所示2）計(jì)算單寬滲流量通過防滲心墻和地基截水槽的單寬滲流量q1: （3-3）式中：Ko 心墻滲透系數(shù)，m/s；

41、H1 壩前水深，m； T 地基厚度，m； h 心墻后水深，m； 心墻平均厚度，心墻與截水墻厚度的加權(quán)平均值，m；已知：Ko=1×10-6cm/s；H1=768.10-699.00=69.1m；T=699.00-695.00=4m；心墻厚度為將代入公式得為確定式中的q1及h值，用下式計(jì)算通過墻后段的滲流量q2 式中：K 壩殼滲透系數(shù)，m/s；H2 下游水深，m；L 計(jì)算長(zhǎng)度，m；M2 下游壩坡坡率；KT 壩基滲透系數(shù)，m/s；已知K=1×10-2cm/s；H2=700.55-699.0=1.55m；KT=1×10-2cm/s；T=4m；計(jì)算長(zhǎng)度L=141.59+32

42、.12/2-18.49/2=148.405m；m2=2.30根據(jù)水流連續(xù)條件，q1=q2=q，聯(lián)立等式f1(h)、f2(h)，用試算法求得h=1.93m，將h分別代入q1、q2，解得q1=1.43×10-6q2=1.47×10-6m3/s.m，故h=1.93m，q=1.43×10-6 （m3/s.m）3）繪制浸潤(rùn)線：由于h=1.93m，而下游水深H2=1.55m，故浸潤(rùn)線近似一直線，如圖3.10所示。（2）附圖3.10 2-2斷面的滲流計(jì)算1）計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3.9所示。2）單寬滲流量上游水位768.10m，壩底高程為741.86m，下游無(wú)水，無(wú)排水設(shè)備，用下式計(jì)算通

43、過心墻的單寬滲流量：（3-4）已知心墻的滲透系數(shù)Ko=1×10-6cm/s；上游水深H1=768.10-741.86=26.24m；心墻的平均厚度為=(769.3-741.86)×0.2×2+4+4/2=9.49m，代入公式得：按下式計(jì)算通過下游壩殼的單寬滲流量：（3-5）已知壩殼滲透系數(shù)K=1×10-2cm/s; 下游壩坡系數(shù)m2=2.30，計(jì)算長(zhǎng)度L=10+(770.8-755.80)×2+(755.8-741.86)×2.25+2-(9.49+4)/2=66.62，代入公式得：根據(jù)水流連續(xù)條件，q1=q2=q，聯(lián)立等式f1(h)

44、、f2(h)，用試算法求得h=0.70m，將h分別代入q1、q2，解得q1=36.69×10-8q2=36.78×10-8m3/s.m，故h=0.70m，q=36.69×10-8 m3/s.m3）繪制浸潤(rùn)線：由于h=0.70m，而下游無(wú)水，故浸潤(rùn)線近似一直線，如圖3.10所示。3. 計(jì)算總滲流量Q（3-6）3.4.4 滲透穩(wěn)定驗(yàn)算1.滲流量：大壩在校核洪水位770.4m的庫(kù)容5.05×108m3，設(shè)計(jì)洪水位的庫(kù)容4.63×108m3；日滲漏量，故滿足防滲要求。2.滲透穩(wěn)定驗(yàn)算： （1）判別滲透破形式：由土體的不均勻系數(shù)和土體內(nèi)的細(xì)粒含量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)

45、公式判別：（3-7）式中：a 修正系數(shù)，0.951.00，本設(shè)計(jì)取0.98；n 土體孔隙率，已知n=0.33；Pg 粒徑小于或等于2mm的細(xì)粒臨界質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。計(jì)算得，判別可能產(chǎn)生管涌。（2）計(jì)算滲透坡降并核算：滲流逸出點(diǎn)實(shí)際滲透坡降為：（3-8）已知：H=h-H2=1.93-1.55=0.38m，L=148.405m，計(jì)算得,所以滿足要求。3.5穩(wěn)定計(jì)算3.5.1 穩(wěn)定計(jì)算目的、方法及原理1. 穩(wěn)定計(jì)算的目的是：保證壩體在自重、各種情況下的孔隙壓力和外荷載作用下，具有足夠的穩(wěn)定性，不致發(fā)生通過壩體或壩體連同地基的剪切破壞，即核算所擬壩的剖面是否安全經(jīng)濟(jì)。2. 穩(wěn)定計(jì)算的方法：基于極限平衡理論

46、，采用假定滑動(dòng)面的方法，依據(jù)滑弧的不同形式，可分為圓弧滑動(dòng)法、折線滑動(dòng)法和復(fù)合滑動(dòng)法：（1）圓弧滑動(dòng)法：由于這幾種壩型的滑動(dòng)面接近于圓弧，適用于均質(zhì)壩、厚斜墻壩和厚心墻壩。（2）折線滑動(dòng)法適用于能夠形成折線滑動(dòng)面的非黏性土的壩坡，如：心墻壩的壩坡、斜墻壩的下游壩坡，以及斜墻上游保護(hù)層連同斜墻一起滑動(dòng)的情況。（3）復(fù)合滑動(dòng)法多用于滑動(dòng)面通過不同土料時(shí)，出現(xiàn)直線與圓弧組合的復(fù)合滑動(dòng)面形式，如：壩基內(nèi)有軟弱夾層時(shí)。本次設(shè)計(jì)壩型為心墻壩，出現(xiàn)失穩(wěn)情況多為心墻壩非黏性土壩坡形成拆線滑動(dòng)面，故采用折線滑動(dòng)法進(jìn)行土石壩穩(wěn)定計(jì)算。3. 折線滑動(dòng)法穩(wěn)定計(jì)算原理擬定若干可能滑裂面，分別進(jìn)行計(jì)算，應(yīng)用極限平衡分析法

47、，算出每個(gè)可能滑裂面的安全系數(shù)，其中最小的安全系數(shù)即為所求，其值大于允許最小安全系數(shù)，即，則壩坡穩(wěn)定。3.5.2 計(jì)算情況1. 上游水位大約在壩底以上1/3壩高處的上游壩坡；2. 上游水位為校核水位，下游為相應(yīng)水位的下游壩坡。3.5.3 穩(wěn)定計(jì)算1. 上游水位大約在壩底以上1/3壩高處的上游壩坡1）假定上游水位為723.00m，按下式計(jì)算安全系數(shù)式中：G1、 G2 土塊重量，KN； 1、2 兩塊土體底面的抗剪強(qiáng)度，°； 1、2 滑動(dòng)面與水平面夾角，°； P1 假定條塊間作用力，KN；Kc 安全系數(shù)。已知：1=31°；2=31°；假定1=33°；

48、2=10°，為計(jì)算方便上游坡取平均值m=（770.8-746.9）×2.5+（746.9-723）×2.75+（723-699）×3.25+1.5×2/（770.8-699）=2.876；其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3.11所示。取單寬，重量G1、G2分別由下式計(jì)算：上二式中已知 則已知濕重度，飽和重度，則浮容重則代入安全系數(shù)計(jì)算公式得整理后解得：Kc=1.8202）假定上游水位為723.00m、728.00m，718.00m，再假定不同1、2分別計(jì)算Kc值，計(jì)算結(jié)果見表3.3所示。經(jīng)過比較，當(dāng)上游水位為718.00m時(shí)，1=27°、2=10

49、76;時(shí)，Kcmim=1.750。2. 上游為校核洪水位及下游為相應(yīng)水位的下游壩坡已知校核洪水位為770.4m，相應(yīng)的下游水位為705.60m，假設(shè)不同的 1、2，采用折線法分別計(jì)算Kc值，得：1=26°、2=11°時(shí)，Kcmim=1.40，計(jì)算成果列表3.4。3. 結(jié)論由上述計(jì)算成果知：該壩在正常工作條件下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)為1.750，大于SL274-2001規(guī)定的數(shù)值1.35；在非常運(yùn)用條件下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)為1.40，大于SL274-2001規(guī)定的數(shù)值1.25。見表3.5壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)表。因此，所擬定的土壩斷面尺寸是合理的。Kc1.8201.8072.0

50、931.7502.0801.8201.9271.8731.9871.401.451.57G2(KN)22921.8422921.8432186.3214368.7428701.3520167.4933470.1517178.9133471.602028.745040.562705.89G1(KN)16157.8120107.04441442.1218743.4018606.2427998.2821901.1425382.7014123.7010296.0016545.9630083.582(KN/m3)10.991(KN/m3)18.0m25.6715.6716.3145.6717.1156.

51、3145.6714.7055.6715.1447.1155.671m11.5391.7322.4751.9631.3762.0501.6642.4751.1922.0501.8812.475m2.8762（°）311（°）2（°）101091089101210118101（°）333022273626312240262822H(m)2419296.6水位723718728705.6表3.5 壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)運(yùn)用條件工程等級(jí)1234正常運(yùn)用條件1.501.351.301.25非常運(yùn)用條件1.301.251.201.15非常運(yùn)用條件1.201.151

52、.151.104泄水建筑物布置4.1溢洪道的布置 由于土石壩不容允從壩身溢流，需要在壩體以外的岸邊建造溢洪道，由于正槽溢洪道的過流能力大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，工作可靠，擬采用正槽溢洪道。由提供的資料可知，溢洪道堰頂設(shè)計(jì)高程750m，其相應(yīng)的地質(zhì)情況為基礎(chǔ)以下10m左右為砂質(zhì)頁(yè)巖及夾泥層，且單薄分水嶺巖層風(fēng)化嚴(yán)重，透水性大，對(duì)建筑物安全不利。IVIV溢洪道堰頂設(shè)計(jì)高程757m，其相應(yīng)的地質(zhì)情況為沿建筑物軸線巖層傾向下游，巖性主要為堅(jiān)硬的細(xì)砂巖，其中軟弱層為透鏡體，溢洪道各部分的抗滑穩(wěn)定條件較好。由此可知，溢洪道沿IVIV軸線布置，其溢洪道堰頂高程為757m?？紤]到校核洪水位770.4m，溢洪道布

53、置在高程為780m780m的等高線范圍內(nèi)，具體布置見IVIV剖面圖。IVIV量得數(shù)據(jù)見下表4.1。表4.1 IVIV剖面數(shù)據(jù)表高程（m）710720720730730740740750750760760770770780780780780770水平距離（m）121012483244689228高程（m）770760760750750740740730730720720710710690690680水平距離（m）18122420121220684.2溢洪道的設(shè)計(jì)4.2.1溢流堰尺寸的確定 溢流壩的孔口設(shè)計(jì)涉及很多因素，單寬流量是決定孔口的重要指標(biāo)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐資料可知；軟弱基巖常取q=2050m3/（s·m），較好的基巖常取q=5070m3/（s·m），特別堅(jiān)硬完整的基巖常取q=100150m3/（s·m），根據(jù)可知為較好基巖，q取70m3。 則溢流段凈寬（不包括閘墩的寬度）：L=Q/q=1815/70=25.9m，取L=24m。由于閘墩厚度與閘門形式有關(guān)。采用平面閘門時(shí)設(shè)閘門槽。工作閘門槽深0.51.0m，寬14m，門槽處的閘墩厚度不得小于11.5m，以保證有足夠的強(qiáng)度，因此平面閘門閘墩的厚度約為2.04.0m?；⌒伍l門眨墩的最小厚度為1.52.0m；如果是縫墩，墩厚要增加0.51.0m。取閘墩厚度為3m。設(shè)孔口數(shù)為3孔，則孔口凈寬b=L/n