水利樞紐重力壩施工組織設(shè)計(jì)

第頁第一部分設(shè)計(jì)計(jì)說明書1概述1.1工程地理理理位置大華橋水電站位位位于云南南省怒怒江州蘭蘭坪縣縣兔峨鄉(xiāng)鄉(xiāng)境內(nèi)內(nèi)瀾滄江江上游游河段上上，距距蘭坪縣縣城777km，是是瀾滄江江干流流水電基基地上上游河段段規(guī)劃劃的八座座梯級(jí)級(jí)電站中中的第第六級(jí)，電電站站距黃登登水電電站約40kkm；下鄰距距苗尾水水電站站約60kmm。1.2流域概況況況瀾滄江是湄公河河河上游在在中國國境內(nèi)河河段的的名稱，藏藏語語拉楚，意意思思為“獐子河河”。它也是是中國西西南地地區(qū)的大大河之之一，是是世界界第六長長河，亞亞洲第三三長河河，東南南亞第第一長河河。瀾滄江源出青海海海省唐古古拉山山，源頭頭海拔拔52000米米，主干干流總總長度21339千米，瀾瀾滄江流流經(jīng)青青海、西西藏和和云南三三省，在在云南省省西雙雙版納傣傣族自自治州勐勐臘縣縣出境成成為老老撾和緬緬甸的的界河，后后始始稱湄公公河。湄湄公河流流經(jīng)老老撾、緬緬甸、泰泰國、柬柬埔寨寨和越南南，于于越南胡胡志明明市流入入中國國南海。1.3水文氣象象象資料（1）洪峰流量量根據(jù)水文分析，各各頻率下的洪洪水流量列入入下表所示。表1.3-1下壩址址各頻率率洪水水成果表表頻率(%)0.010.020.050.10.20.5125102050Qm（m3/ss）160001500013700127001160010400931083006950593048903500（2）洪峰單位位過過程線依據(jù)觀測資料，888個(gè)小時(shí)的的單位洪峰流流量如表1..3-2所示，其其過程線如圖圖1.3-11所示。表1.3-2壩址單位位洪水過過程表表小時(shí)（h）流量（%）小時(shí)（h）流量（%）小時(shí)（h）流量（%）06.473081.056026.14212.483273.206225.42425.623467.326424.97647.193660.856624.51860.393856.016823.921066.674051.707022.881267.974247.457221.701469.284444.317420.461669.934640.527619.411871.244837.527818.042073.865034.978017.122279.085232.298216.412490.205430.398415.6226100.005628.638614.842892.165827.398814.12圖1.3-1單位洪水水過過程線（3）水庫水位位~~庫容關(guān)系系表1.3-3水位~庫庫容曲線線水位（m）水庫庫容（萬mmm3）水位（m）水庫庫容（萬mmm3）1406.04440.001455.066610743.77741410.277748.771460.388813677.11171414.9666280.931465.188816940.44411420.0333634.351470.199920457.55561424.76661137.67771472.300022077.44481430.17771908.36661473.399922867.11101434.96662929.91111475.077724418.00051440.20004319.94441476.377725363.77791445.12226151.28881479.288827934.66601450.00008285.06661480.255528854.2222圖1.3-2水位~庫庫容曲線線（4）壩址水位位流流量關(guān)系表1.3-4壩址水位位流量關(guān)關(guān)系表表流量（m3/sss）水位（m）流量（m3/sss）水位（m）5551406.766668441419.62228131407.622278101420.58881211408.888888441421.677715901409.900099321422.699919961411.0111110841423.755524381412.1333122001424.788829001413.2555134001425.811133661414.2999146001426.844438501415.2666158001427.92224449416.42170001429.022251461417.5777182001430.022259311418.6666195001430.9555（5）其它資料料1）壩址區(qū)地震震震基本烈度度為為Ⅵ度2）風(fēng)速及風(fēng)區(qū)區(qū)區(qū)長度：重重現(xiàn)現(xiàn)期為50年年的年最最大風(fēng)風(fēng)速為30..5m//s，多多年平均均最大大風(fēng)速為166.3m//s計(jì)算，風(fēng)風(fēng)區(qū)長度度為4400m；3）淤沙情況：：：壩前淤沙沙高高程為14006.99m，泥泥沙浮重重度為為9.0kkNN/m3，內(nèi)摩擦擦角角為15°；；1.4壩址區(qū)地地地質(zhì)構(gòu)造資資料料壩址處壩基巖體體體以中等等堅(jiān)硬硬的板巖巖和堅(jiān)堅(jiān)硬的石石英砂砂巖互層層為主主，二者者比例例基本為1：：1，層面閉閉合，結(jié)結(jié)合緊緊密，微微風(fēng)化化巖體完完整性性較好（RQQD為50%%~700%），從從巖體強(qiáng)強(qiáng)度、抗抗變形能能力上上石英砂砂巖較較好，而而板巖巖較差。河河床床壩基巖巖體質(zhì)質(zhì)量以Ⅲ1類為主，兩兩兩岸石英英砂巖巖多為Ⅲ1~Ⅳ1、板巖多多為Ⅲ2~Ⅳ1類，承載力力總體能能滿足足要求。壩壩基基斷裂構(gòu)構(gòu)造不不發(fā)育，兩兩岸岸巖層層層序?qū)?duì)應(yīng)關(guān)系系正常常，主要要結(jié)構(gòu)構(gòu)面為單單一的的橫河向向、陡陡角度略略傾向向下游的的層面面，且多多為膠膠結(jié)較好好的硬硬性結(jié)構(gòu)構(gòu)面，對(duì)對(duì)壩基穩(wěn)穩(wěn)定影影響較小小。表1.4-1壩壩壩址區(qū)巖體體力力學(xué)參數(shù)數(shù)表巖性巖石飽和抗壓強(qiáng)度巖石飽和抗拉強(qiáng)度巖石飽和密度泊松比模量值巖體/巖體允許承載力抗剪斷抗剪變模E0彈模Esf′c′fMPaMPag/cm3GPaMPaMPa板巖402.52.770.23690.900.800.656砂巖0.208101.01.550.7巖石與混凝土間間間抗剪斷斷強(qiáng)度度參數(shù)=00..85~~0..95，粘聚聚力=0..880~00.995MPPa；；抗剪強(qiáng)強(qiáng)度參參數(shù)=0..665.1.5筑壩材料料料（1）當(dāng)?shù)夭牧狭??？笨睖y結(jié)果果如下。1）砂：河沙AAA：在壩址址下下游3~5kkm處，顆粒粒較粗，其其主主要顆粒粒直徑徑在0.5~~1.0之間間，，不均均勻勻系數(shù)。砂砂均均在正常常河水水附近，含含泥泥量約為3..5%，沿河河有公路路可通通。河砂B：：在壩址址下游游20kmm處處，粒徑徑較小小，，不均均勻勻系數(shù)。2）石料：巖石石石物理性質(zhì)質(zhì)：：比重為2..65tt/mm3,干抗壓極極限強(qiáng)度度為1140MMPaa，飽和抗抗壓壓極限強(qiáng)強(qiáng)度為為105MMPPa，經(jīng)過225次凍融后后抗壓極極限強(qiáng)強(qiáng)度為1055MPa。3）土料：有黏黏黏土、沙壤壤土土及土皮皮土風(fēng)風(fēng)化料，其其分分布、儲(chǔ)儲(chǔ)量及及性質(zhì)見見表11.5--1、11,5--2。表1.5-1建筑材料料性質(zhì)表表土壤名稱土壤特性河砂A河砂B黏土沙壤土土皮山土壤干容重（kkkPa）16161716.616孔隙率0.450.420.350.380.398內(nèi)摩擦系數(shù)（自自自然含水水量）0.600.550.350.300.60內(nèi)摩擦系數(shù)（飽飽飽和含水水量）0.600.550.240.280.50粘結(jié)力c（kPPPa）001001000滲透系數(shù)K（cccm/s）2.0×1036.0×1034.0×1071.0×1051.0×103天然含水量（%%%）2017最優(yōu)含水量（%%%）191822.5壓縮模量E（kkkPa）1200010000表1.5-2當(dāng)?shù)夭牧狭戏植技凹皟?chǔ)量量表部位=1\*ROMANI=2\*ROMANII=3\*ROMANIII=4\*ROMANIV材料石料砂壤土黏土石料位置壩址上游2km右岸壩址上游2km左岸壩址上游1.3km左岸岸岸壩址上游3.5km右岸岸岸可開采量（萬mmm3）1585104）卵石：在本本本河流下游游支支流河口口處有有卵石80××104m3，粒徑在在11~200cmm，質(zhì)地良良好好，可作作為混混凝土骨骨料。（2）外來材料料1）水泥：壩址址址處下游有有一一大水泥泥廠，可可供給本本工程程以足量量的水水泥；2）鋼筋：可從從從蘭坪縣城城運(yùn)運(yùn)取；3）木材：距工工工地40kmm的地區(qū)可可大大量供應(yīng)應(yīng)。（3）交通情況況壩址處交通便利利利，公路路、鐵鐵路均與與外界界相通，可可滿滿足本工工程的的設(shè)備與與材料料的運(yùn)輸輸要求求。1.6工程樞紐紐紐任務(wù)與與效益益根據(jù)瀾滄江流域域域工農(nóng)業(yè)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)發(fā)展需需要及及縣河干干流自自然地理理及社社會(huì)經(jīng)濟(jì)濟(jì)條件件，并結(jié)結(jié)合現(xiàn)現(xiàn)狀開發(fā)發(fā)情況況及現(xiàn)場場查勘勘規(guī)劃設(shè)設(shè)想，確確定大華華橋水水電站的的開發(fā)發(fā)任務(wù)是是：以以發(fā)電為為主，兼兼顧農(nóng)業(yè)業(yè)灌溉溉、防洪洪、城城鎮(zhèn)工業(yè)業(yè)、居居民生活活供水水、人畜畜飲水水、短途途航運(yùn)運(yùn)等綜合合利用用效益。2樞紐選擇和和布布置2.1樞紐建筑筑筑物組成成、工工程等級(jí)級(jí)及建建筑物級(jí)級(jí)別劃劃分2.1.1樞紐紐紐建筑物物組成成根據(jù)瀾滄江流域域域的開發(fā)發(fā)任務(wù)務(wù)，大華華橋水水電站的的效益益主要是是發(fā)電電效益，其其次次是兼顧農(nóng)農(nóng)業(yè)業(yè)灌溉、防防洪洪、城鎮(zhèn)鎮(zhèn)工業(yè)業(yè)、居民民生活活供水、人人畜畜飲水、短短途途航運(yùn)等等綜合合利用效效益。故該該工程的永永久建筑物物包括擋水水建筑物、泄泄水建筑物物、引水建建筑物、電電站廠房、開開關(guān)站等。為為便于施工工，還需要要導(dǎo)流建筑筑物、施工工圍堰等臨臨時(shí)建筑物物。2.1.2工程程程等級(jí)及及建筑筑物級(jí)別別確定定本工程正常蓄水水水位H=14477m，相相應(yīng)庫容V==2.993億億m3,根據(jù)《水水利水電電工程程等級(jí)劃劃分及及洪水標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》((見表2.11-1)確定定本工程程的規(guī)規(guī)模為大大（22）型，工工程程等級(jí)為為二等等，再根根據(jù)《永永久性水水工建建筑物的的級(jí)別別》（表2..1-22)得得相應(yīng)永永久建建筑物級(jí)級(jí)別為為2級(jí)，次要要建筑物物為33級(jí)。最后后根根據(jù)《山區(qū)區(qū)、丘丘陵區(qū)水水利水水電永久久性水水工建筑筑物洪洪水標(biāo)準(zhǔn)[[重現(xiàn)期（年年年）]》（表表2.1--33）得該工工程程設(shè)計(jì)洪洪水重重現(xiàn)期5000年，校核核洪水重重現(xiàn)期期20000年。表2.1-111水利水電電工程分分等指指標(biāo)工程等別工程規(guī)模水庫總庫容(((108m3)防洪治澇灌溉供水發(fā)電保護(hù)城鎮(zhèn)及工礦礦礦企業(yè)的的重要要性保護(hù)農(nóng)田(11104畝)治澇面積灌溉面積供水對(duì)象裝機(jī)容量(104畝)))(104畝)))重要性(104kkkW)I大(1)型型型≥10特別重要≥500≥200≥150特別重要≥120Ⅱ大(2)型型型10～1...0重要500～11100200～6660150～5550重要120～3330Ⅲ中型1.0～000.100中等100～333060～155550～5中等30～5IV小(1)型型型0.10～000.011一般30～515～35～0.555一般5～1V小(2)型型型0.01～000.0001<5<3<0.5<1注：1、水水庫庫總庫容指指指水庫最最高水水位以下下的靜靜庫容；2、治澇面面積積和灌溉溉面積積均指設(shè)設(shè)計(jì)面面積。表2.1-2永久性水水工工建筑物物的級(jí)級(jí)別工程等別永久性建筑物的的的級(jí)別主要建筑物次要建筑物I13Ⅱ23Ⅲ34IV45V55表2.1-3山區(qū)、丘丘陵陵區(qū)水利利水電電永久性性水工工建筑物物洪水水標(biāo)準(zhǔn)[重現(xiàn)期（年年年）]項(xiàng)目水工建筑物級(jí)別別別12345設(shè)計(jì)1000～50000500～10000100～5050～3030～20校核土石壩可能最大洪水（PMF）或100000～500005000～2000002000～1000001000～30000300～20000混凝土壩、漿砌砌砌石壩5000～2000002000～1000001000～50000500～20000200～100002.2壩址、壩壩壩型的選選定2.2.1壩址址址、壩型型選擇擇的原則則壩址、壩型選擇擇擇是水利利樞紐紐設(shè)計(jì)的的重要要內(nèi)容，二二者者相互聯(lián)聯(lián)系，不不同的壩壩址可可以選用用不同同的壩型型，同同一個(gè)壩壩址也也應(yīng)考慮慮幾種種不同的的樞紐紐布置方方案并并進(jìn)行比比較。在在選擇壩壩址、壩壩型時(shí)，應(yīng)應(yīng)研研究樞紐紐附近近的地形形地質(zhì)質(zhì)條件、水水流流條件和和建筑筑材料、施施工工條件、樞樞紐紐布置等等：(1)地質(zhì)條件件件。地質(zhì)質(zhì)是壩壩址、壩壩型選選擇的主主要依依據(jù)之一一。拱拱壩、重重力壩壩需建在在巖基基上；土土石壩壩則巖基基、土土基均可可修建建。壩址選擇應(yīng)該注注注意一下下幾個(gè)個(gè)方面的的問題題：①對(duì)斷層破碎帶帶帶，軟弱夾夾層層要查明明其產(chǎn)產(chǎn)狀、寬寬度（厚厚度）、充充填填物和膠膠結(jié)情情況，對(duì)對(duì)垂直直水流方方向的的陡傾角角斷層層應(yīng)盡量量避開開，對(duì)具具有規(guī)規(guī)模較大大的垂垂直水流流方向向的斷層層或是是存在活活斷層層的河岸岸，均均不應(yīng)選選擇壩壩址。②在順向河谷（指指指巖層走走向與與河流方方向一一致）中中，總總有一岸岸只與與巖層傾傾向一一致的順順向坡坡，當(dāng)巖巖層傾傾角小于于地形形坡角，巖巖層層又有軟軟弱結(jié)結(jié)構(gòu)面時(shí)時(shí)，在在地形上上存在在臨空面面，這這種岸坡坡極易易發(fā)生滑滑坡，應(yīng)應(yīng)當(dāng)注意意。③對(duì)于巖溶地區(qū)區(qū)區(qū)，要掌握握巖巖溶發(fā)育育規(guī)律律，特別別要注注意潛伏伏溶洞洞、暗河河、溶溶溝和溶溶槽，必必須查明明巖溶溶對(duì)水庫庫蓄水水和對(duì)建建筑物物的影響響。④對(duì)土石壩，應(yīng)應(yīng)應(yīng)盡量避開開細(xì)細(xì)砂、軟軟粘土土、淤泥泥、分分散性土土、濕濕陷性黃黃土和和膨脹土土等土土基。(2)地形條件件件。河谷谷狹窄窄，地質(zhì)質(zhì)條件件良好，適適宜宜修建拱拱壩；；河谷寬寬闊，地地質(zhì)條件件較好好，可選選用重重力壩或或支墩墩壩；河河谷寬寬闊、河河床覆覆蓋層深深厚或或是地質(zhì)質(zhì)條件件較差，且且土土石、沙沙礫等等當(dāng)?shù)夭牟牧蟽?chǔ)儲(chǔ)量豐富富，適適宜修建建土石石壩。在在高山山峽谷區(qū)區(qū)布置置水利樞樞紐，應(yīng)應(yīng)盡量減減少高高邊坡開開挖。壩壩址選在在峽谷谷地段，壩壩軸軸線短，壩壩體體工程量量小，但但不利于于泄水水建筑物物等的的布置，因因此此需綜合合考慮慮。(3)筑壩材料料料。壩址址附近近應(yīng)有足足夠的的符合要要求的的天然建建筑材材料。(4)施工條件件件。便于于施工工導(dǎo)流，壩壩址址附近特特別是是其下游游應(yīng)有有開闊地地形，便便于布置置施工工場地；；距離離交通干干線近近，便于于交通通運(yùn)輸；；可與與永久電電網(wǎng)連連接，解解決施施工用電電問題題。(5)綜臺(tái)效益益益。選擇擇壩址址應(yīng)綜合合考慮慮防洪、灌灌溉溉、發(fā)電電、航航運(yùn)、旅旅游、環(huán)環(huán)境等各各部門門的經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益益。壩址選擇與地形形形、地質(zhì)質(zhì)條件件、壩型型、樞樞紐布置置和施施工導(dǎo)流流等因因素有關(guān)關(guān)，在在滿足樞樞紐布布置和施施工導(dǎo)導(dǎo)流要求求的前前提下，壩壩軸軸線應(yīng)盡盡可能能短，以以節(jié)省省工程量量。從從地質(zhì)條條件看看，壩址址應(yīng)選選在地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造造簡單，無無大大的地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造造的地方方。2.2.2壩址址址的選定定根據(jù)以上原則的的的比選，最最終終確定大大華橋橋水電站站位置置，此處河河谷谷狹窄，且且呈呈“U”型。2.2.3壩型型型的選定定可供選擇的壩型型型有土石石壩、拱拱壩、面面板堆堆石壩、碾碾壓壓混凝土土重力力壩等。具具體體比較選選擇如如下：（1）土石壩在有條件的情況況況下，為為了節(jié)節(jié)省材料料，選選擇壩型型的時(shí)時(shí)候應(yīng)首首先考考慮就地地取材材筑壩，土土石石壩材料料可以以就地取取用，并并且對(duì)地地基要要求不是是很高高，能較較好地地適應(yīng)地地基變變形，結(jié)結(jié)構(gòu)簡簡單，施施工技技術(shù)簡便便，工工序少，可可以以組織機(jī)機(jī)械化化快速施施工。但但是壩址址附近近缺乏符符合筑筑壩條件件的土土料，難難以滿滿足筑壩壩對(duì)土土石壩的的需要要量；其其次，土土石壩壩壩頂不不能溢流流，該該河谷較較窄，兩兩岸陡峻峻，少少有階地地，施施工導(dǎo)流流不如如混凝土土壩方方便，壩壩體的的斷面大大，故故不適合合修建建土石壩壩。（2）拱壩拱壩的工作原理理理：一是是依靠靠拱的作作用，將將力傳給給拱座座；二是是依靠靠懸臂梁梁的將將力傳給給基巖巖。其主主要特特點(diǎn)：受受力條條件好，河河谷谷形狀深深窄較較好；壩壩體積積小，主主要依依靠拱作作用維維持穩(wěn)定定，自自重作用用影響響不大；；超載載能力強(qiáng)強(qiáng)，安安全度高高；抗抗震性能能好；；施工技技術(shù)要要求高，地地基基處理要要求嚴(yán)嚴(yán)格。根據(jù)拱壩的特點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)，要求求建造造在狹窄窄的河河谷上；；對(duì)地地質(zhì)條件件較理理想的是是巖石石盡量致致密，質(zhì)質(zhì)地均勻勻，有有足夠的的強(qiáng)度度﹑不透水性性和和耐久性性；兩兩岸拱座座基巖巖堅(jiān)固而而完整整，邊坡坡穩(wěn)定定，沒有有大的的斷裂構(gòu)構(gòu)造和和軟弱夾夾層。根據(jù)鄰近場地資資資料，弱弱風(fēng)化化鈣質(zhì)板板巖飽飽和狀態(tài)態(tài)下抗抗壓強(qiáng)度100.0～155.0MMPaa，為軟巖巖。微微風(fēng)化風(fēng)風(fēng)化鈣鈣質(zhì)板巖巖飽和和狀態(tài)下下抗壓壓強(qiáng)度25..0～30..0MPPa，為為較軟巖巖。片片巖強(qiáng)度度具有有明顯的的各向向異性，單單軸軸抗壓試試驗(yàn)其其受力方方向與與片理的的夾角角約50°，易沿片片理理、破壞壞，當(dāng)當(dāng)云母含含量多多時(shí)，其其強(qiáng)度度降低明明顯。故故岸邊巖巖石強(qiáng)強(qiáng)度不符符合要要求，不適適合合修建拱拱壩。（3）面板堆石石壩壩經(jīng)初步估算，在在在壩址附附近沒沒有足夠夠的砂砂石料，不不能能滿足建建壩的的材料要要求；；若采用用面板板堆石壩壩，對(duì)對(duì)于所需需的材材料要從從較遠(yuǎn)遠(yuǎn)的地方方開采采﹑運(yùn)輸，增增加加了投資資成本本；其次次，面面板堆石石壩對(duì)對(duì)地基沉沉陷較較敏感，面面板板變形﹑開裂問題題較較難解決決，壩壩體周邊邊縫的的處理也也是難難題之一一；另另外，施施工過過程中要要采取取隧洞導(dǎo)導(dǎo)流，并并要在岸岸邊單單獨(dú)修建建溢洪洪道，工工程開開挖量大大，增增加投資資，故故不適合合修建建面板堆堆石壩壩。（4）碾壓混凝凝土土重力壩碾壓混凝土重力力力壩與常常態(tài)混混凝土重重力壩壩相比，具具有有以下優(yōu)優(yōu)點(diǎn)：：工序程程序簡簡單，可可快速速施工，縮縮短短工期，提提前前發(fā)揮工工程效效益；膠膠凝材材料用量量少，特特別是水水泥的的用量少少，由由于水泥泥用量量減少，結(jié)結(jié)合合薄層大大倉面面澆筑，壩壩體體內(nèi)部混混凝土土的水化化熱溫溫升可大大大降降低，從從而簡簡化了溫溫控措措施；不不設(shè)縱縱縫，節(jié)節(jié)省了了模板和和灌漿漿等費(fèi)用用，可可使用大大型施施工機(jī)械械設(shè)備備，提高高混凝凝土運(yùn)輸輸和澆澆筑的工工效。但但是也有有缺點(diǎn)點(diǎn)，如壩壩體混混凝土需需要分分區(qū)，各各分區(qū)區(qū)混凝土土的級(jí)級(jí)配等。結(jié)合設(shè)計(jì)內(nèi)容，綜綜合考慮各方方面因素，故故確定選擇碾碾壓混凝土重重力壩設(shè)計(jì)方方案。2.3樞紐布置置置2.3.1樞紐紐紐布置的的原則則重力壩的壩軸線線線一般采采用直直線。但但是有有時(shí)由于于地形形﹑地質(zhì)或其其它它條件限限制，采采用折線線或者者曲線。壩體布置應(yīng)結(jié)合合合水利樞樞紐通通盤考慮慮。在在一般情情況下下，泄洪洪建筑筑物和廠廠房應(yīng)應(yīng)盡量布布置在在主河床床位置置。過船船和過過木建筑筑物不不宜與廠廠房布布置在同同一側(cè)側(cè)。灌溉﹑供水建筑筑物物一般位位于岸岸坡，過過魚設(shè)設(shè)施宜靠靠近廠廠房等經(jīng)經(jīng)常過過水建筑筑物。還還應(yīng)妥善善解決決排沙及及沖淤淤等問題題。位位于流量量較大大而河面面較窄窄的河道道上的的高壩式式水利利工程，可可考考慮研究究壩內(nèi)內(nèi)式電站﹑廠房頂溢溢流流式電站﹑廠房前挑挑流流式電站站或者者地下式式電站站等布置置型式式。位于于寬廣廣河道上上的中中﹑低壩，可可利利用電站站廠房房擋水代代替一一部分壩壩體。上壩道路的布置置置應(yīng)有利利于特特大洪水水時(shí)進(jìn)進(jìn)行搶護(hù)護(hù)的交交通需要要。大型樞紐工程的的的壩體布布置，應(yīng)應(yīng)經(jīng)水工工模型型試驗(yàn)，驗(yàn)驗(yàn)證證運(yùn)行期期及施施工期的的流態(tài)態(tài)和沖淤淤狀況況是否滿滿足各各項(xiàng)建筑筑物的的運(yùn)用需需要。模模型范圍圍應(yīng)包包括下游游河床床及兩岸岸可能能沖淤部部位。中中型工程程應(yīng)盡盡量進(jìn)行行一定定的水工工模型型試驗(yàn)。樞紐布置主要考考考慮以下下原則則：（1）過壩水流流應(yīng)應(yīng)盡量順直直直歸槽；；（2）盡量減少少開開挖和地基基基處理工工程量量；（3）有效利用用峽峽谷空間使使使布局協(xié)協(xié)調(diào)緊緊湊；（4）重視樞紐紐建建筑物的綜綜綜合利用用；（5）簡化施工工導(dǎo)導(dǎo)流程序。2.3.2樞紐紐紐布置方方案的的選定該工程樞紐建筑筑筑物主要要包括括：非溢溢流壩壩段、溢溢流壩壩段、引引水系系統(tǒng)、電電站廠廠房等。（1）非溢流壩壩的的布置。非非非溢流壩壩一般般布置在在河岸岸部分并并與岸岸坡相連連，非非溢流壩壩與溢溢流壩或或其他他建筑物物相連連處，常常用邊邊墻、導(dǎo)導(dǎo)墻隔隔開。連連接處處盡量使使迎水水面在同同一平平面上，以以免免部分建建筑物物受側(cè)向向水壓壓力作用用改變變壩體的的應(yīng)力力。在寬寬闊河河道上以以及岸岸坡覆蓋蓋層、風(fēng)風(fēng)化層極極深時(shí)時(shí)，非溢溢流壩壩段也可可采用用土石壩壩。（2）溢流壩的的布布置。溢流流流壩的位位置應(yīng)應(yīng)使下泄泄洪水水、排冰冰時(shí)能能與下游游平順順連接，不不致致沖淘壩壩基和和其他建建筑物物的基礎(chǔ)礎(chǔ)，其其流態(tài)和和沖淤淤不致影影響其其他建筑筑物的的使用，一一般般布置在在河谷谷的最深深處對(duì)對(duì)應(yīng)位置置。根據(jù)各布置原則則則，最終終選用用的樞紐紐布置置方案為為：混混合式開發(fā)發(fā)，壩址址位于河河谷“U”形處，引引水水線路布布置于于河道右右岸。2.4調(diào)洪演算算算2.4.1水庫庫庫運(yùn)行方方式本工程壩型為混混混凝土重重力壩壩，為充充分利利用混凝凝土壩壩壩身泄泄水的的特點(diǎn)，泄泄水水方式選選用表表孔溢流流式。當(dāng)當(dāng)水庫來來水量量小于防防洪限限制水位位下的的下泄流流量時(shí)時(shí)，用閘閘門控控制下泄泄流量量，即來來多少少水泄多多少水水，保持持防洪洪限制水水位不不變；當(dāng)當(dāng)水庫庫來水量量大于于防洪限限制水水位下的的下泄泄流量并并小于于下游承承受的的最大洪洪水量量，打開開閘門門敞泄，水水庫庫水位將將逐漸漸升高，庫庫容容也相應(yīng)應(yīng)增大大；當(dāng)下下泄流流量增大大到下下游所能能承受受的最大大泄量量時(shí)，考考慮到到下游防防洪標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，用用閘門門控制下下泄量量在下游游承受受的最大大洪水水量，即即大壩壩的安全全泄量量，把多多余的的洪水?dāng)r攔蓄在在水庫內(nèi)內(nèi)。此此時(shí)水位位將在在本次洪洪水中中達(dá)到最最高，庫庫容將達(dá)達(dá)到最最大。2.4.2調(diào)洪洪洪演算的的目的的水庫調(diào)洪計(jì)算的的的直接目目的，在在于求出出水庫庫逐時(shí)段段的蓄蓄水﹑泄水變化化過過程，從從而獲獲得調(diào)節(jié)節(jié)該次次洪水后后的水水庫最高高洪水水位和最最大下下泄流量量，以以及對(duì)應(yīng)應(yīng)的水水庫庫容容，以以用于進(jìn)進(jìn)一步步防洪計(jì)計(jì)算分分析。2.4.3調(diào)洪洪洪演算的的基本本原理及及計(jì)算算方法水庫調(diào)洪計(jì)算的的的基本原原理，是是逐時(shí)段段地聯(lián)聯(lián)立求解解水庫庫的水量量平衡衡和泄蓄蓄方程程，即圣圣維南南方程組組：調(diào)洪演算的具體體體方法有有多種種，目前前常用用的有：：列表表試算法法，半半圖解法法和簡簡單三角角形法法。這三三種方方法各有有優(yōu)缺缺點(diǎn)：列表試算法的結(jié)結(jié)結(jié)果較為為準(zhǔn)確確，并適適用于于計(jì)算時(shí)時(shí)段改改變，泄泄流規(guī)規(guī)律變化化的情情況，且且便于于使用計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)進(jìn)行計(jì)計(jì)算，是是水庫調(diào)調(diào)洪計(jì)計(jì)算的基基本方方法。但但是采采用手算算時(shí)列列表試算算法計(jì)計(jì)算工作作量較較大。半圖解法常用的的的有單輔輔助線線法和雙雙輔助助線法，采采用用手算時(shí)時(shí)比較較簡單，同同時(shí)時(shí)也可以以用計(jì)計(jì)算機(jī)繪繪制輔輔助曲線線，但但半圖解解法不不適用于于計(jì)算算時(shí)段不不同或或者泄流流規(guī)律律變化的的情況況。簡單三角形的使使使用條件件是：：溢洪道道上面面沒有閘閘門的的控制，汛汛前前水位與與堰前前水位齊齊平，入入庫洪水水和出出庫洪水水均可可以簡化化為三三角形。特特別別是有閘閘門的的溢洪道道及泄泄洪洞，其其泄泄流過程程與直直線變化化不大大時(shí)，不不易采采用此方方法。在本工程中，采采采用半圖圖解法法進(jìn)行洪洪水調(diào)調(diào)節(jié)計(jì)算算。2.4.4調(diào)洪洪洪演算的的基本本資料1.工程等級(jí)及及防防洪標(biāo)準(zhǔn)在2.1.2中中中，已經(jīng)確確定定大華橋橋電站站為大（2）型型工程，主主要要建筑物物級(jí)別別為2級(jí)，次次要建筑筑物級(jí)級(jí)別為3級(jí)。防防洪標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)為：：設(shè)計(jì)洪洪水標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)為5000年一遇，校校校核洪水水標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)為20000年一遇；；對(duì)對(duì)應(yīng)洪水水重現(xiàn)現(xiàn)期頻率率分別別為：設(shè)設(shè)計(jì)洪洪水0.2%%，校核洪洪水水0.055%%。2.大華橋水庫庫水水位庫容關(guān)關(guān)關(guān)系表及及曲線線，見表2..4.44-11，圖2.44.4--1。表2.4.41水庫水水位庫容容關(guān)系系表水位（m）水庫庫容（萬mmm3）水位（m）水庫庫容（萬mmm3）1406.04440.001455.066610743.77741410.277748.771460.388813677.11171414.9666280.931465.188816940.44411420.0333634.351470.199920457.55561424.76661137.67771472.300022077.44481430.17771908.36661473.399922867.11101434.96662929.91111475.077724418.00051440.20004319.94441476.377725363.77791445.12226151.28881479.288827934.66601450.00008285.06661480.255528854.2222圖2.4.41水庫水水位庫容容關(guān)系系曲線圖圖3.大華橋水庫庫壩壩址水位流流流量關(guān)系系表及及曲線，見見表表2.4..44-2。表2.4.42水庫壩壩址水位位流量量關(guān)系表表水位（m）水庫庫容（萬mmm3）水位（m）水庫庫容（萬mmm3）1406.04440.001455.066610743.77741410.277748.771460.388813677.11171414.9666280.931465.188816940.44411420.0333634.351470.199920457.55561424.76661137.67771472.300022077.44481430.17771908.36661473.399922867.11101434.96662929.91111475.077724418.00051440.20004319.94441476.377725363.77791445.12226151.28881479.288827934.66601450.00008285.06661480.255528854.22224.大華橋電站站典典型洪水過過過程線表表，見見表2.4..4-3。表2.4.43典型洪洪水過程程線小時(shí)（h）流量（%）小時(shí)（h）流量（%）小時(shí)（h）流量（%）06.473081.056026.14212.483273.206225.42425.623467.326424.97647.193660.856624.51860.393856.016823.921066.674051.707022.881267.974247.457221.701469.284444.317420.461669.934640.527619.411871.244837.527818.042073.865034.978017.122279.085232.298216.412490.205430.398415.6226100.005628.638614.842892.165827.398814.122.4.5調(diào)洪洪洪演算過過程該工程的泄水建建建筑物采采用WWES式實(shí)用用溢流堰堰，其其泄洪能能力可可用公式式：式中:—上游面坡度影影影響修正系系數(shù)數(shù)，在這這里上上游面豎豎直，取取1.0；—側(cè)收縮系數(shù)，與與與邊墩及及閘墩墩頭部的的型式式﹑堰孔的數(shù)數(shù)目目﹑堰孔的尺尺寸寸以及全全水頭頭有關(guān)，可可按按下面的的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)公式計(jì)計(jì)算，式式中為堰孔孔的的數(shù)目；；為堰堰頂全水水頭；；為邊墩形形狀狀系數(shù)；；為閘閘墩形狀狀系數(shù)數(shù)；在此此設(shè)計(jì)計(jì)中可取0..92?！蜎]系數(shù)，為為為自由出流流，取取1.0；—流量系數(shù)，曲曲曲線形實(shí)用用堰堰的流量量系數(shù)數(shù)初步設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)采用0.55；—為堰孔數(shù)，為為為一個(gè)堰孔孔的的凈寬；；—為重力加速度度度，通常取取99.811m//s2；—計(jì)上行進(jìn)流速速速水頭的堰堰上上總水頭頭（mm）,近似取取=上游水位位-堰頂高程程。泄洪全部采用表表表孔溢流流，假假定不同同的溢溢流堰凈凈寬BB和堰頂高高程程Z進(jìn)行方案案的比較較確定定符合要要求以以及最優(yōu)優(yōu)的方方案。最最優(yōu)方方案為堰堰頂高高程14622m，防洪限限制水位14474m，55孔，每孔孔凈凈寬16m，計(jì)計(jì)算過程程詳見見計(jì)算書書，具具體計(jì)算算結(jié)果果見表2.44.5--1。表2.4.51各種工況況下水位﹑流量資料料上游水位(m)))最大下泄流量(((m3/s)下游水位(m)))正常1477.01408.2000設(shè)計(jì)1478.355510778.66691423.4666校核1480.266612724.99911425.23333非溢流壩段段設(shè)設(shè)計(jì)3.1剖面設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)原則重力壩是在水壓壓壓力和揚(yáng)揚(yáng)壓力力等荷載載的作作用下，主主要要依靠壩壩體自自重產(chǎn)生生的抗抗滑力來來滿足足穩(wěn)定要要求；；同時(shí)依依靠壩壩體自重重產(chǎn)生生的壓應(yīng)應(yīng)力來來抵消由由于水水壓力所所引起起的拉應(yīng)應(yīng)力，以以滿足強(qiáng)強(qiáng)度要要求。非溢流壩剖面設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)的基基本原原則是：①滿足穩(wěn)定定和和強(qiáng)度要要求，保保證大壩壩安全全；②工程量小小，造造價(jià)低；③結(jié)構(gòu)合理理，運(yùn)運(yùn)用方便便；④④利于施工工，方方便維修修。遵循以上原則擬擬擬訂出的的剖面面，需要要經(jīng)過過穩(wěn)定及及強(qiáng)度度驗(yàn)算，分分析析是否滿滿足安安全和經(jīng)經(jīng)濟(jì)的的要求，壩壩體體剖面可可以參參照以前前的工工程實(shí)例例，結(jié)結(jié)合本工工程的的實(shí)際情情況，先先行擬定定，然然后根據(jù)據(jù)穩(wěn)定定和應(yīng)力力分析析進(jìn)行必必要的的修正。重重復(fù)復(fù)以上過過程直直至得到到一個(gè)個(gè)經(jīng)濟(jì)的的剖面面。3.2剖面的擬擬擬定3.2.1確定定定壩頂高高程根據(jù)調(diào)洪演算結(jié)結(jié)結(jié)果，可可得水水庫的設(shè)設(shè)計(jì)洪洪水位為14478..355m，校核洪洪水位為14480..266m。壩頂高高程應(yīng)高高于校校核洪水水位，壩壩頂上游游防浪浪墻的高高程，應(yīng)應(yīng)高于波波浪頂頂高程。防防浪浪墻頂至至正常常蓄水位位、設(shè)設(shè)計(jì)洪水水位或或校核洪洪水位位的高差差，可可按下式式計(jì)算算：式中：—累計(jì)頻頻頻率為1%%時(shí)的波浪浪高度，mm；；—波浪中心線高高高于靜水位位的的高度，m；；—安全加高，mmm；按表3..2-1選用用，對(duì)于該該工工程，基基本情情況＝0..5m，特殊情情況況＝0.4m。表3.2.11安全加加高運(yùn)用情況壩的級(jí)別123設(shè)計(jì)情況（基本本本情況）0.70.50.4校核情況(特殊殊殊情況)0.50.40.3根據(jù)SL3199--200555《混凝土土重重力壩設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》該該水庫庫屬于峽峽谷水水庫，故故可按下面面的官官廳公式式計(jì)算算：式中：為計(jì)算風(fēng)速，單單單位m/ss，是指水水面以以上10m處處10miinn的風(fēng)速平平均均值，水水庫為為正常蓄蓄水位位和設(shè)計(jì)計(jì)洪水水位時(shí)，宜宜采采用相應(yīng)應(yīng)季節(jié)節(jié)50年重現(xiàn)現(xiàn)期的最最大風(fēng)速速；校校核洪水水位時(shí)時(shí)，宜采采用相相應(yīng)洪水水期最最大風(fēng)速速的多多年平均均值；；為風(fēng)作用用于水水域的長長度，kmm，稱為吹吹程，按按回水長長度計(jì)計(jì)算。計(jì)算算風(fēng)風(fēng)速在水水庫正正常蓄水水位和和設(shè)計(jì)洪洪水位位時(shí)，宜宜采用用相應(yīng)洪洪水期期多年平平均最最大風(fēng)速速的11.5～2.0倍，校校核洪水水位時(shí)時(shí)宜采用用相應(yīng)應(yīng)洪水期期多年年平均最最大風(fēng)風(fēng)速。根據(jù)給定資料：：：歷年最最大風(fēng)風(fēng)速30.55m/s，風(fēng)風(fēng)作用于于水域域的長度度約00.4kkm。不不同工況況下計(jì)計(jì)算風(fēng)速速取值值見表3.22.1--2：：表3.2.12不同工工況下計(jì)計(jì)算風(fēng)風(fēng)速取值值計(jì)算情況庫水位(m)吹程(km)最大風(fēng)速(m///s)計(jì)算風(fēng)速(m///s)正常工況1477.00000.430.545.75設(shè)計(jì)工況1478.35550.430.545.75校核工況1480.26660.416.316.30計(jì)算時(shí)，對(duì)于波波波高，當(dāng)=200～250時(shí)，為累累計(jì)頻頻率5%的波高高；當(dāng)=2550～10000時(shí)，為為累計(jì)頻頻率10%%的波高。規(guī)規(guī)范規(guī)定應(yīng)應(yīng)應(yīng)采用累累計(jì)頻頻率為1%%時(shí)的波高高，對(duì)應(yīng)于于5%波高，應(yīng)應(yīng)乘以以1.244；對(duì)應(yīng)于于10%波高高，應(yīng)乘以以以1.411。壩頂上游防浪墻墻墻頂高程程按下下式計(jì)算算：防浪墻高程=正正正常蓄水水位++防浪墻高程=設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)洪水水位++防浪墻高程=校校校核洪水水位++式中：、、分別別別為防浪浪墻頂頂距正常常蓄水水位、設(shè)設(shè)計(jì)洪洪水位和和校核核洪水位位的高高度。由由于正正常蓄水水位、設(shè)設(shè)計(jì)洪水水位和和校核洪洪水位位在計(jì)算算壩頂頂超出靜靜水位位時(shí)，所采采用的的風(fēng)速計(jì)計(jì)算值值及安全全超高高值不一一樣，所所以在決決定壩壩頂高程程時(shí)，應(yīng)應(yīng)按正常常工況況、設(shè)計(jì)計(jì)工況況和校核核工況況分別求求出壩壩頂高程程，但但壩頂高高程應(yīng)應(yīng)高于校校核水水位。計(jì)算過程詳見計(jì)計(jì)計(jì)算書，計(jì)計(jì)算算結(jié)果見見表33.2..1--3：表3.2.13計(jì)算結(jié)結(jié)果計(jì)算情況（m）（m）（m）（m）防浪墻頂高程（m）正常情況1.7430.4750.52.7181479.71118設(shè)計(jì)情況1.7430.4750.52.7181481.06668校核情況0.4800.1010.40.9811481.24441為保證大壩的安安安全運(yùn)行行，應(yīng)應(yīng)該選用用其中中的較大大值，故故選取防防浪墻墻頂高程程＝114811.2241m，在在壩頂上上游面面設(shè)置有有與壩壩體連成成整體體的防浪浪墻，取防防浪墻高為為1.2m，壩頂高高程=防浪墻頂頂高程-1.22=14881.2441-1..2=14480.0041m<<14800.26mm，取壩頂頂高程為14811.00mm。3.2.2確定定定壩基高高程修建在巖基上的的的重力壩壩，其其壩址由由于經(jīng)經(jīng)受長期期的地地質(zhì)作用用，一一般都有有風(fēng)化化、節(jié)理理、裂裂隙等缺缺陷，有有時(shí)還有有斷層層、破碎碎帶和和軟弱夾夾層，所所有這些些都需需要采取取適當(dāng)當(dāng)?shù)挠嗅樶槍?duì)性性的措施施，以以滿足建建壩要要求。壩壩基處處理時(shí)，要要綜綜合考慮慮地基基及其上上部結(jié)結(jié)構(gòu)之間間的相相互關(guān)系系，有有時(shí)甚至至需要要調(diào)整上上部結(jié)結(jié)構(gòu)形式式，使使其與地地基工工作相協(xié)協(xié)調(diào)。地地基處理理的主主要任務(wù)務(wù)是：：防滲和和提高高基巖的的強(qiáng)度度和整體體性。河床高程約為1114000m，地地基開挖挖時(shí)河河床上的的沖積積砂夾石石層、沖沖積粘土土夾碎碎石層必必須清清除，壩壩址處處河床覆蓋蓋層厚厚6～10mm。原則上應(yīng)考慮技技技術(shù)加固固處理理后，在在滿足足壩的強(qiáng)強(qiáng)度和和穩(wěn)定的的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，減減少開開挖?；A(chǔ)中中存在的的局部部工程地地質(zhì)缺缺陷，例例如表表層夾泥泥裂縫縫、強(qiáng)風(fēng)風(fēng)化區(qū)區(qū)、斷層層破碎碎帶、節(jié)節(jié)理密密集帶及及巖溶溶充填物物等均均應(yīng)結(jié)合合基礎(chǔ)礎(chǔ)開挖予予以挖挖除。初初步定定出開挖挖深度度25m，確定的的建基基面最低低開挖挖高程為▽13755..00m。因此，最大壩高高高為106m。3.2.3擬定定定壩頂寬寬度根據(jù)交通和運(yùn)行行行管理的的需要要，壩頂頂應(yīng)有有足夠的的寬度度。一般般取壩壩高的8%～10%，且不不小于2m。當(dāng)當(dāng)在壩頂頂布置置移動(dòng)式式啟閉閉機(jī)時(shí)，壩壩頂頂寬度要要滿足足安裝門門機(jī)軌軌道的要要求。按按壩高的的10%計(jì)算算，即為1110.6米，考考慮到上上游防防浪墻、下下游游側(cè)護(hù)欄欄、排排水溝槽槽及兩兩邊人行行道等等，取壩壩頂寬寬為17.55m，以滿足足大壩壩維修作作業(yè)通通行需要要。3.2.4擬定定定剖面尺尺寸根據(jù)規(guī)范SL33319--20005規(guī)定定，非溢流流流壩段的的基本本斷面呈呈三角角形，其其頂點(diǎn)點(diǎn)宜在壩壩頂附附近?；緮鄶嗝嫔喜坎吭O(shè)壩壩頂結(jié)構(gòu)構(gòu)。壩壩體的上上游面面可為鉛鉛直面面、斜面面或折折面。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，一一般情況下下，上游壩壩坡坡率n=0～0.2，常做出出鉛直或上上部鉛直下下部傾向上上游；下游游壩坡坡率率m=0..6～0.8；底寬約約為壩高的的0.7～0.9倍。初步步擬定時(shí)，該該大壩壩高高中點(diǎn)處向向上游傾斜斜，上游坡坡率取n=0..2，下游坡坡率取m=0..75。3.2.5壩底底底寬度擬擬定壩底寬度約為壩壩壩高的0..7～0.9倍，本本工程的的壩高高為106m，通過已已經(jīng)確確定的上上下游游壩坡坡坡率，最最終確定定壩底底寬度B==90.11m。3.2.6基礎(chǔ)礎(chǔ)礎(chǔ)灌漿廊廊道尺尺寸擬定定壩內(nèi)必須設(shè)基礎(chǔ)礎(chǔ)礎(chǔ)灌漿廊廊道，兼兼作灌漿漿、排排水和檢檢查之之用。帷幕灌漿需要在在在壩體澆澆筑到到一定高高度后后進(jìn)行，以以便便利用混混凝土土壓重提提高灌灌漿壓力力，保保證灌漿漿質(zhì)量量。為此此需要要在壩踵踵附近近距上游游壩面面0.055～～0.1倍作作用水頭﹑且不小于4～～5m處設(shè)置置灌漿廊廊道。廊廊道斷面面多為為城門洞洞形，寬寬度和高高度應(yīng)應(yīng)能滿足足灌漿漿作業(yè)的的要求求，一般般寬為為2.5～33m，高為33～4m，地地面距基基巖面面不宜小小于11.5倍廊道道寬度。灌灌漿漿廊道兼兼有排排水作用用，需需要在其其上游游側(cè)設(shè)排排水溝溝，下游游側(cè)設(shè)設(shè)壩基排排水孔孔幕及揚(yáng)揚(yáng)壓力力觀測孔孔，并并在靠近近廊道道的最低低處設(shè)設(shè)置集水水井，匯匯集從壩壩基和和壩體的的滲水水，然后后，經(jīng)經(jīng)橫向排排水管管自流或或水泵泵抽水排排至下下游壩外外。灌漿廊道隨著壩壩壩基面由由河床床向兩岸岸逐漸漸升高，坡坡度度不宜陡陡于4400～450，以便鉆鉆孔、灌灌漿及其其設(shè)備備的搬運(yùn)運(yùn)。本次設(shè)計(jì)基礎(chǔ)灌灌灌漿廊道道斷面面取3.00×3.5mm，形狀采采用城城門洞型型；廊廊道上游游壁離離上游面面的距距離應(yīng)滿滿足防防滲要求求，本本次設(shè)計(jì)計(jì)取110m；為滿滿足壓力力灌漿漿，基礎(chǔ)礎(chǔ)灌漿漿廊道距距基巖巖面取4.55m。初步擬定壩體形形形狀剖面面如圖圖3.2..66-1所示。圖3.2.61非溢流流壩段剖剖面尺寸寸圖3.3荷載組合合合及其計(jì)計(jì)算重力壩的主要荷荷荷載主要要有：：自重、靜靜水水壓力、揚(yáng)揚(yáng)壓壓力、動(dòng)動(dòng)水壓壓力﹑波浪壓力力、泥泥沙壓力力、冰冰壓力﹑土壓力﹑溫度作用﹑風(fēng)壓力﹑地震作用用等，常常取1m壩長進(jìn)行行計(jì)計(jì)算。荷載組合可分為為為基本組組合與與特殊組組合兩兩類?；窘M組合屬于于設(shè)計(jì)計(jì)情況或或正常常情況，由由同同時(shí)出現(xiàn)現(xiàn)的基基本荷載載組成成。特殊殊組合合屬校核核情況況或非常常情況況，由同同時(shí)出出現(xiàn)的基基本荷荷載和一一種或或幾種特特殊荷荷載組成成。設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)應(yīng)從這這兩類組組合中中選擇幾幾種最最不利的的、起起控制作作用的的組合情情況進(jìn)進(jìn)行計(jì)算算，使使之滿足足規(guī)范范中規(guī)定定的要要求。本次設(shè)計(jì)考慮的的的基本荷荷載組組合為正正常蓄蓄水位和和設(shè)計(jì)計(jì)洪水位位；特特殊組合合為校校核洪水水位，它它們分別別考慮慮的荷載載如表表3.3-11所所示：表3.3-1荷載組合合表表荷載組合主要考慮情況荷載自重靜水壓力揚(yáng)壓力泥沙壓力浪壓力基本組合（1）正常蓄水水位位情況√√√√√（2）設(shè)計(jì)洪水水位位情況√√√√√特殊組合（1）校核洪水水位位情況√√√√√下面就各種情況況況計(jì)算相相應(yīng)荷荷載，計(jì)計(jì)算示示意圖見見圖33.3--1::圖3.3-1重力壩基基本本荷載示示意圖圖荷載計(jì)算過程詳詳詳見計(jì)算算書，計(jì)計(jì)算結(jié)果果見表表3.3--22,3..3--3，3.33-4。表3.3-2正常工況況下下全部荷荷載計(jì)計(jì)算結(jié)果果類別符號(hào)垂直力（kN）水平力（kN）力臂(m)對(duì)基礎(chǔ)中心力矩矩矩(kN.mm)（↓）（↑）（→）（←）逆時(shí)針（+）順時(shí)針（-）自重4452025.70114416444自重61506.444814.05864166...04自重6741.600039.75267978...6上游水壓力水平51031.666234.00173507555.1垂直5095.311139.75202538...72755.633341.52114413...7下游水壓力水平`5406.499911.0759849.888垂直4054.877736.72148894...6波浪壓力6.18102.00630.05水平淤沙壓力2693.922210.6328636.3336垂直淤沙壓力915.8537.0833955.1110合計(jì)125589...74（↓）48325.2223（→）954502...22（-）浮托力29344.88850.000.00滲透壓力2092.288838.8581284.9996滲透壓力6555.24446.7544247.8886滲透壓力3138.422240.92128423...9合計(jì)84458.9996（↓）48325.2223（→）253956...76（-）表3.3-3設(shè)計(jì)工況況下下全部荷荷載計(jì)計(jì)算結(jié)果果類別符號(hào)垂直力（kN）水平力（kN）力臂(m)對(duì)基礎(chǔ)中心力矩矩矩(kN.mm)（↓）（↑）（→）（←）逆時(shí)針（+）順時(shí)針（-）自重4452025.70114416444自重61506.444814.05864166...04自重6741.600039.75267978...60上游水壓力水平52391.444034.45180488333.599垂直5235.700039.75208118...882755.633341.52114413...72下游水壓力水平`11518.777616.15186028...02垂直8639.077732.94284571...03波浪壓力6.18102.00630.05水平淤沙壓力2693.922210.6328636.3336垂直淤沙壓力915.8537.0833955.1110合計(jì)130314...33（↓）43572.7773（→）102822888.766（-）浮托力42832.88870.000.00滲透壓力1669.266638.8564850.7775滲透壓力5229.90006.7535301.8882滲透壓力2503.899940.92102459...18合計(jì)78078.4440（↓）43572.7773（→）202611...75（-）表3.3-4校核工況況下下全部荷荷載計(jì)計(jì)算結(jié)果果類別符號(hào)垂直力（kN）水平力（kN）力臂(m)對(duì)基礎(chǔ)中心力矩矩矩(kN.mm)（↓）（↑）（→）（←）逆時(shí)針（+）順時(shí)針（-）自重4452025.70114416444自重61506.444814.05864166...04自重6741.600039.75267978...60上游水壓力水平54283.888335.09190481999.633垂直5434.311139.75216013...742755.633341.52114413...72下游水壓力水平`12375.555716.74207167...11垂直8639.077732.49280683...45波浪壓力6.18102.00630.05水平淤沙壓力2693.922210.6328636.3336垂直淤沙壓力915.8537.0833955.1110合計(jì)130512...94（↓）44608.3335（→）109524333.277（-）浮托力44397.33340.000.00滲透壓力1673.522238.8565016.1114滲透壓力5243.24446.7535391.8886滲透壓力2510.288840.92102720...49合計(jì)76688.5556（↓）44608.3335（→）203128...49（-）3.4抗滑穩(wěn)定定定分析3.4.1抗滑滑滑穩(wěn)定分分析的的目的核算壩體沿壩基基基面或壩壩基內(nèi)內(nèi)部緩傾傾角軟軟弱結(jié)構(gòu)構(gòu)面抗抗滑穩(wěn)定定的安安全度。3.4.2滑動(dòng)動(dòng)動(dòng)面的選選擇滑動(dòng)面選擇的基基基本原則則：研研究壩基基地質(zhì)質(zhì)條件和和壩體體剖面形形式，選選擇受力力較大大,抗剪強(qiáng)度度低,最容易易產(chǎn)生滑滑動(dòng)的的截面作作為計(jì)計(jì)算截面面。一般有以下幾種種種情況：①壩基面；②壩基內(nèi)軟軟弱層層面；③基巖緩傾傾角結(jié)結(jié)構(gòu)面；④不利的地地形；；⑤碾壓混凝凝土土層面等等。該工程基坑抗滑滑滑穩(wěn)定控控制面面為混凝凝土與與基巖接接觸面面,故對(duì)非溢溢流壩段段只需需對(duì)壩基基面進(jìn)進(jìn)行抗滑滑穩(wěn)定定分析，壩壩體體抗滑穩(wěn)穩(wěn)定性性分析示示意圖圖如下圖3..4.22-11：圖3.4.21抗滑穩(wěn)穩(wěn)定分析析示意意圖3.4.3壩基基基面抗滑滑穩(wěn)定定分析和和計(jì)算算1.抗剪強(qiáng)度公公式式分析將壩體與基巖間間間看成是是一個(gè)個(gè)接觸面面，而而不是膠膠結(jié)面面。按抗抗剪強(qiáng)強(qiáng)度公式式計(jì)算算的壩基基面抗抗滑穩(wěn)定定安全全系數(shù)值應(yīng)應(yīng)不小于表表表3.4--11規(guī)定：式中：為接觸面以上的的的總鉛直直力；；為接觸面面以上的的總水水平力；；為作用在接觸面面面上的揚(yáng)揚(yáng)壓力力；為接觸觸面間的的摩擦系系數(shù)，本本工程取0..60。表3.4.31壩基面抗抗滑穩(wěn)定定安全全系數(shù)Ks荷載組合壩的級(jí)別123基本組合1.101.051.05特殊組合（1）1.051.001.00（2）1．001.001.002.抗剪斷公式式分分析按抗剪斷強(qiáng)度的的的計(jì)算公公式進(jìn)進(jìn)行計(jì)算算，將將壩體與與基巖巖間看成成是一一個(gè)膠結(jié)結(jié)面。按按抗剪斷強(qiáng)強(qiáng)度公公式計(jì)算算的壩壩基面抗抗滑穩(wěn)穩(wěn)定安全全系數(shù)數(shù)值應(yīng)不小小于表表3.4--22規(guī)定：式中：—按抗剪剪剪斷強(qiáng)度度計(jì)算算的抗滑滑穩(wěn)定定安全系系數(shù)；；—壩體混凝土與與與壩基接觸觸面面的抗剪剪斷摩摩擦系數(shù)數(shù)，取0.7；—壩體混凝土與與與壩基接觸觸面面的抗剪剪斷凝凝聚力，MPPa，取0.33MPa；—壩基接觸面截截截面積，m2；—作用于壩體上上上全部荷載載（包包括揚(yáng)壓壓力）對(duì)滑滑動(dòng)平面的的法向分值值，kN；—作用于壩體上上上全部荷載載對(duì)對(duì)滑動(dòng)平平面的的切向分分值，kkN。表3.4.32壩基抗抗滑穩(wěn)定定安全全系數(shù)Ks’荷載組組合合Ks’基本組組合合3.0特殊組合合（1）2.5（2）2.33.兩種分析的的計(jì)計(jì)算結(jié)果抗滑穩(wěn)定性計(jì)算算算過程詳詳見計(jì)計(jì)算書，計(jì)計(jì)算算結(jié)果見見表33.4..3--3：表3.4.33抗滑穩(wěn)穩(wěn)定分析析計(jì)算算結(jié)果抗滑穩(wěn)定安全系系系數(shù)正常蓄水位設(shè)計(jì)洪水位校核洪水位(抗剪強(qiáng)度公式式式)Ks1.14（>111.05）1.16（>111.05）1.12（>>>1.000）（抗剪斷公式）Ks’3.24（>>>3.000）3.45（>333.00）3.33（>222.50）表3.4.33可知，該該重力壩壩在正正常蓄水水位﹑設(shè)計(jì)洪水水位和和校核洪洪水位位情況下下均滿滿足承載載能力力極限狀狀態(tài)下下的抗滑滑穩(wěn)定定要求。3.5應(yīng)力分析析析3.5.1分分分析目的的與過程應(yīng)力分析的目的的的是為了了檢驗(yàn)驗(yàn)大壩在在施工工期和運(yùn)運(yùn)行期期是否滿滿足強(qiáng)強(qiáng)度要求求，同同時(shí)也是是為研研究、解解決設(shè)設(shè)計(jì)和施施工中中的某些些問題題，如為為壩體體混凝土土標(biāo)號(hào)號(hào)分區(qū)和和某些些部位的的配筋筋等提供供依據(jù)據(jù)。應(yīng)力分析過程是是是：首先先進(jìn)行行荷載計(jì)計(jì)算和和荷載組組合，然然后選擇擇適宜宜的方法法進(jìn)行行應(yīng)力計(jì)計(jì)算，最后后檢驗(yàn)壩體體各部分的的應(yīng)力是否否滿足強(qiáng)度度要求。3.5.2應(yīng)應(yīng)應(yīng)力計(jì)算方方法材料力學(xué)方法。材材料力學(xué)方方方法應(yīng)用用最廣廣﹑最簡便，也是重力力壩設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范中規(guī)規(guī)定采用用的計(jì)計(jì)算方法法，已已經(jīng)過模模型試試驗(yàn)和工工程實(shí)實(shí)踐的驗(yàn)驗(yàn)證，有有一套成成熟的的應(yīng)力控控制標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。材料料力力學(xué)方法法的主主要假定定是：：壩體水水平截截面上的的垂直直正應(yīng)力力呈直直線分布布。3.5.3材材材料力學(xué)學(xué)法的的基本假假設(shè)（1）壩體混凝凝土土為均質(zhì)、連連續(xù)、各向同同性的彈性材材料；（2）視壩段為為固固接于地基基基上的懸懸臂梁梁，不考考慮地地基變形形對(duì)壩壩體應(yīng)力力的影影響，并并認(rèn)為為各壩段段獨(dú)立立工作，橫橫縫縫不傳力力；（3）假定壩體體水水平截面上上上的正應(yīng)應(yīng)力按直線線分布，不不不考慮廊廊道等等對(duì)壩體體應(yīng)力力的影響響。3.5.4荷載載載組合（1）正常蓄水水情情況：自重重重+正常蓄水水位對(duì)應(yīng)應(yīng)的靜靜水壓力+揚(yáng)揚(yáng)壓力+泥沙沙壓力+浪壓壓力；（2）設(shè)計(jì)洪水水情情況：自重重重+設(shè)計(jì)洪水水位對(duì)應(yīng)應(yīng)的靜靜水壓力+揚(yáng)揚(yáng)壓力+泥沙沙壓力+浪壓壓力；（3）校核洪水水情情況：自重重重+校核洪水水位對(duì)應(yīng)應(yīng)的靜靜水壓力+揚(yáng)揚(yáng)壓力+泥沙沙壓力+浪壓壓力。3.5.5應(yīng)力力力計(jì)算圖3.5.51邊緣應(yīng)應(yīng)力計(jì)算算圖在一般情況下，壩壩體的最大大和最小應(yīng)應(yīng)力都出現(xiàn)現(xiàn)在壩面，所所以，在重重力壩設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范中規(guī)規(guī)定，首先先應(yīng)校核壩壩體邊緣應(yīng)應(yīng)力是否滿滿足強(qiáng)度要要求,計(jì)算公式式如下：1.不計(jì)揚(yáng)壓力力的的邊緣應(yīng)力力力計(jì)算（1）水平截面面上上的正應(yīng)力力力。因?yàn)榧偌俣ò粗本€線分布，所所所以可按按偏心心受壓公公式計(jì)計(jì)算上、下下游游的邊緣緣應(yīng)力力和。式中：—作用于于于計(jì)算截截面以以上全部部荷載載的鉛直直分力力的總和和，kkN；—作用于計(jì)算截截截面以上全全部部荷載對(duì)對(duì)壩基基截面垂垂直水水流流向向形心心軸的力力矩總總和，kN·m；—計(jì)算截面的長長長度，m。（2）剪應(yīng)力，。式中：—上游面面面水壓力力強(qiáng)度度（有泥泥沙壓壓力時(shí)應(yīng)應(yīng)該計(jì)計(jì)算在內(nèi)內(nèi)）；；—下游面水壓力力力強(qiáng)度（有有泥泥沙壓力力時(shí)應(yīng)應(yīng)該計(jì)算算在內(nèi)內(nèi)）；—上游壩坡坡率率率；—下游壩坡坡率率率。（3）水平正應(yīng)應(yīng)力力,。（4）第一主應(yīng)應(yīng)力力,。（5）第二主應(yīng)應(yīng)力力,。不計(jì)揚(yáng)壓力的邊邊邊緣應(yīng)力力計(jì)算算的具體體計(jì)算算過程詳詳見計(jì)計(jì)算書，計(jì)計(jì)算算結(jié)果見見表33.5..5--1。表3.5.51不計(jì)揚(yáng)揚(yáng)壓力的的邊緣緣應(yīng)力計(jì)計(jì)算結(jié)結(jié)果表正常工況（kPPPa）設(shè)計(jì)工況（kPPPa）校核工況（kPPPa）688.42686.37639.042099.36662206.29992258.022296.2599.31112.521330.25551298.17771323.95551150.41111163.05551179.14441323.38881449.02221485.7222669.17666.51616.543097.05553179.9***23250.98881169.66661182.91111201.6444325.69475.39492.76由表3.5.55--1可以看看出不計(jì)計(jì)揚(yáng)壓壓力時(shí)壩體體邊緣緣應(yīng)力狀狀態(tài)良良好，未未出現(xiàn)現(xiàn)拉應(yīng)力力的情情況。2.計(jì)揚(yáng)壓力的的邊邊緣應(yīng)力計(jì)計(jì)計(jì)算（1）水平截面面上上的正應(yīng)力力力。按偏心心受壓壓公式計(jì)計(jì)算上上、下游游的邊邊緣應(yīng)力力和。式中：—作用于于于計(jì)算截截面以以上全部部荷載載的鉛直直分力力的總和和，kkN；—作用于計(jì)算截截截面以上全全部部荷載對(duì)對(duì)壩基基截面垂垂直水水流流向向形心心軸的力力矩總總和，kN·m；—計(jì)算截面的長長長度，m。（2）剪應(yīng)力，。式中：—上游面面面水壓力力強(qiáng)度度（有泥泥沙壓壓力時(shí)應(yīng)應(yīng)該計(jì)計(jì)算在內(nèi)內(nèi)）；；—下游面水壓力力力強(qiáng)度（有有泥泥沙壓力力時(shí)應(yīng)應(yīng)該計(jì)算算在內(nèi)內(nèi)）；—上游邊緣的揚(yáng)揚(yáng)揚(yáng)壓力強(qiáng)度度；；—下游邊緣的揚(yáng)揚(yáng)揚(yáng)壓力強(qiáng)度度；；—上游壩坡坡率率率；—下游壩坡坡率率率。（3）水平正應(yīng)應(yīng)力力,。（4）第一主應(yīng)應(yīng)力力,。（5）第二主應(yīng)應(yīng)力力,。計(jì)揚(yáng)壓力的邊緣緣緣應(yīng)力計(jì)計(jì)算的的具體計(jì)計(jì)算過過程詳見見計(jì)算算書，計(jì)計(jì)算結(jié)結(jié)果見表3..5.55-22。表3.5.52計(jì)揚(yáng)壓壓力邊緣緣應(yīng)力力計(jì)算結(jié)結(jié)果表表正常工況（kPPPa）設(shè)計(jì)工況（kPPPa）校核工況（kPPPa）749.69716.93701.021125.09991016.33331001.2888-116.1333-109.5666-106.4000843.82762.24750.96145.82147.13147.76632.86571.68563.22772.92738.74722.301757.95551588.01111564.5000169.04169.04169.040.000.000.00由表3.5.55--2可以看看出計(jì)揚(yáng)揚(yáng)壓力力時(shí)壩體邊邊緣緣應(yīng)力狀狀態(tài)良良好，未未出現(xiàn)現(xiàn)拉應(yīng)力力的情情況。4溢流壩段設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)4.1泄水建筑筑筑物的位位置選選擇泄水建筑物的位位位置應(yīng)該該結(jié)合合樞紐布布置全全面考慮慮，避避免與其其它水水工建筑筑物相相互干擾擾，其其下泄流流量不不致淘刷刷壩基基與其他他建筑筑物的地地基及及岸坡。對(duì)于寬闊河道，泄泄水建筑物物應(yīng)布置在在河道主河河槽，以利利于順暢泄泄流、水流流消能、下下泄水流歸歸槽與下游游水流妥善善銜接以及及減少土石石方開挖。對(duì)對(duì)于狹窄河河道，泄水水建筑物常常與水電站站廠房在布布置上發(fā)生生矛盾，解解決矛盾的的方法常是是加大泄水水建筑物的的泄流單寬寬流量以縮縮短泄流前前沿長度或或采用泄水水建筑物與與電站廠房房重疊布置置。加大過過壩單寬流流量縮短泄泄流前沿長長度的方法法，有可能能簡化樞紐紐布置、降降低工程造造價(jià)，但要要慎重考慮慮下游泄流流能力和抗抗沖的承載載能力。根據(jù)本工程的地地地質(zhì)特點(diǎn)點(diǎn)和樞樞紐布置置全面面考慮，將將泄泄水建筑筑物布布置在河河道主主河槽，以以利利于暢順順泄流流、水流流消能能、下泄泄水流流歸槽與與下游游水流妥妥善銜銜接以及及減少少土石方方開挖挖。4.2溢流堰堰堰堰頂高程程和孔孔口尺寸寸的擬擬定溢流壩為滿足泄泄泄洪要求求，可可以選擇擇不同同的溢流流堰頂頂高程。但但同同樣的泄泄流量量，堰頂頂高程程愈低，溢溢流流前沿就就愈短短，可減減少泄泄水建筑筑物的的造價(jià)，但但過過堰的單單寬流流量加大大，會(huì)會(huì)增加消消能困困難和下下游河河床的抗抗沖負(fù)負(fù)擔(dān)，為為此需需要從經(jīng)經(jīng)濟(jì)、安安全方面面做周周密的分分析。泄水孔進(jìn)口高程程程選擇主主要按按泄水孔孔所擔(dān)擔(dān)負(fù)的功功能和和水庫調(diào)調(diào)度運(yùn)運(yùn)用要求求來確確定。如如擔(dān)負(fù)負(fù)放空水水庫和和導(dǎo)流的的泄水水孔的進(jìn)進(jìn)口高高程應(yīng)接接近河河床高程程；為為避免泥泥沙淤淤堵水電電站進(jìn)進(jìn)水口，排排沙沙洞進(jìn)水水口應(yīng)應(yīng)置于電電站進(jìn)進(jìn)水口下下方等等。進(jìn)水水口高高程低，工工作作水頭大大，對(duì)對(duì)閘門及及其啟啟閉設(shè)備備要求求就高，也也就就是說泄泄水孔孔的進(jìn)水水口設(shè)設(shè)計(jì)要考考慮國國內(nèi)閘門門與啟啟閉機(jī)的的制造造水平。本次設(shè)計(jì)中，溢溢溢流堰堰堰頂高高程為14662m。5個(gè)個(gè)表孔布布置于于河床中中間壩壩段，孔孔口單單凈寬16mm，取中墩墩33.0mm,邊邊墩2.0mm，則溢流流壩壩段總長966m。堰頂上上游部位位設(shè)平平板檢修修閘門門，尺寸寸為116×115m（寬寬×高），堰堰頂設(shè)設(shè)弧形工工作閘閘門，尺尺寸為為16×115m（寬寬×高）。4.3溢流壩體體體形設(shè)計(jì)計(jì)溢流面由頂部的的的曲線段段、中中間的直直線段段和底部部的反反弧段三三部分分組成。溢溢流流壩的基基本剖剖面為截截頂三三角形，一一般般其上游游面為為鉛直或或折線線面。設(shè)設(shè)計(jì)要要求：（1）有有較高的的流量量系數(shù)，泄泄流流能力大大；（2）水流平平順，不產(chǎn)產(chǎn)生不利的的負(fù)壓和空空蝕破壞；；（3）體型簡簡單，造價(jià)價(jià)低，便于于施工等。4.3.1頂部部部曲線段段設(shè)計(jì)計(jì)溢流壩頂部曲線線線是控制制流量量的關(guān)鍵鍵部位位，其形形狀多多與銳緣緣堰泄泄流水舌舌下緣緣曲線相相吻合合，否則則會(huì)導(dǎo)導(dǎo)致泄流流量減減小或堰堰面產(chǎn)產(chǎn)生負(fù)壓壓。頂頂部曲線線的型型式很多多，常常用的有有克--奧曲線和和WWES曲線。由由于WES曲曲線的流流量系系數(shù)較大大且剖剖面較瘦瘦，工工程量較較省，壩壩面曲線線用方方程控制制，施施工方便便，所所以選用WEES曲線為堰堰頂面曲曲線。WES型溢流堰堰堰頂部曲曲線以以堰頂為為界分分為上游游段和和下游段段兩部部分，上上游段段采用三三圓弧弧曲線；；當(dāng)上上游面垂垂直時(shí)時(shí)，下游游段曲曲線采用用下面面的方程程計(jì)算算：式中：為定型設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)水頭頭，一一般為校校核洪洪水位時(shí)時(shí)堰上上水頭的755%～95%%，坐標(biāo)原原點(diǎn)點(diǎn)為堰頂頂。根根據(jù)計(jì)算算，取取定型設(shè)設(shè)計(jì)水水頭(14880.226--14662))*900%==16..4334m。上游面采用三圓圓圓弧連接接，其其半徑分分別為為：8.217m2.88766m3.287m4.55366m0.657m4.66344m下游面采用冪曲曲曲線，根根據(jù)上上面的方方程可可以得到到簡化化方程：：擬定出WES曲曲曲線函數(shù)數(shù)表達(dá)達(dá)式，在在上面面取一些些點(diǎn)，進(jìn)進(jìn)行坐標(biāo)標(biāo)計(jì)算算，即可可得出出WES曲線線上點(diǎn)的的坐標(biāo)標(biāo)，從而而可得得到WES曲曲線，見見表44.3..1--1和圖4..3.11-11。表4.3.11WESS曲曲線坐標(biāo)標(biāo)表X(m)Y(m)X(m)Y(m)10.04682.16920.16792.69730.353103.27840.602113.91050.909124.59361.274135.32671.694146.108圖4.3.11溢流面面WES曲線線圖4.3.2中間間間直線段段設(shè)計(jì)計(jì)頂部的曲線段確確確定后，中中部部的直線線段分分別與頂頂部曲曲線、底底部的的反弧段段相切切，坡度度與非非溢流壩壩段的的下游坡坡相同同，即：：直線與冪曲線相相相切時(shí)，切切點(diǎn)點(diǎn)C記為為（XXXC,YC）,即可得切切點(diǎn)坐標(biāo)C((25.22667m，188.2110mm)。4.3.3反弧弧弧段設(shè)計(jì)計(jì)溢流壩面反弧段段段是使溢溢流面面下泄水水流平平順轉(zhuǎn)向向的工工程設(shè)施施，通通常采用用圓弧弧曲線，反反弧弧半徑應(yīng)應(yīng)結(jié)合合下游消消能設(shè)設(shè)施來確確定。根根據(jù)SL3319--20005《混凝凝土重力力壩設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范》規(guī)規(guī)定：對(duì)對(duì)于挑挑流消能能，RR=（4～110）h，hh為校核洪洪水水閘門全全開時(shí)時(shí)反弧段段最低低點(diǎn)處的的水深深。反弧弧處流流速愈大大，要要求反弧弧半徑徑愈大。當(dāng)當(dāng)流流速小于166m/s時(shí)，取下下限；流速速大時(shí)，宜宜采用較大大值。當(dāng)采采用底流消消能，反弧弧段與護(hù)坦坦相連時(shí)，宜宜采用上限限值。實(shí)際際工程中，反反弧半徑R的取值范范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超超過R=（4～10）h的限度。求校核洪水閘門門門全開時(shí)時(shí)反弧弧段最低低點(diǎn)處處的水深h單寬流量：式中：—上游面面面坡度影影響修修正系數(shù)數(shù)，在在這里上上游面面豎直，取取11.0；—側(cè)收縮系數(shù)，與與邊墩及閘閘墩頭部的的型式﹑堰孔的數(shù)數(shù)目﹑堰孔的尺尺寸以及全全水頭有關(guān)關(guān)，可按下下面的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)公式計(jì)算算，式中為堰堰孔的數(shù)目目；為堰頂全全水頭；為為邊墩形狀狀系數(shù)；為為閘墩形狀狀系數(shù)；在在此設(shè)計(jì)中中可取0.92?！蜎]系數(shù)，為為為自由出流流，取取1.0；—流量系數(shù)，曲曲曲線形實(shí)用用堰堰的流量量系數(shù)數(shù)初步設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)采用0.448；—為重力加速度度度，通常取取99.811m//s2；—計(jì)上行進(jìn)流速速速水頭的堰堰上上總水頭頭（mm）,近似取取=上游水位位--堰頂高程程。大壩流速系數(shù)，用用經(jīng)驗(yàn)公式式式計(jì)算：：Z-上下游水位位差差計(jì)算收縮斷面水水水深，可按按伯努利利方程計(jì)計(jì)算：：行進(jìn)流速很小可可可忽略不不計(jì)，即即為校核核洪水水位對(duì)應(yīng)應(yīng)的壩壩前水深深。則則該式可可化為為：通過試算，可以以以求出3..82m，即即為校核核洪水水閘門全全開時(shí)時(shí)反弧段段最低低點(diǎn)處的的水深深h，故可進(jìn)進(jìn)一步求求出RR,RR=（44～10）hh=（15..28～388.20）mm，取稍大大于于上限值值，得得R=400mm。溢流壩體形設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)具體計(jì)計(jì)算過過程及結(jié)結(jié)果詳詳見計(jì)算算書。4.4溢流壩水水水面線計(jì)計(jì)算及及邊墻高高度確確定為了設(shè)計(jì)閘墩高高高度，邊邊墻高高度，及及選定定弧型閘閘門門門軸高程程，需需知道水水面線線。水面面線以以上的安安全超超高可采采用00.5--1..5m，對(duì)于于非直線線段，宜宜適當(dāng)增增加。水水面線計(jì)計(jì)算示示意圖見見圖44.4--1。圖4.4-1溢流壩水水面面線計(jì)算算示意意圖4.4.1不摻摻摻氣水面面線的的計(jì)算1.不摻氣水面面線線頭部的計(jì)計(jì)計(jì)算根據(jù)《水工設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)手冊6—泄水與過過壩建建筑物》，先先算堰上水深深(校核洪洪水位-堰頂頂高程)，則則可計(jì)算出(為堰面曲線線定型設(shè)計(jì)水水頭，按堰頂頂最大作用水水頭的75%%～95%計(jì)計(jì)算，求WEES曲線時(shí)已已算出)，再再由《水工設(shè)設(shè)計(jì)手冊6—泄水與過壩壩建筑物》中中閘孔中心線線水面線坐標(biāo)標(biāo)表，采用插插值法，來求求得對(duì)應(yīng)的和閘孔中心線水水面線坐標(biāo)表表見表4.44-1。表4.4-1閘孔中心心線線水面線線坐標(biāo)標(biāo)表0.511.33-1-0.482-0.941-1.23-0.8-0.48-0.932-1.215-0.6-0.472-0.913-1.194-0.4-0.457-0.89-1.165-0.2-0.431-0.855-1.1220-0.384-0.805-1.0710.2-0.313-0.735-1.0150.4-0.22-0.647-0.9440.6-0.088-0.539-0.8470.80.075-0.389-0.72510.257-0.202-0.5641.20.4620.015-0.3561.40.7050.268-0.1021.60.9770.5210.1721.81.2780.860.465在表4.4-11中中進(jìn)行線性性性插值得得水面面線，見見表44.4--2。表4.4-2水面線坐坐標(biāo)標(biāo)表0.511.111.33XY-1-0.482-0.941-1.037-1.230-16.43444-17.04777-0.8-0.480-0.932-1.026-1.215-13.14777-16.86777-0.6-0.472-0.913-1.007-1.194-9.860-16.54444-0.4-0.457-0.890-0.982-1.165-6.574-16.13333-0.2-0.431-0.855-0.944-1.122-3.287-15.514440-0.384-0.805-0.894-1.0710.000-14.687770.2-0.313-0.735-0.828-1.0153.287-13.613330.4-0.220-0.647-0.746-0.9446.574-12.260000.6-0.088-0.539-0.642-0.8479.860-10.545550.80.075-0.389-0.501-0.72513.147-8.23310.257-0.202-0.323-0.56416.434-5.3031.20.4620.015-0.109-0.35619.721-1.7861.40.7050.2680.145-0.10223.0082.3771.60.9770.5210.4050.17226.2946.6501.81.2780.8600.7280.46529.58111.9692.整個(gè)壩面((包包括直線段段段)上的不摻摻氣水面面線的的計(jì)算（1）求曲線長長度度：對(duì)于WEES堰，堰上上游段的的曲線線長度，堰堰下游段曲曲曲線長度度可由《水水工設(shè)計(jì)計(jì)手冊冊》第七七卷查查表得到到。（2）求直線段段長長度：從切點(diǎn)到到直線上上任意意點(diǎn)的距距離為為：其中：為切點(diǎn)坐坐坐標(biāo)，為直直線段壩面面面與水平平方向向的夾角角。（3）從堰頂曲曲線線起點(diǎn)到計(jì)計(jì)計(jì)算點(diǎn)的壩壩面距離為為為：（4）計(jì)算邊界界層層厚度：按按BBaunnerr公式計(jì)算算式中：為壩面粗粗粗糙高度度，對(duì)對(duì)于混凝凝土壩壩面，建建議取取0.42277～0.6991，一般取取0.5。（5）計(jì)算單寬寬流流量：式中：為堰上水水水頭；為流流量系數(shù)，一一般可取0..475或0.5或或參考規(guī)范取取值（6）采用試算算法推推求勢流流水深（7）正交于壩壩面面的水深為為為：得最大的h=666.077233m。4.4.2摻氣氣氣水面線線計(jì)算算整個(gè)壩面(包括括括直線段)上上的摻氣氣水深深計(jì)算如水流摻氣，則則則邊墻高高度須須相應(yīng)加加大，為為此，必必須確確定自然然摻氣氣后的水水面線線。（1）首先計(jì)算算自自然摻氣開開開始發(fā)生生點(diǎn)((即臨界點(diǎn)點(diǎn)))的位置(m)或((m)式中：為單位寬寬寬度流量()（2）采用不摻摻氣氣水深按下下下式計(jì)算算摻氣氣水深式中:—不計(jì)計(jì)入入波動(dòng)及摻摻摻氣的水水深((m)—計(jì)入波動(dòng)及摻摻摻氣的水深深((m)—為不計(jì)入波動(dòng)動(dòng)動(dòng)及摻氣的的計(jì)計(jì)算斷面面上平平均流速(mm/s))—為修正系數(shù)，一一般為1.0--1.4，這里計(jì)計(jì)算時(shí)采用用1.2。得最大的7.9990388m。由計(jì)算所得出的的的和，再加上0..5-11.55m安全加高高，取最最大值值即為溢溢流壩壩段與非非溢流流壩段之之間的的邊墻高高度，故故邊墻高高度可可取8.5mm。溢流壩水面線及及及邊墻高高度具具體計(jì)算算過程程及結(jié)果果詳見見計(jì)算書書。4.5消能防沖沖沖設(shè)計(jì)由溢流壩下泄的的的水流有有巨大大的能量量，必必須妥善善進(jìn)行行處理，否否則則勢必會(huì)會(huì)導(dǎo)致致下游河河床被被嚴(yán)重沖沖刷，甚甚至造成成岸坡坡坍塌和和大壩壩失事。所所以以，消能能措施施的合理理選擇擇和設(shè)計(jì)計(jì)，對(duì)對(duì)樞紐布布置﹑﹑大壩安全全及工工程量都都有重重要意義義。消能工的設(shè)計(jì)原原原則是：：（11）盡量使使下下泄水流流的大大部分動(dòng)動(dòng)能消消耗在水水流內(nèi)內(nèi)部的紊紊動(dòng)中中，以及及水流流和空氣氣的摩摩擦上；；（22）不產(chǎn)生生危危及壩體體安全全的河床床或岸岸坡的局局部沖沖刷；（3）下下泄水流流平穩(wěn)穩(wěn)，不影影響樞樞紐中其其他建建筑物的的正常常運(yùn)行；；（44）結(jié)構(gòu)簡簡單單，工作作可靠靠；（5）工工程量小小。常用的消能工型型型式有：：挑流流消能、底底流流消能、面面流流消能、消消力力戽消能能等，其其中挑流流消能能方式應(yīng)應(yīng)用最最廣。挑流消能適用于于于堅(jiān)硬巖巖石上上的高、中中壩壩，低壩壩需經(jīng)經(jīng)論證才才能選選用。當(dāng)當(dāng)壩基基有延伸伸至下下游的緩緩傾角角軟弱結(jié)結(jié)構(gòu)面面，可能能被沖沖坑切斷斷而形形成臨空空面，危危及壩基基穩(wěn)定定，或岸岸坡可可能被沖沖塌時(shí)時(shí)，不宜宜采用用挑流消消能，或或須做專專門的的防護(hù)措措施。底流消能適用于于于中、低低壩或或基巖較較軟弱弱的河道道；高高壩采用用底流流消能需需經(jīng)論論證，但但不宜宜用于