某大壩水利樞紐布置及泄水建筑物設(shè)

{水利工程管理}某大壩水利樞紐布置及泄水建筑物設(shè)2012銅錢(qián)壩水利樞紐工程布置及泄水建筑物設(shè)計(jì)摘要1份，設(shè)計(jì)圖紙6張以及其他相關(guān)附圖附表等。關(guān)鍵詞：常態(tài)混凝土重力壩；溢流壩；底孔；設(shè)計(jì)。CoppercashdamwaterconservancyhubprojectlayoutandWaterdischargebuildingdesignABSTRACTCoppercashdamlocatedinhanjiangriverdamsitetributaryjadebeltlinkedtothedownstream,thereservoirforafactoryinindustrialwaterisgivenpriorityto,andpensationoffarmlandirrigationwaterdownstream,andfloodcontrol,powergeneration,fish,andotherprehensiveuseofwaterconservancyhubproject.Thegraduationdesignanalysisofthedamsitetopographicalandgeologicalconditions,paredseveraldamtypeselectionultimatelynormalconcretegravitydamanddamaxisandthegeneralbuildingsincludingoutletstructure,Blockwaterdam,underport,Watersupplypipeandpowerthespillwayandbottomoutletintheformofengineeringandtheenergydissipationandscourprotectiondesign.Thestabilityofthedamprofileandstresscalculation,theloadbinationtotakethebasicbinationsandspecialbinationoftwodifferentsituation,normalwaterleveloftheloadbinationasthebasicbination;checkingloadsandseismicloadsasspecialthedesignofthedamfoundationandcorridoronthesurfaceasthesectionatthebottomsectiononthedamtwostabilityandstrengtharecalculated,theresultismeettherequirements.Thedesignofthemainachievementsare:adesignspecifications,designdrawingsandotherrelevantdrawingssixpicturesschedule,etc.Keywords:normalconcretegravitydam;Overflowdam;underport;Design.前言力等。材、資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)等的基礎(chǔ)上完成的。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：沙底孔的剖面擬定；構(gòu)造設(shè)計(jì)；地基處理設(shè)計(jì)。下游農(nóng)田灌溉用水，以及防洪、發(fā)電、養(yǎng)魚(yú)的要求。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)從開(kāi)題報(bào)告的撰寫(xiě)到最終成果答辯歷時(shí)近四個(gè)月，經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)基本上達(dá)到了預(yù)期的目的。目錄第1章銅錢(qián)壩工程概述11.1工程概況11.2工程特征表2第2章水文氣象32.1流域水文概況32.2洪水分析計(jì)算3第3章興利調(diào)節(jié)和調(diào)洪計(jì)算73.1底孔規(guī)模及死庫(kù)容確定73.2興利庫(kù)容確定73.3調(diào)洪計(jì)算8第4章工程地質(zhì)144.1區(qū)域地質(zhì)概況144.2庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件144.3壩址工程地質(zhì)條件164.4各壩軸線工程地質(zhì)條件18第5章樞紐布置195.1壩址選擇195.2壩軸線選擇205.3壩型選擇205.4樞紐布置21第6章建筑物設(shè)計(jì)236.1非溢流壩壩體設(shè)計(jì)236.1.1壩頂高程確定236.1.2初擬壩體剖面256.1.3荷載計(jì)算256.1.4壩基面穩(wěn)定計(jì)算316.1.5壩體應(yīng)力分析386.2溢流壩設(shè)計(jì)416.2.1溢流壩堰面體型設(shè)計(jì)426.2.2挑流消能水利要素計(jì)算456.2.3溢流壩面水面線計(jì)算466.3排沙底孔設(shè)計(jì)516.3.1體型設(shè)計(jì)516.3.2挑流消能計(jì)算536.4工業(yè)取水管設(shè)計(jì)55第7章構(gòu)造設(shè)計(jì)567.1壩頂構(gòu)造567.2廊道系統(tǒng)567.2.1基礎(chǔ)灌漿及排水合用廊道567.2.2壩體檢查及排水廊道577.3防滲系統(tǒng)577.4橫縫構(gòu)造58第8章地基處理598.1地基開(kāi)挖與清理598.2帷幕灌漿與固結(jié)灌漿598.2.1固結(jié)灌漿598.2.2帷幕灌漿598.3斷層、軟基夾層處理60致謝61參考文獻(xiàn)62第1章銅錢(qián)壩工程概述1.1工程概況廠工業(yè)用水年平均流量1.5m3/s為主，兼補(bǔ)償下游農(nóng)田灌溉用水3000萬(wàn)m3/s，以及防洪、發(fā)電、養(yǎng)魚(yú)等綜合利用水利樞紐工程，要求工業(yè)供水保證率97%，農(nóng)田灌溉保證率75%。該工程屬Ⅲ等工33100m3/s4550m3/s605m,死水位588m1075萬(wàn)m3。根據(jù)銅錢(qián)壩水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn),推求得典型洪水過(guò)程線與設(shè)計(jì)、位為605m，設(shè)計(jì)洪水位高程為611.1m，校核洪水位為613.3m。根據(jù)壩址區(qū)工程地質(zhì)概況比選出Ⅲ-Ⅲ′壩軸線和修筑常態(tài)混凝土重565m確定了最大壩高48.3m經(jīng)過(guò)計(jì)算得出實(shí)用堰的WES置及與相應(yīng)建筑物的連接方式。由于Ⅲ-Ⅲ′處得壩基和岸坡存在強(qiáng)壩體的穩(wěn)定，防止壩周?chē)臐B漏破壞，增加大壩的可靠性。14個(gè)壩段，1#-4#壩段為左岸擋水壩段，5#-9#壩段為溢流壩段，10#-14#為右岸擋水壩段，排沙底孔位于4#10#221.48m，壩頂高程為613.3m48.3m合泄洪的方式，消能方式都為挑流式。1.2工程特征表表1-1工程特征表工程名稱(chēng)銅錢(qián)壩水利樞紐工程建設(shè)地點(diǎn)陜西省漢中市勉縣所在河流玉帶河Ⅰ．水文特征壩軸線全長(zhǎng)224.48m設(shè)計(jì)洪峰流量(P=1％)2160m3/s二.泄洪建筑物形式溢流壩結(jié)合底孔校核洪峰流量(P=0.1％)3324m3/s1.溢流壩Ⅱ．水庫(kù)特征堰頂高程605m正常蓄水位605m單寬流量41.71m3/s.m設(shè)計(jì)洪水位(P=1％)611.1m消能方式鼻坎挑流校核洪水位(P=0.1％)613.3m每孔凈寬13m興利庫(kù)容5273萬(wàn)m3孔數(shù)5個(gè)防洪庫(kù)容(605-613.3m)2830萬(wàn)m32.底孔死庫(kù)容(588m以下)1075萬(wàn)m3孔口尺寸3.5m×3mⅢ.主要建筑物進(jìn)口底部高程580m一.大壩孔數(shù)1個(gè)壩型常態(tài)混凝土重力壩設(shè)計(jì)洪水最大流速21.60m/s地震基本烈度Ⅶ度3.閘門(mén)及啟閉型式壩頂高程613.3m底孔工作門(mén)弧形、液壓?jiǎn)㈤]機(jī)最大壩高48.3m事故檢修門(mén)平板門(mén)、直升式啟閉機(jī)第2章水文氣象2.1流域水文概況1000m以下墾荒坡地少，河道總長(zhǎng)110km，河床平均比降3‰，下游河床比降為1800。壩址以上集水面積798km2。集水區(qū)呈狹長(zhǎng)形，流域平均高程為1100m，多年平均降雨量1000mm-1100mm，由“陜西省年降雨量等值線圖上可見(jiàn)，降水量分布由上游向下游遞減，且寧析與計(jì)算見(jiàn)調(diào)洪計(jì)算。2.2洪水分析計(jì)算根據(jù)銅錢(qián)壩水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)，頻率為1％，0.1％所涉及洪峰、洪量及洪水過(guò)程線的有關(guān)資料如下：（1）設(shè)計(jì)洪峰實(shí)測(cè)資料展延鐵索關(guān)洪水資料為1936-1941年、1950-1974年系列，水面積內(nèi)插法推求銅錢(qián)壩P=0.1％，1分析比較，最后選定銅錢(qián)壩水庫(kù)采用值為：：：（2）設(shè)計(jì)洪量的推求為3天，銅錢(qián)壩洪水歷時(shí)定為3天。表2-1大洪量與流域面積關(guān)系圖，內(nèi)插得銅錢(qián)壩頻率為1%時(shí)段的洪量。表2-1實(shí)測(cè)歷年最大一、三日洪量時(shí)段一二三洪水總量（億m3）1.321.792.08（3）洪水過(guò)程線典型放大關(guān)站1964年9月2-4日一次洪水過(guò)程線為典型：典型洪峰Q=1640m3/s；24小時(shí)洪量W24=0.52億m3，作為一日洪量（3日4時(shí)-4日4時(shí)）；用同倍比放大法推求設(shè)計(jì)需要的洪水過(guò)程線見(jiàn)表2-2，其曲線如圖2-1（其中比例因子C設(shè)=3100/1640=1.890；C校=4550/1640=2.774）,大壩庫(kù)水位-庫(kù)容關(guān)系曲線如圖2-2，水壩下游河道水位-流量的關(guān)系曲線見(jiàn)圖2-3：表2-2銅錢(qián)壩典型洪水過(guò)程線與設(shè)計(jì)、校核洪水過(guò)程線日-時(shí)2-02-82-163-03-43-8Q（m3/s）4570100120140460設(shè)計(jì)(P=1％)85.05132.3189226.8264.6869.4校核(P=0.1％)124.83194.18277.4332.88388.361276.04日-時(shí)3-103-113-123-133-143-15Q（m3/s）50011801590164016001270設(shè)計(jì)(P=1％)9452230.23005.13099.630242400.3校核(P=0.1％)13873273.324410.64549.34438.43522.9866日-時(shí)3-163-184-04-44-104-24Q（m3/s）89048025013810550設(shè)計(jì)(P=1％)1682.1907.2472.5260.82198.4594.5校核(P=0.1％)2468.861331.52693.5382.81291.27138.7圖2-1銅錢(qián)壩水庫(kù)同倍比放大法推求設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線表2-3銅錢(qián)壩水庫(kù)Z-V和Z-A關(guān)系曲線庫(kù)水位(m)570.9580590600610620630庫(kù)容(萬(wàn)m3211.41404.44112.48587.41494923378.5水面(m2)068.5180.5373.5525.5740952.08圖2-2銅錢(qián)壩水庫(kù)水位-庫(kù)容的關(guān)系曲線表2-4水庫(kù)壩下游河道水位流量關(guān)系曲線水位Z(m)570.9573575577579580582584流量020070016003000390056007600

Q(m3/s)圖2-3銅錢(qián)壩下游水位-流量的關(guān)系曲線第3章興利調(diào)節(jié)和調(diào)洪計(jì)算3.1底孔規(guī)模及死庫(kù)容確定站1966-19741936-1970年水文資料統(tǒng)計(jì)成果可以580m,孔口尺寸3.5×3m588m死庫(kù)容為1075萬(wàn)m3。3.2興利庫(kù)容確定（1）工業(yè)供水凈用水量為1.5m3/s考慮管道沿途損失以10%計(jì)，工業(yè)供水保證率為97%。（23000萬(wàn)m35月份1000萬(wàn)m36月份2000萬(wàn)m35678四個(gè)月的河道天然徑流不納入水庫(kù)徑流調(diào)節(jié)。（3,根據(jù)當(dāng)?shù)厮臍庀筚Y料分析，水庫(kù)多年平均水面蒸發(fā)量為360mm，水庫(kù)庫(kù)區(qū)地質(zhì)條件屬中等，月滲漏量以月平均庫(kù)容水量的1.5%計(jì)。（4）根據(jù)當(dāng)?shù)厮?、用水變化特點(diǎn)，選取調(diào)節(jié)度從9月初開(kāi)始至次年8月底結(jié)束，確定水庫(kù)運(yùn)用方式為10月至次年4月為蓄水期，5-6月為用水高峰期，7-9月為防汛排沙期。這樣可以做到使用壽命，又可將部分興利庫(kù)容作為防汛使用。（5）用歷時(shí)列表法，進(jìn)行代表年P(guān)=25%，50%，75%，97%年調(diào)合考慮水庫(kù)的淹沒(méi)及浸沒(méi)確定興利庫(kù)容V興=5275萬(wàn)m3，相應(yīng)的正常高水位為605m。3.3調(diào)洪計(jì)算初定大壩采用底孔和溢流壩聯(lián)合泄流，溢流壩段堰頂高程為605m,溢流壩段總長(zhǎng)定為69m，分成5孔，每孔凈寬13米。底孔設(shè)一個(gè),進(jìn)口高程580m,孔口尺寸3.5×3m。大壩庫(kù)水位庫(kù)容Z～V關(guān)系曲線見(jiàn)圖3-1，大壩下游河道水位流量Z～Q關(guān)系曲線見(jiàn)圖3-2。圖3-1大壩庫(kù)水位庫(kù)容Z～V關(guān)系曲線圖3-2壩下游河道水位流量Z～Q關(guān)系曲線表3-1庫(kù)水位—總泄量計(jì)算表庫(kù)水位—總泄量計(jì)算表(△t=3600s)堰頂庫(kù)以上水排沙庫(kù)容排沙底位堰頂洞水V溢流壩孔泄流總泄量q/2(V/△tZ(m水頭頭庫(kù)容V（V/△t(m3/泄流q2(m3/sq(m3/sm3/s+q/2()H(m)H(m)（萬(wàn)m3)萬(wàn)m3）s)q1(m3/s))))m3/s)6050.0026.756100.000.000.00192.419296966061.0027.756500.04001111.11131.20196.032716412756072.0028.757000.09002500.00371.10199.557128527856083.0029.757500.014003888.89681.75202.988544243316094.0030.758000.019005277.781049.62206.3125662859066105.0031.758550.024506805.561466.89209.7167783876446116.0032.759100.030008333.331928.27212.92141107194046127.0033.759700.0360010000.002429.90216.226461323113236138.0034.7510050.0395010972.222968.77219.331881594125666149.0035.7510650.0455012638.893542.47222.5376518821452161510.036.7511400.0530014722.224148.99225.64375218716909由庫(kù)水位計(jì)算表得如下圖3-3：圖3-3表3-2調(diào)洪計(jì)算工作曲線計(jì)算表(P=1%設(shè)計(jì)洪水)時(shí)間入庫(kù)流量（m3/s）平均入庫(kù)流量（m3/s）V/T+q/2(m3/s)下泄流量（m3/s）水庫(kù)水位（m）151861901703718560516194197170421866051719920117053187605182032061706718860519208211170841906052021321617105193605.12121822017127196605.12222222517151198605.12322723017178201605.12423223517206205605.12523723817236208605.22623824217265212605.22724625117295215605.22825626117331219605.32926540817373224605.33055062517556245605.43170078517936289605.832870102018432356606.1331170170019096462606.6342230261820334688607.43530053053222641112608.63631003062242041578609.83730242713256881962610.63824012042264392160611.139168214412632021296114012001054256321947610.641907247391712610.1從設(shè)計(jì)洪水的調(diào)節(jié)得出:設(shè)計(jì)洪水位為611.1m，相應(yīng)的下泄流量2160m3/s.同理，對(duì)于1000年一遇校核洪水與100年一遇洪水調(diào)洪演算方法相同，可推求出校核洪水位及其相應(yīng)的下泄流量，見(jiàn)下表3-4：表3-3調(diào)洪計(jì)算工作曲線計(jì)算表(P=0.1%校核洪水)時(shí)間入庫(kù)流量（m3/s）平均入庫(kù)流量（m3/s）V/T+q/2(m3/s)下泄流量（m3/s）水庫(kù)水位（m）7185.31901703718560581941991704218760592042101705418860510215220170751916051122523117104192605.11223624117143196605.11324625117188201605.11425626217238207605.21526727217292213605.21627728117351220605.31728428817412227605.31829129517472234605.41929830217533241605.42030530917593248605.52131231617654255605.52231932317714262605.62332633017775269605.62433334017835276605.72534735417899283605.72636136817970291605.82737438118047300605.92838843218128309605.929475550182503256063062571318475361606.23180093818827418606.4321075127319346502606.7331470177520117642607.334208026772125087260835327338422305416796103644114481252171836610.43745504495278622533611.83844393981298233075612.83935232996307293324613.34024692120304013235613.14117701551292862925612.54213321229279122547611.8431125265932190611.2由計(jì)算結(jié)果可得出最高水位即校核洪水位為613.3m,對(duì)應(yīng)的最大下泄流量為3324m3/s。調(diào)洪成果匯總為下表3-5，表3-4調(diào)洪成果匯總表P%庫(kù)水位Z(m)庫(kù)容（萬(wàn)m3）下泄q(m3/s)下游水位（m)0.1613.3104503324579.351611.191802160577.926056350185572.9第4章工程地質(zhì)4.1區(qū)域地質(zhì)概況本區(qū)位于大巴山旋扭構(gòu)造西段北緣，北與秦嶺緯向構(gòu)造相連，近南北向受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響。主要褶曲有李家大山—陽(yáng)平關(guān)背斜，陳家大梁—寬川鋪背斜、胡家壩———雙河寺斷層，李家大山—人長(zhǎng)溝斷層和銅錢(qián)壩斷層等。嶺，自南向北，流經(jīng)寧強(qiáng)勉縣，于勉縣銅錢(qián)壩注入漢江，全長(zhǎng)110km，流域面積近800km2。近期該區(qū)屬緩慢上升區(qū)，河床及河谷兩岸覆蓋少，見(jiàn)有明顯的三級(jí)階地，河曲多，比降小，宜于見(jiàn)庫(kù)。4.2庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件（1）水庫(kù)滲漏凝灰質(zhì)砂巖等，該區(qū)泉水出露高程在620m以上，回水后一般不會(huì)產(chǎn)生庫(kù)水向鄰近河谷滲漏的可能。震旦系燈影組硅質(zhì)白云巖有巖溶裂隙水，泉水流量不是很大，且高懸于640m-720m高程以上，不致產(chǎn)生滲漏，據(jù)水文二隊(duì)訪問(wèn)，600m庫(kù)區(qū)中游的白巖河兩條近東西向壓扭性斷層寬度一為40m，一為20m，地勢(shì)向西逐漸增高，山體連綿，斷層交會(huì)處已接近回水尾端，據(jù)水文二隊(duì)估計(jì)，無(wú)集中滲漏可能。有2500m2400m左右。水文二隊(duì)認(rèn)為回水后又可能發(fā)生滲漏。（2）水庫(kù)的淹沒(méi)及浸沒(méi)按正常高水位605m600m范圍。蓄水后將淹沒(méi)3000畝耕地和分散居民房屋千余間。（3）水庫(kù)坍岸產(chǎn)生塌滑體。會(huì)產(chǎn)生坍岸變性。滑坡體及崩塌踢大部分分布在土車(chē)壩以下河段，多，一般長(zhǎng)約100m-150m，高50m-100m，厚20m-30m?；碌孛嫫露?5°-30°60#和65#滑坡體驗(yàn)算，最終她岸寬度分別為90m和81m，而根據(jù)地質(zhì)剖面分析65#滑坡塌岸最終寬度可能達(dá)100m以上。曲尺溝口30#滑坡有可能阻塞河道。另陳家壩和許家壩附近有基巖滑坡幾處。（4）固體徑流來(lái)流多南溪溝以下，僅有部分溪谷出口處有小型碎塊石組成的洪積扇，輸沙量亦不大。77.2萬(wàn)t-84.9萬(wàn)t，年固體徑流模數(shù)為1115t/km2。4.3壩址工程地質(zhì)條件（1）地形地貌中壩址距下壩址400S形彎曲，U谷寬約80m-100m1%-0.5%低漫灘廣泛分布，水面標(biāo)高571.6m左右，水深1-3m。壩址區(qū)河谷兩岸發(fā)育不對(duì)稱(chēng)零星分布的階地，左岸地形較緩，坡度35°-45°，基巖裸露。右岸呈陡坡地形，坡度為45°-60°。上游略有變緩，下游有一條深沖溝切割。河床覆蓋層厚為4m-6m，河床及巖面略有起伏，但仍較平坦，未發(fā)現(xiàn)較大深槽。（2）地層巖性層，其巖性略有差別。元古界東房溝組：①含炭砂質(zhì)板巖：灰~深灰色，局部炭質(zhì)富集呈灰黑色，礦物理發(fā)育，易風(fēng)化，新鮮巖石較堅(jiān)硬。②硅化灰質(zhì)礫巖夾巖質(zhì)板巖：深灰、灰黑色，礫石成分復(fù)雜，3cm-5cm2m輕微的溶蝕現(xiàn)象，本層在中壩址變化較大。質(zhì)成分為主，板狀構(gòu)造、板理發(fā)育、單層厚3cm-5cm，質(zhì)堅(jiān)脆、易風(fēng)化。④紫色千枚巖：底部夾灰綠色千枚巖，具千枚狀構(gòu)造，質(zhì)軟，易風(fēng)化。⑤青灰色千枚巖：具千枚狀構(gòu)造，片理明顯，質(zhì)軟，易風(fēng)化?！S褐色，夾層或透鏡狀。風(fēng)化面呈褐色、質(zhì)堅(jiān)。寬度一般1m-2m左右，最大厚度可達(dá)7m，與圍巖接觸較好，質(zhì)堅(jiān)，難風(fēng)化。為板巖。砂粒以石英長(zhǎng)石巖屑為主，砂巖比為4：6。（3）地質(zhì)構(gòu)造2.5°-3.050°-70°北20-30西，傾南西，傾角65°-80°。為壓性斷層。基本一致。（4）主要物理地質(zhì)現(xiàn)象及巖石風(fēng)化情況CH15630m25m，東西寬80m，南北長(zhǎng)后緣位于CH15號(hào)孔下方（標(biāo)高630m25m，東西寬80m，南北長(zhǎng)85m20m-24m10萬(wàn)m3能。（5）水文地質(zhì)石層孔隙潛水。河。由于裂隙充填較多，其透水性較河床基巖透水性為小。量裂隙水，其透水性不均一。河床砂粒層為極強(qiáng)透水層，厚度4m-8.9m。根據(jù)中壩址兩個(gè)試坑抽水試驗(yàn)，降深為0.315m-0.51m時(shí)滲漏系數(shù)為432md。（6）其他地質(zhì)資料根據(jù)國(guó)家地政局蘭州地震大隊(duì)（76009號(hào)文件認(rèn)為，該城區(qū)的地震基本烈度為Ⅶ度。骨料在當(dāng)?shù)?km28km-35km。4.4各壩軸線工程地質(zhì)條件陜西省地質(zhì)局水文地質(zhì)二隊(duì)于1975年5月和1976年6月先條件如下：（1-Ⅰ′壩線：位于背斜軸部，巖石擠壓破碎。左壩肩坐落在滑坡體上，處理困難；右壩肩上方CH16孔附近斷層破碎帶密集，寬8余米，其鉛直厚度達(dá)48m,并有巖脈穿插，強(qiáng)風(fēng)化層深達(dá)36.4m,肩下方有F5（2-F48m，壩腳坐落在滑坡體上，不利壩肩穩(wěn)定，強(qiáng)風(fēng)化層厚9-12m；右壩肩正處硅化灰質(zhì)礫巖與炭質(zhì)硅質(zhì)板巖軟弱帶上，近北東北、東東向、差，并為繞壩肩滲漏通道。（3-Ⅲ′壩線：左壩肩發(fā)育有充填粘土的緩傾角裂隙，且F5>0.01L/min.m，底板埋深>50m落于F1、F5、F12斷層交匯處軟弱帶上。第5章樞紐布置5.1壩址選擇經(jīng)地質(zhì)勘探得出以下兩個(gè)比較合適的壩址相關(guān)資料：中壩址自然條件良好，河道平直，河床寬度80m~100m，岸坡較緩，8m~21m的強(qiáng)風(fēng)化層10m~36m，炭質(zhì)層分布右岸平洞內(nèi)富集厚度大，應(yīng)進(jìn)行方向，有一傾伏倒轉(zhuǎn)背斜，軸向北西300°，左壩肩有F4斷層，順壩軸線延伸到河床內(nèi)，寬3m~8m，右壩肩有F1、F5、F12斷層向北30%F4斷層壩肩巖石滑坡約10萬(wàn)，風(fēng)化嚴(yán)重，應(yīng)處理，右壩肩局部構(gòu)造破碎及風(fēng)化，應(yīng)處理。左壩肩穩(wěn)定水位比較高，右壩肩比較低。下壩址河道轉(zhuǎn)彎，河床寬度90~100m,岸坡較陡，河床覆蓋層較厚。壩肩巖石硬脆、應(yīng)清除強(qiáng)風(fēng)化層較13m，右壩肩巖石軟、應(yīng)清除的強(qiáng)風(fēng)化層6~20m，炭質(zhì)層分布左岸平洞內(nèi)不連續(xù)的薄層狀，或板理面上分布，對(duì)于下游沖刷坑巖石破碎。地質(zhì)構(gòu)造方面，河床偏左，右岸一平行河傾伏倒轉(zhuǎn)背斜，軸向北東10°。左壩肩有的斷層一般膠結(jié)較好，F(xiàn)7岸有F5斷層順河通過(guò)。左壩肩緩傾角裂隙，面平短小，有兩條緩理。壩肩穩(wěn)定水位較低。地質(zhì)條件及施工處理難度等，所以本次設(shè)計(jì)選擇中壩址建壩。5.2壩軸線選擇中壩址位單薄山梁傾伏倒轉(zhuǎn)背斜軸部，巖層強(qiáng)烈褶皺，斷裂發(fā)育，板巖上。壩址工程地質(zhì)條件復(fù)雜各壩址地質(zhì)條件比較如下：①Ⅰ~Ⅰ線：位于背斜軸部，巖石擠壓破碎，左壩肩坐落在滑坡體上，處理困難，右壩肩上方孔附近斷層破碎帶密集8余m，其鉛直厚度達(dá)48m，并有巖脈穿插，強(qiáng)風(fēng)化層深達(dá)36.4m，巖石透水性較強(qiáng)，滲透途徑短，為繞壩滲漏主要通道。右壩肩下方有斷層通過(guò)，硅化灰質(zhì)礫巖組成，山體單薄，穩(wěn)定性差。②Ⅱ~Ⅱ線：左壩肩小凹溝有斷層的壓碎巖寬約8m，壩腳坐落在滑9m~12m礫巖與炭質(zhì)硅質(zhì)板巖軟弱帶上，近北東北，東東向東向斷層發(fā)育，漏通道。③Ⅲ~Ⅲ線：左壩肩發(fā)育有充填黏土的緩傾角裂隙，且有層間擠壓50m，~Ⅲ壩線工程地質(zhì)條件比Ⅰ~Ⅰ和Ⅱ~~Ⅲ線作為壩軸線。5.3壩型選擇主要砂料及全部骨料在當(dāng)?shù)?km沙河開(kāi)采，運(yùn)距28km-35km。由此可知在銅錢(qián)壩建設(shè)常態(tài)混凝土重力壩比其他壩型方便。5.4樞紐布置樞紐布置應(yīng)遵循的一般原則是：(1)壩址、大壩及其它主要建術(shù)上可能，經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化；(2)樞紐布置應(yīng)當(dāng)滿足在各個(gè)建筑物在布置上的要求，保證其在任何工作條件下都能正常工作，互不干擾；(3)在滿足建筑物強(qiáng)度和穩(wěn)定的條件下，結(jié)構(gòu)最優(yōu)化，降低樞紐總造價(jià)和年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用；(4)樞紐中各建筑物布置緊湊，盡量將同一工種的建筑物布置在一起，以減少聯(lián)結(jié)建筑；(5)盡可能使樞紐中的部分建筑物早期投產(chǎn)，提前發(fā)揮效益(如提前蓄水，早期發(fā)電或灌溉)(6)樞紐的外觀應(yīng)與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)，盡可能美化樞紐周?chē)沫h(huán)境。根據(jù)對(duì)銅錢(qián)壩基本資料的分析和樞紐布置的一般原則和要求，孔、引水管道和水電站廠房等水工建筑物，具體方案考慮如下：為695孔，毎孔凈寬1341m5803.5×3m低。缺點(diǎn)是當(dāng)?shù)卓追潘畷r(shí)影響電站尾水位的穩(wěn)定性。價(jià)高，且混凝土用量多。價(jià)高，故以方案Ⅰ為推薦方案。第6章建筑物設(shè)計(jì)6.1非溢流壩壩體設(shè)計(jì)6.1.1壩頂高程確定頂高程按下式計(jì)算，并選用其中的較大值。壩頂高程=設(shè)計(jì)洪水位+△h設(shè)壩頂高程=校核洪水位+△h校其中：為水庫(kù)靜水位以上的超高，按公式△h=hl+hz+hchl——波浪高h(yuǎn)z——hc——安全加高[8]?，F(xiàn)分為正常蓄水位、設(shè)計(jì)洪水與校核洪水兩種情況進(jìn)行計(jì)算：（1）求波浪的hl和hz已知銅錢(qián)壩水庫(kù)吹程D=1000m，多年最大風(fēng)速為20m/s，多年平均最大風(fēng)速為10m/s。壩高小于50m時(shí)壩可建在弱風(fēng)化中部至上部基巖上，銅錢(qián)壩中壩址區(qū)弱風(fēng)化層厚為1-7m，經(jīng)考察中壩址Ⅲ-Ⅲ′風(fēng)化程度后確定開(kāi)挖線高程為565m用相應(yīng)最大風(fēng)速，即為20m/s，校核情況宜采用最大風(fēng)速的多年平均值，即為10m/s，帶入官?gòu)d水庫(kù)公式；；中有：正常蓄水位時(shí)：由于在20-250之間，所以設(shè)計(jì)洪水位時(shí)：由于在20-250之間，所以校核洪水位時(shí)：由于在20-250之間，所以（2）壩頂安全加高h(yuǎn)c查規(guī)范知：設(shè)計(jì)洪水情況時(shí)hc=0.5m；校核洪水情況時(shí)hc=0.4m。所以壩頂超高為：設(shè)計(jì)洪水位時(shí)：=0.87+0.197+0.5=1.57m相應(yīng)的壩頂高程為：611.1+1.57=612.68m校核洪水位時(shí)：=0.36+0.070+0.4=0.83m相應(yīng)的壩頂高程為：613.3+0.83=614.13m高1.2m故采用壩頂高程為613.3m。6.1.2初擬壩體剖面由上述壩頂高程613.3m，壩底高程為565m。由此可確定壩高為H=613.3-565=48.3m,按規(guī)范要求壩頂寬取b=H(8–10)%,即b=48.3×(8-10)％=(3,86-4.83)m，且b不小于3m，由于壩頂有交通要求，5m。B/H=0.7～0.9，所以壩底寬B=（33.81-43.47）m。計(jì)算，再進(jìn)行修正。最后確定的斷面尺寸如下：上游壩坡做成折坡，折坡點(diǎn)位于壩高24m處，在此以上壩坡鉛直，在此以下，壩坡坡率n取為0.2，下游壩坡坡率m取為0.8，基本三角形頂點(diǎn)高程取為校核洪水位613.3m43.16擬的非溢流壩橫斷面如圖6-1圖6-1非溢流壩段橫剖面6.1.3荷載計(jì)算為一種基本組合；以校核洪水時(shí)的荷載或地震荷載作為特殊組合。本次設(shè)計(jì)不需計(jì)算動(dòng)水壓力土壓力及其他荷載。其基本資料如下：河床基巖面高程：565壩頂高程：613.3校核洪水位（P=0.1%）上游：613.3下游：579.35設(shè)計(jì)洪水位（P=1%）上游：611.1下游：577.92正常蓄水位上游：605.00下游：572.9死水位：588.0壩前淤沙高程：580.0淤沙浮容重：8.0KN/m3泥沙內(nèi)摩擦角：28度泥沙孔隙率：20%混凝土容重：24KN/m3壩基與基巖的摩擦系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值：f=0.82灌漿帷幕孔距上游面5m，帷幕孔處揚(yáng)壓力系數(shù)：0.5排水孔處揚(yáng)壓力系數(shù)：0.25地震設(shè)計(jì)烈度：Ⅶ度多年平均最大風(fēng)速為：20m/s吹程D=3000m圖6-2非溢流壩壩上的作用荷載作用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式及結(jié)果如下（取單位長(zhǎng)壩段）：1.壩體自重：按照擬定的斷面將壩體分為兩部分計(jì)算。2.水平水壓力正常蓄水位：上游水平水壓力：下游水平水壓力：校核水位：上游水平水壓力：下游水平水壓力：3.垂直水壓力正常蓄水位：上游垂直水壓力為：下游垂直水壓力為：校核水位：上游垂直水壓力為：下游垂直水壓力為：4.正常水位揚(yáng)壓力為廊道寬度為灌漿孔處距上游壩面的距離為排水孔處距下游壩面的距離查表，則揚(yáng)壓力為5.校核水位揚(yáng)壓力為廊道寬度為灌漿孔處距上游壩面的距離為排水孔處距下游壩面的距離查表，則揚(yáng)壓力為5.浪壓力正常蓄水位時(shí)的波高和波長(zhǎng)由上面計(jì)算已得：波高：波長(zhǎng)：因此作用于鉛直壩面的浪壓力之合力為：校核洪水位時(shí)由上面計(jì)算的：因此作用于鉛直壩面的浪壓力之合力為：6．淤沙壓力因，則水平淤沙壓力：垂直泥沙壓力：7.地震力（1式中，,質(zhì)點(diǎn)i的動(dòng)態(tài)分布系數(shù)見(jiàn)圖6-3：圖6-3質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)分布系數(shù)荷載標(biāo)準(zhǔn)值及計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6-1。表6-1非溢流壩壩基面地震慣性力計(jì)算表（公式：Fi=ahξGEiαi/g）分塊∑Gei/GGihiαi力（KN）e(hi/H)54.58631377.7646.20.0135.782717.030222233.516.10.0111.2937531382.4801.448.384（2計(jì)算公式,對(duì)壩基面形心力矩：下游面地震動(dòng)水壓力：對(duì)壩基面形心力矩：經(jīng)統(tǒng)計(jì)：6.1.4壩基面穩(wěn)定計(jì)算用的方法有單一安全系數(shù)法及基于目標(biāo)可靠度的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，本次設(shè)計(jì)采用兩種方法分別進(jìn)行計(jì)算。（1）單一安全系數(shù)法依照《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL319-2005計(jì)算主要核算壩基面穩(wěn)定條件，應(yīng)按抗剪強(qiáng)度公式（4-2-1）或抗剪斷強(qiáng)度公式（4-2-2）進(jìn)行驗(yàn)算。取f=0.65=1.10c′=1.1MPa=1100kPaKs在基本組合時(shí)取1.051.001.00Ks′不分工程級(jí)別，基本組合時(shí)取3.0，校核洪水時(shí)取2.5，地震情況取2.3。A.基本組合（正常蓄水位時(shí)）上游水位為605m,下游水位為572.9m，相應(yīng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表6-3：(滿足穩(wěn)定要求)用抗剪斷公式驗(yàn)算時(shí)：（大于3.0，故滿足穩(wěn)定要求）表6-2重力壩荷載計(jì)算表(彎矩逆時(shí)針為正順時(shí)針為負(fù))對(duì)壩力標(biāo)基中力矩分項(xiàng)力設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)力矩荷載效應(yīng)方向準(zhǔn)值點(diǎn)力(KN·m)系數(shù)值（KN）(KN·m)（KN）m）377.7G1下13.455080.8721377.7665080.8722223322233.4自重G2下488933.841.46688933.841382.25408.5125408.51G3下18.3811382.4422-13.3-104613.-104613.P1左78481784838484306.1P2右2.63805.09561306.12靜水2805.0956壓力1318.W1下19.1825288.8311318.5525288.83-13.9W2下245-3407.9512451-3407.95U1上3345001.240140-16.6-25737.2-30884.6U2上15431.21851.68488-10.2-2428.13-2913.76U3上236.21.2283.44揚(yáng)壓8632力U4上11956.57767.51.2143493211157.-18.3-21190.1-25428.1U5上1.21388.763163956-10.7-1281.74-1538.09U6上118.91.2142.688204浪壓-843.955PL左17.28-40.7-703.2961.220.736力2345.2泥沙Psh左-5-1726.151.2414.2763-2071.38壓力Psv下18019.583524.41.22164229.28ΣW=25737.12KNΣU=7595.4KNΣP=P1-P2+PL+Psh=7904.39KNΣW'=25773.1基本2KNΣU'=9114.5KNΣP'=7977KN力矩和ΣM=-4279.5KN·m不計(jì)揚(yáng)壓力組合ΣM=38590.3KN·mΣM'=-12634.4KN·mB.校核洪水位上游水位為613.3m,下游水位為579.35m，相應(yīng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表6-4：用抗剪公式驗(yàn)算時(shí)：(滿足穩(wěn)定要求)用抗剪斷公式驗(yàn)算時(shí)：大于2.5，故滿足穩(wěn)定要求）表6-3重力壩荷載計(jì)算表(彎矩逆時(shí)針為正順時(shí)針為負(fù))荷載效應(yīng)方向力標(biāo)對(duì)壩基力矩分項(xiàng)力設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)力準(zhǔn)值中點(diǎn)力(KN·m)系數(shù)值（KN）矩(KN·m)（KN）臂（m）377.75080.875080.87G1下13.451377.766222223388933.822233.488933.8自重G2下41.464641382.25408.525408.5G3下18.3811382.44121211442-184229-184229P1左-16.1111442.8.8.08.081010.4828.034828.03靜水P2右4.7811010.050599壓力1709.32784.332784.3W1下19.1811709.337474W2下808-17.75-143421808-14342U1上6076001.27291.20揚(yáng)壓-23018.-27622.U2上1380-16.681.21656力408U3上250.5-10.28-2575.61.2300.66-3090.75548481267.U4上6.58240.051.21521.2479888.061227.-22475.-26970.U5上-18.311.21473552563126.1-1359.5-1631.4U6上-10.781.2151.34427368832浪壓-260.33-312.39PL左5.35-48.661.26.42力172345.2-1726.1-2071.3泥沙Psh左-51.2414.276358壓力Psv下18019.583524.41.22164229.28ΣW=26690.92KNΣU=10327.87KNΣP=P1-P2+PL+Psh=10783.33KNΣW'=26726基本.92KNΣU'=12393.44KNΣP'=10853.45KN力矩和ΣM=-81186.63KN·m不計(jì)組合揚(yáng)壓力ΣM=-39997.5KN·mΣM'=-89116.86KN·m上游水位為605m,下游水位為572.85m，相應(yīng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表6-5：表6-4重力壩荷載計(jì)算表(彎矩逆時(shí)針為正順時(shí)針為負(fù))力標(biāo)對(duì)壩基力矩分項(xiàng)力設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)力荷載效應(yīng)方向準(zhǔn)值中點(diǎn)力(KN·m)系數(shù)值（KN）矩(KN·m)（KN）臂（m）377.75080.875080.87G1下13.451377.766222223388933.822233.488933.8自重G2下41.464641382.25408.525408.5G3下18.3811382.441212-104613-104613P1左7848-13.3317848.84.84306.1805.095805.095P2右2.631306.12靜水266壓力1318.25288.825288.8W1下19.1811318.5533-3407.9-3407.9W2下245-13.91124555揚(yáng)壓U1上3345001.240140力-25737.-30884.U2上1543-16.681.21851.624688-2428.1-2913.7U3上236.2-10.281.2283.4436632U4上11956.57767.51.2143493211157.-21190.-25428.U5上-18.311.21388.7631631956-1281.7-1538.0U6上118.9-10.781.2142.6842904浪壓-703.29-843.95PL左17.28-40.71.220.736力652345.2-1726.1-2071.3泥沙Psh左-51.2414.276358壓力Psv下18019.583524.41.22164229.28慣性F左717-13.3-9536.11717力-9536.1動(dòng)水F0左270-48201270壓力-4820ΣW=25737.12KNΣU=7595.4KNΣP=8891.4KNΣW'=25773.12KNΣU'=9114.基本5KNΣP'=8964KN力矩和ΣM=-18635.5KN·m不計(jì)揚(yáng)壓力組合ΣM=24234.2KN·mΣM'=-26990.5KN·m用抗剪公式驗(yàn)算時(shí)：(滿足穩(wěn)定要求）用抗剪斷公式驗(yàn)算時(shí)：（大于2.3，故滿足穩(wěn)定要求）（2）極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法要求同時(shí)滿足抗滑穩(wěn)定和壩趾抗壓強(qiáng)度承載能力的極限狀態(tài)。驗(yàn)算壩基抗滑穩(wěn)定，對(duì)于承載能力狀態(tài)應(yīng)考慮持久狀況和偶然狀A(yù)．抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)設(shè)計(jì)公式為：（6-8）式0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為I、Ⅱ、Ⅲ級(jí)的結(jié)構(gòu)及構(gòu)件，可分別取用1.1、1.0、0.9；銅錢(qián)壩主要建筑物級(jí)別為3為Ⅲ級(jí)，故取0.9；Ψ——分別取用1．O、0.95、0.85；S(·)——作用效應(yīng)函數(shù)；R(·)——f′的材料性能分項(xiàng)系數(shù)為1.3，則設(shè)計(jì)值為f′/1.3=0.85,凝聚力c′的材料性能分項(xiàng)系數(shù)為3.0，則設(shè)計(jì)值為c′/3.0=366.67kPa；——作用的設(shè)計(jì)值；——結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)；fd——材料性能的設(shè)計(jì)值；γd——基本組合結(jié)構(gòu)系數(shù)。（一）基本組合對(duì)于持久狀況時(shí)，Ψ取1.0，S(·)=∑P=7977KN,則γ0ΨS(·)=0.9×1.0×7977=7179.3KN，γd取1.2，而所以此工況下，抗滑穩(wěn)定滿足要求（二）偶然組合0.85S(·)=∑P=8964KN,則γ0ΨS(·)=0.9×0.85×8430.82=6857.5KN，γd取2.7，則所以此工況下，抗滑穩(wěn)定滿足要求；對(duì)于校核洪水時(shí)，Ψ取0.85，S(·)=∑P=10853.45KN,則γ0ΨS(·)=0.9×0.85×10853.45=8303KN，γd取1.2，則所以此工況下，抗滑穩(wěn)定滿足要求。綜述，在承載能力情況下，抗滑穩(wěn)定滿足要求。B.壩趾抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)設(shè)計(jì)公式為：式中：R(·)——抗力函數(shù)，其中銅錢(qián)壩采用標(biāo)號(hào)為C15的混凝土，其抗壓強(qiáng)度材料性能分項(xiàng)系數(shù)為1.5，則設(shè)計(jì)值Ra=R/1.5=15000/1.5=10000KPa。（一）基本組合對(duì)于持久狀態(tài)對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)狀況系數(shù)ψ=1.0d=1.8，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0=0.9。滿足要求，故在此工況下滿足壩址抗壓極限狀態(tài)條件。（二）偶然組合對(duì)于地震情況用擬靜力法計(jì)算時(shí)，Ψ取0.85，結(jié)構(gòu)系數(shù)γd=1.8，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0=0.9。滿足要求，故在此工況下滿足壩址抗壓極限狀態(tài)條件。0.85d=1.80=0.9。滿足要求，故在此工況下滿足壩址抗壓極限狀態(tài)條件。6.1.5壩體應(yīng)力分析況進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證，不需要考慮揚(yáng)壓力。在重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定，首先應(yīng)校核壩體邊緣應(yīng)力是否滿足強(qiáng)度要求[14]。A.邊緣應(yīng)力的計(jì)算繞形心逆時(shí)針轉(zhuǎn)為正，相應(yīng)的計(jì)算公式如下：a.水平截面上的正應(yīng)力載的鉛直分力的總和，kN垂直水流流向形心軸的力矩總和，kN·m；B為計(jì)算截面的長(zhǎng)度，m。b.剪應(yīng)力kPan、m為上、下游壩坡坡率。c.水平正應(yīng)力式中：、為上、下游邊緣應(yīng)力的水平正應(yīng)力。d.主應(yīng)力壩面水壓力強(qiáng)度也是主應(yīng)力1上游邊緣垂直正應(yīng)力正常蓄水位時(shí)：校核情況時(shí)：地震情況時(shí)：2下游邊緣垂直正應(yīng)力正常蓄水位時(shí)：校核情況時(shí)：地震情況時(shí)：基本和偶然情況下均小于fc。3上游面剪應(yīng)力正常水位時(shí)：校核水位時(shí)：地震時(shí)：4下游面剪應(yīng)力正常水位時(shí)：校核水位時(shí)：地震水位時(shí)：5上游面水平正應(yīng)力正常水位時(shí)校核水位時(shí)地震水位時(shí)6下游面水平正應(yīng)力正常水位時(shí)：校核水位時(shí)：地震水位時(shí)：7上游面主應(yīng)力正常水位時(shí)：校核水位時(shí)：地震水位時(shí)：8下游面主應(yīng)力正常水位時(shí)：校核水位時(shí)：正常水位時(shí)：由上面計(jì)算的最大應(yīng)力為1352kPa,由銅錢(qián)壩壩基巖體抗壓強(qiáng)度知要求。6.2溢流壩設(shè)計(jì)全。溢流壩的設(shè)計(jì)內(nèi)容及過(guò)程見(jiàn)下面計(jì)算。6.2.1溢流壩堰面體型設(shè)計(jì)段、中間直線段和反弧段三部分組成。（1）堰頂曲線段WES壩面曲線的流量年來(lái)我國(guó)多采用WES曲線，其基本剖面如下圖6-4：圖6-4WES型堰面曲線WES型溢流堰頂部曲線以堰頂為界分為上游段和下游段兩部分，坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)在堰頂最高點(diǎn)，上游段采用三圓弧曲線，下游段采用（4-6）式標(biāo)準(zhǔn)形式x1.85=2.0Hd0.85y式中：Hd為定型設(shè)計(jì)水頭，一般為校核洪水位時(shí)堰頂水頭的75%-95%。根據(jù)調(diào)洪計(jì)算可知，水庫(kù)校核洪水位613.3m，溢流壩堰頂高程605m，校核情況下堰頂最大作用水頭：則上游段尺寸如下：其中的Hd為定形設(shè)計(jì)水頭，按堰頂最大作用水頭Hmax的75％-95Hmax=613.3-605=8.3m設(shè)計(jì)水頭取7.0m。R1=0.50Hd=3.5mx1=0.175Hd=1.225mR2=0.20Hd=1.4mx2=0.276Hd=1.932mR3=0.04Hd=0.28mx3=0.282Hd=1.974m堰頂下游采用WES冪曲線，按下式計(jì)算：故可得堰面曲線見(jiàn)表6-5。表6-5堰面曲線坐標(biāo)編號(hào)12345678910x00.511.522.533.544.5y0.000.030.100.210.360.540.761.021.301.62編號(hào)11121314151617181920x55.566.577.588.599.5y1.962.342.753.193.664.164.695.245.836.44WES曲線下接10.8可求得切點(diǎn)坐標(biāo)為C（9.96，6.736直線段后接反弧段，采用挑流消能，挑流鼻坎高程取580.0（下游最高水位為579.356-5圖6-5堰面曲線坐標(biāo)系估算鼻坎上水深：經(jīng)試算擬定反弧半徑為R=12m，此時(shí)反弧最低點(diǎn)高程為DL5108-1999）中規(guī)定,反弧段R取4～10hc故反弧半徑取R=12m滿足規(guī)范要求。圓心高程反弧段與直線段的切點(diǎn)D坐標(biāo)為則圓心6.2.2挑流消能水力要素的計(jì)算鼻坎上削角厚度取0.4m頂?shù)乃骄嚯x為則整個(gè)溢壩壩基總寬度為伸出非溢流壩段下游端其中挑射角度，本設(shè)計(jì)為26°；坎頂平均水深，在鉛直方向的投影。沖坑系數(shù)，取1.1。將以上數(shù)據(jù)代入公式求得：挑距，水墊厚度。則河床以下沖坑深：符合要求，不會(huì)對(duì)壩體安全造成影響。6.2.3溢流壩面水面線計(jì)算全超高可采用0.5-1.5m，對(duì)非直線段，宜適當(dāng)增加。（1）壩頭部水面線的確定1.水面線計(jì)算摻氣點(diǎn)計(jì)算：，故溢流壩面上不會(huì)發(fā)生自然摻氣情況a.6-6，壩頭部水面線6-6,計(jì)算坐標(biāo)系如圖6-7。圖6-6閘墩?qǐng)D6-7計(jì)算坐標(biāo)系表6-6壩頭部閘孔水面線坐標(biāo)計(jì)算H/Hd0.511.331.19Hd=7X/HdY/HdX/mY/m-1-0.482-0.941-1.23-1.11-7-7.77-0.8-0.48-0.932-1.215-1.09-5.6-7.63-0.6-0.472-0.913-1.194-1.07-4.2-7.49-0.4-0.457-0.89-1.1654-1.05-2.8-7.35-0.2-0.431-0.855-1.122-1.01-1.4-7.070-0.384-0.805-1.071-0.960-6.720.2-0.313-0.735-1.015-0.891.4-6.230.4-0.22-0.647-0.944-0.822.8-5.740.6-0.088-0.539-0.847-0.724.2-5.040.80.076-0.389-0.725-0.585.6-4.0610.257-0.202-0.564-0.47-2.81.20.4620.015-0.356-0.198.4-1.331.40.7050.266-0.1020.069.80.421.60.9770.5210.1720.3211.22.24（2）直線段上的不摻氣水面線的確定A.確定切點(diǎn)坐標(biāo)溢流堰曲線與直線段的切點(diǎn)C（9.96，6.736段的切點(diǎn)D為（21.93，21.7B.求曲線段的長(zhǎng)度Lc對(duì)于WES型堰面，Lc27-2-7按X/HdXX/Hd=Xt/Hd時(shí)查的便是曲線段總長(zhǎng)度Lc,t,本次設(shè)計(jì)中Xt=9.96m,Hd=6.736m，X/Hd=1.5,查得當(dāng)X/Hd=1.50時(shí)，Lc,t/Hd=2.18,所以Lc,t=2.18×7=15.26mC.求直線段的長(zhǎng)度Ls從切點(diǎn)到直線段上的任意一點(diǎn)（Xi,Yi）的距離公式意一點(diǎn)（Xi,Yi）的距離為D.從堰頂曲線起到點(diǎn)（Xi,Yi）的壩面距離（m）E．按下列公式計(jì)算邊界層厚度δ（m）韓立公式式中KK=0.427-0.61mm次設(shè)計(jì)取為0.5mm。計(jì)算結(jié)果如下表6-8：F.計(jì)算單寬流量計(jì)算單寬流量：前述已求完校核情況下表6-7邊界層厚度計(jì)算(sinα=0.78)邊界層厚度計(jì)算(sinα=0.78)YiYtLs,iLδ6.7366.7360.0013.800.2076.7360.3414.140.207.56.7360.9814.780.2186.7361.6215.420.228.56.7362.2616.060.2396.7362.9016.700.249.56.7363.5417.340.24106.7364.1817.980.2510.56.7364.8318.630.26116.7365.4719.270.2711.56.7366.1119.910.28126.7366.7520.550.2812.56.7367.3921.190.29136.7368.0321.830.3013.56.7368.6722.470.31146.7369.3123.110.3214.56.7369.9523.750.32156.73610.5924.390.3315.56.73611.2425.040.34166.73611.8825.680.3516.56.73612.5226.320.35176.73613.1626.960.3617.56.73613.8027.600.37186.73614.4428.240.3818.56.73615.0828.880.39196.73615.7229.520.3919.646.73616.5430.340.40206.73617.0130.810.41G．按下式，用試算法推求勢(shì)流水深hp相應(yīng)的試算結(jié)果如下表6-9：表6-8勢(shì)流水深試算表(cosα=0.62)hpYiq22gh2pq2/(2gh2p)H+Yi-q2/(2gh2p)(H+Yi-q2/(2gh2p))/cosα2.7846.7362024.1152.06813.3111.7252.7832.75572024.1148.91613.5921.7082.7552.7037.52024.1143.34814.1201.6802.7092.65382024.1138.09414.6571.6432.6492.6078.52024.1133.34615.1791.6212.6142.562592024.1128.83315.7111.5892.5632.5219.52024.1124.69416.2331.5672.5282.481102024.1120.76816.7601.5402.4842.44310.52024.1117.09717.2861.5142.4422.407112024.1113.67117.8071.4932.4092.37211.52024.1110.39018.3361.4642.3612.339122024.1107.33918.8571.4432.3272.30812.52024.1104.51319.3671.4332.3112.278132024.1101.81419.8801.4202.2902.24813.52024.199.15020.4151.3852.2352.221142024.196.78220.9141.3862.2362.19414.52024.194.44421.4321.3682.2072.168152024.192.21821.9491.3512.1792.14315.52024.190.10422.4641.3362.1552.118162024.188.01422.9981.3022.1012.09516.52024.186.11323.5051.2952.0882.073172024.184.31424.0071.2932.0862.05117.52024.182.53424.5251.2752.0572.03182024.180.85225.0351.2652.0412.00918.52024.179.18825.5611.2391.9991.989192024.177.61926.0771.2231.9721.9719.52024.176.14326.5831.2171.9631.951202024.174.68227.1031.1971.931H．正交于壩面的壩面水深按下式計(jì)算將上面2h如下表6-10：表6-9壩面水深h計(jì)算表（h=hp+0.18δ）壩面水深計(jì)算表Yiδ0.18δhph6.7360.100.0192.7842.8070.110.0192.7552.777.50.110.0212.7032.7280.120.0222.6532.678.50.130.0232.6072.6390.130.0242.56252.599.50.140.0252.5212.55100.150.0272.4812.5110.50.150.0282.4432.47110.160.0292.4072.4411.50.170.0302.3722.40120.170.0312.3392.3712.50.180.0332.3082.34130.190.0342.2782.3113.50.190.0352.2482.28140.200.0362.2212.2614.50.210.0372.1942.23150.210.0382.1682.2115.50.220.0402.1432.18160.230.0412.1182.1616.50.230.0422.0952.14170.240.0432.0732.1217.50.250.0442.0512.10180.250.0452.032.0818.50.260.0462.0092.06190.260.0481.9892.0419.50.270.0491.972.02200.280.0501.9512.00I.摻氣水深計(jì)算摻氣點(diǎn)計(jì)算：溢流壩頂設(shè)計(jì)洪水時(shí)的單寬流量通過(guò)前面計(jì)算可知q=44.39m3/s，故摻氣開(kāi)始發(fā)生點(diǎn)，壩面總長(zhǎng)度為L(zhǎng)=Lc,t+Lc,u+Ls,D=19.16+2.205+15.26=36.625m，Lk>L，故溢流壩面上不會(huì)發(fā)生自然摻氣情況。K.2．溢流壩段邊墻高度的確定DL5108-1999）中規(guī)定,堰頂曲線處的邊墻高度應(yīng)高出水面線1.5m,直線段的邊墻高度應(yīng)高出水面線1m，反弧段的邊墻高度高出挑坎水深1m（以上均指高出水面線的最高1.5m,直線段的邊墻高度應(yīng)高出水面線1.2m，反弧段的邊墻高度高出挑坎水深1.2m6.3排沙底孔設(shè)計(jì)6.3.1體型設(shè)計(jì)③壩段高程為580m3.5m3m由進(jìn)口段、孔身段、壓坡段和出口段四部分。工作門(mén)布置在出口，有較長(zhǎng)的平坡段。其典型布置如下圖6-7：圖6-8有壓泄水孔典型布置（11/4橢圓，其方程為：其中：A——孔高，為3m；由于銅錢(qián)壩排沙底孔進(jìn)口為矩形，故α采用14，本次設(shè)計(jì)取α=1/3。即進(jìn)口頂部曲線方程為，橢圓長(zhǎng)軸與孔軸線平行。孔口兩側(cè)壁曲線也采用橢圓曲線，A為孔口寬度，α采用1/4，故進(jìn)口兩壁曲線方程為。進(jìn)口段的孔口中心線布置為水平線。(2）閘門(mén)與閘門(mén)槽,寬4.6m3.5m1m縮型門(mén)槽，尺寸見(jiàn)圖6-8：圖6-9閘門(mén)槽構(gòu)造圖（cm）（3）平壓管和通氣孔設(shè)計(jì)時(shí)補(bǔ)氣。本次設(shè)計(jì)取平壓管直徑D=0.6m，通氣孔尺寸為D=0.8m。壩頂2m處轉(zhuǎn)向，最后與壩下游相通，具體見(jiàn)設(shè)計(jì)圖。(4)平坡段（孔身）平坡段斷面采用矩形，其斷面尺寸設(shè)為3.5×3m。(5)壓坡段（漸變段）壓坡段孔頂坡度一般采用1:10-1:5，面積收縮比一般為0.85-0.90，寬度方向不做改變，僅是在孔頂壓坡。本次設(shè)計(jì)坡度采用1：7，面積收縮比采用0.90，收縮前孔口尺寸為3.5×3m，收縮后變?yōu)?.5×2.7m，則可得壓坡段長(zhǎng)度為2.1m。(6)出口消能段半徑取20m，挑射角取21°，鼻坎高程為581.0m。6.3.2挑流消能計(jì)算考慮了生態(tài)用水，高程以死水位588m計(jì)，水頭，所以為有壓流。水力半徑，，，，則，根據(jù)能量方程，求得反弧段最低點(diǎn)水深為。式為式中挑射角度，本設(shè)計(jì)為25°坎頂水面流速，坎頂平均水深坎頂至河床面的高差沖坑系數(shù)，取1.1單寬流量將以上數(shù)據(jù)代入公式求得：挑距，沖坑。則。6.4工業(yè)取水管設(shè)計(jì)該水庫(kù)是以供某工廠工業(yè)用水為主，凈用水量為1.5m3/s，需要專(zhuān)設(shè)管道從水庫(kù)中取水,考慮管道沿程損失以10％計(jì)，則取水入口流量Q=1.5/(1-0.1)=1.67m3/s，要求工業(yè)供水保證率97％，則取水入口設(shè)在10#587.0m水。工業(yè)供水是自由出流，根據(jù)水力學(xué)公式式Q————管道系統(tǒng)的流量系數(shù),取0.98A——管道斷面面積；H——管道水頭，最不利情況時(shí)H=588-587.0=1m。則管道斷面總面積則每條管道直徑0.5m置在右岸壩段。第7章構(gòu)造設(shè)計(jì)7.1壩頂構(gòu)造本設(shè)計(jì)壩頂寬度取5m,壩上游設(shè)1.2m7-1。圖7-1壩頂構(gòu)造圖7.2廊道系統(tǒng)7.2.1基礎(chǔ)灌漿及排水合用廊道壩基帷幕灌漿壓力較高，因此須在壩體砌筑一定高度后進(jìn)行，廊道采用上圓下方的標(biāo)準(zhǔn)廊道斷面，其凈空為3.0m×3.0m，廊道底部高程高出基礎(chǔ)面4.50m,即為569.5m，廊道上緣距上游壩面5m，高程580m處，用橫向交通廊道通向下游壩外。交通廊道與灌漿廊道連接處如圖7-2所示。圖7-2縱橫向廊道交界7.2.2壩體檢查及排水廊道25m設(shè)一層廊道，其斷面也是城門(mén)洞型，尺寸為寬1.5m，高2.5m，至上游面的距離為5m，上游側(cè)設(shè)排水溝，廊道在左右岸各有一個(gè)出口。7.3防滲系統(tǒng)上游面采用6cm工的干擾。下游用混凝土預(yù)制板代替模板，作為壩體的一部分。幕，排水管用預(yù)制多孔混凝土管，間距3m，內(nèi)徑20cm，滲水由排壩外，排水管與廊道的連通采用直通式。如圖7-3圖7-3廊道與排水管的連接7.4橫縫構(gòu)造離設(shè)永久性橫縫，橫