土石壩畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、陜西廣播電視大學(xué)ZF水庫(kù)水利樞紐工程土石壩課程設(shè)計(jì)分校（工作站）水利廳工作站專業(yè)2014 水利水電本科學(xué)號(hào)學(xué)生姓名魏 鐸2016第一章基本資料第一節(jié)、工程概況及工程目的ZF水庫(kù)位于QH可干流上，控制面積4990km2總庫(kù)容x 108m3。該工程以灌溉發(fā)電為 主，結(jié)合防洪，可引水灌溉農(nóng)田萬(wàn)畝，遠(yuǎn)期可發(fā)展到萬(wàn)畝。灌溉區(qū)由一個(gè)引水流量為45nVs的總干渠和四條分干渠組成，在總干渠渠首及下游24km處分別修建樞紐電站和HZ電站，總裝機(jī)容量，年發(fā)電量11290完千瓦時(shí)。水庫(kù)建成后，除為市區(qū)居民生活和工 業(yè)提供給水外，還可使城市防洪能力得到有效的提高。水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)為百年設(shè)計(jì)，萬(wàn)年校核。樞紐工程由擋水壩、溢

2、洪道和輸水洞、灌溉發(fā)電洞及樞紐電站組成。第二節(jié)、基本資料1、特征水位及流量擋水壩、溢洪道、輸水洞的特征水位及流量見表2-1 。表 2-1 ZF 水庫(kù)工程特征值廳p名 稱單位數(shù)量備注1設(shè)計(jì)洪水時(shí)最大泄流量m3/s2000其中溢洪道815相應(yīng)卜游水位2校核洪水時(shí)最大泄流量m3/s6830其中溢洪道5600相應(yīng)卜游水位m3水庫(kù)水位校核洪水位（P=%m設(shè)計(jì)洪水位（P=1%m興利水位m汛限水位m死水位m4水庫(kù)容積總庫(kù)容（校核洪水位一下庫(kù)容）104m350500防洪庫(kù)容（防洪高水位至汛期限制水位）104m313600(P=2 %防洪庫(kù)容（防洪高水位至汛期限制水位）104m31237(P=5 %興利庫(kù)容10

3、4m335100其中共用庫(kù)容104m311000死庫(kù)容104m3105005庫(kù)容系數(shù)50. 50%6調(diào)解特征多年7導(dǎo)流泄洪洞形式明流隧洞工作閥門前為有壓隧洞宜徑m8消能方式挑流最大泄量（P=%m3/s1230最大流速m/s閘門尺寸mxm7*啟閉機(jī)T300檢修門mxm8*進(jìn)口底部圖程m8灌溉發(fā)電隧洞形式3/m s壓力鋼管內(nèi)徑m灌溉支洞內(nèi)徑m最大流量3/m s進(jìn)口底部圖程m9樞紐電站形式引水式廠房間積mxm39*裝機(jī)容量kw5*1250每臺(tái)機(jī)組過水能力3/m s2、氣象項(xiàng) 目單位數(shù) 量備注多年平均氣溫C412SW SSW S、SSE SE向多年平均m/s（7、8、9、10 月）最大風(fēng)速m/s相應(yīng)設(shè)

4、計(jì)水位庫(kù)間吹程km相應(yīng)校核水位庫(kù)向吹程km氣象資料見表2-2表2-2氣象資料表3、地質(zhì)1、壩址區(qū)工程地質(zhì)條件ZF水庫(kù)的右岸較陡，坡度為30左右，大部分基巖出露高程為770810m主河槽 在右岸，河寬月100米左右；左岸為堆積岸，左岸臺(tái)地寬 200m左右，山山高程在775m 左右，岸坡較平緩，大都為土層覆蓋。水庫(kù)樞紐處施工場(chǎng)地狹窄，樞紐建筑物全部布置 在左岸，施工布置較為困難。壩區(qū)為上二迭系石千峰組的紫紅色、紫灰色細(xì)砂巖，間夾同色礫巖及砂質(zhì)頁(yè)巖等巖 層。右岸全部為基巖，河床砂卵石層總厚度約 50m覆蓋層厚度約5m高漫灘表層亞砂 土厚555m左岸728m高程以下為基巖?；鶐r面向下游逐漸降低，土層增

5、厚。砂卵石 層透水性不會(huì)很強(qiáng)，施工開挖排水作業(yè)估計(jì)不會(huì)很困難。2、溢洪道工程地質(zhì)條件上壩線方案溢洪道堰頂高程 757m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，其中軟弱層多為透鏡體，溢洪道各部分的抗滑穩(wěn)定條件是好的。 下壩線溢洪道高 程750ml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)建筑安全不利。第二章、樞紐布置第一節(jié)、壩軸線選擇選擇壩址時(shí)，應(yīng)根據(jù)地形、地址、工程規(guī)模及施工條件，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的綜合分析比較來(lái)選定。應(yīng)盡量選在河谷的狹窄段。這樣壩軸線短，工程量小，但必須與施工場(chǎng)地和泄水建筑物的布置情況以及運(yùn)用上的要求等同時(shí)考慮對(duì)于兩岸壩段要有足夠

6、的高程和厚度。壩基和兩岸山體應(yīng)無(wú)大的不利地質(zhì)構(gòu)成問題。巖石應(yīng)較完整，并應(yīng)將壩基置于透水性小的堅(jiān)實(shí)地層或厚度不大的透水地基上。壩址附近要有足夠數(shù)量符合設(shè)計(jì)要求的土、砂、 石料且便于開采運(yùn)輸。通過以上分析，ZF 水庫(kù)壩軸線的選擇，在地形上，應(yīng)盡量選在河谷狹窄段。由地形圖上可知，上游坡壩軸線、壩軸線以及和下游壩軸線三者的比見地形圖，下游的壩軸線最符合。因?yàn)樗呛庸鹊莫M窄段，這樣壩軸線短，工程量小，可減少投資，庫(kù)容較大，淹沒少。第二節(jié)、樞紐布置樞紐布置應(yīng)做到安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理，施工互不干擾，管理運(yùn)用方便。高中壩和地震區(qū)的壩，不得采用布置在非巖石地基上的壩下埋管型式，低壩采用非巖石地基上的壩下埋管時(shí)，必

7、須對(duì)埋管周圍填土的壓實(shí)方法，可能達(dá)到的壓實(shí)密度及其抵抗?jié)B透破壞的能力能否滿足要求進(jìn)行保證。樞紐布置應(yīng)考慮建筑物開挖料的應(yīng)用。土石壩樞紐通常包括攔河壩、溢洪道、 泄洪洞輸水或引水洞及水電站等，應(yīng)通過地形地質(zhì)條件以及經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等方面來(lái)確定。壩址應(yīng)選在地形地質(zhì)有利的地方，使壩軸線較短，庫(kù)容較大，淹沒少。附近有豐富的筑壩材料，便于布置泄水建筑物。在高山深谷區(qū)常將壩址選在彎曲河段，把壩布置在彎道上， 利用凸岸山脊抗滑穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定，并采取排水灌漿等相應(yīng)加固措施，應(yīng)盡量避免將壩址選在工程地質(zhì)條件不良的地段。如活斷層含形成整體滑動(dòng)的軟弱夾層，以及粉細(xì)砂、軟粘土和淤泥等軟弱地基上。壩軸線一般宜順直，如布置成折

8、線，轉(zhuǎn)折處山曲線連接。如壩軸平面形成弧形，最好試凸向上游，如受地形限制，不得凸向下游，曲度應(yīng)小些，防滲體不要過薄，以免蓄水后防滲體產(chǎn)生拉力而出現(xiàn)順?biāo)鞣较虻牧芽p。根據(jù)樞紐布置原則，樞紐中的泄水建筑物應(yīng)做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工互不干擾、管理運(yùn)用方便。樞紐布置應(yīng)滿足以下原則：樞紐中的泄水建筑物應(yīng)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的運(yùn)用條件和要求。選擇泄洪建筑物形式時(shí)，宜優(yōu)先考慮采用開敞式溢洪道為主要泄洪建筑物，并經(jīng)濟(jì)比較確定。泄水引水建筑物進(jìn)口附近的岸坡應(yīng)有可靠的防護(hù)措施，當(dāng)有平行壩坡方向的水流可能會(huì)沖刷壩坡時(shí)，壩坡也應(yīng)有防護(hù)措施。應(yīng)確保泄水建筑物進(jìn)口附近的岸坡的整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性。當(dāng)泄水建筑物出口消能后的水流

9、從刷下游壩坡時(shí)，應(yīng)比較調(diào)整尾水渠和采取工程措施保護(hù)壩坡腳的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，可采取其中一種措施，也可同時(shí)采用兩種措施。對(duì)于多泥沙河流，應(yīng)考慮布置排沙建筑物，并在進(jìn)水口采取放淤措施。溢洪道應(yīng)選擇在地形開闊、岸坡穩(wěn)定、巖土堅(jiān)實(shí)和地下水位較低的地點(diǎn)，宜選用地質(zhì)條件好良好的天然地基。壤土、中砂、粗砂、砂礫石適于作為水閘地基，盡量避免淤泥質(zhì)土和粉砂、細(xì)砂地基，必要時(shí)應(yīng)采取妥善處理措施。從地質(zhì)地形圖可知壩體右岸有天然的埡口，地質(zhì)條件好，且有天然的石料廠，上下游均有較緩的灘地，兩岸巖體較陡，巖體條件好，施工起來(lái)更快捷更經(jīng)濟(jì)合理。因此，溢洪道修建于QH右岸山坡上，緊鄰右壩肩。由于閘址段地形條件好，所以采用正槽式

10、溢洪道。第三章、壩工設(shè)計(jì)第一節(jié)、壩型確定根據(jù)所給資料，選擇大壩型式，還應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、建筑材料、工程量以及施工條件等綜合方面確定壩型。水庫(kù)處于平原地區(qū)。由基本資料可知，庫(kù)區(qū)土料豐富，料場(chǎng)距壩址較近，運(yùn)輸條件良好。施工簡(jiǎn)便，地質(zhì)條件合理，造價(jià)低。通過以上幾方面的綜合分析比較，所以選用土石壩方案。第二節(jié)、擋水壩體斷面設(shè)計(jì)1、壩頂高程的確定、 風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度由題目已知該流域多年平均最大風(fēng)速為 9m/s,水位時(shí)水庫(kù)吹程為。、壩頂高程計(jì)算壩頂在靜水位以上的超高值按下式計(jì)算;y=R+e+A式中 y 壩頂超高，m;R一最大波浪在壩坡上的爬高，m;由上可知等效吹程 ,近似估計(jì)R+e在之間。所以，正常運(yùn)行條件時(shí)R+

11、e 取非常運(yùn)行條件時(shí)R+e 取由基本資料可知大壩級(jí)別為3 級(jí)正常運(yùn)行條件時(shí)安全加高A 取非常運(yùn)行條件時(shí)安全加高A 取壩頂高程等于水庫(kù)靜水位與超高之和，應(yīng)按下列四種情況計(jì)算，并取其中最大值；設(shè)計(jì)洪水位+正常情況的壩頂超高；H=正常蓄水位+正常情況的壩頂超高；H=校核洪水位+非常情況的壩頂超高；H=正常蓄水位+非常情況的壩頂超高；H=由計(jì)算可知，計(jì)算壩頂高程為，考慮壩頂上設(shè)與防滲體緊密連接的高防浪墻，取設(shè)計(jì)壩頂高程為。2、壩頂寬度壩頂寬度根據(jù)構(gòu)造、施工等因素確定，由碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范(SL272001)5高壩選用1015 m,中低壩可選用510 m,根據(jù)所給資料，初步擬定壩體斷面，壩頂寬度為8m

12、見圖3-1圖3-1壩頂結(jié)構(gòu)圖3、上下游邊坡上下游邊坡比見表3-2表3-2上下游邊坡比壩高(m)上游下游101: 21:1:-1: 210201:1:1: 21:20 301:“-1: 31:1:301: 31:1:-1: 3根據(jù)資料，大壩為中低壩，故定上游壩坡 1：,下游壩坡1：4、馬道為了攔截雨水，防止壩面被沖刷，同時(shí)便于交通、檢測(cè)和觀測(cè)，并且利于壩坡穩(wěn)定, 下游常沿高程每隔1030 m設(shè)置一條馬道，其寬度不小于 m,馬道一般設(shè)在坡度變化 處，均質(zhì)壩上游不宜或少設(shè)馬道，故本壩不設(shè)馬道。第三節(jié)、壩體滲流計(jì)算滲流計(jì)算方法采用有限深透水地基上設(shè)灌漿帷幕的土石壩滲流，帷幕灌漿的防滲作用可以用相當(dāng)于不

13、透水底版的等效長(zhǎng)度代替。滲流分三種情況：上游為設(shè)計(jì)洪水位、校核洪水位、正常蓄水位和相應(yīng)的下游水位 見圖3-2。圖3-2各水位示意圖設(shè)計(jì)洪水位時(shí) 壩頂高程為，設(shè)計(jì)洪水位為，河床高度為，壩頂寬度為8ml壩高為 38m mi = 2 =0L=L2 + m1 m2 H=H 1 +1 +B+ m2 , H 2ml 1=123mL1=L-L 3=117m上游水深H1二下游水深H2 =h=, L12 (H1 H2)2 L1q=2THi2 (H2 h)2=x 10 6 m3/.s m尸 H；2kqx.1325.9 11.4xx(0,表3-3設(shè)計(jì)水位浸潤(rùn)線計(jì)算成果表x(m)01020304050y(m)6070

14、8090100110校核洪水位時(shí)壩頂高程為，設(shè)計(jì)洪水位為，河床高度為，壩頂寬度為8m壩高為38m ml = m2 =。L=L2 + m1 m2 , Hm1H1+ m1+B+ m2 - H2m1 1=120mLi=L-L 3上游水深H1二下游水深H2二。h=. Li2 (Hi H2)2 Lik ccq=2THi2 (H2 h)2=x 10 6 ms m-Hi2 2qx.1342.6 12xx(0,表3-4校核水位浸潤(rùn)線計(jì)算成果表x(m)0i020304050y(m)60708090i00ii0正常蓄水位時(shí) 壩頂高程為，正常蓄水位為 m,河床高度為m,壩頂寬度為8m壩高為 38m mi = m 2

15、=。=1 H1+ m1+B+ m2 - H2ml 1=mL1 =L-L 3= m上游水深H1=下游水深H2 =h=L12 (H1 H2)2 L1=mq=H12 (H2 h)22L=X 10 6 m7s m2 2qy=. H12/xk=v,1136.32 9.33xx C (0,表3-5正常蓄水位浸潤(rùn)線計(jì)算成果表x(m)01020304050y(m)60708090100110第四節(jié)、土壩穩(wěn)定計(jì)算壩坡穩(wěn)定計(jì)算采用計(jì)及條塊間作用力的簡(jiǎn)化畢肖普法公式如下。 _ _ _ _ _ _ _ . . (W V)sec ubsec tan c bsec 1/(1 tan tan /K)K= (W V)sin

16、Mc/R式中W土條重量；Q V一分別為水平和垂直的地震慣性力；U一作用于土條底面的空隙壓力；一土條重力線與通過此條塊底面中點(diǎn)的半徑之間的夾角；b土條寬度；c、一土條地面的有效應(yīng)力和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)；Mc 水平地震慣性力對(duì)圓心的力矩；R一圓弧半徑；穩(wěn)定計(jì)算系數(shù)見表3-6。表3-6物理力學(xué)指標(biāo)表廳P位置士料名稱濕谷重%)飽和谷重心)C(kPa)(度)1壩殼堆石2心墻粘土203反濾砂跣石324反濾碎石0385壩基砂礫料6壩基黃土穩(wěn)定計(jì)算有三種情況施工期、穩(wěn)定滲流期和水庫(kù)水位驟降期均質(zhì)壩材料為粘土濕容重 =%3飽和容重 sat= K%3浮容重 =K%3壩基為砂礫料濕容重=18K%3飽和容重sat= K%3

17、浮容重 二%施工期上游邊坡穩(wěn)定計(jì)算見表3-7計(jì)算圖見附圖1下游邊坡表3-8計(jì)算圖見附1一 、6371 3第一次試算假定k=1, 求得k= 63713 1.255085.7第二次試算假定k=求得k= 63757 1.25 故取k=5085.7第一次試算假定 k=1 求得k= 636 1.235171.1第二次試算假定k=求得k=空蟠1.23 故取k= 5171.1穩(wěn)定滲流期下游邊坡穩(wěn)定計(jì)算見表4-9計(jì)算見附圖2第一次試算假定k=1 求得k=-646- 1.314931.24931.2第二次試算假定k=求得k= 6480 1.31 故取k=水位降落期上游邊坡穩(wěn)定計(jì)算見表 4-10計(jì)算見附圖3第一次

18、試算假定k=1, 求得k= 8714.9 1.217202.4第二次試算假定k= 求得k= 86944 1.21 故取k=7202.4表3-7施工期上游邊坡穩(wěn)定計(jì)算成果表土條編號(hào)hi(m)(rbh i)Wisin icos iwi sini(1- B)wi tanCbm i(k=1)(6) (7)(8)m i(k=(6) (7)(10)NO(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)-31240-26388-110148801301011116584217596318457418457651516614679710148825483336表3-8施工期下游邊坡穩(wěn)定計(jì)算成果表

19、土條編號(hào)hi(m)(rbh i)wisin icos iwi sini(1- B)wi tanC- bm i(k=1)(6) (7)(8)m i(k=(6) (7)(10)NO(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)-22384-147681310713440101111019201922122304393313249642641324964267555132496128442661019201152771344896表4-9穩(wěn)定滲流期下游邊坡穩(wěn)定計(jì)算成果表土條編號(hào)hi(m)(rbh i)sin icos iwi sini(1- B)wi tanCbm i(k=1)(6

20、) (7)(8)m i(k=(6) (7)(10)WiNO(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)-21192-14776081560010158515651101948632212233631325324132528513252412627376101936771384230823846460表3-10水位降落期上游邊坡穩(wěn)定計(jì)算成果表土條編號(hào)hi(m)(rbh i)Wisin icos iwi sini(1- B)wi tanCbm i(k=1)(6) (7)(8)m i(k=(6) (7)(10)NO(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)-

21、32225-26675-135388-111015010158215821172198653191192678419996517614308771081216表311壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果表計(jì)算工況上游邊坡(m)穩(wěn)定系數(shù)(K)下游邊坡(m穩(wěn)定系數(shù)(K)允許穩(wěn)定系數(shù)K穩(wěn)定滲流期1：水位降落期1：施工期1：1：根據(jù)上述計(jì)算成果，采用上游1 ：,下游1 ：,滿足邊坡穩(wěn)定要求。第五節(jié)、細(xì)部構(gòu)造1、護(hù)坡因壩的上游坡面受波浪淘刷，下游坡面受雨水沖刷，壩的上下游坡面需設(shè)置護(hù)坡，本 方案為砌石護(hù)坡，厚。上下游護(hù)坡需設(shè)碎石或礫石墊層，本方案為碎石墊層厚。下游坡面上要設(shè)置表面排水系統(tǒng)，縱橫向排水溝及壩坡與岸坡連接處的排

22、水溝。止匕外, 還應(yīng)布置階梯等通行道路。2、反濾層設(shè)計(jì)既要求把壩體滲水排除壩外，又要求不產(chǎn)生土壤的滲透破壞， 在滲流的出口或進(jìn)入排 水處。由于水力坡降往往很大，流速較高，土壤易發(fā)生管涌破壞，為了防止這種滲透破壞， 在這些地方應(yīng)設(shè)置反濾層。反濾層一般由13層級(jí)配均勻，耐風(fēng)化的砂、礫、卵石或碎石構(gòu)成，每層粒徑隨滲流方向而增大，水平反濾層的最小厚度可采用 m,垂直或傾斜反濾層的最小厚度可采用 m,（反濾層應(yīng)有足夠的尺寸以適應(yīng)可能發(fā)生的不均勻變形，同時(shí)避免與周圍土層混摻） 作用是防止襯砌的護(hù)坡石陷入壩身體中，在上游坡避免沖刷并在庫(kù)水位降落時(shí)把壩體的水 排出去又不帶走壩體土料。因土壩為均質(zhì)壩，所以采用反

23、濾層位于被保護(hù)士的上部，滲流 方向主要由下向上見圖3-12。圖3-12反濾層示意圖3、防滲體的土料要求防滲體要具有足夠的不透水性和塑性，要求防滲體的滲透系數(shù)比壩主體至少小100io。倍，且其透水系數(shù)不宜大于io 5cms,防滲體要有足夠的塑性。這樣，防滲體能適 應(yīng)壩基和壩體的沉陷和不均勻變形，從而不致斷裂。長(zhǎng)期的筑壩經(jīng)驗(yàn)告訴我們，粘粒含量 為1530%塑性指數(shù)為1017的中壤土、重壤土小粒含量為 3540%3!性指數(shù)為 1720的粘土都是填筑防滲體的合適土料。粘性土的天然含水量最好，稍高于塑限含水 量，使土料處于硬塑狀態(tài)。4、排水結(jié)構(gòu)選用棱體排水，是在下游壩腳處用塊石堆成棱體，頂部高程應(yīng)超出下

24、游最高水位，超 出高度應(yīng)大于波浪沿坡面的爬高。大壩為 3級(jí)，不應(yīng)小于，并使壩體浸潤(rùn)距壩坡的距離大 于冰凍深度。堆石棱體內(nèi)坡一般為1:1:,外坡為1:1:或更緩，應(yīng)避免棱體排水上 游坡腳出現(xiàn)銳角，頂寬應(yīng)根據(jù)施工條件及檢查觀測(cè)需要確定，但不得小于。棱體排水結(jié)構(gòu)圖見圖3-13。1.5 m圖3-13棱體排水結(jié)構(gòu)示意圖為了有效地降低壩內(nèi)浸潤(rùn)線，在均質(zhì)壩內(nèi)設(shè)置垂直的、向上游或向下游傾斜的豎式排 水是控制滲流的一種有效型式。這種排水頂部可伸到壩面附近，厚度由施工條件確定，但 不小于，底部用水平排水帶或褥墊排水將滲水引出壩外。對(duì)于由粘性土材料填筑的均質(zhì)壩，為了加速壩殼內(nèi)空隙水壓力的消散，降低浸潤(rùn)線, 以增加壩

25、的穩(wěn)定，可在不同高程處設(shè)置壩內(nèi)水平排水層，其位置、層數(shù)和厚度可根據(jù)計(jì)算確定，但其厚度不宜小于。多數(shù)情況下，伸入壩體內(nèi)的長(zhǎng)度一般不超過各層壩寬的13第四章、溢洪道設(shè)計(jì)第一節(jié)、溢洪道地形資料庫(kù)區(qū)兩岸分水嶺高程均在 750m以上。庫(kù)區(qū)外圍斷裂較發(fā)育，在庫(kù)內(nèi)被第四系及第三 系玄武巖覆蓋。庫(kù)區(qū)地下水類型有兩種，第四系松散層孔隙潛水和前第四系基巖裂隙水。水庫(kù)不存在永久性滲漏問題，庫(kù)岸穩(wěn)定性較好，水庫(kù)蓄水后，局部地段可能產(chǎn)生浸沒，但浸沒面積甚小，庫(kù)區(qū)兩岸居民及耕地分散，庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)無(wú)礦點(diǎn)分布，庫(kù)區(qū)無(wú)水庫(kù)淤積問題，水庫(kù)蓄水后不致產(chǎn)生構(gòu)造性誘發(fā)地震。第二節(jié)、溢洪道地質(zhì)資料溢洪道地基為晚元古代第三期侵入混合花崗巖，

26、灰白色- 肉紅色，巖體風(fēng)化程度均為弱風(fēng)化帶，地下水類型為基巖裂隙水，對(duì)砼無(wú)腐蝕性；溢洪道部位斷層規(guī)模均較小，以陡傾角為主，完整性及強(qiáng)度與兩側(cè)巖體相差較?。婚l室段基礎(chǔ)巖體中等透水性，完整性較差，應(yīng)進(jìn)行淺層固結(jié)和深部帷幕灌漿防滲處理。第三節(jié)、溢洪道的位置選擇溢洪道在水利樞紐中位置的選擇，關(guān)系的工程的總體布置，影響到工程的安全、工程量、 投資、 施工進(jìn)度和運(yùn)用管理，原則上應(yīng)通過擬定各種可能方案，全面考慮，則優(yōu)選定。一般應(yīng)考慮以下因素：溢洪道應(yīng)位于路線短和土石方開挖量少的地方。壩址附近有高程合適的馬鞍形埡口，則往往是布置溢洪道較理想之處。攔河壩兩岸順河谷方向的緩坡臺(tái)地也適合布置溢洪道。溢洪道應(yīng)力爭(zhēng)位于

27、較堅(jiān)硬的巖基上。位于好巖基上的溢洪道可以減省工程量，甚至不襯砌。應(yīng)避免在可能坍塌的地帶修建溢洪道。溢洪道開挖出渣路線及棄渣場(chǎng)所應(yīng)能合理安排，是 開挖量的有效利用更具有經(jīng)濟(jì)意義。 此外還要解決與相鄰建筑物的施工干擾問題。 綜上所 述，本樞紐溢洪道應(yīng)選上壩線方案。第四節(jié)、溢洪道布置1、引水渠引水渠進(jìn)口布置應(yīng)因地制宜，體形簡(jiǎn)單。當(dāng)進(jìn)口布置在壩肩時(shí)，靠壩的一側(cè)應(yīng)設(shè)置順 應(yīng)水流的曲面導(dǎo)水墻，靠山一側(cè)應(yīng)開挖或襯砌規(guī)則曲面；當(dāng)進(jìn)口布置在婭口面臨水庫(kù)時(shí)， 宣布置成對(duì)稱或基本對(duì)稱的喇叭口型式。初擬引水渠段長(zhǎng)103m,底寬14m,底高程730m,邊坡1:1 ,引水渠首端為 m的直 線段，其后接一半徑為80m的圓心

28、角為50；的圓弧段。引水渠進(jìn)口段剖面見圖 4-1。.11743.61-1730圖4-1引水渠進(jìn)口段的剖面圖引水渠的布置應(yīng)遵循以下原則：選擇有利的地形、地質(zhì)條件;引水渠軸線方向，應(yīng)有利于進(jìn)水，在平面上最好布置成直線，以減小水頭損失，增 加其泄水能力；引水渠較長(zhǎng)時(shí)，宜在控制段之前設(shè)置漸變段，其長(zhǎng)度應(yīng)據(jù)流速等條件確定，不宜小于2倍堰上水深；若受地形、地質(zhì)條件限制，引水渠必須轉(zhuǎn)彎時(shí)，其彎曲半徑不宜小于4倍的渠底寬;彎道至控制堰之間宜設(shè)計(jì)直線段，其長(zhǎng)度不小于 2倍堰上水頭；引水渠底寬順?biāo)鞣较蚴湛s時(shí)，其首、末端底寬之比宜在 3之間。引水渠的橫斷面應(yīng)有足夠大的尺寸，以降低流速，減少水頭損失。渠內(nèi)設(shè)計(jì)流速大

29、于 懸移質(zhì)不淤流速，小于渠道不沖流速，且水頭損失小，一般采用35嗯。橫斷面的側(cè)坡根據(jù)穩(wěn)定要求確定。為了減小造率和防止沖刷，引水渠宜做襯砌。石基上的引水渠如能開挖整齊，也可以不做襯砌。縱斷面應(yīng)做成平底或底坡不大的逆 坡當(dāng)溢流堰為實(shí)用堰時(shí)，渠底在溢流堰處宜低于堰頂至少 d,以保證堰頂水流穩(wěn)定和具有 較大的流量系數(shù)。2、控制段控制段設(shè)計(jì)，包括溢流堰和兩側(cè)連接建筑物。溢流堰的位置是溢洪道縱斷面的最高點(diǎn)， 其堰頂高程與工程量的關(guān)系很大，所以控制堰軸線的選定應(yīng)滿足下列要求：統(tǒng)籌考慮進(jìn)水渠、泄槽、消能防沖設(shè)施及出水渠的總體布置要求；建筑物對(duì)地基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、抗?jié)B性及耐久性的要求；便于對(duì)外交通和兩側(cè)建筑物的

30、布置；當(dāng)控制堰靠近壩肩時(shí)，應(yīng)與大壩布置協(xié)調(diào)一致;便于防滲系統(tǒng)布置，堰與兩岸的止水、防滲排水應(yīng)形成整體?？刂蒲叩男褪?、基本尺寸和布置方式是溢洪道泄流能力的決定性因素。由于隨著泄流能力的不同，洪水期可能出現(xiàn)的最高水庫(kù)洪水位也不同，即壩高也要不同。所以控制堰的 合理設(shè)計(jì)，歸結(jié)為擬定不同方案，進(jìn)行調(diào)洪演算，對(duì)包括攔河壩和溢洪道在內(nèi)的樞紐總體 的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件加以比較，從而選定。設(shè)置控制堰段要解決的主要問題包括選擇溢流堰斷面型式、決定堰頂是否設(shè)閘門控 制、通過調(diào)洪演算選定堰頂高程和孔口尺寸、選定閘門型式以及與控制堰有關(guān)的結(jié)構(gòu)的平 面和剖面布置等。溢流堰型式應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、水力條件、運(yùn)用要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

31、等因素，經(jīng)綜合 比較選定。堰型可選用開敞式型式，但與溢流壩相比，其堰體高度很低；與泄水閘相比， 其閘后落差較大。溢流堰體型設(shè)計(jì)的要求是盡量增大流量系數(shù)，在泄流時(shí)不產(chǎn)生空蝕或誘發(fā)振動(dòng)的負(fù)壓。溢流堰前緣長(zhǎng)度和孔口尺寸的擬定以及單寬流量的選擇，可參考重力壩的有關(guān)內(nèi)容。選定調(diào)洪起始水位和泄水建筑物的運(yùn)用方式，然后進(jìn)行調(diào)洪演算，得出水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水位和溢洪道的最大下泄量。滿足條件后，在此基礎(chǔ)上，通過分析研究在擬定若干方案，分別 進(jìn)行調(diào)洪演算，得出不同的水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水位和最大下泄量， 并相應(yīng)定出樞紐中各主要建筑 物的布置尺寸、工程量和造價(jià)。最后，從安全、經(jīng)濟(jì)以及管理運(yùn)用等方面進(jìn)行綜合分析論 證，從而選出最優(yōu)方

32、案。3、泄梢段洪水經(jīng)溢流堰后，多用泄水槽與消能設(shè)施連接。為不影響溢流堰的泄洪能力，此段縱 坡常做成大于臨界底坡的陡坡。破陡、流急是泄水槽的特點(diǎn)。槽內(nèi)水流速度往往超過 1620m/o所以，防止和減小高速水流所引起的摻氣、空蝕、沖擊波和脈動(dòng)等是泄槽段s設(shè)計(jì)的關(guān)鍵泄槽在平面上宜盡量成直線、等寬、對(duì)稱布置，使水流平順，避免產(chǎn)生沖擊波等不良現(xiàn)象。但實(shí)際工程中受地形、地質(zhì)條件的限制，有時(shí)泄槽很長(zhǎng)，為減少開挖量或避開地質(zhì)軟弱帶等，往往做成帶收縮段和彎曲段的型式。泄槽段水流屬于急流，如必須設(shè)置收縮段時(shí)，其收縮角也不宜太大。當(dāng)收縮角較大時(shí)，必須進(jìn)行沖擊波計(jì)算，并應(yīng)通過水工模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。收縮段最大沖擊波波高由總偏

33、轉(zhuǎn)角大小決定，而與邊墻偏轉(zhuǎn)過程無(wú)關(guān)。因此，為了減小沖擊波高度，采用直線形收縮段比圓弧形收縮段為好。泄槽段如設(shè)置彎道，由于離心力及彎道沖擊波作用，將造成彎道內(nèi)外側(cè)橫向水面差，流態(tài)不利。要設(shè)置彎道是時(shí)，宜滿足下列要求：橫斷面內(nèi)流速分布均勻，沖擊波對(duì)水流擾動(dòng)影響小，在直線段和彎曲段之間，可設(shè)置緩和過渡段，為降低邊墻高度和調(diào)整水流，宜在彎道幾緩和過渡段渠底設(shè)置橫向坡，矩形斷面彎道的彎曲半徑直采用610倍泄槽寬度。泄槽縱剖面設(shè)計(jì)主要是決定縱坡，其根據(jù)自然條件及水力條件確定。水流通過控制段后為急流，為了不在泄槽段上產(chǎn)生水躍，泄槽縱坡應(yīng)大于水流的臨界坡，在地質(zhì)條件許可的情況下，盡量使開挖和襯砌工程量最省。同

34、時(shí)縱坡還要考慮泄槽底板和邊墻結(jié)構(gòu)的自身穩(wěn)定及施工方便等因素。泄槽縱坡以一次坡為好，當(dāng)受地形條件限制或?yàn)榱斯?jié)省工程量而需邊坡度時(shí)也宜先緩后陡，因?yàn)樗鹘?jīng)過控制段入泄槽時(shí)，流速不大；當(dāng)接近消能設(shè)施時(shí)，加大底坡以便與消能設(shè)施相連接，此段長(zhǎng)度較短，防空蝕措施比較好解決。但為防止水流脫離槽底產(chǎn)生負(fù)壓，在變坡處宜采用符合水流軌跡的拋物線連接。如采用先陡后緩的變坡方式，泄槽易被動(dòng)水壓力破壞，連接必須采用反弧曲線，反弧半徑應(yīng)不小于36倍的變坡方式。反弧半徑越小，離心力越大，壓力變化值越大，故初了采用較大反弧半徑外，還應(yīng)比較周密地考慮底板的分縫、分塊及止水、排水的設(shè)置，以消除告訴水流離心力在底板下形成的高水頭的揚(yáng)壓力，保持泄槽底板的穩(wěn)定。泄槽底部襯砌的表面若不平