洪河石壩設計 土木工程專業(yè)

1、 洪河石壩設計 前言現(xiàn)存的堆石壩一般是指通過投擲和碾壓石塊而建造而成的一種堤壩。由于堆石體具有滲透性，因此需要使用混凝土、泥土或瀝青的混凝土形成防止?jié)B透的壩體。一般來說，堆石壩是根據(jù)防滲體的位置和類型來命名的，就像土石壩和混凝土面板堆石壩。近年來，伴隨著大型施工機械的應用和大壩建設經(jīng)驗的增加，這類大壩的施工技術、結(jié)構(gòu)型式和設計感都取得了很大的進步。自1965年以來，我國的鋼筋混凝土面板堆石壩技術在不斷進行發(fā)展。一般采用薄層振動碾壓來對面板壩進行填筑，采用這種方式堆石體的壓縮性變小，保證了面板的防滲露效果。此外，經(jīng)過對面板結(jié)構(gòu)在設計和施工上的改進，使這種壩型具有經(jīng)濟效益高、運行性能好的優(yōu)點，成為

2、我國和許多國家在可行性研究方面的首選壩型。在經(jīng)濟和技術方面面板壩本身有以下特征：（1）結(jié)構(gòu)特點。巖石填充物具有高密度和高剪切強度特點，大壩的坡度可以做得更陡，這不僅節(jié)省了大壩的填充，而且在大壩底部的寬度更小。供水和排水結(jié)構(gòu)可以相應地更小，中心布局緊湊，因此工作量進一步減少。（2）施工特點。根據(jù)堆石壩各部位的負荷情況，可將堆石分為不同區(qū)域，各個區(qū)域的巖石材料和密封程度可以不同。在中心部位修建排水建筑時開采的石料得到了充分利用，節(jié)省費用。（3）運行和維修特點。碾壓堆石體的沉降變形量十分小。例如高110m的塞沙那壩和高140m的安琪卡亞壩堆石體的壓縮模量高達135145，混凝土面板狀態(tài)依舊良好，并未

3、出現(xiàn)裂縫。第1章 工程概述1.1工程概況1.1.1流域概況洪河水電站地處洪河干流上游河段，洪河大致的發(fā)源地是大巴山北麓，有兩個源頭:分別是西源和南源，西源是泗河，是紅河上游的干流，泗河的發(fā)源地是陜西省鎮(zhèn)平縣;南源為官渡河，它發(fā)源于重慶和湖北交界處的烏云頂和陰條嶺。兩個源頭在兩河的河口匯合，然后被稱為紅河，然后從西南流向東北，匯入洪河。洪河總長度包括泗河上游約354km，總體上落差500余米，整體流域的面積大約12502km2，每年總流量約60億m3。1.1.2水文特征統(tǒng)計洪河歷年來的降雨量平均約為990毫米，年徑流深約500毫米，河源大巴山年平均降雨量高達1700毫米，向北方向到達洪河僅為80

4、0毫米逐漸遞減，洪河-河口一帶是降雨較少的地區(qū)。流域內(nèi)降水量一般上游大于下游，氣溫一般上游低于下游。流域內(nèi)實測最高氣溫43.4（洪河站)，最低氣溫-15.0（鎮(zhèn)坪站)。洪河氣象站位于洪河壩址下游之洪河縣城，以洪河氣象站為代表，壩址主要地面氣象要素統(tǒng)計成果見表1-1。表1-1洪河壩址累年氣象要素特征值表項目單位數(shù)量發(fā)生日期統(tǒng)計年限平均降水量mm811.21952年至2003年平均降水日數(shù)d126年最多雨日d173年最少雨日d96平均蒸發(fā)量mm1366.21956年至2003年平均氣溫15.5極端最高氣溫43.41966年7月極端最低氣溫-10.41991年12月平均相對濕度%74平均風速m/s0

5、.81960年至2003年最大風速及風向m/s16.7NNW1987年5月洪河流域位于副熱帶季風氣候區(qū)，氣候較濕潤。410月間經(jīng)常出現(xiàn)暴雨天氣，是洪河的汛期。1.2工程地質(zhì)1.2.1區(qū)域地質(zhì)洪河盆地大體上有三大斷層。南部的青峰斷裂和田家-安康斷裂將該地區(qū)大致劃分為南秦嶺加里東褶皺帶、武當隆起區(qū)和揚子準地臺這三個傳統(tǒng)構(gòu)造單元。青峰斷裂的南部是揚子準地臺，南部支流官渡河流經(jīng)該地區(qū)。這些斷裂除了沒有石炭系和侏羅系地層外，該地區(qū)的地層都是從元古界到第四紀出露的。青峰斷層屬于淮陽山西翼反射弧的一部分。田家和寶豐-沂水斷陷盆地沿田家安康斷裂帶分布，主要沉積了白堊-第三系紅色陸相碎屑巖。南秦嶺加里東褶皺帶位

6、于天嘉-安康斷裂的西南部，泗河為其支流，官渡河為其南支流經(jīng)該地區(qū)。該區(qū)地層為寒武-志留系碎屑巖，主要巖性為板巖、砂巖、硅質(zhì)巖、云母片巖和含碳千枚巖及灰?guī)r。田家-安康斷裂帶的北部為武當隆起，出露層為元古代武當群山的結(jié)晶狀片狀巖，武當隆起主要分布的巖石為石英巖、變質(zhì)中酸性火山巖、云母石英片巖、鈉長片巖、綠泥片巖等，堤壩就在這片區(qū)域。1.2.2壩址工程地質(zhì)條件該壩址位于距洪河上游1.2公里長的峽谷段。河床彎曲成“ S”形，右岸通常是凸形的。河流方向由北向西北，由東北向東流動，兩岸坡度均為40°50°，表層厚度為5m16m，水面寬度為70m100m。大壩位于太陽陽面上游相反方向的普

7、通翼（東北翼）上。陳家河斷裂（F1）位于壩址下方的洪河河口，位于較完整的地基上。巖層相對穩(wěn)定，走向330°350°之間，趨向東北（下游），傾角40°50°之間。壩區(qū)主要有大約10個斷裂，其中6個（F1F6）層理主要為順側(cè)斷裂，多發(fā)育在正、副片巖到接觸靠副片巖的一側(cè)。除了較大的F1斷層之外，其余的都很小。他們的寬度通常約為0.2m。F8和F9呈擴張性，F(xiàn)10主要為扭性，其比例小而延伸不長，斷裂帶寬為0.1m0.2m。第2章 調(diào)洪演算2.1基本設計資料2.1.1工程等別、建筑物級別及洪水標準洪河水電站的水庫正常水位為355.00m，水庫總?cè)萘繛?3.38億m

8、3，具有完整的年調(diào)節(jié)性能。水電站項目開發(fā)的主要目的是發(fā)電，還具有提高黃龍灘水電站大壩防洪能力和改善水庫的航行條件的功能。水庫最高堤壩114.0米，共安裝兩座電站，發(fā)電機總裝機容量為500兆瓦。屬于一級大(1)型項目。工程樞紐主要由右岸泄洪洞、左岸導流洞、混凝土面板堆石壩、堤壩后地面廠房和右岸溢洪道組成，其中泄洪洞、大壩、導流洞進水口和溢洪道為一級水利工程建筑物，正常運行的重現(xiàn)期為1000年，非常運行重現(xiàn)期為10000年。電站廠房也為一級水利工程建筑物，設計洪水重現(xiàn)期為200年，校核洪水重現(xiàn)期為1000年；除此之外，減能防沖建筑物設計的洪水重現(xiàn)期為100年。2.1.3水文基本資料通過查閱1950

9、年后53年間的洪河水文資料我們可以看出：洪河53年間的平均流量為164m3/s，年徑流量約為51.7億m3。全年間在7月份的流量最大，大約為306m3/s，7月份的徑流量約占全年的15.8%，在1月份的流量最小，只占全年徑流量的1.81%，從4月份到10月份的徑流量約占全年的83.9%。洪河壩址集水面積僅比洪河水文站集水面積小約1%，故洪河壩址徑流成果直接采用洪河水文站成果。2.1.5入庫洪水在洪河最初的初始設計中，將數(shù)據(jù)延續(xù)到2013年，用于頻率分析和計算?？紤]到現(xiàn)階段的引水洪災序列比洪河的初步設計要長，該序列長達58年，因此本次采用“序列法”統(tǒng)計治理洪災結(jié)果，計算結(jié)果如表1所示。 2-3。

10、表2-3洪河入庫設計洪水成果比較表頻率（%)0.010.020.050.1備注Qm（m3/s)227002130018000原初步設計（典型年法)22700212001930017800本次（系列法)W24h（億m3)15.014.111.7原初步設計（典型年法)14.613.712.411.4本次（系列法)W3d（億m3)28.426.523.922.0本次（系列法)2.1.6可能最大暴雨和可能最大洪水洪河在開始的設計階段曾經(jīng)進行過“PMP、PMF”的分析與計算，這個階段由于考慮到洪河水電站壩型為面板堆石壩，又對洪河水電站“PMP、PMF”進行了復核。預測的最大洪水（PMF）是使用新安河模型

11、和最初的洪河合并線兩種方式推導計算得出的。考慮到在不是十分干燥地區(qū)更容易使用新安江模型來模擬流域產(chǎn)匯流及、更能描繪流域的自然地理條件線達到滿意的效果，將結(jié)果與可能的最大值洪水結(jié)果與長江流域的工程進行比較，得出結(jié)論認為這次的PMF的結(jié)果基本合理。建議使用局部風暴的最高的暴風雨（PMP）和水蒸氣的放大效率，通過新安江模型計算出的最大可能洪水（PMF）結(jié)果，以及將大壩結(jié)果與壩址進行比較，參見表2-4表2-4各階段洪河PMF及P=0.01%壩址設計洪水成果比較表項目單位P=0.01%壩址設計洪水（本階段)PMF本階段采用1985年初設計算1985年初設推薦采用Qmm3/s212002400022000

12、25600W24h億m314.515.416.117.4W3d億m328.429.639.633.7采用方案I進行設計洪水調(diào)洪演算時，最大的排水量為9712.5m³s，水庫最高水位為355.9277m。統(tǒng)計洪水水庫調(diào)洪計算：表2-9水庫校核洪水調(diào)節(jié)計算表時間t（h)入庫洪水流量Q（m3/s)時段平均入庫流量（m3/s)時段入庫水量（萬m3)下泄流量q（m3/s)時段平均下泄流量（m3/s)時段下泄水量（萬m3)時段內(nèi)水庫存水量變化（萬m3)水庫存水量V（萬m3)水庫水位Z（m)01270487.6123000.0340.00002249018801353.6587.1537.4386

13、.9966.7123966.7340.25104547039802865.6767.4677.3487.62378.0126344.7340.830661040079355713.21202.2984.8709.15004.1131348.8342.5518813400119008568.01899.71551.01116.77451.3138800.1343.813810145001395010044.02740.82320.31670.68373.4147173.6345.545412148001465010548.03668.73204.82307.48240.6155414.1347.

14、187014150001490010728.04632.24150.52988.37739.7163153.8348.777216151001505010836.05561.45096.83669.77166.3170320.1350.164018153001520010944.06395.35978.44304.46639.6176959.7351.315220159001560011232.07192.36793.84891.56340.5183300.2352.398122170001645011844.08036.47614.45482.36361.7189661.8353.51032

15、4193001815013068.09082.28559.36162.76905.3196567.2354.798426212002025014580.010218.49650.36948.27631.8204198.9356.149128197002045014724.011222.910720.77718.97005.1211204.1357.310230175001860013392.011919.211571.18331.25060.8216264.9358.100232159001670012024.012392.812156.08752.33271.7219536.6358.602

16、634146001525010980.012704.912548.99035.21944.8221481.4358.939436133001395010044.012833.312769.19193.8850.2222331.7359.07423812300128009216.012837.212835.39241.4-25.4222306.3359.07424011400118508532.012733.812785.59205.6-673.6221632.7358.95634210500109507884.012537.112635.59097.5-1213.5220419.2358.75

17、42449820101607315.212286.412411.88936.5-1621.3218797.9358.487446900094106775.212012.312149.48747.5-1972.3216825.6358.177648834086706242.411690.011851.28532.8-2290.4214535.2357.821450777080555799.611345.911518.08292.9-2493.3212041.9357.434152717074705378.410983.911164.98038.7-2660.3209381.5357.031454

18、674069555007.610573.310778.67760.6-2753.0206628.5356.557756633065354705.210161.410367.47464.5-2759.3203869.2356.098058603061804449.69762.49961.97172.6-2723.0201146.3355.621360573058804233.69373.69568.06889.0-2655.4198490.9355.161862555056404060.88964.59169.16601.7-2540.9195950.0354.68376454205485394

19、9.28600.38782.46323.3-2374.1193575.9354.224766528053503852.08259.38429.86069.5-2217.5191358.4353.805768513052053747.67974.08116.75844.0-2096.4189262.0353.440870487050003600.07697.67835.85641.8-2041.8187220.3353.075872458047253402.07430.87564.25446.2-2044.2185176.0352.728374428044303189.67165.57298.2

20、5254.7-2065.1183111.0352.363376403041552991.66895.67030.65062.0-2070.4181040.6352.001178372038752790.06631.06763.34869.6-2079.6178961.0351.658280350036102599.26367.16499.14679.3-2080.1176880.9351.298182333034152458.86105.86236.54490.2-2031.4174849.4350.938084316032452336.45863.35984.64308.9-1972.517

21、2877.0350.612286299030752214.05624.25743.84135.5-1921.5170955.5350.286488283029102095.25379.35501.83961.3-1866.1169089.4349.9296方案I進行核對洪水調(diào)節(jié)計算時，最大的排水量為12837.2m³s；水庫最高水位為359.0742m。2.3.2方案2洪水計算過程水庫的關系：表2-10水庫關系計算表庫水位Z（m)溢洪道堰頂水頭H（m)溢洪道泄量q溢（m3/s)庫容V（億m3)355.000018.00008961.7919.77355.314818.31489197

22、.9119.93357.000420.000410496.4920.92358.518421.518411713.8921.90359.949922.949912902.0022.75361.937524.937514613.8724.01363.263326.263315794.6525.05364.968827.968817357.8826.32366.358729.358718667.7227.26367.63430.634019897.1828.39369.350532.350521592.7329.58370.996333.996323261.2730.73372.90935.909

23、025251.7232.47374.232237.232226660.2433.76設計洪水水庫調(diào)洪計算：表2-11水庫設計洪水調(diào)節(jié)計算表時間t（h)入庫洪水流量Q（m3/s)時段平均入庫流量（m3/s)時段入庫水量（萬m3)下泄流量q（m3/s)時段平均下泄流量（m3/s)時段下泄水量（萬m3)時段內(nèi)水庫存水量變化（萬m3)水庫存水量V（萬m3)水庫水位Z（m)010408961.8197700.0355.00002203015351105.28448.08704.96267.5-5162.3192537.7355.00884429031602275.27929.98189.05896.0-

24、3620.8188916.8353.37126798061354417.27765.97847.95650.5-1233.3187683.5353.162781020090906544.87893.07829.55637.2907.6188591.1353.31911011200107007704.08155.08024.05777.31926.7190517.9353.64931211500113508172.08470.88312.95985.32186.7192704.6354.05261411700116008352.08803.58637.26218.72133.3194837.83

25、54.45421611800117508460.09114.58959.06450.52009.5196847.3354.83671811900118508532.09408.29261.46668.21863.8198711.2355.20002012400121508748.09690.29549.26875.41872.6200583.7355.53612213300128509252.010004.89847.57090.22161.8202745.5355.589424151001420010224.010428.810216.87356.12867.9205613.5356.387

26、426166001585011412.010979.110704.07706.83705.2209318.6357.015928154001600011520.011447.111213.18073.43446.6212765.2357.558030137001455010476.011734.411590.88345.32130.7214895.8357.88333212400130509396.011855.511795.08492.4903.6215799.5358.02273411300118508532.011854.511855.08535.6-3.6215795.9358.022

27、73610300108007776.011754.711804.68499.3-723.3215072.6357.914338947098857117.211580.611667.78400.7-1283.5213789.1357.712940875091106559.211345.811463.28253.5-1694.3212094.7357.449642804083956044.411069.611207.78069.5-2025.1210069.6357.139844751077755598.010750.910910.37855.4-2257.4207812.2356.7620466

28、87071905176.810384.710567.87608.8-2432.0205380.2356.353448636066154762.810013.210199.07343.2-2580.4202799.8355.910750593061454424.49630.49821.87071.7-2647.3200152.5355.451052547057004104.09226.89428.66788.6-2684.6197467.9354.970654515053103823.28803.49015.16490.9-2667.7194800.2354.454256485050003600

29、.08397.48600.46192.3-2592.3192207.9353.957058463047403412.88041.18219.35917.9-2505.1189702.9353.510360441045203254.47714.27877.75671.9-2417.5187285.3353.093262429043503132.07408.67561.45444.2-2312.2184973.1352.693564420042453056.47125.27266.95232.2-2175.8182797.4352.311266411041552991.66861.16993.25

30、035.1-2043.5180753.9351.966868401040602923.26624.46742.84854.8-1931.6178822.3351.623970382039152818.86394.46509.44686.8-1868.0176954.4351.315272361037152674.86155.06274.74517.8-1843.0175111.4350.989474339035002520.05930.56042.84350.8-1830.8173280.6350.680876321033002376.05710.35820.44190.7-1814.7171

31、465.9350.372178298030952228.45483.65597.04029.8-1801.4169664.5350.046880281028952084.45242.95363.33861.5-1777.1167887.4349.695282268027451976.45015.85129.43693.1-1716.7166170.6349.363184255026151882.84807.94911.93536.5-1653.7164516.9349.031186242024851789.24602.74705.33387.8-1598.6162918.3348.718688

32、230023601699.24408.24505.53243.9-1544.7161373.6348.4169采用方案II對設計洪水調(diào)節(jié)進行計算時，最大排水量為11855.5m³s，水庫最高水位為358.0227m。表2-12水庫校核洪水調(diào)節(jié)計算表時間t（h)入庫洪水流量Q（m3/s)時段平均入庫流量（m3/s)時段入庫水量（萬m3)下泄流量q（m3/s)時段平均下泄流量（m3/s)時段下泄水量（萬m3)時段內(nèi)水庫存水量變化（萬m3)水庫存水量V（萬m3)水庫水位Z（m)012708961.8197700.0355.00882249018801353.68484.28723.0628

33、0.6-4927.0192773.0354.07174547039802865.68043.98264.15950.1-3084.5189688.5353.510361040079355713.28031.78037.85787.2-74.0189614.5353.4929813400119008568.08404.08217.95916.92651.1192265.7353.976110145001395010044.09043.88723.96281.23762.8196028.5354.683712148001465010548.09640.29342.06726.23821.81998

34、50.2355.399914150001490010728.010155.69897.97126.53601.5203451.7356.012916151001505010836.010647.510401.67489.13346.9206798.6356.591818153001520010944.011089.110868.37825.23118.8209917.4357.108820159001560011232.011509.011299.18135.33096.7213014.1357.589022170001645011844.011978.911744.08455.63388.4

35、216402.5358.115724193001815013068.012605.412292.28850.34217.7220620.1358.787826212002025014580.013438.913022.29375.95204.1225824.2359.663628197002045014724.014190.613814.89946.64777.4230601.6360.438930175001860013392.014666.814428.710388.73003.3233604.9360.912132159001670012024.014886.614776.710639.

36、21384.8234989.7361.133034146001525010980.014928.414907.510733.4246.6235236.3361.164536133001395010044.014815.114871.810707.7-663.7234572.6361.06993812300128009216.014591.814703.510586.5-1370.5233202.1360.84914011400118508532.014293.314442.610398.6-1866.6231335.5360.54934210500109507884.013933.114113

37、.210161.5-2277.5229058.0360.2023449820101607315.213524.713728.99884.8-2569.6226488.4359.781546900094106775.213066.213295.59572.7-2797.5223690.9359.309948834086706242.412587.912827.19235.5-2993.1220697.8358.804750777080555799.612121.212354.68895.3-3095.7217602.1358.301552717074705378.411676.311898.88

38、567.1-3188.7214413.4357.805854674069555007.611230.511453.48246.4-3238.8211174.6357.310256633065354705.210786.111008.37926.0-3220.8207953.8356.796158603061804449.610323.510554.87599.5-3149.9204803.9356.251260573058804233.69875.110099.37271.5-3037.9201766.0355.740462555056404060.89461.69668.46961.2-29

39、00.4198865.6355.238364542054853949.29032.69247.16657.9-2708.7196156.9354.721966528053503852.08641.18836.96362.5-2510.5193646.4354.224768513052053747.68283.18462.16092.7-2345.1191301.3353.788370487050003600.07979.78131.45854.6-2254.6189046.6353.388672458047253402.07672.07825.95634.6-2232.6186814.0353

40、.006374428044303189.67380.07526.05418.7-2229.1184584.9352.624076403041552991.67093.67236.85210.5-2218.9182366.0352.241678372038752790.06814.16953.95006.8-2216.8180149.2351.846880350036102599.26540.56677.34807.7-2208.5177940.8351.469582333034152458.86268.16404.34611.1-2152.3175788.5351.10958431603245

41、2336.45999.36133.74416.3-2079.9173708.6350.749486299030752214.05747.05873.24228.7-2014.7171694.0350.406488283029102095.25503.65625.34050.2-1955.0169738.9349.6952采用方案II對校核洪水調(diào)節(jié)進行計算時，最大排水率為14928.4m³s；水庫最高水位為361.1645m。2.4調(diào)洪計算成果表及方案對比因為該項目的主要目的是發(fā)電，改善黃龍灘水電站的防洪能力，改善水庫區(qū)的通航條件。綜合最大排水量、水庫最大水位和最大儲水量，在水源供給相

42、同的情況下，方案I中設計洪水水庫的最大水位為355.93 m，最大儲水空間為2033十億立方米，經(jīng)核對后最高水位為359.07m，儲水空間為22.23億立方米。方案二中的設計蓄水池的最高水位為358.03 m，最大儲水空間為21.58億立方米；經(jīng)核對后洪水水庫的最高水位為361.16m，最大庫容為23.52億m³。相比較而言，方案II優(yōu)于方案I。選用孔口尺寸為3-20.0m×18.0m（孔-寬×高)的WES型低實用堰，堰頂高程337.0m。第3章 壩體設計3.1基本設計資料3.1.1基本地質(zhì)條件洪河面板堆石壩壩址位于洪河河口到河道上方1.2km長的峽谷內(nèi)，河道整體

43、彎曲呈“S”型，大體上右岸呈凸狀。河流流向從西北方向轉(zhuǎn)向東北方向，兩岸坡度40°50°，水面寬70m100m，河床覆蓋層厚5m16m。壩址位于上游太陽坡倒轉(zhuǎn)背斜的正常翼（北東翼)。陳家河斷層（F1)在壩址下游洪河河口處通過，壩址位于相對較完整的下盤。除F1規(guī)模較大外，其余很小。破碎帶寬度一般0.2m左右。斷層F8、F9屬張性，F(xiàn)10屬扭性，規(guī)模較小，延伸不長，破碎帶寬0.1m0.2m。河床砂礫石層的透水性，一般為K=50m/d150m/d。地下水與地表水均為無色，無味，無臭和透明的。單軸抗壓強度和巖石飽：屬中硬巖類，其它兩種巖石為25.0MPa30.0MPa，屬較軟巖類。白

44、云母石英片巖組中的白云母石英片巖，飽和抗壓強度在30.0MPa左右，亦基本屬于較軟巖類。3.2壩頂高程和壩頂結(jié)構(gòu)3.2.1壩頂高程根據(jù)SL274-2001碾壓式土石壩設計規(guī)范中列舉的公式可計算出，壩頂超高按式計算，對特殊重要的工程，可取大于此計算值。式中：為波浪在壩坡上的設計爬高，m；為風浪引起的壩前水位雍高，m；為考慮安全因素增加的高度，m，根據(jù)大壩的等級按表3-1選用，其中特殊運行條件（a）適用于山區(qū)、丘陵區(qū)，非常運行條件（b）適用于平原區(qū)、濱海區(qū)。表3-1土石壩的安全加高單位：m壩的級別1234，5正常運行條件1.501.000.700.50非常運行條件（a）0.700.500.400.

45、30非常運行條件（b）1.000.700.500.30式中和的計算公式很多，主要都是根據(jù)經(jīng)驗和半經(jīng)驗推導得出的，適用于大部分的具體條件。設計的壩頂?shù)母叨仁轻槍纬两荡篌w上穩(wěn)定以后的情況而言的，所以，完工時的壩頂高程應事先留下足夠的沉降量。依據(jù)之前的工程經(jīng)驗，采用土質(zhì)的防滲體的分區(qū)壩需要預留的沉降量一般為壩高的1%。在公式中，波浪在壩坡上的設計爬高可由SL274-2001碾壓式土石壩設計規(guī)范附錄A.1中規(guī)定的波浪計算求得。波浪的平均波周期和平均波高應該采用試驗站的公式，按式計算：式中-平均波高，m；-平均波周期，s；-計算風速，16.7ms；-風區(qū)長度，700m；-水域平均深度，=47.5m；-

46、重力加速度，9.81。計算可得平均波高=0.216m，平均波周期=2.06s。洪河水庫地處內(nèi)陸峽谷地區(qū)，對于內(nèi)陸峽谷水庫，當20，20000時，波浪的波高和平均波長可采用官廳水庫公式，按式計算：由上述兩式可算得波浪的波高=0.0439m，平均波長=0.527m。正向來波在單坡上的平均波浪爬高可按式計算：式中-平均波浪爬高，m；-單坡的坡度系數(shù)，本工程為1.7；-斜坡的糙率滲透性系數(shù)，由于護面類型為混凝土，由表2-2查得=0.90；-經(jīng)驗系數(shù)，=0.508，由表3-3查得=1.00。表3-2糙率即滲透性系數(shù)護面類型光滑不透水護面（瀝青混凝土）1.00混凝土或混凝土板0.90草皮0.850.90砌

47、石0.750.80拋填兩層塊石（不透水基礎）0.600.65拋填兩層塊石（透水基礎）0.500.55表3-3經(jīng)驗系數(shù)11.522.533.5451.001.021.081.161.221.251.281.30由式可算得平均波浪爬高=0.304m。不同累積頻率下的波浪爬高可由平均波高與壩迎水面前水深的比值和相應的累積頻率（）按表3-4規(guī)定的系數(shù)計算求得。表3-4不同累積頻率下的爬高與平均爬高比值（）P（）0.1124510142030500.12.662.232.071.901.841.641.531.391.220.960.10.32.442.081.941.801.751.571.481.3

48、61.210.970.32.131.861.761.651.611.481.391.311.190.99設計波浪爬高值由工程等級來進行確定，本工程為大（1）型工程，需要采取累積頻率為1的波浪爬高值。因為0.1，=1，由表3-4可取得=2.23，又因為=0.304m，算得設計波浪爬高為=0.68m。水位雍高可按式計算：式中-計算點處的風雍水面高度，m；-風區(qū)長度，700m；-綜合摩阻系數(shù)，?。?計算壩軸線法線與風向的夾角為22.5°。由式得出計算點處的水位最高為m，大概可以忽略不計。由于該工程為大（1）型工程，由計算得在正常運行條件下它的安全增加高度A為1.50m；非常運行條件下它的安

49、全增加高度為0.70m，則由公式算得大壩正常運行條件下的壩頂需要超高=0.68+1.5=2.18m；非常運行條件下的壩頂需要超高為=1.38m。參照碾壓式土石壩設計規(guī)范（SL274-2001），在4種條件下的壩頂高程計算如表3-5所示。表3-5壩頂高程計算表運用情況洪水位（m）波浪爬高R（m）安全超高A（m）壩頂高程（m）設計洪水位加正常運用358.030.681.8360.21正常蓄水位加正常運用355.000.681.8357.18校核洪水位加非常運用361.610.680.7362.54正常蓄水位加非常運用355.000.680.7357.08以上4值取最大值為362.54m，實際工程中取壩頂高程為362.60m。防浪墻高取1.2m，故防浪墻