卵水河水庫(kù)土石壩設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、 廣播電視大學(xué)開(kāi)放教育試點(diǎn)水利水電工程與管理專(zhuān)業(yè)（專(zhuān)科）畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：卵水河水庫(kù)土石壩設(shè)計(jì)電大分校： 省水利廳工作站 學(xué)生： 伏向兵 學(xué) 號(hào)： 057270039 指導(dǎo)教師： 谷云香 完成日期： 2007年6月30 卵水河水庫(kù)土石壩設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（水利水電工程專(zhuān)業(yè)）摘要：卵水河水庫(kù)位于省禮縣境的卵水河上，距下游禮縣縣城30km，卵水河是長(zhǎng)江流域嘉陵江水系西漢水上游的一條支流，控制流域面積167平方公里，卵水河水庫(kù)總庫(kù)容為1532萬(wàn) ，灌溉面積為4萬(wàn)畝，是一座以灌溉為主，兼有防洪，養(yǎng)殖等綜合效益的中型水庫(kù)。水庫(kù)樞紐工程的主要建筑物有大壩，輸水洞，溢洪道等。根據(jù)本工程的規(guī)模與其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)

2、中的作用，按水利水電工程等級(jí)劃分與洪水標(biāo)準(zhǔn)（SL252-2000）規(guī)定，水庫(kù)屬等中型工程，主要建筑物按3級(jí)設(shè)計(jì)，其他建筑物按4級(jí)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵字：卵水河水利樞紐 混凝土 面板 土石壩水利樞紐特征參數(shù)表項(xiàng)目單位數(shù)量備注水位校核洪水位m229.70p=0.1設(shè)計(jì)洪水位m228.87p=1正常蓄水位m228.90汛期限制水位m228.30死水位m226.25庫(kù)容總庫(kù)容萬(wàn)m31532.00調(diào)洪庫(kù)容萬(wàn)m3267.91興利庫(kù)容萬(wàn)m3396.86死庫(kù)容萬(wàn)m3952.00主壩壩型土石壩壩頂高程m231.89最大壩高m31.89溢洪道孔數(shù)孔5研頂高程m225.70閘孔尺寸（寬×長(zhǎng)）m×m5

3、15;5.3單孔流量m3/（s.m）16.8消能方式挑流設(shè)計(jì)泄洪流量m3/s293.74校核泄洪流量m3/s419.22輸水洞型式圓形壓力洞進(jìn)口底部高程m216.0洞徑m4.0洞長(zhǎng)m100.0閘孔孔數(shù)（進(jìn)口）孔1閘孔孔數(shù)（出口）孔2最大輸水量m3/s116目 錄第1章某水利樞紐工程基本資料11.1 地形地質(zhì)條件11.1.1、地理位置與樞紐任務(wù)11.1.2、地形條件11.1.3、地質(zhì)條件11.1.4、水文氣象21.2 建筑材料與其他31.2.1、建筑材料31.2.2、對(duì)外交通31.2.3、其他31.2.4、附圖3第2章水文水利計(jì)算42.1 水文計(jì)算42.1.1、確定樞紐等別以與建筑物級(jí)別42.1

4、.2、水文計(jì)算42.2 水利計(jì)算62.2.1、確定泄洪方式62.2.2、防洪庫(kù)容推求72.2.3、淤沙高程與死水位82.3 水能利用計(jì)算8第3章壩型選擇與樞紐布置103.1 壩型選擇103.1.1、壩址特點(diǎn)103.1.2、各種壩型特點(diǎn)103.1.3、確定壩型123.2 樞紐布置123.2.1、水利樞紐的建筑物123.2.2、樞紐總體布置13第4章混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)154.1 壩體剖面設(shè)計(jì)154.1.1、壩頂構(gòu)造設(shè)計(jì)154.1.2、壩坡與馬道設(shè)計(jì)164.1.3、排水體設(shè)計(jì)174.1.4、趾板設(shè)計(jì)184.2 壩體材料分區(qū)設(shè)計(jì)194.2.1、混凝土面板尺寸和分縫204.2.2、壩體墊層區(qū)與過(guò)渡層設(shè)

5、計(jì)204.2.3、壩體主堆石區(qū)設(shè)計(jì)204.3 混凝土面板設(shè)計(jì)214.3.1、面板的形式尺寸設(shè)計(jì)214.3.2、面板的混凝土與接縫設(shè)計(jì)214.3.3、面板接縫止水設(shè)計(jì)224.4 壩基處理234.4.1、趾板地基處理234.4.2、壩基開(kāi)挖與處理244.5 混凝土面板堆石壩穩(wěn)定校核與變形估算244.5.1、混凝土面板堆石壩壩坡穩(wěn)定分析244.5.2、混凝土面板堆石壩變形估算25第5章溢洪道設(shè)計(jì)265.1 引水渠設(shè)計(jì)305.2 控制段設(shè)計(jì)265.2.1、溢流堰堰型與選擇265.2.2、溢流堰閘門(mén)閘墩設(shè)計(jì)275.3 泄槽形式與水力設(shè)計(jì)285.3.1、槽的形式與水面曲線設(shè)計(jì)295.3.2、泄槽彎道設(shè)計(jì)3

6、05.3.3、彎道沖擊波設(shè)計(jì)315.4 消能防沖段設(shè)計(jì)325.4.1、溢洪道沿程水頭損失和局部水頭損失325.4.2、水舌設(shè)計(jì)325.4.3、溢洪道挑坎與沖溝的處理33第6章隧洞與廠房平面設(shè)計(jì)346.1 隧洞布置原則與路線選擇346.1.1、水工隧洞總體布置原則356.1.2、隧洞路線選擇356.2 發(fā)電引水隧洞與廠房平面設(shè)計(jì)366.2.1、進(jìn)口段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇366.2.2、洞身段設(shè)計(jì)376.2.3、機(jī)型選擇與廠房平面確定386.3 排沙孔結(jié)合導(dǎo)流洞設(shè)計(jì)396.3.1、導(dǎo)流方案選擇406.3.2、龍?zhí)ь^式連接處的設(shè)計(jì)41第7章施工組織設(shè)計(jì)427.1、導(dǎo)流洪水設(shè)計(jì)427.2、圍堰設(shè)計(jì)437.1.

7、1、上游圍堰設(shè)計(jì)437.1.2、下游圍堰設(shè)計(jì)437.3、施工組織容與施工進(jìn)度計(jì)劃447.3.1施工組織容447.3.2、施工進(jìn)度計(jì)劃44致45第1章 卵水河土石壩工程基本資料1.1 地形地質(zhì)條件 地形地質(zhì)條件包含四個(gè)方面：地理位置與樞紐任務(wù)；地形條件；地質(zhì)條件和水文氣象。1.1.1、地理位置與樞紐任務(wù)卵水河水庫(kù)位于省禮縣境的卵水河上，距下游禮縣縣城30km，卵水河是長(zhǎng)江流域嘉陵江水系西漢水上游的一條支流，控制流域面積167平方公里，卵水河水庫(kù)總庫(kù)容為1532萬(wàn)m3，灌溉面積為4萬(wàn)畝，是一座以灌溉為主，兼有防洪，養(yǎng)殖等綜合效益的中型水庫(kù)。 1.1.2、地形條件 水庫(kù)庫(kù)區(qū)河谷較開(kāi)闊，寬度一般為50

8、0-600米，庫(kù)區(qū)兩岸山坡平緩。河床3-11米為沖洪積砂礫石層。大壩左端與茅廬山整體巖石較完整，基本抗水，作為壩肩是穩(wěn)定可靠的，亦無(wú)饒壩滲漏之患。右壩肩為厚達(dá)29米的黑色淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土，結(jié)構(gòu)致密，土質(zhì)較硬，垂直滲透系數(shù)2.4×10 m-5 ，不會(huì)產(chǎn)生饒壩滲漏現(xiàn)象。1.1.3、地質(zhì)條件 （1），區(qū)域地質(zhì)情況。卵水河河谷開(kāi)闊，河道兩側(cè)為剝蝕性黃土底山區(qū)，兩岸發(fā)育-級(jí)階地。級(jí)階地緊貼河床不太發(fā)育；級(jí)階地為現(xiàn)代主要耕作川區(qū)；級(jí)階地在壩址區(qū)僅見(jiàn)左岸有殘缺不全的分布。并有明顯的二元結(jié)構(gòu)表層為黃土狀重粉質(zhì)壤土，下為1-2米的砂礫石層，基下為第三系紅色砂礫石。本區(qū)所見(jiàn)古老的地層為上泥湓統(tǒng)大草灘群淺

9、海相之碎消巖，另外還分布有下第三系紅層，第四系堆積物。（2），地質(zhì)構(gòu)造與地震。 工程區(qū)在構(gòu)造單元上屬北嶺地槽之山前幼陷帶帶。本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，全區(qū)地震頻繁，特別是鹽關(guān)，禮縣一帶的地震對(duì)卵水河水庫(kù)的影響較大。根據(jù)省地震烈度圖（50年超越概率10），本區(qū)基本烈度為9度。（3），庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件。 庫(kù)兩岸基巖為下為第三系紅色砂礫石，黏土巖與上泥盆黃色紫色泥質(zhì)頁(yè)巖加石英砂巖，黑色灰質(zhì)頁(yè)巖加石英砂巖。庫(kù)無(wú)區(qū)域性的通向鄰谷的深大斷層。一般小的斷裂均在庫(kù)發(fā)生和尖滅，影響不大。庫(kù)區(qū)與與支溝均有不透水的第三系紅色黏土巖，砂礫巖露出，此種巖石膠結(jié)致密，不會(huì)漏水，經(jīng)過(guò)對(duì)庫(kù)的勘探分析，水庫(kù)向外流域與下游漏水的可能性很

10、小。1.1.4、水文氣象 （1，）水文資料，年徑流；卵水河發(fā)源于北嶺西部的尖山，土棚，蘆子灘三個(gè)地方，自西北向東南流，于大壩下游16km處，流入鹽關(guān)河再流入西漢水。年徑流由年降雨產(chǎn)生。年徑流在地區(qū)與時(shí)間上的分布與降雨量基本一致。年徑流在年際間變化懸殊，經(jīng)分析采用1959-1999年的資料，多年平均流量為0.59 m3/s，C=0.27，Cn=2Cv,不同頻率的年徑流量見(jiàn)表1.頻率 ()255075多年平均2Q（m3/s）0.7100.5820.4700.591W（萬(wàn)m3）2239.061834.061482.191863.78（2）洪水;本流域洪水均由暴雨形成,暴雨歷時(shí)短,均不足一天,實(shí)測(cè)的最

11、大日降水量141.7mm（1966年7月21日）.暴雨以6-9月為最多,遲至十月,早期在四月也有出現(xiàn)。表1.3各月每年平均流量表月份123456流量（m3/s）7.717.472.0162.3222.0306.2月份789101112流量（m3/s）377.4373.5279.8180.867.822.1河流多年平均輸沙量33000 m3,淤沙浮容重0.75t/ m3,摩擦角13度。1.2 建筑材料與其他 說(shuō)明建筑材料；對(duì)外交通；其他條件和給出的附圖。1.2.1、建筑材料南河流域地處山區(qū)，壩址附近土料缺乏，雖河流兩岸有坡地和少量梯田，但土質(zhì)多為砂土或砂壤土，且儲(chǔ)量較少。主要建筑材料為石料，儲(chǔ)量

12、豐富，運(yùn)距較近，主要料場(chǎng)分布在壩址上下游兩岸兩公里圍。料場(chǎng)覆蓋較薄，有利于開(kāi)采。此外，在壩址下游一公里以外的兩岸山坡上，分布有強(qiáng)風(fēng)化砂巖形成的山砂，經(jīng)粉碎與篩選后，可以作混凝土或砂漿的砂料。其建筑用料的物理力學(xué)特性如表1.4。表1.4 砌石體與混凝土的物理力學(xué)特性表名稱(chēng)容重（t/m3）彈性模量E（kg/cm2）摩擦系數(shù)f容許抗壓強(qiáng)度（kg/cm2）容許抗拉強(qiáng)度（kg/cm2）漿砌條石2.44.5砌體與砂巖0.65 砌體與砌體0.70251.0漿砌塊石2.34.0（80#砂漿砌筑）160.5干砌塊石1.7干砌毛條石2.0混凝土2.4518注：砌體與砂巖接觸面的抗剪斷凝聚力C=5 kg/cm2 ,

13、抗抗剪斷摩擦系數(shù)f=0.85。1.2.2、對(duì)外交通某樞紐下游三公里處的復(fù)興場(chǎng)，有公路通至縣城，對(duì)外交通較為方便。施工前，可自復(fù)興場(chǎng)修施工公路支線，即可進(jìn)入工地，保證施工期物資設(shè)備的供應(yīng)。1.2.3、其他施工期為三年，施工用電由復(fù)興場(chǎng)變電站架設(shè)十千伏高壓線，便可滿(mǎn)足工地施工與照明用電。1.2.4、附圖1壩址區(qū)地形圖 1：5002壩址河谷橫剖面圖 1：5003壩址河谷縱剖面圖 1：5004壩址下游水位流量關(guān)系曲線5書(shū)庫(kù)水位-庫(kù)容，面積關(guān)系曲線6.洪峰流量過(guò)程線第2章 水文水利計(jì)算 水文水利計(jì)算包含以下六個(gè)方面容：樞紐等別與建筑物級(jí)別；選擇壩型；水文計(jì)算；水利計(jì)算；淤沙高程與死水位和水能利用計(jì)算 。

14、2.1 水文計(jì)算2.1.1、確定樞紐等別以與建筑物級(jí)別樞紐等別根據(jù)四個(gè)方面確定：水庫(kù)庫(kù)容；裝機(jī)容量；防洪要求和城市供水灌溉。建筑物的級(jí)別確定根據(jù)樞紐等別決定。1. 水庫(kù)總庫(kù)容：某水庫(kù)庫(kù)容，面積關(guān)系曲線，給定的正常高水位為447.5米。水庫(kù)庫(kù)容2950萬(wàn)立方米。為0.295。在0.1到1之間，工程規(guī)模屬于中等，屬于三等的樞紐等別。2. 裝機(jī)容量：某水利樞紐裝機(jī)容量為1.45萬(wàn)千瓦，根據(jù)裝機(jī)容量和灌溉的面積，確定為三等樞紐。3. 防洪：建設(shè)好樞紐，可以保護(hù)下游中等城市，根據(jù)保護(hù)城鎮(zhèn)與工業(yè)區(qū)為中等，確定樞紐為三等。4. 供水灌溉：還有某供水，某水庫(kù)要保證上下游城鎮(zhèn)人民的生活用水，水利灌溉，利用電站尾

15、水灌溉農(nóng)田。根據(jù)以上所述，最后確定樞紐等別為三等。5建筑物級(jí)別確定：主要建筑物的級(jí)別確定根據(jù)樞紐等別決定，由三等的樞紐確定建筑物的級(jí)別：確定主要建筑物級(jí)別為3級(jí)別，次要建筑物級(jí)別為4級(jí)別，臨時(shí)建筑物級(jí)別為5級(jí)別。 參考資料：見(jiàn)資料12.1.2、水文計(jì)算 水文計(jì)算主要確定洪水重現(xiàn)期；調(diào)洪原理以與推求洪水過(guò)程線三個(gè)方面容。1、洪水重現(xiàn)期確定 根據(jù)建筑物級(jí)別，在設(shè)計(jì)工況下，主要水工建筑物洪水重現(xiàn)期：堆石壩在50到100年，以安全起見(jiàn)，取重現(xiàn)期為100年。見(jiàn)參考資料2 。 根據(jù)基本資料情況，由100年一遇的頻率下設(shè)計(jì)洪峰流量為Q設(shè)計(jì)=542.0立方米每秒。根據(jù)基本資料的附圖：洪水過(guò)程線圖。典型洪水過(guò)程

16、線有最大洪水來(lái)量為 =300 立方米每秒。水文計(jì)算用同倍比放大法計(jì)算。計(jì)算結(jié)果KQ=1.087.校核的情況：取洪水重現(xiàn)期為1000年一遇。該頻率下的洪峰流量Q校核=604.0 立方米每秒。計(jì)算結(jié)果KQ校核=2.0013。2、調(diào)洪原理水庫(kù)調(diào)洪是在水量平衡和動(dòng)力平衡（即圣維南方程組的連續(xù)方程和運(yùn)動(dòng)方程）的支配下進(jìn)行的。水量平衡用水庫(kù)水量平衡方程表示，動(dòng)力平衡可由水庫(kù)蓄泄曲線來(lái)表示。調(diào)洪計(jì)算就是從起調(diào)開(kāi)始，逐時(shí)段連續(xù)求解這兩個(gè)方程。.水庫(kù)水量平衡方程在某一時(shí)段，入庫(kù)水量減去出庫(kù)水量，應(yīng)等于該時(shí)段水庫(kù)增加或減少的蓄水量。水量平衡方程為式中 Q1時(shí)段始的入庫(kù)流量，m3/s； Q2時(shí)段末的出庫(kù)流量，m3/

17、s； V1時(shí)段始的水庫(kù)蓄水量，m3/s； V2時(shí)段末的水庫(kù)蓄水量，m3/s；計(jì)算時(shí)段，s.其能比較準(zhǔn)確地反映洪水過(guò)程線地形狀。.水庫(kù)蓄泄方程或水庫(kù)蓄泄曲線 水庫(kù)通過(guò)溢洪道泄洪，其泄流量地大小，在溢洪道型式、尺寸一定地情況下，取決于堰頂水頭H，即qf(H)。對(duì)于閘門(mén)全開(kāi)地表面式溢洪道，下瀉流量可按堰流公式計(jì)算。當(dāng)水庫(kù)水面坡降較小，可視為靜水面時(shí)，其泄流水頭H只是庫(kù)中蓄水量V的函數(shù)，即Hf(V)，故下瀉流量q成為蓄水量V的函數(shù)，即qf(H)或 q=f(V)調(diào)洪演算必要的資料a設(shè)計(jì)校核洪水過(guò)程線、水位庫(kù)容曲線、下游水位流量的關(guān)系曲線b泄洪建筑物的類(lèi)型、堰頂高程與尺寸,前者已經(jīng)已知,后者在進(jìn)行調(diào)洪演算

18、前先設(shè)出幾種方案,進(jìn)行比較后優(yōu)選方案c洪水標(biāo)準(zhǔn)中的洪水重現(xiàn)期(P校和P設(shè))3、 洪水過(guò)程線的推求計(jì)算結(jié)果于下表2.1表2.1 洪水過(guò)程推求結(jié)果表時(shí)段02345678典型1526582202202682903000設(shè)計(jì)2746.982104.806252.98397.54484.276524.03542.1校核3050.0338116.058280.182440.286536.3484580.377600.39時(shí)段1012141618202224典型278232172136106806250設(shè)計(jì)502.346419.224310.804245.752191.542144.56112.03490.

19、35校核556.3614464.3016344.2236272.1768212.1378160.104124.0806100.065根據(jù)同倍比放大法推求洪水過(guò)程線，根據(jù)資料取兩個(gè)小時(shí)為一個(gè)時(shí)段，在開(kāi)始幾個(gè)時(shí)段來(lái)水量變化比較大，取一個(gè)小時(shí)一個(gè)時(shí)段，可以更精確地推求洪水過(guò)程線。洪水過(guò)程線見(jiàn)附圖：洪水過(guò)程線。2.2 水利計(jì)算 水利計(jì)算有：泄洪方式的確定；防洪庫(kù)容的推求和淤沙高程與死水位確定。2.2.1、確定泄洪方式 1、 根據(jù)地形情況，采用溢洪道泄洪方式泄洪。采用高堰形式，用開(kāi)敞式冪曲線實(shí)用堰。泄流能力計(jì)算按： B：溢流堰總凈寬 c：上游坡度影響系數(shù) Q：流量：記入行進(jìn)流速的堰上水頭，對(duì)高堰，取H，

20、對(duì)低堰，按照公式計(jì)算.系行進(jìn)流速近似地取1 H：堰上水頭 g: 重力加速度 m：流量系數(shù) 以上公式參數(shù)等均見(jiàn)參考資料 3。 2、 孔口比較確定 根據(jù)公式初步取三孔乘四米單寬的孔口和兩孔乘五米單寬的孔口。調(diào)洪計(jì)算起調(diào)水位取溢洪道溢流堰頂高程,為汛前水位444.5米. 其計(jì)算調(diào)洪結(jié)果如下表2.2。表2.2 調(diào)洪結(jié)果對(duì)照表容設(shè)計(jì)洪水情況校核洪水情況最大來(lái)水量Q (m/s)最大下泄量q (m/s) 上游最高水位Z (m)最大來(lái)水量Q （m3/s） 最大下泄量q （m3/s） 上游最高水位Z (m)2*5單寬542215448.71600223448.713*4單寬542250448.656002634

21、48.71比較選定孔口,經(jīng)過(guò)比較,二孔乘五米單寬的孔口,在來(lái)水量一樣的情況下,下泄流量比三孔乘四米單寬的情況要小.設(shè)計(jì)洪水情況與校核洪水情況都是如此.設(shè)計(jì)情況下, 三孔乘四米單寬的孔口上游最高水位比兩孔乘五米的要低一點(diǎn).校核的情況是一樣的水位.在這樣的情況下,選擇下泄流量大的方案.最后確定選擇三孔乘四米單寬的孔口.2.2.2、防洪庫(kù)容推求下游防洪要求設(shè)計(jì)洪水從防洪限制水位經(jīng)過(guò)水庫(kù)調(diào)節(jié)后達(dá)到的最高水位，這個(gè)水位到防洪限制水位之間的庫(kù)容就是防洪庫(kù)容。也就是校核水位到防洪限制水位之間的庫(kù)容。溢洪道校核洪水位為448.71米，最大下泄流量q為263立方米每秒,相應(yīng)的總庫(kù)容為0.34億立方米；溢洪道堰頂

22、高程為444.5米，也就是防洪限制水位為444.5米，相應(yīng)庫(kù)容為0.227億立方米.設(shè)計(jì)洪水位為448.65米，最大下泄流量為250立方米每秒,相應(yīng)的庫(kù)容也為0.34億立方米.根據(jù)計(jì)算結(jié)果如下:上游設(shè)計(jì)洪水位:448.65米上游校核洪水位:448.71米上游正常蓄水為447.5米設(shè)計(jì)最大下泄流量:250立方米每秒 校核最大下泄流量:263立方米每秒下游設(shè)計(jì)水位206.3米下游校核水位206.6米下游正常水位402.3米設(shè)計(jì)防洪庫(kù)容0.096億立方米 校核防洪庫(kù)容0.113億立方米2.2.3、淤沙高程與死水位對(duì)于一般淤積不太嚴(yán)重的河流，可用死庫(kù)容作為淤沙庫(kù)容，其容積大小可根據(jù)水庫(kù)預(yù)期使用的年限計(jì)

23、算確定。淤積庫(kù)容可能大于自流引水所要求的死庫(kù)容。但在本設(shè)計(jì)中為確定水電站引水段的進(jìn)口高程，死庫(kù)容由淤沙庫(kù)容求得。1、 淤沙高程：按照兩種方法確定，一種是估算法，根據(jù)多年河流輸沙量和排沙估算；另外一種是耕具水庫(kù)的攔沙率和排沙比法確定。首先，按照估算法:水庫(kù)基本資料給定河流多年平均輸沙量為33000立方米.初步設(shè)計(jì)水庫(kù)使用年限為100年,淤積沙量為330萬(wàn)立方米,若水庫(kù)設(shè)計(jì)排沙孔排沙,每年按排沙百分之二十計(jì)算,這算出對(duì)應(yīng)的淤積沙量264萬(wàn)立方米,相應(yīng)的淤沙高程為418.4米.其次，按水庫(kù)攔沙率和排沙比法:水庫(kù)原始庫(kù)容3110萬(wàn)立方米,年平均水量為548703萬(wàn)立方米,多年平均輸沙量3.3萬(wàn)立方米.

24、淤積期即是使用期的平均調(diào)節(jié)系數(shù)算得百分之零點(diǎn)四二五.按平均淤損率算,淤損率為百分之零點(diǎn)零二六七年平均淤積量為8583.6立方米,水庫(kù)淤積達(dá)原庫(kù)容百分之五十的年限為1812年.年平均攔沙率為百分之二十六.水庫(kù)調(diào)節(jié)程序?qū)r沙率起主要作用外,還有其他多種因素存在.如泥沙顆粒的粗細(xì),泄流建筑物的形式,與水庫(kù)運(yùn)用的方式等.南和流域地處山區(qū),泥沙顆粒比較粗,攔沙率比較高,并且水庫(kù)汛期泄水以表面溢洪道為主,出庫(kù)含沙量應(yīng)該比較低.水庫(kù)的攔沙率比較高.設(shè)計(jì)定年平均攔沙率為百分之五十,擬定水庫(kù)使用年限為100年,河流多年的平均輸沙量為33000立方米.使用期,淤沙總體積為165完立方米.根據(jù)水庫(kù)水位庫(kù)容曲線得淤沙

25、高程為409.5米.參考資料 4。 以上兩種方案比較下來(lái)第二種方案更準(zhǔn)確,淤積計(jì)算更精確,淤沙高程比較低,比較符合資料地形情況.最后確定取淤沙高程為409.5米.2、 死水位的確定綜合考慮淤沙高程的因素，考慮取水口的高程等因素，死水位取水庫(kù)消落深度的最低高程。由于資料缺陷，水庫(kù)的消落深度取最大水頭的百分之三十。最大水頭由計(jì)算得46.5米，水庫(kù)的消落深度是13.95米。經(jīng)過(guò)計(jì)算得死水位高程為433.55米。最后確定死水位高程為434米。對(duì)應(yīng)的死庫(kù)容為1000萬(wàn)立方米。2.3 水能利用計(jì)算 水能利用計(jì)算有：確定水頭；根據(jù)水頭確定裝機(jī)容量。1、水頭確定 初步設(shè)計(jì)水電站裝機(jī)3臺(tái)機(jī)組，由電站引用流量為4

26、0立方米每秒，單機(jī)引用流量為13.33立方米每秒。根據(jù)基本資料下游水位流量關(guān)系曲線，下游最小水位為單機(jī)發(fā)電時(shí)候的水位，查出水位為401米的高程。 最大水頭： 最大H=46.5米。 最小水頭： 最小H=33 米。 平均水頭： 平均H=39.55米。而正常蓄水位滿(mǎn)荷載時(shí)候的水頭： 正常H經(jīng)過(guò)計(jì)算得45.2米。 取正常水位時(shí)候的水頭與平均水頭兩者之間的最大值。最后確定取設(shè)計(jì)水頭為45.2米。見(jiàn)參考資料14。2. 裝機(jī)容量確定 根據(jù)水電站出力計(jì)算公式：N=A*Q*H N: 水電站出力（功率） A: 水電站出力系數(shù) Q: 水電站引用流量 H: 水電站平均水頭 根據(jù)資料情況，水電站出力系數(shù)圍在6.0-8.

27、0之間。取出力系數(shù)為8。計(jì)算得出水電站出力（功率）為14464千瓦。取1.45千瓦。確定裝機(jī)容量為1.45萬(wàn)千瓦。水電站設(shè)計(jì)水頭45.2米，水電站功率 1.45千瓦。第3章 壩型選擇與樞紐布置壩型選擇根據(jù)壩址特點(diǎn)，各種壩型特點(diǎn)，比較各種壩型是否適合壩址特點(diǎn)確定。樞紐布置按照便于施工，利用地形的原則，合理布置。包含水利樞紐建筑物的確定，各建筑物適合不同地形確定樞紐布置。3.1 壩型選擇3.1.1、壩址特點(diǎn)某水利樞紐工程壩址河谷呈梯形，谷寬30到60米，兩岸基本對(duì)稱(chēng)，左岸平均坡角32度，右岸平均坡角約為35度，但在高程450米以上，山勢(shì)急劇變緩。壩址下游右岸約150米的地方有一條沖溝切割，左岸下游

28、110米的地方有一山灣地帶，壩址上游50米以外，河谷地勢(shì)開(kāi)闊，是水庫(kù)主要蓄水區(qū)。流域兩岸坡面林木叢生，植被良好。沿河流的兩岸分布有耕地。地貌特征屬于構(gòu)造剝蝕型地形。壩區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)大的斷裂構(gòu)造。巖層走向?yàn)镹80E,與河流流向近乎垂直。傾向NW，角度為5度。當(dāng)?shù)亟ㄖ牧现饕鞘希瑝沃犯浇亮先狈?，雖然河流兩岸有坡地和少量梯田，但是土質(zhì)多為砂土或壤土，且儲(chǔ)備量較少，主要建筑材料石料儲(chǔ)備量豐富，并且運(yùn)距較近，主要分布在壩址上下游兩岸兩公里圍。3.1.2、各種壩型特點(diǎn) 考慮比較四種比較常用的壩型：混凝土拱壩壩型；混凝土重力壩壩型；土壩壩型；支墩壩；土石壩。其中土石壩又分為土石心墻壩，土石斜墻壩，

29、心墻堆石壩，混凝土面板堆石壩。 1. 混凝土拱壩壩型：拱壩依靠?jī)砂稁r體承擔(dān)拱推力，抗滑穩(wěn)定由兩岸巖體決定，拱應(yīng)力分布均勻，有利于材料強(qiáng)度的發(fā)揮。節(jié)約材料，壩身可以開(kāi)孔過(guò)流，不需要另外設(shè)置泄洪建筑物，壩身輕，抗震性能好 。但是導(dǎo)流不方便，并且要求壩址河岸巖體要好，要是V型河谷。所以對(duì)壩址要求比較高，對(duì)防滲，溫度要求比較高。根據(jù)壩址地質(zhì)情況，不適合布置拱壩。2. 混凝土重力壩壩型：混凝土重力壩依靠大壩自身與巖基之間的摩擦力來(lái)平壓力從而維持穩(wěn)定。所以重力壩要求建在巖基上，所以要求有壩址有堅(jiān)硬的基巖?；炷林亓我蠓罎B要好，重力壩適應(yīng)性廣，并且安全可靠，對(duì)地形地質(zhì)調(diào)教適應(yīng)性強(qiáng)，可以使用大體積混凝土機(jī)

30、械施工，施工工藝簡(jiǎn)單。穩(wěn)定和應(yīng)力計(jì)算簡(jiǎn)單，在基巖上適于建混凝土重力壩。根據(jù)地形地質(zhì)情況，可以考慮建混凝土重力壩。 3. 土壩壩型：土壩利用土質(zhì)當(dāng)水，防滲比較差。土壩不能過(guò)水，需要另外設(shè)置壩外泄水建筑物。土壩對(duì)壩基要求不高，但是壩址區(qū)要有大量的土，要有建筑防滲心墻的土料。根據(jù)壩址情況，沒(méi)有土料，有大量的石料，不適合建筑土壩。 4.支墩壩 支墩壩由一系列支敦和擋水面板所組成，支墩沿壩軸線排列，前面設(shè)擋水面板。支墩壩也是依靠重力維持穩(wěn)定的擋水建筑物，自重較輕，壩體工程量小。由于支墩壩的應(yīng)力較高，對(duì)地基的要求比重力壩還高，特別是連拱壩，因其整體結(jié)構(gòu)，對(duì)地基的要求就更加嚴(yán)格，因此不能選用。大頭壩和寬縫重

31、力壩接近，也不宜采用。平板壩由于鋼筋用量大，且面板容易產(chǎn)生裂縫。也不適合修建該壩。 5. 土石壩壩型：土石壩要求土料與石料以一定的比例筑壩。也要求當(dāng)?shù)貕沃酚凶銐虻耐亮吓c石料，防滲材料。土石壩可以利用機(jī)械化快速施工，土石壩也不能在壩身過(guò)水，需要設(shè)置壩外泄水建筑物。在地形給予符合的情況下，可以考慮修建土石壩。根據(jù)壩址情況，有少量的沙土，或壤土，河谷不是很寬，可以考慮修建土石壩。土石壩可以分為土石心墻壩，土石斜墻壩，心墻堆石壩，混凝土面板堆石壩。心墻土石壩，土石斜墻壩和心墻堆石壩需要有建筑心墻的土料，利用心墻防滲，防滲性能不是很好?；炷撩姘宥咽瘔?，可以充分利用當(dāng)?shù)刎S富的石料，混凝土面板防滲比較好，

32、混凝土面板堆石壩是近年來(lái)迅速崛起的一種壩型，可以使用機(jī)械化快速施工，造價(jià)低，一般壩身不能泄水，堆石壩要求當(dāng)?shù)赜胸S富的石料。壩址區(qū)有豐富的石料，是建造堆石壩的有利條件，河谷不是很寬，是適合修建堆石壩的有利地形。由上面的方案選擇可知，在該地區(qū)最好采用的壩型就是堆石壩型。主要有幾個(gè)方面的原因：1）采用當(dāng)?shù)氐牟牧现?，還可以充分利用樞紐中其他建筑物開(kāi)挖的土料。2）某工程壩址石料材料豐富，土料相對(duì)較少，適合建堆石壩，堆石壩的斷面較小，即使在當(dāng)?shù)赜型亮系那闆r堆石壩也是可以考慮的壩型。3）從施工機(jī)械來(lái)看，大型堆石壩施工機(jī)械為加快施工、降低造價(jià)提供了保證條件。特別是重型振動(dòng)碾的使用，可把堆石壩體碾壓的密實(shí)，沉

33、降量很小，有利于壩的穩(wěn)定。4） 堆石壩對(duì)地基的要求比混凝土壩為低，可以建在地質(zhì)條件略差的壩址上。而某覆蓋層比較少，下面是石英砂巖，適合建堆石壩。5）某工程所在地，交通比較方便，有公路通往縣城，建造堆石壩可以減少外來(lái)材料的運(yùn)輸，并且可以充分利用當(dāng)?shù)厥?，比較有利。6）建造堆石壩施工導(dǎo)流問(wèn)題較土石壩容易解決，可部分利用未建完的堆石體壩頂在汛期溢流，從而可減小導(dǎo)流隧洞的尺寸，減少投資，但這種情況需注意對(duì)壩頂、下游壩坡和下游壩基加以保護(hù)。7）堆石壩設(shè)計(jì)理論和施工經(jīng)驗(yàn)的積累和發(fā)展，為修建即安全，又經(jīng)濟(jì)的堆石壩提供了另一保證條件。8）堆石壩施工比均質(zhì)土壩可少受雨天的影響，比混凝土壩可減少受溫度變化的影響。

34、3.1.3、確定壩型 堆石壩幾種防滲分區(qū)壩型比較：1鋼筋混凝土斜墻壩：對(duì)于施工有利，但由于厚覆蓋層，勢(shì)必引起壩體的不均勻沉陷， 從而引起混凝土的開(kāi)裂，為防止其發(fā)生，對(duì)于工程質(zhì)量的要求就很高，很難達(dá)到；且需要的鋼筋混凝土又較心墻壩多，故放棄鋼筋混凝土斜墻壩。混凝土斜墻壩的理由類(lèi)似。2鋼筋混凝土心墻壩：鋼筋混凝土心墻壩雖比混凝土重力壩節(jié)省砼量，又能有效利用當(dāng)?shù)氐耐潦希?dāng)?shù)靥幱谄h(yuǎn)山區(qū)，混凝土的生產(chǎn)、運(yùn)輸費(fèi)用高，筑心墻壩工期受心墻澆筑的影響。不宜采用。3瀝青混凝土心墻壩：瀝青混凝土有較好的塑性和柔性，當(dāng)產(chǎn)生裂縫時(shí)，尚有自行愈合的性能；施工簡(jiǎn)單、造價(jià)低；心墻受氣候條件、日照影響少，長(zhǎng)期老化問(wèn)題也較

35、少，施工可以與兩側(cè)填石同時(shí)進(jìn)行。但是，瀝青混凝土防滲墻與其它混凝土建筑物的連接十分重要，往往會(huì)出現(xiàn)裂縫和漏水，以至影響大壩安全。4混凝土面板防滲的面板壩：防滲面板壩依靠壩體上游面防滲以蓄水，抗滑穩(wěn)定性高；壩面坡度可比其它壩型陡些，減少壩體體積；面板兼有上游面護(hù)坡的作用；堆石體施工不受防滲結(jié)構(gòu)施工的影響；防滲面板設(shè)在壩體表面，維護(hù)、檢修比土防滲墻容易。當(dāng)然，由于壩體不均勻沉降會(huì)直接影響到防滲面板，使其發(fā)生裂縫，降低防滲功能，有損大壩安全；但是可以對(duì)防滲面板進(jìn)行分縫，就可以降低面板的集中應(yīng)力。即使沉降使得面板產(chǎn)生裂縫，可以在壩體設(shè)置排水，下游可以設(shè)置排水棱體。 綜合上面幾種壩型比較和某地區(qū)資料表明

36、，可以修建重力壩，堆石壩，因?yàn)橥亮先狈?，不能修建土壩。若要修建土壩，土料運(yùn)距很遠(yuǎn)，造價(jià)太高不經(jīng)濟(jì)，河谷為梯形，也不是修建拱壩的有利地形。當(dāng)?shù)赜胸S富的石料，巖基良好，在設(shè)計(jì)水位以上，坡度急劇變緩，有利于布置泄水溢洪道。是修建混凝土面板堆石壩的有利地形。所以大壩壩型優(yōu)先選擇混凝土面板堆石壩。3.2 樞紐布置3.2.1、水利樞紐的建筑物 水利樞紐的建筑物包括主要建筑物和臨時(shí)建筑物，主要建筑物有擋水建筑物；泄水建筑物；輸水建筑物和水電站建筑物。臨時(shí)建筑物有導(dǎo)流圍堰，導(dǎo)流洞和臨時(shí)工作橋等。擋水建筑物是混凝土面板對(duì)石壩。泄水建筑物有溢洪道，排沙洞，導(dǎo)流洞。輸水建筑物有引水渠，隧洞，尾水渠。水電站建筑物有電

37、站廠房，進(jìn)廠房壓力鋼管，開(kāi)關(guān)站等。3.2.2、樞紐總體布置樞紐布置的一般性原則：合理安排樞紐中各個(gè)水工建筑物的相互位置稱(chēng)為樞紐布置，其應(yīng)該遵循的一般原則是： （1）、 壩址，壩與其他主要建筑物的型式選擇和樞紐布置要做到：施工方便，工期短，造價(jià)低。 （2）、 樞紐布置應(yīng)該滿(mǎn)足各個(gè)建筑物在布置上的要求，保證其在任何工作條件下都能正常工作。 （3）、 在滿(mǎn)足建筑物強(qiáng)度和穩(wěn)定的條件下，降低樞紐總造價(jià)和年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。 （4）、 樞紐中各建筑物布置要緊湊，盡量將同一工種的建筑物布置在一起，以減少聯(lián)結(jié)建筑。 （5）、 盡可能使樞紐中的部分建筑物早期投產(chǎn)，提前發(fā)揮效益（如提前蓄水，早期發(fā)電或灌溉）。水工隧洞路線

38、選擇的原則：（1）、隧洞的路線應(yīng)該盡量避開(kāi)不利的地質(zhì)構(gòu)造，圍巖可能不穩(wěn)定與地下水位高，滲水量豐富的地段，以見(jiàn)效作用于襯砌上的圍巖壓力和外水壓力。（2）、洞線在平面上應(yīng)該力求短，直，這樣既可以減少工程費(fèi)用，施工方便，并且有良好的水流條件。（3）、隧洞應(yīng)該有一定的埋深。（4）、隧洞的縱坡，應(yīng)該根據(jù)運(yùn)用要求，上下游銜接，施工和檢修等因素綜合分析比較確定。（5）、對(duì)于長(zhǎng)隧洞，選擇洞線時(shí)還應(yīng)該注意利用地形，地質(zhì)條件，布置一些施工支洞，斜井，豎井，以便增加工作面，有利于改善施工條件，加快施工進(jìn)度。樞紐的外觀應(yīng)該與周?chē)h(huán)境相互協(xié)調(diào)，在可能條件下注意美觀。（1） 壩址：樞紐建筑物的布置要根據(jù)地形，以方便施工的

39、原則，充分利用地形來(lái)布置樞紐建筑物。壩址已經(jīng)選定，位于山灣地上游110米的地方。 （2） 擋水建筑物布置：混凝土面板堆石壩適合已經(jīng)選定的壩址，布置在距離山灣地上游110米的地方，壩軸線已定。 （3） 泄水建筑物布置：河流右岸坡度是35度。左岸下游110米的地方有一個(gè)山灣地帶，適合布置溢洪道，所以泄水建筑物選擇正槽溢洪道，考慮廠房可以布置在山灣地帶，所以在右岸布置溢洪道。在450米高程以上，坡度急劇變緩，具有布置溢洪道的條件。由于左岸布置廠房，有布置電站引水隧洞。所以排沙隧洞結(jié)合放空隧洞布置于右岸，以利于施工方便。排沙孔排水作為防洪一個(gè)儲(chǔ)備。根據(jù)壩址地形條件，右岸下游150米的地方有沖溝，溢洪道

40、布置要避開(kāi)沖溝，溢洪道挑坎布置于沖溝與河流相交的地方，以利于挑流消能，同時(shí)與河流有一個(gè)小的夾角，出水流態(tài)有利于河床水流消能，避免河床造成大的沖刷。 （4） 水電站建筑物布置：水電站適合布置于交通方便，施工方便，開(kāi)挖比較少的地形。所以電站廠房布置于左岸下游110米的山灣的地方。有利于減少開(kāi)挖，電站尾水歸河的流態(tài)好。廠房開(kāi)挖小，比較經(jīng)濟(jì)。位于電站450米的高程的坡度很小，可以布置開(kāi)關(guān)站。第4章 混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)4.1 壩體剖面設(shè)計(jì)壩體剖面設(shè)計(jì)有：壩頂；上下游壩坡；馬道；排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和上游趾板設(shè)計(jì)。4.1.1、壩頂構(gòu)造設(shè)計(jì)1、 防浪墻國(guó)外的面板壩普遍都在其頂部上游側(cè)設(shè)置不透水的擋墻，它即起當(dāng)水作

41、用，又起擋土作用，也是防浪墻。防浪墻延伸到兩岸與壩頭基巖或結(jié)構(gòu)物相連接，形成完整的防滲系統(tǒng)。因此他是壩體防滲結(jié)構(gòu)的一個(gè)組成部分。在各種形式的防浪墻中，直墻防浪較為有效，各壩多采用L形鋼筋混凝土墻。之所以能夠采用高防浪墻，是因?yàn)榻?jīng)碾壓填筑的壩體具有較好的穩(wěn)定性且沉降量較小，且在施工期基本完成，不會(huì)危機(jī)高防浪墻的防滲性；高防浪墻所節(jié)省的堆石費(fèi)用將大于建造防浪墻的費(fèi)用，壩越高節(jié)省的堆石量越多。有時(shí)為了進(jìn)一步節(jié)省堆石方量，可在壩頂下游一側(cè)另設(shè)擋墻，如成屏一級(jí)壩的防浪墻高5.25m，在壩頂下游側(cè)另設(shè)4m高的擋墻，形成“垂直戴帽”結(jié)構(gòu)，致使壩體填筑方量節(jié)約達(dá)17。加高防浪墻也是加高壩體的措施之一，薩爾瓦興

42、娜壩在施工過(guò)程中決定將壩頂加高6m，就是采用高8m的防浪墻并咱壩頂下游側(cè)加設(shè)2.6m高的擋墻來(lái)實(shí)現(xiàn)的。采用較高的防浪墻可以減少堆石填筑方量，降低造價(jià)，綜合考慮壩址區(qū)風(fēng)浪水文條件，初步確定防浪墻高度為4米。根據(jù)資料8，防浪墻高度圍4到6米，最后確定防浪墻高度4米?；炷撩姘宥咽瘔畏€(wěn)定邊坡為1：1.3到1：1.4。防浪墻頂高出壩頂1米到1.2米。取高出壩頂1米。去上游邊坡為1：1.3，下游邊坡1：1.4。防浪墻采用直防浪墻，用“L”型鋼筋混凝土墻。2、壩頂高程按照設(shè)計(jì)和校核情況計(jì)算取最大者。相應(yīng)靜水位加安全超高。按照資料7，安全超高公式d= + +A:為防浪墻在壩坡上的爬高；:風(fēng)浪引起的壩前水位壅

43、高； A:為安全超高，取0.7；其中按照公式計(jì)算=0.45;:設(shè)計(jì)波高；m：壩坡坡率；n：護(hù)坡面糙率，混凝土取0.015；k：綜合摩擦系數(shù)，一般取（1.5-5）×,計(jì)算時(shí)取3.6×v：設(shè)計(jì)風(fēng)速； D:吹程；H：水庫(kù)水域的平均水深；: 風(fēng)向與壩軸線法向的夾角。 防浪墻建基高程應(yīng)高于正常高水位，防浪墻與面板間的接縫應(yīng)安周邊縫來(lái)處理，止水結(jié)構(gòu)必須可靠。堆石體在自重作用下和水荷載作用下產(chǎn)生蠕變，竣工后還會(huì)繼續(xù)發(fā)生沉降與水平位移，壩體填筑是要預(yù)留填筑超高。有效降低了壩頂高程，大大的節(jié)省了工程量。大壩壩頂寬度取8米，壩頂下游設(shè)計(jì)護(hù)攔，取護(hù)攔的高度為0.5米。防浪墻與面板連接處設(shè)計(jì)垂直于

44、面板的接縫，防浪墻底寬實(shí)際與墊層水平寬度一樣。取3.5米，防浪墻采用混凝土澆筑。過(guò)度層與壩排水體水平寬度取3.5米，為了方便機(jī)械化施工，排水體設(shè)置在過(guò)渡層后，排水體下依次分別設(shè)計(jì)主堆石體和次堆石體。下游護(hù)坡采用大塊石堆砌，厚度取0.5米。 防浪墻與面板之間設(shè)計(jì)接縫，底部設(shè)計(jì)銅片止水，期于均設(shè)計(jì)為填預(yù)塑柔性填料，取用瀝青木版。經(jīng)過(guò)計(jì)算得設(shè)計(jì)波高為0.625米，風(fēng)浪在壩上爬高為2.6米，風(fēng)浪引起的水位壅高為0.005米，正常情況下的安全超高為3.35米，非正常情況下的安全超高為3.05米。所以壩頂高程在設(shè)計(jì)情況下為452米，校核情況下為451.76米，這兩個(gè)之間取大的。最后確定壩頂高程為452米。

45、防浪墻高出壩頂1米，防浪墻頂高程為453米。根據(jù)資料8，壩頂寬度一般取為5米到8米，壩頂設(shè)計(jì)公路通行，以方便人行。取壩頂寬度為8米。河流河谷底基巖表面為覆蓋層，厚度為2米到3米，壩基面初選在強(qiáng)風(fēng)化線上，壩基開(kāi)挖覆蓋層，強(qiáng)風(fēng)化層初步設(shè)計(jì)開(kāi)挖2米。則最低壩基面高程取為438米。計(jì)算得壩高54米。為了方便施工，壩剖面在下游坡設(shè)計(jì)兩個(gè)馬道，每隔20米高程一個(gè)，分別在432米高程設(shè)計(jì)一個(gè)寬度為2米的馬道，在412米高程設(shè)計(jì)一個(gè)馬道。設(shè)置馬道有利于壩坡的穩(wěn)定。4.1.2、壩坡與馬道設(shè)計(jì)壩坡取決于壩型、壩高、壩的等級(jí)，壩體與壩基材料的性質(zhì)所承受的荷載、施工和運(yùn)行條件等因素。土質(zhì)防滲體的心墻壩，當(dāng)壩殼采用堆石

46、料時(shí)，下游常用坡度為1：1.51：2.5，上游常用坡度為1：1.71：2.7。斜墻壩的下游壩坡坡度可適當(dāng)偏陡，上游壩坡則可適當(dāng)放緩，石質(zhì)壩坡可放緩0.2。參考所查斜心墻堆石壩資料列舉相近的工程實(shí)例，如美國(guó)的圓峰大壩，壩高134m，壩頂寬13.4m，最大壩底寬度大于500m，基巖為玄武巖，覆蓋層厚30m，壩體上游坡1：1.8，下游坡1：1.7。巴西的芬納斯大壩，壩高127m，基巖為石英巖，覆蓋層厚幾米，壩體上游坡1：2.0，下游坡1：1.8。美國(guó)的瑪蒙特湖大壩，壩高142.8m，基巖為風(fēng)化片麻巖，覆蓋層厚42.4m，壩體上游坡1：3，下游坡1：2。我國(guó)小浪底為壤土斜心墻堆石壩，壩頂寬15m，最大

47、壩高154m，最大壩底寬度864m。覆蓋層深度80多米，大壩上游坡12.6，下游坡11.75參考以上工程經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本工程，基巖主要為石英砂巖，設(shè)計(jì)地震烈度為6級(jí)。由于上游為混凝土面板，不設(shè)馬道，上游壩坡坡率設(shè)計(jì)為穩(wěn)定壩坡 ，1：1.3，下游壩坡坡率取1：1.4。考慮到攔截雨水，防止沖刷壩面，同時(shí)便于觀測(cè)和檢修、設(shè)置排水設(shè)備，也可作交通之用，下游壩坡每隔20米高設(shè)一個(gè)馬道，共2條馬道，馬道寬取2米。根據(jù)據(jù)資料7：土石壩的上下游面通常都應(yīng)設(shè)置護(hù)坡。上游面護(hù)坡是為了保護(hù)上游坡細(xì)粒土免受波浪的沖刷；防止靠近泄水建筑物處的上游坡遭受順壩水流的沖刷；防止冰層和漂浮物的損害。下游面護(hù)坡為防止雨水沖刷；防止有

48、水部分的風(fēng)浪、冰層和水流作用；防止壩體無(wú)粘土料被風(fēng)吹散；以與防止蛇、鼠、白蟻等動(dòng)物對(duì)壩體的破壞。下游護(hù)坡采用大塊石堆砌，厚度取0.5米。4.1.3、排水體設(shè)計(jì)為防止?jié)B流逸出處的滲透變形；改變滲流方向，增加壩體穩(wěn)定等，堆石壩均應(yīng)設(shè)壩體排水設(shè)備。排水設(shè)備的型式有：A型，棱體排水；B型，貼坡排水；C型，壩排水設(shè)備，包括褥墊排水層、網(wǎng)狀排水帶、排水管、豎式排水體等。壩體排水設(shè)計(jì)：由于大壩的沉降，導(dǎo)致面板產(chǎn)生應(yīng)力變形，從而產(chǎn)生裂隙而滲漏；或者面板的縫間滲漏造成壩滲流。所以在壩設(shè)計(jì)排水區(qū)。排水區(qū)采用煙囪式排水體。設(shè)計(jì)了排水體，從而減少壩滲透水壓力，提高了透水性，對(duì)大壩起到了保護(hù)的作用。該區(qū)的主要任務(wù)是保持

49、面板漏水的時(shí)候能自由排水而不至于沖壞其他區(qū)（主堆石區(qū)）。該區(qū)配料采用加工石料，最大顆粒直徑不超過(guò)150毫米，最小顆粒直徑不小與5毫米，填筑厚度每層取600毫米。所以石料采用人工石英砂巖，最大顆粒直徑不得超過(guò)600毫米，（過(guò)度層最大顆粒直徑為200毫米到300毫米），最小顆粒直徑不小與5毫米，填筑厚度按每層1米。（主堆石區(qū)每層碾壓1米）以方便施工碾壓。 下游棱體材料設(shè)計(jì)：下游棱體是為了排出壩滲流的水而設(shè)計(jì)。所以下游棱體與煙囪式的壩排水提互相連接，下游棱提的重要作用還有起到大塊石重力壓坡。所以棱體材料必須選擇顆粒直徑比較大。設(shè)計(jì)最大顆粒直徑不超過(guò)800毫米，小于5毫米的顆粒含量控制在到之間，填筑厚

50、度也取1米。以方便施工碾壓?？障堵士刂圃诘街g。滲透系數(shù)不大于0.1cm/s。設(shè)計(jì)壩排水區(qū)位于過(guò)度層之下，設(shè)過(guò)壩底通過(guò)棱體排水排出壩體；壩排水體初定水平寬度為3.5米，也是以便機(jī)械施工碾壓，橫向通過(guò)棱體的部分高度取3米。距離棱體頂部取3米。下游棱體尺寸：取棱體上游坡度為1：1，下游坡度按大壩的下游壩坡坡度。取1：1.4的坡度。棱體頂部設(shè)計(jì)2米寬度。由于千分之八的河流比降，下游考慮開(kāi)挖深度等因素，取棱體高度為14米，棱體底部高程為398米。4.1.4、趾板設(shè)計(jì)趾板的設(shè)計(jì)包括形式與尺寸設(shè)計(jì)；配筋，接縫，與插筋，趾板混凝土設(shè)計(jì)。1、 趾板的形式與尺寸設(shè)計(jì)：混凝土面板與河床與兩岸基巖的連接采用趾板防滲

51、，趾板與面板共同作用形成防滲體。趾板基準(zhǔn)線確定：開(kāi)挖線取自強(qiáng)風(fēng)化線。趾板下基巖風(fēng)化程度為界于強(qiáng)風(fēng)化和弱風(fēng)化之間。根據(jù)資料8，取允許水力梯度H/S=8.河谷底最大底板S取6.5米，取最大為7米，最小取4米。趾板的厚度可小于相連接的面板厚度，但是不小于0.3，取厚度h=0.4米，與面板的厚度一樣，趾板頭部的斜長(zhǎng)度一般要求不小于0.8米，取0.8米。趾板下游面垂直于面板，面板底下的趾板高度不小于0.9米，取1米。2、 趾板的配筋，接縫，與插筋，趾板混凝土 按照資料8，要求趾板混凝土與面板混凝土的要求一樣。采用525#硅酸鹽水泥，或普通硅酸鹽水泥，趾板取用普通硅酸鹽水泥，為了趾板的防裂，在趾板混凝土中

52、加入摻和料。采用二級(jí)粉煤灰，摻量取百分之二十。趾板要求膨脹系數(shù)較小打開(kāi)骨料配置。澆筑時(shí)間取在低溫季節(jié)。為了簡(jiǎn)化施工，降低工程造價(jià)，趾板配筋采用單層雙向鋼筋，即是配溫度筋。布置在趾板表面。每向配筋率采用。巖基上趾板鋼筋保護(hù)層厚度取10厘米。趾板與基巖的連接采用插筋，即是錨筋連接，錨筋直徑取25毫米，間距去.挖迷，長(zhǎng)取4米。錨筋用普通鋼筋制作。用砂漿埋固于鉆孔，頂部采用90度彎鉤與面層鋼筋連接。趾板要求根據(jù)開(kāi)挖后的地基設(shè)計(jì)伸縮縫，縫間距取不大于9米?？p中設(shè)計(jì)金屬止水片。為了有效地防止出現(xiàn)溫度裂縫，趾板施工縫間距采用15米。4.2 壩體材料分區(qū)設(shè)計(jì)依照資料12，將面板壩填筑體分成三個(gè)主要區(qū)，分別是土

53、料鋪蓋區(qū)，半透水料墊層區(qū)和主堆石區(qū)。 土料鋪蓋區(qū)又稱(chēng)為防滲補(bǔ)強(qiáng)區(qū)：用防滲土料碾壓填筑或水下拋填而成，采用粘土覆蓋周邊縫與高程比較低的面板。以免面板出現(xiàn)裂縫和板間縫，周邊縫開(kāi)時(shí)，土料進(jìn)入縫中，從而恢復(fù)防滲，可以利用天然淤積物來(lái)形成土料鋪蓋區(qū)。 半透水墊層區(qū)：直接位于面板下部，應(yīng)該避免上游坡面板應(yīng)力集中。要求墊層料粒徑不能過(guò)大，應(yīng)該有比較多的細(xì)料。要求細(xì)料含量要足以填滿(mǎn)粗孔隙，并且有良好的級(jí)配。主堆石區(qū)：是堆石壩的主體，要求本區(qū)的低壓縮性，級(jí)配良好的壩料填筑。碾壓到足夠的密實(shí)度。主堆石區(qū)根據(jù)不同的的形狀，按滿(mǎn)足水力過(guò)渡與變形模量遞減的原則，分三區(qū)，過(guò)度區(qū)，主堆石區(qū)，下游堆石區(qū)。見(jiàn)附圖：壩體分區(qū)圖。4.2.1、混凝土面板尺寸和分縫中低壩可以采用0.3-0.4厚的等厚面板，由于壩高為54米，由計(jì)算得混凝土面板取0.4米厚度。面板分縫：對(duì)面板進(jìn)行分橫縫和縱縫，水平施工縫，垂直施工縫。垂直縫取12米的間距。面板下設(shè)計(jì)墊層，考慮施工采用機(jī)械化施工碾壓，根據(jù)資料