華北水利水工建筑物課程設(shè)計(jì)

1、華北水利水工建筑物課程設(shè)計(jì)第一章基本資料1、1工程概況順河水量豐沛,順河中游與豫運(yùn)河上游的禮河、還鄉(xiāng)河分水嶺均較單薄,并處于低山丘陵區(qū),最窄處僅10余公里。通過(guò)禮河、洲河及輸水渠道,可通向唐山市;經(jīng)還鄉(xiāng)河、陡河可通秦皇島市。為解決唐山市、秦皇島市兩地區(qū)用水,國(guó)家決定修建順河水庫(kù)。順河水庫(kù)位于河北省唐山、承德兩地區(qū)交界處,壩址位于遷西縣揚(yáng)岔子村的順河干流上,控制流域面積33700平方公里,總庫(kù)容為25、5億立方米。水庫(kù)距遷西縣城35公里,有公路相通。水庫(kù)樞紐由主壩、電站及泄水底孔等組成,水庫(kù)主要任務(wù)就是調(diào)節(jié)水量,供天津市與唐山地區(qū)工農(nóng)業(yè)及城市人民生活用水,結(jié)合引水發(fā)電,并兼顧防洪要求,盡可能使其

2、工程提前竣工獲得收益,盡早建成。根據(jù)水庫(kù)的工程規(guī)模及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用,樞紐定為一等工程,主壩為I級(jí)建筑物,其它建筑物按II級(jí)建筑物考慮。1、2水文分析1、年徑流:順河水量較充沛,順河站多年平均年徑流量為24、5億立方米占全流域的53%,年內(nèi)分配很不均勻，主要集中在汛期七、八月份。豐水年時(shí)占全年5060%枯水年占3040%,而且年際變化也很大。2、洪水:多發(fā)生在七月下旬至八月上旬,有峰高量大漲落迅速的特點(diǎn),據(jù)調(diào)查近一百年來(lái)有六次大水,其中1883年最大,由紅痕估算洪峰流量約為2440027400m3/s,實(shí)測(cè)的45年資料中最大洪峰流量發(fā)生在1962年為18800m3/s。3、泥沙:本流域泥沙

3、顆粒較粗,中值粒徑0、0375毫米,全年泥沙大部分來(lái)自汛期七、八月份,主要產(chǎn)于一次或幾次洪峰內(nèi)且年際變化很大,由計(jì)算得,多年平均懸移質(zhì)輸沙量為1825萬(wàn)噸多年平均含沙量7、45公斤/立方米。推移質(zhì)缺乏觀測(cè)資料?？捎?jì)入前者的10%,這樣總?cè)霂?kù)沙量為2010萬(wàn)噸。淤砂浮容重為0、9噸/立米,內(nèi)摩擦角為12度。淤砂高程157、5米。1、3氣象庫(kù)區(qū)年平均氣溫為10左右,一月份最低月平均產(chǎn)氣溫為零下6、8,絕對(duì)最低氣溫達(dá)零下21、7（1969年）7月份最高月平均氣溫25,絕對(duì)最高達(dá)39（1955年）,本流域無(wú)霜期較短（90180天）冰凍期較長(zhǎng)（120200天）,順河站附近河道一般12月封凍，次年3月上旬

4、解凍，封凍期約70100天，冰厚0、40、6米，岸邊可達(dá)1米，流域內(nèi)冬季盛行偏北風(fēng)，風(fēng)速可達(dá)七、八級(jí)，有時(shí)更大些，春秋兩季風(fēng)向變化較大夏季常為東南風(fēng)，多年平均最大風(fēng)速為18米/秒，水庫(kù)吹程D=3公里。1、4工程地質(zhì)庫(kù)區(qū)地質(zhì)：順河水庫(kù)、庫(kù)區(qū)屬于中高山區(qū)，河谷大都為峽谷地形，只西城峪至北臺(tái)子一帶較為寬闊沿河兩岸階地狹窄，斷續(xù)出現(xiàn)且不對(duì)稱(chēng)，區(qū)域內(nèi)無(wú)嚴(yán)重的坍岸及滲漏問(wèn)題。第四大巖層(ArI4)為角閃斜長(zhǎng)片麻巖。具粗粒至中間細(xì)粒纖狀花崗變晶結(jié)構(gòu)，主要礦物為斜長(zhǎng)石、石英及角閃石，本層巖體呈厚層塊狀、質(zhì)地均一、巖性堅(jiān)硬、抗風(fēng)化力強(qiáng)、工程地質(zhì)條件較好，總厚度185米左右。巖石物理力學(xué)性質(zhì):巖石容重為2、682

5、、70噸/立米，飽與抗壓強(qiáng)度，弱風(fēng)化與微分化巖石均在650公斤/厘米2以上，有的可達(dá)1100公斤/厘米2,混凝土與巖石的磨擦系數(shù)微分化及弱風(fēng)化化下部，可取f=1、10,c=7、5kg/cm2。地震：庫(kù)區(qū)附近歷史地震活動(dòng)較為頻繁，近年來(lái)微繁。弱震仍不斷發(fā)生，其中1936年與1976年兩次發(fā)生6度左右地震，1977年6月國(guó)家地震局地震地質(zhì)大隊(duì)對(duì)本區(qū)域地震問(wèn)題作了鑒定，水庫(kù)的基本烈度為6度，考慮到樞紐的重要性，與水庫(kù)激發(fā)地震的可能性攔河壩設(shè)防烈度采用7度。1、5樞紐建筑物特性指標(biāo)項(xiàng)目單位指標(biāo)備注校核洪水位米227、2設(shè)計(jì)洪水位米225、7p=0、01%正常蓄水位米224、7p=0、1%水汛期限制水位

6、米216、0位死水位(發(fā)電)米180、0校核洪水位尾水位米156、8設(shè)計(jì)洪水尾水位米152、0正常尾水位米138、4總庫(kù)容億立米25、5計(jì)入十年淤積庫(kù)調(diào)洪庫(kù)容億立米7、4容興利庫(kù)容億立米19、5共用庫(kù)容億立米5、6死庫(kù)容億立米4、2計(jì)入十年淤積壩型混凝土重力壩壩頂溢孔數(shù)孔19堰頂局程米210、0閘墩的中墩厚度為3米每孔凈寬米15、0（橫縫設(shè)在閘墩中問(wèn)）工作閘門(mén)尺寸米X米15X15弧形鋼閘門(mén)啟閉機(jī)（2X70噸）臺(tái)19固式卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)洪水下泄能力米3/秒32300校核水位下泄量42900限泄275003進(jìn)口底局程米160、0底孔數(shù)目孔4工作閘門(mén)尺寸（寬X米X米5X7弧形鋼閘門(mén)泄水孔端機(jī)臺(tái)4設(shè)計(jì)水位泄

7、水能力米3/秒4340校核水位泄水能力米3/秒4430水管道進(jìn)口底高程米170、0三條引水管電站管線長(zhǎng)度米121、0管徑米5、0引最大引水流量米3/秒104每條引水道水工作閘門(mén)扇一米35X7平板鋼閘門(mén)管道工作閘門(mén)啟閉機(jī)與米n3240X70噸液壓平板檢修門(mén)米X米5X8、5式共用一扇檢修門(mén)啟閉機(jī)臺(tái)1400/25噸門(mén)機(jī)主廠房尺寸（長(zhǎng)X寬米X米72X19、1XX高）X米39、00機(jī)組間距米16電水輪發(fā)電機(jī)組臺(tái)3站裝機(jī)容量力瓦3X6=18水輪機(jī)型號(hào)HL702-LJ330額定出力力瓦6、18發(fā)電機(jī)型號(hào)TS-750/19036額定出力力瓦6、0主要壓器型號(hào)SSPL-80000/220輸電線電壓千伏220共3

8、臺(tái)第二章壩體剖面擬定2、1剖面擬定原則1、設(shè)計(jì)斷面要滿足穩(wěn)定與強(qiáng)度要求；2、力求剖面較小；3、外形輪廓簡(jiǎn)單；4、工程量小，運(yùn)用方便，便于施工。重力壩的基本剖面就是指在自重、靜水壓力與揚(yáng)壓力三項(xiàng)主要荷載作用下，滿足穩(wěn)定與弓S度要求，并使工程量最小的三角形剖面，如圖21所示，在已知壩高H、水壓力P、抗剪強(qiáng)度參數(shù)f、c與揚(yáng)壓力U的條件下，根據(jù)抗滑穩(wěn)定與強(qiáng)度要求，可以求得工程量最小的三角形剖面尺寸。圖2-1重力壩的基本剖面圖示2、2擬定實(shí)用剖面2.2.1確定壩頂高程(1)高差A(yù)h的計(jì)算根據(jù)混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范(SL319-2005)8、1、1,壩頂應(yīng)高于校核洪水位壩頂上游防浪墻頂?shù)母叱虘?yīng)高于波浪頂高程

9、，具與正常蓄水位或校核洪水位的高差可由下邊公式(8、1、1)計(jì)算,應(yīng)選擇兩者中防浪頂高程中高者作為選定高程。h50hz幾式中：h-防浪墻頂至正常蓄水位或校核洪水位的高差，m;h10-0-波高,m;hz-波浪中心線至正?；蛐：撕樗坏母卟?，m;hc-安全超高；根據(jù)基本資料可知：水庫(kù)吹程D=3X103m,多年平均最大風(fēng)速V0=18m/s。該工程的結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為I級(jí)，故查得設(shè)計(jì)洪水位情況hc=0.7m;校核洪水位情況hc=0、7m。下面按官?gòu)d公式計(jì)算hi%,hz。波高h(yuǎn)l:gD/V02=28(20250),雪巢5頃率5%的波高h(yuǎn)5%規(guī)范規(guī)定應(yīng)采用累計(jì)頻率為1%則愧高.,對(duì)應(yīng)于5%波高,應(yīng)乘以1、24

10、;首先計(jì)算波浪高度hl與波浪長(zhǎng)IfLh邪浪中心線超出靜水面的高度hz1)、設(shè)計(jì)洪水位時(shí)：八設(shè)計(jì)洪水位時(shí)Ah計(jì)算風(fēng)速采用50年一遇的風(fēng)速2V0=2X18=36m/s,吹程D=3X103m。波浪三要素計(jì)算如下：波高h(yuǎn)l=0、0166V05/4D1/3=2、11mhi2L );取 hz=Tt hl2/L=0、736m波長(zhǎng)L=10、4(hl)0、8=19mHLhz壅高(一般峽谷水庫(kù)因/2,所以：由規(guī)范SL319-2005中波浪爬高公式等=000即Ju絲計(jì)算得出h=h5%=2、11m因gD/V02=28,h1%=1、24h5%=2、616m;hz=0、736m;hc=0.7mAh=h1%+hz+hc=4

11、、05m2)、校核洪水位時(shí)：計(jì)算方法同上,V0取18m/sAh=h1%+hz+hc=1、10+0、26+0、5=1、85m(2)壩頂高程計(jì)算壩頂高程按下式計(jì)算，并選用其中較大值壩頂高程=設(shè)計(jì)洪水位+Ah設(shè)=225、7+4、05=229、75m壩頂高程二校核洪水位+Ah校=227、2+1、85=229、05m取設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的情況229、75m為保證壩體運(yùn)行安全，需設(shè)置防浪墻，取1.2m,為229、75m02.2.2確定壩高1、樞紐布置方案擬定樞紐布置就是確定擋水壩段、溢流壩段、電站壩段、底孔壩段的相互位置，擋水壩段布置在河床兩岸，河床中間為溢流壩段、電站壩段、底孔壩，而溢流壩段與電站壩段不宜建在

12、一起，故樞紐布置方案有兩種：方案一電站壩段在右岸優(yōu)點(diǎn)：1、進(jìn)壩公路在左岸，便于交通運(yùn)輸；2、電站壩段在右岸主河槽位置，水輪機(jī)安裝高程低，從而有利于發(fā)電。缺點(diǎn):左岸設(shè)溢流壩，沖刷坑部位地質(zhì)條件較差。方案二電站壩段在左岸優(yōu)點(diǎn)：1、電站布置在左岸，地勢(shì)開(kāi)闊，布置方便；2、溢流壩位于右岸河床段，使沖刷避開(kāi)左岸地質(zhì)條件較差的區(qū)域。缺點(diǎn):增加開(kāi)挖工程量，運(yùn)輸不方便綜上所述，方案一工程量小，運(yùn)輸方便，且左岸沖刷問(wèn)題可經(jīng)工程措施予以處理，保證大壩安全穩(wěn)定，故選方案一華北水利水工建筑物課程設(shè)計(jì)2、確定壩高根據(jù)規(guī)范,壩高超過(guò)100m時(shí),可建在新鮮、微風(fēng)化至弱風(fēng)化下部基巖上。原則上應(yīng)考慮技術(shù)加固處理后,在滿足壩的強(qiáng)

13、度與穩(wěn)定的基礎(chǔ)上,減少開(kāi)挖。基礎(chǔ)中存在的局部工程地質(zhì)缺陷,例如表層夾泥裂縫、強(qiáng)風(fēng)化區(qū)、斷層破碎帶、節(jié)理密集帶及巖溶充填物等均應(yīng)結(jié)合基礎(chǔ)開(kāi)挖予以挖除。由方案一,河床的片麻巖地基上修建實(shí)體重力壩，通過(guò)立視圖上確定的壩基開(kāi)挖線定出建基面最低開(kāi)挖高程為126、0mc因此，最大壩高為228、55-126=102、55m屬于高壩。2.2.3 壩頂寬度壩頂寬度應(yīng)根據(jù)設(shè)備布置、運(yùn)行、檢修、施工與交通等需要確定并應(yīng)滿足抗震,特大洪水時(shí)維護(hù)等要求。因無(wú)特殊要求，根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，壩頂寬度可采用壩高的8%10%取值,且不小于2m并應(yīng)滿足交通與運(yùn)行管理的需要。按壩高的10%計(jì)算,即為10.4米,考慮到上游防浪墻、下游側(cè)

14、護(hù)欄、排水溝槽及兩邊人行道等，取壩頂寬為10m,以滿足大壩維修作業(yè)通行需要。2.2.4 壩坡的確定擬定壩體形狀為基本三角形。壩的下游面為均一斜面,斜面的延長(zhǎng)線與上游壩面相交于最高庫(kù)水位處,為了便于布置進(jìn)口控制設(shè)備,又可利用一部分水重幫助壩體維持穩(wěn)定,本次設(shè)計(jì)采用上游壩面上部鉛直,下部?jī)A斜的形式。該形式為實(shí)際工程中經(jīng)常采用的一種形式,具有比較豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)已知條件,上游壩坡坡率n=0、2,做成上鉛直下部?jī)A向上游;下游壩坡坡率m=0、60、8,取m=0、8。在上下游坡率及壩頂高程已知的條件下，上游起點(diǎn)高程為185.0m,下游起波點(diǎn)高程為228、55m2.2.5 基礎(chǔ)灌漿廊道尺寸擬定高、中壩內(nèi)

15、必須設(shè)置基礎(chǔ)灌漿廊道,兼作灌漿、排水與檢查之用?；A(chǔ)灌漿廊道的斷面尺寸,應(yīng)根據(jù)澆灌機(jī)具尺寸即工作要求確定,為了保證完成其功能且可以自由通行，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)灌漿廊道斷面取3、0X4.5m,形狀采用城門(mén)洞型。廊道的上游壁離上游側(cè)面的距離應(yīng)滿足防滲要求,在壩踵附近距上游壩面0、050、1倍作用水頭、且不小于45m處設(shè)置，本次設(shè)計(jì)取9m,為滿足壓力灌漿基礎(chǔ)灌漿廊道距基巖面不宜小于1、5倍廊道寬度,取6m。初步擬定壩體形狀剖面如圖所示。華北水利水工建筑物課程設(shè)計(jì)圖2-2非溢流壩段剖面尺寸圖第三章穩(wěn)定分析3、1荷載計(jì)算及其組合重力壩的主要荷載主要有：自重、靜水壓力、浪壓力、泥沙壓力、揚(yáng)壓力、地震荷載等，常取1m

16、壩長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算。荷載組合可分為基本組合與特殊組合兩類(lèi)?；窘M合屬于設(shè)計(jì)情況或正常情況，由同時(shí)出現(xiàn)的基本荷載組成。特殊組合屬校核情況或非常情況，由同時(shí)出現(xiàn)的基本荷載與一種或幾種特殊荷載組成。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從這兩類(lèi)組合中選擇幾種最不利的、起控制作用的組合情況進(jìn)行計(jì)算，使之滿足規(guī)范中規(guī)定的要求。本次設(shè)計(jì)考慮的基本荷載組合為正常蓄水位與設(shè)計(jì)洪水位；特殊組合為校核洪水位與地震情況，它們分別考慮的荷載如下表所示。表3-1何載組合考慮情況何載自重（水重）靜水壓力揚(yáng)壓力泥沙壓力浪壓力地震何載動(dòng)水壓力泥沙壓力基本組合校核洪水位情況VVVVVV注：1、應(yīng)根據(jù)各種作用同時(shí)發(fā)生的實(shí)際可能性，選擇計(jì)算中的最不利的組合；2、分期

17、施工的壩應(yīng)按相應(yīng)的荷載組合分期進(jìn)行計(jì)算。3、施工期的情況應(yīng)作必要核算，作為特殊組合。4、根據(jù)地質(zhì)與其她條件，如考慮運(yùn)用時(shí)排水設(shè)備，易于堵塞,須經(jīng)常維修時(shí)，應(yīng)考慮排水失效的情況，作為特殊組合。5、地震情況的靜水壓力、揚(yáng)壓力、浪壓力按正常蓄水位計(jì)算。6、表中的表示應(yīng)考慮的荷載。下面就各種情況計(jì)算相應(yīng)荷載，計(jì)算示意圖如下HWW13W11U2PdU3U1圖3-1重力壩荷載計(jì)算示意圖3.1.1自重W壩體自重的計(jì)算公式：W=VYc(kN)(3-6)式中V壩體體積，m3;由于取1m壩長(zhǎng),可以用斷面面積代替，通常把它分成如圖3-1所示的若干個(gè)簡(jiǎn)單的幾彳圖形分別計(jì)算重力；丫c壩體混凝土的重度(本設(shè)計(jì)中混凝土的重

18、度為24kN/m3)分解后的三部分自重：W=W1+W2+W3=24X0、5M1、859+24X10X102、55+24X0、5X91、25X73=112464kN3、1、2靜水壓力P靜水壓力就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與垂直水壓力PV兩種。根據(jù)水力學(xué)公式水平水壓力PH計(jì)算公式為：*式中：H一計(jì)算點(diǎn)處的作用水頭，m;丫w一水的重度，常取9、81kN/m3;垂直水壓力PV按水重計(jì)算。計(jì)算正常蓄水位情況下的上下游水深：上游水深H1=227、2-124、0=103、2m;下游水深H2=156、8-124、0=32、8m上游垂直水壓力：Pv二8022、5kN下游垂直水壓力

19、：PV2=30、8X0、8X30、8X0、5X9、81=3720kN水重:Pv=Pvi+Pv2=8022、5+3720=11742、5kN(J)上游水平水壓力：PHi=0、5X9、81X102、552=51533kN(一)下游水平水壓力：PH2=0、5X9、81X30、82=4650kN()泥沙壓力Ps般計(jì)算年限取50100年,水平泥沙壓力Ps為:式中：丫sb泥沙的浮容重，0、9X9、8kN/m3;hs壩前淤沙厚度，157、5-126=31、5ms淤沙的內(nèi)摩擦角，(12)。故泥沙壓力為Ps=1/2X0、9X9、81X33、52xtan25-12/2)=2889kN浪壓力1、波浪要素計(jì)算及波態(tài)判

20、別根據(jù)規(guī)范SL319-2005，波浪要素按官?gòu)d水庫(kù)公式計(jì)算(適用于V020m/s及D(K)=3滿足規(guī)范要求。第四章應(yīng)力分析應(yīng)力分析的目的就是為了檢驗(yàn)大壩在施工期與運(yùn)用期就是否滿足強(qiáng)度要求，同時(shí)也就是研究解決設(shè)計(jì)與施工期中的某些問(wèn)題，如混凝土標(biāo)號(hào)區(qū)分與某些部位的配筋等提供依據(jù)。在一般情況下，壩體的最大、最小正應(yīng)力與主應(yīng)力都出現(xiàn)在上下游壩面，所以重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，應(yīng)核算上下游壩面的應(yīng)力就是否滿足強(qiáng)度要求。應(yīng)力分析的過(guò)程就是：首先進(jìn)行荷載計(jì)算與荷載組合，然后選擇適宜的方法進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，最后檢驗(yàn)壩體各部位的應(yīng)力就是否滿足強(qiáng)度要求。依據(jù)規(guī)范，本次應(yīng)力分析用材料力學(xué)法進(jìn)行計(jì)算。材料力學(xué)法三個(gè)基本假定：1

21、、壩體混凝土為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的彈性材料。2、視壩段為固接于地基上的懸臂梁，不考慮地基變形對(duì)壩體應(yīng)力的影響，并認(rèn)為各壩段獨(dú)立工作，橫縫不傳力。3、假定壩體水平截面上的正應(yīng)力y按直線分布，不考慮廊道等對(duì)壩體應(yīng)力的影響。4、1計(jì)算截面以上全部荷載對(duì)截面垂直水流流向的形心軸的力矩(1)壩體自重產(chǎn)生的力矩MW1=750250KN-mMW2=116640KN-mMW3=305320KN-m(2)上游壩坡上產(chǎn)生的力矩Mpv1=9、8X11、8X46、2X(11、8/2+10+25、5)=221182、3KN-mMpv2=9、8X0、5X59X11、8X(47、311、8/3)=147940KN-m(3

22、)泥沙自重產(chǎn)生的力矩MPSH=2888X1/3X(157、5-126)=30324KN-mMPSV=9、8X0、5X31、5X11、8X(47、311、87/3)=78942KN-m(4)上游靜水壓力產(chǎn)生的力矩：MPH=51533X1/3X101、2=173837a9KNm(5)浪壓力產(chǎn)生的力矩波長(zhǎng)L=19、02m壩前水深H=99、7mh1%=2、6m,hz=0、73my1,y2分別為浪壓力三角形形心到壩基面中心的距離y1=94、47m,y2=87mM=1/4X9、8X19、02X94、47X(19、02/2+2、6+0、73)87/2X9、8X(19、02/2)2=17960KN-m(6)水

23、自重產(chǎn)生的力矩MPh,=ph,X1/3(156、8-126)=4648、32X1/3(156、8-126)=47723KN-mMPv,=pvx2/3(156、8126)=76356、7KN-m(7)不計(jì)揚(yáng)壓力產(chǎn)生的力矩4、2上、下游邊緣應(yīng)力eryu與erydW6M計(jì)算公式y(tǒng)V丁其中：2W作用于計(jì)算截面以上全部荷載的鉛直分力的總與，kN;2M作用于計(jì)算截面以上全部荷載對(duì)壩基截面垂直水流流向形心軸的力矩總與,kN-m;B計(jì)算截面的長(zhǎng)度，m。2W=11786、25kN2M=750250+116640+305320+14940-30324+7、9351066、3-17960+47723-76356、7

24、=249205、6kN-mB=93mYFT(7-十=117862、5/93+6X249205、6/932=1094kPay/i6V3/b4=-=117862、5/9324920s6/932=1238kPabyu與byd均大于0,壩踵、壩址處均沒(méi)有出現(xiàn)拉應(yīng)力，滿足工程規(guī)范要求。華北水利水工建筑物課程設(shè)計(jì)4 、3主應(yīng)力計(jì)算221u(1n)yu(pupspuu)n22(10.22)1094(101.29.8)0.221098kPa221d(1m)ydpdm22(10.82)123830.80.829.81837kPa壩體混凝土材料C20拉壓強(qiáng)度為20Mpa。計(jì)算結(jié)果表明,重力壩在正常蓄水位情況下應(yīng)力

25、滿足規(guī)范要求。第五章細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)5 、1壩頂構(gòu)造壩頂路面應(yīng)具有23%的橫向坡度，并設(shè)置碎排水溝（30X30cm）以排出壩頂雨水，壩頂上游的防浪墻（寬0.5m,高1.2m）要承受波浪與漂浮物的作用，因此墻身應(yīng)有足夠的剛度、強(qiáng)度與穩(wěn)定性,宜采用與壩體連成整體的鋼筋砼結(jié)構(gòu),而下游側(cè)則可設(shè)防護(hù)欄,為滿足運(yùn)用要求與交通要求,在壩頂上布置照明設(shè)施,即在上游側(cè)每隔25m設(shè)一對(duì)照明燈,一只朝向壩頂路面方向,一只朝向水庫(kù)方向。根據(jù)大壩正常運(yùn)行需要,在壩頂還要設(shè)置通向壩體內(nèi)部各層廊道、電站的電梯井,便于觀測(cè)與維修人員快速進(jìn)出。6 、2分縫止水7 .2.1壩體分縫1、橫縫:減小溫度應(yīng)力,適應(yīng)地基不均勻變形與滿足施工

26、要求;2、縱縫:適應(yīng)砼的澆筑能力與減小施工期的溫度應(yīng)力,在平行壩軸線方向設(shè)置。一般情況下橫縫為永久縫,也有臨時(shí)縫,垂直壩軸線,用于將壩體分成為若干獨(dú)立的壩段;縱縫為臨時(shí)縫,可分為鉛直縱縫、斜縫與錯(cuò)縫三種,縱縫縫面應(yīng)設(shè)水平向鍵槽,鍵槽呈斜三角形,槽面大致沿主應(yīng)力方向,在縫面上布置灌漿系統(tǒng)進(jìn)行接縫灌漿為了灌漿時(shí)不使?jié){液從縫內(nèi)流出,必須在縫的四周設(shè)止?jié){片。3、水平施工縫：就是上、下層澆筑塊之間的接合面。澆筑塊厚度一般為1、54.0m;在靠近基巖面附近用0、751.0m的薄層澆筑，以利于散熱，減少溫升,防止開(kāi)裂。8 .2.2止水設(shè)計(jì)橫縫內(nèi)需設(shè)止水,止水材料有金屬片、橡膠、塑料及瀝青等,對(duì)于高壩應(yīng)采用兩

27、道止水片，中間設(shè)瀝青井，金屬片止水一般采用1、01.6mm后的紫銅片，第一道止水治上游面的距離應(yīng)有利于改善壩體頭部應(yīng)力，一般為0、52.0m（本設(shè)計(jì)采用1.0m）,每側(cè)埋入碎的長(zhǎng)度約為2025cm（本設(shè)計(jì)采用25cm）,在止水片的安裝時(shí)要注意保證施工質(zhì)量,瀝青井為方形或圓形（本設(shè)計(jì)采用方形）,其一側(cè)可用預(yù)制砼塊,預(yù)制塊長(zhǎng)1、01.5m厚510cm（本設(shè)計(jì)采用1mx10cm）,瀝青井尺寸大致為15cm15cm至25cm25cm（本設(shè)計(jì)采用20cmx20cm）,井內(nèi)灌注的填料由二號(hào)或三號(hào)就是由瀝青，水泥與石棉粒組成，井內(nèi)設(shè)加熱設(shè)備（通常采用電加熱的方法），將鋼筋埋入井中，并以絕緣體固定，從底部一直

28、通到壩頂，在井底設(shè)置瀝青排出管，以便排除老化的瀝青，重填新料，管徑可為1520cm。止水片及瀝青井需伸入巖基一定深度，約3050cm,井內(nèi)填滿瀝青砂，止水片必須延伸到最高水位以上，瀝青井需延伸到壩頂。5、3混凝土標(biāo)號(hào)分區(qū)碎重力壩壩體各部分的工作條件及受力條件不同，對(duì)硅材料性能指標(biāo)的要求也不同，為了滿足壩體各部分的不同要求，節(jié)省水泥用量及工程費(fèi)用，把安全與經(jīng)濟(jì)統(tǒng)，選用不同的強(qiáng)度等級(jí)與性能指標(biāo)起來(lái)，通常將壩體碎按不同工作條件進(jìn)行分區(qū)R區(qū)一上、下游水位變化區(qū)壩體表層碎，既受水位的作用也受大氣影響；田區(qū)一上、下游最低水位以下壩體表層碎;IV區(qū)一壩體基礎(chǔ)碎;V區(qū)一把體內(nèi)部碎;VI區(qū)一抗沖刷部分的碎。求見(jiàn)

29、下表，表中出要求;有“-”表5-1為了便于施工，選定各區(qū)域碎等級(jí)時(shí)，各類(lèi)別應(yīng)盡量少，相鄰區(qū)的強(qiáng)度等級(jí)不得超過(guò)兩級(jí)，分區(qū)的厚度一般不得小于25m,以便澆筑施工，分區(qū)對(duì)混凝土性能的要分區(qū)強(qiáng)度抗?jié)B抗凍抗沖刷抗侵蝕低執(zhí)八、最大水灰比選擇各區(qū)厚度的主要因素嚴(yán)寒寒冷地區(qū)溫與地區(qū)I+-+-+0、550、60抗凍II+-+0、450、50抗凍、抗裂一III+-+0、500、55抗?jié)B、抗裂IV+-+0、500、55抗裂V+-+0、650、65VI+-+0、450、45抗沖、耐磨5、4壩體排水壩體排水為了減小滲水對(duì)壩體的不利影響，在靠近壩體上游面需要設(shè)置排水管“+”表示選擇各區(qū)同等級(jí)的主要控制因素，有“+”的表示

30、需要提的為不需要提出要求。壩體各區(qū)對(duì)混凝土性能的要求表5-1壩體各區(qū)對(duì)混凝土性能的要求幕,排水管應(yīng)通至縱向排水管道,其上部應(yīng)通至上層廊道或壩頂（溢流面以下）,以便于檢修管距可采用采用3m,排水管幕距上游壩面的距離，一段要求不小于壩前水深的1/101/12，且不少于2m,（1/101/12）（104、14107、1）=（8、6810、71）m,故根據(jù)規(guī)定排水管設(shè)置在距上游面9m處,以使?jié)B透坡降控制在允許范圍內(nèi)。排水管采用預(yù)制多孔混凝土管，內(nèi)徑可為15cm25cm（取20cm）,隨著壩體混凝土的澆筑而加高。滲入排水管的水可匯集到下層縱向廊道,沿積水溝或集水管經(jīng)橫向廊道的排水溝匯入集水井，再用水泵或

31、自流排水排向下游，排水溝斷面常用30cmx30cm,低坡3%,排水管施工時(shí)必須防止被混凝土的雜物等堵塞。排水管與廊道的連通采用直通5 、5廊道系統(tǒng)為了滿足施工運(yùn)用要求,如灌漿,排水,觀測(cè),檢查與交通的需要,在壩體內(nèi)設(shè)置各種廊道,這些廊道互相連通,構(gòu)成廊道系統(tǒng)。5.1.1 壩基灌漿廊道帷幕灌漿需要在壩體澆灌到一定高度后進(jìn)行,以便利用混凝土壓重提高灌漿壓力，保證灌漿質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)基礎(chǔ)灌漿廊道斷面取3、0X4.5m,形狀采用城門(mén)水洞型。廊道的上游壁離上游側(cè)面的距離應(yīng)滿足防滲要求，在壩踵附近距上游壩面0、050、1倍作用水頭、且不小于45m處設(shè)置，本次設(shè)計(jì)取10m,為滿足壓力灌漿，基礎(chǔ)灌漿廊道距基巖面

32、不宜小于1、5倍廊道寬度,取5m。灌漿廊道兼有排水作用,并在其上游側(cè)設(shè)排水溝,下游側(cè)設(shè)壩基排水孔幕,在靠近廊道最低處設(shè)置集水井,匯集從壩基與壩體的滲水,然后經(jīng)由水泵抽水排至下游壩外。5.1.2 檢查及壩體排水廊道為了檢查巡視與排除滲水，常在靠近壩體上游面適當(dāng)高度方向每隔1530m設(shè)置檢查與排水廊道，斷面形式多采用城門(mén)洞形，最小寬度為1.2m,最小高度為2.2m,距上游面的距離應(yīng)不少于0、050、07倍水頭，且不小于3m,該重力壩選取7m,上游測(cè)設(shè)排水溝。各層廊道在左右兩岸應(yīng)各有一個(gè)出口,并用鉛直的井使各層廊道連通。排水廊道斷面尺寸統(tǒng)一擬定為2mx2.5m,城門(mén)洞形。第六章地基處理設(shè)計(jì)天然地基,

33、由于經(jīng)受長(zhǎng)期的地質(zhì)作用,一般都有風(fēng)化、節(jié)理、裂隙等缺陷,有時(shí)還有斷層、破碎帶與軟弱夾層,所有這些都需要采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?地基處理的主要任務(wù)就是:（1）防滲;（2）提高基巖的強(qiáng)度與整體性。6 、1清基開(kāi)挖6.1.1 開(kāi)挖原則地基開(kāi)挖與清理的目的就是使壩體坐落在穩(wěn)定、堅(jiān)固的地基上。開(kāi)挖深度應(yīng)根據(jù)壩基應(yīng)力、巖石強(qiáng)度及完整性,結(jié)合上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基的要求與地基加固處理的效果、工期與費(fèi)用等研究確定,原則上應(yīng)考慮技術(shù)加固處理后,在滿足壩的強(qiáng)度與穩(wěn)定的基礎(chǔ)上,減少開(kāi)挖。壩高超過(guò)100m時(shí),可建在新鮮、微風(fēng)化或弱風(fēng)化下部的基巖上。6.1.2 開(kāi)挖設(shè)計(jì)華北水利水工建筑物課程設(shè)計(jì)靠近壩基面的緩傾角軟弱夾層應(yīng)盡可能清除。順河流流向的基巖面盡可能略向上傾斜,以增強(qiáng)壩體的抗滑穩(wěn)定性,基巖面應(yīng)避免有高低懸殊的突變,以避免造成壩體內(nèi)應(yīng)力集中。在壩踵與壩址處可開(kāi)挖齒坎以利穩(wěn)定。采用爆破