××水力發(fā)電樞紐工程重力壩設(shè)計(jì)

1、××水力發(fā)電樞紐工程重力壩設(shè)計(jì)【摘 要】：人類筑壩的歷史有近5000年，重力壩是出現(xiàn)最早的一種壩型。它具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、易于機(jī)械化施工、使用年限長、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，所以至今仍被廣泛使用。××水力發(fā)電樞紐工程兼有發(fā)電、防洪、航運(yùn)、灌溉等任務(wù)。××沿岸地質(zhì)條件適中，所以修筑實(shí)體重力壩較為理想。【關(guān)鍵詞】：重力壩設(shè)計(jì) 非溢流壩段 溢流壩段一、 前言1、 流域概況及樞紐任務(wù)××是羅江上的一條南北向大支流，河流全長295公里，流域面積850平方公里。流域形狀略呈菱形，上下游狹窄，中游寬大，河道坡陡流急，具有暴漲暴落的

2、特性。本樞紐工程以發(fā)電為主，兼顧防洪、灌溉，對航運(yùn)和木材筏運(yùn)也適當(dāng)加以解決。水庫總庫容22.6億立方米，裝機(jī)容量24.8萬千瓦，灌溉上游農(nóng)田130萬畝，確保減免昌州市（福州市）及附近50萬畝農(nóng)田和南江縣（南平縣）的洪災(zāi)。2、 經(jīng)水文、水利調(diào)洪演算確定：死水位200.15m；發(fā)電正常水位215.5m，相應(yīng)下游水位163.88m；設(shè)計(jì)洪水位216.22m，相應(yīng)下游水位169.02m，通過河床式溢洪道下泄流量5327.70m3/s；校核洪水位217.14m，相應(yīng)下游水位169.52m，通過河床式溢洪道下泄流量6120.37 m3/s；泥沙淤積高程174.6m，淤沙干容重14.1KN/m3（浮容重=8

3、.71 KN/m3），孔隙率n=0.45內(nèi)摩擦角為=15o；電站進(jìn)水口底板高程為186.20m（壩式進(jìn)水口）。3、 氣象資料相應(yīng)洪水季節(jié)50年重現(xiàn)期最大風(fēng)速的多年平均值為17.3m/s，相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水位時(shí)吹程2.54km，相應(yīng)校核洪水位時(shí)吹程2.66km。4、 地質(zhì)勘測資料壩址處河床地面高程為146.10m，河床可利用基巖高程為140m，壩與基巖之間摩擦系數(shù)為0.7，基巖允許抗壓強(qiáng)度為6.3Mpa ,壩基滲透系數(shù)（揚(yáng)壓力折減系數(shù)或剩余水頭系數(shù)）12可分別取0.25，0.34。5、 建筑材料有關(guān)數(shù)據(jù)5.1 齡期為90天，強(qiáng)度等級(jí)C15標(biāo)號(hào)的混凝土允許抗壓強(qiáng)度為4.3Mpa。5.2 砂石料有3個(gè)主要

4、料場：5.2.1 房村料場位于壩上游右岸22公里處，與公路邊小山丘相連，附近河岸地形開闊，可供加工堆存之用，分布呈長方形，長1350m，寬234m，表土層34m，露出水面07m。5.2.2 張湖料場位于壩址下游62公里的江中靠右岸，附近有鐵路干線的某一車站，全長1580m，寬390m，露出水面09m。5.2.3 南浠料場位于壩址下游58公里江中靠右岸，全長1900m，寬300m，露出水面05m。5.3 土料分布于壩址上下游一公里范圍內(nèi)，分布高程為170350m，有效儲(chǔ)量達(dá)150萬m3，其平均剝土層約1.5m左右，開采運(yùn)輸也方便。5.4 石料及水泥摻和料石料在壩址上下游一公里范圍內(nèi)，花崗巖儲(chǔ)量豐

5、富，且石質(zhì)堅(jiān)硬良好，但覆蓋風(fēng)化層厚，采料時(shí)剝土工作量大。無效儲(chǔ)量與有效儲(chǔ)量之比約1：7.4；水泥摻和料在壩址區(qū)10公里范圍內(nèi)，可用者有風(fēng)化后的灰質(zhì)頁巖及泥煤。前者活性高，儲(chǔ)量亦大，后者層薄，難開采，并含有少黃鐵礦。6、 其他有關(guān)資料根據(jù)國家建筑委員會(huì)所頒布的地震烈度圖，本地區(qū)應(yīng)屬6度地震區(qū)，壩區(qū)設(shè)防烈度建議為7度。壩頂有交通要求，行車寬度不少于8m。二、 設(shè)計(jì)說明書1、 工程綜合說明1.1 工程分等與建筑物分級(jí)根據(jù)工程的效益，庫容確定本樞紐屬于等工程，其主要建筑物為2級(jí)，次要建筑物為3級(jí)，臨時(shí)建筑物為4級(jí)。1.2 樞紐布置本工程是以發(fā)電為主的綜合利用工程，溢流壩段布置在主河槽處，沖沙孔布置在電

6、站進(jìn)水口附近。本樞紐的主體工程由擋水壩段、溢流壩段、泄水底孔壩段、電站壩段及其建筑物組成，電站為壩后式。該重力壩由18個(gè)壩段組成，每個(gè)壩段的長度大約為20m，從左岸到右岸依次是16號(hào)壩段為右擋水壩段，79號(hào)為溢流壩段，10號(hào)11號(hào)為底孔壩段，1218號(hào)為右岸擋水壩段。該壩壩基面最低高程為140m，壩頂高程為217.8m，壩體總長度為370m，樞紐工程布置圖附后。非溢流壩段：右岸全長120m左岸全長190m，除10號(hào)壩段長30m外，其余壩段均長20m。壩頂寬度為10m，壩頂兩側(cè)各設(shè)一寬1m的人行道。壩頂?shù)纳嫌蝹?cè)設(shè)置高1.2m寬0.5m的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)防浪墻，下游設(shè)置欄桿。沿壩軸線方向每隔20m設(shè)

7、置一個(gè)照明燈。壩上游面為折線面，起坡點(diǎn)高程為185m，坡度為1：0.2，下游面坡度為1：0.7，折坡點(diǎn)高程為202.85m。溢流壩段：該壩段全長60m，分3個(gè)壩段，每段長20m，共分3孔。溢流堰頂高程為201.07m。堰頂安裝工作閘門和檢修閘門，閘門寬×高=15×15。工作閘門為平面鋼閘門，采用壩頂門機(jī)啟閉。工作橋面與非溢流壩頂一致。堰頂設(shè)有兩個(gè)中墩，其厚度為4.5m邊墩厚3m，縫設(shè)在閘孔中間。溢流堰面采用WES曲線，過堰水流采用連續(xù)式鼻坎挑流消能，坎頂高程為170.52m，反弧半徑為30m，挑射角為25o，邊墩向下游延伸成導(dǎo)水墻，其高度為4m，斷面為梯形，頂寬為0.5m底

8、邊為3m，需分縫，縫距為15m。電站壩段：電站的裝機(jī)容量為4×6.2萬千瓦，壩段總長30m，壩頂高程為217.14m寬度為20m，壩頂人行道與擋水壩段一致，門機(jī)與溢流壩段一致，上游突出2m為攔污閘槽，引水口中心線高程為160.07m，孔徑為6m，進(jìn)口為三向收縮的喇叭口，進(jìn)口前緊貼壩面布置攔污柵，進(jìn)口處設(shè)置事故閘門和工作閘門，均為平面閘門。在進(jìn)口閘門后設(shè)置漸變段，漸變段為圓角過渡，長度為12m。電站廠房采用壩后式，位于左岸非溢流壩后，由主廠房、副廠房等組成。副廠房在主廠房的上游側(cè)，廠房與壩之間用縫分開。2、 壩型、壩址選擇2.1 壩型選擇2.1.1 壩址地質(zhì)條件該河道河谷為壯年期類型，

9、淺灘深淵交替，河道穩(wěn)定，斷面沖淤極微，河谷斷面形狀除上游和峽谷地區(qū)多呈“V”形外，中下游一帶均為淺槽形或梯形，壩址區(qū)域多為花崗巖，完整性較好，覆蓋層及風(fēng)化層均較薄。2.1.2 建筑材料 由前言所述“建筑材料有關(guān)數(shù)據(jù)”中知壩址附近砂石料較為豐富（3個(gè)主要料場）且運(yùn)輸也方便，土料次之，石料含量有限。2.1.3 方案比較 根據(jù)以上情況綜合分析如下：拱壩方案：河谷面寬淺，不是“V”字形，兩岸不對稱，沒有適宜的地形條件，故該方案不可取；土石壩方案：壩址附近沒有適宜的地方修建溢洪道，若開挖溢洪道則工程量較大，且當(dāng)?shù)赝亮虾坎回S富，故該方案也不可取；重力壩方案：混凝土重力壩和漿砌石重力壩都能充分利用當(dāng)?shù)氐淖?/p>

10、然條件，泄洪問題易于解決，施工導(dǎo)流容易。漿砌石重力壩雖然可以節(jié)約水泥用量，但當(dāng)?shù)厥媳容^缺乏，而且此壩型不能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工，速度慢，施工質(zhì)量難以控制，故不可取?；炷林亓慰梢圆捎脵C(jī)械化施工，施工方便快捷，故本工程宜采用混凝土重力壩。2.2 壩址選擇根據(jù)壩址地質(zhì)勘測工作，××水電站選壩委員會(huì)在距南江縣約6公里處選定了現(xiàn)壩址。壩址兩岸地形較寬敞。河水面寬達(dá)70m140m，右岸山坡坡度30o左右，而左岸較陡，約為40o。河床在此段內(nèi)縱向呈“釜形”，是兩頭淺中間深，河流稍偏蝕右岸，致使右岸河水比左岸深。壩址區(qū)地層簡單，表層大部分為第四紀(jì)殘破積層所覆蓋，由黏土、砂質(zhì)黏土及花崗巖風(fēng)化

11、土所組成，厚度約816m。河床部分的沖積層厚度小于5m，下伏巖基均為上白堊紀(jì)花崗巖。綜合防洪、灌溉等因素選壩委員會(huì)做了五條勘探線比較，最后選定第二壩軸線作為建壩的壩軸線。3、 非溢流壩設(shè)計(jì)3.1 剖面尺寸擬定3.1.1 壩頂高程的確定波浪要素按官廳公式計(jì)算：hl=0.0166VoD1/3m；L=10.4（hl）0.8；hz=（hc2/L）cth（2h/L）L波長，m；D風(fēng)區(qū)長度，m；H壩前水深，m；hl波浪高度，m；hz波浪中心線高于靜水面的高度，m；Vo計(jì)算風(fēng)速，設(shè)計(jì)洪水位時(shí)宜用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速的1.52.0倍；校核洪水位時(shí)宜用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速，m/s。壩頂或防浪墻高程=

12、設(shè)計(jì)洪水位+h設(shè)壩頂或防浪墻高程=設(shè)計(jì)洪水位+h校 h= hl + hc + hzh壩頂高于靜水位的超高值；hc壩頂安全超高（查非溢流壩壩頂安全超高表）。分設(shè)計(jì)情況和校核情況分別計(jì)算，計(jì)算成果見表2-1表2-1 壩頂高程計(jì)算成果表計(jì)算情況風(fēng)速V波浪高度波浪長度風(fēng)壅水高安全加高靜水超高壩頂高程設(shè)計(jì)情況301.5915.070.530.52.62218.84校核情況17.30.818.790.230.41.44218.58經(jīng)過比較可以得出壩頂或防浪墻頂高程為218.84m，考慮水庫綜合利用情況取219m，并取防浪墻高1.2m則有帶防浪墻的壩頂高程位217.8-140=77.8m3.1.2 壩頂寬度

13、 考慮交通要求，壩頂寬度取m。 3.1.3 壩面坡度上游壩采用折線面，起坡點(diǎn)在（1/32/3）H處，其高程為185m，坡度為1：0.2；下游剖面采用基本三角形頂點(diǎn)與校核洪水位齊平的剖面形式，則有折坡處向上延伸與校核洪水位相交。取下游邊坡系數(shù)為1：0.7，那么下游起坡點(diǎn)高程為202.85。3.1.4 壩底寬度由上下游起坡點(diǎn)高程、坡度、邊坡系數(shù)等條件通過幾何關(guān)系可得壩底寬度為63m，在（0.70.9）壩高=54.4670.02范圍內(nèi)。說明壩底寬度符合要求。3.1.5 地基防滲與排水設(shè)施擬定由于防滲的需要，壩基面須設(shè)置防滲帷幕和排水孔幕，其中心線在壩基面處距離壩踵分別為12m和15m。初步擬定非溢流

14、壩剖面尺寸如圖2-1所示：3.2 荷載組合及其計(jì)算（以下各組合情況均取單位壩長計(jì)算）3.2.1 設(shè)計(jì)情況上游設(shè)計(jì)洪水位為216.22m，相應(yīng)下游洪水位為169.02m，壩基設(shè)有防滲帷幕和基礎(chǔ)排水措施。要求抗滑安全系數(shù)Ks1.05。計(jì)算成果見表2-2（附后）。3.2.2 校核情況可分為以下兩種3.2.2.1 設(shè)計(jì)洪水位情況下發(fā)生7度地震。要求抗滑安全系數(shù)Ks1.0。計(jì)算成果見表2-3（附后）。3.2.2.2 上游校核洪水位為217.14m，相應(yīng)下游洪水位為169.52m。要求要求抗滑安全系數(shù)Ks1.0。計(jì)算成果見表2-4（附后）。3.2.3 抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算與強(qiáng)度驗(yàn)算抗滑穩(wěn)定系數(shù)按公式Ks=f(W-

15、U)/ P計(jì)算；上游邊緣正應(yīng)力按公式Gyu=(W´/B)+(6M/B2)計(jì)算；上游邊緣正應(yīng)力按公式Gyd=(W´/B)-(6M/B2)計(jì)算。W總鉛直力；P總水平力；W´豎直方向合力；B壩底寬度；M對壩截面形心的總力矩。3.2.3.1 設(shè)計(jì)情況抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算：Ks=f(W-U)/ P=0.7×（65.75-2.52）/28.88=1.531.05滿足穩(wěn)定要求。強(qiáng)度驗(yàn)算：上游邊緣正應(yīng)力Gyu=(W´/B)+(6M/B2)=63.23/63-6×261.17/632=0.61Mpa0上游邊緣正應(yīng)力Gyd=(W´/B)-(6M/B2)

16、=63.23/63+6×261.17/632=1.40 Mpa4.3Mpa滿足強(qiáng)度要求。3.2.3.2 校核情況3.2.3.2.1 設(shè)計(jì)洪水位時(shí)發(fā)生7度地震抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算：Ks=f(W-U)/ P=0.7×（65.75-2.52）/32.36=1.371.0滿足穩(wěn)定要求。強(qiáng)度驗(yàn)算：上游邊緣正應(yīng)力Gyu=(W´/B)+(6M/B2)=63.23/63-6×378.53/632=0.43Mpa0上游邊緣正應(yīng)力Gyd=(W´/B)-(6M/B2)=63.23/63+6×378.53/632=1.58Mpa4.3Mpa滿足強(qiáng)度要求。3.2.3.

17、2.2 校核洪水位時(shí)抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算：Ks=f(W-U)/ P=0.8×38.98/27.97=1.1151.0滿足穩(wěn)定要求。強(qiáng)度驗(yàn)算：上游邊緣正應(yīng)力Gyu=(W´/B)+(6M/B2)=63.14/63-6×265.87/632=0.60Mpa0上游邊緣正應(yīng)力Gyd=(W´/B)-(6M/B2)=63.14/63+6×265.87/632=1.40Mpa4.3Mpa滿足強(qiáng)度要求。4、 溢流壩設(shè)計(jì)4.1 孔口設(shè)計(jì)4.1.1 泄水方式的選擇重力壩的泄水主要方式有開敞式溢流和孔口式溢流，前者除泄洪外還可以排除冰凌或其他漂浮物。設(shè)置閘門時(shí)，閘門頂高程大致

18、與正常高水位齊平，堰頂高程較低，可利用閘門的開啟高度調(diào)節(jié)水位和下泄流量，適用于大中型工程，所以為是水庫有較大的泄洪能力，本設(shè)計(jì)采用開敞式溢流。4.1.2 洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定本次設(shè)計(jì)的重力壩是2級(jí)建筑物，根據(jù)水利工程水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)采用500年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2000年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)校核。4.1.3 流量的確定經(jīng)水文、水利調(diào)洪演算確定：設(shè)計(jì)情況下，溢流壩的下泄流量為5327.7m3/s；校核情況下，溢流壩的下泄流量為6120.37m3/s。4.1.4 單寬流量的選擇壩址處基巖比較完整，根據(jù)綜合樞紐的布置及下游的消能防沖要求，單寬流量取100150 m3/（s.m）。4.1.5 孔口凈寬擬定分別

19、計(jì)算設(shè)計(jì)和校核情況下溢洪道所需的孔口寬度。計(jì)算成果見表2-5表2-5孔口凈寬計(jì)算成果表計(jì)算情況流量Q（m3/s）單寬流量qm3/（s.m）孔口凈寬B（m）設(shè)計(jì)情況5327.7010015053.2835.52校核情況6120.3710015061.2040.80根據(jù)以上計(jì)算，溢流壩孔口凈寬取45m，設(shè)每孔寬度為15m，則孔數(shù)為3。4.1.6 溢流壩段總長度確定初步擬定閘墩厚度，中墩厚d=4.5m，邊墩厚t=3m，則溢流壩段的總長度B0為：B0=nb+（n-1）d+2t=45+9+6=60m4.1.7 堰頂高程的確定初擬側(cè)收縮系數(shù)=0.95，流量系數(shù)m=0.502。因過堰水流為自由出流，故s=1

20、，由堰流公式Q=smnb（2g）0.5H01.5計(jì)算堰上水頭H0，計(jì)算水位分別減去相應(yīng)的堰上水頭即為堰頂高程。計(jì)算成果見表2-6表2-6堰頂高程計(jì)算成果表計(jì)算情況流量m3/s側(cè)收縮數(shù)流量系數(shù)孔口凈寬m堰上水頭m堰頂高程m設(shè)計(jì)情況5327.700.950.5024514.65201.57校核情況6120.370.950.5024516.07201.07根據(jù)以上計(jì)算，取堰頂高程為201.07m。4.1.8 閘門高度的確定門高=正常高水位-堰頂高程+（0.10.2） =215.5-201.07+（0.10.2） =14.5m 取15m4.1.9 定型設(shè)計(jì)水頭的確定堰上最大水頭Hmax=校核洪水位-堰

21、頂高程即：Hmax=217.14-201.07=16.07m 定型設(shè)計(jì)水頭Hs為Hs=（75%95%）Hmax=12.0515.27m，取Hs=14.2m，由14.2/16.07=0.88查表知0.3Hs=4.26m小于規(guī)定的允許值（36m水柱）。4.1.10 泄流能力校核運(yùn)用堰流公式Q=smnb（2g）0.5H01.5分情況校核溢流堰的泄流能力，計(jì)算成果見表2-7表2-7泄流能力校核計(jì)算成果表計(jì)算情況mB（m）H（m）Q（m3/s）Q|（Q-Q）/Q|設(shè)計(jì)情況0.5020.924515.155159.275327.73.26%校核情況0.5120.924516.076045.366120.3

22、71.24%由表中計(jì)算成果知|（Q-Q）/Q|×100%<5%，說明孔口設(shè)計(jì)符合要求。4.2 消能防沖設(shè)計(jì)根據(jù)地形地質(zhì)條件選用挑流消能，參考已建工程經(jīng)驗(yàn)取挑射角=25o，挑流鼻坎應(yīng)高出下游最高水位（169.52m）12m，那么鼻坎的高程為169.52+1=170.52m。4.2.1 反弧半徑的確定堰頂水流流速按公式v=（2gH0）0.5計(jì)算，由Q=Av=Bhv可得h=Q/Bv；堰面流速系數(shù)；H0庫水位至坎頂高差，m；B鼻坎處水面寬度，m；Q校核洪水位時(shí)溢流壩下泄流量，m3/s；v=0.96×（19.6×45.7）0.5=28.73m/s，坎頂水深h=6120

23、.37/（50×28.73）=4.26m反弧半徑R=（410）h=17.0442.6m，取R=20m。4.2.2 水舌的挑距L及可能最大沖坑的深度tk估算由式L=（v1）2SinCos+v1Cos（v1）2Sin2+2g(h1+h2)0.5/g計(jì)算L水舌挑距，m；h2坎頂至河床面高差，m；h1坎頂垂直方向水深，m h1=hCos；v1坎頂水面流速，m/s，取平均流速的1.1倍。代入各參數(shù)計(jì)算得L=118.36m由式tk=q0.5H0.25 tk=q0.5H0.25-H2計(jì)算tk水墊厚度，自水面算至坑底，m；tk沖坑深度，m；q單寬流量，m3/（s.m）；H上下游水位差，m；H2下游水

24、深，m；沖坑系數(shù)，堅(jiān)硬完整的基巖取0.91.2，堅(jiān)硬但完整性較差的基巖取1.21.5，軟弱破碎裂隙發(fā)育的基巖取1.52.0。得：tk=1.2×1500.5×47.620.25=38.61m； tk =38.61-23.42=15.19m L/ tk =3.07>2.5，說明挑流消能形成的沖坑不會(huì)影響大壩安全。挑流消能沖坑計(jì)算簡圖如圖2-2所示：4.3 溢流壩剖面設(shè)計(jì)首先繪出壩頂部的曲線，取堰頂部最高點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，堰頂上游部分采用橢圓曲線，下游部分采用冪曲線。冪曲線方程：y=xn/kHsn 橢圓方程：x2/(aHs)2+(bHs-y)2/(bHs)2=1Hs定型設(shè)計(jì)水頭

25、，值為堰頂最大作用水頭的75%95%；n.k取決于壩頂上游面的坡度，按表取用。a0.280.3；a/b=0.87+3a代入?yún)?shù)得冪曲線方程為y=x1.85/2×14.2(1.85-1)=0.052 x1.85取a=0.3，b=0.17 則aHs=5.68 bHs=2.41得橢圓方程為：x2/5.682+(2.41-y)2/2.412=1繪出其基本剖面，求得基本剖面的下游面與冪曲線的切點(diǎn)c的坐標(biāo)為（20.01，13.28）。由于上游側(cè)超出基本剖面，故需將溢流壩做成倒懸的堰頂以滿足溢流曲線的要求，倒懸的高度為4.57m。最后作出反弧段，反弧半徑為20m。溢流壩的剖面如圖2-3所示：5、

26、泄水孔設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)中發(fā)電孔設(shè)計(jì)成有壓孔，灌溉孔設(shè)計(jì)為無壓孔，利用發(fā)電尾水供水。5.1 有壓泄水孔設(shè)計(jì)發(fā)電孔的進(jìn)口處設(shè)置攔污柵和事故閘門（兼做檢修閘門用），工作閘門布置在出口，孔的斷面為圓形，孔內(nèi)用鋼板襯砌。發(fā)電孔共設(shè)四條，為單元供水方式。5.1.1 孔徑D的擬定最大發(fā)電流量632.61 m3/s，共設(shè)4臺(tái)發(fā)電機(jī)組，由公式D=(4Q/vp)0.5Q多個(gè)發(fā)電孔引取的流量，m3/s；vp孔內(nèi)允許流速，m/s，對于發(fā)電孔vp=5.06.0m/s；得P=632.61/(3.14×5)0.5632.61/(3.14×6)0.5=6.345.79m 取D=6.0m5.1.2 進(jìn)水口體形設(shè)

27、計(jì)進(jìn)水口頂部采用橢圓曲線，方程為x2/a2+ y2/b2=1a橢圓長半軸，圓形進(jìn)口時(shí)，a為圓孔直徑；矩形進(jìn)口時(shí)，頂面曲線a為孔高h(yuǎn)，側(cè)面曲線a為孔寬B；b橢圓短半軸，圓形進(jìn)口時(shí)，b=0.3a；矩形進(jìn)口時(shí)，頂面曲線b=（1/31/4）a，側(cè)面曲線b=a/5。此處a=6，b=0.3a=1.8 則有 x2/36+ y2/3.24=1，列表計(jì)算曲線坐標(biāo)值見表2-7表2-7橢圓曲線坐標(biāo)值x6543210y00.991.341.561.701.771.8進(jìn)水口底緣采用平底，進(jìn)水口草圖如圖2-4所示：5.1.3 閘門與門槽進(jìn)水口設(shè)置攔污柵和平面事故閘門，平面工作閘門。事故閘門緊貼上游壩面布置，閘槽尺寸為0.

28、8×0.5為矩形閘門槽。5.1.4 漸變段在進(jìn)水口閘門后設(shè)置漸變段，漸變段采用圓角過渡，其長度為（23）D，此處取12m。5.1.5 出水口出水口前采用1：10壓坡段，出口斷面，面積為孔身斷面的85%95%，由于孔身斷面面積為A=（D/2）2=28.26m2。故出口斷面面積為24.0226.85 m2。出口斷面為方形，其尺寸取5×5m，面積Ac=25 m2。5.1.6 水力計(jì)算5.1.6.1 泄流能力驗(yàn)算泄水能力按管流公式Q=µAc（2gH）0.5計(jì)算µ流量系數(shù)；Ac泄水孔出口斷面面積，m2；H庫水位與出口水面之間的高差。取u=0.853得Q=0.853

29、×25×（2×9.8×20.48）0.5=427.25m3/s。5.2 無壓泄水孔設(shè)計(jì)灌溉孔的工作閘門布置在進(jìn)水口，工作閘門后的孔口頂部升高形成無壓流。5.2.1 進(jìn)水口體形設(shè)計(jì)進(jìn)水口由進(jìn)口曲線段、檢修閘門槽和壓坡段組成，進(jìn)口曲線也用1/4橢圓曲線，其后接一段直線壓坡段，坡度為1：5，長度為6m。5.2.2 明流段設(shè)計(jì)為使水流平順，工作閘門后的明流段的底坡設(shè)計(jì)為拋物線形，其方程為： y=x2/（6.252 H）H工作閘門處的作用水頭，m；孔口流速系數(shù)，一般為=0.900.96。代入數(shù)據(jù)得y=x2/（6.25×0.81×1.07）=0.

30、18 x2，孔身設(shè)計(jì)成城門洞形，拱腳距水面的高度可取不摻氣水深的20%30%。5.2.3 水力計(jì)算無壓泄水孔的泄流能力也按公式Q=µAc（2gH）0.5計(jì)算H工作閘門處的作用水頭，m；Ac閘孔過水?dāng)嗝婷娣e，m2；µ流量系數(shù)，當(dāng)壓力短管長度不超過10倍孔高時(shí)，有閘門槽時(shí)µ=0.80.85，無閘門槽時(shí)µ=0.90.95。代入數(shù)據(jù)得Q=0.84×16×（2×9.8×21.52）2=270.03m3/s。6、 細(xì)部構(gòu)造6.1 壩頂構(gòu)造6.1.1 非溢流壩壩頂上游設(shè)置防浪墻，與壩體連成整體，其結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。防浪墻在壩

31、體橫縫處留有伸縮縫，縫內(nèi)設(shè)止水。墻高為1.2m，厚度為50cm，以滿足運(yùn)用安全的要求。壩頂采用混凝土路面，向兩側(cè)傾斜，坡度為2%，兩邊設(shè)有排水管，匯集路面的雨水，并排入水庫中。壩頂公路兩側(cè)設(shè)有寬1m的人行道，并高出壩頂路面20cm，壩頂總寬度為10m，下游側(cè)設(shè)置欄桿及路燈，細(xì)部構(gòu)造圖附后。6.1.2 溢流壩溢流壩的上部設(shè)有閘門、閘墩、門機(jī)、交通橋等機(jī)構(gòu)和設(shè)備。6.1.2.1閘門的布置工作閘門布置在溢流壩的頂稍微偏向下游一些，以防閘門部分開啟時(shí)水舌脫離壩面而形成負(fù)壓。采用平面鋼閘門，門的尺寸為高×寬=15×15m，工作閘門的上游設(shè)有檢修閘門，二門之間的凈距為2m。6.1.2.

32、2 閘墩閘墩的墩頭形狀為上游采用半圓形，下游采用流線型。其上游布置工作橋，頂部高程取非溢流壩壩頂高程即201.07m；下游布置交通橋，橋面高程為非溢流壩頂高程217.8m。中墩的厚度4.5m，邊墩厚度3m，溢流壩的分縫設(shè)在閘孔中間，故沒有縫墩。工作閘門槽深1m，寬1m，檢修閘門槽深0.5m，寬0.8m。6.1.2.3 導(dǎo)水墻邊墩向下游延伸成導(dǎo)水墻，其長度延伸到挑流鼻坎的末端。邊墩的高度應(yīng)高出摻氣后水深0.51.5m，平直段摻氣后水深估算公式為： hb=h（1+v/100）h、hb摻氣前、后的水深，m；v摻氣前計(jì)算斷面的平均流速，m/s；修正系數(shù)，一般為1.01.4m/s，v20m/s時(shí)，取較大

33、值。代入數(shù)據(jù)得hb=2.34×（1+ 1.4×31.60/100）=3.38m，則導(dǎo)水墻高度為3.38+0.62=4m，導(dǎo)水墻需分縫，間距為15m，其橫斷面為梯形，頂寬取0.5m，細(xì)部構(gòu)造圖附后。6.2 壩體分縫與止水6.2.1 橫縫垂直于壩軸線布置，縫距為20m，縫寬2cm，內(nèi)有止水。6.2.2 止水壩體設(shè)有兩道止水片和一道防滲瀝青井。止水片采用1.0mm厚的紫銅片，第一道止水片距上游壩面1.0m。兩道止水片間距為1m，中間設(shè)有直徑為20cm的瀝青井，止水片的下部深入基巖30cm，并與混凝土緊密嵌固，上部伸到壩頂。6.2.3 縱縫縱縫為臨時(shí)性縫，縫內(nèi)設(shè)有鍵槽，待混凝土充分

34、冷卻后，水庫蓄水前進(jìn)行灌漿。縱縫與壩面正交，縫距為20m。6.2.4 水平縫混凝土澆筑塊厚度為4m，縱縫兩側(cè)相鄰壩塊的水平縫錯(cuò)開布置，上下層混凝土澆筑間歇為5d，上層混凝土澆筑前對下層混凝土鑿毛，并沖洗干凈，鋪2cm厚的水泥砂漿。6.3 廊道系統(tǒng)6.3.1 基礎(chǔ)廊道位置：廊道底部距壩基面5m，廊道底部高程為145m，上游側(cè)（中心點(diǎn)）距上游壩面4m；形狀：城門洞形，底寬3m，高3.5m，內(nèi)部上游側(cè)設(shè)排水溝，并在最低處設(shè)集水井。平行于壩軸線方向廊道向兩岸沿地形逐漸升高，坡度不大于40o。6.3.2 壩體廊道自基礎(chǔ)廊道沿壩高每隔20m設(shè)置一層廊道，共設(shè)3層。底部高程分別為165m，185m，205m，形狀為城門洞形，其上游側(cè)（中心點(diǎn)）距上游壩面4m，底寬2m，高3m，左右岸各有一個(gè)出口。6.4 壩體防滲與排水6.4.1 壩體防滲在壩的上游面、溢流面及下游面的最高水位以下部分，采用一層厚2m具有防滲性能的混凝土作為壩體的防滲設(shè)施。6.4.2 壩體排水距離壩的上游面7m沿壩軸線方向設(shè)一排豎向排水管幕。管內(nèi)徑為20cm，間距為3m，上端通至壩頂，下端通