土石壩及溢洪道施工組織設(shè)計(jì)

PAGEPAGE1水庫水利樞紐工工工程土石壩20016年1月第一章基本本本資料第一節(jié)、工程概概概況及工程程目目的ZF水庫位于QQHH河干流上上，控控制面積49900kkm總庫容5.055××108m。該工程程以以灌溉發(fā)發(fā)電為為主，結(jié)結(jié)合防防洪，可可引水水灌溉農(nóng)農(nóng)田7.12萬畝，遠(yuǎn)遠(yuǎn)期期可發(fā)展展到10.4萬畝。灌灌溉溉區(qū)由一一個引引水流量量為45m3/s的總干渠渠和和四條分分干渠渠組成，在在總總干渠渠渠首及及下游24km處分別修修建建樞紐電電站和和HZ電站，總總裝裝機(jī)容量31.4455MW,年發(fā)電量112990完千瓦時時。水水庫建成成后，除除為市區(qū)區(qū)居民民生活和和工業(yè)業(yè)提供給給水外外，還可可使城城市防洪洪能力力得到有有效的的提高。水水庫庫防洪標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)為為百年設(shè)設(shè)計(jì)，萬萬年校核核。樞樞紐工程程由擋擋水壩、溢溢洪洪道和輸輸水洞洞、灌溉溉發(fā)電電洞及樞樞紐電電站組成成。第二節(jié)、基本資資資料1、特征水位及及及流量擋水壩、溢洪道道道、輸水水洞的的特征水水位及及流量見見表22-1。表2-1ZFFF水庫工程程特特征值序號名稱單位數(shù)量備注1設(shè)計(jì)洪水時最大大大泄流量量m3/s2000其中溢洪道81115相應(yīng)下游水位700.552校核洪水時最大大大泄流量量m3/s6830其中溢洪道566600相應(yīng)下游水位m705.63水庫水位校核洪水位（PPP=0.11%）m770.4設(shè)計(jì)洪水位（PPP=1%）m768.1興利水位m767.2汛限水位m760.7死水位m737.04水庫容積總庫容(校核洪洪洪水位一一下庫庫容)104m350500防洪庫容(防洪洪洪高水位位至汛汛期限制制水位位)104m313600（P=２%）防洪庫容(防洪洪洪高水位位至汛汛期限制制水位位)104m31237（P=５%）興利庫容104m335100其中共用庫容104m311000死庫容104m3105005庫容系數(shù)50．50%6調(diào)解特征多年7導(dǎo)流泄洪洞形式明流隧洞工作閥門前為有有有壓隧洞直徑m8消能方式挑流最大泄量（P===0.001%%）m3/s1230最大流速m/s23.1閘門尺寸mxm7*6.50啟閉機(jī)T300檢修門mxm8*9.00進(jìn)口底部高程m703.358灌溉發(fā)電隧洞形式m3/s壓力鋼管內(nèi)徑m5.40灌溉支洞內(nèi)徑m3.00最大流量m3/s45.00進(jìn)口底部高程m731.469樞紐電站形式引水式廠房面積mxm39*16.222裝機(jī)容量kw5*1250每臺機(jī)組過水能能能力m3/s8.052、氣象項(xiàng)目單位數(shù)量備注多年平均氣溫℃4~12°SW、SSW、S、SSE、SE向多年平均均m/s17.0（7、8、9、10月）最大風(fēng)速m/s34.0相應(yīng)設(shè)計(jì)水位庫庫庫面吹程程km1.15相應(yīng)校核水位庫庫庫面吹程程km1.37氣象資料見表222-2。表2-2氣象象象資料表3、地質(zhì)1、壩址區(qū)工工程地地質(zhì)條件件ZF水庫的右岸岸較較陡，坡度度度為30°左右，大大部部分基巖巖出露露高程為770~~8810m。主河槽槽在在右岸，河河寬寬月100米左右；；左左岸為堆堆積岸岸，左岸岸臺地地寬200m左右，山山嶺嶺高程在775m左右，岸岸坡坡較平緩緩，大大都為土土層覆覆蓋。水水庫樞樞紐處施施工場場地狹窄窄，樞樞紐建筑筑物全全部布置置在左左岸，施施工布布置較為為困難難。壩區(qū)為上二迭系系系石千峰峰組的的紫紅色色、紫紫灰色細(xì)細(xì)砂巖巖，間夾夾同色色礫巖及及砂質(zhì)質(zhì)頁巖等等巖層層。右岸岸全部部為基巖巖，河河床砂卵卵石層層總厚度度約50m，覆蓋層層厚厚度約5m。高漫灘灘表表層亞砂砂土厚厚5~155m，左岸728m高程以下下為為基巖?；鶐r巖面向下下游逐逐漸降低低，土土層增厚厚。砂砂卵石層層透水水性不會會很強(qiáng)強(qiáng)，施工工開挖挖排水作作業(yè)估估計(jì)不會會很困困難。2、溢洪道工工程地地質(zhì)條件件上壩線方案溢洪洪洪道堰頂頂高程程757m，沿建筑筑物物軸線巖巖層傾傾向下游游。巖巖性主要要為堅(jiān)堅(jiān)硬的細(xì)細(xì)砂巖巖，其中中軟弱弱層多為為透鏡鏡體，溢溢洪道道各部分分的抗抗滑穩(wěn)定定條件件是好的的。下下壩線溢溢洪道道高程750m?；A(chǔ)以以下10m左右為砂砂質(zhì)質(zhì)頁巖及及夾泥泥層，且且單薄薄分水嶺嶺巖層層風(fēng)化嚴(yán)嚴(yán)重，透透水性大大，對對建筑安安全不不利。第二章、樞紐布布布置第一節(jié)、壩軸軸軸線選擇擇選擇壩址時，應(yīng)應(yīng)應(yīng)根據(jù)地地形、地地址、工工程規(guī)規(guī)模及施施工條條件，經(jīng)經(jīng)過經(jīng)經(jīng)濟(jì)和技技術(shù)的的綜合分分析比比較來選選定。應(yīng)盡量選在河谷谷谷的狹窄窄段。這這樣壩軸軸線短短，工程程量小小，但必必須與與施工場場地和和泄水建建筑物物的布置置情況況以及運(yùn)運(yùn)用上上的要求求等同同時考慮慮對于于兩岸壩壩段要要有足夠夠的高高程和厚厚度。壩壩基和兩兩岸山山體應(yīng)無無大的的不利地地質(zhì)構(gòu)構(gòu)成問題題。巖巖石應(yīng)較較完整整，并應(yīng)應(yīng)將壩壩基置于于透水水性小的的堅(jiān)實(shí)實(shí)地層或或厚度度不大的的透水水地基上上。壩壩址附近近要有有足夠數(shù)數(shù)量符符合設(shè)計(jì)計(jì)要求求的土、砂砂、石石料且便便于開開采運(yùn)輸輸。通過以上分析，ZF水庫壩軸軸線線的選擇擇，在在地形上上，應(yīng)應(yīng)盡量選選在河河谷狹窄窄段。由由地形圖圖上可可知，上上游坡坡壩軸線線、壩壩軸線以以及和和下游壩壩軸線線三者的的比見見地形圖圖，下下游的壩壩軸線線最符合合。因因?yàn)樗鞘呛庸裙鹊莫M窄窄段，這這樣壩軸軸線短短，工程程量小小，可減減少投投資，庫庫容較較大，淹淹沒少少。第二節(jié)、樞紐紐紐布置樞紐布置應(yīng)做到到到安全可可靠，經(jīng)經(jīng)濟(jì)合理理，施施工互不不干擾擾，管理理運(yùn)用用方便。高中壩和地震區(qū)區(qū)區(qū)的壩，不不得得采用布布置在在非巖石石地基基上的壩壩下埋埋管型式式，低低壩采用用非巖巖石地基基上的的壩下埋埋管時時，必須須對埋埋管周圍圍填土土的壓實(shí)實(shí)方法法，可能能達(dá)到到的壓實(shí)實(shí)密度度及其抵抵抗?jié)B滲透破壞壞的能能力能否否滿足足要求進(jìn)進(jìn)行保保證。樞樞紐布布置應(yīng)考考慮建建筑物開開挖料料的應(yīng)用用。土土石壩樞樞紐通通常包括括攔河河壩、溢溢洪道道、泄洪洪洞輸輸水或引引水洞洞及水電電站等等，應(yīng)通通過地地形地質(zhì)質(zhì)條件件以及經(jīng)經(jīng)濟(jì)和和技術(shù)等等方面面來確定定。壩址應(yīng)選在地形形形地質(zhì)有有利的的地方，使使壩壩軸線較較短，庫庫容較大大，淹淹沒少。附附近近有豐富富的筑筑壩材料料，便便于布置置泄水水建筑物物。在在高山深深谷區(qū)區(qū)常將壩壩址選選在彎曲曲河段段，把壩壩布置置在彎道道上，利利用凸岸岸山脊脊抗滑穩(wěn)穩(wěn)定和和滲透穩(wěn)穩(wěn)定，并并采取排排水灌灌漿等相相應(yīng)加加固措施施，應(yīng)應(yīng)盡量避避免將將壩址選選在工工程地質(zhì)質(zhì)條件件不良的的地段段。如活活斷層層含形成成整體體滑動的的軟弱弱夾層，以以及及粉細(xì)砂砂、軟軟粘土和和淤泥泥等軟弱弱地基基上。壩壩軸線線一般宜宜順直直，如布布置成成折線，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)折折處山曲曲線連連接。如如壩軸軸平面形形成弧弧形，最最好試試凸向上上游，如如受地形形限制制，不得得凸向向下游，曲曲度度應(yīng)小些些，防防滲體不不要過過薄，以以免蓄蓄水后防防滲體體產(chǎn)生拉拉力而而出現(xiàn)順順?biāo)髁鞣较虻牡牧芽p縫。根據(jù)樞紐布置原原原則，樞樞紐中中的泄水水建筑筑物應(yīng)做做到安安全可靠靠、經(jīng)經(jīng)濟(jì)合理理、施施工互不不干擾擾、管理理運(yùn)用用方便。樞樞紐紐布置應(yīng)應(yīng)滿足足以下原原則：：樞紐中的泄水建建建筑物應(yīng)應(yīng)滿足足設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范的的運(yùn)用條條件和和要求。選選擇擇泄洪建建筑物物形式時時，宜宜優(yōu)先考考慮采采用開敞敞式溢溢洪道為為主要要泄洪建建筑物物，并經(jīng)經(jīng)濟(jì)比比較確定定。泄泄水引水水建筑筑物進(jìn)口口附近近的岸坡坡應(yīng)有有可靠的的防護(hù)護(hù)措施，當(dāng)當(dāng)有有平行壩壩坡方方向的水水流可可能會沖沖刷壩壩坡時，壩壩坡坡也應(yīng)有有防護(hù)護(hù)措施。應(yīng)應(yīng)確確保泄水水建筑筑物進(jìn)口口附近近的岸坡坡的整整體穩(wěn)定定性和和局部穩(wěn)穩(wěn)定性性。當(dāng)泄泄水建建筑物出出口消消能后的的水流流從刷下下游壩壩坡時，應(yīng)應(yīng)比比較調(diào)整整尾水水渠和采采取工工程措施施保護(hù)護(hù)壩坡腳腳的可可靠性和和經(jīng)濟(jì)濟(jì)性，可可采取取其中一一種措措施，也也可同同時采用用兩種種措施。對對于于多泥沙沙河流流，應(yīng)考考慮布布置排沙沙建筑筑物，并并在進(jìn)進(jìn)水口采采取放放淤措施施。溢洪道應(yīng)選擇在在在地形開開闊、岸岸坡穩(wěn)定定、巖巖土堅(jiān)實(shí)實(shí)和地地下水位位較低低的地點(diǎn)點(diǎn)，宜宜選用地地質(zhì)條條件好良良好的的天然地地基。壤壤土、中中砂、粗粗砂、砂砂礫石石適于作作為水水閘地基基，盡盡量避免免淤泥泥質(zhì)土和和粉砂砂、細(xì)砂砂地基基，必要要時應(yīng)應(yīng)采取妥妥善處處理措施施。從從地質(zhì)地地形圖圖可知壩壩體右右岸有天天然的的埡口，地地質(zhì)質(zhì)條件好好，且且有天然然的石石料廠，上上下下游均有有較緩緩的灘地地，兩兩岸巖體體較陡陡，巖體體條件件好，施施工起起來更快快捷更更經(jīng)濟(jì)合合理。因此，溢洪道修修修建于QH右岸山坡坡上上，緊鄰鄰右壩壩肩。由由于閘閘址段地地形條條件好，所所以以采用正正槽式式溢洪道道。第三章、壩工設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)第一節(jié)、壩型確確確定根據(jù)所給資料，選選擇大壩型式式，還應(yīng)根據(jù)據(jù)地形、地質(zhì)質(zhì)、建筑材料料、工程量以以及施工條件件等綜合方面面確定壩型。水庫處于平原地地地區(qū)。由由基本本資料可可知，庫庫區(qū)土料料豐富富，料場場距壩壩址較近近，運(yùn)運(yùn)輸條件件良好好。施工工簡便便，地質(zhì)質(zhì)條件件合理，造造價(jià)價(jià)低。通通過以以上幾方方面的的綜合分分析比比較，所所以選選用土石石壩方方案。第二節(jié)、擋水水水壩體斷斷面設(shè)設(shè)計(jì)1、壩頂高程的的的確定1.1、風(fēng)區(qū)區(qū)區(qū)長度由題目已知該流流流域多年年平均均最大風(fēng)風(fēng)速為為9m/s，水位768..11m時水庫吹吹程程為5.5kkm。1.2、壩頂高高高程計(jì)算算壩頂在靜水位以以以上的超超高值值按下式式計(jì)算算;y=R+e+AAA式中y—壩頂頂超高，m;R—最大波浪浪在壩壩坡上的的爬高，m;A—安全加高高，mm；由上可知等效吹吹吹程5.5kkmm>1..6mm，近似估估計(jì)R+e在0.9～1.2之間。所以，正常運(yùn)行行行條件時R+ee取1.2非常運(yùn)行條條件件時R+ee取0.9由基本資料可知知知大壩級級別為為3級正常運(yùn)行條件時時時安全加高A取0.7非常運(yùn)行條件時時時安全加高A取0.5壩頂高程等于水水水庫靜水水位與與超高之之和，應(yīng)應(yīng)按下列列四種種情況計(jì)計(jì)算，并并取其中中最大大值；設(shè)計(jì)洪水位+正正正常情況況的壩壩頂超高高；H=768.111m正常蓄水位+正正正常情況況的壩壩頂超高高；H=767.2220m校核洪水位+非非非常情況況的壩壩頂超高高；H=770.4440m正常蓄水位+非非非常情況況的壩壩頂超高高；H=737...00mm由計(jì)算可知，計(jì)計(jì)計(jì)算壩頂頂高程程為770..44m，考慮壩壩頂頂上設(shè)與與防滲滲體緊密密連接接的1.2m高防浪墻墻，取取設(shè)計(jì)壩壩頂高高程為769..22m。2、壩頂寬度度壩頂寬度根據(jù)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造、施施工等等因素確確定，由由《碾壓壓式土土石壩設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范（SL2774—20011）》[5]高壩選用10～15m，中低壩壩可可選用5～10m，根據(jù)所所給給資料，初初步步擬定壩壩體斷斷面，壩壩頂寬寬度為8m見圖3-1。圖3-1壩頂頂頂結(jié)構(gòu)圖3、上下游邊邊坡上下游邊坡比見見見表3-2。表3-2上下下下游邊坡比比壩高(m)上游下游〈101：2～1：22.51：1.5～11：：210～201：2.25～～11：2.7551：2～1：22.520～301：2.5～11：：31：2.25～～11：2.755〉301：3～1：33.51：2.5～11：：3根據(jù)資料，大壩壩壩為中低低壩，故故定上游游壩坡坡1：3.0，下游壩壩坡1：2.5。4、馬道為了攔截雨水，防防止壩面被沖沖刷，同時便便于交通、檢檢測和觀測，并并且利于壩坡坡穩(wěn)定，下游游常沿高程每每隔10～30m設(shè)置一條馬馬道，其寬度度不小于1.5m，馬道一般般設(shè)在坡度變變化處，均質(zhì)質(zhì)壩上游不宜宜或少設(shè)馬道道，故本壩不不設(shè)馬道。第三節(jié)、壩體體體滲流計(jì)計(jì)算滲流計(jì)算方法采采采用有限限深透透水地基基上設(shè)設(shè)灌漿帷帷幕的的土石壩壩滲流流，帷幕幕灌漿漿的防滲滲作用用可以用用相當(dāng)當(dāng)于不透透水底底版的等等效長長度代替替。滲流分三種情況況況：上游游為設(shè)設(shè)計(jì)洪水水位、校校核洪水水位、正正常蓄水水位和和相應(yīng)的的下游游水位見見圖3-2。圖3-2各水水水位示意圖圖設(shè)計(jì)洪水位時壩壩壩頂高程程為7769..2mm，設(shè)計(jì)洪洪水水位為76688.1m，河床高高度度為7311..2m，壩頂寬寬度度為8m，壩高為38m，m=3..00m=22.55。L=L+m(((769..22-7668..1)++B++m·H=+1.45mmm+B+mm·H=123mL=L-L=11117mm上游水深H=3336.555mm下游水水深H=1..889m。h==5.01mmmq==6.8×1000y==x((0,11144.5))表3-3設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)水位浸潤潤線線計(jì)算成成果表表x(m)01020304050y(m)36.5534.8133.1331.3629.4927.4960708090100110114.525.3922.9720.3417.3213.638.402.93校核洪水位時壩壩壩頂高程程為7769..2mm，設(shè)計(jì)洪洪水水位為76688.1m，河床高高度度為7311..2m，壩頂寬寬度度為8m，壩高為38m，m=3..00m==2..5。L=L+m(((769..22-7668..1)++B++m·H=+0.29m+B++m·H=120mL=L-L=11113..255m上游水深H=3337.771mm下游水水深H=2..115m。h==5.45mmmq==7.2×1000y===x(00,1110..855)表3-4校核核核水位浸潤潤線線計(jì)算成成果表表x(m)01020304050y(m)37.7134.9633.2031.3429.3727.2560708090100110110.8524.9522.4219.5616.2011.944.753.42正常蓄水位時壩頂高高程為為769..22m，正常蓄蓄水水位為767..22m，河床高高度度為731..22m，壩頂寬寬度度為8m，壩高為38m，m=3..00mm=22.5。L=L+m(((216..99-2113..43))+BB+mm·HH=+3.47m+B+m··HH=128.2mL=L-L=11123..7m上游水深H=3337.771mm下游水水深H=2..115mh==4.73mmmq==5.67×1110y===x∈(0,12211.5))表3-5正常常常蓄水位浸浸潤潤線計(jì)算算成果果表x(m)01020304050y(m)34.5332.3030.8129.2627.6225.8860708090100110121.524.0121.9819.7417.2214.2610.491.65第四節(jié)、土壩壩壩穩(wěn)定計(jì)計(jì)算壩坡穩(wěn)定計(jì)算采采采用計(jì)及及條塊塊間作用用力的的簡化畢畢肖普普法公式式如下下。K=式中W—土條條重量；Q、V—分別為為水平和和垂直直的地震震慣性性力；U—作用于土條條底底面的空隙隙隙壓力；；—土條重力線與與與通過此條條塊塊底面中中點(diǎn)的的半徑之之間的的夾角；；b—土條寬度；；、—土條地面的的有有效應(yīng)力和和和抗剪強(qiáng)強(qiáng)度指指標(biāo)；M—水平地震慣慣性性力對圓心心心的力矩矩；R—圓弧半徑；；穩(wěn)定計(jì)算系數(shù)見見見表3-6。表3-6物物物理力學(xué)指指標(biāo)標(biāo)表序號位置土料名稱濕容重()飽和容重()C(kPa)（度）1壩殼堆石1.82心墻粘土1.651.982010.43反濾砂躒石1.8324反濾碎石1.952.00385壩基砂礫料1.86壩基黃土1.61.91穩(wěn)定計(jì)算有三種種種情況施工期、穩(wěn)穩(wěn)穩(wěn)定滲流流期和和水庫水水位驟驟降期均質(zhì)壩材材料料為粘土土濕容重=1...65飽和容重=2.00浮容重=0.55壩基為砂礫料濕容重=1888飽和容重=19..66浮容重=0.55施工期上游邊坡坡坡穩(wěn)定計(jì)計(jì)算見見表3-7計(jì)算圖見見附附圖1下游邊坡坡表3-8計(jì)算圖見見附1第一次試算假定定定k==11,求得k=第二次試算假定定定k=11..25求得k=故取k==11.255第一次試算假定定定kk==1求得k=第二次試算假定定定k==11.233求得k==故取k=11..23穩(wěn)定滲流期下游游游邊坡穩(wěn)穩(wěn)定計(jì)計(jì)算見表4-99計(jì)算見附附圖2第一次試算假定定定k==11求得k=第二次試算假定定定k==11.311求得k=故取k==11.311水位降落期上游游游邊坡穩(wěn)穩(wěn)定計(jì)計(jì)算見表4-1100計(jì)算見附附圖3第一次試算假定定定kk==1,求得k=第二次試算假定定定k==11.211求得k=故取k==11.211PAGEPAGE31表3-7施工工工期上游邊邊坡坡穩(wěn)定計(jì)計(jì)算成成果表土條編號h(m)(rbh)wsincoswsin(1-)wtanC·bm(k=1)m(k=1.2555)NO(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)-31148.8-0.30.951-44.625.4188.80.876244.50.891240-26892.8-0.20.978-178.6152.3188.80.9273880.938383.6-1101488-0.10.994-148.8253.9188.80.969496.90.974484.60131934.4010330.1188.81548.91548.91162380.80.10.994238.1406.3188.81.0195841.014586.92172529.60.20.978505.9413.6188.81.0285961.018591.83182678.40.30.951803.5457188.81.026689.41.011688.84182678.40.40.9131071.1457188.81.012658.20.9926515162380.40.50.8661190.2406.2188.80.988662.20.963667.96142083.20.60.8091249.9355.5188.80.952671.70.92467971014880.70.7431041.6254188.80.906488.80.873508.283446.40.80.699357.176.2188.80.850341.80.813336∑5085.76371.36375.7表3-8施工工工期下游邊邊坡坡穩(wěn)定計(jì)計(jì)算成成果表土條編號h(m)(rbh)wsincoswsin(1-)wtanC·bm(k=1)m(k=1.2333)NO(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)-22384-0.20.978-76.865.5188.80.952287.10.932282.8-14768-0.10.994-76.8131188.80.942389.40.922386.8071344010229.3188.81478.11488.611019200.10.994192327.6188.81.019676.60.966684.621223040.20.978460.8393188.81.029680.21.024663.231324960.30.951748.8426188.81.026689.21.019690.341324960.40.913998.4426188.81.012762.51.00375551324960.50.8661284426188.80.988762.30.977759.361019200.60.8091152327.6188.80.952662.40.939689.97713440.70.743940.8229.3188.80.906581.30.891589.280.5960.80.66976.816.4188.80.850381.40.834386.8∑5171.16360.56386.2表4-9穩(wěn)定定定滲流期下下游游邊坡穩(wěn)穩(wěn)定計(jì)計(jì)算成果果表土條編號h(m)(rbh)wsincoswsin(1-)wtanC·bm(k=1)m(k=1.3111)NO(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)-21192-0.20.978-38.432.8188.80.927259.10.930298.3-14776-0.10.994-77.6132.4188.80.968481.80.970451.1081560010266.2188.81585156511019480.10.994194.8332.4188.81.019611.51.01863221223360.20.978467.2398.6188.81.029670.81.026692.531325320.30.951759.6432.1188.81.026755.21.023736.741325280.40.9131011.2431.4188.81.012752.81.007735.951325240.50.8661262430.7188.80.9887370.982730.861019360.60.8091161.6330.4188.80.952645.40.845669.47713840.70.743943.6230188.80.906562.20.898686.4823840.80.669307.265.5188.80.850399.20.841422.4∑4931.264606480.7表3-10水水水位降落期期上上游邊坡坡穩(wěn)定定計(jì)算成成果表表土條編號h(m)(rbh)wsincoswsin(1-)wtanC·bm(k=1)m(k=1.2111)NO(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)-32225-0.30.951-67.538.4188.80.878258.80.889255.6-26675-0.20.978-135115.2188.80.9273880.937384.4-1111345.5-0.10.994-134.5229.6188.80.968562.30.973560.10152011.5010343.2188.8158215821172668.50.10.994266.9455.4188.81.019693.31.015694.72193325.50.20.978665.1567.5188.81.0298651.020869.53193973.50.30.9511192678188.81.026884.81.013885.74194189.50.40.9131675.8714.9188.81.0129960.995998.25173748.50.50.8661874.2639.6188.80.988886.60.967886.761430870.60.8091852.2526.8188.80.952794.90.927796.77102200.50.70.7431540.4375.5188.80.906782.80.878805.3812160.80.699172.836.9188.80.850365.50.819375.3∑7202.48714.98694.4表3－11壩壩坡穩(wěn)穩(wěn)定計(jì)算算成果表表計(jì)算工況上游邊坡（m）穩(wěn)定系數(shù)（K）下游邊坡（m）穩(wěn)定系數(shù)（K）允許穩(wěn)定系數(shù)[K]穩(wěn)定滲流期1:2.51.311.30水位降落期1:3.01.211.20施工期1:3.01.251:2.51.23根據(jù)上述計(jì)算成成成果，采采用上上游1：3.0，下游1：2.5，滿足邊邊坡坡穩(wěn)定要要求。第五節(jié)、細(xì)部構(gòu)構(gòu)構(gòu)造1、護(hù)坡因壩的上游坡面面面受波浪浪淘刷刷，下游游坡面面受雨水水沖刷刷，壩的的上下下游坡面面需設(shè)設(shè)置護(hù)坡坡，本本方案為為砌石石護(hù)坡，厚厚0.3m。上下游護(hù)坡需設(shè)設(shè)設(shè)碎石或或礫石石墊層，本本方方案為碎碎石墊墊層厚0.2m。下游坡面上要設(shè)設(shè)設(shè)置表面面排水水系統(tǒng)，縱縱橫橫向排水水溝及及壩坡與與岸坡坡連接處處的排排水溝。此此外外，還應(yīng)應(yīng)布置置階梯等等通行行道路。2、反濾層設(shè)設(shè)計(jì)既要求把壩體滲滲滲水排除除壩外外，又要要求不不產(chǎn)生土土壤的的滲透破破壞，在在滲流的的出口口或進(jìn)入入排水水處。由由于水水力坡降降往往往很大，流流速速較高，土土壤壤易發(fā)生生管涌涌破壞，為為了了防止這這種滲滲透破壞壞，在在這些地地方應(yīng)應(yīng)設(shè)置反反濾層層。反濾層一般由111～3層級配均均勻勻，耐風(fēng)風(fēng)化的的砂、礫礫、卵卵石或碎碎石構(gòu)構(gòu)成，每每層粒粒徑隨滲滲流方方向而增增大，水水平反濾濾層的的最小厚厚度可可采用0.3m，垂直或或傾傾斜反濾濾層的的最小厚厚度可可采用0.5m，（反濾濾層層應(yīng)有足足夠的的尺寸以以適應(yīng)應(yīng)可能發(fā)發(fā)生的的不均勻勻變形形，同時時避免免與周圍圍土層層混摻）。其其作用是防止止襯砌的護(hù)坡坡石陷入壩身身體中，在上上游坡避免沖沖刷并在庫水水位降落時把把壩體的水排排出去又不帶帶走壩體土料料。因土壩為為均質(zhì)壩，所所以采用反濾濾層位于被保保護(hù)土的上部部，滲流方向向主要由下向向上見圖3-12。圖3-12反反反濾層示意意圖圖3、防滲體的土土土料要求防滲體要具有足足足夠的不不透水水性和塑塑性，要要求防滲滲體的的滲透系系數(shù)比比壩主體體至少少小100～1000倍，且其其透透水系數(shù)數(shù)不宜宜大于10，防滲滲體體要有足足夠的的塑性。這這樣樣，防滲滲體能能適應(yīng)壩壩基和和壩體的的沉陷陷和不均均勻變變形，從從而不不致斷裂裂。長長期的筑筑壩經(jīng)經(jīng)驗(yàn)告訴訴我們們，粘粒粒含量量為15～30%或塑性指指數(shù)數(shù)為10～17的中壤土土、重重壤土粘粒含量量為35～40～%或塑性指指數(shù)數(shù)為17～20的粘土都都是是填筑防防滲體體的合適適土料料。粘性性土的的天然含含水量量最好，稍稍高高于塑限限含水水量，使使土料料處于硬硬塑狀狀態(tài)。4、排水結(jié)構(gòu)選用棱體排水，是是在下游壩腳腳處用塊石堆堆成棱體，頂頂部高程應(yīng)超超出下游最高高水位，超出出高度應(yīng)大于于波浪沿坡面面的爬高。大大壩為3級，不應(yīng)小小于0.5m，并使壩體體浸潤距壩坡坡的距離大于于冰凍深度。堆堆石棱體內(nèi)坡坡一般為1：1.25～1：1.5，外坡為1：1.5～1：2.0或更緩，應(yīng)應(yīng)避免棱體排排水上游坡腳腳出現(xiàn)銳角，頂頂寬應(yīng)根據(jù)施施工條件及檢檢查觀測需要要確定，但不不得小于1.0m。棱體排水結(jié)結(jié)構(gòu)圖見圖3-13。圖3-13棱棱棱體排水結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)示意圖圖為了有效地降低低低壩內(nèi)浸浸潤線線，在均均質(zhì)壩壩內(nèi)設(shè)置置垂直直的、向向上游游或向下下游傾傾斜的豎豎式排排水是控控制滲滲流的一一種有有效型式式。這這種排水水頂部部可伸到到壩面面附近，厚厚度度由施工工條件件確定，但但不不小于1.0m，底部用用水水平排水水帶或或褥墊排排水將將滲水引引出壩壩外。對于由粘性土材材材料填筑筑的均均質(zhì)壩，為為了了加速壩壩殼內(nèi)內(nèi)空隙水水壓力力的消散散，降降低浸潤潤線，以以增加壩壩的穩(wěn)穩(wěn)定，可可在不不同高程程處設(shè)設(shè)置壩內(nèi)內(nèi)水平平排水層層，其其位置、層層數(shù)數(shù)和厚度度可根根據(jù)計(jì)算算確定定，但其其厚度度不宜小小于0.3m。多數(shù)情情況況下，伸伸入壩壩體內(nèi)的的長度度一般不不超過過各層壩壩寬的的。第四章、溢洪道道道設(shè)計(jì)第一節(jié)、溢洪洪洪道地形形資料料庫區(qū)兩岸分水嶺嶺嶺高程均均在750m以上。庫庫區(qū)區(qū)外圍斷斷裂較較發(fā)育，在在庫庫內(nèi)被第第四系系及第三三系玄玄武巖覆覆蓋。庫庫區(qū)地下下水類類型有兩兩種，第第四系松松散層層孔隙潛潛水和和前第四四系基基巖裂隙隙水。水水庫不存存在永永久性滲滲漏問問題，庫庫岸穩(wěn)穩(wěn)定性較較好，水水庫蓄水水后，局局部地段段可能能產(chǎn)生浸浸沒，但但浸沒面面積甚甚小，庫庫區(qū)兩兩岸居民民及耕耕地分散散，庫庫區(qū)范圍圍內(nèi)無無礦點(diǎn)分分布，庫庫區(qū)無水水庫淤淤積問題題，水水庫蓄水水后不不致產(chǎn)生生構(gòu)造造性誘發(fā)發(fā)地震震。第二節(jié)、溢洪洪洪道地質(zhì)質(zhì)資料料溢洪道地基為晚晚晚元古代代第三三期侵入入混合合花崗巖巖，灰灰白色-肉紅色，巖巖巖體風(fēng)化化程度度均為弱弱風(fēng)化化帶，地地下水水類型為為基巖巖裂隙水水，對對砼無腐腐蝕性性；溢洪洪道部部位斷層層規(guī)模模均較小小，以以陡傾角角為主主，完整整性及及強(qiáng)度與與兩側(cè)側(cè)巖體相相差較較??；閘閘室段段基礎(chǔ)巖巖體中中等透水水性，完完整性較較差，應(yīng)應(yīng)進(jìn)行淺淺層固固結(jié)和深深部帷帷幕灌漿漿防滲滲處理。第三節(jié)、溢洪洪洪道的位位置選選擇溢洪道在水利樞樞樞紐中位位置的的選擇，關(guān)關(guān)系系的工程程的總總體布置置，影影響到工工程的的安全、工工程程量、投投資、施施工進(jìn)度度和運(yùn)運(yùn)用管理理，原原則上應(yīng)應(yīng)通過過擬定各各種可可能方案案，全全面考慮慮，則則優(yōu)選定定。一一般應(yīng)考考慮以以下因素素：溢洪道應(yīng)位于路路路線短和和土石石方開挖挖量少少的地方方。壩壩址附近近有高高程合適適的馬馬鞍形埡埡口，則則往往是是布置置溢洪道道較理理想之處處。攔攔河壩兩兩岸順順河谷方方向的的緩坡臺臺地也也適合布布置溢溢洪道。溢溢洪洪道應(yīng)力力爭位位于較堅(jiān)堅(jiān)硬的的巖基上上。位位于好巖巖基上上的溢洪洪道可可以減省省工程程量，甚甚至不不襯砌。應(yīng)應(yīng)避避免在可可能坍坍塌的地地帶修修建溢洪洪道。溢溢洪道開開挖出出渣路線線及棄棄渣場所所應(yīng)能能合理安安排，是是開挖量量的有有效利用用更具具有經(jīng)濟(jì)濟(jì)意義義。此外外還要要解決與與相鄰鄰建筑物物的施施工干擾擾問題題。綜上上所述述，本樞樞紐溢溢洪道應(yīng)應(yīng)選上上壩線方方案。第四節(jié)、溢洪道道道布置1、引水渠引水渠進(jìn)口布置置置應(yīng)因地地制宜宜，體形形簡單單。當(dāng)進(jìn)進(jìn)口布布置在壩壩肩時時，靠壩壩的一一側(cè)應(yīng)設(shè)設(shè)置順順應(yīng)水流流的曲曲面導(dǎo)水水墻，靠靠山一側(cè)側(cè)應(yīng)開開挖或襯襯砌規(guī)規(guī)則曲面面；當(dāng)當(dāng)進(jìn)口布布置在在埡口面面臨水水庫時，宜宜布布置成對對稱或或基本對對稱的的喇叭口口型式式。初擬引水渠段長長長103，底底寬14,底高程730，邊邊坡1:1，引水渠渠首首端為32.55的直直線段，其其后后接一半半徑為為80的圓心心角角為的圓弧弧段段。引水水渠進(jìn)進(jìn)口段剖剖面見見圖4-1。圖4-1引水水水渠進(jìn)口段段的的剖面圖圖引水渠的布置應(yīng)應(yīng)應(yīng)遵循以以下原原則：①選擇有利的地地地形、地質(zhì)質(zhì)條條件；②引水渠軸線方方方向，應(yīng)有有利利于進(jìn)水水，在在平面上上最好好布置成成直線線，以減減小水水頭損失失，增增加其泄泄水能能力；③引水渠較長時時時，宜在控控制制段之前前設(shè)置置漸變段段，其其長度應(yīng)應(yīng)據(jù)流流速等條條件確確定，不不宜小小于2倍堰上水水深深；④若受地形、地地地質(zhì)條件限限制制，引水水渠必必須轉(zhuǎn)彎彎時，其其彎曲半半徑不不宜小于4倍的渠底底寬寬；⑤彎道至控制堰堰堰之間宜設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)直線段段，其其長度不不小于于2倍堰上水水頭頭；⑥引水渠底寬順順順?biāo)鞣较蛳蚴帐湛s時，其其首首、末端端底寬寬之比宜宜在1.5～3之間。引水渠的橫斷面面面應(yīng)有足足夠大大的尺寸寸，以以降低流流速，減減少水頭頭損失失。渠內(nèi)內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)流速大大于懸懸移質(zhì)不不淤流流速，小小于渠渠道不沖沖流速速，且水水頭損損失小，一一般般采用3~5。橫斷面面的的側(cè)坡根根據(jù)穩(wěn)穩(wěn)定要求求確定定。為了了減小小造率和和防止止沖刷，引引水水渠宜做做襯砌砌。石基上的引水渠渠渠如能開開挖整整齊，也也可以以不做襯襯砌?？v縱斷面應(yīng)應(yīng)做成成平底或或底坡坡不大的的逆坡坡當(dāng)溢流流堰為為實(shí)用堰堰時，渠渠底在溢溢流堰堰處宜低低于堰堰頂至少0.5H，以保證證堰堰頂水流流穩(wěn)定定和具有有較大大的流量量系數(shù)數(shù)。2、控制段控制段設(shè)計(jì)，包包包括溢流流堰和和兩側(cè)連連接建建筑物。溢溢流流堰的位位置是是溢洪道道縱斷斷面的最最高點(diǎn)點(diǎn)，其堰堰頂高高程與工工程量量的關(guān)系系很大大，所以以控制制堰軸線線的選選定應(yīng)滿滿足下下列要求求：①統(tǒng)籌考慮進(jìn)水水水渠、泄槽槽、消消能防沖沖設(shè)施施及出水水渠的的總體布布置要要求；②建筑物對地基基基的強(qiáng)度、穩(wěn)穩(wěn)定性、抗?jié)B滲性及耐久性性的要求；③便于對外交通通通和兩側(cè)建建筑筑物的布布置；；④當(dāng)控制堰靠近近近壩肩時，應(yīng)應(yīng)與大壩布置置協(xié)調(diào)一致；；⑤便于防滲系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)布置，堰堰與與兩岸的的止水水、防滲滲排水水應(yīng)形成成整體體?？刂蒲叩男褪?、基基本尺寸和布布置方式是溢溢洪道泄流能能力的決定性性因素。由于于隨著泄流能能力的不同，洪洪水期可能出出現(xiàn)的最高水水庫洪水位也也不同，即壩壩高也要不同同。所以控制制堰的合理設(shè)設(shè)計(jì)，歸結(jié)為為擬定不同方方案，進(jìn)行調(diào)調(diào)洪演算，對對包括攔河壩壩和溢洪道在在內(nèi)的樞紐總總體的技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟(jì)條件加以以比較，從而而選定。設(shè)置控制堰段要要要解決的的主要要問題包包括選選擇溢流流堰斷斷面型式式、決決定堰頂頂是否否設(shè)閘門門控制制、通過過調(diào)洪洪演算選選定堰堰頂高程程和孔孔口尺寸寸、選選定閘門門型式式以及與與控制制堰有關(guān)關(guān)的結(jié)結(jié)構(gòu)的平平面和和剖面布布置等等。溢流堰型式應(yīng)根根根據(jù)地形形、地地質(zhì)、水水力條條件、運(yùn)運(yùn)用要要求和技技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)標(biāo)等因因素，經(jīng)經(jīng)綜合合比較選選定。堰堰型可選選用開開敞式型型式，但但與溢流流壩相相比，其其堰體體高度很很低；；與泄水水閘相相比，其其閘后后落差較較大。溢溢流堰體體型設(shè)設(shè)計(jì)的要要求是是盡量增增大流流量系數(shù)數(shù)，在在泄流時時不產(chǎn)產(chǎn)生空蝕蝕或誘誘發(fā)振動動的負(fù)負(fù)壓。溢流堰前緣長度度度和孔口口尺寸寸的擬定定以及及單寬流流量的的選擇，可可參參考重力力壩的的有關(guān)內(nèi)內(nèi)容。選選定調(diào)洪洪起始始水位和和泄水水建筑物物的運(yùn)運(yùn)用方式式，然然后進(jìn)行行調(diào)洪洪演算，得得出出水庫的的設(shè)計(jì)計(jì)洪水位位和溢溢洪道的的最大大下泄量量。滿滿足條件件后，在在此基礎(chǔ)礎(chǔ)上，通通過分析析研究究在擬定定若干干方案，分分別別進(jìn)行調(diào)調(diào)洪演演算，得得出不不同的水水庫設(shè)設(shè)計(jì)洪水水位和和最大下下泄量量，并相相應(yīng)定定出樞紐紐中各各主要建建筑物物的布置置尺寸寸、工程程量和和造價(jià)。最最后后，從安安全、經(jīng)經(jīng)濟(jì)以及及管理理運(yùn)用等等方面面進(jìn)行綜綜合分分析論證證，從從而選出出最優(yōu)優(yōu)方案。3、泄槽段洪水經(jīng)溢流堰后后后，多用用泄水水槽與消消能設(shè)設(shè)施連接接。為為不影響響溢流流堰的泄泄洪能能力，此此段縱縱坡常做做成大大于臨界界底坡坡的陡坡坡。破破陡、流流急是是泄水槽槽的特特點(diǎn)。槽槽內(nèi)水水流速度度往往往超過16~20。所以以，防防止和減減小高高速水流流所引引起的摻摻氣、空空蝕、沖沖擊波波和脈動動等是是泄槽段段設(shè)計(jì)計(jì)的關(guān)鍵鍵。泄槽在平面上宜宜宜盡量成成直線線、等寬寬、對對稱布置置，使使水流平平順，避避免產(chǎn)生生沖擊擊波等不不良現(xiàn)現(xiàn)象。但但實(shí)際際工程中中受地地形、地地質(zhì)條條件的限限制，有有時泄槽槽很長長，為減減少開開挖量或或避開開地質(zhì)軟軟弱帶帶等，往往往做做成帶收收縮段段和彎曲曲段的的型式。泄槽段水流屬于于于急流，如如必必須設(shè)置置收縮縮段時，其其收收縮角也也不宜宜太大。當(dāng)當(dāng)收收縮角較較大時時，必須須進(jìn)行行沖擊波波計(jì)算算，并應(yīng)應(yīng)通過過水工模模型實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證證。收收縮段最最大沖沖擊波波波高由由總偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角大大小決定定，而而與邊墻墻偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過程無無關(guān)。因因此，為為了減減小沖擊擊波高高度，采采用直直線形收收縮段段比圓弧弧形收收縮段為為好。泄槽段如設(shè)置彎彎彎道，由由于離離心力及及彎道道沖擊波波作用用，將造造成彎彎道內(nèi)外外側(cè)橫橫向水面面差，流流態(tài)不利利。要要設(shè)置彎彎道是是時，宜宜滿足足下列要要求：：橫斷面面內(nèi)流流速分布布均勻勻，沖擊擊波對對水流擾擾動影影響小，在在直直線段和和彎曲曲段之間間，可可設(shè)置緩緩和過過渡段，為為降降低邊墻墻高度度和調(diào)整整水流流，宜在在彎道道幾緩和和過渡渡段渠底底設(shè)置置橫向坡坡，矩矩形斷面面彎道道的彎曲曲半徑徑宜采用6～10倍泄槽寬寬度度。泄槽縱剖面設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)主要是是決定定縱坡，其其根根據(jù)自然然條件件及水力力條件件確定。水流通過控制段段段后為急急流，為為了不在在泄槽槽段上產(chǎn)產(chǎn)生水水躍，泄泄槽縱縱坡應(yīng)大大于水水流的臨臨界坡坡，在地地質(zhì)條條件許可可的情情況下，盡盡量量使開挖挖和襯襯砌工程程量最最省。同同時縱縱坡還要要考慮慮泄槽底底板和和邊墻結(jié)結(jié)構(gòu)的的自身穩(wěn)穩(wěn)定及及施工方方便等等因素。泄泄槽槽縱坡以以一次次坡為好好，當(dāng)當(dāng)受地形形條件件限制或或?yàn)榱肆斯?jié)省工工程量量而需邊邊坡度度時也宜宜先緩緩后陡，因因?yàn)闉樗鹘?jīng)經(jīng)過控控制段入入泄槽槽時，流流速不不大；當(dāng)當(dāng)接近近消能設(shè)設(shè)施時時，加大大底坡坡以便與與消能能設(shè)施相相連接接，此段段長度度較短，防防空空蝕措施施比較較好解決決。但但為防止止水流流脫離槽槽底產(chǎn)產(chǎn)生負(fù)壓壓，在在變坡處處宜采采用符合合水流流軌跡的的拋物物線連接接。如采用先陡后緩緩緩的變坡坡方式式，泄槽槽易被被動水壓壓力破破壞，連連接必必須采用用反弧弧曲線，反反弧弧半徑應(yīng)應(yīng)不小小于3～6倍的變坡坡