《壩體設計案例分析》1900字

壩體設計案例分析大壩剖面輪廓尺寸包括壩頂高程、壩頂寬度、上下游壩坡、排水設施及防滲體等。1.1壩高設計（1）壩頂超高根據(jù)《碾壓式土石壩設計規(guī)范》SL274——2020[8]，壩頂在水庫靜水位以上的超高d應按公式（4-1）計算： d=?式中：?ae——最大風浪引起的壩前水位壅高，m；A——安全加高，m，根據(jù)壩的級別采用。根據(jù)GB50201-2014《防洪標準》、SL252--2000《水利水電工程等級劃分及洪水標準》和GB50288-99《灌溉與排水工程設計規(guī)范》規(guī)定，工程大壩樞紐為IV等(小1型)工程。攔河大壩、溢洪道等樞紐永久主要建筑物按4級進行設計，由《碾壓式土石壩設計規(guī)范》SL274——2020可查得安全加高A為0.5m。最大風浪引起的壩前水位壅高可由公式（4-2）計算： e=Kf式中：e——計算點處的風壅水面高度，m；Kf——綜合摩阻系數(shù)，取3.6×β——計算風向與壩軸線夾角，取22.5°W——計算風速，msD——風區(qū)長度，m；Hmg——重力加速度，取9.81m平均波浪爬高可按公式（4-3）計算 ?a=（2）壩頂高程設計壩頂高程等于水庫靜水位與壩頂超高之和，應按下列運用條件計算，并取其最大值。=1\*GB3①正常蓄水位加正常運用條件的壩頂超高。=2\*GB3②設計洪水位加正常運用條件的壩頂超高。=3\*GB3③校核洪水位加非常運用條件的壩頂超高。=4\*GB3④正常蓄水位加非常運用條件的壩頂超高。故壩頂高程為345.24m1.2壩頂寬度根據(jù)《碾壓式土石壩設計規(guī)范》SL274——2020，壩頂寬度應根據(jù)構造、施工、運行、防震等方面綜合考慮研究，無特殊要求，中壩、低壩的壩頂寬度可選用5~10m。故壩頂寬度可選為6m。工程場地地震效應主要受外圍地區(qū)中、強地震波及的影響，其中最大的地震影響烈度為Ⅵ度，故無需加寬。壩頂上游設防浪墻高為1.2m，防浪墻應與防滲體緊密結合。1.3壩坡壩坡坡度對壩體穩(wěn)定以及工程量的大小起重要作用，其中土石壩壩坡與筑壩材料的內(nèi)摩擦角φ和粘聚力c關系影響最大，因此在設置壩坡時應當充分考慮二者之間的關系，一般遵循以下規(guī)律：=1\*GB3①上游壩坡（常用1:2.5~1:3.5）比下游壩坡（常用1:2.0~1:3.0）明顯減緩。=2\*GB3②斜墻壩的上游壩坡比心墻壩的上游壩坡緩，而心墻壩的下游壩坡一般比下游壩坡緩。粘性土料斜墻壩上游壩坡常沿高度分成數(shù)段，每段10~30m，從上而下逐段放緩，相鄰坡率差值區(qū)0.25或0.5。故壩坡坡比1:2.25，下游壩坡坡比1:2.0。1.4護坡護坡可選擇下列一種或多種形式，上游護坡可采用下列形式：堆石和拋石；干砌石或混凝土預制塊；漿砌石；現(xiàn)澆的混凝土或鋼筋混凝土板；水泥土護坡。下游護坡可采用下列形式：干砌石、卵礫石或碎石；鋼筋混凝土或漿砌石框格內(nèi)填石或植草；堆石和拋石；草皮或生態(tài)護坡此外，寒冷地區(qū)水庫土石壩護坡，冬季受冰凍作用，可能會發(fā)生破壞，其破壞主要原因是由護坡基土殘余凍土層凍脹、冰推力及冰層彎矩等共。同作用造成的。所以，在設計時應當分析破壞機理及過程，采用削減和抵抗冰凍坡壞作用的結構型式[9]。大壩上游采用20cm厚C20混凝土護坡，護坡的覆蓋范圍應應自壩頂起，當設防浪墻時應與防浪墻連接，下部宜護至壩腳；大壩下游采用20cm厚C20混凝土框格梁草皮護坡，下游坡應由壩頂護至排水棱體或貼坡排水，無排水棱體或貼坡排水時應護至壩腳。1.5壩面排水土石壩主要由壩址附近的土石料填筑壓實而成，而土石料為散粒體結構，壓實后其顆粒間仍存在著大量的孔隙，具有一定的透水性。為及時排出壩體內(nèi)土石料顆粒間的孔隙水，降低壩體浸潤線，防止發(fā)生滲透破壞和壩坡失穩(wěn)滑動，需設置壩體排水。常見的壩體排水形式主要有棱體排水、豎式排水、水平排水、貼坡式排水和綜合式排水等。[10]土石壩設置壩身排水主要目的:

(a)

降低壩體浸潤線及孔隙壓力，改變滲流方向，增加壩體穩(wěn)定;

(b)

防止?jié)B流逸出點的滲透變形，保護壩坡和壩基;(c)防止下游波浪對壩坡的沖刷及凍脹破壞，保護下游壩坡。馬道有利于壩坡的穩(wěn)定，便于施工、檢修和壩體觀測工作。在高程337.00m處設馬道，馬道寬2m，坡腳處設置堆石排水棱體，坡度1:1.5，排水棱體前設水平排水帶。1.6防滲體本工程采用土質(zhì)心墻作為壩體防滲體，心墻稍偏向上游并略傾斜，頂部與防浪墻結合。心墻頂部高程應不低于正常運用情況下的靜水位0.

3m~0.6m，且高于非常運用情況下的靜水位。當防滲體頂部設有防浪墻時,防滲體頂部高程可不受上述限制，但不得低于正常運用的靜水位。為了防止心墻凍裂,頂部還應設置砂性保護層，厚度應當按照冰凍的深度來確定，且大于1.0m。心墻至上而下應當逐漸加厚，兩側邊坡一般處于1:

0.

15~1：0.

3之間，頂部厚度按構造和施工要求常不小于3.0m,心墻與上下游壩體間應設置反濾層，反濾層起到排水和反濾的作用。反濾層一定要結合現(xiàn)場實際情況，考慮施工中可能發(fā)生的不利因