土石壩型灌溉水庫-畢業(yè)論文

1、摘要土石壩泛指由當?shù)赝亮?、石料或混合料，?jīng)過拋填、輾壓等方法堆筑成的擋水壩。當壩體材料以土和砂礫為主時，稱土壩、以石渣、卵石、爆破石料為主時，稱堆石壩；當兩類當?shù)夭牧暇枷喈敱壤龝r，稱土石混合壩。 土石壩是歷史最為悠久的一種壩型。 近代的土石壩筑壩技術自2 0世紀5 0年以后得到發(fā)展，并促成了一批高壩的建設。目前，土石壩是世界壩工建設中應用最為廣泛和發(fā)展最快的一種 壩型。因農業(yè)生產的需要，云南大姚縣擬在縣城東北 7km的金碧鎮(zhèn)施永屯辦事處龍 林村興建一個土石壩型灌溉水庫。在對本處的自然地理與水文特征、工程地質情況及周圍的建筑材料了解之后。經(jīng)過詳細的分析之后， 選取了壩軸線并進行了樞紐布置。依據(jù)

2、畢業(yè)設計要求利用內插法進行了調洪演算，得到了設計洪水位與校核洪水位。進行了樞紐布置，劃分了工程等級與主要建筑物等級。深入的進行了壩體剖面設計，計算出了壩頂高程。然后又進行了滲流計算、穩(wěn)定計算、細部結 構設計、壩身構造設計、輸水建筑物設計以及溢洪道布置等十章內容。具體見設計書。關鍵詞：土石壩；調洪演算；輸水建筑物AbstractEarth dam refers to local soil material, stone or mixture, after throwing filling, rolling and other methods piled into dams.When the da

3、m material to the soil and gravel-based, said the dam, when gravel, pebbles, stone blasting mainly known rockfill dam; When two categories account for a considerable proportion of local materials, the known debris mixed dam.Earth dam is one of the oldest type of dam. Moder n tech no logy has bee n d

4、eveloped dam emba nkme nt dam since the 20th cen tury, 50 years later, and contributed to a number of dam building. Currently, the construction of earth dam dam is the world's most widely used and one of the fastest grow ing type of dam.Because of the n eed for agricultural producti on, Yunnan D

5、ayao County proposes to con struct an earth dam irrigati on reservoir in the no rtheast of the county tow n Sple ndor Long Lam, Tuen 7km of office. After the n atural geographical and hydrological characteristics of the departme nt, engin eeri ng geology and un dersta nding of the surro unding build

6、 ing materials. After a detailed an alysis of the dam axis and select the project layout. Graduati on requireme nts based on the use of in terpolati on method of flood rout ing, got the desig n flood level and check flood level. Con ducted a project layout, dividi ng the project level and the level

7、of the main build ing. Con ducted a thorough cross-secti on of dam desig n, calculate the crest elevati on. And the n con ducted a seepage calculati on, stability calculati on, detail desig n, structural desig n of the dam body, water spillway build ing desig n and layout, more tha n 10 chapters. Se

8、e detailed desig n docume nt.Keywords: earthdam; flood routi ng; con veya nee build ings.目錄1基本資料 11.1自然地理與水文氣候特性 1流域概況 1水文特征 1其他相關的水文成果 21.2工程地質情況 2區(qū)域地質情況 2水庫工程地質 3壩址地質條件 3地震情況 41.3建筑材料 41.3.1 土料 41.3.2 粘土料 4灌漿粘土料 5塊石及碎石料 5砂料 52. 調洪演算 62.1防洪標準確定 62.2基本數(shù)據(jù) 62.3泄洪建筑物方案擬定 62.4水庫各庫容的確定 72.5調洪演算 7寬頂堰堰流水力計

9、算公式： 7試算法的基本原理 8方案計算 83. 樞紐布置 93.1工程等級與主要建筑物級別 93.2壩型選擇 9壩址地質條件 9水文條件 10筑壩材料 103.3壩型比較 103.4壩體排水 113.5壩軸線選擇 114. 壩體剖面設計 114.1壩坡 124.2壩頂寬度 124.3壩頂高程計算 125滲流計算 175.1滲流計算分析 175.1.1 滲流計算得內容及目的 175.1.2 滲流計算工況 175.1.3 滲流計算得方法 176. 穩(wěn)定計算 206.1 土壩失穩(wěn)的形式 206.2計算公式的分析 206.3最危險圓弧位置的確定 216.4 土條劃分 216.5不均勻塊的的處理 21

10、6.6穩(wěn)定分析的步驟 217. 細部構造設計 247.1壩頂構造 247.2壩體排水 247.3上下游護坡及排水 247.4反濾層 247.5 土料選擇 257.6地基處理 257.7壩與兩岸地基的處理 268. 壩身構造 278.1消能型式選擇 278.2鼻坎高程 278.3反弧半徑 278.4挑射角 278.5挑距 278.7 漸變段計算 288.7.1 漸變段的長度 288.7.2 漸變段的進口水深 288.7.3 漸變段出口水深 298.8 陡坡段 308.8.1 判斷底坡類型 308.8.2 陡坡長度 31一 9.輸水建筑物設計 329.1 涵洞水力要素分析 329.1.1 下游渠道

11、的水力要素 329.1.2 校核渠道是否發(fā)生沖淤 339.2 計算水面降落及洞內水深 339.3確定輸水洞比降 339.4 輸水涵洞的布置和構造 3410溢洪道布置 3510.1溢洪道的位置選擇 35地形條件 35地質條件35水流條件35施工條件3610.2引水渠3610.3控制段3610.4泄槽段3710.5出口消能和尾水渠3810.6出口消能段39結論 40致謝41參考文獻 42外文翻譯 錯誤！未定義書簽。1. 基本資料1.1自然地理與水文氣候特性因農業(yè)生產的需要，云南大姚縣擬在縣城東北7km的金碧鎮(zhèn)施永屯辦事處龍林村興建一個土石壩型灌溉水庫，其基本資料如下。流域概況龍林水庫地處東經(jīng)101

12、 ° 19 '、北緯25 ° 48 '位于蜻蛉河支流西河上游。蜻蛉河屬金沙江水系，為龍川江一級支流，發(fā)源于姚安、南華兩縣交界的照壁山以 北，流經(jīng)姚安、大姚、永仁，最后在元謀縣樹村附近匯入龍川江。水庫壩址以上 控制徑流面積10.4km 2，壩址以上主河道長4.14km，河道平均坡度比降18%o。流域 內最高海拔2200m，最低壩址處絕對高程1900m，流域平均海拔高程2050m，形狀 呈扇形。壩頂僅施工期間有車輛通過，無其它交通需求。因附近沒有法定標高作為參 考點，現(xiàn)以壩軸線底部（河床）最低清基位置為相對高程的參考點，指定為相對 高程100m （約海拔2000

13、m，兩者差值1800m ）。經(jīng)需水量和徑流來水量測算， 確定正常蓄水位以上的防洪庫容需8.6萬m3;33水庫最大供水流量 8.36m /s ;水庫興利庫容為124.9萬m。水文特征經(jīng)過水文技術人員的分析計算，提出龍林水庫各組資料對應的汛期洪水過程 見（表1.1 ）和汛末設計洪水過程見（表 1.2 ）。水位庫容曲線見（表 1.3 ）。3表1.1L06組汛期洪水過程（單位：m /s ）時段（ T=1h ）0.33%0.50%3.33%5%10%20%16.615.285.004.341.640.94216.7915.046.936.095.194.44328.6026.4815.4613.828.

14、0612.02445.6742.9227.8625.2218.0759.925145.07138.44100.0392.1476.0949.296119.39113.5581.6675.1662.3035.54787.1282.5058.68 54.0644.9024.98861.8758.3141.1037.9631.5517.46943.3940.6828.6026.4822.0612.261030.2628.2819.9418.5815.508.731121.2319.8214.0813.2111.056.381215.1314.1310.149.628.104.841311.0510.

15、357.567.286.163.85148.367.875.865.754.903.22156.616.284.794.794.112.85165.495.264.134.203.622.64174.814.653.743.873.362.55184.434.303.533.713.242.52194.224.133.453.673.202.55204.134.083.453.693.242.52214.134.093.503.763.312.73224.254.223.593.903.432.73234.164.163.733.923.452.64244.344.343.764.093.48

16、2.76洪峰（m3/s）145.07138.44100.0392.1476.0959.9224h洪量（萬m3）L 247.36233.71165.81154.55126.0097.37表1.2汛末（枯期）設計洪水成果（L04組）頻率0.333%3.33%5%10%20%洪峰流量（m3/s）10.627.036.545.514.4424h洪量（萬m3）19.5713.5912.8210.628.453、表1.3 水位（m）庫容（萬 m ）關系水位101102103104105106107108109110庫容000.40.81.6357.49.813 水位111112113114一1151161

17容16202428.51J1 133.5538.6144.2950.2958.8663.91水位121122123124125126127128129130庫容74.4883.4192.99103.4114.7134.1160.6195.1230.6267.1其他相關的水文成果水庫吹程 0.52km，50年重現(xiàn)期最大風速為23.3m/s，多年平均最大風速17.0m/s，風向垂直于壩軸線。平均每年泥沙淤積量約0.09萬m3。1.2工程地質情況區(qū)域地質情況測區(qū)屬于大姚地西北面外圍的低中山構造侵蝕狹窄河谷地貌，河谷呈“U型，山脊呈長壟狀，山頂渾圓。出露地層為“滇中紅層”之白堊

18、系雜色泥巖、粉 砂巖夾鈣質泥巖。地表覆蓋第四系殘坡積、沖洪積層，為含礫低液限粘土夾碎石土。水庫位于云南山字型構造前弧構造西翼內側，盾地北端，屬大姚楚雄上疊坳陷三級構造單元。測區(qū)在大姚、姚安褶皺帶上，該區(qū)以褶皺為主，斷裂構造不 發(fā)育。區(qū)域構造線呈 NWNNW 展布，巖層走向近似 EW （傾向348358 °、傾角 1565 °）。受區(qū)域構造和局部應力場影響，巖體較破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育。區(qū)域上無 大斷裂通過，距元謀活動性斷裂約60km，龍林水庫區(qū)域構造基本穩(wěn)定。水庫工程地質庫區(qū)出露白堊系江底河組三段、四段（K2j3、K2j 4），上覆第四系松散土體。 庫區(qū)處于大姚盆地西北向外圍低

19、中山地帶，為一向斜的翹起端，斷裂構造不發(fā)育。 巖層總體傾向NW，走向NWSW，傾向348358 °，傾角1565 °，地層巖 性較為簡單。庫區(qū)無斷裂構造通過，地下水以碎屑巖裂隙溶孔水為主。庫區(qū)兩岸植被覆蓋一般，水土流失較輕。龍林水庫庫盆區(qū)兩岸山體厚實，分布泥巖、粉砂質泥巖，為相對隔水層，未發(fā)現(xiàn)通向庫外的透水構造。庫盆為斜向谷，巖層中緩傾上游偏左岸，本次查勘未發(fā)現(xiàn)庫水向鄰谷及向下游滲漏問題。但壩區(qū)巖體風化強烈，巖體破碎，透水性好，存在壩基及繞壩滲漏條件。水庫庫岸為巖質邊坡，兩岸坡上緩下陡，植被發(fā)育。右岸呈凸形，坡度2842。，為逆向坡；左岸呈折線形，坡度 3045。庫區(qū)河谷為

20、橫向谷，巖層傾 角大于坡角且?guī)r層傾向與坡向交角較大，不存在大的不利結構面組合。岸坡巖體節(jié)理、裂隙較發(fā)育，存在局部剝落。水庫庫岸總體穩(wěn)定性較好。龍林水庫周圍植 被覆蓋一般，水土流失較輕，水庫淤積不嚴重。壩址地質條件壩址處于河谷窄變的過渡，河谷呈NW向延伸，河床海拔高程約1880m ,自西向東逕流。庫岸坡度變化較大，上緩下陡。壩址區(qū)巖層主要為白堊系上統(tǒng)江 底河組上段K 2j3，巖性為雜色粉砂質泥巖夾鈣質泥巖、泥灰?guī)r，薄厚層狀，巖 層走向與坡向近于直交，傾向上游偏左岸，傾角3345 °，壩址區(qū)無斷裂構造通過，巖體較穩(wěn)定，基本沒有壩基、壩肩的穩(wěn)定問題。壩基河床表層為第四系沖、洪積紅褐、灰黑色

21、含礫粉質粘土夾礫砂，厚1.310.85m。壩址區(qū)基巖上部強風化巖體透水性較強，壩基、壩肩均存在較嚴重的滲漏問題。124地震情況根據(jù)國家 地震局頒布的1/400萬中國地震烈度區(qū)劃圖（1990 ）和據(jù)國家 質量技術監(jiān)督局發(fā)布的中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GB183062001 ），工程地區(qū)地震基本烈度為叫度，50年超越概率10%的地震動峰值加速度為0.10g，地震動反 應譜特征周期0.45秒。1.3建筑材料土料挖取水庫兩岸的強風化泥 巖類荒坡為壩體主料，儲量超過150萬m3，物理力 學指標如表1.4及土工試驗成果總表所示。粘土料在壩址下游約200400m處有適合制作防滲體的粘土料場，儲量達 9萬m3，

22、其物理力學指標如表1.4及土工試驗成果總表所示。表1.4各分區(qū)物理力學指標建議值'壩基沖洪積層物理力學指標壩體主料防滲體料棱體石料濕容重(g/cm3)平均值1.902.021.912.02干容重d (g/cm3)1.511.611.49飽和容重sat (g/cm3)2.24比重Gs2.702.692.72孔隙比E大值均值0.8940.6840.864天然含水量(%)26.1925.3628.24液限L (%)35.636.637.4塑限P (%)平均值22.021.722.9塑性指數(shù)Ip13.614.914.5壓縮系數(shù)a1-2 (MPa-1)0.370.380.511壓縮模里1Es (

23、MPa)4.95.03.9滲透系數(shù)k(cm/s),2.29 X 10-512.38 X 10-41.69 X 10-6統(tǒng)計法()平均值28.9120.5927.3抗剪強度指標c(kPa):29.430.5528.99()小值均值20.2918.6824.96法c(kPa):27.8722.1024.14建議值(20.2918.6824.9634.0)J灌漿粘土料在水庫右岸與壩頂高差約80100m的山坡上選定一個粘土料場。經(jīng)取樣測試，該土料202mm 粒徑占11%，20.005mm 粒徑占55.5%， 0.005mm 粒徑 占34.5%。最大干密度1.67g/cm3，最優(yōu)含水量18.955%，滲

24、透系數(shù)1.16 X 10- 6cm/s。符合灌漿粘土料的質量要求。該料場面積為3820m 2，平均厚度1.5m，儲量0.4萬m3。剝離系數(shù)2.5%，料場的開采方式以平采為主，運距約400500m，已有現(xiàn)成土路可以使用。塊石及碎石料水庫周圍大面積分布泥巖類巖層，無合適的石料可用，區(qū)外至水庫距離最近的新街石料場，石料巖性為白堊系江底河組第四段（K 2j4）紫紅色厚層狀粉砂巖，運距25km。含泥質，力學性能稍差。選定石料場為趙家店料場，巖性為白 堊系趙家店組（K2 z）紫紅色厚層狀細粗粒長石石英砂巖，儲量10萬m3,開采運輸較為方便。主要物理力學指標：比重2.68g/cm 3，容重2.44g/cm

25、3，孔隙率8.96%，最大吸水率 3.22%，軟化系數(shù) 0.39 ,水泥在縣城可以購買正規(guī)廠家生產的水泥，運距約7km，交通較為方便。砂料庫區(qū)附近天然砂料分布少，經(jīng)實地踏勘調查，含泥量大，且顆粒細小達不到工程質量要求，建議不采用。建議采用大姚龍街砂，該砂為灰白色石英砂，細度摸數(shù)1.95，含泥量4.6%。砂料是多年來縣城和鄉(xiāng)鎮(zhèn)建筑一直用砂料場，質量較好，儲量富足，完全可以滿足工程要求。其它資料和材料參數(shù)見物理力學指標表及土工試驗成果總表；并可參考有關設計手冊和規(guī)范中的推薦值選取。2. 調洪演算2.1防洪標準確定云南大姚縣屬于一般城鎮(zhèn)、四等城市級別，查 GB50201-94防洪標準知該 工程的防洪

26、標準設計重現(xiàn)期為 20 50年，校核30-100根據(jù)龍林水利樞紐設計基本 資料，防洪設計標準重現(xiàn)期選取 30年，相應的洪水頻率為3.33% ;防洪校核重現(xiàn)期 選取300年，相應的洪水頻率為0.33%。主要建筑物為4級，次要建筑物為 5級。永久建筑物洪水標準：正常運用（設計）洪水重現(xiàn)期50年；非常運用（校核水重現(xiàn)期300年。2.2基本數(shù)據(jù)經(jīng)過以上防洪標準的確定，在已知數(shù)據(jù)中選取汛期洪水過程設計見（表2.1）和汛期洪水過程校核（表2.2 ），水庫庫容曲線與（表1.3 ） 一致。表2.1汛期設計洪水過程（單位：m3 s）時間（ T=1h）12345678入庫洪水流量（3.33%）2.863.968.

27、8415.9357.1946.6933.5523.50時間（ T=1h）910111213141516入庫洪水流量（3.33%）16/X.11.408.055.804.323.352.742.36時間（ T=1h）1718192021222324入庫洪水流量（3.33%）2.142.(）：1.971.972.002.052.132.15表2.2汛期校核洪水過程（單位：m3 s ）時間（T=1h）12345678入庫洪水流量（0.33%）3.879.60116.3526.1182.9468.2649.8135.37時間（T=1h）910111213141516入庫洪水流量（0.33%）24.81

28、17.3012.148.656.324.783.783.14時間（T=1h）1718192021222324入庫洪水流量（0.33% ）2.752.532.412.362.362.432.382.482.3泄洪建筑物方案擬定溢洪道和隧洞是土石壩最常用的泄水建筑物， 對于中、高壩，大多采用泄洪隧 洞，該工程中屬于低壩，泄水建筑物采用岸邊正槽溢洪道。 考慮到有利的地形以 及排污、排冰的要求， 采用開敞式溢洪道。 根據(jù)資料所給的數(shù)據(jù)可斷定該工程等別屬于W等，工程規(guī)模屬于?。? ）型，泄流量不大，溢洪道的的型式選用寬頂 堰。由于選用了無閘門控制的泄洪建筑物，溢洪道寬頂堰的堰頂高程應與水庫的正常蓄水位一

29、致。2.4水庫各庫容的確定有基本資料可知，水庫各庫容值為：3防洪水位V防=8.6萬m;3興利庫容V興=124.9萬m;3死庫容 V死=0.09 X 50=4.5萬m;水庫總庫容 V總=V防+V興+V死3=8.6+124.9+4.5=138萬 m;根據(jù)（表1.3 ）采用內插法可知與水庫總庫容相對應的的庫水位為126.15米，以此作為參照，可擬定幾組水庫正常蓄水位，則溢洪道堰頂水頭即為該擬定 的正常蓄水位置值。2.5調洪演算 寬頂堰堰流水力計算公式：q= 1 s mb 2g Ho3 / 2（2-1 ）式中：'-反應閘墩及邊墩對寬頂堰流的影響；s寬頂堰流的淹沒系數(shù)；m-寬頂堰流量系數(shù)；b-

30、堰頂寬度；H-堰頂水頭；H o- 總水頭；q 下泄流量；公式中各個參數(shù)的確定。寬頂堰堰頂頭部選圓角形，取P /H=1.0、r/H=0.05,1與之對應的流量系數(shù) m=0.359 ;采用開敞式溢洪道，下泄水流不受閘墩及邊墩的 影響，側收縮系數(shù)=1.0 ;經(jīng)過溢洪道泄向下游的水流為自由出流，淹沒系數(shù)cs =1.0試算法的基本原理計算的步驟：根據(jù)已知的水庫水位容積關系曲線V=f ( Z)和泄洪方案，用水力學公式q=f(H)=Ab求出下泄流量與庫容的關系曲線(:選取合HV=f V適的計算時段，以秒為單位；決定開始計算的時刻和此時刻的Vi、qi值，然后列表計算，計算過程中，對每一計算時段的V2、q2值都

31、要進行計算；將計算的結果匯成曲線進行查閱。擬定幾組方案進行比較，選定最佳的設計方案。見(表2.3)方案計算表2.3方案計算表、* 7 ? 萬案堰頂咼程z ( m)堰頂寬度B (m)工況下泄流量Q (m3/s)庫容v (萬 m)庫水位Z (m)一1225設計35.57111.26124.70二1235設計30.16122.61125.41三12210設計42.49102.51123.91四12310設計40.93113.13124.86方案比較以及選定3經(jīng)比較可得方案二的庫容與水庫總庫容138萬m最接近，故選方案二為最3 佳方案。即水庫的堰頂高程=123m，堰頂寬度B=5m，設計流量Q=30.1

32、6m/s ，3設計洪水位Z=125.4m。經(jīng)計算校核流量Q=36.28m/s，校核洪水位 z=128.10m.3. 樞紐布置3.1工程等級與主要建筑物級別根據(jù)資料可知龍林水庫的庫容大約在100萬至10000萬，通過查SDJ217-87水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準可知，該工程等別為W等，工程規(guī)模為?。? ）型，永久性建筑物中主要建筑物級別為4級，次要建筑物和臨時建筑物級別均為5級。表3.1水利水電樞紐工程的分等指標分等指標工程等工程規(guī)模水庫總庫容（億Q 防洪別灌溉面積 水電站裝機容量（萬kW）m3)保護城鎮(zhèn)及工礦區(qū)保護農田面積（萬畝）（萬畝）一大（1）型>10特別重要城市、工礦區(qū)&g

33、t;500>150>75二大（2）型101T"r重要城市、工礦區(qū)500 100150 5075 25F中型1 0.1中等城市、工礦區(qū)100 3050525 2.5四?。?）型0.1 0.01j3一般城鎮(zhèn)、工礦區(qū)<305 0.52.5 0.05五?。?）型0.01 0.001<0.5<0.05r3.2壩型選擇壩址地質條件壩址處于河谷窄變的過渡，庫岸坡度變化較大，上緩下陡。壩址區(qū)巖層主要 為白堊系上統(tǒng)江底河組上段 K2j 3，巖性為雜色粉砂質泥巖夾鈣質泥巖、泥灰?guī)r， 薄薄厚層狀，巖層走向與坡向近于直交，傾向上游偏左岸，傾角3345。，壩址區(qū)無斷裂構造通過，巖

34、體較穩(wěn)定，基本沒有壩基、壩肩的穩(wěn)定問題。庫盆區(qū)兩 岸山體厚實，分布泥巖、粉砂質泥巖，為相對隔水層，未發(fā)現(xiàn)通向庫外的透水構 造。庫盆為斜向谷，巖層中緩傾上游偏左岸，本次查勘未發(fā)現(xiàn)庫水向鄰谷及向下 游滲漏問題。但壩區(qū)巖體風化強烈，巖體破碎，透水性好，存在壩基及繞壩滲漏 條件。龍林水庫庫區(qū)河谷為橫向谷，巖層傾角大于坡角且?guī)r層傾向與坡向交角較大，不存在大的不利結構面組合。岸坡巖體節(jié)理、裂隙較發(fā)育，存在局部剝落。水庫庫岸總體穩(wěn)定性較好。3.2.2水文條件經(jīng)過水文技術人員的分析計算，提出龍林水庫各組資料對應的汛期洪水過程見（表1.1 ）和汛末設計洪水過程見（表1.2 ）。水位庫容曲線見（表 1.3 ）。水

35、庫吹程0.52km，50年重現(xiàn)期最大風速為23.3m/s，多年平均最大風速17.0m/s，風向垂直于壩軸線。平均每年泥沙淤積量約0.09萬m3。3.2.3筑壩材料3挖取水庫兩岸的強風化泥巖類荒坡為壩體主料，儲量超過150萬m，3在壩址下游約200 400m處有適合制作防滲體的粘土料場，儲量達9萬m,3.3壩型比較重力壩結構作用明確， 設計方法簡便， 安全可靠，對地形、地質條件適性 強，樞紐泄洪問題容易解決，便于施工導流，施工方便。但其缺點是：壩體剖面尺寸 大，材料用量多，壩體應力較低，材料強度不能充分發(fā)揮，壩體與地基接觸面積 大，相應壩底揚壓力大，對穩(wěn)定不利，壩體體積大，在澆筑混凝土時，需要有

36、較 嚴格的溫度控制。拱壩對地形的要求是左右兩岸對稱，岸坡平順無突變， 在平面上向下游收縮的峽谷各段。壩端下游側要有足夠的巖體支撐，以保證壩體的穩(wěn)定。該壩段左右兩岸不對稱分布，不適宜修建拱壩。對地質的要求：河谷兩岸的巖基必須能承受 由拱端傳來的推力，要在任李情況下都能保證穩(wěn)定，不致危害壩體的安全。理想 的地質條件是：基巖比較均勻、單一，堅固整齊，有足夠的強度，透水性小，能抵抗 水的侵蝕，耐風化，岸坡穩(wěn)定、沒有大斷裂。土石壩的優(yōu)點是可以就地取材，就近取材。節(jié)省大量水泥、木材和鋼材。減 少工地的外線運輸量，能適應不同的地形、地質和氣候條件。大容量、多功能、 高效率施工機械的發(fā)展，提高了土石壩建設的發(fā)

37、展。通過以上比較，綜合考慮工程施工的經(jīng)濟、安全、便利等因素，此處更適合 修建土石壩。土石壩壩型選擇的因素有地形、地質條件，氣候條件，施工條件，壩基處理 方法，抗震要求，人防要求等，其中最主要因素是壩址附近的筑壩材料。均質壩、土質防滲體的心墻和斜墻壩，可以任意的適應地形、地質條件。均質壩壩體材料單一， 施工方便。這種壩所用的土料的滲透系數(shù)較小，施工 期間壩體內會產生孔隙水壓力，影響土料的抗剪強度，所以壩坡較緩，工程量較 大，此外鋪土厚度薄、填筑速度慢，施工容易受降雨和冰凍的影響，不利于加快進 度，縮短工期。土質心墻壩便于與壩基內的垂直和水平防滲體連接，心墻可以再深厚的覆蓋層上修建，是高、中壩中最

38、常用的壩型。心墻壩的防滲體。位于壩的中央，適應變 性的條件較好，特別是當兩岸壩肩很陡時更具有優(yōu)越性。龍林水庫地處西南地區(qū)， 含以高嶺石為主， 間有伊利石的肥料土， 壓實較 難，并且由于雨期較長， 又壩址下游200400m處有儲量豐富適合制作防滲體的 粘土料場，采用心墻壩為宜。壩址區(qū)基巖上部強風化巖體透水較強， 壩基存在嚴重滲漏， 采用心墻壩在壩的 上游部位開挖截水槽或設置混凝土防滲墻， 以便不干擾壩主體的填筑，從基本資料 可知，工程地區(qū)地震基本烈度為叫度， 采用心墻壩其抗震性能較好， 特別是上下游 棱體采用堆石或礫質土， 碾壓密實，受地震時不易產生滑坡、 裂縫等事故。綜合考慮各方面的因素，龍林

39、水庫土石壩壩型選擇粘土斜墻壩。3.4壩體排水常用的壩體排水設備有以下幾種形式：貼坡排水、棱體排水、褥墊式排水。經(jīng)綜合分析，本土石壩采用貼坡排水設備。貼坡排水結構簡單，用料節(jié)省，施工方便，易于檢修，能防止壩坡凍脹和風浪淘刷，常用于中小型工程下游無水的均值壩或是浸潤線位置較低的中等高度壩。3.5壩軸線選擇壩軸線選擇時，根據(jù)地形、地質、工程規(guī)模及施工條件、經(jīng)濟條件和技術綜合分析比較來選定。選在河谷的狹窄段，這樣壩軸線短，工程量小，但要綜合考慮對于兩岸壩段要有足夠寬度和高度。壩基和兩岸山體無大的不利構造問題，巖石應較完整，并應將壩基置于透水性小的堅實地層或厚度不大的透水層地基上。壩址附近有足夠數(shù)量符合

40、設計要求的土、砂、石料且便于開采運輸。4. 壩體剖面設計4.1壩坡本壩高約30m，屬于低壩。參閱水工設計手冊并結合實踐經(jīng)驗類比,表4-1為土石壩上下游邊坡比，根據(jù)規(guī)定以及施工、計算綜合方面來考慮上游壩坡用1:3.0，下游壩坡用1:2.5。表4.1上下游邊坡比4.2壩頂寬度壩頂寬度根據(jù)運行，施工，交通和人防等方面要求綜合研究確定。SL274-2007碾壓式土石壩設計規(guī)范規(guī)定：高壩頂寬可選 1015米，中、 低壩頂寬可選為 510米。壩頂寬度必須考慮心墻或斜墻頂部及反濾層布置的需要。在寒冷地區(qū)，壩頂還須有足夠的厚度，以保護粘性土料防滲體免受凍害。此壩壩高為28米，屬低壩且壩頂無交通要求因此取壩頂寬

41、度為5米。圖4.1壩頂構造4.3壩頂高程計算壩頂咼程等于水庫靜水位與壩頂超咼之和，按以下四種計算條件計算，取其最大值：設計洪水位加正常運用條件的壩頂超高；正常蓄水位加正常運用條件的壩頂超高； 校核洪水位加非常運用條件的壩頂超高；正常蓄水位加非常運用條件的壩頂超高，再加地震安全加高。壩頂超高d按式（4-1 ），對于特殊的重要工程，可取d大于計算值。(4-1 )d=R+e+A式中：R為波浪在壩坡上的設計爬高。e 為風浪引起的壩前水位雍高。A為安全加高。根據(jù)壩的級別按（表4.1 ）選用，其中非常運行條件（a）適用于山區(qū)、丘陵區(qū)，非常運行條件（b）使用于平原區(qū)、濱海區(qū)。表4.2土石壩安全加高單位（m）

42、常運用條件下取0.5m ;壩址屬于山區(qū)、丘陵區(qū)，在非正常條件下取0.3m。式（4-1 ）中R和e的計算公式多很多，重要是經(jīng)驗半經(jīng)驗性的，適用于一 定的條件，按SL 274-2001碾壓式土石壩設計規(guī)范推薦的計算公式確定。設計的壩頂高程是針對壩沉降穩(wěn)定以后的情況而言的，因此，竣工時的壩頂高程應預留足夠的沉降量。根據(jù)以往工程經(jīng)驗，土石壩預留沉降量一般為壩高的 1%。水庫的風壅高度值 e按下式確定：e 二 KW 2 D COS P（ 4-2）2 gH m式中：e-風雍高度（米）；D水面吹程；（Km）g-重力加速度；（m2/s）H m 延水庫吹程方向平均水域深度；（m）W-計算風速；（m/s）B -計

43、算風向與壩軸線法線的夾角，取為B =0；K-綜合摩阻系數(shù)，計算時一般取3.6 X 10 6。計算得正常運用情況:e=110歹m。非正常運用情況:e=210 3 m波浪在壩坡上的設計爬高R的推求：對于內陸峽谷水庫，在風速 W<20m/s、吹程D<2000m時，波浪的波長和波 高可采用官廳公式：ghi gD 12 - 0.0076W 12( 一2 )3(4-3)WWgLmi gD i2 _ 0.331W 2.15 (2) 3 .75(4-4)WW式中：h 一當2 時，為累計頻率的波高h ，;當gD W =202505%5%mgD W 2 =250 1000時，為累計頻率 10%的波高h

44、10%，m。D-風區(qū)長度；其值為 0.52km。W - 計算風速；(m/s)正常運用情況，取50年重現(xiàn)期最大風速W=23.3m/s，非正常運用情況，取多年平均最大風速W=17.0m/s ，根據(jù)SL274 2001碾壓土石壩設計規(guī)范中的要求，在波浪計算中，計算風速取值如下：正常運用條件下的3級、4級、5級壩，采用多年平均最大風速的1.5倍，即W=25.5m/s;非常運用條件下，采用多年平均最大風速，即 17m/s。計算的正常運用情況 :Lm = 8.42m , h =0.765m非正常運用情況:Lm = 5.62m , h =0.361m波浪的平均波高采用莆田試驗站公式：ghm 二 0.13th

45、 0.7( gH m W 2 )° .7 th 0.0018( gD W2 )°.45W 2- 0.13th0.7( gHn W 2 嚴式中：H m -水域平均水深，其值為 25.0m。計算的正常運用情況：hm =1.45m非正常運用情況:hm =1.92m波浪在壩坡上的設計爬高 R按下式確定：K w - /Rm hm Lm1 m 2上式中K w K查(表42)、(表4 3)可得，m是單坡坡度系數(shù)，若坡角 為，即為cot。由壩坡確定此處cot =2.5WJgH< 11.52.02.53.03.54.0> 5.0K W1.001.021.081.161.221.2

46、51.281.30本設計采 用混凝 土護 坡K ; =0.90 ,正常運 用情 況下W gH =0.094<1取表4.2造率及滲透性系數(shù)表4.3 經(jīng)驗系數(shù)Kw =1.00，非正常運用情況下 W gH =0.063<1 取 K w =1.00。計算的正常運用情況：Rm =1.17m非正常運用情況:Rm =1.09m設計波浪爬高值（R ）應根據(jù)工程等級確定， 4級、5級壩采用累計頻率為 5% 的爬高值。龍林水利樞紐工程屬于W等工程等別，攔河土石壩屬于4級壩，設計波浪爬高取:正常運用情況hm H =0.058非正常運用情況 hm H =0.077查（表4 4 ）得：正常運用情況波浪爬高R

47、p =1.84m地震區(qū)的土石壩，壩頂高程應在正常運用情況的超高上附加地震涌浪加高,地震涌浪高度可取為0.51.5m，綜合考慮龍1.0m。綜上可得 d 正=3.341m，d 非=3.343m根據(jù)地震設計烈度和壩前水深情況，林水庫的實際情況，地震涌浪加高取總以上分析與計算的壩頂高程成果見壩頂高程等于水庫靜水位與超高之和，應按下列四種情況計算，并取其中最大值;設計洪水位+正常情況的壩頂超高；H=2028.74m正常蓄水位+正常情況的壩頂超高；H=2028.34m校核洪水位+非常情況的壩頂超高；H=2029.44m正常蓄水位+非常情況的壩頂超高；H=2028.34m由計算可知，計算壩頂高程為2029.44m5. 滲流計算5