均質(zhì)土石壩樞紐建筑物設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

123456：均質(zhì)土石壩樞紐建筑物設(shè)計(jì)簿44%考。本科畢業(yè)論文題目 均質(zhì)土壩樞紐建筑物設(shè)計(jì)123456均質(zhì)土石壩樞紐建筑物設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要 1關(guān)鍵詞 1ABSTRACT 1KEYWORDS 1緒論 2\o"CurrentDocument"1基本資料 3\o"CurrentDocument"地形地質(zhì) 3地形 3庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件 3壩址區(qū)工程地質(zhì)條件 3壩址區(qū)其他建筑物 4\o"CurrentDocument"水文與水利規(guī)劃 4氣象 4水文分析 4水利計(jì)算 6\o"CurrentDocument"建筑材料及筑壩材料技術(shù)指示的選定 8土料 8砂礫料 8石料 9筑壩材料技術(shù)指標(biāo)的選定 9\o"CurrentDocument"工程效益 10\o"CurrentDocument"施工條件 10施工地區(qū)氣象與水文條件 10當(dāng)?shù)亟ㄖ牧?土料 11施工地區(qū)對(duì)外條件 11工作日分析 11\o"CurrentDocument"2樞紐布置 11\o"CurrentDocument"工程等級(jí)確定 11\o"CurrentDocument"壩軸線的選擇 11\o"CurrentDocument"壩型選擇 12地質(zhì)條件 12123456：均質(zhì)土石壩樞紐建筑物設(shè)計(jì)邀123456：均質(zhì)土石壩樞紐建筑物設(shè)計(jì)TOC\o"1-5"\h\z水文條件 12筑壩材料 12壩型比較 13\o"CurrentDocument"樞紐布置 14\o"CurrentDocument"3壩工設(shè)計(jì) 15\o"CurrentDocument"壩體剖面設(shè)計(jì) 15壩頂高程的確定 15壩頂高程計(jì)算 15\o"CurrentDocument"壩頂寬度確定 19壩坡選定 19\o"CurrentDocument"馬道 20\o"CurrentDocument"壩體排水 20\o"CurrentDocument"4滲流分析 21\o"CurrentDocument"滲流分析的目的 21\o"CurrentDocument"分析內(nèi)容 21\o"CurrentDocument"滲流分析方法 21\o"CurrentDocument"滲流計(jì)算 23正常蓄水位時(shí)的滲流分析 23設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的滲流分析 24校核洪水位時(shí)的滲流分析 24\o"CurrentDocument"滲流分析 25\o"CurrentDocument"5穩(wěn)定分析 26\o"CurrentDocument"計(jì)算工況與安全系數(shù) 26\o"CurrentDocument"穩(wěn)定分析基本原理及方法 26最危險(xiǎn)滑弧圓心范圍的確定 26\o"CurrentDocument"穩(wěn)定分析計(jì)算 28上游為正常蓄水位的下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算 28上游為校核洪水位時(shí)下游壩坡穩(wěn)定分析 34\o"CurrentDocument"上游為設(shè)計(jì)洪水位時(shí)上游壩坡穩(wěn)定計(jì)算 40\o"CurrentDocument"穩(wěn)定綜合分析 446壩體細(xì)部構(gòu)造 45壩頂 45\o"CurrentDocument"護(hù)坡 45\o"CurrentDocument"排水結(jié)構(gòu) 46\o"CurrentDocument"反濾層 46\o"CurrentDocument"壩坡排水 48123456：均質(zhì)土石壩樞紐建筑物設(shè)計(jì)寓ME123456：均質(zhì)土石壩樞紐建筑物設(shè)計(jì)TOC\o"1-5"\h\z7溢洪道設(shè)計(jì) 48概述 48\o"CurrentDocument"溢洪道的線路和選型 49\o"CurrentDocument"溢洪道引水渠 49\o"CurrentDocument"溢流堰控制段 50溢流堰的形式 50初步擬定溢流堰孔口凈寬 50\o"CurrentDocument"泄槽設(shè)計(jì) 52泄槽的平面布置及縱、橫剖面 53收縮段、擴(kuò)散段和彎曲段設(shè)計(jì) 57摻氣減蝕 57邊墻高度確定 58泄槽的襯砌 58\o"CurrentDocument"溢洪道消能設(shè)計(jì) 59\o"CurrentDocument"8壩基處理 60\o"CurrentDocument"地基處理的主要要求 61\o"CurrentDocument"地基的處理 61岸坡的處理 61\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 61\o"CurrentDocument"致謝 62均質(zhì)土石壩樞紐建筑物設(shè)計(jì)123456(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院水利水電工程專業(yè))摘要：適當(dāng)修建大壩可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)流域地區(qū)發(fā)電、防洪、灌溉的綜合效益。通過對(duì)青龍河地形地質(zhì)、水文資料、氣候特征的分析，結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕ㄖ牧希O(shè)計(jì)適合的樞紐工程來(lái)幫助流域地區(qū)實(shí)現(xiàn)很好的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)防洪要求，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計(jì)算，確定壩頂高程及泄洪建筑物尺寸；通過分析，對(duì)可能的方案進(jìn)行比較，確定樞紐組成建筑物的形式、輪廓尺寸及水利樞紐布置方案；詳細(xì)作出大壩設(shè)計(jì)，通過比較，確定壩的基本剖面與輪廓尺寸，擬定地基處理方案與壩身構(gòu)造，進(jìn)行水力、靜力計(jì)算；對(duì)泄水建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇建筑物的形式、輪廓尺寸，確定布置方案。水庫(kù)配合下游河道整治等措施，可以很大程度的減輕洪水對(duì)下游城鎮(zhèn)、廠礦、農(nóng)村、公路、鐵路以及旅游景點(diǎn)的威脅；可為發(fā)展養(yǎng)殖創(chuàng)造有利條件。關(guān)鍵詞：壩工設(shè)計(jì)；滲流分析；穩(wěn)定分析；溢洪道設(shè)計(jì)；基礎(chǔ)處理。Homogeneousearthdampivotbuildingdesign123456(InstituteofwaterconservancyandHydropowerEngineeringofGansuAgriculturalUniversity)Abstract:Appropriateconstructionofdamcanbeachievedinabasinareaofpowergeneration,floodcontrol,irrigationbenefit.Driverislocatedinourcountrysouthwest,throughtoitsgeological,hydrologicaldata,climateanalysis,combinedwiththelocalbuildingmaterials,designsuitablefortheprojecttohelptheregiontoachievegoodeconomicbenefit.Accordingtotherequirementoffloodcontrol,floodregulationcomputationofreservoir,todeterminethecrestelevationandreleasefloodwatersbuildingsize;throughtheanalysis,onthepossibleoptions,determinethehubofthebuildingform,dimensionsandwaterconservancyhublayoutplanmadeindetail;damdesign,throughthecomparison,determiningbasicprofilesanddimensions,makethefoundationtreatmentschemeandthedambodystructure,hydraulic,staticcalculationofoutletstructures;design,choiceofbuildingform,outlinedimensions,todeterminethelayoutscheme,makedetailstructure,hydraulic,staticcalculation.Reservoirwithriverregulationmeasures,cangreatlyreducethefloodonthedownstreamtowns,factoriesandmines,rural,highway,railwayandthetouristattractionsofthethreat;createfavorableconditionsfordevelopmentofaquaculture.Keywords:Damdesign；Seepageanalysis;stabilityanalysis;spillwaydesign;foundationtreatment緒論畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是把學(xué)生在專業(yè)主要課程內(nèi)容所獲得的知識(shí)加以系統(tǒng)化、鞏固、擴(kuò)大、深入，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決本專業(yè)技術(shù)問題的能力及培養(yǎng)自學(xué)能力，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)計(jì)算，編寫說(shuō)明書和繪圖能力?；驹瓌t是：設(shè)計(jì)應(yīng)滿足功能要求，并力求經(jīng)濟(jì)、安全、施工便利和美觀，根據(jù)可能的和合理的方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)選定建筑物的型式、材料、布置。設(shè)計(jì)時(shí)注意的事項(xiàng)是：以嚴(yán)肅的態(tài)度對(duì)待資料，不自行修改或增減，一切必要的補(bǔ)充或修改必須征得指導(dǎo)教師的同意。本此設(shè)計(jì)包括：樞紐布置，壩體剖面設(shè)計(jì)，滲流、穩(wěn)定分析，細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)以及溢洪道設(shè)計(jì)，地基處理等章節(jié)。根據(jù)基本資料中的地質(zhì)、水文資料確定壩址、壩型，根據(jù)工程的用途以及地形條件進(jìn)行樞紐總體布置。由水文，氣象資料初步擬定壩體剖面后，經(jīng)過滲流分析，穩(wěn)定分析后驗(yàn)證壩體的穩(wěn)定性性指標(biāo)。之后對(duì)壩體細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)，滿足大壩的功能要求。土石壩的壩頂是不容許過水的，因此必須設(shè)置獨(dú)立的泄水，本設(shè)計(jì)采用正槽式溢洪道，布置在河道的左岸。在完成設(shè)計(jì)過程中主要參考了《水工建筑物》，SL274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》，在張老師的精心指導(dǎo)下完成本次設(shè)計(jì)。1基本資料地形地質(zhì)地形地質(zhì)見1:2000壩址地形圖。庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件水庫(kù)位于高山區(qū)，構(gòu)造剝蝕地形。青龍河侵蝕能力較強(qiáng)，沿河形成不對(duì)稱河谷，由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，河流不斷下切，形成岸邊階地、陡岸。流域內(nèi)地形北高南低，平均高程與500m，最高峰海拔1680m。河道蜿蜒曲折，河谷寬度400?100m不等，河道比降1/400?1/600。庫(kù)區(qū)兩岸基巖出露高程大部分在200米左右，庫(kù)區(qū)左岸非可溶性巖層分布廣泛，其中主要由絹云母、千枚巖、石英、砂質(zhì)頁(yè)巖組成。透水性較小，也沒有發(fā)現(xiàn)溝通庫(kù)內(nèi)外的大斷層。庫(kù)區(qū)可溶性巖層分布于青龍河右岸，從隔水層分布、熔巖發(fā)育情況分析，水庫(kù)蓄水后向鄰近河流滲透的可能性很小。經(jīng)過對(duì)庫(kù)區(qū)斷層的分析，水庫(kù)向外流域及下游滲漏的可能性很小。庫(kù)區(qū)外巖層抗風(fēng)化作用較強(qiáng)，庫(kù)岸基本上是穩(wěn)定的。青龍河為山區(qū)性河流，兩岸居民及耕地分散，除庫(kù)水位以下有一定淹沒外，浸沒問題不大，庫(kù)區(qū)亦未發(fā)現(xiàn)重要礦產(chǎn)。壩址區(qū)工程地質(zhì)條件本區(qū)地震基本裂度為六度，建筑物按七度設(shè)防壩址位于壩區(qū)中部背斜的西北，巖層傾向青龍河上游，兩岸山體較厚。河床寬約300米，河床地面高程85m，河床砂卵石覆蓋層平均厚度5—7米，滲透系數(shù)K=1X10-2厘米/秒。水庫(kù)壩址選在青龍河下游的山谷河段上，共選出2條壩線，經(jīng)過比較，確定第一壩線，出露巖性為大紅峪組石英砂巖與板狀粉細(xì)砂巖互層，巖石堅(jiān)硬、構(gòu)造簡(jiǎn)單、滲透性小。壩址區(qū)為剝蝕一一中低山地形，河流經(jīng)壩址處急轉(zhuǎn)彎向北流向下游，由于受喬麥嶺背斜控制，巖層傾向上游，呈單斜構(gòu)造狀。壩線區(qū)河谷較為開闊。右岸下游形成半島狀，因河流側(cè)向侵蝕，使右岸形成陡壁，近于直立，已查明的小段層有6-7條，軟弱夾層有13條；左岸山坡平緩，覆蓋著31m厚的山麓堆積物，有斷層一條。河床壩基巖石構(gòu)造較為發(fā)育，開挖揭露出斷層40余條，其中相對(duì)較大的有10多條。壩址區(qū)其他建筑物溢洪道上壩線溢洪道位置巖性主要為堅(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，下壩線溢洪道堰頂高程750米，基礎(chǔ)以下10米左右為砂質(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。水文與水利規(guī)劃氣象根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，青龍河流域?qū)偌撅L(fēng)型大陸性氣候，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨。多年平均氣溫約10℃，年絕對(duì)最低氣溫為-29.2℃，最高氣溫為38.7℃，月平均溫度變化較大，離壩址較遠(yuǎn)的遷安站實(shí)測(cè)最高氣溫39℃。多年平均降雨量為700mm，且多集中在夏季七、八月份。全年無(wú)霜期約180天，結(jié)冰期約120天，河道一般在12月封凍，次年三月上旬解凍，凍層厚0.4—0.6m，岸邊可達(dá)1.0m。多年平均最大風(fēng)速23.7m/s，水庫(kù)吹程為3km。1.1.2水文分析洪水青龍河洪水由暴雨形成，據(jù)統(tǒng)計(jì)七?八月發(fā)生最大洪峰流量的機(jī)會(huì)占88%,而且年際變化很大，實(shí)測(cè)最大洪峰流量為2200秒立米（1962年），最小洪峰流量184秒立米（1965年），相差12倍，流域洪水峰高、歷時(shí)短，陡漲陡落。一次洪水持續(xù)時(shí)間一般3—5天。年來(lái)水量青龍河流域年徑流由年降雨產(chǎn)生，年徑流在地區(qū)與時(shí)間上分布與年降雨量基本一致，但年際間變化懸殊，實(shí)測(cè)徑流資料1929—1983年共35年資料中豐水年1961年達(dá)21.34X104m3,枯水年1965年僅16.77X104m3,相似枯水年連續(xù)發(fā)生，多年平均徑流量9.6X108m3o實(shí)測(cè)徑流資料如表1-1所示?？紤]到流域內(nèi)人類活動(dòng)對(duì)產(chǎn)流的影響，分別對(duì)未來(lái)規(guī)劃年2000年和2020年流域內(nèi)耗水量進(jìn)行了預(yù)測(cè)，得到個(gè)規(guī)劃年的徑流系列，如表1-1所示。

根據(jù)徑流年內(nèi)和年際變化特征，分別選擇1986年，2000年和2020年為設(shè)計(jì)水平年。表1-1實(shí)測(cè)徑流表年份天然1986年2000年2020年年份天然1986年2000年2020年192911.09910.910.49510.24419572.9322.7332.3572.163021.22921.0320.62570.383584.3984.1993.8053.603314.7294.5304.1253.8645919.86019.8519.24018.995326.1815.9825.5935.396604.6644.4654.0663.869337.5727.3737.0156.818613.4253.2262.8212.5833416.77416.57516.1715.9446218.19317.99417.58917.35359.0278.8288.4298.239633.6823.4833.0782.817362.1141.9151.5101.3036413.40613.20712.80212.5663712.98612.78712.38212.121654.3284.1293.7343.5373815.43115.23214.82714.5666610.48010.2819.8769.1653910.89610.69710.29210.071676.1685.9695.5645.346404.2094.0103.6063.253682.6242.4232.0231.826413.3402.1411.7361.5286918.51718.31817.94317.682429.8249.6259.2208.959704.9744.7754.3704.1454312.48712.28811.88211.622713.1082.9092.5192.322444.7254.5261.1213.860723.4283.2292.8242.627457.2227.0236.6186.357739.3159.1168.7118.450468.3728.1737.7687.507749.1058.9068.5018.261478.1868.0247.7597.4877510.0899.7859.0679.278488.2358.0367.6317.3707611.32411.12510.72010.4594937.02236.80336.39836.1377721.3421.14120.72620.475507.5117.3126.9076.6467813.05712.85812.45312.192515.5655.3864.9614.7387910.1199.9209.5199.251526.3626.1635.7585.559802.2332.0341.6451.4485317.91717.71817.31317.054811.7361.5371.1480.9515414.97614.77714.37214.111821.8911.6921.2981.1185513.69013.49113.08612.825832.0911.8921.5171.320567.9967.7977.3927.13184年輸沙量青龍河流域植被較好，泥沙來(lái)源在地區(qū)分布和洪水分布上一致。主要是土門子與某之間，其間來(lái)沙量約占某以上總輸沙量的95%以上，而汛期輸沙量又集中在幾次特大洪水上。年際間泥沙量的變化懸殊。由統(tǒng)計(jì)分析得知，某站多年平均淤沙量為389t,多年平均含沙量為4.0kg/m3,多年平均侵蝕模數(shù)為762.8t/km2。從泥沙的組成情況來(lái)看，泥沙顆粒較粗，中值粒徑為 0.075mm，淤沙浮容重0.9t/m3，內(nèi)摩擦角為12度。水文分析成果表表1-2水文分析成果表序號(hào)姓名單位數(shù)量備注1利用水文系列年限352代表性流量多年平均流量立米/秒30.5調(diào)查歷史最大流量立米/秒3400設(shè)計(jì)洪水洪峰流量(P=1%)立米/秒3600校核洪水洪峰流量(P=0.1%)立米/秒5200保壩洪水洪峰流量(P=0.01%)立米/秒76003洪量設(shè)計(jì)洪水洪量(P=1%)億立米6.5五天校核洪水洪量(P=0.1%)億立米8.2五天4多年平均年徑流量?jī)|立米9.65多年平均輸沙量噸4311.2.3水利計(jì)算水文水利規(guī)劃成果如下：(I)死水位選擇為盡可能增加自流灌溉面積，并使電站水頭適當(dāng)加高，力求達(dá)到電源自給以及為今后水庫(kù)淤積留有余地。按二十年淤積高程，選定死水位104m。(II)調(diào)節(jié)性能的選定灌溉保證率選取P=75%,水庫(kù)上游來(lái)水，首先滿足灌區(qū)工農(nóng)業(yè)用水，電站則利用余水發(fā)電，從年調(diào)節(jié)和多年調(diào)節(jié)兩方案的水電量利用系數(shù)和壩高都相差不大，但是多年調(diào)節(jié)性能的水庫(kù)能提供的電量和裝機(jī)利用小時(shí)都較年調(diào)節(jié)性能水庫(kù)提高20%。故確定該水庫(kù)為多年調(diào)節(jié)性能水庫(kù)。(III)興利水位的確定原則和指標(biāo)根據(jù)青龍河洪水特性，汛期限制水位在七、八月定為140.5米。七、八月以后可重復(fù)利用一部分防洪庫(kù)容蓄水興利以不降工程防洪標(biāo)準(zhǔn)，以防洪興利兼顧為原則，確定九、十月限制水位，提高為136.2米汛末可以多蓄水。但蓄水位按不超超過百年設(shè)計(jì)洪水位考慮，確定汛末興利水位為141米。(W)防洪運(yùn)用原則及設(shè)計(jì)洪水的確定某水庫(kù)屬一級(jí)工程。水庫(kù)大壩建筑物按千年一遇洪水設(shè)計(jì)，萬(wàn)年一遇洪水校核。由于采用的洪水計(jì)算數(shù)值中未考慮歷史特大洪水的影響，故用萬(wàn)年一遇洪水作非常保壩標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水工建筑物進(jìn)行復(fù)核。調(diào)洪運(yùn)用原則：入庫(kù)洪水為百年一遇時(shí)，為提高下游河道的電站、橋梁等建筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn)，水庫(kù)控制下流量為2000秒立米。當(dāng)入庫(kù)洪水為千年一遇時(shí)，溢洪道單寬流量以70每秒立米控制泄流。當(dāng)入庫(kù)洪水為萬(wàn)年一遇時(shí)，按上述原則操作，即庫(kù)水位接近校核水位時(shí)，水庫(kù)水位仍繼續(xù)上漲，為確保大壩安全，溢洪道敞開洪，允許溢洪道局部破壞。(V)水庫(kù)排沙和淤沙計(jì)算某水庫(kù)回水長(zhǎng)25公里，河道彎曲，河床比降為2.2%,河床寬300米左右，是個(gè)典型的河道型水庫(kù)。水庫(kù)利用異重流排沙。在蓄水過程中，只能用灌溉、發(fā)電有盈余水進(jìn)行排沙，經(jīng)計(jì)算，多年平均排沙量只占5.2%,94.8%的泥沙都要淤積在庫(kù)區(qū)內(nèi)侵占興利庫(kù)容。淤沙高程為97.6m,堆沙庫(kù)容為1.66X108m3。(W)水庫(kù)工程特征值A(chǔ).樞紐下泄流量及相應(yīng)下游水位水庫(kù)上游設(shè)計(jì)洪水位為142.0m,相應(yīng)下游水位為92.0m,庫(kù)容為8.32X108m3,溢流壩相應(yīng)的泄量為1024m3/s；上游校核洪水位為143.3m,相應(yīng)下游水位為92.4m,庫(kù)容為8.70X108m3,溢流壩相應(yīng)的泄量為1159m3/s；上游正常蓄水位為141m(與汛限水位同高)，相應(yīng)下游水位為86.1m；死水位為90.0m,相應(yīng)的庫(kù)容為0.78X108m3；表1-3水庫(kù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表序號(hào)名稱單位數(shù)量備注1水庫(kù)水位校核洪水位(P=0.01%)米考慮淤積20年設(shè)計(jì)洪水位(P=1%)米考慮淤積20年興利水位米考慮淤積20年汛限水位米考慮淤積20年死水位米考慮淤積20年

2水庫(kù)容積總庫(kù)容億立米5.05校核洪水位設(shè)計(jì)洪水位庫(kù)容億立米4.63序號(hào)名稱單位數(shù)量備注防洪庫(kù)容億立米14.93興利庫(kù)容億立米其中共用庫(kù)容億立米死庫(kù)容億立米3庫(kù)容系數(shù)%4調(diào)節(jié)特性多年建筑材料及筑壩材料技術(shù)指示的選定當(dāng)?shù)靥烊唤ㄖ牧戏植荚趬沃返貐^(qū)上、下游河灘及兩岸階地。其中，土料主要分布在莊窩、土谷子等七處，沙礫卵石料主要有南杖子、某等八處，各料廠的材料物理性質(zhì)基本滿足要求，可做大壩混凝土骨料及拱圍堰。土料壩址上、下游均有土料場(chǎng)，儲(chǔ)量豐富，平均運(yùn)距小于1.5公里，根據(jù)155組試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)，土料平均粘粒含量為26.4%，粉粒55.9%，砂粉17.6%，其中25%屬粉質(zhì)粘土，60.7%屬重粉質(zhì)壤土，14.3%屬中粉質(zhì)壤土，平均塑性指數(shù)11.1，比重2.75。最大干容重1.67噸/立米，最優(yōu)含水量20.5%，滲透系數(shù)0.44X10-6厘米/秒。具有中等壓縮性，強(qiáng)度指標(biāo)見下頁(yè)表。砂礫料主要分布在河灘上，儲(chǔ)量為205萬(wàn)立米，扣除漂石及圍堰淹沒部分，可利用的約100—151萬(wàn)立米，其顆粒級(jí)配不連續(xù)，缺少蹭粒徑，根據(jù)野外29組自然坡度角試驗(yàn)，34組室內(nèi)試驗(yàn)分析，統(tǒng)計(jì)成果如下：自然么重1.87噸/立米，軟弱顆料含量2.64%。不均勻系數(shù)561顆，顆組成見表1-4：表1-4顆料組成（毫米）％<200 <80 <40 <20 <5<2<1 <0,5<0,25<0.583.7 74.2 57.7 46.2 38.6 34.6 32.8 29.7 24.7 4.9砂的儲(chǔ)量很少，且石英顆料少，細(xì)度模數(shù)很低，不宜作混凝土骨料，砂（D<2毫米）的相對(duì)緊密度為0.895。石料壩址區(qū)石料較多，儲(chǔ)量可滿足需要，溢洪道、導(dǎo)流洞出碴也可利用。沙石料廠設(shè)在水庫(kù)下游13km的鹿尾山，大楊莊、薛莊，總儲(chǔ)量1176萬(wàn)m3.筑壩材料技術(shù)指標(biāo)的選定本工程經(jīng)過試驗(yàn)，并參考有關(guān)文獻(xiàn)資料及其他的工程的經(jīng)驗(yàn)，最后選定其筑壩材料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)見表1-5。表1-5筑壩材料強(qiáng)度指標(biāo)表容重(kg/cm)比重

筑壩材料名稱孔隙率N水位降落有效應(yīng)力穩(wěn)定滲流期有效應(yīng)力期有效應(yīng)力施總應(yīng)力內(nèi)凝力滲透系比重

筑壩材料名稱孔隙率N水位降落有效應(yīng)力穩(wěn)定滲流期有效應(yīng)力期有效應(yīng)力施總應(yīng)力內(nèi)凝力滲透系C數(shù)

(kg/cm3)K(cm/S)初孔隙壓力系數(shù)B壩體土2.75 1.65 1.982.04 1022 23 23 0.2 1X10-6 0.3料壩體砂1.80 2.10 31 1X10-2礫料「/J'11壩體堆2.7 1.80 2.050.33 40石1~1壩基砂 …C _1.80 31 1X10-2礫料 -黃土地1.60 1.912.02 20 1X10-5基-筑壩土料統(tǒng)計(jì)國(guó)外9座粘料含量20—30%的高壩①=21°,C=0.4公斤/厘米2左右，國(guó)內(nèi)建國(guó)初期建成的壩選用指標(biāo)一般較低，但近期建成的壩一般在25℃左右初始孔隙水壓力系數(shù)一般在0.3—0.4。我國(guó)岳城水庫(kù)施工期采用0.21。據(jù)此采用的技術(shù)指標(biāo)見下表。砂礫料的強(qiáng)度指標(biāo)j，試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際出入較大，統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)12座水庫(kù)資料，平均值在32°以上，特別是最近建成的橫山j(luò)=38°-39°；毛家村j=37°,美國(guó)“土與土石壩”一書推薦，當(dāng)相對(duì)緊密度D>0.7時(shí)，j=34°-35°,鑒于本地砂礫料級(jí)配不好，故選用j=310o堆石指標(biāo)一般中值在39°?45°之間，統(tǒng)計(jì)國(guó)外9座砂巖地區(qū)筑壩石料平平均值為39.1°,我國(guó)獅子灘堆石壩試驗(yàn)為36°?45°,取用39°50',故本工程取用中值40°。左巖黃土臺(tái)地(Q2)壓縮系數(shù)SS=0.025，起始孔隙比e0=0.725,平均料徑D50=0.1mm。如表1-6所示。表1-6壩體土料的壓縮曲線(r=2.65kg/cm2),平均料徑d50=0.1mm。p八P0123456789 10 11(kg/cm2)0.6650.6450.6320.6120.5930.5750.5280.5200.5030.5000.4890.480工程效益該水庫(kù)建成后能收到灌溉、發(fā)電、防洪、解決工業(yè)用水和人蓄吃水等多方面效益，是一座綜合利用的水庫(kù)。一期建成，可謂秦皇島是提供工農(nóng)業(yè)、城市用水1.82億m3,可使灤河中下游地區(qū)120萬(wàn)畝農(nóng)田灌溉用水得到不同程度的改善和補(bǔ)充。二期建成，可調(diào)節(jié)水量5.67億m3,年均發(fā)電量9330億kwh,可全面解決冀東鋼鐵基地建設(shè)用水。施工條件施工地區(qū)氣象與水文條件該水庫(kù)沒有建立水文氣象站，根據(jù)氣象站1958年至1963年、1970年至1972年共9年資料，分析最高氣溫29.1℃(6月)，最低氣溫-14.3℃(1月)，多年平均日氣溫4—24℃,歷年各月氣溫特征值如下表1-7：表1-7氣溫特征值表項(xiàng)目1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月多年平均日氣溫11.318.121.723.621.716.410.318.92.1多年最高日氣溫22.225.029.123.026.530.122.418.938.1多年最低日氣溫14.30.05.81.03.110.518.90.710.0當(dāng)?shù)亟ㄖ牧?土料根據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄖ牧险{(diào)查報(bào)告，土料場(chǎng)有五個(gè)。根據(jù)試井及土鉆孔情況，從1:2000地形圖，初步計(jì)算四個(gè)土場(chǎng)的蘊(yùn)藏量2248.6萬(wàn)立米，為設(shè)計(jì)總量的4倍多。施工地區(qū)對(duì)外條件水庫(kù)距盧龍縣35Km,新建公路至工地，交通方便。施工用電青龍山雙山子變電所架設(shè)110kv輸電線路供電，電力保障可靠。工作日分析根據(jù)沁水縣1958年—1963年和1970年—1972年九年降雨氣溫資料，參考其它土壩水庫(kù)氣溫，降雨停工標(biāo)準(zhǔn)，土料、砂礫料、石方、混凝土工程施工工作日確定如表1-8：表1-8工程施工工作日表類另IJ土料砂礫隧洞石方混凝土一般石方工作日（天/年）2533073022502922樞紐布置工程等級(jí)確定根據(jù)資料可知，大壩為2級(jí)建筑物，正常應(yīng)用洪水為100年一遇，非常運(yùn)用洪水為1000年一遇。輔助建筑物按111級(jí)設(shè)計(jì)，臨時(shí)建筑物按"級(jí)設(shè)計(jì)。壩軸線的選擇壩軸線選擇時(shí)，根據(jù)地形、地質(zhì)、工程規(guī)模及施工條件、經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)綜合分析比較來(lái)選定。選在河谷的狹窄段，這樣壩軸線短，工程量小，但要綜合考慮對(duì)于兩岸壩段要有足夠?qū)挾群透叨取位蛢砂渡襟w無(wú)大的不利構(gòu)造問題，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層地基上。壩址附近有足夠數(shù)量符合設(shè)計(jì)要求的土、砂、石料且便于開采運(yùn)輸。壩型選擇地質(zhì)條件庫(kù)區(qū)兩岸基巖出露高程大部分在200米左右，庫(kù)區(qū)左岸非可溶性巖層分布廣泛，其中主要由絹云母、千枚巖、石英、砂質(zhì)頁(yè)巖組成。透水性較小，也沒有發(fā)現(xiàn)溝通庫(kù)內(nèi)外的大斷層。庫(kù)區(qū)可溶性巖層分布于青龍河右岸，從隔水層分布、熔巖發(fā)育情況分析，水庫(kù)蓄水后向鄰近河流滲透的可能性很小。經(jīng)過對(duì)庫(kù)區(qū)斷層的分析，水庫(kù)向外流域及下游滲漏的可能性很小。庫(kù)區(qū)外巖層抗風(fēng)化作用較強(qiáng)，庫(kù)岸基本上是穩(wěn)定的。青龍河為山區(qū)性河流，兩岸居民及耕地分散，除庫(kù)水位以下有一定淹沒外，浸沒問題不大，且?guī)靺^(qū)亦未發(fā)現(xiàn)重要礦產(chǎn)。水文條件根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，青龍河流域?qū)偌撅L(fēng)型大陸性氣候，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨。多年平均氣溫約10℃，年絕對(duì)最低氣溫為-29.2℃，最高氣溫為38.7℃，月平均溫度變化較大，離壩址較遠(yuǎn)的遷安站實(shí)測(cè)最高氣溫39℃。多年平均降雨量為700mm，且多集中在夏季七、八月份。全年無(wú)霜期約180天，結(jié)冰期約120天，河道一般在12月封凍，次年三月上旬解凍，凍層厚0.4—0.6m，岸邊可達(dá)1.0m。筑壩材料土料壩址上、下游均有土料場(chǎng)，儲(chǔ)量豐富，平均運(yùn)距小于1.5公里，根據(jù)155組試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)，土料平均粘粒含量為26.4%，粉粒55.9%，砂粉17.6%，其中25%屬粉質(zhì)粘土，60.7%屬重粉質(zhì)壤土，14.3%屬中粉質(zhì)壤土，平均塑性指數(shù)11.1，比重2.75。最大干容重1.67噸/立米，最優(yōu)含水量20.5%，滲透系數(shù)0.44義10-6厘米/秒。具有中等壓縮性。砂礫料主要分布在河灘上，儲(chǔ)量為205萬(wàn)立米，扣除漂石及圍堰淹沒部分，可利用的約100—151萬(wàn)立米。砂的儲(chǔ)量很少，且石英顆料少，細(xì)度模數(shù)很低，不宜作混凝土骨料，砂（D<2毫米）的相對(duì)緊密度為0.895。石料壩址區(qū)石料較多，儲(chǔ)量可滿足需要，溢洪道、導(dǎo)流洞出碴也可利用。沙石料廠設(shè)在水庫(kù)下游13km的鹿尾山，大楊莊、薛莊，總儲(chǔ)量1176萬(wàn)m3.壩型比較重力壩：結(jié)構(gòu)作用明確，設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)便，安全可靠，對(duì)地形、地質(zhì)條件適性強(qiáng)，樞紐泄洪問題容易解決，便于施工導(dǎo)流，施工方便。但其缺點(diǎn)是：壩體剖面尺寸大，材料用量多，壩體應(yīng)力較低，材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮，壩體與地基接觸面積大，相應(yīng)壩底揚(yáng)壓力大，對(duì)穩(wěn)定不利，壩體體積大，在澆筑混凝土?xí)r，需要有較嚴(yán)格的溫度控制。拱壩：對(duì)地形的要求是左右兩岸對(duì)稱，岸坡平順無(wú)突變，在平面上向下游收縮的峽谷各段。壩端下游側(cè)要有足夠的巖體支撐，以保證壩體的穩(wěn)定。該壩段左右兩岸不對(duì)稱分布，不適宜修建拱壩。土石壩：對(duì)地質(zhì)的要求：河谷兩岸的巖基必須能承受由拱端傳來(lái)的推力，要在任何情況下都能保證穩(wěn)定，不致危害壩體的安全。理想的地質(zhì)條件是：基巖比較均勻、單一，堅(jiān)固整齊，有足夠的強(qiáng)度，透水性小，能抵抗水的侵蝕，耐風(fēng)化，岸坡穩(wěn)定、沒有大斷裂。土石壩的優(yōu)點(diǎn)是可以就地取材，就近取材。節(jié)省大量水泥、木材和鋼材。減少工地的外線運(yùn)輸量，能適應(yīng)不同的地形、地質(zhì)和氣候條件。大容量、多功能、高效率施工機(jī)械的發(fā)展，提高了土石壩建設(shè)的發(fā)展。通過以上比較，綜合考慮工程施工的經(jīng)濟(jì)、安全、便利等因素，所以此處修建土石壩可行。影響土石壩壩型選擇的因素很多，最主要的是壩址附近的筑壩材料，還有地形地質(zhì)條件、氣候條件、壩基處理、抗震要求等。本設(shè)計(jì)限于資料制作定性分析確定土石壩壩型選擇。均質(zhì)壩材料單一，施工簡(jiǎn)單，且有足夠適宜的土料來(lái)做均質(zhì)壩。綜合考慮，選擇修建均質(zhì)土石壩的方案。樞紐布置樞紐布置做到安全可靠，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。樞紐布置要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，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。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)要優(yōu)先考慮采用開敞式溢洪道為主要泄洪建筑物。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。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沖刷下游壩坡時(shí)，要比較調(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，要考慮布置排沙建筑物，并在進(jìn)水口采取放淤措施。溢洪道選擇在地形開闊、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)地形圖可知壩體左岸地質(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，溢洪道修建于右岸山坡上。由于閘址段地形條件好，所以采用正槽式溢洪道。3壩工設(shè)計(jì)壩體剖面設(shè)計(jì)壩頂高程的確定由基本資料可知，該流域多年平均最大風(fēng)速23.7m/s,水庫(kù)吹程為2km。壩頂高程計(jì)算壩頂高程等于水庫(kù)靜水位與壩頂超高之和，按以下四種計(jì)算條件計(jì)算，取其大值：①設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超過；②正常蓄水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高；③校核洪水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高；④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。壩頂超高d按式（3-1）計(jì)算，對(duì)于特殊的重要工程，可取d大于計(jì)算值。d=R+e+A （3-1）式中：R為波浪在壩坡上的設(shè)計(jì)爬高，m；e為風(fēng)浪引起的壩前水位雍高，m；A為安全加高，m，根據(jù)壩的級(jí)別按表3-1選用，其中非常運(yùn)行條件（a）適用于山區(qū)、丘陵區(qū)，非常運(yùn)行條件（b）使用于平原區(qū)、濱海區(qū)。式（3-1）中R和e的計(jì)算公式多很多，重要是經(jīng)驗(yàn)半經(jīng)驗(yàn)性的，適用于一定的條件，可按SL274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦的計(jì)算公式確定。涉及的壩頂高程是針對(duì)壩沉降以后的情況而言的，因此，竣工時(shí)的壩頂高程應(yīng)預(yù)留足夠的沉降量。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，土石壩預(yù)留沉降量一般為壩高的1%。表3-1土石壩安全加高單位m壩的級(jí)別1234、5正常運(yùn)用條件1.501.00.70.5非常運(yùn)用條件（a）0.70非常運(yùn)用條件（b）1.00（3-2）KvDcos0（3-2）2gh式中：e 的風(fēng)雍高度

D水面吹程g——重力加速度h—— 延水庫(kù)吹程方向平均水域深度v—— 計(jì)算風(fēng)速P計(jì)算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角（。），取為0度-K綜合摩阻系數(shù)，取3.6X10-6KvDcosB 3.6x10-6x4.72x3x103…「正常情況：e= = =0.022m2gh 2x9.81x57非正常情況:e=非正常情況:e=e=以咨3.6x10-6x23.72x3x1032x9.81x58.3=0.005m((33)(3-4)(3-5)由官?gòu)d水庫(kù)公式:5 1h=.0166V4D3l=10.4h0-8初擬m=3, 用Rm=『L業(yè)二式中：Rm平均波浪爬高；m單坡坡度系數(shù)；KA斜坡的造率滲透系數(shù)，根據(jù)護(hù)坡類型由表3-2查的；Kw--經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，根據(jù)表3-3查的.二47.4正常運(yùn)用情況下：4gh=<9-81x141-0=1.28 K=1.0123.7非正常運(yùn)用情況下： ghh=<9-81x143.3=0.63 K=1.0查表3-2 本設(shè)計(jì)采用砌石護(hù)坡，Ka=0.80表3-2 造率及滲透性系數(shù)KA護(hù)坡類型 Ka光滑不透水護(hù)面 1.00混凝土或混凝土板 0.90草皮 0.85?0.90砌石 0.75?0.80拋填兩層塊石（不透水基礎(chǔ)） 0.60?0.65拋填兩層塊石（透水基礎(chǔ)） 0.50?0.55表3-3經(jīng)驗(yàn)系數(shù)Kw八ghW11.52.02.53.03.54.0三5.0K1.001.021.051.281.30平均爬高：gh m=v20.0018(吆)0.45v2(3-6)TOC\o"1-5"\h\zgD、v2 9.81x3000、 47.42正常運(yùn)用情況：=0.0018( )0.45——=0.0018( )0.45 =1.31v2g 47.42 9.81gD、v2 9.81x3000、 23.72非正常運(yùn)用情況：h=0.0018(—)0.45一=0.0018( )0.45 =0.61m v2g 23.72 9.81平均周期： T=4.438%h(3-7)正常運(yùn)用情況：T=4.438、h=4.4387131=5.08非正常運(yùn)用情況：T=4.438xhT=4.438、■兩=3.47平均波長(zhǎng)：

正常運(yùn)用情況：v=47.4m/sD=3km代入式（3-3）、（3-4）得h=0.0166v4D3=0.01664744義33=2.98ml=10.4h0.8=10.4*2.98h0.8=24.9m%%=14/4.9=5.56>0.5為深水波l=1.56x5.082=40.26m非正常運(yùn)用情況：v=23.7m/非正常運(yùn)用情況：v=23.7m/是D=3km代入式（3-3）、（3-4）得h=1.25ml=12.4mh，jh，j=143312.4=11.56>0.5為深水波l=1.56x3.472=18.78m計(jì)算波浪爬高正常運(yùn)用情況：h=142.0-85=57mhmhi=1.3157=0.023查表3-4查表3-4得:=2.231%非正常運(yùn)用情況：143.3-85=58.3mhmh=0.6158.3=0.01<0.1查3-4得:=2.23查3-4得:=2.231%正常運(yùn)用情況：h=1.31ml=4.026m表3-4不同累計(jì)頻率下的爬高與平均爬高比值（RpR正常運(yùn)用情況：h=1.31ml=4.026m\p(%)’;;\0.112451014203050<0.12.662.232.071.101.841.641.531.391.220.960.1?0.32.442.081.941.801.751.571.481.361.210.97>61.761.651.611.481.391.311.190.99.KK ―--R=wa,4,hlm \：1+m2mm- 0.8X1.01 ———rc,R=—. xv1.31x40.26=1.86mm <1+32非正常運(yùn)用情況：h=0.61m l=18.78m0.8x1.01R=—. x/0.61x18.78=0.86mm \：1+32故正常運(yùn)用情況：R=2.23x1.86=4.15m非正常運(yùn)用情況：R=2.23x0.86=1.92m綜合以上可以得到：j正常=R正常+e正常+A正常=4.15+0.022+1.0=5.172m>非正常=R非正常+e非正常+A非正常=4.15+0.022+1.0=2.425m壩頂高程計(jì)算計(jì)入表3-5中表3-5壩頂高程計(jì)算表波浪爬高R風(fēng)雍高度e安全超高A地震波浪高度水位(m)壩頂高程(m)設(shè)計(jì)洪水位4.150.0021.0142.0147,172正常蓄水位4.150.0021.0142.0146.172校核洪水位1.920.0050.5143.3145.725正常蓄水位1.920.0050.50.5141.0143.925由以上可得壩頂高程為147.172m。由平面布置圖可知壩址處河床高程為84.0m,向下開挖7m清除砂卵石覆蓋層后期高程為77.0m，則壩高為147.2-77.0=70.2m，考慮到要預(yù)留1%的沉降里，則壩高為70.2x(1+1%)=70.9m，取壩高為71.0m，壩頂高程為148.0m。3.3壩頂寬度確定壩頂寬度根據(jù)運(yùn)行、施工、構(gòu)造、交通和地震等方面的要求綜合考慮確定。SL274-200《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：高壩壩頂可選10?15m,中、低壩壩頂可選5?10m。該設(shè)計(jì)大壩壩高71m屬于高壩，壩頂高度擬定為12m.3.4壩坡選定壩坡坡率關(guān)系到壩體穩(wěn)定以及工程量大小。上游壩坡長(zhǎng)期處于飽和狀態(tài)，加之水庫(kù)水位有可能快速下降，是壩坡穩(wěn)定處于不利地位，故其坡率比下游坡率緩。粘性土料的穩(wěn)定壩坡為一曲面，上不破竇，下部坡緩，所以用粘性土料做成的壩坡，常沿高度分成數(shù)段，每隔10?30m,從上而下逐段放緩相鄰坡率差值取0.25或0.5.由粉土、砂、輕壤土修建的均質(zhì)壩，透水性較大，為了保持滲流穩(wěn)定，適當(dāng)放緩下游坡度。當(dāng)壩基或壩體土料延壩軸線分布不一致時(shí)，分段采用不同坡率，在各段過渡區(qū)，使壩坡緩慢變化。上下游邊坡比見表3-6表3-6上下游邊坡比壩高(m)上游下游〈101：2?1：2.51：1.5?1：210?201：2.25?1：2.751：2?1：2.520?301：2.5?1：31：2.25?1：2.75〉301：3?1：3.51：2.5?1：3該壩壩高71m,上游壩坡為1:2.75、1:3.0、1:3.25,下游壩坡1:2.25、1:2.5。如圖3-1所示。馬道為防止壩面沖刷，同時(shí)便于交通、檢測(cè)、觀測(cè)維修并且有利于壩坡穩(wěn)定，沿高程每隔10?30m設(shè)置一條馬道，其寬度不小于1.5m,馬道設(shè)在邊坡坡度變化處。該壩在上下游每隔25m設(shè)置一條馬道，其寬度為2m,高程分別為102m、127m.。壩體排水壩體排水有棱體排水、貼破排水、壩內(nèi)排水三種形式。棱體排水適用于下游有水壩型，故該壩使用棱體排水，它可以降低浸潤(rùn)線，防止壩坡凍脹，保護(hù)尾水范圍內(nèi)下游壩腳不受波浪淘刷，還可與壩基排水想連接。當(dāng)壩強(qiáng)度足夠時(shí)，還可發(fā)揮支撐作用，增加穩(wěn)定作用。棱體排水體內(nèi)坡坡率為1:1.0,外坡坡率為1:1.5,頂部寬度為2.0m。圖3-1壩體剖面示意圖4滲流分析滲流分析的目的在于：①土中飽水程度不同，土料的抗剪強(qiáng)度等水力學(xué)特性也相應(yīng)的發(fā)生變化，滲流分析將為壩體內(nèi)各部分土的飽水狀態(tài)的劃分提供依據(jù)；②確定對(duì)壩坡穩(wěn)定有較重要影響的滲流穩(wěn)作用力；③進(jìn)行壩體防滲布置與土料配置，根據(jù)壩體內(nèi)部的滲流參數(shù)與滲流逸出比降，檢驗(yàn)土體的滲流穩(wěn)定性，防止發(fā)生管涌和流土，在此基礎(chǔ)上確定壩體及壩基中防滲體的尺寸和排水設(shè)施的容量和尺寸；④確定通過壩體和河岸的滲水量損失并社會(huì)排水系統(tǒng)的容量。滲流分析可為壩型初選和壩坡穩(wěn)定分析打下基礎(chǔ)。分析內(nèi)容①確定壩體內(nèi)浸潤(rùn)線；②確定滲流量。滲流分析方法在眾多滲流分析方法中，較水力學(xué)法和流網(wǎng)法比較簡(jiǎn)單實(shí)用，同時(shí)也具有一定的精度。本設(shè)計(jì)采用水力學(xué)方法進(jìn)行滲流分析。根據(jù)電擬試驗(yàn)結(jié)果，上游三角形可用高為H、寬為九H的矩形來(lái)代替，這一矩形和上游三角形消耗同樣的水頭，而且通過同樣的滲流量，入值由式4-1計(jì)算：(4-1)式中：m］為壩的上游邊坡系數(shù)土石壩不透水地基滲透計(jì)算，下游有棱體排水時(shí):(1)下游無(wú)水時(shí)：見圖4-1a所示。（a）下游無(wú)水 （b）下游有水圖4-1有排水的均質(zhì)土壩滲透計(jì)算見圖由于排水體的滲透系數(shù)大于壩體的滲透系數(shù)，故浸潤(rùn)線將進(jìn)入排水體時(shí)下降加快，進(jìn)入排水體后則驟降。壩體內(nèi)浸潤(rùn)線為拋物線，選用O點(diǎn)做原點(diǎn)的坐標(biāo)系且作為拋物線的焦點(diǎn)，原點(diǎn)處拋物線y的坐標(biāo)值為h°，焦點(diǎn)至原點(diǎn)的水平距離L有拋物線性質(zhì)可知L=h0.4，拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為y2=2px+C根據(jù)已知條件g g22可求得：j2=2h0+h2 （4-2）此式滿足邊界條件x=l時(shí)y=H］代入得：h—HH2+L2—L（4-3）通過x處斷面的流量為：q=匕h2即：K2xy2=2—x+h2Ko（4-4）與式4-1聯(lián)立可知：——hKo(4-5)由式（4-3）求h°,式（4-5）計(jì)算q,由式（4-4）繪制浸潤(rùn)線。（2）下游有水時(shí)如圖4-1b所示近似把H2高度內(nèi)的壩體視為不透水，即參照式（4-3）求出H0值。式中H1換為H］、H2，即 h0二%,'H2+（H1-H2）2—L（4-6）計(jì)算滲流量q=H2-（H2+ho）2K 2L（4-7）用式4-1繪制浸潤(rùn)線（x軸與下游水面一致）。應(yīng)假定H2高度內(nèi)壩體不透水與實(shí)際不符，算出h°偏大，引起繪制的浸潤(rùn)線偏高，計(jì)算壩的穩(wěn)定是偏于安全，q偏小。滲流計(jì)算正常蓄水位時(shí)的滲流分析上游水位為141.0m，下游相應(yīng)水位為86.1m則上游水深H]=141.0-77.0=64.0m，下游水深H2=86.1-77.0=9.1m。m 3AL=———h 義64=27.43m1+2m11+2義31L=(148-141)X3+12+(148-102)X2.5-(102-86.1)X1.0=132.1mL=AL+、=27.42+132.1=159.53m代入式4-5得h0=7(H1-H2)2+L2-L=j(64-9.1)2+159.532-159.53=9.18代入式4-6有=11.79q_642-(64+代入式4-6有=11.79K 2x159.53—由資料可知K=0.44x10-6cm/s則滲流量為：q=11.79X0.44x10-8=5.19x10-8m?/s

代入式4-1得浸潤(rùn)線方程為y2=18.36x+84.27將滲流曲線坐標(biāo)值列入表4-1中.表4-1正常蓄水位時(shí)滲流曲線坐標(biāo)值X01030507090110120130150y9.1816.3725.2031.6637.0041.6745.8747.0049.7153.28設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的滲流分析上游洪水位為142.0m,下游相應(yīng)水位為92.0m則上游水深H1=142.0-77.0=65.0m, 下游水深H2=92.0-77.0=15.0mm 3AL= 1一H=義65=27.86m1+2m 11+2義31L=(148-142)X3+12+(148-102)X2.5-(102-92.0)X1.0=135mL=AL+、=27.83+135=162.86m代入式4-5得h0=j(H]-HJ+L2—L=j(65-15)2+162.862—162.86=7.5代入式4-6有代入式4-6有652-(15+7.5)22x162.86=11.41則滲流將為：q=11.41X0.44x10-8=5.02x10-8m?/s代入式4-1得浸潤(rùn)線方程為y2=15x+56.25將滲流曲線坐標(biāo)值列入表4-2中.表4-2設(shè)計(jì)洪水位時(shí)滲流曲線坐標(biāo)值x01030507090110130150y7.514.3622.528.3933.2637.5041.3144.7948.02校核洪水位時(shí)的滲流分析上游校核洪水位為 143.3m，下游相應(yīng)水位為92.4m則，上游水深H1=1423.3-77.0=66.3m，下游水深H2=92.4-77.0=15.4m

m 3AL= 1—H= 義66.3=28.41m1+2m i1+2義31Li=(148-143.3)X3+12+(148-102)X2.5-(102-92.4)X1.0=131.5mL=AL+%=28.413+131.5=159.91m4-5代 入 式4-5-L=y'(66.3-15.4)2+159.912-159.91=7.9代入式4-6有q=66.32-(15.4+7.9)2=12.05K2x159.91則滲流將為：q=12.05X0.44x10-8=5.30x10-8m?/s代入式4-1得浸潤(rùn)線方程為y2=15.8x+62.41將滲流曲線坐標(biāo)值列入表4-3中.表4-3校核洪水位時(shí)滲流曲線坐標(biāo)值x 0 10 30 50 70 90 110 130 150y 7.9 14.85 23.16 29.10 34.18 38.52 42.43 46.00 59.32滲流分析將前面三種工況計(jì)算所得的滲流曲線繪制在圖4-2中。由圖中所示三種狀況下的滲流曲線沒有相交，說(shuō)明滲流分析結(jié)果是合理的。校核洪水位時(shí)圖4-2滲流曲線圖5穩(wěn)定分析穩(wěn)定分析是確定壩的設(shè)計(jì)剖面和評(píng)價(jià)壩體安全的依據(jù)。穩(wěn)定分析的可靠程度對(duì)壩體的經(jīng)濟(jì)性和安全性具有重要的影響。計(jì)算工況與安全系數(shù)(1)穩(wěn)定滲流期。校核兩種工況的上、下游穩(wěn)定：①水庫(kù)水位處于正常蓄水位或設(shè)計(jì)洪水位，下游為相應(yīng)水位，屬于正常運(yùn)用條件；②水庫(kù)水位處于校核洪水位，下游為相應(yīng)水位，屬于非常運(yùn)用條件I。(2)水庫(kù)水位驟降。水庫(kù)水位處于正常蓄水位或設(shè)計(jì)洪水位，下游為相應(yīng)水位，屬于正常運(yùn)用條件。按SL274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，壩坡抗滑穩(wěn)定的最小安全系數(shù)根據(jù)壩的級(jí)別，參照表5-1加以選取。表5-1壩坡抗滑穩(wěn)定的安全系數(shù)壩的級(jí)別1234、5正常運(yùn)用條件1.501.351.301.25非正常運(yùn)用條件I1.305非正常運(yùn)用條件n51.10表5-1中的安全系數(shù)適用于計(jì)及條塊間作用力的簡(jiǎn)化畢肖普和摩根斯頓-普萊斯法等。采用瑞典圓弧法時(shí)，對(duì)1級(jí)壩正常運(yùn)用條件要求最小安全系數(shù)不低于1.30,其他情況可較表中數(shù)值減小8%。穩(wěn)定分析基本原理及方法本設(shè)計(jì)采用圓弧法，其基本原理為假定滑動(dòng)面為一圓柱面。將滑動(dòng)面內(nèi)的土體看作剛體，失穩(wěn)時(shí)該土體繞圓弧的中心旋轉(zhuǎn)，沿著壩軸線方向取單寬壩段按平面問題進(jìn)行分析。計(jì)算時(shí)將滑動(dòng)面以上的土體分成若干鉛直土條，求出各土條對(duì)圓弧中心的抗滑力矩之和以及滑動(dòng)力矩之和。二者之比為該滑弧抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)Kc圓弧法有分兩種：畢肖普法和瑞典圓弧法，本設(shè)計(jì)采用瑞典圓弧法。最危險(xiǎn)滑弧圓心范圍的確定如圖5-1,做點(diǎn)MjM2，M2點(diǎn)的方向由壩坡坡度查表5-2而得pjp2角

來(lái)確定。同時(shí)在壩坡中部上方、壩線中點(diǎn)鉛垂線與法線之間半徑為（1/2?3/4）L的范圍內(nèi)，L為壩坡在水平面上的投影長(zhǎng)度。表5-2壩坡坡度表'1:11:21:31:41:5角度P1P22826252525(°)3735353637半徑Ri0.75H0.75H1.0H1.5H2.2HR21.5H1.75H2.3H3.75H4.8土料的凝聚性愈強(qiáng)，相應(yīng)的滑動(dòng)面愈深；無(wú)粘性土的滑動(dòng)面則較淺。本設(shè)計(jì)選取滑動(dòng)面與下游壩腳附近相交。圖5-1圓弧法計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算公式：TRZC'bseca+WcosatanpK== -—— i i i.cSR 乙Wsina(5-1)式中：i 土條編號(hào)；土條重量;

土條寬度土條延滑裂面的夾角，單位（°）;。'、①, 有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo).穩(wěn)定分析計(jì)算正常蓄水位的下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算第一次試算：R=172m b=17.2m計(jì)算過程計(jì)入表5-3中：圖5-2正常蓄水位時(shí)下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算簡(jiǎn)圖a表5-3正常蓄水位時(shí)下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算表a編號(hào)A1A2A3A4A5Y1Y2Y3Y4Y5-20000142.0620.419.816.520.518-1000104.06156.5220.419.816.520.51800063.145217.54156.5220.419.816.520.5181213.97163.5356.8520.49599.6720.419.816.520.5182156.01360.34156.520020.419.816.520.518

3161.51473.172156.520020.419.816.520.5184189.72563.3106.980020.419.816.520.5185230.82598.04400020.419.816.520.5186281.39470.52300020.419.816.520.5187288.96283.9700020.419.816.520.5188136.8734.9500020.419.816.520.518basinacosaseca①甲,tan①tan①'CW 117.2001123400.377870.7265420017.2001123400.377870.7265420017.2001123400.377870.7265420017.2001123400.377870.72654204364.98817.2001123400.377870.72654203182.60417.2001123400.377870.72654203294.76317.2240.36810.92981.07623400.377870.72654203870.28817.2300.4540.8911.12223400.377870.72654204708.78917.2370.5490.83581.19623400.377870.72654205740.39717.2440.63740.77051.29823400.377870.72654205894.78417.2530.73960.6731.48623400.377870.72654202792.148W 2W 3W 4W 5W加侏W 堆石Wcosatan①—壩體0002557.04402557.0440002133.232817.3604950.59001041.8934459.572817.361041.8937276.93393.69993237.894938.025420.14751794.068540.9072214.2083227.3537134.7322582.580012899.9204874.4919368.8062582.580015246.1505761.06211153.341765.170016788.805898.50911841.2700016550.0605572.1739316.35500015056.7504755.3375622.60600011517.3903353.318692.010003484.1580886.0572WcosatanpZWcosatan①CbsecaWsinaTSKc747.2936747.2936360051261.5231878.711.613652.6843652.6843600>1.355515.6946012.2663600滿足1452.1124790.249366.49082066.439穩(wěn)定04401.075373.2123186.46要求04386.086387.19084595.61803983.342404.03885371.1703218.294430.7225594.53402173.216467.22244757.820361.6625534.90961051.851表格中：A1 第i條塊中浸潤(rùn)線以上部分土體面積;4 第i條塊中水面線以上浸潤(rùn)線以下部分土體面積;A3 第i條塊中水面線以下部分土體面積；A4 第i條塊中水面線以上棱體排水部分面積；A5 第i條塊中水面線以下棱體排水部分面積;1 土體干容重；2 土體濕容重；3 土體飽和容重；y4 棱體堆石干容重；5 棱體堆石濕容重；第二次試算 R=160m計(jì)算過程計(jì)入表5-4：圖5-3正常蓄水位時(shí)下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算簡(jiǎn)圖b表5-4正常蓄水位時(shí)下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算表b編號(hào)A1A2A3A4A5Y1Y2Y3Y4Y5-200030.7967149.57720.419.816.520.518-1000104.06145.620.419.816.520.5180156.67317.23490217.54145.620.419.816.520.5181163.712242.7616102.94042.660920.419.816.520.5182143.466365.4112145.60020.419.816.520.5183154.096457.1808116.690020.419.816.520.5184180.45533.227226.9650020.419.816.520.5185216.978492.643200020.419.816.520.5186260.896382.100800020.419.816.520.5187273.597221.52800020.419.816.520.5188135.63621,139200020.419.816.520.518basinacosaseca①甲,tan①tan①,Cw 116001123400.377870.7265420016001123400.377870.7265420016001123400.377870.72654203196.13316001123400.377870.72654203339.72516001123400.377870.72654202926.69816170.26390.96461.036723400.377870.72654203143.55816240.368120.929781.0755323400.377870.72654203681.17216300.453990.891011.1223323400.377870.72654204426.34316370.549020.835811.1964523400.377870.72654205322.27816440.637420.770511.2978423400.377870.72654205581.375

1653 0.73963 0.67301 1.4858623 40 0.37787 0.7265420 2766.97W 2W 3W 4W 5W壩體W 堆石Wcosatan①——壩體00631.33242692.37903323.7110002133.232620.804754.030341.25104459.572620.83537.3847080.371336.6714806.681698.4950767.89629844.9767.89623720.0927235.1422402.40012564.2404747.6499052.181925.3360014121.0705147.03810557.9444.91590014683.9905159.0139754.33500014180.6804774.4357565.59600012887.8704070.3454386.2540009967.62902902.101418.55620003185.5260810.1122WcosatanpZWcosatan①CbsecaWsinaTSKc2414.8092414.80932003453.9933453.99332005144.1726480.8433200557.9073427832001.53604747.6493200>1.3505147.038331.7443726.55148147.0531355.28滿足05159.013344.16965405.469穩(wěn)定04774.435359.14566437.886要求04070.345382.8647075.70102902.101415.30886353.5660810.1122475.47522356.111第三次試算 R=180m,b=18m.計(jì)算過程計(jì)入表5-5。

圖5-4正常蓄水位時(shí)下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算簡(jiǎn)圖c表5-5正常蓄水位時(shí)下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算表c編號(hào)A1A2A3A4A5Y1Y 2Y3Y4Y5-1000057.14220.419.816.520.5180000101,42163,820.419.816.520.518164,418400226,504163.820.419.816.520.5182221,403178,779656,78219,88890.38820.419.816.520.5183162,367387,302466,280020.419.816.520.5184171,736453,565800020.419.816.520.5185204,851386,468500020.419.816.520.5186252,612254,381400020.419.816.520.5187307,67459,981500020.419.816.520.518869.7123000020.419.816.520.518basinacosaseca①甲,tan①tan①,Cw 118001123400.377870.7265420018001123400.377870.7265420018001123400.377870.72654201314.13518120.187380.982291.0180323400.377870.72654204516.62318170.26390.96461.036723400.377870.72654203312.29118240.368120.929781.0755323400.377870.72654203503.41818300.453990.891011.1223323400.377870.72654204178.95618370.549020.835811.1964523400.377870.72654205153.28518440.637420.770511.2978423400.377870.72654206276.5518530.739630.673011.4858623400.377870.72654201422.131

W 2W 3W 4W 5W壩體W 堆石Wcosatan①—壩體0001028.56501028.5650002079.1062948.405027.5060004643.3282948.41314.