土石壩畢業(yè)設(shè)計(jì)

陜西廣播電視大學(xué)ZF水庫水利樞紐工程土石壩課程設(shè)計(jì)分校(工作站)水利廳工作站專業(yè)水利水電本科學(xué)號02學(xué)生姓名魏鐸年1月

第一章基本資料第一節(jié)、工程概況及工程目的ZF水庫位于QH河干流上，控制面積4990km總庫容5。05×108m。該工程以澆灌發(fā)電為主，結(jié)合防洪，可引水澆灌農(nóng)田7.12萬畝，遠(yuǎn)期可發(fā)展到10。4萬畝.澆灌區(qū)由一種引水流量為45m3/s的總干渠和四條分干渠構(gòu)成，在總干渠渠首及下游24km處分別修建樞紐電站和HZ電站，總裝機(jī)容量31。45MW,年發(fā)電量11290完千瓦時。水庫建成后，除為市區(qū)居民生活和工業(yè)提供應(yīng)水外，還可使都市防洪能力得到有效的提高。水庫防洪原則為百年設(shè)計(jì)，萬年校核.樞紐工程由擋水壩、溢洪道和輸水洞、澆灌發(fā)電洞及樞紐電站構(gòu)成。第二節(jié)、基本資料1、特性水位及流量擋水壩、溢洪道、輸水洞的特性水位及流量見表2-1.表2-1ZF水庫工程特性值序號名稱單位數(shù)量備注1設(shè)計(jì)洪水時最大泄流量m3/s其中溢洪道815對應(yīng)下游水位700.552校核洪水時最大泄流量m3/s6830其中溢洪道5600對應(yīng)下游水位m705。63水庫水位校核洪水位(P=0.1％）m770.4設(shè)計(jì)洪水位(P=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(校核洪水位一下庫容）104m350500防洪庫容(防洪高水位至汛期限制水位）104m313600(P=２%）防洪庫容（防洪高水位至汛期限制水位)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)解特性數(shù)年7導(dǎo)流泄洪洞形式明流隧洞工作閥門前為有壓隧洞直徑m8消能方式挑流最大泄量（P=0.01％)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澆灌發(fā)電隧洞形式m3/s壓力鋼管內(nèi)徑m5。40澆灌支洞內(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。2裝機(jī)容量kw5*1250每臺機(jī)組過水能力m3/s8.052、氣象項(xiàng)目單位數(shù)量備注數(shù)年平均氣溫℃4~12°SW、SSW、S、SSE、SE向數(shù)年平均m/s17。0(7、8、9、10月)最大風(fēng)速m/s34。0對應(yīng)設(shè)計(jì)水位庫面吹程km1。15對應(yīng)校核水位庫面吹程km1.37氣象資料見表2-2.表2-2氣象資料表3、地質(zhì)1、壩址區(qū)工程地質(zhì)條件ZF水庫的右岸較陡，坡度為30°左右，大部分基巖出露高程為770~810m。主河槽在右岸，河寬月100米左右；左岸為堆積岸，左岸臺地寬200m左右，山嶺高程在775m左右，岸坡較平緩，大都為土層覆蓋.水庫樞紐處施工場地狹窄,樞紐建筑物所有布置在左岸，施工布置較為困難。壩區(qū)為上二迭系石千峰組的紫紅色、紫灰色細(xì)砂巖,間夾同色礫巖及砂質(zhì)頁巖等巖層。右岸所有為基巖,河床砂卵石層總厚度約50m，覆蓋層厚度約5m。高漫灘表層亞砂土厚5～15m,左岸728m高程如下為基巖?；鶐r面向下游逐漸減少，土層增厚。砂卵石層透水性不會很強(qiáng)，施工開挖排水作業(yè)估計(jì)不會很困難.2、溢洪道工程地質(zhì)條件上壩線方案溢洪道堰頂高程757m，沿建筑物軸線巖層傾向下游.巖性重要為堅(jiān)硬的細(xì)砂巖,其中軟弱層多為透鏡體，溢洪道各部分的抗滑穩(wěn)定條件是好的。下壩線溢洪道高程750m.基礎(chǔ)如下10m左右為砂質(zhì)頁巖及夾泥層，且單薄分水嶺巖層風(fēng)化嚴(yán)重,透水性大，對建筑安全不利。第二章、樞紐布置第一節(jié)、壩軸線選擇選擇壩址時，應(yīng)根據(jù)地形、地址、工程規(guī)模及施工條件,通過經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的綜合分析比較來選定。應(yīng)盡量選在河谷的狹窄段.這樣壩軸線短，工程量小，但必須與施工場地和泄水建筑物的布置狀況以及運(yùn)用上的規(guī)定等同步考慮對于兩岸壩段要有足夠的高程和厚度。壩基和兩岸山體應(yīng)無大的不利地質(zhì)構(gòu)成問題。巖石應(yīng)較完整，并應(yīng)將壩基置于透水性小的堅(jiān)實(shí)地層或厚度不大的透水地基上.壩址附近要有足夠數(shù)量符合設(shè)計(jì)規(guī)定的土、砂、石料且便于開采運(yùn)送。通過以上分析，ZF水庫壩軸線的選擇，在地形上,應(yīng)盡量選在河谷狹窄段。由地形圖上可知，上游坡壩軸線、壩軸線以及和下游壩軸線三者的比見地形圖,下游的壩軸線最符合.由于它是河谷的狹窄段，這樣壩軸線短，工程量小，可減少投資，庫容較大，沉沒少。第二節(jié)、樞紐布置樞紐布置應(yīng)做到安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理，施工互不干擾，管理運(yùn)用以便。高中壩和地震區(qū)的壩，不得采用布置在非巖石地基上的壩下埋管型式，低壩采用非巖石地基上的壩下埋管時，必須對埋管周圍填土的壓實(shí)措施，也許到達(dá)的壓實(shí)密度及其抵御滲透破壞的能力能否滿足規(guī)定進(jìn)行保證。樞紐布置應(yīng)考慮建筑物開挖料的應(yīng)用。土石壩樞紐一般包括攔河壩、溢洪道、泄洪洞輸水或引水洞及水電站等,應(yīng)通過地形地質(zhì)條件以及經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等方面來確定。壩址應(yīng)選在地形地質(zhì)有利的地方,使壩軸線較短，庫容較大，沉沒少。附近有豐富的筑壩材料，便于布置泄水建筑物。在高山深谷區(qū)常將壩址選在彎曲河段，把壩布置在彎道上,運(yùn)用凸岸山脊抗滑穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定,并采用排水灌漿等對應(yīng)加固措施，應(yīng)盡量防止將壩址選在工程地質(zhì)條件不良的地段。如活斷層含形成整體滑動的軟弱夾層，以及粉細(xì)砂、軟粘土和淤泥等軟弱地基上。壩軸線一般宜順直，如布置成折線,轉(zhuǎn)折處山曲線連接。如壩軸平面形成弧形，最佳試凸向上游,如受地形限制，不得凸向下游,曲度應(yīng)小些，防滲體不要過薄，以免蓄水后防滲體產(chǎn)生拉力而出現(xiàn)順?biāo)鞣较虻牧芽p。根據(jù)樞紐布置原則，樞紐中的泄水建筑物應(yīng)做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工互不干擾、管理運(yùn)用以便。樞紐布置應(yīng)滿足如下原則：樞紐中的泄水建筑物應(yīng)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的運(yùn)用條件和規(guī)定。選擇泄洪建筑物形式時，宜優(yōu)先考慮采用開敞式溢洪道為重要泄洪建筑物，并經(jīng)濟(jì)比較確定。泄水引水建筑物進(jìn)口附近的岸坡應(yīng)有可靠的防護(hù)措施，當(dāng)有平行壩坡方向的水流也許會沖刷壩坡時，壩坡也應(yīng)有防護(hù)措施.應(yīng)保證泄水建筑物進(jìn)口附近的岸坡的整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性。當(dāng)泄水建筑物出口消能后的水流從刷下游壩坡時，應(yīng)比較調(diào)整尾水渠和采用工程措施保護(hù)壩坡腳的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，可采用其中一種措施，也可同步采用兩種措施。對于多泥沙河流，應(yīng)考慮布置排沙建筑物，并在進(jìn)水口采用放淤措施.溢洪道應(yīng)選擇在地形開闊、岸坡穩(wěn)定、巖土堅(jiān)實(shí)和地下水位較低的地點(diǎn)，宜選用地質(zhì)條件好良好的天然地基.壤土、中砂、粗砂、砂礫石適于作為水閘地基，盡量防止淤泥質(zhì)土和粉砂、細(xì)砂地基，必要時應(yīng)采用妥善處理措施.從地質(zhì)地形圖可知壩體右岸有天然的埡口，地質(zhì)條件好,且有天然的石料廠，上下游均有較緩的灘地，兩岸巖體較陡,巖體條件好，施工起來更快捷更經(jīng)濟(jì)合理。因此,溢洪道修建于QH右岸山坡上，緊鄰右壩肩。由于閘址段地形條件好，因此采用正槽式溢洪道。第三章、壩工設(shè)計(jì)第一節(jié)、壩型確定根據(jù)所給資料，選擇大壩型式,還應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、建筑材料、工程量以及施工條件等綜合方面確定壩型。水庫處在平原地區(qū)。由基本資料可知,庫區(qū)土料豐富,料場距壩址較近，運(yùn)送條件良好。施工簡便,地質(zhì)條件合理,造價(jià)低。通過以上幾方面的綜合分析比較,因此選用土石壩方案。第二節(jié)、擋水壩體斷面設(shè)計(jì)1、壩頂高程確實(shí)定1.1、風(fēng)區(qū)長度由題目已知該流域數(shù)年平均最大風(fēng)速為9m/s，水位768。1m時水庫吹程為5。5km。1。2、壩頂高程計(jì)算壩頂在靜水位以上的超高值按下式計(jì)算;y=R+e+A式中y—壩頂超高，m;R—最大波浪在壩坡上的爬高，m；A—安全加高，m；由上可知等效吹程5.5km〉1.6m，近似估計(jì)R+e在0.9～1.2之間。因此，正常運(yùn)行條件時R+e取1。2非常運(yùn)行條件時R+e取0。9由基本資料可知大壩級別為3級正常運(yùn)行條件時安全加高A取0。7非常運(yùn)行條件時安全加高A取0.5壩頂高程等于水庫靜水位與超高之和，應(yīng)按下列四種狀況計(jì)算，并取其中最大值；設(shè)計(jì)洪水位+正常狀況的壩頂超高；H=768.1m正常蓄水位+正常狀況的壩頂超高；H=767。20m校核洪水位+非常狀況的壩頂超高；H=770.40m正常蓄水位+非常狀況的壩頂超高；H=737.00m由計(jì)算可知，計(jì)算壩頂高程為770。4m，考慮壩頂上設(shè)與防滲體緊密連接的1。2m高防浪墻,取設(shè)計(jì)壩頂高程為769.2m。2、壩頂寬度壩頂寬度根據(jù)構(gòu)造、施工等原因確定，由《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范（SL274-）》[5］高壩選用10～15m，中低壩可選用5~10m，根據(jù)所給資料，初步確定壩體斷面，壩頂寬度為8m見圖3—1。圖3-1壩頂構(gòu)造圖3、上下游邊坡上下游邊坡比見表3-2。表3—2上下游邊坡比壩高(m）上游下游<101：2~1：2.51：1。5～1：210～201：2。25~1：2.751:2～1：2.520～301：2.5～1：31：2。25～1：2。75>301:3～1:3.51:2.5～1：3根據(jù)資料,大壩為中低壩，故定上游壩坡1：3.0，下游壩坡1：2。5。4、馬道為了攔截雨水，防止壩面被沖刷，同步便于交通、檢測和觀測，并且利于壩坡穩(wěn)定，下游常沿高程每隔10～30m設(shè)置一條馬道，其寬度不不不小于1.5m，馬道一般設(shè)在坡度變化處，均質(zhì)壩上游不適宜或少設(shè)馬道，故本壩不設(shè)馬道。第三節(jié)、壩體滲流計(jì)算滲流計(jì)算措施采用有限深透水地基上設(shè)灌漿帷幕的土石壩滲流,帷幕灌漿的防滲作用可以用相稱于不透水底版的等效長度替代。滲流分三種狀況：上游為設(shè)計(jì)洪水位、校核洪水位、正常蓄水位和對應(yīng)的下游水位見圖3-2。圖3—2各水位示意圖設(shè)計(jì)洪水位時壩頂高程為769.2m,設(shè)計(jì)洪水位為768。1m，河床高度為731.2m,壩頂寬度為8m,壩高為38m,m=3.0m=2。5。L=L+m(769.2—768.1)+B+m·H=+1.45m+B+m·H=123mL=L-L=117m上游水深H=36.55m下游水深H=1。89m。h==5.01mq==6.8×10y==x（0，114.5）表3-3設(shè)計(jì)水位浸潤線計(jì)算成果表x(m)01020304050y(m)36.5534.8133。1331。3629。4927.4960708090100110114。525.3922.9720。3417.3213.638。402.93校核洪水位時壩頂高程為769。2m，設(shè)計(jì)洪水位為768.1m，河床高度為731.2m，壩頂寬度為8m,壩高為38m，m=3。0m=2。5.L=L+m（769。2-768.1)+B+m·H=+0.29m+B+m·H=120mL=L—L=113。25m上游水深H=37.71m下游水深H=2.15m.h==5.45mq==7。2×10y==x（0,110.85)表3-4校核水位浸潤線計(jì)算成果表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程為769。2m,正常蓄水位為767。2m，河床高度為731。2m，壩頂寬度為8m，壩高為38m，m=3。0m=2。5。L=L+m（216.9—213。43)+B+m·H=+3。47m+B+m·H=128。2mL=L-L=123.7m上游水深H=37.71m下游水深H=2。15mh==4。73mq==5.67×10y==x∈(0，121。5)表3-5正常蓄水位浸潤線計(jì)算成果表x(m)01020304050y（m)34.5332.3030。8129。2627.6225.8860708090100110121.524.0121.9819。7417.2214.2610。491。65第四節(jié)、土壩穩(wěn)定計(jì)算壩坡穩(wěn)定計(jì)算采用計(jì)及條塊間作用力的簡化畢肖普法公式如下。K=式中W—土條重量；Q、V—分別為水平和垂直的地震慣性力；U—作用于土條底面的空隙壓力;—土條重力線與通過此條塊底面中點(diǎn)的半徑之間的夾角；b-土條寬度；、-土條地面的有效應(yīng)力和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)；M-水平地震慣性力對圓心的力矩；R-圓弧半徑；穩(wěn)定計(jì)算系數(shù)見表3-6。表3-6物理力學(xué)指標(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)算有三種狀況施工期、穩(wěn)定滲流期和水庫水位驟降期均質(zhì)壩材料為粘土濕容重=1.65飽和容重=2。0浮容重=0.5壩基為砂礫料濕容重=18飽和容重=19。6浮容重=0。5施工期上游邊坡穩(wěn)定計(jì)算見表3-7計(jì)算圖見附圖1下游邊坡表3—8計(jì)算圖見附1第一次試算假定k=1,求得k=第二次試算假定k=1。25求得k=故取k=1。25第一次試算假定k=1求得k=第二次試算假定k=1.23求得k=故取k=1。23穩(wěn)定滲流期下游邊坡穩(wěn)定計(jì)算見表4—9計(jì)算見附圖2第一次試算假定k=1求得k=第二次試算假定k=1。31求得k=故取k=1。31水位降落期上游邊坡穩(wěn)定計(jì)算見表4—10計(jì)算見附圖3第一次試算假定k=1，求得k=第二次試算假定k=1.21求得k=故取k=1。21表3-7施工期上游邊坡穩(wěn)定計(jì)算成果表土條編號h（m）(rbh）wsincoswsin（1-）wtanC·bm（k=1）m(k=1。25)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施工期下游邊坡穩(wěn)定計(jì)算成果表土條編號h（m)（rbh)wsincoswsin（1—）wtanC·bm（k=1)m(k=1。23）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)定滲流期下游邊坡穩(wěn)定計(jì)算成果表土條編號h(m)（rbh)wsincoswsin（1-）wtanC·bm(k=1）m（k=1。31）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水位降落期上游邊坡穩(wěn)定計(jì)算成果表土條編號h（m)(rbh）wsincoswsin(1-)wtanC·bm(k=1）m（k=1.21)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。973560.1015.5010343。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壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果表計(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）容許穩(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)算成果,采用上游1:3.0,下游1：2。5,滿足邊坡穩(wěn)定規(guī)定。第五節(jié)、細(xì)部構(gòu)造1、護(hù)坡因壩的上游坡面受波浪淘刷，下游坡面受雨水沖刷，壩的上下游坡面需設(shè)置護(hù)坡,本方案為砌石護(hù)坡,厚0。3m。上下游護(hù)坡需設(shè)碎石或礫石墊層,本方案為碎石墊層厚0。2m.下游坡面上要設(shè)置表面排水系統(tǒng),縱橫向排水溝及壩坡與岸坡連接處的排水溝。此外，還應(yīng)布置階梯等通行道路。2、反濾層設(shè)計(jì)既規(guī)定把壩體滲水排除壩外，又規(guī)定不產(chǎn)生土壤的滲透破壞，在滲流的出口或進(jìn)入排水處。由于水力坡降往往很大，流速較高,土壤易發(fā)生管涌破壞,為了防止這種滲透破壞,在這些地方應(yīng)設(shè)置反濾層。反濾層一般由1~3層級配均勻，耐風(fēng)化的砂、礫、卵石或碎石構(gòu)成，每層粒徑隨滲流方向而增大，水平反濾層的最小厚度可采用0.3m，垂直或傾斜反濾層的最小厚度可采用0.5m,(反濾層應(yīng)有足夠的尺寸以適應(yīng)也許發(fā)生的不均勻變形，同步防止與周圍土層混摻）。其作用是防止襯砌的護(hù)坡石陷入壩身體中，在上游坡防止沖刷并在庫水位降落時把壩體的水排出去又不帶走壩體土料。因土壩為均質(zhì)壩，因此采用反濾層位于被保護(hù)土的上部,滲流方向重要由下向上見圖3—12。圖3—12反濾層示意圖3、防滲體的土料規(guī)定防滲體要具有足夠的不透水性和塑性，規(guī)定防滲體的滲透系數(shù)比壩主體至少小100～1000倍，且其透水系數(shù)不適宜不小于10,防滲體要有足夠的塑性.這樣，防滲體能適應(yīng)壩基和壩體的沉陷和不均勻變形，從而不致斷裂。長期的筑壩經(jīng)驗(yàn)告訴我們,粘粒含量為15～30%或塑性指數(shù)為10~17的中壤土、重壤土粘粒含量為35～40～%或塑性指數(shù)為17～20的粘土都是填筑防滲體的合適土料。粘性土的天然含水量最佳，稍高于塑限含水量，使土料處在硬塑狀態(tài)。4、排水構(gòu)造選用棱體排水，是在下游壩腳處用塊石堆成棱體，頂部高程應(yīng)超過下游最高水位，超過高度應(yīng)不小于波浪沿坡面的爬高。大壩為3級，不應(yīng)不不小于0。5m，并使壩體浸潤距壩坡的距離不小于冰凍深度.堆石棱體內(nèi)坡一般為1：1.25～1：1。5，外坡為1:1。5～1：2。0或更緩，應(yīng)防止棱體排水上游坡腳出現(xiàn)銳角,頂寬應(yīng)根據(jù)施工條件及檢查觀測需要確定，但不得不不小于1.0m.棱體排水構(gòu)造圖見圖3-13。圖3—13棱體排水構(gòu)造示意圖為了有效地減少壩內(nèi)浸潤線，在均質(zhì)壩內(nèi)設(shè)置垂直的、向上游或向下游傾斜的豎式排水是控制滲流的一種有效型式。這種排水頂部可伸到壩面附近，厚度由施工條件確定,但不不不小于1。0m，底部用水平排水帶或褥墊排水將滲水引出壩外.對于由粘性土材料填筑的均質(zhì)壩,為了加速壩殼內(nèi)空隙水壓力的消散，減少浸潤線,以增長壩的穩(wěn)定，可在不一樣高程處設(shè)置壩內(nèi)水平排水層,其位置、層數(shù)和厚度可根據(jù)計(jì)算確定，但其厚度不適宜不不小于0。3m。多數(shù)狀況下,伸入壩體內(nèi)的長度一般不超過各層壩寬的。第四章、溢洪道設(shè)計(jì)第一節(jié)、溢洪道地形資料庫區(qū)兩岸分水嶺高程均在750m以上。庫區(qū)外圍斷裂較發(fā)育，在庫內(nèi)被第四系及第三系玄武巖覆蓋。庫區(qū)地下水類型有兩種，第四系松散層孔隙潛水和前第四系基巖裂隙水。水庫不存在永久性滲漏問題，庫岸穩(wěn)定性很好,水庫蓄水后，局部地段也許產(chǎn)生浸沒，但浸沒面積甚小,庫區(qū)兩岸居民及耕地分散，庫區(qū)范圍內(nèi)無礦點(diǎn)分布，庫區(qū)無水庫淤積問題,水庫蓄水后不致產(chǎn)生構(gòu)造性誘發(fā)地震。第二節(jié)、溢洪道地質(zhì)資料溢洪道地基為晚元古代第三期侵入混合花崗巖，灰白色-肉紅色,巖體風(fēng)化程度均為弱風(fēng)化帶，地下水類型為基巖裂隙水，對砼無腐蝕性;溢洪道部位斷層規(guī)模均較小，以陡傾角為主,完整性及強(qiáng)度與兩側(cè)巖體相差較小;閘室段基礎(chǔ)巖體中等透水性,完整性較差，應(yīng)進(jìn)行淺層固結(jié)和深部帷幕灌漿防滲處理。第三節(jié)、溢洪道的位置選擇溢洪道在水利樞紐中位置的選擇，關(guān)系的工程的總體布置，影響到工程的安全、工程量、投資、施工進(jìn)度和運(yùn)用管理，原則上應(yīng)通過確定多種也許方案，全面考慮,則優(yōu)選定。一般應(yīng)考慮如下原因:溢洪道應(yīng)位于路線短和土石方開挖量少的地方。壩址附近有高程合適的馬鞍形埡口，則往往是布置溢洪道較理想之處。攔河壩兩岸順河谷方向的緩坡臺地也適合布置溢洪道。溢洪道應(yīng)力爭位于較堅(jiān)硬的巖基上。位于好巖基上的溢洪道可以減省工程量,甚至不襯砌。應(yīng)防止在也許坍塌的地帶修建溢洪道。溢洪道開挖出渣路線及棄渣場所應(yīng)能合理安排，是開挖量的有效運(yùn)用更具有經(jīng)濟(jì)意義。此外還要處理與相鄰建筑物的施工干擾問題。綜上所述,本樞紐溢洪道應(yīng)選上壩線方案.第四節(jié)、溢洪道布置1、引水渠引水渠進(jìn)口布置應(yīng)因地制宜，體形簡樸。當(dāng)進(jìn)口布置在壩肩時，靠壩的一側(cè)應(yīng)設(shè)置順應(yīng)水流的曲面導(dǎo)水墻，靠山一側(cè)應(yīng)開挖或襯砌規(guī)則曲面；當(dāng)進(jìn)口布置在埡口面臨水庫時，宜布置成對稱或基本對稱的喇叭口型式。初擬引水渠段長103，底寬14,底高程730，邊坡1：1，引水渠首端為32.5的直線段，其后接二分之一徑為80的圓心角為的圓弧段。引水渠進(jìn)口段剖面見圖4—1。圖4-1引水渠進(jìn)口段的剖面圖引水渠的布置應(yīng)遵照如下原則:①選擇有利的地形、地質(zhì)條件;②引水渠軸線方向，應(yīng)有助于進(jìn)水，在平面上最佳布置成直線，以減小水頭損失，增長其泄水能力；③引水渠較長時，宜在控制段之前設(shè)置漸變段，其長度應(yīng)據(jù)流速等條件確定，不適宜不不小于2倍堰上水深;④若受地形、地質(zhì)條件限制，引水渠必須轉(zhuǎn)彎時，其彎曲半徑不適宜不不小于4倍的渠底寬;⑤彎道至控制堰之間宜設(shè)計(jì)直線段，其長度不不不小于2倍堰上水頭；⑥引水渠底寬順?biāo)鞣较蚴湛s時，其首、末端底寬之比宜在1。5~3之間。引水渠的橫斷面應(yīng)有足夠大的尺寸，以減少流速,減少水頭損失.渠內(nèi)設(shè)計(jì)流速不小于懸移質(zhì)不淤流速,不不小于渠道不沖流速,且水頭損失小,一般采用3~5。橫斷面的側(cè)坡根據(jù)穩(wěn)定規(guī)定確定。為了減小造率和防止沖刷，引水渠宜做襯砌。石基上的引水渠如能開挖整潔，也可以不做襯砌.縱斷面應(yīng)做成平底或底坡不大的逆坡當(dāng)溢流堰為實(shí)用堰時,渠底在溢流堰處宜低于堰頂至少0.5H,以保證堰頂水流穩(wěn)定和具有較大的流量系數(shù).2、控制段控制段設(shè)計(jì)，包括溢流堰和兩側(cè)連接建筑物。溢流堰的位置是溢洪道縱斷面的最高點(diǎn),其堰頂高程與工程量的關(guān)系很大，因此控制堰軸線的選定應(yīng)滿足下列規(guī)定:①統(tǒng)籌考慮進(jìn)水渠、泄槽、消能防沖設(shè)施及出水渠的總體布置規(guī)定；②建筑物對地基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、抗?jié)B性及耐久性的規(guī)定；③便于對外交通和兩側(cè)建筑物的布置;④當(dāng)控制堰靠近壩肩時，應(yīng)與大壩布置協(xié)調(diào)一致；⑤便于防滲系統(tǒng)布置，堰與兩岸的止水、防滲排水應(yīng)形成整體?？刂蒲叩男褪?、基本尺寸和布置方式是溢洪道泄流能力的決定性原因.由于伴隨泄流能力的不一樣，洪水期也許出現(xiàn)的最高水庫洪水位也不一樣，即壩高也要不一樣。因此控制堰的合理設(shè)計(jì)，歸結(jié)為確定不一樣方案，進(jìn)行調(diào)洪演算，對包括攔河壩和溢洪道在內(nèi)的樞紐總體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件加以比較，從而選定。設(shè)置控制堰段要處理的重要問題包括選擇溢流堰斷面型式、決定堰頂與否設(shè)閘門控制、通過調(diào)洪演算選定堰頂高程和孔口尺寸、選定閘門型式以及與控制堰有關(guān)的構(gòu)造的平面和剖面布置等.溢流堰型式應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、水力條件、運(yùn)用規(guī)定和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等原因，經(jīng)綜合比較選定。堰型可選用開敞式型式,但與溢流壩相比，其堰體高度很低；與泄水閘相比，其閘后落差較大。溢流堰體型設(shè)計(jì)的規(guī)定是盡量增大流量系數(shù)，在泄流時不產(chǎn)生空蝕或誘發(fā)振動的負(fù)壓。溢流堰前緣長度和孔口尺寸的確定以及單寬流量的選擇,可參照重力壩的有關(guān)內(nèi)容。選定調(diào)洪起始水位和泄水建筑物的運(yùn)用方式，然后進(jìn)行調(diào)洪演算，得出水庫的設(shè)計(jì)洪水位和溢洪道的最大下泄量。滿足條件后，在此基礎(chǔ)上，通過度析研究在確定若干方案,分別進(jìn)行調(diào)洪演算,得出不一樣的水庫設(shè)計(jì)洪水位和最大下泄量，并對應(yīng)定出樞紐中各重要建筑物的布置尺寸、工程量和造價(jià).最終，從安全、經(jīng)濟(jì)以及管理運(yùn)用等方面進(jìn)行綜合分析論證，從而選出最優(yōu)方案.3、泄槽段洪水經(jīng)溢流堰后，多用泄水槽與消能設(shè)施連接。為不影響溢流堰的泄洪能力,此段縱坡常做成不小于臨界底坡的陡坡.破陡、流急是泄水槽的特點(diǎn)。槽內(nèi)水流速度往往超過16~20。因此,防止和減小高速水流所引起的摻氣、空蝕、沖擊波和脈動等是泄槽段設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。泄槽在平面上宜盡量成直線、等寬、對稱布置，使水流平順，防止產(chǎn)生沖擊波等不良現(xiàn)象。但實(shí)際工程中受地形、地質(zhì)條件的限制，有時泄槽很長，為減少開挖量或避開地質(zhì)軟弱帶等,往往做成帶收縮段和彎曲段的型式。泄槽段水流屬于急流，如必須設(shè)置收縮段時，其收縮角也不適宜太大。當(dāng)收縮角較大時，必須進(jìn)行沖擊波計(jì)算，并應(yīng)通過水工模型試驗(yàn)驗(yàn)證。收縮段最大沖擊波波高由總偏轉(zhuǎn)角大小決定，而與邊墻偏轉(zhuǎn)過程無關(guān)。因此，為了減小沖擊波高度，采用直線形收縮段比圓弧形收縮段為好。泄槽段如設(shè)置彎道，由于離心力及彎道沖擊波作用，將導(dǎo)致彎道內(nèi)外側(cè)橫向水面差，流態(tài)不利。要設(shè)置彎道是時，宜滿足下列規(guī)定:橫斷面內(nèi)流速分布均勻，沖擊波對水流擾動影響小，在直線段和彎曲段之間，可設(shè)置緩和過渡段,為減少邊墻高度和調(diào)整水流，宜在彎道幾緩和過渡段渠底設(shè)置橫向坡，矩形斷面彎道的彎曲半徑宜采用6～10倍泄槽寬度。泄槽縱剖面設(shè)計(jì)重要是決定縱坡，其根據(jù)自然條件及水力條件確定。水流通過控制段后為急流，為了不在泄槽段上產(chǎn)生水躍，泄槽縱坡應(yīng)不小于水流的臨界坡,在地質(zhì)條件許可的狀況下，盡量使開挖和襯砌工程量最省。同步縱坡還要考慮泄槽底板和邊墻構(gòu)造的自身穩(wěn)定及施工以便等原因。泄槽縱坡以一次坡為好,當(dāng)受地形條件限制或?yàn)榱斯?jié)省工程量而需邊坡度時也宜先緩后陡，由于