平山水庫樞紐工程畢業(yè)設(shè)計

PAGEPAGE29一、綜述1.1工程概況況平山水庫位于湖湖湖北省某某縣平平山河中中游，該該河系睦睦水（長長遼的支支流）的的主要支支流，全全長2844mm，流域面面積積為5566㎞2，壩址以以上上控制流流域面面積4911㎞2；平山河河是是山區(qū)河河流，河河床比降降為00.3%%，沿沿河有地地勢較較為平坦坦的小小平原，最最低低高程為為622.5mm左右右。1.2樞紐任務(wù)務(wù)務(wù)樞紐主要任務(wù)以以以灌溉發(fā)發(fā)電為為主，并并結(jié)合合防洪、航航運運養(yǎng)殖、給給水水等任務(wù)務(wù)進行行開發(fā)。1.3設(shè)計基本本本數(shù)據(jù)正常蓄水位11113..0設(shè)計洪水位：11113..100m；校核洪水位：11113..500m；死水位：10555.0mm（發(fā)發(fā)電極限限工作作深度8mm）；灌溉最低庫水位位位：1044..0m；總庫容：2.0000億m3；水庫有效庫容：：：1.155億m3；發(fā)電調(diào)節(jié)保證流流流量Qp==77.355m33/s，相應(yīng)應(yīng)下下游水位位633.200m；；發(fā)電最大引用流流流量Qmaaxx=288mm3/s，相應(yīng)應(yīng)下下游水位位688.655m；；通過調(diào)洪演算，溢溢洪道下泄流流量Q1%=8400m3/s，相應(yīng)下下游水位722.65m。校核情況下，溢溢溢洪道下下泄流流量Q0.1%%=113400mm3/s，相應(yīng)應(yīng)下下游水位位744.300m。水庫淤積高程8885.000mm。二、壩址水文特特特性暴雨洪峰流量QQQ0.055%%=186600m3/s，Q0.5%%=115500m33/s，Q1%=144880m3/s。多年平均流量1113.334mm3/s,多年年平平均來水水量44.222億m3。多年平平均均最大風(fēng)風(fēng)速110m//s，水水庫吹程程8kkm，多年年平平均降雨雨次數(shù)數(shù)48次/年，庫區(qū)區(qū)氣氣候溫和和。三、樞紐及庫區(qū)區(qū)區(qū)地形地地質(zhì)條條件3.1壩址、庫庫庫區(qū)地形形地質(zhì)質(zhì)及水文文地質(zhì)質(zhì)平山河流域多為為為丘陵地地區(qū)，在在平山樞樞紐上上游均為為大山山區(qū)，河河谷山山勢陡峭峭，河河谷邊坡坡一般般為60°~70°，地勢高高差差都在800~~1200m，河河床寬一一般為為400mm，河河道彎曲曲很厲厲害，尤尤其樞樞紐布置置處更更為顯著著形成成S形，沿河河沙沙灘及兩兩岸坡坡積層發(fā)發(fā)育，壩壩址處兩兩岸河河谷呈馬馬鞍形形，其覆覆蓋物物較厚，基基巖巖產(chǎn)狀凌凌亂?？拷鼔沃飞嫌问鞘鞘悄嗯杓o(jì)紀(jì)五通通砂巖，壩壩下下游為二二迭紀(jì)紀(jì)石炭巖巖，壩壩軸線位位于五五通砂巖巖上面面。在平山咀以南，即即石灰?guī)r與砂砂巖分界處，發(fā)發(fā)現(xiàn)一大斷層層，其走向近近東西，傾向向大致向北西西，在壩軸線線左岸的五通通砂巖特別破破碎，產(chǎn)狀凌凌亂，巖石隱隱裂隙很發(fā)育育。巖石的滲滲水率都很小小，兩岸多為為0.0001~0.001升/分，壩址處處沿壩軸線是是1.5-55.0m厚的的覆蓋層，kk=10-44cm/s，γ浮=10kNN/m3，ψ=35壩區(qū)地震為5~~~6度，設(shè)設(shè)計計時可不不考慮慮。3.2筑壩材料料料樞紐大壩采用當(dāng)當(dāng)當(dāng)?shù)夭牧狭现螇?，?jù)初初步勘勘察，土土料可可以采用用壩軸軸線下游游1..5～3.5公里里的的丘陵區(qū)區(qū)與平平原地帶帶的土土料，且且儲量量很多，一一般般質(zhì)量尚尚佳，可可作筑壩壩之用用。砂料料可在在壩軸線線下游游1～3公里河灘灘范范圍內(nèi)及及平山山河出口口處兩兩岸河灘灘開采采。石料料可以以用采石石場開開采，采采石場場可用壩壩軸線線下游左左岸山山溝較合合適，其其石質(zhì)為為石灰灰?guī)r、砂砂巖，質(zhì)質(zhì)量良好好，質(zhì)質(zhì)地堅硬硬，巖巖石出露露，覆覆蓋淺，易易開開采。材料的性質(zhì)及各各各項指標(biāo)標(biāo)如下下表所示示土壤類別干容重(KNNN/m3)最優(yōu)含水率（%）孔隙率（%）內(nèi)摩擦角Φ粘著力(KPa)滲透系數(shù)(cm/s)))壤土15.8154224（濕）20（干）121×10-5黏土15.4252520（濕）18（干）371×10-6山皮土16.0233922（濕）33（干）7.5（濕）10（干）1×10-3覆蓋層16.03501×10-4砂料16.0403001×10-3堆石18.0333803.3力學(xué)參數(shù)數(shù)數(shù)基巖允許抗壓強強強度2MPPaa,混凝土土與與基巖摩摩擦系系數(shù)f=00..58?；鶐r巖的內(nèi)摩摩擦系系數(shù)f=00..7，粘著著力力C=0..55MPaa，容容重r=2266kN//m33四、樞紐建筑物物物選型及及樞紐紐總體布布置4.1工程等級級級及主要要建筑筑物的級級別、洪洪水標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)1）樞紐建筑物物物組成根據(jù)水庫樞紐的的的任務(wù)，該該樞樞紐組成成建筑筑物主要要包括括：攔河河大壩壩、水電電站建建筑物、泄泄水水建筑物物、引引水建筑筑物、水水庫放空空隧洞洞（擬利利用導(dǎo)導(dǎo)流洞作作放空空洞）等等。2)工程等級及及及主要建建筑物物的級別別、洪洪水標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)根據(jù)所給資料（發(fā)發(fā)電、防洪、庫庫容、灌溉面面積），對照照《水利水電電樞紐工程等等級劃分及設(shè)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）確定樞紐等別(先確定分項等級，再按最大者確定樞紐等級)和建筑物級別。（1）各效益指指標(biāo)標(biāo)等別：根根根據(jù)電站站裝機機容量900000千瓦即即9MWW，小于100MMW，屬Ⅴ等工程；；根根據(jù)總庫庫容為為2.000億m3，在10～1.0億m3，屬Ⅱ等工程。（2）水庫樞紐紐等等別：根據(jù)據(jù)據(jù)規(guī)范規(guī)規(guī)定，對對具有綜綜合利利用效益益的水水電工程程，各各效益指指針分分屬不同同等別別時，整整個工工程的等等別應(yīng)應(yīng)按其最最高的的等別確確定，故故本水庫庫樞紐紐為Ⅱ等工程。（3）水工建筑筑物物的級別：：：根據(jù)水水工建建筑物級級別的的劃分標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，Ⅱ等工程的的主主要建筑筑物為為2級水工建建筑筑物，所所以本本樞紐中中的攔攔河大壩壩、溢溢洪道、水水電電站建筑筑物、灌灌溉管道道、水水庫放空空隧洞洞為2級水工建建筑筑物；次次要建建筑物筏筏道為為3級水工建建筑筑物。確定樞紐建筑物物物的的等等級的的目的是是要確確定設(shè)計計和校校核洪水水標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，從而而通過過調(diào)洪演演算來來進一步步確定定設(shè)計洪洪水位位和校核核洪水水位。設(shè)計洪水位11113.11m（百百年一遇遇），Q11%=8440m3//s,下游游水位722.65mm設(shè)計洪水位11113.55m（千千年一遇遇），Q00.1%==13400m3/ss,下游水水位74..30m4.2樞紐建筑筑筑物選型型1）壩軸線的選選選擇壩軸線綜合考慮慮慮地形地地質(zhì)條條件，土土石壩壩壩軸線線一般般選在河河道轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎下游游處，地地質(zhì)條件件良好好，且與與料場場的距離離適宜宜。2）樞紐各建筑筑筑物選型（1）擋水建筑筑物物在巖基上有三種種種類型：：重力力壩、拱拱壩、土土石壩。a、重力力力壩方案案從樞紐布置處地地地形地質(zhì)質(zhì)平面面圖及壩壩軸線線地質(zhì)剖剖面圖圖上可以以看出出，壩址址基巖巖為上部部為五五通砂巖巖，下下面為石石英砂砂巖和砂砂質(zhì)葉葉巖，覆覆蓋層層沿壩軸軸線厚厚1.5～5.0mm，五五通砂巖巖厚達達30～80m，若若建建重力壩壩清基基開挖量量大，修修建重力力壩所所需水泥泥、鋼鋼筋等材材料運運輸不方方便，且且不能利利用當(dāng)當(dāng)?shù)刂螇尾牧狭?，故修修建重重力壩不不?jīng)濟濟。b、拱壩方案修建拱壩理想的的的地形條條件是是左右岸岸地形形對稱，岸岸坡坡平順無無突變變，在平平面上上向下游游收縮縮的河谷谷段；；而且壩壩端下下游側(cè)要要有足足夠的巖巖體支支撐，以以保證證壩體的的穩(wěn)定定。該河河道彎彎曲相當(dāng)當(dāng)厲害害，尤其其樞紐紐布置處處更為為顯著形形成SS形，1#壩址處處沒沒有雄厚厚的山山脊作為為壩肩肩，左岸岸陡峭峭，右岸岸相對對平緩，峽峽谷谷不對稱稱，成成不對稱稱的“U”型，下游游河河床開闊闊，建建拱壩的的造價價過高，不不宜宜修筑。c、土石石石壩方案案土石壩對地形、地地質(zhì)條件要求求低，幾乎在在所有的條件件下都可以修修建，且施工工技術(shù)簡單，可可實行機械化化施工，也能能充分利用當(dāng)當(dāng)?shù)亟ㄖ牧狭?，覆蓋層也也不必挖去，因因此造價相對對較低，所以以采用土石壩壩方案。（2）泄水建筑筑物物型式的選選選擇土石壩最適合采采采用岸邊邊溢洪洪道進行行泄洪洪，在壩壩軸線線下游30000m處的兩兩岸岸河谷呈呈馬鞍鞍形，右右岸有有馬鞍形形埡口口，采用用正槽槽式溢洪洪道泄泄洪，泄泄水槽槽與堰上上水流流方向一一致，水水流平順順，泄泄洪能力力大，結(jié)結(jié)構(gòu)簡單單，運運行安全全可靠靠，適用用于各各種水頭頭和流流量。（3）水電站建建筑筑物因為土石壩不宜宜宜采用壩壩式水水電站，而而宜宜采用引引水式式發(fā)電，又又因因裝機容容量為為90000kkw,裝機機容容量小，臺臺數(shù)數(shù)為三臺臺，故故采用單單元供供水式引引水發(fā)發(fā)電。（4）放空建筑筑物物施工導(dǎo)流洞及水水水庫放空空洞，均均采用有有壓式式。為便便于檢檢修大壩壩和其其它建筑筑物，擬擬利用導(dǎo)導(dǎo)流隧隧洞作放放空洞洞，洞底底高程程為70..000m，洞洞直直徑為5..00m。4.3樞紐總體體體布置方方案的的確定根據(jù)樞紐布置的的的基本原原則，結(jié)結(jié)合本工工程的的市級情情況，主主要確定定各建建筑物的的相對對位置，并并繪繪制平面面布置置圖。擋水建筑物————土石壩（包包包括副壩壩在內(nèi)內(nèi)）放在在主河河床，布布置呈呈直線；；泄水建筑物————溢洪道布布置置在大壩壩右岸岸的天然然埡口口處；灌溉引水建筑物物物——引水隧隧洞洞緊靠在在溢洪洪道的右右側(cè)布布置；水電站建筑物————引水隧隧洞洞、電站站廠房房、開關(guān)關(guān)站等等布置在在右岸岸（凸岸岸），在在副壩和和主壩壩之間，廠廠房房布置在在開挖挖的基巖巖上，開開關(guān)站布布置在在廠房旁旁邊；；水庫放空洞布置置置在右岸岸的山山體內(nèi)。綜合考慮各方面面面因素，最最后后確定樞樞紐布布置直接接繪制制在藍圖圖上（地地形地質(zhì)質(zhì)平面面圖）。五、土壩設(shè)計5.1壩型選擇擇擇影響土石壩壩型型型選擇的的因素素有：1..壩高；2..筑壩材料料；3.壩址區(qū)區(qū)的的地形地地質(zhì)條條件；4..施工導(dǎo)流流、施工工進度度與分期期、填填筑強度度、氣氣象條件件、施施工場地地、運運輸條件件、初初期度汛汛等施施工條件件；55.樞紐布布置置、壩基基處理理型式、壩壩體體與泄水水引水水建筑物物等的的連接；；6..樞紐的開開發(fā)發(fā)目標(biāo)和和運行行條件；；7..土石壩以以及及樞紐的的總工工程量、總總工工期和總總造價價。樞紐大壩采用當(dāng)當(dāng)當(dāng)?shù)夭牧狭现螇?，?jù)初初步勘勘察，土土料可可以采用用壩軸軸線下游游1..5～3.5公里里的的丘陵區(qū)區(qū)與平平原地帶帶的土土料，且且儲量量很多，一一般般質(zhì)量尚尚佳，可可作筑壩壩之用用。砂料料可在在壩軸線線下游游1～3公里河灘灘范范圍內(nèi)及及平山山河出口口處兩兩岸河灘灘開采采。石料料可以以用采石石場開開采，采采石場場可用壩壩軸線線下游左左岸山山溝較合合適，其其石質(zhì)為為石灰灰?guī)r、砂砂巖，質(zhì)質(zhì)量良好好，質(zhì)質(zhì)地堅硬硬，巖巖石出露露，覆覆蓋淺，易易開開采。從建筑材料上說說說，均質(zhì)質(zhì)壩、心心墻壩、斜斜墻墻壩均可可。1）均均均質(zhì)壩。壩壩體體材料單單一，施施工工序序簡單單，干擾擾少；；壩體防防滲部部分厚大大，滲滲透比降降比較較小，有有利于于滲流穩(wěn)穩(wěn)定和和減少通通過壩壩體的滲滲流量量，此外外壩體體和壩基基、岸岸坡、及及混凝凝土建筑筑物的的接觸滲滲徑比比較長，可可簡簡化防滲滲處理理。但是是，由由于土料料抗剪剪強度比比用在在其他壩壩型壩壩殼的石石料、砂砂礫和砂砂等材材料的抗抗剪強強度小，故故其其上下游游壩坡坡比其他他壩型型緩，填填筑工工程量比比較大大。壩體體施工工受嚴寒寒及降降雨影響響，有有效工日日會減減少，工工期延延長，故故在寒寒冷及多多雨地地區(qū)的使使用受受限制。2）斜斜斜墻壩。由由于于不透料料（土土料）位位于上上游，不不便于于土料上上壩；；土質(zhì)斜斜墻靠靠在透水水壩殼殼上，如如果壩壩殼沉降降大，將將使斜墻墻開裂裂；與岸岸坡及及混凝土土建筑筑物連接接不如如心墻壩壩方便便，斜墻墻與地地基接觸觸應(yīng)力力比心墻墻小，同同地基結(jié)結(jié)合不不如心墻墻壩；；斷面較較大，特特別是上上游坡坡較緩，壩壩腳腳伸出較較遠，填填筑工程程量較較心墻大大。3）心心心墻壩。用用作作防滲體體的土土料位于于壩下下游1.55～3.5公里里的的丘陵區(qū)區(qū)與平平原地帶帶的土土料，且且儲量量很多，一一般般質(zhì)量尚尚佳，可可作筑壩壩之用用；用作作透水水料的砂砂土可可從壩上上下游游0.3~~33.5公里里河河灘上開開采，儲儲量多，可可供供筑壩使使用，這這樣便于于分別別從上下下游上上料，填填筑透透水壩殼殼，使使施工方方便，爭爭取工期期。心心墻壩的的優(yōu)點點還有：：心墻墻位于壩壩體中中間而不不依靠靠在透水水壩殼殼上，其其自重重通過本本身傳傳到基礎(chǔ)礎(chǔ)，不不受壩殼殼沉降降影響，依依靠靠心墻填填土自自重，使使得沿沿心墻與與地基基接觸面面產(chǎn)生生較大的的接觸觸應(yīng)力，有有利利于心墻墻與地地基結(jié)合合，提提高接觸觸面的的滲透穩(wěn)穩(wěn)定性性；當(dāng)庫庫水位位下降時時，上上游透水水壩殼殼中水分分迅速速排泄，有有利利于上游游壩坡坡穩(wěn)定，使使上上游壩坡坡比均均質(zhì)壩或或斜墻墻壩陡；；下游游壩殼浸浸潤線線也比較較低，下下游壩坡坡也可可以設(shè)計計得比比較陡；；在防防滲效果果相同同的情況況下，土土料用量量比斜斜墻壩少少，施施工受氣氣候影影響相對對小些些；位于于壩軸軸在線的的心墻墻與岸坡坡及混混凝土建建筑物物連接比比較方方便。由于土石壩的地地地基適應(yīng)應(yīng)性強強，理論論上說說，這幾幾類壩壩都可以以選用用，具體體考慮慮到當(dāng)?shù)氐貎砂栋兜膲纹缕螺^陡陡峭，因因此選選用較能能夠適適應(yīng)陡峭峭壩坡坡地形的的心墻墻壩作為為首選選壩型。5.2壩體剖面面面設(shè)計土石壩的剖面設(shè)設(shè)設(shè)計指壩壩坡、壩壩頂寬度度、壩壩頂高程程。1）壩頂高程壩頂高程等于不不不同運行行情況況下的水水庫靜靜水位加加上超超高之和，并并分別按按以下下運用情情況計計算，取取較大大值：①設(shè)計洪水水位位加正常常運用用情況的的壩頂頂超高；②校核洪水水位位加非常常運用用情況的的壩頂頂超高d=風(fēng)吹的的的壅高e++波浪爬高高ha+安全全加加高δ——波浪的平均均均波高——壩坡坡率，初初擬時取3；——壩坡護面糙糙糙率，干干砌塊塊石護坡坡0..02775，漿漿砌塊石石護坡坡取0.00225，瀝青青和和混凝土土0..01555，本本設(shè)計采采用砌砌石塊石石護坡坡由莆田水電站公公公式v——多年平均均均最大風(fēng)速速，正正常運行行時取取1.5--22.0倍，非非正常運運行時時取v=1100m/ss，非非正常運運行時時取v=1188m/ss。D——風(fēng)的有效效效吹程D==88mH1——壩前的的平平均水深壩前水位壅高——綜合摩阻系系系數(shù)，其其值變變化在（11..5～5.0）×10-33之間間，計算算時一一般取K==33.6×10-33；v——設(shè)計風(fēng)速速速D——吹程，單單單位km——風(fēng)向與水域域域中線（或或壩壩軸線的的法線線）方向向的夾夾角。δ——安全加高高高，m，根據(jù)壩壩的的等級和和運用用情況，按按表表1-1確定定。安全加高δ（單單單位：m）運用情況壩的級別ⅠⅡⅢⅣ、Ⅴ正常1.51.00.70.5非常0.70.50.40.3兩種情況計算成成成果如下下設(shè)計情況校核情況上游靜水位(mmm）113.1113.5河底高程(m）68壩前水深(m)))45.145.5上游坡率3上游糙率0.0250.025風(fēng)速(m）10*1.810吹程(m）8平均波高(m）0.690644490.35841110波浪爬高1.957233380.95133334波浪壅高0.003577760.00355559安全加高10.5壩頂高程116.060008114.954449壩頂高程取正常常常運行和和非正正常運行行中較較大值，取取1116..2mm可滿足要要求求（2）壩頂寬度度壩頂寬度應(yīng)滿足足足交通要要求、施施工條件件、防防汛搶險險等要要求，壩壩頂寬寬度取100mm，B=100mm>H0..55（3）上下游坡坡度度的確定因最大壩高約11116..200-688.000=448..20mm,故故采用上上級壩壩坡二級級變坡坡，下游游三級級壩坡。（1）上游壩坡坡：：從壩頂至至至壩踵依依次為為1︰3；1︰3.5。（2）下游壩坡坡：：從壩頂至至至壩趾依依次為為1︰2.5；1︰3，1︰3.255。（3）馬道：第第一一級馬道高高高程為855，第二級級馬道高高程1100mm，馬馬道寬度度取22.0mm。（4）心墻的斷斷面面尺寸墻頂頂頂部寬度度：一一般不小小于33m，可取取5m。心墻頂部高程：：：心墻頂頂部高高程以設(shè)設(shè)計水水位加0..66m超高并并高高于校核核水位位，取11133.7mm，上上部留有有2..5m的保保護護層厚度度。心墻兩側(cè)坡度：：：可取1::00.155-11:0..3，取取1:0..22心墻的位置：位位位于壩中中心線線，心墻墻底部部設(shè)齒墻墻，與與不透水水層相相接5.3壩體排水水水設(shè)施布布置采用堆石棱柱體體體排水，棱棱柱柱體頂面面高程程應(yīng)高出出下游游最高水水位11m，取75..55m,堆石石棱棱體內(nèi)坡坡取11:1..5，外外坡取1::22.0，壩壩頂頂取2.00mm。5.4土壩滲流流流計算和和分析析1）滲流計算的的的基本假定定（1）心墻采用用粘粘土料，滲滲滲透系數(shù)數(shù)k==10--6ccm/ss，壩壩殼采用用砂土土料，滲滲透系系數(shù)，k==110-22cmm/s兩者者相相差倍，可可以以把粘土土心墻墻看作相相對不不透水層層，因因此計算算時可可以不考考慮上上游壩殼殼損失失的水頭頭作用用。下游游設(shè)有有棱體排排水，可可近似的的假設(shè)設(shè)浸潤線線的逸逸出點為為下游游水位與與堆石石棱體內(nèi)內(nèi)坡的的交點。下下游游壩殼的的浸潤潤線也較較平緩緩，接近近水平平，水頭頭主要要在心墻墻部位位損失。（2）土體中滲滲流流流速不大大大且處于于層流流狀態(tài)，滲滲流流服從達達西定定律，即即平均均流速v等于滲透透系系數(shù)K與滲透比比降降i的乘積，vv==K×i。（3）發(fā)生滲流流量量時土體孔孔孔隙尺寸寸不變變，飽和和度不不變，滲滲流為為連續(xù)的的。2）滲滲流計算算條件件滲流計算應(yīng)考慮慮慮如下組組合，取取其最不不利者者作為控控制條條件：1）上游正正常常高水位位，下下游相應(yīng)應(yīng)的最最低水位位；22）上游設(shè)設(shè)計計或校核核洪水水水位，分分別別相應(yīng)的的下游游水位。計算設(shè)計洪水位位位113..110m，相相應(yīng)應(yīng)下游的的最低低水位722..65。3）滲滲滲流分析析的方方法采用水力學(xué)法進進進行土石石壩滲滲流計算算，以以下公式式來自自水利計計算手手冊（200006，第二二版版）。q為滲流量將心墻看作等厚厚厚的矩形形，則則其平均均寬度度為：T=5mH1=113..11-68===45..1mmH2=72.6655-68===4.665ms=d=(11116.22-1100))*22.5++(1100--855)*33+((85-7755.5))*33.255-((75.55--72..655)*11.55-(113..74--100)/22=1110..233mk1=10-55mm/skk2=10-88m/sk3=10-66m/s聯(lián)立前面兩式得得得h=7..222m,qq=8..599*100-77m2/s浸潤線方程=0.060xxx5.5壩坡穩(wěn)定定定計算（只只作作下游坡坡一個個滑弧面面的計計算）采用“瑞典圓弧弧法”進行計算算(1)計算工況況況：上游設(shè)設(shè)計計水位+下游相應(yīng)應(yīng)水水位(2)計算內(nèi)容容容：確定下下游游壩坡的的最小小抗滑穩(wěn)穩(wěn)定系系數(shù)，判判斷處處理的坡坡面是是否滿足足要求求(3)滑弧面的的的選擇：滑滑動動面的起起點在在壩頂、與與心心墻相交交、與與壩基接接近或或切入壩壩基、端端點在壩壩坡腳腳附近。圓圓弧弧半徑盡盡量選選擇為整整數(shù)。(4)荷載計算算算：土壩壩壩體體自重浸浸潤線線以上按按濕容容重計算算，在在浸潤線線以下下、下游游水面面線以上上的土土體按飽飽和容容重計算算，在在下游水水位以以下的土土體，按按浮容重重計算算。圓弧半徑為R===1400m，對對滑動面面上土土體進行行分條條編號：：壩頂頂向下依依次為為1，2，3，…為簡化分析，現(xiàn)現(xiàn)現(xiàn)只考慮慮自重重荷載。對對如如圖4—4，所示的的壩壩坡，以以i土條為例例，其其自重，式式中中為土條面面積積，為土土體容容重。自自重在在滑動面面上的的切向分分力起起促滑作作用，法法向分力力在滑滑動面上上產(chǎn)生生摩擦力力，起起抗滑作作用。式式中為土條條底底部中點點所在在半徑與與鉛直直線的夾夾角，是是土條在在滑動動面處的的內(nèi)摩摩擦角。在滑動面上總滑滑滑動力為為，總總抗滑力力為由于壩體中滲流流流量q很小，所所以以不考慮慮孔隙隙水壓力力。計算結(jié)果如表333-4所示示：：壩坡穩(wěn)定計算表表表土條編號自重Wi(kN)角度αisinαicosαiWi*sinααii(kN)Wi*cosααii(kN)Wicosαiittanφ(kN)Li(m)Li*ci1885.83410.6560.755581.15444668.54111256.4913.36317.025403.8333350.5740.8193099.500074426.555541788.3222826.77200.837334.6777280.4690.8833443.422206476.133322616.3555724.56184.2048248.4666190.3260.9462685.433367799.077733150.8222623.20174.058370.6111110.1910.9821597.188888216.811183319.5999526.09195.764211.488840.0700.998293.778884201.222232940.8555617.990.072529.9777-3-0.050.999-132.400082526.500021768.5555128.310.0∑11568.00075α158411071.7（5）穩(wěn)定分析析《碾壓式土石壩壩壩設(shè)計規(guī)規(guī)范》規(guī)規(guī)定的壩壩坡抗抗滑穩(wěn)定定的最最小安全全系數(shù)數(shù)如表3--55所示：表3-5壩坡抗抗抗滑穩(wěn)定最最小小安全系系數(shù)運用條件工程等級1234、5正常運用條件1.301.251.201.15非常運用條件一一一1.201.151.101.05非常運用條件二二二1.101.051.051.00本設(shè)計中K=111.4662>[KK]==1.225,,安全系數(shù)數(shù)滿滿足要求求。壩壩的穩(wěn)定定安全全系數(shù)偏偏大，但但是鑒于于各種種因素考考慮不不全，實實際安安全系數(shù)數(shù)可能能要小些些，故故而不改改變壩壩坡5.6地基的處處處理地基處理（1）河槽處：：水水流常年沖沖沖刷，基基巖裸裸露，抗抗風(fēng)化化能力強強，巖巖石的滲滲水率率很小，多多為為0.00011~0..0110升/分，故只只需需清除覆覆蓋層層即可，挖挖至至基巖即即可。（2）右岸河灘灘：：覆蓋層和和和坡積層層相對對較厚，巖巖層層裂隙較較為發(fā)發(fā)育，擬擬采用用局部帷帷幕灌灌漿，同同時進進行壓實實，加加固地基基。（3）左岸山體體：：五通砂巖巖巖特別破破碎，產(chǎn)產(chǎn)狀零亂亂，可可采取適適當(dāng)挖挖除的措措施。2）壩體與地基基基的連接（1）主河槽部部位位：基巖透透透水率很很小，能能達到滲滲流控控制的要要求，采采用在心心墻底底端局部部加厚厚的方式式與地地基相連連。（2）右岸河灘灘：：坡積層、覆覆蓋層較發(fā)育育，巖層十分分破碎，隱裂裂隙發(fā)育，故故采用截水槽槽的方式與基基巖相連。3）壩體與岸坡坡坡的連接左壩肩到左灘地地地，坡積積層、風(fēng)風(fēng)化層需需徹底底清除，左左岸岸坡上修修建混混凝土齒齒墻與與岸坡相相連接接，岸坡坡較陡陡，開挖挖時基基本與基基巖大大致平行行。開開挖角不不能太太大。六、正槽式溢洪洪洪道設(shè)計計6.1溢洪道路路路線選擇擇和平平面位置置的確確定主要考慮：地形形形、地質(zhì)質(zhì)條件件，樞紐紐總體體布置等等因素素。（1）地形條件件一般來講，溢洪洪洪道的水水流入入口應(yīng)位位于水水流流暢暢處，并并與土石石壩保保持一定定的距距離，避避免橫橫向水流流對土土石壩壩壩坡的的沖刷影影響，有有利于壩壩的安安全。利利用埡埡口，有有利于于減少開開挖工工程量。本本工工程正好好有一一個符合合上述述條件的的埡口口，故在在此處處進行溢溢洪道道布置。溢溢洪洪道的水水流出出口處，應(yīng)應(yīng)與與壩腳或或下游游其它建建筑物物保持一一定的的距離，避避免免水流沖沖刷以以及水流流波動動的影響響。（2）地質(zhì)條件件應(yīng)將溢洪道盡量量量修建在在巖基基上，并并力求求溢洪道道兩岸岸山坡穩(wěn)穩(wěn)定。本本工程埡埡口處處覆蓋層層較薄薄，地質(zhì)質(zhì)條件件較好，兩兩岸岸山體整整體穩(wěn)穩(wěn)定，符符合上上述要求求。（3）樞紐總體體布布置應(yīng)考慮與樞紐各各各建筑物物在總總體布置置上的的協(xié)調(diào)。入入流流、出流流對樞樞紐其他他建筑筑物的干干擾。6.2溢洪道的的的孔口尺尺寸確確定（1）堰型選擇擇溢洪道溢流堰可可可采用WEESS型實用堰堰，也也可采用用寬頂頂堰。本本工程程擬采用用WEES型實用用堰堰。（2）堰頂高程程根據(jù)設(shè)計資料給給給出，堰堰頂高高程為10077.5mm。（3）溢流前緣緣寬寬度L：分別按按設(shè)設(shè)計情況況和校校核情況況進行行估算。計算情況上游水位（m）下泄最大流量(((m3/s)相應(yīng)的下游水位位位(m)設(shè)計113.10134072.65校核113.50166074.30，q為單寬流量量m為流量系數(shù)，在在在設(shè)計水水頭下下取為0..5502；為設(shè)計水水頭頭。計算結(jié)果如表444-1表4-1溢流前前緣緣寬度計計算計算情況上游水位泄量堰上水頭流量系數(shù)單寬流量溢流前緣寬度H0(m)Q(m3/sss)H0(m)))mq(m2/s)))L(m)設(shè)計情況113.18405.60.50229.4528.52校核情況113.513406.00.50232.6641.02由此可計算得溢溢溢流前緣緣寬度度為41..002m。（4）單孔寬度度bb的確定孔數(shù)n取為整數(shù)數(shù)數(shù)。b=LL//n。b應(yīng)為整數(shù)數(shù)。選選擇5孔，則單單孔孔寬為8..2204mm，取取單孔寬寬為99m。（5）閘門可采用弧形閘門門門或平板板閘門門。本設(shè)設(shè)計中中選用平平板閘閘門。閘閘門頂頂部高程程為正正常高水水位++安全超高高=1113..1++0.55=1113..6根據(jù)《水利水電電電工程鋼鋼閘門門設(shè)計規(guī)規(guī)范SSL744-995》，閘閘門門尺寸取取為99m×6.5mm（寬×高），寬寬高高比為9//66.5==1..38，滿滿足足按規(guī)范范規(guī)定定的露頂頂式閘閘門寬高高比（1..0～1.5）。（6）閘墩根據(jù)溢流堰的構(gòu)構(gòu)構(gòu)造要求求，閘閘室中墩墩寬度度取為2..55m，中墩墩分分縫，邊邊墩寬寬度取為為3mm，由此計計算算可得溢溢流堰堰寬B：6.3溢洪道泄泄泄槽設(shè)計計(1)泄槽的平平平面布置泄槽在平面布置置置上，沿沿水流流方向呈呈直線線、等寬寬、對對稱布置置，這這樣可使使水流流平順、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單、施施工工方便。避避免免彎道或或斷面面尺寸的的變化化，以防防止高高速泄流流引起起的波動動、摻摻氣、空空蝕等等現(xiàn)象。(2)泄槽的縱縱縱斷面底坡坡泄槽縱斷面的布布布置與地地形、地地質(zhì)條件件關(guān)系系密切。泄泄槽槽底坡盡盡可能能采用單單一的的坡度，一一坡坡到底，且且滿滿足，保保證泄泄槽中的的水流流流態(tài)為為急流流。由地形地質(zhì)平面面面圖上量量得堰堰頂?shù)较孪掠?74.330mm高程處的的水水平距離離為1108mm，高高差為333..20mm，故故從堰頂頂?shù)较孪掠嗡婷孢B一一直線，直直線線的斜率率大約約等于0..33。為減少少挖挖方，初初步擬擬定泄槽槽坡率率i=0..33。泄槽襯襯砌砌初擬選選用石石灰漿砌砌塊石石水泥漿漿勾縫縫型式，查查閱閱有關(guān)文文獻，漿漿砌塊石石糙率率一般為為0..0255。取取，近似計計算算臨界水水深q=1340///45==299.788m故其臨界底坡：：：驗算坡度(3)泄槽的斷斷斷面尺寸溢洪道處于巖基基基，可采采用矩矩形或接接近矩矩形的斷斷面，使使流量和和流速速分布都都比較較均勻，對對下下游消能能有利利。本設(shè)設(shè)計采采用矩形形斷面面寬b=700mm，長L約為82mm。(4)邊墻高度度度的確定邊墻的高度采用用用推求水水面線線的方法法確定定。泄槽槽水面面線根據(jù)據(jù)能量量方程，用用分分段求和和法計計算，計計算公公式如下下：式中，為分段長度，mmm；、分別為分段始始始末斷面水水深深，m；、分別為分段始始始末斷面平平均均流速，mm//s；、分別為流速分分分布不均勻勻系系數(shù)，取取1..05；為泄槽底坡的傾傾傾角；i為泄槽底坡，ii=tann；為分段內(nèi)平均摩摩摩阻坡降降；n為泄槽槽身糙糙糙率系數(shù)，可可查相應(yīng)規(guī)范范；為分段平均流速速速，m/ss；為分段平均水力力力半徑，，m；按《溢洪道設(shè)計計計規(guī)范SLL2253--20000》，泄泄槽段起起始斷斷面水深深小于于，計算公公式式為：q為計算斷面以以以上單寬流流量量，m2/s;為計算斷面以上上上總水頭頭，mm；起始計算斷面流流流速系數(shù)數(shù)，取取0.955；計算得到=2...04m本設(shè)計計算簡圖圖圖如圖4--11。計算采采用用校核洪洪水情情況，按按水深深進行分分段，用用上述方方法計計算泄槽槽水面面線。圖4-1水水水面線計算算簡簡圖計算結(jié)果如下表表表所示：：水面線計算成果果果1斷面ARvmm2mm/sm/s1-12.04142.82.049.383755542-21.81261.810.634999210.00933343-31.61121.611.964222911.2996664-41.4981.413.673444712.81888885-51.3911.314.725222714.19933376-61.2841.215.952333815.33888837-71.1771.117.40266616.67744498-8170119.142888618.2727773水面線計算成果果果表2斷面R?nJ?i-J?△LLmmm1-10.0252-21.920.0250.02624440.27376663.663.663-31.70.0250.039333320.260666684.888.544-41.50.0250.059811120.240188887.9816.525-51.350.0250.084455580.215544426.1222.646-61.250.0250.109200070.190799938.6931.337-71.150.0250.144288820.1557111813.4444.778-81.050.0250.195533390.1044666124.6069.37(5)邊墻高度度度的確定：：根據(jù)上述計算結(jié)結(jié)結(jié)果，考考慮摻摻氣水深△h、安全超超高△h’’來確定定。根據(jù)《溢洪道設(shè)設(shè)設(shè)計規(guī)范范SLL2533-220000》，泄泄槽段水水流摻摻氣水深△h可按下式式計計算：h為泄槽計算斷斷斷面水深，mm；v為不摻氣情況況況下的泄槽槽計計算斷面面流速速；為修正系數(shù)，可可可取1.00~~1.44s//m；本設(shè)設(shè)計計取1.00ss/m?！兑绾榈涝O(shè)計規(guī)規(guī)規(guī)范SL22553-220000》規(guī)定定，泄泄槽段邊邊墻高高度，應(yīng)應(yīng)根據(jù)據(jù)計入波波動及及摻氣后后的水水面線，再再加加上0.55~~1.55m的的超高。本本設(shè)設(shè)計中安安全超超高△h’’取0.5mm。邊墻高度計算結(jié)結(jié)結(jié)果如表表4--3：表4-3邊墻墻墻高度計算算斷面泄槽計算斷面水水水深hv摻氣水深△h安全超高△h’’’’邊墻高度mm/smmm1-12.049.383755540.191422290.52.731422292-21.810.63499920.191422290.52.491422293-31.611.96422290.191422290.52.291422294-41.413.67344470.191422290.52.091422295-51.314.72522270.191422290.51.991422296-61.215.95233380.191422290.51.891422297-71.117.4026660.191422290.51.791422298-8119.14288860.191422290.51.691422296.4溢洪道消消消能設(shè)計計本樞紐溢洪道處處處于巖基基上，可可采用挑挑流消消能。(1)挑流鼻坎坎坎型式選用結(jié)構(gòu)簡單、施施工方便、鼻鼻坎上水流平平順、挑距較較遠、應(yīng)用廣廣泛的連續(xù)式式鼻坎。鼻坎坎挑角。鼻坎坎高程高出下下游最高水位位（設(shè)計時772.65mm、校核時744.30m）1～2m，取76.000m，反弧弧半徑R=112m。(2)水舌挑射射射距離計算算式中：L為水舌挑距，mm；為坎頂水面流速速速,m//ss，按鼻坎坎處處平均流流