水利工程土石壩設(shè)計說明書

某大學(xué)本科畢業(yè)論文某水利樞紐工程PAGEPAGE79某水利工程土石壩樞紐設(shè)計說明書（水利水電工程專業(yè)）摘要：某水利樞紐工程位于南河中游，是一座中型水利樞紐工程，其主要任務(wù)有發(fā)電，灌溉和防洪。該工程主要由混凝土面板堆石壩、溢洪道、取水建筑物以及廠房等組成。本文扼要介紹設(shè)計中進(jìn)行的主要工作和設(shè)計成果，有水文水利計算、水利樞紐布置、混凝土面板堆石壩設(shè)計、溢洪道設(shè)計以及隧洞與廠房的設(shè)計等。混凝土面板堆石壩壩高54米，壩長197米，采用河岸溢洪道泄洪，孔口尺寸4米，孔數(shù)3個。水電站裝機(jī)容量1.45萬千瓦，采用3臺機(jī)組，單機(jī)容量為4833千瓦。施工采用全段圍堰方案，右岸隧洞導(dǎo)流，后期改建沖沙底孔。設(shè)計最后提交的成果有：說明書一份，計算書一份，工程設(shè)計圖紙6張以及其他計算附圖附表等。關(guān)鍵字：某水利樞紐混凝土面板堆石壩Abstract:Summarythelilywatercontrolprojectliesinsouthriverandmiddlereach,isamedium-sizedwatercontrolproject,itsmaintaskgenerateselectricity,irrigateandpreventflood.Thisprojectismadeupbyconcretepanelrock-filldam,spillway,fetchingwaterinthebuildingandfactorybuilding,etc.Thistextintroducesthegroundworkcarriedoninthedesignanddesignachievementbriefly,therearehydrologywaterconservancycalculating,assigning,designofrock-filldamofconcretepanel,spillwaydesignandthedesignsofthetunnelandfactorybuildingofkeywatercontrolproject,etc.Theconcretepanelrock-filldamis54metershigh,thedamis197meterslong,adoptthebankspillwaytoreleasefloodwater,holemouthmeasurementis4meters,thefigureoftheholeis3.Installedcapacityofpowerstation1,450,000kilowatts,adopt3units,thecapacityoftheunitis4833kilowatts.Constructandadoptthewholesectionofschemesofcoffer,thetunnelwaterconservancydiversionofrightbank,reconstructandwashthesandunderportonlaterstage.Theachievementthatisdesignedandsubmittedfinallyisasfollows,oneofmanual,calculateoneofbook,project6ofdesigndrawingcalculatefigureattachedlist,etc.某水利樞紐特征參數(shù)表項(xiàng)目參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)基本資料樞紐任務(wù)防洪，發(fā)電，灌溉溉大壩死庫容1000萬立方米米上游集雨面積44平方公里興利庫容1950萬立方米米年降雨量1200毫米調(diào)洪庫容1210萬立方米米年平均氣溫14.7℃電站廠房布置方式壩后引水式月平均流量174立方米每秒秒取水方式單管多機(jī)有壓引水水年輸沙量33000立方方米安裝高程403米最大風(fēng)速及吹程14米每秒，3公里設(shè)計水頭45.2米巖性石英砂巖引用流量40立方米每秒地震裂度5度電站裝機(jī)1.45萬千瓦大壩壩型混凝土面板堆石壩壩水輪機(jī)型號HL220-LJJ-140最大壩高54米發(fā)電機(jī)型號YSL330/661-16壩頂寬度8米引水管道壓力隧洞及鋼管溢流方式溢洪道及電站底孔孔輔助主廠房平面尺寸35.3×12溢流堰堰型開敞式實(shí)用堰施工導(dǎo)流導(dǎo)流方案全段圍堰隧洞導(dǎo)流流汛前水位444.5米圍堰形式土石圍堰正常高水位447.5米設(shè)計洪水位448.65米校核洪水位448.71米死水位434米目錄TOC\o"1-3"\h\zHYPERLINK\l"_Toc106708265"第1章某水利樞紐工程基本資料6HYPERLINK\l"_Toc106708266"1.1地形地質(zhì)條件6HYPERLINK\l"_Toc106708267"1.1.1、地理位置及樞紐任務(wù)6HYPERLINK\l"_Toc106708268"1.1.2、地形條件6HYPERLINK\l"_Toc106708269"1.1.3、地質(zhì)條件6HYPERLINK\l"_Toc106708270"1.1.4、水文氣象7HYPERLINK\l"_Toc106708271"1.2建筑材料及其他8HYPERLINK\l"_Toc106708272"1.2.1、建筑材料8HYPERLINK\l"_Toc106708273"1.2.2、對外交通8HYPERLINK\l"_Toc106708274"1.2.3、其他8HYPERLINK\l"_Toc106708275"1.2.4、附圖8HYPERLINK\l"_Toc106708276"第2章水文水利計算9HYPERLINK\l"_Toc106708277"2.1水文計算9HYPERLINK\l"_Toc106708278"2.1.1、確定樞紐等別以及建筑物級別9HYPERLINK\l"_Toc106708279"2.1.2、水文計算9HYPERLINK\l"_Toc106708280"2.2水利計算11HYPERLINK\l"_Toc106708281"2.2.1、確定泄洪方式11HYPERLINK\l"_Toc106708282"2.2.2、防洪庫容推求12HYPERLINK\l"_Toc106708283"2.2.3、淤沙高程及死水位13HYPERLINK\l"_Toc106708284"2.3水能利用計算13HYPERLINK\l"_Toc106708285"第3章壩型選擇及樞紐布置15HYPERLINK\l"_Toc106708286"3.1壩型選擇15HYPERLINK\l"_Toc106708287"3.1.1、壩址特點(diǎn)15HYPERLINK\l"_Toc106708288"3.1.2、各種壩型特點(diǎn)15HYPERLINK\l"_Toc106708289"3.1.3、確定壩型17HYPERLINK\l"_Toc106708290"3.2樞紐布置17HYPERLINK\l"_Toc106708291"3.2.1、水利樞紐的建筑物17HYPERLINK\l"_Toc106708292"3.2.2、樞紐總體布置18HYPERLINK\l"_Toc106708293"第4章混凝土面板堆石壩設(shè)計20HYPERLINK\l"_Toc106708294"4.1壩體剖面設(shè)計20HYPERLINK\l"_Toc106708295"4.1.1、壩頂構(gòu)造設(shè)計20HYPERLINK\l"_Toc106708296"4.1.2、壩坡及馬道設(shè)計21HYPERLINK\l"_Toc106708297"4.1.3、排水體設(shè)計22HYPERLINK\l"_Toc106708298"4.1.4、趾板設(shè)計23HYPERLINK\l"_Toc106708299"4.2壩體材料分區(qū)設(shè)計23HYPERLINK\l"_Toc106708300"4.2.1、混凝土面板尺寸和分縫24HYPERLINK\l"_Toc106708301"4.2.2、壩體墊層區(qū)及過渡層設(shè)計24HYPERLINK\l"_Toc106708302"4.2.3、壩體主堆石區(qū)設(shè)計24HYPERLINK\l"_Toc106708303"4.3混凝土面板設(shè)計25HYPERLINK\l"_Toc106708304"4.3.1、面板的形式尺寸設(shè)計25HYPERLINK\l"_Toc106708305"4.3.2、面板的混凝土及接縫設(shè)計25HYPERLINK\l"_Toc106708306"4.3.3、面板接縫止水設(shè)計26HYPERLINK\l"_Toc106708307"4.4壩基處理27HYPERLINK\l"_Toc106708308"4.4.1、趾板地基處理27HYPERLINK\l"_Toc106708309"4.4.2、壩基開挖與處理28HYPERLINK\l"_Toc106708310"4.5混凝土面板堆石壩穩(wěn)定校核與變形估算28HYPERLINK\l"_Toc106708311"4.5.1、混凝土面板堆石壩壩坡穩(wěn)定分析28HYPERLINK\l"_Toc106708312"4.5.2、混凝土面板堆石壩變形估算29HYPERLINK\l"_Toc106708313"第5章溢洪道設(shè)計30HYPERLINK\l"_Toc106708314"5.1引水渠設(shè)計30HYPERLINK\l"_Toc106708315"5.2控制段設(shè)計30HYPERLINK\l"_Toc106708316"5.2.1、溢流堰堰型及選擇30HYPERLINK\l"_Toc106708317"5.2.2、溢流堰閘門閘墩設(shè)計31HYPERLINK\l"_Toc106708318"5.3泄槽形式及水力設(shè)計32HYPERLINK\l"_Toc106708319"5.3.1、槽的形式及水面曲線設(shè)計32HYPERLINK\l"_Toc106708320"5.3.2、泄槽彎道設(shè)計33HYPERLINK\l"_Toc106708321"5.3.3、彎道沖擊波設(shè)計34HYPERLINK\l"_Toc106708322"5.4消能防沖段設(shè)計35HYPERLINK\l"_Toc106708323"5.4.1、溢洪道沿程水頭損失和局部水頭損失35HYPERLINK\l"_Toc106708324"5.4.2、水舌設(shè)計35HYPERLINK\l"_Toc106708325"5.4.3、溢洪道挑坎與沖溝的處理36HYPERLINK\l"_Toc106708326"第6章隧洞及廠房平面設(shè)計37HYPERLINK\l"_Toc106708327"6.1隧洞布置原則與路線選擇37HYPERLINK\l"_Toc106708328"6.1.1、水工隧洞總體布置原則37HYPERLINK\l"_Toc106708329"6.1.2、隧洞路線選擇37HYPERLINK\l"_Toc106708330"6.2發(fā)電引水隧洞及廠房平面設(shè)計38HYPERLINK\l"_Toc106708331"6.2.1、進(jìn)口段結(jié)構(gòu)設(shè)計選擇38HYPERLINK\l"_Toc106708332"6.2.2、洞身段設(shè)計39HYPERLINK\l"_Toc106708333"6.2.3、機(jī)型選擇及廠房平面確定41HYPERLINK\l"_Toc106708334"6.3排沙孔結(jié)合導(dǎo)流洞設(shè)計41HYPERLINK\l"_Toc106708335"6.3.1、導(dǎo)流方案選擇42HYPERLINK\l"_Toc106708336"6.3.2、龍?zhí)ь^式連接處的設(shè)計43HYPERLINK\l"_Toc106708337"第7章施工組織設(shè)計44HYPERLINK\l"_Toc106708338"7.1、導(dǎo)流洪水設(shè)計44HYPERLINK\l"_Toc106708339"7.2、圍堰設(shè)計45HYPERLINK\l"_Toc106708340"7.1.1、上游圍堰設(shè)計45HYPERLINK\l"_Toc106708341"7.1.2、下游圍堰設(shè)計45HYPERLINK\l"_Toc106708342"7.3、施工組織內(nèi)容與施工進(jìn)度計劃46HYPERLINK\l"_Toc106708343"7.3.1施工組織內(nèi)容46HYPERLINK\l"_Toc106708344"7.3.2、施工進(jìn)度計劃46HYPERLINK\l"_Toc106708345"致謝47第1章某水利樞紐工程基本資料1.1地形地質(zhì)條件地形地質(zhì)條件包含四個方面：地理位置及樞紐任務(wù)；地形條件；地質(zhì)條件和水文氣象。1.1.1、地理位置及樞紐任務(wù)某水利樞紐位于南河中游，距復(fù)興場三公里，至縣城20公里。南河全長42公里，河床平均比降8‰。河流由北向南流入洪水河。某樞紐是一座以發(fā)電、防洪及灌溉為主的綜合利用水庫，建成后，可以保護(hù)下游中等城鎮(zhèn)，并保證上下有城鎮(zhèn)人民的生活用水及工農(nóng)業(yè)用電的需求，同時可利用電站尾水灌溉農(nóng)田。1.1.2、地形條件樞紐壩址河谷呈梯形，河谷寬30～160米，兩岸基本對稱，左岸平均坡角32°，右岸平均坡角約為35°。但在高程450米以上，山勢急劇變緩。壩址下游右岸約150米處，有一條沖溝切割；左岸下游110米處有一山灣地形。壩址上游50米以外，河谷地勢逐漸開闊，是水庫的主要蓄水區(qū)。上游沒有淹沒條件的限制。壩址上游集雨面積44平方公里。流域兩岸坡面，木林叢生，植被良好，沿河兩岸分布有耕地。地貌特征屬構(gòu)造剝蝕型地形。1.1.3、地質(zhì)條件經(jīng)地表開挖勘測及深部鉆探資料分析，壩區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，無大的斷裂構(gòu)造，庫岸穩(wěn)定，地下水主要向庫內(nèi)補(bǔ)給。壩區(qū)巖層走向?yàn)镹80度E。與河流流向近乎垂直，傾向NW，傾角5度。壩區(qū)地層為中生代上侏羅系（J3）砂頁巖互層。壩址河谷谷底以下，上部為厚達(dá)21米的厚層石英砂巖（J2-63），中部為厚6米的砂質(zhì)頁巖（），下部為15米厚的石英砂巖（），本層厚度為40米以上，是大壩的主要持力層。兩岸以石英砂巖為主，上部有厚度約10米的砂質(zhì)頁巖。石英砂巖強(qiáng)度比較高，其表層節(jié)理裂隙較為發(fā)育，特別是兩岸基巖出露部位尤為明顯。經(jīng)測定，壩區(qū)裂隙主要有兩組：一組為走向N50°～60°E,另一組為N40°～55°W,傾角近乎直立，兩組走向近乎正交。巖石的物理力學(xué)特性如表1.1。表1.1壩址基巖物理力學(xué)特性表序號力學(xué)參數(shù)巖類容重r（t/m3）變形模量E（kg/cm2）摩擦系數(shù)f極限抗壓強(qiáng)度Rcc(kg//c㎡)泊桑比μ1石英砂巖2.659.9*10^440.607060.252砂質(zhì)頁巖2.652.0*10^440.402750.323覆蓋層1.200.2*10^440.30河谷底部基巖表面為覆蓋層，厚2～3米，系砂礫石幾塊石混合物。兩岸坡積層較厚，主要是碎石幾砂質(zhì)土混合物。南河流域無大的地震帶通過，該區(qū)地震活動較弱，歷史上只出現(xiàn)過少數(shù)幾次弱震。經(jīng)地震大隊(duì)初步確定，其他地震裂度為5度。1.1.4、水文氣象南河流域?qū)賮啛釒夂颍磕昶骄鶜鉁?4.7度，極端最高氣溫37℃，極端最低氣溫-5℃，分別發(fā)生在7月和1月份。無霜期290天。由于受太平洋低壓潮的影響，該區(qū)雨量較充沛，每年平均降雨量為1200毫米。流域附近有四個水文、氣象站，根據(jù)30年的實(shí)測水文資料分析，洪水期為5～10月，尤以7～8月洪水為最大，枯水期為11～4月，其中12月～2月河流流量最小。通過頻率分析，各種頻率的洪峰流量如表1.2所示。表1.2各種頻率的洪峰流量頻率P(％)0.010.10.212Qp（m3/s）662.2604.0585.0542.0522.8頻率P(％)510205075Qp（m3/s）488.0465.0434.0383.0345.0根據(jù)流域附近氣象站實(shí)測瞬時最大風(fēng)速為14m/s。水庫吹程3公里，風(fēng)向?yàn)楸憋L(fēng)，與吹程方向近乎一致。表1.3各月每年平均流量表月份123456流量（m3/s）7.717.472.0162.3222.0306.2月份789101112流量（m3/s）377.4373.5279.8180.867.822.1河流多年平均輸沙量33000m3,淤沙浮容重0.75t/m3,內(nèi)摩擦角13度。1.2建筑材料及其他說明建筑材料；對外交通；其他條件和給出的附圖。1.2.1、建筑材料南河流域地處山區(qū)，壩址附近土料缺乏，雖河流兩岸有坡地和少量梯田，但土質(zhì)多為砂土或砂壤土，且儲量較少。主要建筑材料為石料，儲量豐富，運(yùn)距較近，主要料場分布在壩址上下游兩岸兩公里范圍內(nèi)。料場覆蓋較薄，有利于開采。此外，在壩址下游一公里以外的兩岸山坡上，分布有強(qiáng)風(fēng)化砂巖形成的山砂，經(jīng)粉碎及篩選后，可以作混凝土或砂漿的砂料。其建筑用料的物理力學(xué)特性如表1.4。表1.4砌石體及混凝土的物理力學(xué)特性表名稱容重γ（t/m3）彈性模量E（kg/cm2）摩擦系數(shù)f容許抗壓強(qiáng)度（kkg/cm22）容許抗拉強(qiáng)度（kkg/cm22）漿砌條石2.44.5砌體與砂巖0.665砌體與砌體0.70251.0漿砌塊石2.34.0（80#砂漿砌筑）160.5干砌塊石1.7干砌毛條石2.0混凝土2.4518注：砌體與砂巖接觸面的抗剪斷凝聚力C=5kg/cm2,抗抗剪斷摩擦系數(shù)f=0.85。1.2.2、對外交通某樞紐下游三公里處的復(fù)興場，有公路通至縣城，對外交通較為方便。施工前，可自復(fù)興場修施工公路支線，即可進(jìn)入工地，保證施工期物資設(shè)備的供應(yīng)。1.2.3、其他施工期為三年，施工用電由復(fù)興場變電站架設(shè)十千伏高壓線，便可滿足工地施工及照明用電。1.2.4、附圖1．壩址區(qū)地形圖1：5002．壩址河谷橫剖面圖1：5003．壩址河谷縱剖面圖1：5004．壩址下游水位流量關(guān)系曲線5．書庫水位-庫容，面積關(guān)系曲線6.洪峰流量過程線第2章水文水利計算水文水利計算包含以下六個方面內(nèi)容：樞紐等別及建筑物級別；選擇壩型；水文計算；水利計算；淤沙高程及死水位和水能利用計算。2.1水文計算2.1.1、確定樞紐等別以及建筑物級別樞紐等別根據(jù)四個方面確定：水庫庫容；裝機(jī)容量；防洪要求和城市供水灌溉。建筑物的級別確定根據(jù)樞紐等別決定。1.水庫總庫容：某水庫庫容，面積關(guān)系曲線，給定的正常高水位為447.5米。水庫庫容2950萬立方米。為0.295。在0.1到1之間，工程規(guī)模屬于中等，屬于三等的樞紐等別。2.裝機(jī)容量：某水利樞紐裝機(jī)容量為1.45萬千瓦，根據(jù)裝機(jī)容量和灌溉的面積，確定為三等樞紐。3.防洪：建設(shè)好樞紐，可以保護(hù)下游中等城市，根據(jù)保護(hù)城鎮(zhèn)及工業(yè)區(qū)為中等，確定樞紐為三等。4.供水灌溉：還有某供水，某水庫要保證上下游城鎮(zhèn)人民的生活用水，水利灌溉，利用電站尾水灌溉農(nóng)田。根據(jù)以上所述，最后確定樞紐等別為三等。5．建筑物級別確定：主要建筑物的級別確定根據(jù)樞紐等別決定，由三等的樞紐確定建筑物的級別：確定主要建筑物級別為3級別，次要建筑物級別為4級別，臨時建筑物級別為5級別。參考資料：見資料[1]2.1.2、水文計算水文計算主要確定洪水重現(xiàn)期；調(diào)洪原理以及推求洪水過程線三個方面內(nèi)容。1、洪水重現(xiàn)期確定根據(jù)建筑物級別，在設(shè)計工況下，主要水工建筑物洪水重現(xiàn)期：堆石壩在50到100年，以安全起見，取重現(xiàn)期為100年。見參考資料[2]。根據(jù)基本資料情況，由100年一遇的頻率下設(shè)計洪峰流量為Q設(shè)計=542.0立方米每秒。根據(jù)基本資料的附圖：洪水過程線圖。典型洪水過程線有最大洪水來量為=300立方米每秒。水文計算用同倍比放大法計算。計算結(jié)果KQ=1.087.校核的情況：取洪水重現(xiàn)期為1000年一遇。該頻率下的洪峰流量Q校核=604.0立方米每秒。計算結(jié)果KQ校核=2.0013。2、調(diào)洪原理水庫調(diào)洪是在水量平衡和動力平衡（即圣維南方程組的連續(xù)方程和運(yùn)動方程）的支配下進(jìn)行的。水量平衡用水庫水量平衡方程表示，動力平衡可由水庫蓄泄曲線來表示。調(diào)洪計算就是從起調(diào)開始，逐時段連續(xù)求解這兩個方程。①.水庫水量平衡方程在某一時段內(nèi)，入庫水量減去出庫水量，應(yīng)等于該時段內(nèi)水庫增加或減少的蓄水量。水量平衡方程為式中Q1——時段始的入庫流量，m3/s；Q2——時段末的出庫流量，m3/s；V1——時段始的水庫蓄水量，m3/s；V2——時段末的水庫蓄水量，m3/s；——計算時段，s.其能比較準(zhǔn)確地反映洪水過程線地形狀。②.水庫蓄泄方程或水庫蓄泄曲線水庫通過過溢洪道泄洪洪，其泄流量量地大小，在在溢洪道型式式、尺寸一定定地情況下，取取決于堰頂水水頭H，即q＝f(H)。對于閘門門全開地表面面式溢洪道，下下瀉流量可按按堰流公式計計算。當(dāng)水庫庫內(nèi)水面坡降降較小，可視視為靜水面時時，其泄流水水頭H只是庫中蓄蓄水量V的函數(shù)，即H＝f(V)，故下瀉流流量q成為蓄水量V的函數(shù)，即即q＝f(H)或q=f(VV)③調(diào)洪演算必要的資資料a．設(shè)計校核洪水過過程線、水位位～庫容曲線線、下游水位位～流量的關(guān)關(guān)系曲線b．泄洪建筑物的類類型、堰頂高高程及尺寸,前者已經(jīng)已已知,后者在進(jìn)行行調(diào)洪演算前前先設(shè)出幾種種方案,進(jìn)行比較后后優(yōu)選方案c．洪水標(biāo)準(zhǔn)中的洪洪水重現(xiàn)期(P校和P設(shè))3、洪水過程線的推求求計算結(jié)果于下表22.1表2.1洪水過程推推求結(jié)果表時段02345678典型1526582202202682903000設(shè)計2746.982104.806252.98397.54484.276524.03542.1校核3050.0338116.058280.182440.286536.34844580.377600.39時段1012141618202224典型278232172136106806250設(shè)計502.346419.224310.804245.752191.542144.56112.03490.35校核556.36144464.30166344.22366272.17688212.13788160.104124.08066100.065根據(jù)同倍比放大法法推求洪水過過程線，根據(jù)據(jù)資料取兩個個小時為一個個時段，在開開始幾個時段段來水量變化化比較大，取取一個小時一一個時段，可可以更精確地地推求洪水過過程線。洪水水過程線見附附圖：洪水過過程線。2.2水利計計算水利計計算有：泄洪洪方式的確定定；防洪庫容容的推求和淤淤沙高程及死死水位確定。2.2.1、確定定泄洪方式1、根據(jù)地形情情況，采用溢溢洪道泄洪方方式泄洪。采采用高堰形式式，用開敞式式冪曲線實(shí)用用堰。泄流能能力計算按：：BB：溢流堰總總凈寬cc：上游坡度度影響系數(shù)QQ：流量：記入行進(jìn)流速的的堰上水頭，對對高堰，取H，對低堰，按按照公式計算算.系行進(jìn)流速近似地地取1H：堰上水頭頭g:重力加速度度m：流量系數(shù)以上公式參數(shù)等均均見參考資料料[3]。2、孔口比較確確定根據(jù)公式初初步取三孔乘乘四米單寬的孔孔口和兩孔乘乘五米單寬的孔孔口。調(diào)洪計計算起調(diào)水位位取溢洪道溢溢流堰頂高程程,為汛前水位位444.5米.其計算調(diào)洪洪結(jié)果如下表表2.2。表2.2調(diào)調(diào)洪結(jié)果對照照表內(nèi)容設(shè)計洪水情況校核洪水情況最大來水量Q(m３３/s)最大下泄量q(mm３/s)上游最高水位Z(mm)最大來水量Q（m3/s）最大下泄量q（m3/s）上游最高水位Z(mm)2*5單寬542215448.71600223448.713*4單寬542250448.65600263448.71比較選定孔口,經(jīng)經(jīng)過比較,二孔乘五米單寬的孔孔口,在來水量一一樣的情況下下,下泄流量比比三孔乘四米米單寬的情況況要小.設(shè)計洪水情情況與校核洪洪水情況都是是如此.設(shè)計情況下,三孔乘四米單寬的孔孔口上游最高高水位比兩孔孔乘五米的要低一一點(diǎn).校核的情況況是一樣的水水位.在這樣的情情況下,選擇下泄流流量大的方案案.最后確定選選擇三孔乘四四米單寬的孔孔口.2.2.2、防洪洪庫容推求下游防洪要求設(shè)計計洪水從防洪洪限制水位經(jīng)經(jīng)過水庫調(diào)節(jié)節(jié)后達(dá)到的最最高水位，這這個水位到防防洪限制水位位之間的庫容容就是防洪庫庫容。也就是是校核水位到到防洪限制水水位之間的庫庫容。溢洪道道校核洪水位位為448..71米，最大下泄泄流量q為263立方米每秒,相應(yīng)的總庫庫容為0.34億立方米；；溢洪道堰頂頂高程為4444.5米，也就是防防洪限制水位位為444..5米，相應(yīng)庫容容為0.227億立方米.設(shè)計洪水位位為448..65米，最大下泄泄流量為2550立方米每秒,相應(yīng)的庫容容也為0.34億立方米.根據(jù)計算結(jié)結(jié)果如下:上游設(shè)計洪水位::448.665米上游校核洪水位::448.771米上游正常蓄水為4447.5米設(shè)計最大下泄流量量:250立方米每秒校核最大下泄流量量:263立方米每秒下游設(shè)計水位2006.3米下游校核水位2006.6米下游正常水位4002.3米設(shè)計防洪庫容0..096億立方米校核防洪庫容0..113億立方米2.2.3、淤沙沙高程及死水水位對于一般淤積不太太嚴(yán)重的河流流，可用死庫庫容作為淤沙沙庫容，其容容積大小可根根據(jù)水庫預(yù)期期使用的年限限計算確定。淤淤積庫容可能能大于自流引引水所要求的的死庫容。但但在本設(shè)計中中為確定水電電站引水段的的進(jìn)口高程，死死庫容由淤沙沙庫容求得。1、淤沙高程：按照兩兩種方法確定定，一種是估估算法，根據(jù)據(jù)多年河流輸輸沙量和排沙沙估算；另外外一種是耕具具水庫的攔沙沙率和排沙比比法確定。首先，按照估算法法:水庫基本資料給定定河流多年平平均輸沙量為為33000立方米.初步設(shè)計水水庫使用年限限為100年,淤積沙量為330萬立方米,若水庫設(shè)計計排沙孔排沙沙,每年按排沙沙百分之二十十計算,這算出對應(yīng)應(yīng)的淤積沙量量264萬立方米,相應(yīng)的淤沙沙高程為4118.4米.其次，按水庫攔沙沙率和排沙比比法:水庫原始庫容31110萬立方米,年平均水量量為5487003萬立方米,多年平均輸輸沙量3.3萬立方米.淤積期即是是使用期的平平均調(diào)節(jié)系數(shù)數(shù)算得百分之之零點(diǎn)四二五五.按平均淤損損率算,淤損率為百百分之零點(diǎn)零零二六七年平平均淤積量為為8583..6立方米,水庫淤積達(dá)達(dá)原庫容百分分之五十的年年限為1812年.年平均攔沙沙率為百分之之二十六.水庫調(diào)節(jié)程序?qū)r攔沙率起主要要作用外,還有其他多多種因素存在在.如泥沙顆粒粒的粗細(xì),泄流建筑物物的形式,及水庫運(yùn)用用的方式等.南和流域地地處山區(qū),泥沙顆粒比比較粗,攔沙率比較較高,并且水庫汛汛期泄水以表表面溢洪道為為主,出庫含沙量量應(yīng)該比較低低.水庫的攔沙沙率比較高.設(shè)計定年平平均攔沙率為為百分之五十十,擬定水庫使使用年限為100年,河流多年的的平均輸沙量量為330000立方米.使用期內(nèi),淤沙總體積積為165完立方米.根據(jù)水庫水水位庫容曲線線得淤沙高程程為409..5米.參考資料[4]。以上兩種種方案比較下下來第二種方方案更準(zhǔn)確,淤積計算更更精確,淤沙高程比比較低,比較符合資資料地形情況況.最后確定取取淤沙高程為為409.5米.2、死水位的確定綜合考慮淤沙高程程的因素，考考慮取水口的的高程等因素素，死水位取取水庫消落深深度的最低高高程。由于資資料缺陷，水水庫的消落深深度取最大水水頭的百分之之三十。最大大水頭由計算算得46.5米，水庫的消消落深度是113.95米。經(jīng)過計算算得死水位高高程為4333.55米。最后確定定死水位高程程為434米。對應(yīng)的死死庫容為1000萬立方米。2.3水水能利用計算算水能利利用計算有：：確定水頭；；根據(jù)水頭確確定裝機(jī)容量量。1、水頭確定初步設(shè)計水電站裝裝機(jī)3臺機(jī)組，由由電站引用流流量為40立方米每秒，單單機(jī)引用流量量為13.333立方米每秒。根根據(jù)基本資料料下游水位流流量關(guān)系曲線線，下游最小小水位為單機(jī)機(jī)發(fā)電時候的的水位，查出出水位為4001米的高程。最大水頭頭：最大H=46.5米。最小水頭頭：最小H=33米。平均水頭頭：平均H=39.555米。而正常蓄水位滿荷荷載時候的水水頭：正常H經(jīng)過計算得得45.2米。取正常水水位時候的水水頭與平均水水頭兩者之間間的最大值。最最后確定取設(shè)設(shè)計水頭為445.2米。見參考資資料[14]。2.裝機(jī)容量確確定根據(jù)水水電站出力計計算公式：N=A*QQ*HN:水電站出力力（功率）A:水電站出力力系數(shù)Q:水電站引用用流量H:水電站平均均水頭根據(jù)資料料情況，水電電站出力系數(shù)數(shù)范圍在6.0-88.0之間。取出出力系數(shù)為8。計算得出出水電站出力力（功率）為為14464千瓦。取1.45千瓦。確定定裝機(jī)容量為為1.45萬千瓦。水電站設(shè)計水頭445.2米，水電站功功率1.45千瓦。第3章壩型選擇擇及樞紐布置置壩型選擇根據(jù)壩址址特點(diǎn)，各種種壩型特點(diǎn)，比比較各種壩型型是否適合壩壩址特點(diǎn)確定定。樞紐布置置按照便于施施工，利用地地形的原則，合合理布置。包包含水利樞紐紐建筑物的確確定，各建筑筑物適合不同同地形確定樞樞紐布置。3.1壩型選選擇3.1.1、壩址址特點(diǎn)某水利樞紐工程壩址址河谷呈梯形形，谷寬30到60米，兩岸基本本對稱，左岸岸平均坡角32度，右岸平平均坡角約為為35度，但在高高程450米以上，山勢勢急劇變緩。壩壩址下游右岸岸約150米的地方有一一條沖溝切割割，左岸下游游110米的地方有一一山灣地帶，壩壩址上游50米以外，河谷谷地勢開闊，是是水庫主要蓄蓄水區(qū)。流域域兩岸坡面林林木叢生，植植被良好。沿沿河流的兩岸岸分布有耕地地。地貌特征征屬于構(gòu)造剝剝蝕型地形。壩壩區(qū)地質(zhì)構(gòu)造造簡單，無大大的斷裂構(gòu)造造。巖層走向向?yàn)镹80E,與河流流向向近乎垂直。傾傾向NW，角度為5度。當(dāng)?shù)亟ńㄖ牧现饕鞘希瑝螇沃犯浇亮狭先狈Γm然然河流兩岸有有坡地和少量量梯田，但是是土質(zhì)多為砂砂土或壤土，且且儲備量較少少，主要建筑筑材料石料儲儲備量豐富，并并且運(yùn)距較近近，主要分布布在壩址上下下游兩岸兩公公里范圍內(nèi)。3.1.2、各種種壩型特點(diǎn)考慮比較較四種比較常常用的壩型：：混凝土拱壩壩壩型；混凝凝土重力壩壩壩型；土壩壩壩型；支墩壩壩；土石壩。其其中土石壩又又分為土石心心墻壩，土石石斜墻壩，心心墻堆石壩，混混凝土面板堆堆石壩。1.混凝凝土拱壩壩型型：拱壩依靠靠兩岸巖體承承擔(dān)拱推力，抗抗滑穩(wěn)定由兩兩岸巖體決定定，拱內(nèi)應(yīng)力力分布均勻，有有利于材料強(qiáng)強(qiáng)度的發(fā)揮。節(jié)節(jié)約材料，壩壩身可以開孔孔過流，不需需要另外設(shè)置置泄洪建筑物物，壩身輕，抗抗震性能好。但是導(dǎo)流流不方便，并并且要求壩址址河岸巖體要要好，要是V型河谷。所所以對壩址要要求比較高，對對防滲，溫度度要求比較高高。根據(jù)壩址址地質(zhì)情況，不不適合布置拱拱壩。2.混凝土重力力壩壩型：混混凝土重力壩壩依靠大壩自自身與巖基之之間的摩擦力力來平衡水壓壓力從而維持持穩(wěn)定。所以以重力壩要求求建在巖基上上，所以要求求有壩址有堅(jiān)堅(jiān)硬的基巖?；旎炷林亓螇我蠓罎B要要好，重力壩壩適應(yīng)性廣，并并且安全可靠靠，對地形地地質(zhì)調(diào)教適應(yīng)應(yīng)性強(qiáng)，可以以使用大體積積混凝土機(jī)械械施工，施工工工藝簡單。穩(wěn)穩(wěn)定和應(yīng)力計計算簡單，在在基巖上適于于建混凝土重重力壩。根據(jù)據(jù)地形地質(zhì)情情況，可以考考慮建混凝土土重力壩。3.土壩壩型：：土壩利用土土質(zhì)當(dāng)水，防防滲比較差。土土壩不能過水水，需要另外外設(shè)置壩外泄泄水建筑物。土土壩對壩基要要求不高，但但是壩址區(qū)要要有大量的土土，要有建筑筑防滲心墻的的土料。根據(jù)據(jù)壩址情況，沒沒有土料，有有大量的石料料，不適合建建筑土壩。4.支支墩壩支墩壩由一一系列支敦和和擋水面板所所組成，支墩墩沿壩軸線排排列，前面設(shè)設(shè)擋水面板。支支墩壩也是依依靠重力維持持穩(wěn)定的擋水水建筑物，自自重較輕，壩壩體工程量小小。由于支墩墩壩的應(yīng)力較較高，對地基基的要求比重重力壩還高，特特別是連拱壩壩，因其整體體結(jié)構(gòu)，對地地基的要求就就更加嚴(yán)格，因因此不能選用用。大頭壩和和寬縫重力壩壩接近，也不不宜采用。平平板壩由于鋼鋼筋用量大，且且面板容易產(chǎn)產(chǎn)生裂縫。也也不適合修建建該壩。5.土石壩壩型型：土石壩要要求土料與石石料以一定的的比例筑壩。也也要求當(dāng)?shù)貕螇沃酚凶銐虻牡耐亮吓c石料料，防滲材料料。土石壩可可以利用機(jī)械械化快速施工工，土石壩也也不能在壩身身過水，需要要設(shè)置壩外泄泄水建筑物。在在地形給予符符合的情況下下，可以考慮慮修建土石壩壩。根據(jù)壩址址情況，有少少量的沙土，或或壤土，河谷谷不是很寬，可可以考慮修建建土石壩。土石壩可以分為土土石心墻壩，土土石斜墻壩，心心墻堆石壩，混混凝土面板堆堆石壩。心墻墻土石壩，土土石斜墻壩和和心墻堆石壩壩需要有建筑筑心墻的土料料，利用心墻墻防滲，防滲滲性能不是很很好?；炷镣撩姘宥咽瘔螇?，可以充分分利用當(dāng)?shù)刎S豐富的石料，混混凝土面板防防滲比較好，混混凝土面板堆堆石壩是近年年來迅速崛起起的一種壩型型，可以使用用機(jī)械化快速速施工，造價價低，一般壩壩身不能泄水水，堆石壩要要求當(dāng)?shù)赜胸S豐富的石料。壩壩址區(qū)有豐富富的石料，是是建造堆石壩壩的有利條件件，河谷不是是很寬，是適適合修建堆石石壩的有利地地形。由上面的方案選擇擇可知，在該該地區(qū)最好采采用的壩型就就是堆石壩型型。主要有幾幾個方面的原原因：1）采用當(dāng)?shù)氐牟牧狭现?，還可可以充分利用用樞紐中其他他建筑物開挖挖的土料。2）某工程壩址石料材料料豐富，土料料相對較少，適適合建堆石壩壩，堆石壩的的斷面較小，即即使在當(dāng)?shù)赜杏型亮系那闆r況堆石壩也是是可以考慮的的壩型。3）從施工機(jī)械來看看，大型堆石石壩施工機(jī)械械為加快施工工、降低造價價提供了保證證條件。特別別是重型振動動碾的使用，可可把堆石壩體體碾壓的密實(shí)實(shí)，沉降量很很小，有利于于壩的穩(wěn)定。4）堆石壩對地基的要要求比混凝土土壩為低，可可以建在地質(zhì)質(zhì)條件略差的的壩址上。而而某覆蓋層比較較少，下面是是石英砂巖，適適合建堆石壩壩。5）某工程所在地，交通通比較方便，有有公路通往縣縣城，建造堆堆石壩可以減減少外來材料料的運(yùn)輸，并并且可以充分分利用當(dāng)?shù)厥?，比較有有利。6）建造堆石壩施工工導(dǎo)流問題較較土石壩容易易解決，可部部分利用未建建完的堆石體體壩頂在汛期期溢流，從而而可減小導(dǎo)流流隧洞的尺寸寸，減少投資資，但這種情情況需注意對對壩頂、下游游壩坡和下游游壩基加以保保護(hù)。7）堆石壩設(shè)計理論論和施工經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)的積累和發(fā)發(fā)展，為修建建即安全，又又經(jīng)濟(jì)的堆石石壩提供了另另一保證條件件。8）堆石壩施工比均均質(zhì)土壩可少少受雨天的影影響，比混凝凝土壩可減少少受溫度變化化的影響。3.1.3、確定定壩型堆石壩壩幾種防滲分分區(qū)壩型比較較：1．鋼筋混凝土斜墻墻壩：對于施施工有利，但但由于厚覆蓋蓋層，勢必引引起壩體的不不均勻沉陷，從而引起混混凝土的開裂裂，為防止其其發(fā)生，對于于工程質(zhì)量的的要求就很高高，很難達(dá)到到；且需要的的鋼筋混凝土土又較心墻壩壩多，故放棄棄鋼筋混凝土土斜墻壩?；旎炷列眽螇蔚睦碛深愃扑?。2．鋼筋混凝土心墻墻壩：鋼筋混混凝土心墻壩壩雖比混凝土土重力壩節(jié)省省砼量，又能能有效利用當(dāng)當(dāng)?shù)氐耐潦狭?，但?dāng)?shù)靥幪幱谄h(yuǎn)山區(qū)區(qū)，混凝土的的生產(chǎn)、運(yùn)輸輸費(fèi)用高，筑筑心墻壩工期期受心墻澆筑筑的影響。不不宜采用。3．瀝青混凝土心墻墻壩：瀝青混混凝土有較好好的塑性和柔柔性，當(dāng)產(chǎn)生生裂縫時，尚尚有自行愈合合的性能；施施工簡單、造造價低；心墻墻受氣候條件件、日照影響響少，長期老老化問題也較較少，施工可可以與兩側(cè)填填石同時進(jìn)行行。但是，瀝瀝青混凝土防防滲墻與其它它混凝土建筑筑物的連接十十分重要，往往往會出現(xiàn)裂裂縫和漏水，以以至影響大壩壩安全。4．混凝土面板防滲滲的面板壩：：防滲面板壩壩依靠壩體上上游面防滲以以蓄水，抗滑滑穩(wěn)定性高；；壩面坡度可可比其它壩型型陡些，減少少壩體體積；；面板兼有上上游面護(hù)坡的的作用；堆石石體施工不受受防滲結(jié)構(gòu)施施工的影響；；防滲面板設(shè)設(shè)在壩體表面面，維護(hù)、檢檢修比土防滲滲墻容易。當(dāng)然，由于壩體不不均勻沉降會會直接影響到到防滲面板，使使其發(fā)生裂縫縫，降低防滲滲功能，有損損大壩安全；；但是可以對對防滲面板進(jìn)進(jìn)行分縫，就就可以降低面面板的集中應(yīng)應(yīng)力。即使沉沉降使得面板板產(chǎn)生裂縫，可可以在壩體內(nèi)內(nèi)設(shè)置排水，下下游可以設(shè)置置排水棱體。綜合上面幾種壩型型比較和某地區(qū)資料表表明，可以修修建重力壩，堆堆石壩，因?yàn)闉橥亮先狈?，不不能修建土壩壩。若要修建建土壩，土料料運(yùn)距很遠(yuǎn)，造造價太高不經(jīng)經(jīng)濟(jì)，河谷為為梯形，也不不是修建拱壩壩的有利地形形。當(dāng)?shù)赜胸S豐富的石料，巖巖基良好，在在設(shè)計水位以以上，坡度急急劇變緩，有有利于布置泄泄水溢洪道。是是修建混凝土土面板堆石壩壩的有利地形形。所以大壩壩壩型優(yōu)先選選擇混凝土面面板堆石壩。3.2樞紐布布置3.2.1、水利利樞紐的建筑筑物水利樞紐紐的建筑物包包括主要建筑筑物和臨時建建筑物，主要要建筑物有擋擋水建筑物；；泄水建筑物物；輸水建筑筑物和水電站站建筑物。臨臨時建筑物有有導(dǎo)流圍堰，導(dǎo)導(dǎo)流洞和臨時時工作橋等。擋水建筑物是混凝凝土面板對石石壩。泄水建筑物有溢洪洪道，排沙洞洞，導(dǎo)流洞。輸水建筑物有引水水渠，隧洞，尾尾水渠。水電站建筑物有電電站廠房，進(jìn)進(jìn)廠房壓力鋼鋼管，開關(guān)站站等。3.2.2、樞紐紐總體布置樞紐布置的一般性性原則：合理理安排樞紐中中各個水工建建筑物的相互互位置稱為樞樞紐布置，其其應(yīng)該遵循的的一般原則是是：（1）、壩址，壩及及其他主要建建筑物的型式式選擇和樞紐紐布置要做到到：施工方便便，工期短，造造價低。（2）、樞紐布置應(yīng)應(yīng)該滿足各個個建筑物在布布置上的要求求，保證其在在任何工作條條件下都能正正常工作。（3）、在滿足建筑筑物強(qiáng)度和穩(wěn)穩(wěn)定的條件下下，降低樞紐紐總造價和年年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。（4）、樞紐中各建建筑物布置要要緊湊，盡量量將同一工種種的建筑物布布置在一起，以以減少聯(lián)結(jié)建建筑。（5）、盡可能使樞樞紐中的部分分建筑物早期期投產(chǎn)，提前前發(fā)揮效益（如如提前蓄水，早早期發(fā)電或灌灌溉）。水工隧洞路線選擇擇的原則：（1）、隧洞的路線應(yīng)應(yīng)該盡量避開開不利的地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造，圍巖巖可能不穩(wěn)定定及地下水位位高，滲水量量豐富的地段段，以見效作作用于襯砌上上的圍巖壓力力和外水壓力力。（2）、洞線在平面上上應(yīng)該力求短短，直，這樣樣既可以減少少工程費(fèi)用，施施工方便，并并且有良好的的水流條件。（3）、隧洞應(yīng)該有一一定的埋深。（4）、隧洞的縱坡，應(yīng)應(yīng)該根據(jù)運(yùn)用用要求，上下下游銜接，施施工和檢修等等因素綜合分分析比較確定定。（5）、對于長隧洞，選選擇洞線時還還應(yīng)該注意利利用地形，地地質(zhì)條件，布布置一些施工工支洞，斜井井，豎井，以以便增加工作作面，有利于于改善施工條條件，加快施施工進(jìn)度。樞紐的外觀應(yīng)該與與周圍環(huán)境相相互協(xié)調(diào)，在在可能條件下下注意美觀。（1）壩址：樞紐建筑物物的布置要根根據(jù)地形，以以方便施工的的原則，充分分利用地形來來布置樞紐建建筑物。壩址址已經(jīng)選定，位位于山灣地上上游110米的地方。（2）擋水建筑物物布置：混凝凝土面板堆石石壩適合已經(jīng)經(jīng)選定的壩址址，布置在距距離山灣地上上游110米的地方，壩壩軸線已定。（3）泄水建筑物物布置：河流流右岸坡度是是35度。左岸下下游110米的地方有一一個山灣地帶帶，適合布置置溢洪道，所所以泄水建筑筑物選擇正槽槽溢洪道，考考慮廠房可以以布置在山灣灣地帶，所以以在右岸布置置溢洪道。在在450米高程以上，坡坡度急劇變緩緩，具有布置置溢洪道的條條件。由于左左岸布置廠房房，有布置電電站引水隧洞洞。所以排沙沙隧洞結(jié)合放放空隧洞布置置于右岸，以以利于施工方方便。排沙孔孔排水作為防防洪一個儲備備。根據(jù)壩址址地形條件，右右岸下游1550米的地方有沖沖溝，溢洪道道布置要避開開沖溝，溢洪洪道挑坎布置置于沖溝與河河流相交的地地方，以利于于挑流消能，同同時與河流有有一個小的夾夾角，出水流流態(tài)有利于河河床水流消能能，避免河床床造成大的沖沖刷。（4）水電站建筑筑物布置：水水電站適合布布置于交通方方便，施工方方便，開挖比比較少的地形形。所以電站站廠房布置于于左岸下游1110米的山灣的地地方。有利于于減少開挖，電電站尾水歸河河的流態(tài)好。廠廠房開挖小，比比較經(jīng)濟(jì)。位位于電站4550米的高程的坡坡度很小，可可以布置開關(guān)關(guān)站。第4章混凝土面面板堆石壩設(shè)設(shè)計4.1壩體剖剖面設(shè)計壩體剖面設(shè)計有：：壩頂；上下下游壩坡；馬馬道；排水結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計和上上游趾板設(shè)計計。4.1.1、壩頂頂構(gòu)造設(shè)計1、防浪墻國內(nèi)外的面板壩普普遍都在其頂頂部上游側(cè)設(shè)設(shè)置不透水的的擋墻，它即即起當(dāng)水作用用，又起擋土土作用，也是是防浪墻。防防浪墻延伸到到兩岸與壩頭頭基巖或結(jié)構(gòu)構(gòu)物相連接，形形成完整的防防滲系統(tǒng)。因因此他是壩體體防滲結(jié)構(gòu)的的一個組成部部分。在各種形式的防浪浪墻中，直墻墻防浪較為有有效，各壩多多采用‘L’形鋼筋混凝凝土墻。之所所以能夠采用用高防浪墻，是是因?yàn)榻?jīng)碾壓壓填筑的壩體體具有較好的的穩(wěn)定性且沉沉降量較小，且且在施工期基基本完成，不不會危機(jī)高防防浪墻的防滲滲性；高防浪浪墻所節(jié)省的的堆石費(fèi)用將將大于建造防防浪墻的費(fèi)用用，壩越高節(jié)節(jié)省的堆石量量越多。有時時為了進(jìn)一步步節(jié)省堆石方方量，可在壩壩頂下游一側(cè)側(cè)另設(shè)擋墻，如如成屏一級壩壩的防浪墻高高5.25mm，在壩頂下下游側(cè)另設(shè)44m高的擋墻墻，形成“垂直戴帽”結(jié)構(gòu)，致使使壩體填筑方方量節(jié)約達(dá)17％。加高防防浪墻也是加加高壩體的措措施之一，薩薩爾瓦興娜壩壩在施工過程程中決定將壩壩頂加高6mm，就是采用用高8m的防浪墻墻并咱壩頂下下游側(cè)加設(shè)22.6m高的的擋墻來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的。采用較高的防浪墻墻可以減少堆堆石填筑方量量，降低造價價，綜合考慮慮壩址區(qū)風(fēng)浪浪水文條件，初初步確定防浪浪墻高度為44米。根據(jù)資料[8]，防浪墻高高度范圍4到6米，最后確定定防浪墻高度度4米?；炷撩婷姘宥咽瘔畏€(wěn)穩(wěn)定邊坡為1：1.3到1：1.4。防浪墻頂頂高出壩頂11米到1.2米。取高出壩壩頂1米。去上游邊邊坡為1：1.3，下游邊坡1：1.4。防浪墻采采用直防浪墻墻，用“L”型鋼筋混凝凝土墻。2、壩頂高程按照設(shè)計和校核情情況計算取最最大者。相應(yīng)應(yīng)靜水位加安安全超高。按按照資料[7]，安全超高高公式d=++A:為防浪墻在壩坡上上的爬高；:風(fēng)浪引起的壩前水水位壅高；A::為安全超高高，取0.7；其中按照公公式計算=0.45;;;:設(shè)計波高；m：壩壩坡坡率；n：護(hù)坡面糙率，混混凝土取0.015；k：綜合摩擦系數(shù)，一一般?。?.5-5）×,計算時取3.6×;v：設(shè)計風(fēng)速；DD:吹程；H：水庫水域域的平均水深深；:風(fēng)向與壩軸線法向向的夾角。防浪墻建基高程應(yīng)應(yīng)高于正常高高水位，防浪浪墻與面板間間的接縫應(yīng)安安周邊縫來處處理，止水結(jié)結(jié)構(gòu)必須可靠靠。堆石體在在自重作用下下和水荷載作作用下產(chǎn)生蠕蠕變，竣工后后還會繼續(xù)發(fā)發(fā)生沉降及水水平位移，壩壩體填筑是要要預(yù)留填筑超超高。有效降降低了壩頂高高程，大大的的節(jié)省了工程程量。大壩壩頂寬度取88米，壩頂下游游設(shè)計護(hù)攔，取取護(hù)攔的高度度為0.5米。防浪墻與與面板連接處處設(shè)計垂直于于面接縫，防浪墻底寬寬實(shí)際與墊層層水平寬度相相同。取3..5米，防浪墻采采用混凝土澆澆筑。過度層層與壩內(nèi)排水水體水平寬度度取3.5米，為了方便便機(jī)械化施工工，排水體設(shè)設(shè)置在過渡層層后，排水體體下依次分別別設(shè)計主堆石石體和次堆石石體。下游護(hù)護(hù)坡采用大塊塊石堆砌，厚厚度取0.5米。防浪墻與面板之間間設(shè)計接縫，底底部設(shè)計銅片片止水，期于于均設(shè)計為填填預(yù)塑柔性填填料，取用瀝瀝青木版。經(jīng)經(jīng)過計算得設(shè)設(shè)計波高為00.625米，風(fēng)浪在壩壩上爬高為22.6米，風(fēng)浪引起起的水位壅高高為0.0005米，正常情況況下的安全超超高為3.335米，非正常情情況下的安全全超高為3..05米。所以壩頂頂高程在設(shè)計計情況下為4452米，校核情況況下為4511.76米，這兩個之之間取大的。最最后確定壩頂頂高程為4552米。防浪墻高高出壩頂1米，防浪墻頂頂高程為4553米。根據(jù)資料[8]，壩頂寬度度一般取為55米到8米，壩頂設(shè)計計公路通行，以以方便人行。取取壩頂寬度為為8米。河流河谷谷底基巖表面面為覆蓋層，厚厚度為2米到3米，壩基面初初選在強(qiáng)風(fēng)化化線上，壩基基開挖覆蓋層層，強(qiáng)風(fēng)化層層初步設(shè)計開開挖2米。則最低壩壩基面高程取取為438米。計算得壩壩高54米。為了方便便施工，壩剖剖面在下游坡坡設(shè)計兩個馬馬道，每隔220米高程一個，分分別在432米高程設(shè)計一一個寬度為22米的馬道，在在412米高程設(shè)計一一個馬道。設(shè)設(shè)置馬道有利利于壩坡的穩(wěn)穩(wěn)定。4.1.2、壩坡坡及馬道設(shè)計計壩坡取決于壩型、壩壩高、壩的等等級，壩體及及壩基材料的的性質(zhì)所承受受的荷載、施施工和運(yùn)行條條件等因素。土土質(zhì)防滲體的的心墻壩，當(dāng)當(dāng)壩殼采用堆堆石料時，下下游常用坡度度為1：1.5－1：2.5，上游常用用坡度為1：1.7－1：2.7。斜墻壩的的下游壩坡坡坡度可適當(dāng)偏偏陡，上游壩壩坡則可適當(dāng)當(dāng)放緩，石質(zhì)質(zhì)壩坡可放緩緩0.2。參考所查斜斜心墻堆石壩壩資料列舉相相近的工程實(shí)實(shí)例，如美國國的圓峰大壩壩，壩高1334m，壩頂頂寬13.44m，最大壩壩底寬度大于于500m，基基巖為玄武巖巖，覆蓋層厚厚30m，壩體體上游坡1：1.8，下游坡1：1.7。巴西的芬芬納斯大壩，壩壩高127mm，基巖為石石英巖，覆蓋蓋層厚幾米，壩壩體上游坡1：2.0，下游坡1：1.8。美國的瑪瑪蒙特湖大壩壩，壩高1442.8m，基基巖為風(fēng)化片片麻巖，覆蓋蓋層厚42..4m，壩體體上游坡1：3，下游坡1：2。我國小浪浪底為壤土斜斜心墻堆石壩壩，壩頂寬115m，最大大壩高1544m，最大壩壩底寬度8664m。覆蓋蓋層深度80多米，大壩壩上游坡1∶2.6，下游坡1∶1.75參考以上工程經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，結(jié)合本工工程，基巖主主要為石英砂砂巖，設(shè)計地地震烈度為6級。由于上上游為混凝土土面板，不設(shè)設(shè)馬道，上游游壩坡坡率設(shè)設(shè)計為穩(wěn)定壩壩坡，1：1.3，下游壩坡坡坡率取1：1.4?？紤]到攔攔截雨水，防防止沖刷壩面面，同時便于于觀測和檢修修、設(shè)置排水水設(shè)備，也可可作交通之用用，下游壩坡坡每隔20米高設(shè)一個馬馬道，共2條馬道，馬馬道寬取2米。根據(jù)據(jù)資料[7]]：土石壩的的上下游面通通常都應(yīng)設(shè)置置護(hù)坡。上游游面護(hù)坡是為為了保護(hù)上游游坡細(xì)粒土免免受波浪的沖沖刷；防止靠靠近泄水建筑筑物處的上游游坡遭受順壩壩水流的沖刷刷；防止冰層層和漂浮物的的損害。下游游面護(hù)坡為防防止雨水沖刷刷；防止有水水部分的風(fēng)浪浪、冰層和水水流作用；防防止壩體無粘粘土料被風(fēng)吹吹散；以及防防止蛇、鼠、白白蟻等動物對對壩體的破壞壞。下游護(hù)坡坡采用大塊石石堆砌，厚度度取0.5米。4.1.3、排水水體設(shè)計為防止?jié)B流逸出處處的滲透變形形；改變滲流流方向，增加加壩體穩(wěn)定等等，堆石壩均均應(yīng)設(shè)壩體排排水設(shè)備。排排水設(shè)備的型型式有：A型，棱體排排水；B型，貼坡排排水；C型，壩內(nèi)排排水設(shè)備，包包括褥墊排水水層、網(wǎng)狀排排水帶、排水水管、豎式排排水體等。壩體排水設(shè)計：由由于大壩的沉沉降，導(dǎo)致面面板產(chǎn)生應(yīng)力力變形，從而而產(chǎn)生裂隙而而滲漏；或者者面板的縫間間滲漏造成壩壩內(nèi)滲流。所所以在壩內(nèi)設(shè)設(shè)計排水區(qū)。排排水區(qū)采用煙煙囪式排水體體。設(shè)計了排排水體，從而而減少壩內(nèi)滲滲透水壓力，提提高了透水性性，對大壩起起到了保護(hù)的的作用。該區(qū)區(qū)的主要任務(wù)務(wù)是保持面板板漏水的時候候能自由排水水而不至于沖沖壞其他區(qū)（主主堆石區(qū)）。該該區(qū)配料采用用加工石料，最最大顆粒直徑徑不超過1550毫米，最小顆顆粒直徑不小小與5毫米，填筑厚厚度每層取6600毫米。所以石石料采用人工工石英砂巖，最最大顆粒直徑徑不得超過6600毫米，（過度度層最大顆粒粒直徑為2000毫米到300毫米），最小小顆粒直徑不不小與5毫米，填筑厚厚度按每層11米。（主堆石石區(qū)每層碾壓壓1米）以方便施施工碾壓。下游棱體材料設(shè)計計：下游棱體體是為了排出出壩內(nèi)滲流的的水而設(shè)計。所所以下游棱體體與煙囪式的的壩內(nèi)排水提提互相連接，下下游棱提的重重要作用還有有起到大塊石石重力壓坡。所所以棱體材料料必須選擇顆顆粒直徑比較較大。設(shè)計最最大顆粒直徑徑不超過800毫米，小于5毫米的顆粒粒含量控制在在到之間，填筑筑厚度也取11米。以方便施施工碾壓?？湛障堵士刂圃谠诘街g。滲透透系數(shù)不大于于0.1cmm/s。設(shè)計壩內(nèi)排水區(qū)位位于過度層之之下，設(shè)過壩壩底通過棱體體排水排出壩壩體；壩內(nèi)排排水體初定水水平寬度為33.5米，也是以便便機(jī)械施工碾碾壓，橫向通通過棱體的部部分高度取33米。距離棱體體頂部取3米。下游棱體體尺寸：取棱棱體上游坡度度為1：1，下游坡度度按大壩的下下游壩坡坡度度。取1：1.4的坡度。棱棱體頂部設(shè)計計2米寬度。由于于千分之八的的河流比降，下下游考慮開挖挖深度等因素素，取棱體高高度為14米，棱體底部部高程為3998米。4.1.4、趾板板設(shè)計趾板的設(shè)計包括形形式及尺寸設(shè)設(shè)計；配筋，接接縫，及插筋筋，趾板混凝凝土設(shè)計。1、趾板的形式及尺寸寸設(shè)計：混凝凝土面板與河河床及兩岸基基巖的連接采采用趾板防滲滲，趾板與面面板共同作用用形成防滲體體。趾板基準(zhǔn)準(zhǔn)線確定：開開挖線取自強(qiáng)強(qiáng)風(fēng)化線。趾趾板下基巖風(fēng)風(fēng)化程度為界界于強(qiáng)風(fēng)化和和弱風(fēng)化之間間。根據(jù)資料料[8]，取允許水水力梯度H/S=88.河谷底最大大底板S取6.5米，取最大為為7米，最小取4米。趾板的厚厚度可小于相相連接的面板板厚度，但是是不小于0.3，取厚度h=0.4米，與面板的的厚度相同，趾趾板頭部的斜斜長度一般要要求不小于00.8米，取0.8米。趾板下游游面垂直于面面板，面板底底下的趾板高高度不小于00.9米，取1米。2、趾板的配筋筋，接縫，及及插筋，趾板板混凝土按照資料料[8]，要求趾板板混凝土與面面板混凝土的的要求相同。采采用525#硅酸鹽水泥泥，或普通硅硅酸鹽水泥，趾趾板取用普通通硅酸鹽水泥泥，為了趾板板的防裂，在在趾板混凝土土中加入摻和和料。采用二二級粉煤灰，摻摻量取百分之之二十。趾板板要求膨脹系系數(shù)較小打開開骨料配置。澆澆筑時間取在在低溫季節(jié)。為了簡化施工，降降低工程造價價，趾板配筋筋采用單層雙雙向鋼筋，即即是配溫度筋筋。布置在趾趾板表面。每每向配筋率采采用。巖基上上趾板鋼筋保保護(hù)層厚度取取10厘米。趾板與與基巖的連接接采用插筋，即即是錨筋連接接，錨筋直徑徑取25毫米，間距去.挖迷，長取取4米。錨筋用普普通鋼筋制作作。用砂漿埋埋固于鉆孔內(nèi)內(nèi)，頂部采用用90度彎鉤與面面層鋼筋連接接。趾板要求求根據(jù)開挖后后的地基設(shè)計計伸縮縫，縫縫間距取不大大于9米?？p中設(shè)計計金屬止水片片。為了有效效地防止出現(xiàn)現(xiàn)溫度裂縫，趾趾板施工縫間間距采用15米。4.2壩體材材料分區(qū)設(shè)計計依照資料[12]]，將面板壩壩填筑體分成成三個主要區(qū)區(qū)，分別是土土料鋪蓋區(qū)，半半透水料墊層層區(qū)和主堆石石區(qū)。土料鋪蓋蓋區(qū)又稱為防防滲補(bǔ)強(qiáng)區(qū)：：用防滲土料料碾壓填筑或或水下拋填而而成，采用粘粘土覆蓋周邊邊縫及高程比比較低的面板板。以免面板板出現(xiàn)裂縫和和板間縫，周周邊縫張開時時，土料進(jìn)入入縫中，從而而恢復(fù)防滲，可可以利用天然然淤積物來形形成土料鋪蓋蓋區(qū)。半透水墊墊層區(qū)：直接接位于面板下下部，應(yīng)該避避免上游坡面面板應(yīng)力集中中。要求墊層層料粒徑不能能過大，應(yīng)該該有比較多的的細(xì)料。要求求細(xì)料含量要要足以填滿粗粗孔隙，并且且有良好的級級配。主堆石區(qū)：是堆石石壩的主體，要要求本區(qū)的低低壓縮性，級級配良好的壩壩料填筑。碾碾壓到足夠的的密實(shí)度。主主堆石區(qū)根據(jù)據(jù)不同的的形形狀，按滿足足水力過渡與與變形模量遞遞減的原則，分分三區(qū)，過度度區(qū)，主堆石石區(qū)，下游堆堆石區(qū)。見附附圖：壩體分分區(qū)圖。4.2.1、混凝凝土面板尺寸寸和分縫中低壩可以采用00.3-0..4厚的等厚面面板，由于壩壩高為54米，由計算得得混凝土面板板取0.4米厚度。面板分縫：對面板板進(jìn)行分橫縫縫和縱縫，水水平施工縫，垂垂直施工縫。垂垂直縫取12米的間距。面面板下設(shè)計墊墊層，考慮施施工采用機(jī)械械化施工碾壓壓，根據(jù)資料料[8]，墊層的水水平距離不宜宜小于3米。取水平寬寬度為3.5米。主堆石區(qū)區(qū)采用石英砂砂巖，主堆石石區(qū)與墊層之之間設(shè)計過度度區(qū)，過度區(qū)區(qū)也取不小于于3米。取3.5米寬度，以方方便機(jī)械施工工碾壓。下游游設(shè)計護(hù)坡，采采用開挖的石石英砂巖石塊塊堆砌，厚度度初取0.5米。4.2.2、壩體體墊層區(qū)及過過渡層設(shè)計墊層為為面板提供支支承，把面板板傳過來的力力荷載均勻地地傳與壩體，同同時又使面板板承受均勻的的反力，以不不至于墊層料料的不均勻而而產(chǎn)生應(yīng)力集集中。墊層料料的選擇：墊墊層材料必須須選用地質(zhì)新新鮮，堅(jiān)硬具具有比較好而而耐久性的石石料，根據(jù)施施工場地材料料情況，采用用石英砂巖人人工開采加工工砂料。墊層層材料必須具具有高壓縮性性，高強(qiáng)度性性和適當(dāng)透水水，具有良好好的級配，最最大材料顆粒粒直徑取60到80毫米，小于50毫米的顆粒粒含量取到，小于75毫米的顆粒粒含量去到。壓實(shí)后墊墊層的滲透系系數(shù)取m/s。過渡層材料選擇：：為避免在剛剛度相差較大大地兩種土石石料之間產(chǎn)生生急劇變化地地變形和應(yīng)力力，應(yīng)在墊層層與堆石壩殼殼之間設(shè)過渡渡層。過度層層是壩體與墊墊層之間起過過渡協(xié)調(diào)作用用的層區(qū)，要要求過渡材料料級配連續(xù)，壓壓實(shí)后具有比比較高的抗剪剪斷強(qiáng)度，低低壓縮性自由由排水性，最最大顆粒直徑徑取200毫米到300毫米之間，采采用專門開采采的人工加工工細(xì)堆石料。4.2.3、壩體體主堆石區(qū)設(shè)設(shè)計主堆石石體是面板壩壩的主體，一一般包括上游游堆石體，下下游堆石體。某工程大壩設(shè)計包括：上游主堆石體，下游主堆石體，壩內(nèi)排水體，和下游棱體。1、上游主堆石石區(qū)設(shè)計：上上游主堆石體體是承受荷載載及其他荷載載的主要支撐撐體，主堆石石體應(yīng)該具有有低壓縮性，高高抗剪強(qiáng)度，透透水性和耐久久性。堆石塊塊的質(zhì)量巖塊塊濕抗呀強(qiáng)度度低于30MPa為軟巖，巖巖塊抗壓強(qiáng)度度在25到30MPa紙漿認(rèn)為是是硬巖?？紤]慮開采巖石強(qiáng)強(qiáng)度，爆破費(fèi)費(fèi)用，減少大大壩材料對施施工機(jī)械的磨磨損等因素，宜宜采用中等強(qiáng)強(qiáng)度或軟巖石石料。根據(jù)壩壩址材料的特特點(diǎn)，采用極極限強(qiáng)度為7706kg//的石英砂巖巖和275kg/的砂質(zhì)頁巖巖結(jié)合配料。摩摩擦系數(shù)分別別為0.60和0.40。變形模量量為9.9×kkg/和3.0×kkg/。堆石料級配：堆石石料的力學(xué)性性質(zhì)取決于大大材料的級配配。要想使堆堆石壩料滿足足高強(qiáng)度，低低壓縮性和自自由排水三項(xiàng)項(xiàng)要求，從而而達(dá)到控制沉沉降的目的。大大壩材料應(yīng)該該具有良好的的級配。即使使控制大壩材材料的細(xì)顆粒粒材料的含量量，含泥量和和最大顆粒的的含量。一般般級配中小于于5毫米的顆粒含含量小于，小小于0.1毫米的顆粒含含量小于的連連續(xù)級配均適適宜用來填筑筑主堆石體。根據(jù)資料[12]]，增加細(xì)顆顆粒材料（小小于5毫米），就增增加了內(nèi)摩擦擦角。而過量量的細(xì)顆粒材材料則可能引引起內(nèi)摩擦角角降低。參照照已建設(shè)的工工程——努列克壩，努努克列壩控制制體變形模量量k值的細(xì)顆粒粒材料最優(yōu)含含量為。控制制內(nèi)摩擦角的的細(xì)顆粒材料料最優(yōu)含量是是。但細(xì)顆粒粒材料含量為為時，也接近近達(dá)到最大內(nèi)內(nèi)摩擦角的值值。參照已經(jīng)經(jīng)建設(shè)好的工工程——塞沙那工程程，細(xì)顆粒材材料含量為，小小于25毫米的材料含含量為，加水水為。取145MMPa.巖性是石英英砂巖，層厚厚度取0.9米。某工程級配：沙的級級配要經(jīng)濟(jì)可可靠，根據(jù)資資料情況，取取細(xì)顆粒材料料（小于5毫米）的含量量為，即可以以得到較大的的內(nèi)摩擦角，體體積變形模量量也比較大，碾碾壓層的厚度度一般不大于于1米，取1米一層。所以以最大的顆粒粒直徑不能大大于1米，設(shè)計最大大顆粒直徑5500毫米到600毫米只。2、下游堆石區(qū)區(qū)設(shè)計：下游游主堆石區(qū)也也稱為任意區(qū)區(qū)，承受的荷荷載比較小，壓壓縮性對面板板的沉降影響響比較小，對對該區(qū)的設(shè)計計用材料和碾碾壓可以放寬寬，該區(qū)的寬寬讀取為大壩壩斷剖面的四四分之一。這這樣可以充分分利用當(dāng)?shù)夭牟牧?，降低工工程造價。小小于0.0775米顆粒直徑的的含量不超過過。參照已經(jīng)經(jīng)建設(shè)好的工工程——小干溝工程程。4.3混凝凝土面板設(shè)計計混凝土面板設(shè)計有有面板的形式式尺寸設(shè)計；；面板的混凝凝土及接縫設(shè)設(shè)計；面板接接縫止水設(shè)計計。4.3.1、面板板的形式尺寸寸設(shè)計面板的厚度應(yīng)該使使面板承受的的水力梯度不不超過200。壩面斑頂頂部厚度宜取取0.3，并且向底底部逐漸增加加，厚度t按照資料[8]，公式t=0.3+（00.02-00.035）Ht：面板厚度度；H::計算斷面到到面板頂?shù)母吒叨?；中低壩可以采?0.3-0..4厚的等厚面面板，由于壩壩高為54米。根據(jù)資料[8]，取0.4米厚的等厚面面板。4.3.2、面板板的混凝土及及接縫設(shè)計1、混混凝土面板是是防滲的主體體結(jié)構(gòu)。為適適應(yīng)壩體變形形,氣溫變化和和滿足施工要要求,設(shè)計垂直接接縫,即縱縫,將防滲面板板分成若干條條板,為了滿足用用滑動模板連連續(xù)澆筑面板板,不再設(shè)計水水平縫。趾板板與面板之間間設(shè)計周邊縫縫.根據(jù)壩替變變形及施工條條件進(jìn)行面板板分縫。垂直直伸縮縫間距距可以為12米到18米。本工程為為小工程，取取12米的間距。從從壩頂沿壩坡坡一直延伸到到周邊縫，方方向與壩軸線線垂直。根據(jù)資料料[8]，面板混凝凝土應(yīng)該具有有比較高的耐耐久性，抗?jié)B滲性，抗裂性性和施工易