土石壩設(shè)計(jì)匯報(bào)

指導(dǎo)老師：匯報(bào)：土石壩設(shè)計(jì)2021/5/91一、壩型選擇與剖面設(shè)計(jì)1、壩型選擇：1.1、本工程基巖為白堊系上統(tǒng)塔群紫紅色凝灰質(zhì)長(zhǎng)石砂巖，按巖石風(fēng)化程度，可劃分為強(qiáng)風(fēng)化帶和弱風(fēng)化帶。強(qiáng)風(fēng)化帶厚1.1～4.0m,屬于中等透水性，弱風(fēng)化帶厚1.2～4.8m,屬于弱透水性。如果修建混凝土重力壩，需大量開(kāi)挖，并相應(yīng)增加材料用量，且施工時(shí)排水困難，故首先選用均質(zhì)壩。優(yōu)點(diǎn)：（①材料單一，工序簡(jiǎn)單，各工序間干擾少；②與壩基、岸坡及混凝土建筑物的接觸滲徑比較長(zhǎng)，可簡(jiǎn)化防滲處理。）1.2、為了保證地基滲透穩(wěn)定，在壩底設(shè)一截水槽。（即：灌漿帷幕）設(shè)置于壩基或防滲體中的隔墻。用于加長(zhǎng)滲徑、控制滲流。優(yōu)點(diǎn)：（

控制污染，

穩(wěn)定挖土的邊坡，即能防止坍方和滑坡）2021/5/922、剖面設(shè)計(jì)2.1、壩頂寬度：根據(jù)構(gòu)造施工運(yùn)行和抗震等因素。本工程屬于中、低壩，初擬壩頂寬度9m。（也可滿足交通要求，照明設(shè)施）2.2、確定壩頂高程及壩高：

正常情況下：（設(shè)計(jì)風(fēng)速取多年平均年最大風(fēng)速的1.5～2倍）。2021/5/93非正常情況下：（采用多年平均年最大風(fēng)速）2021/5/94壩頂高程取上述最大值，為170.46m，考慮在上游側(cè)設(shè)置1.2m的防浪墻，最終確定壩頂高程為170.46-1.2=169.26m(不考慮壓縮沉降)壩高=169.26-135.2=34.06m，以壩高的1%為預(yù)留沉降，則壩頂施工高程為169.46-34.06×1%=169.12m。2.3、上下游邊坡：土石壩邊坡的大小取決于壩型，壩高，筑壩材料、荷載、壩基性質(zhì)等因素，且直接影響到壩體的穩(wěn)定和工程量大小。常用的土石壩壩坡一般在1:2～１:4之間，初步擬定上游壩坡自上而下為1:3.0，下游邊坡自上而下為1:2.5，1:3.0。在土石壩下游坡沿高程為155.4m處設(shè)置馬道,其寬度為2m,用于觀測(cè)、檢修及交通，并沿馬道設(shè)置排水溝匯集壩面雨水以防沖刷，維持壩坡穩(wěn)定。2021/5/95二、土石壩的構(gòu)造設(shè)計(jì)1、壩頂：為防止防滲體干裂和雨水沖刷，滿足維修和防汛要求。壩頂應(yīng)做成護(hù)面，護(hù)面做成柔性護(hù)面，以使壩頂變形和壩體裂縫及時(shí)發(fā)現(xiàn)。護(hù)面多采用密實(shí)的黃泥灌漿碎石，其下設(shè)碎石墊層，壩頂高程為169.26m。為排出雨水，壩頂應(yīng)做成一側(cè)或兩側(cè)的橫坡，坡度取3%。坡面末端設(shè)縱向排水溝，匯集壩頂雨水，排水溝斷面尺寸是0.3m×0.3m。

壩頂上游：設(shè)置防浪墻高程為170.46m,防浪墻用漿砌石建造，墻高1.2m,并在防浪墻內(nèi)設(shè)伸縮縫，作用（防止建筑物構(gòu)件由于氣候溫度變化（熱漲、冷縮），使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫或破壞），間距為20m，縫內(nèi)設(shè)止水。壩頂下游：設(shè)邊石，邊石采用漿砌石修筑，厚0.4m左右，壩面高出路面0.2m,邊石內(nèi)每隔70m設(shè)排水孔，以將壩頂排水溝內(nèi)匯集的雨水經(jīng)壩面坡排水溝排至下游。2021/5/962、護(hù)坡:土石壩的上游坡面要承受波浪淘刷，冰層和漂浮物的撞擊，順坡水流的沖刷等破壞作用。下游壩面受雨水，大風(fēng)，凍脹干裂，尾水部位的風(fēng)浪，冰層，動(dòng)植物的破壞作用。因此上下游壩面都應(yīng)設(shè)置護(hù)坡。范圍：上游壩面護(hù)至壩底。下游壩面需全部護(hù)砌，由壩頂護(hù)至排水體頂部。上游護(hù)坡：上游壩面設(shè)干砌石護(hù)坡，厚度0.3m，下設(shè)厚度0.3m碎石墊層，護(hù)坡在底部和馬道處應(yīng)適當(dāng)加厚，并嵌入壩體或壩基。下游護(hù)坡：下游壩面設(shè)草皮護(hù)坡，厚度為0.2m,下面設(shè)厚度為0.2m的碎石墊層。3、壩面排水：防止雨水沖刷，下游壩面常設(shè)縱橫聯(lián)通的排水溝，沿著壩體與岸坡結(jié)合處也可以設(shè)置排水溝以攔截山坡上的水?？v向排水溝沿馬道內(nèi)側(cè)布置，沿著壩軸線方向，橫向排水溝每隔100m設(shè)置一條。2021/5/974、壩體排水:本設(shè)計(jì)采用貼坡排水：優(yōu)點(diǎn)（形式簡(jiǎn)單，節(jié)省材料且易于檢修，可防止?jié)B透破壞）。設(shè)置在下游壩坡底部，由三層砌石筑成，在石塊與壩坡之間設(shè)置反濾層：作用（防止土體在滲流作用下發(fā)生滲透變形），設(shè)置在滲透坡降較大，流速較高、土壤易于變形的滲流出口處或進(jìn)入排水處。組成：由二至三層粒徑不同的的砂、石料鋪筑而成，層面與滲流方向盡量垂直，按滲流方向粒徑由小到大。5、壩基與壩體防滲處理：壩基防滲措施：有粘土截水槽、板鋪蓋、混凝土防滲墻、帷幕灌漿、化學(xué)材料灌漿等。防滲控制的原則是“上游堵，下游排”。由于本壩址地質(zhì)為透水性很小。故本設(shè)計(jì)采用粘土截水槽防滲。壩體防滲措施：截水槽尺寸本設(shè)計(jì)為碾壓式土石壩且為均質(zhì)壩，故不設(shè)置心墻防滲體。但壩址處有定的透水層厚度，只設(shè)置截水槽從而起到對(duì)壩基防滲的作用。計(jì)算點(diǎn)的作用水頭為H=169.26-135.2=34.06m。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取滲透坡降[J]=4，，取8.5m。其底部與地基相對(duì)不透水層連接。2021/5/98初擬土石壩壩體設(shè)計(jì)剖面如下：2021/5/99三、土石壩的滲流分析與防止1、土石壩滲流分析的目的：確定壩體內(nèi)浸潤(rùn)線和下游溢出點(diǎn)的位置，為壩體穩(wěn)定核算、應(yīng)力應(yīng)變分析和排水設(shè)備的選擇提供依據(jù)。確定壩體與壩基的滲流量，以估算水庫(kù)的滲漏損失和確定壩體排水設(shè)備的尺寸。確定壩體和壩基滲流溢出區(qū)的滲流坡降，檢查產(chǎn)生滲透變形的可能性。方法：本設(shè)計(jì)采用水力學(xué)方法，其計(jì)算簡(jiǎn)單，且可滿足工程要求。2、滲流計(jì)算：(本工程屬于不透水土石壩的滲流計(jì)算）計(jì)算簡(jiǎn)圖如下所示：2021/5/910說(shuō)明：本設(shè)計(jì)采用下游無(wú)水的情況，取h2=0。計(jì)算分析:

2021/5/911x在0～125.11范圍內(nèi)，將x分為一系列的值，得出一系列的y值，將結(jié)果列于下表，最后繪制出浸潤(rùn)線。4、土石壩壩坡穩(wěn)定分析與計(jì)算1、目的：分析壩體及壩基在各種不同的工作條件下可能產(chǎn)生的穩(wěn)定破壞形式，通過(guò)必要的力學(xué)計(jì)算，校核壩剖面的安全度，經(jīng)過(guò)反復(fù)修改定出經(jīng)濟(jì)剖面。確定土壩穩(wěn)定性，主要指邊坡的抗滑穩(wěn)定。2021/5/9122、荷載組合（土石壩應(yīng)對(duì)以下幾種荷載組合情況下的壩坡進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。）

正常運(yùn)行情況下：（1）水庫(kù)上游水位處于正常蓄水位和設(shè)計(jì)洪水位與死水位之間的各種水位的穩(wěn)定滲流期；（2）水庫(kù)水位正常降落時(shí)的上游壩坡。

非常運(yùn)用情況包括：（1）施工期；（2）校核洪水位下可能形成穩(wěn)定滲流時(shí)的下游壩坡；（3）水庫(kù)水位的非常降落，如自校核、降落至死水位以下、大流量快速泄空。

本設(shè)計(jì)只針對(duì)正常運(yùn)行情況下的設(shè)計(jì)水位進(jìn)行驗(yàn)算。

3、土石壩壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)選取2021/5/9134、穩(wěn)定分析方法：土石壩穩(wěn)定分析方法與壩體結(jié)構(gòu)形式和壩體填筑材料有關(guān)，而本工程為均質(zhì)壩，故采用圓弧滑動(dòng)法。計(jì)算公式：（按總應(yīng)力法計(jì)算）2021/5/9145、最危險(xiǎn)滑弧位置的確定：利用B·B方耶夫法