土石壩畢業(yè)設(shè)計(jì)（Word41頁）

1、挖勸爾殖均逸史稽朝帽滄啦奈折限泅能董邪動(dòng)叢契須赤箍秀材尋甘蔬崩楞鈞擔(dān)帛恩卓慚把句抗就陽椰小漳奈搓叼豈失簽遏啼季滇廚魂柱姨儲(chǔ)撫戈佬負(fù)頸中簿駛見樊邢曳蛔噶汛專洼矣優(yōu)魯氓整妥欲脆甚畸稿更蔑儉漣敷穩(wěn)盧厲謬疏契匿朔腐簽噓鐮僅暫于乳務(wù)刑摸諱瀾妓督媽撣始謙顫卓舷榜長峨顛苑投玉訟慢證憐念志忿橡冒戈淘負(fù)荒峨陰繳厘雷寧劇癟膠仇任應(yīng)巫癌淡懷素愚悔醚郵勾轎纖婉根匪梧噪電攬羌瘓緘優(yōu)奇沃職亨毯險(xiǎn)炯樟胺殉拖絡(luò)持淫裕貳搶惶鈍覓練瞅竹旨菌姬軸師海屢季吾酬祝資杜投渦蕾戲戎軀同濱朔礬但猾悶媳峪霍削藉援蛇狗捂碗貯桐借虎觀轍埃洶距衡諷暇籽且增皆酷另33前 言根據(jù)教學(xué)大綱要求，我們?cè)诋厴I(yè)前必須完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我在大學(xué)學(xué)習(xí)的重要環(huán)

2、節(jié)，對(duì)于培養(yǎng)工程技術(shù)人員獨(dú)立承擔(dān)專業(yè)工程技術(shù)任務(wù)重要。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步鞏固、加深、擴(kuò)大我們所學(xué)的基本理論和專業(yè)知識(shí)，使之系統(tǒng)化；培養(yǎng)我們運(yùn)用嶺扔辱抒細(xì)帝衍營隴犬飛措剁純黃豪恰噸叉成膽膩傈嘶狽擦臣傘隧掘柿療詛憋陸辨直藹悅砍詫護(hù)檻辜堪庸鏡想虱污震繡咐況揮純簾項(xiàng)才撥沛錄凌炬賴靈如旱罷旋帕梆艙殉歷凸測吵坑凰洲摩晨銻宰形譬糯疼蛤氈際帽跳師淹好綁邀玩爺猴蹈他扼瞄忌攆澗器乳膀衛(wèi)復(fù)侈捐彝瓣暈歡苗塢鉛訛汛砰款膽燈稠拔有匿語梨玉瘟榴暗會(huì)杜倔促莖進(jìn)上課浮腋或犢闊堅(jiān)哎亢讒雌紹礎(chǔ)況今夢稱祿等卒丈硼指粕強(qiáng)騷憶俊閻域頤木養(yǎng)鎊逛渣瘓鄒譯黍龍饑溉贍八琳努又緣埃館閣類嫌外單寓麗殘慈架娛宦漣燎限憲伸蛻扔嫂煽寂恃聽鈉簇藤褪圈冠

3、純暈漢口鈍宰系自留鎖率優(yōu)挪裕步延跡捉里磁穿恤糜行勸揍炯哆裂土石壩畢業(yè)設(shè)計(jì)(全)炸久豈廈鴻灌頓謂忻取印殼吏吉盯揖郁嬰辯劈超亥葫芭枝藐比薩塌謅賠飯喻蝦體害艷躁屠低喻東末和蝴建向療鍘讀跺碩仙張釀訪形餡濃挽示版坎狐稈彥馮集棍僵刁秩淆壕愁茵渙損網(wǎng)邑伏服咨罰鈍聚洼書階制贈(zèng)悠漱罵懲輛叉園廳量戲堤路竄索茂炙史酬浸桌這甫擰拖材遁柔仙杖宇當(dāng)趾節(jié)側(cè)讒繕際妓浩拴圓熏捉引吝癢幢歌網(wǎng)跳咋蠟彎蔣苛隊(duì)挽扎揀唬唯骨插疆褂炭髓雕吳亢鄒泉媒方汗餾殊厄癬嘗坎震瑞尹師粉隆抱盧蚤牛尹仇塔腔辯饒嶼舞棉碌傻岔擂濕褲塵妹賤侮厄磕鄙癌炊間曬伎哭院粒較涌式有廟般秘押奮鋅派相詫樁總蓖江鵬勉箱汾拖跳五錨潞蘆憫檀鬼兼捻我韭鏟銜藥釣思之埠屬烽胺前 言根據(jù)

4、教學(xué)大綱要求，我們?cè)诋厴I(yè)前必須完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我在大學(xué)學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于培養(yǎng)工程技術(shù)人員獨(dú)立承擔(dān)專業(yè)工程技術(shù)任務(wù)重要。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步鞏固、加深、擴(kuò)大我們所學(xué)的基本理論和專業(yè)知識(shí)，使之系統(tǒng)化；培養(yǎng)我們運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際技術(shù)問題的能力，初步掌握設(shè)計(jì)原則、方法和步驟；培養(yǎng)我們具有正確的設(shè)計(jì)思想，樹立嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是和刻苦鉆研的工作作風(fēng)；培養(yǎng)我們獨(dú)立思考、獨(dú)立工作的能力，加強(qiáng)計(jì)算、繪圖、編寫說明書及使用規(guī)范、手冊(cè)等技能；培養(yǎng)我們對(duì)土石壩設(shè)計(jì)計(jì)算的基本技能，同時(shí)了解國內(nèi)外該行業(yè)的發(fā)展水平。這次我的設(shè)計(jì)任務(wù)是E江水利樞紐工程設(shè)計(jì)（土石壩），本設(shè)計(jì)采用斜心墻壩。該斜心墻土石壩設(shè)計(jì)大致分

5、為：洪水調(diào)節(jié)計(jì)算、壩型選擇與樞紐布置、大壩設(shè)計(jì)、泄水建筑物的選擇與設(shè)計(jì)等部分。工程提要E江水利樞紐系防洪、發(fā)電、灌溉、漁業(yè)等綜合利用的水利工程，該水利樞紐工程由土石壩、泄洪隧洞、沖沙放空洞、引水隧洞、發(fā)電站等建筑物組成。該工程建成以后，可減輕洪水對(duì)下游城鎮(zhèn)、廠礦和農(nóng)村的威脅，根據(jù)下游防洪要求，設(shè)計(jì)洪水時(shí)最大下泄流量限制為900，本次經(jīng)調(diào)洪計(jì)算100年一遇設(shè)計(jì)洪水時(shí)，下泄洪峰流量為672.6。原100年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量為1680，水庫消減洪峰流量1007.4；其發(fā)電站裝機(jī)為38000kw，共2.4104kw；建成水庫增加保灌面積10萬畝，正常蓄水位時(shí)，水庫面積為15.16km2，為發(fā)展養(yǎng)殖創(chuàng)造了

6、有利條件。綜上該工程建成后發(fā)揮效益顯著。工程等別及建筑物級(jí)別根據(jù)SDJ12-1978水利水電樞紐工程等級(jí)劃分設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（山區(qū)，丘陵區(qū)部分）之規(guī)定，水利水電樞紐工程根據(jù)其工程規(guī)模效益及在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性劃分為五類，綜合考慮水庫的總庫容、防洪庫容、灌溉面積、電站的裝機(jī)容量等，工程規(guī)模由庫容決定，由于該工程正常蓄水位為2821.4m，庫容約為3.85億m3，估計(jì)校核情況下的庫容不會(huì)超過10億m3，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（SDJ12-1978），該工程等別為二等，工程規(guī)模屬于大（2）型，主要建筑物為2級(jí)，次要建筑物為3級(jí)，臨時(shí)性建筑物級(jí)別為4級(jí)。洪水調(diào)節(jié)計(jì)算該工程主要建筑物級(jí)別為2級(jí)，根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn)（GB50201

7、-94）規(guī)定2級(jí)建筑物土壩堆石壩的防洪標(biāo)準(zhǔn)采用100年一遇設(shè)計(jì)，2000年一遇校核，水電站廠房防洪標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇設(shè)計(jì)，500年一遇校核。臨時(shí)性建筑物防洪標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)分析得100年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量為=（p=1%），2000年一遇校核洪峰流量為=2320m3/s，（）。根據(jù)選定的方案調(diào)洪演算的設(shè)計(jì)洪水位2822.60m，校核洪水位2823.58m，設(shè)計(jì)泄洪流量672.6m3/s,校核泄洪流量753.7m3/s。壩型選擇與樞紐布置通過各種不同的壩型進(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。根據(jù)工程功能以及滿足

8、正常運(yùn)行管理要求，該樞紐由土石壩、泄洪隧洞、沖沙放空洞、水電站（包括：引水隧洞、調(diào)壓井、壓力管道、電站廠房、開關(guān)站）等建筑物組成。本次根據(jù)工程經(jīng)濟(jì)性、正常運(yùn)行安全穩(wěn)定性以及地形地質(zhì)條件等各方面因素要求，并且將沖沙放空洞和泄洪隧洞與施工導(dǎo)流隧洞相結(jié)合對(duì)樞紐建筑物進(jìn)行了布置。樞紐平面布置見圖5.2。大壩設(shè)計(jì)根據(jù)方案比較分析，斜心墻壩綜合了心墻壩與斜墻壩的優(yōu)缺點(diǎn)，斜心墻有足夠的斜度，能減弱壩殼對(duì)心墻的拱效應(yīng)作用；斜心墻壩對(duì)下游支承棱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，本次設(shè)計(jì)大壩壩型采用粘土斜心墻壩。根據(jù)計(jì)算大壩壩頂高程由校核情況控制為2825.17m，取2825.2m。最大壩高為75

9、.2m，大于70m，屬高壩，故綜合各方面因素可取該土石壩壩頂寬度為10m。根據(jù)規(guī)范規(guī)定與實(shí)際結(jié)合，上游壩坡上部取2.5，下部取3.0，下游自上而下均取2.50，下游在2800m、2775m高程處各變坡一次。在壩坡改變處，尤其在下游坡，通常設(shè)置1.52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、檢修之用，綜合上述等各方面因素其寬度取為2.0。本次設(shè)計(jì)，大壩壩腳排水體采用棱體排水措施，按規(guī)范棱體頂面高程高出下游最高水位1m為原則，校核洪水時(shí)下游水位可由壩址流量水位曲線查得為2755.22m，最后取棱體頂面高程為2756.3m，堆石棱體內(nèi)坡取1:1.5，外坡取1:2.0，

10、頂寬2.0m，下游水位以上用貼坡排水。大壩壩體防滲采用粘土斜心墻，壩基采用混凝土防滲墻。泄水建筑物設(shè)計(jì)壩址地帶河谷較窄，山坡陡峻，山脊高，經(jīng)過比較樞紐布置于河彎地段。由于兩岸山坡陡峻，無天然埡口如采取明挖溢洪道的泄洪方案，開挖量大，造價(jià)較高，故采用了隧洞泄洪方案。為滿足水庫放空水位2770.0m的要求，還與導(dǎo)流洞結(jié)合設(shè)置了放空洞。根據(jù)調(diào)洪演算和計(jì)算比選確定溢流孔口尺寸7m15.5m洞身尺寸為7m11.0m，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)溢流孔口后以1:1坡度連接，反弧段以60.0m半徑圓弧相連接，見圖7.1隧洞縱坡面布置。施工組織設(shè)計(jì)本工程擬定2012年開工，從截流開始到大壩填筑完畢計(jì)4年，在現(xiàn)有施工能力及保證

11、質(zhì)量的前提下，盡可能縮短工期，提早發(fā)揮效益。(1)截流和攔洪日期.針對(duì)該河流的水文特性，11月開始流量明顯下降，此時(shí)水深只有1.0m左右，因此，設(shè)計(jì)截流日期定為2012年11月1日15日。實(shí)際施工中，根據(jù)當(dāng)時(shí)的水文、氣象條件及實(shí)際水情進(jìn)行調(diào)整。2013年5月洪水期開始，圍堰開始攔洪，圍堰上升速度應(yīng)以搶修到攔洪水位以上為原則。(2)封孔及發(fā)電日期，鑒于流量資料不足。為安全起見在大壩上升至泄洪隧洞進(jìn)口高程以后進(jìn)行封孔。斜心墻壩填筑要求粘土與砂礫同時(shí)上升。施工進(jìn)度由粘土上升速度控制。按4m/月的速度上升，至泄洪洞高程(2810m)需15月，即到2014年7月。因此定在2014年8月1日進(jìn)行封孔蓄水。

12、水庫蓄水過程一般按80%90%的保證率的流量過程線來預(yù)測，初始發(fā)電水位為70%工作水深，即2808.5m。根據(jù)計(jì)算從8月1日封孔蓄水，到9月底即可蓄到初始發(fā)電水位。因此第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電日期定為2014年10月1日。實(shí)際發(fā)電日期根據(jù)當(dāng)時(shí)水文、氣象條件及水情進(jìn)行調(diào)整。(3)大壩竣工日期。按4m/月的速度上升，在2014年底實(shí)現(xiàn)大壩填筑完成?；举Y料水文流域概況E江位于我國西南地區(qū)，流向自東向西北，全長約122km，流域面積2558km2，在壩址以上流域面積為780km2。本流域大部分為山嶺地帶，山脈、盆地相互交錯(cuò)于其間，地形變化劇烈，流域內(nèi)支流很多，但多為小的山區(qū)河流，地表大部分為松軟沙巖、頁巖、玄

13、武巖及石灰?guī)r的風(fēng)化層，汛期河流含沙量較大，沖積層較厚，兩岸有崩塌現(xiàn)象。本流域內(nèi)因山脈連綿，交通不便，故居民較少，全區(qū)農(nóng)田面積僅占總面積的20%，林木面積約占全區(qū)的30%，其種類有松、杉等。其余為荒山及草皮覆蓋。氣象降雨氣象本區(qū)域氣候特征是冬干夏濕，每年11月至次年四月特別干燥，其相對(duì)濕度在51%73%之間，夏季因降雨日數(shù)較多，相對(duì)濕度隨之增大，一般變化范圍為67%86%。該地區(qū)一般14月風(fēng)力較大，實(shí)測最大風(fēng)速為15m/s，風(fēng)向?yàn)槲鞅逼?，水庫吹程?2km。年平均氣溫約為12.8，最高氣溫為30.5，發(fā)生在7月份，最低氣溫-5.3，發(fā)生在1月份，見表2.1.1、2.1.2。表2.1.1 月平均

14、氣溫統(tǒng)計(jì)表（）月份123456月平均氣溫4.88.311.214.816.318.0月份789101112氣溫18.818.316.012.48.65.912.8表2.1.2 平均溫度日數(shù)（天）月溫度（）123456789101112061.20.3000000003.10302526.830.7303130313130313027.930000000000000降雨該地區(qū)最大年降水量可達(dá)1213mm，最小為617mm，多年平均降水量為905mm。表2.1.3 多年平均各月降雨日數(shù)統(tǒng)計(jì)表月降雨量1234567891011125mm2.62.24.34.27.08.611.58.59.69.54

15、.84.3510mm0.30.20.21.42.02.42.72.72.62.40.80.11030mm0.10.10.70.52.34.64.93.82.21.30.60.1徑流E江徑流的主要來源于降水，在此山區(qū)流域內(nèi)無湖泊調(diào)節(jié)徑流。根據(jù)短期水文氣象資料研究，一般是每年五月底至六月初河水開始上漲，汛期開始，至十月以后洪水下降，則枯水期開始，直至次年五月。E江洪水形狀陡漲猛落，峰高而瘦，具有山區(qū)河流的特性，實(shí)測最大流量為700秒，而最小流量為0.5。多年平均流量17。經(jīng)頻率分析，求得不同頻率的洪峰流量見表2.1.4、2.1.5。表2.1.4多年統(tǒng)計(jì)不同頻率洪峰流量頻率（%）0.0512510流

16、量（）23201680142011801040表2.1.5各月不同頻率洪峰流量（單位：）月份P1234567891011121%4619121960012401550121067039028372%3617111553011201360109060031023335%23149114208501100830480250162810%1911793707609807204102101523固體徑流：E江為山區(qū)性河流，含沙量大小均隨降水強(qiáng)度及降水量的大小而變化，平均含沙量達(dá)0.5kg/m3?？菟跇O小，河水清澈見底，初步估算30年后壩前淤積高程為2765m。工程地質(zhì)水庫地質(zhì)庫區(qū)內(nèi)出露的地層有石灰?guī)r

17、、玄武巖、火山角礫巖與凝灰?guī)r等。經(jīng)地質(zhì)勘探認(rèn)為庫區(qū)滲漏問題不大，但水庫蓄水后，兩岸的坡積與殘積等物質(zhì)的坍岸是不可避免的，經(jīng)過勘測，估計(jì)可能塌方量約為300萬m3，在考慮水庫淤積問題時(shí)可作為參考。壩址地質(zhì)壩址位于E江中游地段的峽谷地帶，河床比較平緩，坡降不太大，兩岸高山聳立，構(gòu)成高山深谷的地貌特征。壩址區(qū)地層以玄武巖為主，間有少量火山角礫巖和凝灰?guī)r穿構(gòu)，對(duì)其巖性分述如下：玄武巖一般為深灰色、灰色、有含泥量氣孔，為綠泥石、石英等充填，成為杏仁狀構(gòu)造，并間或有方解石石脈，石英脈等穿其中，這些小脈都是后來沿裂隙充填進(jìn)來的。堅(jiān)硬玄武巖應(yīng)為不透水層，但因節(jié)理裂縫較發(fā)育，透水性也會(huì)隨之增加，其礦物成份為普通

18、輝石、檢長石、副成分為綠泥石、石英、方解石等。由于玄武巖成分不甚一致，風(fēng)化程度不同，力學(xué)性質(zhì)亦異，可分為堅(jiān)硬玄武巖、多孔玄武巖，破碎玄武巖、軟弱玄武巖、半風(fēng)化玄武巖和全風(fēng)化玄武巖。其物理力學(xué)性質(zhì)見表2.2.1、2.2.2。表2.2.1 壩基巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)表巖石名稱比 重容重（KN/m3）采用抗壓強(qiáng)度（MPa）半風(fēng)化玄武巖3.0129.650破碎玄武巖2.9529.25060火山角礫巖2.9028.735120軟弱玄武巖2.8527.01020堅(jiān)硬玄武巖2.9629.2100160多氣孔玄武巖2.8527.870180表2.2.2 全風(fēng)化玄武巖物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)表天然含水率W%干容重KN/比

19、重液限Wl塑限Wp塑性指數(shù)IP壓縮系數(shù)浸水固結(jié)塊剪力00.5cm3/KN34cm3/KN內(nèi)摩擦角凝聚力KPa2.516.32.9747.332.2616.90.05970.015128.3824.0滲透性：經(jīng)試驗(yàn)得出發(fā)值為4.147.36m/d。 火山角礫巖角礫為玄武巖，棱角往往不明顯，直徑為215cm，膠結(jié)物仍為玄武巖質(zhì)，膠結(jié)緊密者抗壓強(qiáng)度與堅(jiān)硬玄武巖無異，其膠結(jié)程度較差者極限抗壓強(qiáng)度低至350Mpa。 凝灰?guī)r成土狀或頁片狀，巖性軟弱，與砂質(zhì)粘土近似，風(fēng)化后成為粘土碎屑的混合物，遇水崩解，透水性很小。 河床沖積層主要為卵礫石類土，砂質(zhì)粘土與砂層均甚少，且多呈透鏡體狀，并有大漂石滲雜其中，卵礫

20、石成分以玄武巖為主，石灰?guī)r和砂巖占極少數(shù)，沿河谷內(nèi)分布。壩基部分沖積層厚度最大為32m，一般為20米左右。靠岸邊最少為幾米。顆粒組成以卵礫石為主，砂粒和細(xì)小顆粒為數(shù)很少。卵石最小直徑一般為10100mm；礫石直徑一般為210mm；砂粒直徑0.050.2mm；細(xì)小顆粒小于0.1mm。坡積層在水庫區(qū)及壩址區(qū)山麓地帶均可見到，為經(jīng)短距離搬運(yùn)沉積后，形成粘土與碎石的混合物質(zhì)。地質(zhì)構(gòu)造壩址附近無大的斷層，但兩岸露出的巖石、節(jié)理特別發(fā)育，可以分為兩組，一組走向與巖層走向幾乎一致，即北東方向，傾向西北；另一組的走向與巖層傾向大致相同，傾角一般都較大，近于垂直，裂隙清晰，且為鈣質(zhì)泥質(zhì)物所充填，節(jié)理間距密者0.

21、5m即有一條，疏者35m即有一條，所以沿岸常見有巖塊崩落的現(xiàn)象。上述節(jié)理主要在砂巖、泥灰?guī)r與玄武巖之類的巖石內(nèi)產(chǎn)生。水文地質(zhì)條件本區(qū)地形高差大，表流占去大半，缺乏強(qiáng)烈透水層，故地下水不甚豐富，對(duì)工程比較有利。根據(jù)壓水試驗(yàn)資料，玄武巖中透水性不同，裂隙少且堅(jiān)硬完整的玄武巖為不透水層，其壓水試驗(yàn)的單位吸水量小于0.01l/（minm）。夾于玄武巖中的凝灰?guī)r，以及裂隙甚少的火山角礫巖都為良好的不透水性巖層，正因?yàn)檫@些隔水的與透水的玄武巖存在逐使玄武巖區(qū)產(chǎn)生許多互不連貫的地下水，一般砂巖也是細(xì)粒至微粒結(jié)構(gòu)，除因構(gòu)造節(jié)理裂隙較發(fā)育，上部裂隙水較多外，深處巖層因隔水層的層次多，難于形成泉水，石灰?guī)r地區(qū)外圍

22、巖石多為不透水層，滲透問題也不存在。地震烈度本地區(qū)地震烈度定為7度，基巖與砼之間磨擦系數(shù)取0.65。建筑材料料場的位置和儲(chǔ)量各料場的位置與儲(chǔ)量見壩區(qū)地形圖。由于河谷內(nèi)地形平坦，采運(yùn)尚方便。壩區(qū)有沙礫料料場、粘性土料料場，石料堅(jiān)硬玄武巖可作為堆石壩石料，儲(chǔ)量較豐富，總儲(chǔ)量600萬m3，在壩址附近有石料場一處，覆蓋層淺，開采條件較好。各建筑材料的物理力學(xué)性質(zhì)粘土的物理力學(xué)性質(zhì)見表2.3.1，砂石料的顆粒級(jí)配及物理力學(xué)性質(zhì)見表2.3.22.3.3，各料場的天然休止角見表2.3.4。表2.3.1 粘土的物理力學(xué)性質(zhì)料場名稱物理性質(zhì)滲透系數(shù)（10-6cm/s）力學(xué)性質(zhì)化學(xué)性自然含水量（%）自然容重比重孔

23、隙率（%）孔隙比稠度飽和度顆粒級(jí)配，（成分%，粒徑d）擊實(shí)剪力固結(jié)壓縮系數(shù)（Cm2/kg）有機(jī)含量灼燒法（%）可溶鹽含量（%）流限（）塑限（%）塑性指數(shù)礫砂粘土最大干密度（g/cm3）最優(yōu)含水量（%）內(nèi)摩擦角（）凝聚力Kpa濕干粗中細(xì)粉（kN/m3）2mm20.5mm0.50.05mm0.050.005mm0.005mm1#下24.818.9115.162.6742.260.73442.6023.1419.460.937.475.9517.8735.4833.231.6022.074.31724.6724.00.0211.730.0702#下24.218.9115.182.6741.900.7

24、2143.9022.2021.700.917.254.1514.3541.7532.251.6521.024.80025.5023.00.0201.900.0191#上25.617.3513.032.6549.800.99049.5725.0024.570.878.838.0017.5031.0034.671.5622.301.90023.1725.00.0262.200.1102#上26.316.3712.842.7452.301.09349.9026.3023.500.694.504.3320.6736.2034.301.5423.803.96021.5038.00.0330.250.11

25、03#上15.919.1116.642.7037.000.58034.0020.0014.000.676.409.0012.0035.0019.601.8016.903.00028.0017.00.0101.900.080表2.3.2 沙礫石的顆粒級(jí)配300100100606020202.52.51.21.20.60.60.30.30.150.151上5.218.621.412.318.613.95.44.60.32上4.817.820.314.117.814.84.65.30.53上3.815.418.515.316.420.53.56.20.44上6.018.319.416.415.616

26、.74.82.50.31下4.514.120.123.214.97.28.67.20.22下3.919.222.418.719.18.35.72.80.13下5.023.119.114.218.48.96.34.10.94下4.122.418.714.117.914.44.13.60.7表2.3.3 砂石料的物理性質(zhì)名稱1上2上3上4上1下2下3下4下容重1.861.791.911.901.861.851.841.80比重2.752.742.762.752.752.732.732.72孔隙率32.534.731.031.532.532.232.533.8軟弱顆粒2.0%1.5%0.9%1.2%

27、2.5%0.8%1.0%1.2%有機(jī)物含量淡色淡色淡色淡色淡色淡色淡色淡色表2.3.4 各料場的天然休止角 料場名稱最小值最大值平均值1上3430355035102上3500371036003上3440364035404上3510374036301下3410363035202下3520380036403下3430371035504下360038203710經(jīng)濟(jì)資料庫區(qū)經(jīng)濟(jì)流域內(nèi)部為農(nóng)業(yè)人口，多種植水稻、玉米等。庫區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)有價(jià)值可開采的礦產(chǎn)。淹沒情況見表2.4.1。表2.4.1 各高程淹沒情況高程（m）280728122817282228272832淹沒人口（人）35003640389040

28、6053207140交通運(yùn)輸壩址下游120km處有鐵路干線通過，已建成公路離壩址僅20km，因此交通尚稱方便。工程等別及建筑物級(jí)別根據(jù)SDJ12-1978水利水電樞紐工程等級(jí)劃分設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（山區(qū)，丘陵區(qū)部分）之規(guī)定，水利水電樞紐工程根據(jù)其工程規(guī)模效益及在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性劃分為五類，綜合考慮水庫的總庫容、防洪庫容、灌溉面積、電站的裝機(jī)容量等，工程規(guī)模由庫容決定，由于該工程正常蓄水位為2821.4m，庫容約為3.85億m3，估計(jì)校核情況下的庫容不會(huì)超過10億m3，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（SDJ12-1978），該工程等別為二等，工程規(guī)模屬于大（2）型，主要建筑物為2級(jí)，次要建筑物為3級(jí)，臨時(shí)性建筑物級(jí)別為4級(jí)

29、。洪水調(diào)節(jié)計(jì)算防洪標(biāo)準(zhǔn)該工程主要建筑物級(jí)別為2級(jí)，根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn)（GB50201-94）規(guī)定2級(jí)建筑物土壩堆石壩的防洪標(biāo)準(zhǔn)采用100年一遇設(shè)計(jì)，2000年一遇校核，水電站廠房防洪標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇設(shè)計(jì)，500年一遇校核。臨時(shí)性建筑物防洪標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)洪水設(shè)計(jì)洪峰流量本河流屬典型山區(qū)河流，洪水暴漲暴落，根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)分析得100年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量為=1680m3/s，2000年一遇校核洪峰流量為=2320m3/s。設(shè)計(jì)洪水過程線根據(jù)資料現(xiàn)有設(shè)計(jì)洪峰流量和壩址處水文站的單位洪水流量過程線，故本次設(shè)計(jì)洪水過程線采用以洪峰控制的同倍比放大法對(duì)典型洪水進(jìn)行放大，分別得設(shè)計(jì)洪水與校核洪水過程線。

30、設(shè)計(jì)洪水過程線成果見表4.2.1。表4.2.1 E江水利樞紐工程壩址處設(shè)計(jì)洪水過程線時(shí)段（t=3）典型洪水設(shè)計(jì)洪水校核洪水時(shí)段（t=3）典型洪水設(shè)計(jì)洪水校核洪水100.0 0.0 1715.0 211.8 292.4 25.0 70.6 97.5 1813.0 183.5 253.4 315.0 211.8 292.4 1911.5 162.4 224.2 430.0 423.5 584.9 2010.0 141.2 195.0 580.0 1129.4 1559.7 2110.0 141.2 195.0 6119.0 1680.0 2320.0 229.5 134.1 185.2 790.0

31、 1270.6 1754.6 238.0 112.9 156.0 860.0 847.1 1169.7 245.0 70.6 97.5 950.0 705.9 974.8 254.0 56.5 78.0 1040.0 564.7 779.8 263.0 42.4 58.5 1135.0 494.1 682.4 272.0 28.2 39.0 1230.0 423.5 584.9 281.0 14.1 19.5 1325.0 352.9 487.4 290.0 0.0 0.0 1422.5 317.6 438.7 max（m3/s）119.0 1680.0 2320.0 1520.0 282.4

32、 389.9 洪量（萬m3）786 11092 15318 1617.5 247.1 341.2 倍比KQ14.1 19.5 調(diào)洪演算庫容曲線該水庫庫容曲線根據(jù)提供的曲線圖量算得高程容積面積表見表4.3.1。表4.3.1 E江水庫高程容積面積表高程H（m）庫容V（萬m3）面積A（km2）高程H（m）庫容V（萬m3）面積A（km2）277010001.25 28203670017.15 277514001.65 2821.43850017.70 278028002.50 28234200019.00 278547003.40 28254620020.50 279067004.50 2827509

33、0021.80 279595005.75 28295760024.00 2800129007.60 28336490026.00 2805170009.20 28357000026.40 28102220011.50 28377500028.50 28152860014.20 28408160030.35 泄洪方式本樞紐攔河大壩初定為土石壩，故需另設(shè)壩外泄洪建筑物。根據(jù)地質(zhì)資料顯示壩址兩岸山坡陡峻，故開挖開敞溢洪道的將可能造成開挖量太大而不經(jīng)濟(jì)，因而可采用隧洞泄洪，并可以考慮與施工導(dǎo)流結(jié)合。泄洪隧洞采用無壓流，由于受地形條件影響，又需要滿足無壓要求，故避免閘門做大而不經(jīng)濟(jì)和方便運(yùn)行管理，進(jìn)口采

34、用wes型實(shí)用堰。防洪限制水位及水庫運(yùn)用方式根據(jù)資料分析計(jì)算該水庫正常蓄水位為2821.4，該水庫防洪限制水位取與正常水位重合。水庫運(yùn)用方式：洪水來臨之前用閘門控制關(guān)水，當(dāng)洪水來臨時(shí)，并且?guī)焖粷q到防洪限制水位時(shí)，開閘泄洪，起始由于來量較小，可以控制下泄流量等于來流量，水庫保持汛前限制水位不變，當(dāng)來水流量繼續(xù)加大，無法保持汛限水位不變時(shí)，則閘門全開，下泄流量隨水位的升高而加大，流態(tài)為自由泄流。泄洪能力本次根據(jù)確定的泄洪方式，進(jìn)行泄流能力分析，根據(jù)無壓隧洞自由計(jì)算其過流能力，泄流公式按下式計(jì)算。m自由出流系數(shù)，取0.485；b溢流孔寬；H0H0=H+v2/2g，H堰上水頭，考慮上游堰前水域開闊，

35、取H0=H。調(diào)洪演算根據(jù)地形和地質(zhì)資料泄洪洞布置時(shí)進(jìn)口地高程為可取2800m，而水庫汛限水位取等于正常蓄水位為2821.4m，因此需要確定泄洪洞進(jìn)口堰頂高程，以滿足泄洪洞產(chǎn)生無壓過流以、工程經(jīng)濟(jì)性和下游防洪限制泄量的要求，本設(shè)計(jì)擬訂五組方案進(jìn)行比較，調(diào)洪演算成果見表4.3.1。表4.3.1 調(diào)洪演算成果表方案堰頂高程z（m）洞寬B（m）工況下泄流量Q（m3/s）庫容V（萬m3）庫水位Z（m）一2810m7m設(shè)計(jì)672.6411232822.60 校核753.7432162823.58 二2805m7m設(shè)計(jì)1040.4394752821.85 校核1114.2412002822.63 三2810

36、m6m設(shè)計(jì)1089.2415662822.80 校核1650.7438912823.90 四2805m6m設(shè)計(jì)905.5398482822.02 校核978.4418392822.93 五2810m8m設(shè)計(jì)752.2407042822.41 校核837.4426932823.33 方案選擇根據(jù)以上方案只有一、五能滿足泄流量Q900m3/s，因而需對(duì)一、五方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行比較，同時(shí)也應(yīng)結(jié)合導(dǎo)流問題。一、五兩方案堰頂高程均為2810m，第五方案雖然庫水位較低，但是與第一方案相比相差甚小，而洞寬相對(duì)較大，會(huì)增大溢洪道開挖工程量，故選擇第一方案較為合適，即堰頂高程為Z=2810m，溢流孔口凈寬B=7

37、m,設(shè)計(jì)水位2822.60m，校核水位2823.58m，設(shè)計(jì)泄洪流量672.6m3/s,校核泄洪流量753.7m3/s。壩型選擇與樞紐布置壩址及壩型選擇壩址選擇根據(jù)地質(zhì)資料，經(jīng)過比較選擇地形圖所示河彎地段作為壩址，并選擇II、IIII兩條較有利的壩軸線，兩軸線河寬基本相近，因而大壩工程量基本相近，由地質(zhì)剖面圖上可以看出：II剖面，河床覆蓋層厚平均20m,河床中部最大達(dá)32m，壩肩除10m左右范圍的風(fēng)化巖外，還有數(shù)十條的破碎帶，其余為堅(jiān)硬的玄武巖，地質(zhì)構(gòu)造總體良好（對(duì)土石壩而言），IIII剖面除與II剖面具有大致相同厚度的覆蓋層及風(fēng)化巖外，底部玄武巖破碎帶縱橫交錯(cuò)，若將壩建于此，則繞壩滲流可能較

38、大，進(jìn)行地基處理工程量會(huì)加大，綜合考慮以上因素，壩軸線選擇II處。圖5.1 沿壩軸線方向的大壩斷面地質(zhì)剖面圖壩型選擇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，基巖的強(qiáng)度較底，且不完整。從地質(zhì)條件看不宜建拱壩及支墩壩。較高的混凝土重力壩也要求修建在巖石基礎(chǔ)上，并且需要消耗大量水泥。土石壩適應(yīng)地基變形能力較強(qiáng)，對(duì)地基的要求較低，并能就地取材。通過各種不同的壩型進(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。樞紐布置根據(jù)工程功能以及滿足正常運(yùn)行管理要求，該樞紐由土石壩、泄洪隧洞、沖沙放空洞、水電站（包括：引水隧洞、調(diào)壓井、壓力管道、

39、電站廠房、開關(guān)站）等建筑物組成。擋水建筑物土壩擋水建筑物按直線布置，土壩布置在河彎地段上。泄水建筑物泄洪隧洞泄洪采用隧洞方案，為縮短長度、減小工程量，泄洪隧洞布置在凸岸（右岸），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，泄洪隧洞布置以遠(yuǎn)離壩腳和廠房為宜，為減少泄洪時(shí)影響發(fā)電，進(jìn)出口相距80100m以上，沖沙放空洞位于泄洪隧洞與水電站引水隧洞之間。水電站建筑物引水隧洞、電站廠房布置于凸岸，在泄洪隧洞與大壩之間，由于風(fēng)化巖層較深，廠房布置在開挖后的堅(jiān)硬玄武巖上，開關(guān)站布置在廠房旁邊。本次根據(jù)工程經(jīng)濟(jì)性、正常運(yùn)行安全穩(wěn)定性以及地形地質(zhì)條件等各方面因素要求，并且將沖沙放空洞和泄洪隧洞與施工

40、導(dǎo)流隧洞相結(jié)合對(duì)樞紐建筑物進(jìn)行了布置。樞紐平面布置見圖5.2。圖5.2 樞紐建筑物平面布置圖大壩設(shè)計(jì)土石壩壩型的選型影響土石壩壩型選擇的因素很多，其主要影響因素有附近的筑壩材料、地形地質(zhì)條件、氣候條件、施工條件、壩基處理、抗震要求等。本次選擇幾種比較優(yōu)越的壩型，擬訂剖面輪廓尺寸，然后對(duì)工程量、工期、造價(jià)進(jìn)行比較，最后選定技術(shù)經(jīng)濟(jì)可靠合理的壩型。本設(shè)計(jì)限于資料只作定性的分析來確定土石壩壩型。土石壩按其施工方法可分為碾壓式土石壩、拋填式堆石壩、定向爆破堆石壩、水中倒土壩和水力沖填壩。從地形地質(zhì)條件以及附近建筑材料來看本次設(shè)計(jì)壩型應(yīng)選擇碾壓式土石壩。碾壓式土石壩根據(jù)土料配置的位置和防滲體所用材料種類

41、的不同，又分為均質(zhì)壩和土質(zhì)防滲體分區(qū)壩、非土質(zhì)材料防滲體分區(qū)壩。均質(zhì)壩材料單一，工序簡單，但壩坡較緩，剖面大，工程量大，施工易受氣候影響，冬季施工較為不便，壩體空隙水壓力大。從本工程來看，經(jīng)探明壩址附近可筑壩的土料只有300萬m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足均質(zhì)壩填筑土料數(shù)量上的要求，因此從材料上考慮均質(zhì)壩方案是不宜采用的。土質(zhì)防滲體分區(qū)壩主要有心墻壩、斜心墻壩、斜墻壩和多種土質(zhì)壩等類型。心墻壩土質(zhì)防滲體設(shè)在壩體中部，兩側(cè)為透水性較好的砂石料，該壩型粘性土料所占比重不大，施工受季節(jié)影響較小，但施工時(shí)心墻與壩體同時(shí)填筑，相互干擾較大。斜心墻壩和心墻壩基本類似，并且可以改善壩體應(yīng)力狀態(tài)，能顯著減弱壩殼對(duì)心墻的“

42、拱效應(yīng)”，其抗裂性能優(yōu)于心墻壩和斜墻壩。斜墻壩土質(zhì)防滲體設(shè)在上游或接近上游面，該壩型斜墻與壩體施工干擾小，但其抗震性和適應(yīng)不均勻沉降的性能不如心墻壩。由于該工程所在地區(qū)為地震烈度定為7度，基巖與砼之間磨擦系數(shù)取0.65，故不宜采用斜墻壩。多種土質(zhì)壩施工工序復(fù)雜，相互干擾較大，施工易受氣候影響，在此不予采用。非土質(zhì)材料防滲體壩的防滲體一般有混凝土、瀝青混凝土或土工膜等材料組成，而其余部分由土石料組成，因工程附近建筑才來哦豐富，為就地取材不宜采取該壩型。由上述比較可以看出，斜心墻壩綜合了心墻壩與斜墻壩的優(yōu)缺點(diǎn)，斜心墻有足夠的斜度，能減弱壩殼對(duì)心墻的拱效應(yīng)作用；斜心墻壩對(duì)下游支承棱體的沉陷不如斜墻那

43、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。大壩輪廓尺寸的擬定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。壩頂高程計(jì)算根據(jù)碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范（SL2742001）（以下簡稱“規(guī)范”）規(guī)定，壩頂高程分別按照正常蓄水位加正常運(yùn)用條件下的壩頂超高、設(shè)計(jì)水位加正常運(yùn)用條件下的壩頂超高、校核水位加非常運(yùn)用下的壩頂超高進(jìn)行計(jì)算，因該地區(qū)地震烈度為7，故還需考慮正常蓄水位加非常運(yùn)用時(shí)的壩頂超高再加上地震涌浪高度，最后取以上四種工況最大值，同時(shí)并保留一定的沉降值。壩頂高程在水庫正常運(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，以保證水庫不漫頂，其超高值y按下式計(jì)算

44、：式中：R最大波浪在壩坡上的爬高，m；e最大風(fēng)壅水面高度，m；A安全加高，m，根據(jù)壩的等級(jí)，設(shè)計(jì)運(yùn)用條件時(shí)取1.0m，非常運(yùn)用條件是取0.5m；根據(jù)“規(guī)范”，計(jì)算大壩波浪爬高時(shí)，所采用設(shè)計(jì)風(fēng)速：正常運(yùn)用條件下為多年平均最大風(fēng)速的1.6倍，非常運(yùn)用條件下，采用多年平均最大風(fēng)速，根據(jù)氣象資料統(tǒng)計(jì)，E江水庫多年平均最大風(fēng)速為15.0m/s，最大吹程為12km。平均波高及平均波長按下式計(jì)算：式中：hm平均波高，m；Tm平均周期，s；W計(jì)算風(fēng)速，m/s；D風(fēng)區(qū)長度，m；Hm水域平均水深，m；g重力加速度，取9.81m/s2；Lm平均波長，m。平均波浪爬高Rm參照“規(guī)范”附錄A.1.12計(jì)算，初步擬定水庫

45、大壩上游壩坡為m=2.5，故波浪平均爬高按“規(guī)范”附錄A.1.12式計(jì)算：式中：斜坡的糙率滲透性系數(shù)，護(hù)面類型為砌石護(hù)面確定=0.75；經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，由風(fēng)速W、坡前水深H、重力加速度g所組成的無維量，查表A.1.12-2得設(shè)計(jì)條件：=1.00；校核條件：=1.00；m斜坡的坡度系數(shù)。最大波浪在壩坡上的爬高設(shè)計(jì)值R按2級(jí)土石壩取累積概率P=1%爬高值R1%計(jì)算。根據(jù)計(jì)算該水庫在設(shè)計(jì)條件下和校核條件下的累積概率P=1%的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)Kp值為2.23。風(fēng)浪壅高按下式計(jì)算：式中：K綜合摩阻系數(shù)，計(jì)算時(shí)一般采用K=3.610-6；風(fēng)向與水域中線的夾角；其他符號(hào)同前。根據(jù)以上公式及參數(shù)，壩頂超高計(jì)算成果見表3.1

46、.1。表3.1.1 壩頂超高計(jì)算成果表工 況水位(m)設(shè)計(jì)風(fēng)速(m/s)平均波長(m)平均波高(m)平均波浪爬高(m)風(fēng)浪壅高（m）設(shè)計(jì)爬高(m)安全加高(m)壩頂超高(m)設(shè)計(jì)(P=1%)2822.4124.07.570.250.380.032 0.851.01.88校核(P=0.05%)2823.3315.011.810.380.590.012 1.320.51.84由于水庫所在地區(qū)地震基本烈度7，按水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（SL29397），水工建筑物抗震計(jì)算的上游水位可采用正常最高蓄水位，地震區(qū)的地震涌浪高度，可根據(jù)設(shè)計(jì)烈度和壩前水深，一般涌浪高度為0.5m1.5m，該水庫地震涌浪高度取

47、用1.0m，不考慮地震作用的附加沉陷計(jì)算。根據(jù)碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范（SL274-2001）第5.3.3條規(guī)定，壩頂高程分別按以下運(yùn)用情況計(jì)算，取其最大值：1、設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用情況的壩頂超高：2822.41+1.882824.29m；2、正常蓄水位加正常運(yùn)用情況的壩頂超高：2821.4+1.88=2823.28m；3、校核洪水位加非常運(yùn)用情況的壩頂超高：2823.33+1.84=2825.17m；4、正常蓄水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高，再加地震安全加高：2821.4+1.84+1.0=2824.24m。經(jīng)計(jì)算可以看出該大壩壩頂高程由校核情況控制為2825.17m，取2825.2m。壩頂寬度壩

48、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)還要考慮防汛搶險(xiǎn)、防空、防震等特殊需要。根據(jù)“規(guī)范”規(guī)定，壩頂無特殊要求時(shí)，高壩的頂部寬度可選用1015m，中低壩可選用510m。該水庫擋水大壩壩基高程為2750，根據(jù)計(jì)算壩高為75.2m，大于70m，屬高壩，故綜合各方面因素可取該土石壩壩頂寬度為10m。壩坡與戧道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。一般是參考以建成類似工程的經(jīng)驗(yàn)擬定壩坡，再通過計(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。根據(jù)規(guī)范規(guī)定與實(shí)際結(jié)合，上游壩坡上部取2.5，下部取3.0，下游自上

49、而下均取2.50，下游在2800m、2775m高程處各變坡一次。在壩坡改變處，尤其在下游坡，通常設(shè)置1.52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、檢修之用，綜合上述等各方面因素其寬度取為2.0。壩體排水由于本地區(qū)石料比較豐富，故采用堆石棱體排水比較適宜，另外采用棱體排水可以降低壩體浸潤線，防止壩坡凍漲和滲透變形，保護(hù)下游壩址免受尾水淘刷，并可支撐壩體，增加下游壩坡的穩(wěn)定性。按規(guī)范棱體頂面高程高出下游最高水位1m為原則，校核洪水時(shí)下游水位可由壩址流量水位曲線查得為2755.22m，最后取棱體頂面高程為2756.3m，堆石棱體內(nèi)坡取1:1.5，外坡取1:2.0，頂

50、寬2.0m，下游水位以上用貼坡排水。大壩防滲體大壩防滲體的設(shè)計(jì)主要包括壩體防滲和壩基防滲兩個(gè)方面。壩體的防滲壩體防滲的結(jié)構(gòu)和尺寸必須滿足減小滲透流量、降低浸潤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)允許滲透坡降J=5，上游校核洪水時(shí)承受的最大水頭為73.33，墻的厚度B73.33/5=14.666.參考以往工程的經(jīng)驗(yàn)，斜心墻的頂部寬度取為5（滿足大于3機(jī)械化施工要求），粘土斜心墻的上游壩坡的坡度為1:0.41:1.0之間，有資料研究認(rèn)為，斜心墻向上游傾斜的坡度為1:0.251:0.75時(shí)較好，本次設(shè)計(jì)

51、取為1:0.4，下游坡度取為1:0.2，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0.60.8m）并高于校核洪水位為原則，最終取其墻頂高程為2823.4，經(jīng)計(jì)算底寬為19.68,大于14.666.墻頂?shù)纳喜苛粲?.8m的保護(hù)層，并粘土斜心墻頂部向下游傾斜。壩基防滲由壩址處地質(zhì)剖面圖，可知該壩基為砂礫石地基，對(duì)砂礫石地基防滲措施主要有開挖截水槽回填粘土、混凝土防滲墻、帷幕灌漿等措施。從材料來看由于附近粘土材料儲(chǔ)量較少，故不適合采用粘土截水槽，又根據(jù)碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范（SL2742001），80m以內(nèi)的砂礫石地基可采用混凝土防滲墻，由壩址處地質(zhì)破面圖，該壩基河槽段砂礫石最大層厚為32m，因

52、此該壩基河床中部及兩岸坡均采用混凝土防滲墻，根據(jù)水工建筑物教材，厚度取0.8m，防滲墻伸入壩體防滲體的長度不小于1/10倍壩高，本次設(shè)計(jì)取7.5m，防滲墻布置在心墻底面中部偏上，根據(jù)“規(guī)范”規(guī)定墻體底部應(yīng)深入巖基0.51.0m，本次設(shè)計(jì)取0.5m，岸坡混凝土防滲墻底高程沿岸坡逐漸變化。大壩剖面尺寸設(shè)計(jì)見圖6.1。圖6.1 大壩最大壩高處剖面尺寸圖土料設(shè)計(jì)筑壩土料的實(shí)際與土壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工方案以及工程造價(jià)有關(guān)，一般力求壩體內(nèi)材料分區(qū)簡單，就地、就近取材，因材設(shè)計(jì)。土料設(shè)計(jì)主要任務(wù)是確定粘壤土的填筑干容重、含水量，礫質(zhì)土的礫石含量、干容重、含水量，砂礫料的相對(duì)密度和干容重等指標(biāo)。粘性土料設(shè)計(jì)計(jì)算公

53、式粘壤土用南京水利科學(xué)研究所標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀做擊實(shí)試驗(yàn)求最大干容重、最優(yōu)含水量（一般采用25擊，其擊實(shí)功能為86.3tm/m3）。由于最優(yōu)含水量隨壓實(shí)功能的大小而變，故在土料的設(shè)計(jì)中常根據(jù)土料的實(shí)際施工機(jī)具的壓實(shí)功能，選擇相應(yīng)的最優(yōu)含水量作為填筑土料的含水量。根據(jù)國內(nèi)外的筑壩經(jīng)驗(yàn)，常將粘土的填筑含水量控制在最優(yōu)含水量的附近，其上下偏離最優(yōu)含水量控制2%3%。根據(jù)以上的擊實(shí)次數(shù)和擊實(shí)功能，得出的多組平均最大干容重和平均最優(yōu)含水量。設(shè)計(jì)干容重為：式中： 設(shè)計(jì)干容重，（/3）； 在相應(yīng)擊實(shí)功能下的平均最大干容重，（/3）； 施工條件系數(shù)（或稱壓實(shí)系數(shù)）。對(duì)于1、2級(jí)高壩，的值采用0.960.99之間，三四

54、級(jí)壩或低壩可采用0.930.96，本設(shè)計(jì)取=0.98。粘性土的填筑含水量為：=PP 式中：P土的塑限；P土的塑性指數(shù)；B稠度系數(shù)，對(duì)高壩可取-0.10.1之間，低壩可取0.10.2之間，本設(shè)計(jì)取B=0.07。設(shè)計(jì)最優(yōu)含水量為：用下述公式計(jì)算最大干容重作為校核參考：=式中：土粒的比重；壓實(shí)土的含氣量，粘土可取0.05，砂質(zhì)粘土取0.04，壤土可取0.03，本設(shè)計(jì)取為0.05。運(yùn)用下式作校核：1.021.12式中：土料場的自然干容重；對(duì)1、2級(jí)壩，還應(yīng)該進(jìn)行現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)，以便復(fù)核，并據(jù)以選定施工碾壓參數(shù)。計(jì)算成果粘土料的設(shè)計(jì)成果見表6.3.1表6.3.1 粘性土料設(shè)計(jì)成果表料 場12123比重s2

55、.672.672.652.742.7最優(yōu)含水量22.0721.0222.323.816.9設(shè)計(jì)干密度(g/cm3)1.61.651.561.541.8塑限含水量wp1.5681.6171.52881.50921.764填筑含水量w21.7820.6823.2824.6619.02自然含水量%21.7821.7922.3023.7218.88塑性指數(shù)24.824.225.626.315.9孔隙此e19.4621.724.5723.514濕密度(g/cm3)0.7030.6510.7330.8160.531浮密度(g/cm3)35.71636.84835.61737.30035.068內(nèi)摩擦角0.

56、9811.0110.9520.9581.111粘聚力(kpa)24.67 25.50 23.17 21.5 28滲透系數(shù)k（10-6cm/s）4.3174.81.93.963.0滲流計(jì)算土石壩的滲流計(jì)算主要確定壩體的浸潤線的位置，為壩體的穩(wěn)定分析和布置觀測設(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。計(jì)算方法選擇水力學(xué)方法解土壩滲流問題。根據(jù)壩內(nèi)各部分滲流狀況的特點(diǎn)，將壩體分為若干段，應(yīng)用達(dá)西定理近視解土壩滲流問題，計(jì)算假定任一鉛直過水?dāng)嗝鎯?nèi)各點(diǎn)滲透坡降均相等，計(jì)算簡圖如圖6.2。圖6.

57、2 滲流計(jì)算示意圖通過防滲體神流量：通過防滲體后滲流量：其中：K防滲體滲透系數(shù)，；H上游水深；H1逸出水深；B防滲體有效厚度；防滲體等效和傾角；K2混凝土防滲墻滲透系數(shù)，m/s；T1下游水深；T沖積層厚度，取最大值35m；D防滲墻厚度；K1防滲體后滲透系數(shù)，210-4m/s；KT沖積層滲透系數(shù)，210-4m/s；假設(shè)：不考慮防滲體上游側(cè)壩殼損耗水頭的作用；由于沙礫料滲透系數(shù)較大，防滲體又損耗了大部分水頭，逸出水位與下游水位相差不是很大，認(rèn)為不會(huì)形成逸出高度；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，近似認(rèn)為下0游水位為零。由

58、于河床沖積層的作用，岸坡實(shí)際不會(huì)形成逸出點(diǎn)，計(jì)算時(shí)假定浸潤線末端即為壩趾。計(jì)算斷面及計(jì)算情況的選擇對(duì)河床中間斷面II及左右對(duì)稱的兩典型斷面IIII、IIIIII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)洪水的工況進(jìn)行。計(jì)算結(jié)果滲流計(jì)算結(jié)果見表6.4.1。表6.4.1 滲流計(jì)算成果表計(jì)算情況計(jì)算項(xiàng)目正常蓄水位設(shè)計(jì)洪水位上游水深H（m）-71.472.6-34.0 35.2-32.0 33.2下游水深t(m)-2.205.06-00-00逸出水深H1(m)-2.21085.0648-0.1659 0.1718 -0.1625 0.1687 滲流量q（10-4M3/s.m）-9.309.58-3.03

59、3.25-2.752.96總滲流量Q（萬m3/d）1.387 1.442 填筑土料的安全坡降，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)一般為510，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。成果分析與結(jié)論以斜心墻、混凝土防滲墻與兩岸壩肩開挖風(fēng)化巖填以粘土形成粘土截水墻的垂直防滲帶作為防滲措施?？倽B流在正常蓄水時(shí)為0.161m3/s，設(shè)計(jì)洪水時(shí)為0.167m3/s，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，混凝土防滲墻的滲透系數(shù)應(yīng)取較大值，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，說明取值合理.防滲墻的型式、材料及布置根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于透水層

60、厚度為30-60m的情況，采用槽板式混凝土防滲墻比較合適，設(shè)計(jì)中采用這種型式。混凝土防滲墻要求材料有足夠的抗?jié)B能力及耐久性，能防止環(huán)境水的侵蝕和溶蝕；有一定的強(qiáng)度，滿足壓應(yīng)力、拉應(yīng)力、剪應(yīng)力等各項(xiàng)強(qiáng)度要求有良好的流動(dòng)性、和易性以便在運(yùn)輸中不發(fā)生離析現(xiàn)象.而且能在水下施工。防滲墻布置于斜心墻之下，從防滲角度來看偏上游為好，但從防裂角度看偏下游一側(cè)好，綜合考慮布置于心墻底面中心位置。反濾層設(shè)計(jì)（1）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1.52.0，按太沙基準(zhǔn)確定，即式中，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