水利樞紐碾壓混凝土重力壩施工設計

1、 金河金水水利樞紐碾壓混凝土重力壩設計PAGE 第 PAGE 91 頁 共 NUMPAGES 91 頁)第一章 金河金水水利樞紐1.1 流域概況及樞紐任務萬江是我國大河流之一，其干流全長1200公里，流域面積25400平方公里，上游95%為山地，河床狹窄，水流湍急；中游大部分為丘陵地帶，河床較寬；下游岸為沖積平原，人口最密，農(nóng)產(chǎn)豐富，為重要農(nóng)業(yè)區(qū)域，且有一個中等工業(yè)城市，但下游河床淤高，主要靠堤防擋水，每當汛期，常受洪水威脅。萬江流域內(nèi)物產(chǎn)以農(nóng)產(chǎn)為主，有稻谷、小麥、玉米、甘薯等，礦產(chǎn)較少，燃料很缺乏。金河是萬江的重要支流，流經(jīng)萬江的上、中游地帶，全長250公里，平均坡降為0.0009，流域面積

2、為9200平方公里，河道兩岸為山地丘陵，河道狹窄，水流較急，能量蘊藏甚大，但洪水漲落迅速，對萬江中下游防洪相當不利。金河開發(fā)計劃是配合萬江而制定的，為減輕金河洪水對萬江中下游農(nóng)田的威脅，且開發(fā)金河能夠供應萬江中下游工農(nóng)業(yè)日益增長的動力需要，擬在金河與萬江匯流處的金水興建水利樞紐。本樞紐的主要任務是防洪、發(fā)電等綜合利用效益。1.2 壩址地形在本壩址地區(qū)，河床狹窄，僅一百多米寬，但隨著高程之增高兩岸便趨于平坦。兩岸高度在200米以上，海拔高程在400米以上，在壩址處右岸較左岸為陡，右岸平均坡度為0.5左右，左岸為0.4左右。壩址位于河灣的下游，在壩址上游十余公里有一開闊地帶，為形成水庫的良好條件。

3、1.3 壩址地質(zhì)該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造比較簡單，主要巖層為黑色硅質(zhì)頁巖和燧石，上有3-9米左右的覆蓋層，系河沙卵石，近風化泥土層及崩石。其巖層性質(zhì)為：黑色硅質(zhì)頁巖：屬沉積巖，為硅質(zhì)膠結(jié)物之頁巖，根據(jù)勘測結(jié)果，該巖層性質(zhì)堅硬致密，僅巖石上層10-18米深度存在有裂縫和節(jié)理，不很嚴重，但須加以處理，經(jīng)過壓水試驗，巖石之單位吸水量為0.1公升/分鐘。燧石：其巖層不寬，分布于左岸，巖性較黑色硅質(zhì)頁巖為弱。巖層走向：左岸為南300西，右岸為南50東，傾角為500-700，傾向正向上游：在壩址處，據(jù)目前資料尚未發(fā)現(xiàn)斷層。硅質(zhì)頁巖的力學性質(zhì)：（1）天然含水量時的平均容重： 2600公斤/立方米（2）基巖抗壓強度： 1

4、000-1200公斤/平方厘米（3）牢固系數(shù) 1215（4）巖石與混凝土之間的的抗剪斷摩擦系數(shù)為f=0.85，抗剪斷凝聚力系數(shù)c=7.0kg/cm2；抗剪摩擦系數(shù)0.65。 1.4 水文氣象本樞紐位于我國中部，氣候溫和，雨量豐富，雨量多集中于6-9月，此四個月為豐水期，多暴雨。流域及河流坡度較陡，故洪水來勢兇猛?？菟谠?0-5月，1-4月為最枯季節(jié)：本河流自1954年開始建立水文站，本樞紐距該站不遠。1、多年月平均流量表月123456789101112605080100180420650600440240150952、各種時期不同頻率的洪峰值頻率（%）0.010.020.11.02.0510

5、洪水期洪峰(立米/秒)5890560047503630330028002500枯水期洪峰 (立米/秒)2702502083、降雨量資料，見下表： 單位：毫米月份123456各月平均降雨量5.28.818.534.032.680.3各月平均降雨次數(shù)2.43.75.96.38.58.1月份789101112各月平均降雨量118.0140.0125.260.128.28.0各月平均降雨次數(shù)6.39.8010.18.87.82.2一日最大降雨量曾達90.5毫米。4、氣溫記錄及冰凍情況，見下表： 單位：cm月份123456多年月平均氣溫4.26.511.517.522.125.9最高氣溫13.520.0

6、28.530.435.239最低氣溫-7.0-4.7-2.31.58.013.0月份789101112多年月平均氣溫28.627.722.716.810.44.7最高氣溫38.537.236.028.021.115.3最低氣溫17.516.010.02.5-2.1-4.8年平均氣溫為16.5。河道常年不結(jié)冰，在委寒冷的情況下，地面有冰凍現(xiàn)象，但歷時短。5、河道泥沙情況根據(jù)壩址附近水文站的統(tǒng)計，本河流年平均輸砂量為1.8106米3，在河流上游山區(qū)有部分森林，其他地方亦在進行造林工作和其他的水土保持工作。水土保持生效年限可采用30年，泥沙飽和容重取1.4噸/立方米，泥沙內(nèi)摩擦角為00。6、水庫吹程

7、、風速吹程為3.0公里；多年平均最在風速為15米/秒。50年一遇的風速為17米/秒。7、典型洪峰過程線，水庫水位庫容曲線，水庫水位面積曲線（見另圖）。8、壩址流量水位關系如下表：流量（立方米/秒）20050010002000水位（米）153.46155.13156.8158.94流量（立方米/秒）3000400050005500水位（米）160.68162.41164.1164.961.5 當?shù)夭牧戏植记闆r在壩址上下游兩岸有大量的河砂和較多的卵石，椐初步調(diào)查河砂的儲蓄量為820000立方米，滲透系數(shù)K=410-2厘米/秒，卵石儲量有580000立方米，大部分在上海。在壩址下游三公里左右，有部分

8、土壤；儲量不多，約52000立方米，K=110-3厘米/秒。在本河流上游地區(qū)，有部分山區(qū)森林，可作筑壩所需木材之用。1.6 交通運輸（1）陸路：目前已有三級公路通過本地區(qū)，離壩址150公里處有鐵路，且與公路銜接。（2）外地材料之運輸，主要靠鐵路、公路，部分可用木船，運輸較方便。（3）施工動力與施工機械的供應：施工動力大部分可由壩址下游處之縣城供給，不足之數(shù)由離壩址70公里的縣城供給。施工機械之供應是方便的。（4）勞動力：壩址所在地區(qū)，有足夠的農(nóng)業(yè)勞動力；在滿足了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求下，可以抽調(diào)一部分農(nóng)業(yè)勞動力參加樞紐之修建工作。1.7 其他設計資料上游校核洪水位 184m 死水位 166.28m上游

9、設計洪水位 181m 電站總裝機容量108000千瓦上游正常蓄水位 179m 電站最大引用流量 360m3/s設計流量 2200m校核流量 3300m下游校核尾水位154m下游設計尾水位152m下游正常尾水位151m 第二章 樞紐總體布置2.1 工程等別確定因為校核洪水位為184m，查水位庫容曲線，總庫容=20億m310億m3故：工程等別為等。又由電站裝機容量10800千瓦，大于50MW且小于300MW；故：工程等別為等。由兩者綜合得，取等別大的，該工程等別為等，因此建筑物級別為級，抗滑穩(wěn)定系數(shù)K=1.10 。2.2 水利樞紐的分類及布置原則水利樞紐按承擔任務的不同可分為防洪樞紐、灌溉樞紐、發(fā)

10、電樞紐、航運樞紐等。而大多情況下都是多目標的集合利用樞紐。按壩型可分為重力壩樞紐、拱壩樞紐、土石壩樞紐及水閘樞紐等。 水利樞紐布置必須充分考慮地形，地質(zhì)條件，使各種水工建筑物都能布置在安全可靠的地基上，并能滿足建筑物的尺度和布置要求以及施工的必需條件，樞紐布置使各個不同功能的建筑物在其位置上各得其所，在運行中相互協(xié)調(diào)，充分有效地發(fā)揮所承擔的任務。在滿足基本要求的前提下，力求建筑物布置緊湊，一物多用，減少工程量，降低造價。同時要充分考慮美學要求。一個大型水利樞紐工程的總體布置是一項復雜的工程，需要按系統(tǒng)工程分析方法進行論證確定。2.3 壩址選擇壩址選擇與樞紐布置密切相關，不同壩型軸線易采取不同的

11、壩型和樞紐布置，同一壩址也可以有不同的壩型和樞紐布置方案，通過經(jīng)濟比較擇優(yōu)選出壩軸線位置及相應的合理壩型和樞紐布置。壩址選擇與地質(zhì)條件密切相關，理想壩址地質(zhì)條件是強度高，透水性好，不易風化，沒有構(gòu)造缺陷的巖基，但一般來說，壩址在地質(zhì)上總是存在缺陷，因此，在選用壩址時應用實際出發(fā)。不僅要慎重考慮壩基地質(zhì)條件，還要求庫區(qū)及壩址兩岸的邊坡有足夠的穩(wěn)定性。壩址地形條件與壩型選擇和樞紐布置有著密切關系。除此之外，地形條件在很大程度上會影響壩址。一般來說，壩址宜選在河谷狹窄地段，壩軸線較短，可以減少壩體工程量，還要考慮便于施工導流等等，因此需要全面分析。結(jié)合考慮，選擇最有利的壩址，對于此工程：1從地質(zhì)條件

12、看：上壩線處河床高于下壩線，根據(jù)地質(zhì)剖面圖，上壩線處地基巖比較穩(wěn)定，壩基巖為黑色硅質(zhì)頁巖和燧石，上面有3-9米覆蓋層。2從施工條件看：上壩線河床比較寬，顯然相同條件下，上壩線更有利于施工導流，截流期比較短，更容易截流。3從水流條件看，由上、下壩線壩址水位流量關系看出，在同樣情況下，上壩線更有利于抬高水位，對發(fā)電為主的樞紐是有利的。4從經(jīng)濟方面考慮，下壩線雖然相對平坦一些，且對外交通比上壩線短，但其緊鄰生活區(qū)，需要遷移居民，耗資較大，不利于經(jīng)濟合理原則，因此，選上壩線比較好。綜合以上所有因素來看，在滿足樞紐布置和施工導流的前提下，上壩線工程量較小，壩軸線構(gòu)造更簡單，因此，選上壩線作為壩址。2.4

13、 壩型的選擇1重力壩（1）重力壩主要依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力來滿足穩(wěn)定要求；同時依靠壩體自重產(chǎn)生的壓應力來抵消由于水壓力所引起的拉應力以滿足強度要求。重力壩之所以得到廣泛應用，是因為其具有以下幾個方面的優(yōu)點： 安全可靠。重力壩剖面尺寸大，壩內(nèi)應力較低，筑壩材料強度高，耐久性好，因而抵抗洪水漫頂、滲漏、地震和戰(zhàn)爭破壞的能力都比較強。 對地形、地質(zhì)條件適應性強。任何形狀的河谷都可以修建重力壩。 樞紐泄洪問題容易解決。重力壩可以做成溢流的，也可以在壩內(nèi)不同高程設置泄水孔，一般不需要另設溢洪道或泄水隧洞，樞紐布置緊湊。 便于施工導流。在施工期可以利用壩體導流，一般不需要另設導流隧洞。 施工方便。大體積

14、混凝土可以采用機械化施工，在放樣、立模和混凝土澆筑方面都比較簡單，并且加強、修復、維護或擴建也比較方便。（2）重力壩的缺點主要是壩體剖面尺寸大，材料用量多，把體應力較低，材料的強度不能充分發(fā)揮，而且需要嚴格的溫度控制措施，壩基與地基的接觸面積大，相應的壩體揚壓力大，對穩(wěn)定不利。 2土石壩 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，它之所以得到廣泛應用和發(fā)展有以下優(yōu)點： 可以就地、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。 能適應各種不同的地形、地質(zhì)和氣候條件。 大容量、多功能、高效率施工機械的發(fā)展，提高了土石壩的施工質(zhì)量，加快了進度，降低了造價，促進了高土石壩建設

15、的發(fā)展。但土石壩壩頂不能溢流，施工導流不如混凝土壩方便，壩體的斷面大，土料填筑的質(zhì)量易受氣候的影響。3拱壩拱壩須是固接與基巖的空間殼體結(jié)構(gòu)，在平面上呈凸向上游的拱形，其拱冠剖面豎直的或向上游凸出的曲線形，壩體結(jié)構(gòu)既有拱作用又有梁作用。由于拱壩剖面較薄，壩體幾何形狀復雜，因此，對于施工質(zhì)量、建筑材料強和防滲要求等都較重力壩嚴格。除此之外，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段。本設計的兩岸地形不適合建拱壩。綜合以上三種壩形的優(yōu)缺點，考慮到本樞紐主要承擔了防洪作用，而且在校核洪水位時的流量和泄流量都較大，需要開敞式的壩體泄流形式，由于土石壩自身不能在壩頂溢流的缺

16、點，不能夠滿足防洪的需要，故選用重力壩作為設計壩型。而重力壩的形式比較多，主要可分為實體重力壩、碾壓混凝土重力壩、寬縫重力壩等。下面介紹這幾種壩型： 1實體重力壩的主要優(yōu)點就是，結(jié)構(gòu)相對比較簡單，施工比較方便，并且有豐富的經(jīng)驗技術，施工過程中質(zhì)量容易控制。其不足之處就是壩體體積較大，揚壓力也比較大，施工時不利于混凝土的散熱。 2寬縫重力壩具有以下一些優(yōu)點：充分利用了混凝土的抗壓強度；揚壓力顯著降低；節(jié)省混凝土方量。但也有一些缺點，如：增加了模板用量，立模也較復雜；分期導流不便；在嚴寒地區(qū)，對寬縫需要采取保溫措施，而且寬縫重力壩的散熱比較好，并且一般情況下，不易出現(xiàn)被壩體內(nèi)部混凝土由于膨脹而破壞

17、壩體的穩(wěn)定。 3碾壓混凝土重力壩與常態(tài)混凝土重力壩相比，具有以下一些優(yōu)點：工藝程序簡單，可快速施工，縮短工期，提前發(fā)揮工程效益；膠凝材料用量少，又特別是水泥用量減少；由于水泥用量減少，結(jié)合薄層大倉面澆筑，壩體內(nèi)部混凝土的水化熱溫升可大大降低，從而簡化了溫控措施；不設縱縫，節(jié)省了模板和灌漿等費用；可使用大型施工機械設備，提高混凝土運輸和填筑的工效。但也有一定缺點，如：壩體混凝土分區(qū)；各區(qū)域內(nèi)混凝土的級。再結(jié)合設計內(nèi)容，結(jié)合工程中有豐富的砂石料場，地質(zhì)條件不是很復雜，故確定選擇碾壓混凝土重力壩方案。2.5 樞紐的總體布置攔河壩在水利樞紐中占主要地位。在確定樞紐工程位置時，一般先確定建壩河段，再進一

18、步確定壩軸線，同時還要考慮采用的壩型和樞紐中建筑物的總體布置，合理解決綜合利用要求。一般地，泄洪建筑物和電站廠房應盡量布置在主河床位置，供水建筑物位于岸坡。該樞紐中重力壩由17個壩段組成，其中非溢流壩段每個壩段的長度大約為16m，從右岸至左岸依次為：1號號6壩段為右岸擋水壩段，7號10號壩段為溢流壩段，11號17號壩段為左岸擋水壩段。該壩的壩基最低高程為136.0m,壩頂高程為185.7m，最大壩高為49.7m，壩體總長為269m。樞紐工程布置見附錄上下游立視圖。2.5.1溢流壩的布置溢流壩的位置應使下泄洪水、排冰時能與下游平順連接，不致沖淘壩基和其他建筑物的基礎，其流態(tài)和沖淤不致影響其他建筑

19、物的使用。考慮將其設置在主河床段，約51米，分為4個壩段，8號和9號壩段長12m，7號和10號壩段長13.5m，溢流堰頂高程為171.6m，堰頂安裝工作閘門和檢修閘門。工作閘門為弧形閘門，閘門寬高=9m8m，采用卷揚式啟閉機啟閉。公路橋高程與非溢流壩頂一致。堰頂設有3個中墩，其厚度為3m，2個邊墩，厚為3m，橫縫設在閘墩上，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155m，反弧半徑為16m，挑射角為25。邊墩向下游延伸成導水墻，其高度為5.5m，斷面為梯形，頂寬為0.5m，需分縫，縫距為20m。2.5.2 非溢流壩的布置非溢流壩一般布置在河岸部分并與岸坡相連，非溢流壩

20、與溢流壩或其他建筑物相連處，常用導墻隔開。連接處盡量使迎水面在同一平面上，以免部分建筑物受側(cè)向水壓力作用改變壩體的應力。在寬闊河道上以及岸坡覆蓋層、風化層極深時，非溢流壩段也可采用土石壩。本設計的非溢流壩段左段約為118米，右段約為100米。壩段長均為16m。壩頂寬度為7m，壩頂兩側(cè)各設一人行道，人行道寬1m。壩頂上下游側(cè)均設置1.2m欄桿和燈柱。壩的其他尺寸為：上游坡度為1：0，下游坡度為1：0.8，折坡點高程為172.25m。2.5.3 發(fā)電廠房的布置從壩址地形圖上分析，左岸較右岸緩，且在壩址附近沒有設置廠房的最佳位置，故考慮采取壩后式廠房，將廠房布置在左岸。具體設計過程見電站廠房設計部分

21、。總體布置見樞紐總體布置圖。第三章 非溢流壩段設計3.1 壩頂高程的確定壩頂應高于校核洪水位，壩頂上游防浪墻頂?shù)母叱虘哂诓ɡ隧敻叱?，其與正常蓄水位或校核洪水位的高差，可根據(jù)混凝土重力壩設計規(guī)范，由下式（3-1）計算，應選擇兩者中高程的高者作為選定高程 （3-1）式中： 防浪墻頂至正常蓄水位或校核洪水位的高差（m）；波高（m）； 波浪中心線至正常或校核洪水位的高差（m）；安全超高，按混凝土重力壩設計規(guī)范規(guī)定，按下表 31采用。表31 安全超高hc相應水位壩的安全級別正常蓄水位0.70.50.4校核洪水位0.50.40.33.1.1 正常蓄水位時壩頂高程的確定 壩的安全級別為I級，查表31得,

22、m由于D=3 Km 20 Km， 20（取50年一遇的風速）宜按官廳水庫公式計算 （3-2） （3-3） （3-4） 在20250之間,故h為累積頻率為5%的波高，； = 0.826 m 查混凝土重力壩設計規(guī)范表得： 由式（34）得： =0.7+1.03+0.37=2.1 m所以，壩頂高程= 179+2.1=181.1 m3.1.2 校核蓄水位壩頂高程的確定查表31得：m D=3 Km 20 Km， 20（取多年平均最大風速），則按官廳公式計算： 在20250之間, 故h為累積頻率為5%的波高，； =0.707m查混凝土重力壩設計規(guī)范表得： =0.5+0.31+0.877=1.687 m 所以

23、，壩頂高程=184+1.687=185.7 m 兩者比較取大值，則壩壩高程為185.7 m。3.2 開挖線的確定由于壩頂高程185.7 m，由上壩線地質(zhì)剖面圖及規(guī)范規(guī)定，壩高小于50m，可建在弱風化中部到上部基巖上，因此壩基沿弱風化層界限開挖，壩基最底點高程136 m 。3.3 非溢流壩剖面的確定3.3.1 基本剖面設計 根據(jù)重力壩的荷載特點與工作特點，基本剖面為三角形。如圖3-1。圖3-1 基本剖面圖1.壩底寬度的計算 T= （3-5） （3-6）其中：H=45m , , , ,聯(lián)立（35）、（36）得： 解得： 0，則取= 0，即該壩的上游面為鉛直面。由于上游面為鉛直面，則：3.3.2 實

24、用剖面的確定圖3-2 實用剖面示意圖1壩底寬度：根據(jù)工程實踐，下游邊坡m=0.60.8，為提高壩的安全性，取 m=0.8，則壩底寬度為45且滿足壩底寬度為壩高的0.70.9倍。2. 壩頂寬度：根據(jù)混凝土重力壩設計規(guī)范碾壓混凝土重力壩最小寬度為5m，為滿足交通要求，取壩頂寬度B=7m 。3. 廊道：選用城門洞形，寬3m，高3m，廊道底面距壩基面5m，即高程141m，廊道上游面距上游壩面3m 。4.壩體排水管：根據(jù)規(guī)范要求，擬定其距上游壩面的距離3m，間距2m，管內(nèi)徑20cm 。5.排水孔：根據(jù)規(guī)范要求，擬定其距灌漿帷幕2m，孔距2m，孔徑100mm 。6.灌漿帷幕：根據(jù)規(guī)范要求，擬定其中心線距上

25、游壩面3.5m，因為壩高小于100m。故設置一排帷幕，孔距為2m 。3.4 壩體強度和穩(wěn)定承載能力極限狀態(tài)驗算3.4.1 校核洪水位時壩體沿壩基面的抗滑穩(wěn)定性驗算1荷載組合：自重+靜水壓力+揚壓力+淤沙壓力+浪壓力2荷載組合計算： 波浪要素計算，由前面已知：=7.91m=3.955m 經(jīng)計算可知，該重力壩在校核洪水位情況下壩基面的抗滑穩(wěn)定性滿足要求。(2) 壩趾抗壓強度承載能力極限狀態(tài)（偶然組合）： 作用效應函數(shù)： S（）=（）（1+） （39）抗壓強度極限狀態(tài)抗力函數(shù):= 或 = （310） 式中：壩基面上全部法向作用之和，KN，向下為正；全部作用壩基面形心的力矩之和，KNm，逆時針方向為正

26、；壩基面的面積，；壩基面形心軸到下游面的距離，m；壩基面對形心軸的慣性矩，；壩體下游坡度；混凝土抗壓強度，KPa；基巖抗壓強度，Kpa； 碾壓混凝土選用，且材料的分項系數(shù)為1.5，故：所以，經(jīng)過計算，壩趾抗壓強度滿足要求。（3）正常使用極限狀態(tài)壩踵垂直應力不出現(xiàn)拉應力（計揚壓力）壩踵垂直應力不出現(xiàn)拉應力（計揚壓力），計算公式為： 0 （311）壩基面形心軸到上游面的距離，m 。 、按標準值計算。 則：壩踵垂直應力不出現(xiàn)拉應力。3.4.2 校核洪水位時壩體內(nèi)層面（廊道中心線上的面）的抗滑穩(wěn)定性驗算1荷載組合：自重+靜水壓力+揚壓力+淤沙壓力+浪壓力2荷載組合計算：同上。具體計算參見計算簡圖3-4

27、及附錄A荷載計算表格3-8、3-9。圖3-4 校核洪水位壩體內(nèi)層面荷載計算簡圖3驗算：（1）壩體混凝土層面的抗滑穩(wěn)定性極限狀態(tài) 計算作用效應函數(shù)：S（）=8690.91-740.01=7950.9 KN 抗滑穩(wěn)定抗力函數(shù)：R（）= + （312） 式中：計算層面上全部切向作用之和，KN ；混凝土層面抗剪斷摩擦系數(shù)；計算層面上全部法向作用之和，KN，向下為正；計算層面的截面積，；壩基面抗剪斷黏聚力系數(shù)； 因為壩體材料為碾壓混凝土，查混凝土重力壩設計規(guī)范表821-2得、的材料性能分項系數(shù)分別為1.3，3.0 ；查附錄D表D3得=0.91，=0.97Mpa 。則：摩擦系數(shù)設計值：=0.91/1.3=

28、0.7 粘聚力設計值： 抗力函數(shù)：R（）=+ 式中：穩(wěn)定性核算：對偶然組合 =1.1，=0.85，=1.2抗滑穩(wěn)定性需滿足 =1.10.857950.9=7434.0915KN /=16214.814/1.2 = 13512.345KN 經(jīng)計算可知，該重力壩在校核洪水位情況下壩體內(nèi)層面的抗滑穩(wěn)定性滿足要求。(2) 壩體選定截面下游端點的抗壓強度承載能力極限狀態(tài)：（偶然組合）： 作用效應函數(shù)： S（）=（）（1+） （313） 抗力函數(shù): = （314）式中： 計算截面對形心軸的慣性矩，； 計算截面形心到下游面的距離，m； =13066.67kpa =（）（1+）=881.58kpa所以，經(jīng)過計

29、算，壩體選定截面下游端點的抗壓強度滿足要求。（3）正常使用極限狀態(tài)壩體選定截面上游面的垂直應力不出現(xiàn)拉應力（計揚壓力）計算公式為： 0 （315）（ 、按標準值計算） 則：選定截面上游面的垂直應力不出現(xiàn)拉應力。3.4.3 正常蓄水位時壩體沿壩基面的抗滑穩(wěn)定性驗算1荷載組合：自重+靜水壓力+揚壓力+淤沙壓力+浪壓力2荷載組合計算： 波浪要素計算，由前面已知 =8.96m=4.48m 所以，正常蓄水位時壩體混凝土與基巖接觸面的抗滑穩(wěn)定性滿足要求。 (2) 壩趾抗壓強度承載能力極限狀態(tài)（基本組合）： 作用效應函數(shù)： S（）=（）（1+）抗力函數(shù): = 或 = 所以，經(jīng)過計算，壩趾抗壓強度滿足要求。（

30、3）正常使用極限狀態(tài)壩踵垂直應力不出現(xiàn)拉應力（計揚壓力）壩踵垂直應力不出現(xiàn)拉應力（計揚壓力），計算公式為：0 （ 、按標準值計算） 則：壩踵垂直應力不出現(xiàn)拉應力。3.4.4 正常蓄水位時壩體內(nèi)層面（廊道中心線上的面）的抗滑穩(wěn)定性驗算1荷載組合：自重+靜水壓力+揚壓力+淤沙壓力+浪壓力2荷載組合計算：具體計算參見計算簡圖3-6及附錄A荷載計算表格3-4、3-5。圖3-6 正常蓄水位壩體內(nèi)層面面荷載計算簡圖3驗算：（1）壩體混凝土層面的抗滑穩(wěn)定性極限狀態(tài) 計算作用效應函數(shù)：S（）=6815.23-471.99 = 6343.24 KN 抗滑穩(wěn)定抗力函數(shù)：R（）= + 摩擦系數(shù)設計值：=0.91/1

31、.3=0.7 粘聚力設計值： 抗力函數(shù)：R（）=+ 式中：R（）=+ 穩(wěn)定性核算：對于基本組合 =1.1，=1.0，=1.2抗滑穩(wěn)定性需滿足 =1.11.06343.24=6977.564 KN /=18145.49/1.2 = 15121.242 KN 經(jīng)計算可知，該重力壩在校核洪水位情況下壩體內(nèi)層面的抗滑穩(wěn)定性滿足要求。（2）壩體選定截面下游端點的抗壓強度承載能力極限狀態(tài)：（基本組合）： 作用效應函數(shù)：S（）=（）（1+）抗力函數(shù):= =13066.67kpa =（）（1+）= 715.99 kpa所以，經(jīng)過計算，壩體選定截面下游端點的抗壓強度滿足要求。（3）正常使用極限狀態(tài)壩體選定截面上

32、游面的垂直應力不出現(xiàn)拉應力（計揚壓力）計算公式為： 計算截面形心到上游面的距離，m 。 、按標準值計算。 則：選定截面上游面的垂直應力不出現(xiàn)拉應力。3.5 應力計算應力計算公式如下：上游面垂直正應力： （316）下游面垂直正應力： （317）上游面剪應力： （318）下游面剪應力： （319）上游面水平正應力： （320）下游面水平正應力： （321）上游面主應力： （322） （323）下游面主應力： （324） （325）以上公式（316）到（325）適用于無揚壓力作用的情況，當截面上有揚壓力作用時，應分別采用下列公式： （326） （327） （328） （329） （330） （331

33、） （332） （333） 式中： 壩體計算截面沿上、下游面的長度，m ; 上游壩坡； 下游壩坡；、計算截面在上、下游壩面所承受的水壓力強度（如有淤沙壓力時，應計入在內(nèi)）；、計算截面在上、下游壩面處的揚壓力強度； 計算截面上全部垂直力之和（包括壩體自重、水重、淤沙重及計算的揚壓力等），以下向下為正，對于實體重力壩，均切取單位寬度壩體為準（下同）；計算截面上全部垂直力及水平力對于計算截面形心的力矩之和，以使上游面產(chǎn)生壓應力者為正。3.5.1 正常蓄水位壩基面的應力計算計算時： 表示上游水位，m ； 表示下游水位，m ； 表示淤沙高度， m ； 以下符號表示意義相同。不計揚壓力時： 上游面垂直正應

34、力： 下游面垂直正應力： 上游面剪應力： 下游面剪應力： 上游面水平正應力： 下游面水平正應力： 上游面主應力： 下游面主應力： 2計揚壓力時： 上游面垂直正應力： 下游面垂直正應力： 上游面剪應力： 下游面剪應力： 上游面水平正應力： 下游面水平正應力： 上游面主應力： 下游面主應力： 3.5.2 正常蓄水位壩體內(nèi)層面的應力計算不計揚壓力時： 上游面垂直正應力： 下游面垂直正應力： 上游面剪應力： 下游面剪應力： 上游面水平正應力： 下游面水平正應力： 上游面主應力： 下游面主應力： 2計揚壓力時： 上游面垂直正應力： 下游面垂直正應力：上游面剪應力： 下游面剪應力： 上游面水平正應力： 下

35、游面水平正應力： 上游面主應力： 下游面主應力： 3.5.3 校核洪水位時壩基面的應力計算1不計揚壓力時： 上游面垂直正應力： 下游面垂直正應力： 上游面剪應力： 下游面剪應力： 上游面水平正應力： 下游面水平正應力： 上游面主應力： 下游面主應力： 2計揚壓力時： 上游面垂直正應力： 下游面垂直正應力：上游面剪應力： 下游面剪應力： 上游面水平正應力： 下游面水平正應力： 上游面主應力： 下游面主應力： 3.5.4 校核洪水位時壩體內(nèi)層面的應力計算1不計揚壓力時： 上游面垂直正應力： 下游面垂直正應力： 上游面剪應力： 下游面剪應力： 上游面水平正應力： 下游面水平正應力： 上游面主應力：

36、下游面主應力： 2計揚壓力時： 上游面垂直正應力： 下游面垂直正應力： 上游面剪應力： 下游面剪應力： 上游面水平正應力： 下游面水平正應力： 上游面主應力： 下游面主應力： 以上計算結(jié)果均列入計算表格。見附錄B表3-10至表3-13。經(jīng)計算，應力滿足要求。第四章 溢流壩段設計4.1 孔口設計1泄水方式的選擇：為使水庫有較好的超泄能力，采用開敞式孔口。2洪水標準的確定；本次設計的重力壩是一級建筑物，根據(jù)規(guī)范查山區(qū)、丘陵區(qū)水利工程建筑物洪水標準，采用500年一遇的洪水標準設計，1000年一遇的洪水校核。3流量的確定：設計情況下，溢流壩的下泄流量為2200 m3/s ；校核情況下，溢流壩的下泄流量

37、為3300 m3/s。4單寬流量的選擇：壩址處基巖比較堅硬完整，綜合樞紐的布置及下游的消能防沖要求，單寬流量去50100 m3/s。5孔口凈寬的擬定：分別計算設計和校核情況下溢洪道所需孔口寬度。計算成果如下：表41 孔口凈寬計算計算情況流量Q（m3/s）單寬流量 q（m3/s）孔口凈寬B(m)設計情況2200501004422校核情況3300501006633 根據(jù)以上計算，溢流壩孔口凈寬取36m，假設每一寬度為9m，則孔數(shù)為4。6溢流壩段總長度（溢流孔口的總寬度）的確定：根據(jù)工程經(jīng)驗擬訂閘墩的厚度為：中墩3m，邊墩3m,則溢流壩段的總長度B0為： m7堰頂高程的確定：處擬側(cè)收縮系數(shù)=0.95

38、，流量系數(shù)=0.502，因為過堰水流為自由出流，故=1。由堰流公式：計算堰上水頭，計算水位分別減去相應的堰上水頭，即為堰頂高程。計算結(jié)果見下表：表42 堰頂高程計算表格計算情況流量（m3/s）側(cè)收縮系數(shù)流量系數(shù)m孔口凈寬（m）堰上水頭（m）堰頂高程（m）設計情況22000.950.502369.4171.6校核情況33000.950.5023612.6171.6所以，堰頂高程取171.6m。8閘門高度的確定：計算如下 門高正常蓄水位-堰頂高程+（0.10.2） = 取8.9定型設計水頭的確定：堰上最大水頭校核洪水位-堰頂高程= m所以，定型設計水頭（） m取=10.5 m .壩面最大負壓0.3

39、=3.15m，小于混凝土重力壩設計規(guī)范最大負壓不超過36 m水柱。10泄流能力校核：先由水力學公式計算側(cè)收縮系數(shù)，然后計算不同作用下的流量系數(shù)，根據(jù)已知條件，運用堰流公式校核堰的泄流能力，計算結(jié)果見下表：的取值是根據(jù)混凝土重力壩設計規(guī)范附錄C表C1查得。的取值是由水力學公式（8.10） 計算得到。 （其中 為邊墩形狀系數(shù)，取0.1；為閘墩形狀系數(shù)，由圖8.14查得；為堰孔數(shù)；為堰頂全水頭；為孔口寬度。表43 孔口的泄流能力校核表設計情況369.40.4970.9221004.5% 5%校核情況3612.40.5100.9333000 1故采用雙吊點啟閉機。查閘門與啟閉設備選用HPQ225 型。

40、圖4-6 啟閉機4.6 公路橋、工作橋的設計4.6.1 公路橋設計1目前，溢流壩頂設計中常受到閘門尺寸及啟閉設備的限制。溢流壩段單孔的寬度一般都不太大，所以壩頂公路橋都屬于中、小跨度結(jié)構(gòu)，多采用拱式橋或預制裝配式梁式橋。拱橋的特點：能充分發(fā)揮材料的性能，節(jié)約鋼材，其缺點是施工不如板梁方便，由于施工程序較多，安排不當會干擾閘室的施工。預制裝配式梁式橋的特點：制造和安排方便，架好后就可以作為臨時交通以利于閘室的施工；其建筑高度小，又可以浸水，所以在鋼材供應不是太困難的情況下常被采用。根據(jù)以上特點，選用預制裝配式梁式橋。2壩頂公路橋的布置：?？紤]以下因素：（1）閘室底板的地基應力分布，一般情況下，公

41、路橋布置在閘門的下游面。（2）閘門形式才用弧形式閘門的，閘門下游的閘室空間大，可將公路布置在其下游側(cè)。（3）與兩岸的連接，若兩岸的公路路面較低時，為避免車輛通過橋爬高，宜將公路橋就低布置。（4）橋梁在布置時，應注意要留有一定的橋下凈空，梁式橋橋上凈空要求梁底高出設計水位（包括壅高和浪高）0.5米以上，若有流冰，則應高出流冰面0.75米。公路橋的橋面總寬7m，凈寬5 m，每邊設1 m寬的人行道， 公路橋頂部構(gòu)造的底面高程，根據(jù)上述的橋下凈空確定，公路橋面高程由上部構(gòu)造的底面高程加上部構(gòu)造的建筑高度確定，同時也應該考慮非溢流壩段的頂部高程。設定公路橋的頂部高程為185.7 m 。4.6.2 公路橋

42、梁的設計公路橋由2根預制的“T”型梁裝配而成，梁高為跨度的1/81/10，梁肋寬約為梁高的1/2.51/4，按照以上要求（公路橋單孔凈跨12米）確定：梁高：（1/81/10）12=1.51.2m，取1.5m ；梁肋寬：（1/2.51/4）1.5=0.60.375m，取0.5m 。梁肋截面尺寸為0.50.7 m 。公路橋放在閘墩尾部，考慮不影響弧形閘門和墩的美觀而距墩尾圓弧頭部1.25 m 。具體尺寸見下圖：（單位：米）圖4-7 公路橋梁簡圖4.6.3 工作橋的設計由于工作橋供設置啟閉機和管理操作之用，因而橋的位置是由啟閉機設備、閘門類型及布置和啟閉方式而定。橋的高度必須保證閘門開啟不影響泄放流

43、量，同時要有利于將閘門從孔口中取出檢修。由于閘墩的高程能夠滿足上述要求，可以把工作橋直接放在閘墩上。 1工作橋梁的設計工作橋采用鋼筋混凝土板梁式結(jié)構(gòu)。工作橋設置兩根縱梁，采用T形截面梁。根據(jù)工程經(jīng)驗，梁高一般為跨度的1/81/10，肋寬約為梁高的1/2.51/4。初步擬定總寬3.1m ，梁高1m ，梁肋寬30cm ，梁肋截面3030 cm 。由于啟閉機采用固定式卷揚啟閉機，由產(chǎn)品主要參數(shù)可知梁肋中距1.4 m 。工作橋縱梁翼板厚度，在懸臂梁外緣因要做欄桿其厚度不小于7 cm ，常用810 cm；懸臂梁根部梁肋不小于12 cm，常用1520 cm；懸臂寬度為4070 cm。初步擬定懸臂外緣為8

44、cm，梁肋根部為16 cm，懸臂寬度為70 cm，為了減少縱梁吊裝重量和節(jié)約材料，將兩根縱梁之間的翼板改為8 cm厚的活動鋪板。為保證兩根縱梁的可靠連結(jié)，在啟閉機下面設置橫梁。在每個機座下面布置兩條橫梁，每條橫梁中線基本與啟閉機腳螺栓排列的行線相一致，橫梁高度可取縱梁的2/33/4，一般取4050 cm，橫梁寬度不小于18 cm，一般取20 25 cm。初步擬定橫梁尺寸2560 cm。具體尺寸見下圖4-8。圖4-8 工作橋梁簡圖2工作橋排架的設計將其直接放在閘墩上面，高程為184+8+1=193 m。橫梁截面尺寸5050 cm，縱梁尺寸5070 cm。具體尺寸見下圖4-9。圖4-9 工作橋排架

45、簡圖 3便橋的設計便橋總寬3 m ，距閘墩頭部1.5 m 。具體尺寸見下圖4-10。 圖4-10 便橋梁簡圖4.7 閘墩及導水墻的設計4.7.1 閘墩的設計閘墩承受閘門傳來的水壓力，也是壩頂橋梁的支撐。閘墩的基本形狀，在上游端應使水流平順，減少孔口水流的側(cè)收縮；下游端應減小墩后水流的水冠和沖擊波。在本設計閘墩采用半圓形。閘墩的厚度與閘門的形式有關。采用弧型閘門時，不需要閘門槽，而在閘墩上加設牛腿，以支承閘門的臂力。工作閘門采用弧形閘門，閘墩的最小厚度為1.52.0，所以擬定中墩的厚度為3，邊墩的厚度為2。工作閘門前設置檢修閘門，檢修閘門的門槽深0.72.0。初步擬定檢修門槽的尺寸為0.80.5

46、。閘墩的長度和高度，應滿足布置閘門、工作橋、交通橋和啟閉機械的要求。根據(jù)以上要求擬定閘墩長度16，高程185。4.7.2 導水墻的設計邊墩向下游延伸成導水墻。其的長度為：當挑流消能時，導水墻延伸到鼻坎末端；當?shù)琢飨軙r，導水墻延伸到消力池護坦末端；高度：墻頂應高出摻氣后水深的0.51.5，本設計采用的是挑流消能，故導水墻延伸至鼻坎末端；由混凝土重力壩設計規(guī)范摻氣后水深的估算公式為： （4-22）式中：摻氣前的水深，； 摻氣后的水深，； 摻氣前計算斷面上的平均流速，/s； 修正系數(shù)，一般為1.0s/m1.4s/m,視流速和斷面收縮情況而定，當流速大于20m/s時，宜采用較大值。 其結(jié)構(gòu)形式為一端

47、固定在壩體上的懸臂鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，墻頂高度不小于5060cm ，沿長度方向每隔1530m分縫。 已知：在摻氣前， ， ，取 則 = = 故取：導水墻的高度高出溢流壩面5.5，墻頂面寬50 cm，沿長度方向每隔20 m設置分縫。4.8 溢流壩段穩(wěn)定驗算沿壩軸線取一孔寬12m為計算單元進行計算。計算時按三種工況考慮：工況：正常蓄水位時，閘門全關情況下，水壓力、自重等對壩基面的作用力。工況：校核洪水位時，閘門全關情況下，水壓力、自重等對壩基面的作用力。工況：庫空情況下，自重等對壩基面的作用力。具體計算見簡圖4-11及附錄C表4-5至4-9 。 圖4-11 溢流壩荷載簡圖4.8.1 部分荷載計算說明1

48、自重的計算（如圖4-12）：在荷載圖上，橫截面為1/4橢圓形，查建筑結(jié)構(gòu)設計手冊求圖形的面積和形心。面積：m2形心：=0.576=0.5763.15=1.814m=4.622249=998.35kN 圖4-12=（17.73+3.15-1.814）998.35=19034.54kNm 自重的計算：冪曲線所包含的面積用積分進行計算，算到閘墩末為止，如圖4-13所示：圖中陰影以外面積:m2陰影部分面積11.356.06-24.147=44.634 m2 圖4-13=44.634249=9640.94 kN自重產(chǎn)生的彎矩：先求出陰影以外部分的面積矩 則陰影內(nèi)這部分面積形心矩坐標O的水平距離為：m故彎

49、矩9640.94（17.73-4.20）=130441.92 kNm自重、的計算（如圖4-14）： 圓方程 ， 即： 陰影部分面積: 圖4-14當=16m，時， 當=16m，時，面積矩 當=16m，=12.494m時， 當=16m，=6.762m 時，當=6.762m時，當= 19.2時，故 ： =22.7692412=6557.47 kN= (18.57-0.5-6.762-9.50)6557.47=11855.91 kNm=3.3132412=954.14kN= 18.570.5-(6.762-5.088)954.14=15644.08 kNm4垂直水壓力形心距坐標O的距離的計算的面積 的

50、面積矩5校核洪水位時動水壓力的計算反弧段平均流速：式中：堰面流速系數(shù)，取=0.96；上游水位至反弧鼻坎的高差，即因此：單寬流量：根據(jù)水工建筑物荷載設計規(guī)范9.3.2：溢流壩泄水建筑物反弧段上離心力的水平及垂直分力代表值可按下式計算： （4-23） （4-24）式中：單位寬度上離心力的水平分力代表值（N/ m）；單位寬度上離心力的垂直分力代表值（N/ m）；、如圖所示的角度，取其絕對值。所以：水平動水壓力： = =5672.27 kN垂直動水壓力： = =24240.94 kN反弧中心角 =反弧最低點高程為：155-16（1cos25）=153.50m。力矩：=5672.27（153.5-136

51、）+1616cos(38.17-25)=101647.08 kNm =24240.9418.5716sin2516sin(38.17-25)0.5=185685.60 kNm6閘墩重的計算：對截面形心力臂= 所以： 7工作橋重的計算： 板重： 力臂= 梁重： 力臂= 排架重： 力臂= 8弧形門重的計算： 由前計算知， 力臂：擋水時，閘門底設在堰頂下游，距堰頂水平距離1.1 m （弧形門底位置底于堰頂0.1m，），所以力臂= 9公路橋重的計算：kN對截面形心力臂，公路橋放在閘墩尾部，考慮不影響弧形門啟閉和墩的美觀而距墩尾頂部1m,其形心力臂為： kNm10便橋重的計算： 立柱重：力臂= 梁重：

52、力臂=4.8.2 壩體強度和穩(wěn)定承載能力極限狀態(tài)驗算4.8.2.1 工況時壩體沿壩基面的抗滑穩(wěn)定性驗算1荷載組合：自重+靜水壓力+揚壓力+淤沙壓力+浪壓力2荷載組合計算： 波浪要素計算，由前面已知 =8.96m=4.48m 經(jīng)計算可知，該重力壩在校核洪水位情況下壩基面的抗滑穩(wěn)定性滿足要求。(2) 壩趾抗壓強度承載能力極限狀態(tài)（基本組合）： 作用效應函數(shù)： S（）=（）（1+）抗壓強度極限狀態(tài)抗力函數(shù):= 或 = 式中：壩基面上全部法向作用之和，KN，向下為正；全部作用壩基面形心的力矩之和，KNm，逆時針方向為正；壩基面的面積，；壩基面形心軸到下游面的距離，m；壩基面對形心軸的慣性矩，；壩體下游

53、坡度；混凝土抗壓強度，KPa；基巖抗壓強度，Kpa； 碾壓混凝土選用，且材料的分項系數(shù)為1.5，故：所以，經(jīng)過計算，壩趾抗壓強度滿足要求。（3）正常使用極限狀態(tài)壩踵垂直應力不出現(xiàn)拉應力（計揚壓力）壩踵垂直應力不出現(xiàn)拉應力（計揚壓力），計算公式為： 0壩基面形心軸到上游面的距離，m 。 、按標準值計算。 則：壩踵垂直應力不出現(xiàn)拉應力。4.8.2.2 工況時壩體沿壩基面的抗滑穩(wěn)定性驗算1荷載組合：自重+靜水壓力+揚壓力+淤沙壓力+動水壓力2荷載組合計算：包括壩體自重，靜水壓力、揚壓力、動水壓力、水平泥沙壓力。具體計算見附錄C荷載計算表格4-7、4-8。3抗滑穩(wěn)定性驗算：（1）壩體混凝土與基巖接觸面

54、的抗滑穩(wěn)定性極限狀態(tài) 計算作用效應函數(shù)：S（）= 抗力函數(shù)：R（）=+ 摩擦系數(shù)設計值： =0.85/1.3=0.654 粘聚力設計值： Kpa 抗力函數(shù)： R（）=+ 式中： 穩(wěn)定性核算：對偶然組合 =1.1， ， 抗滑穩(wěn)定性需滿足 / 經(jīng)計算可知，該重力壩在校核洪水位情況下壩基面的抗滑穩(wěn)定性滿足要求。(2) 壩趾抗壓強度承載能力極限狀態(tài)（偶然組合）： 作用效應函數(shù)： S（）=（）（1+）抗壓強度極限狀態(tài)抗力函數(shù):= 或 = 碾壓混凝土選用，且材料的分項系數(shù)為1.5，故：所以，經(jīng)過計算，壩趾抗壓強度滿足要求。細部構(gòu)造5.1壩頂構(gòu)造壩頂構(gòu)造包括非溢流壩段壩頂構(gòu)造和溢流壩段壩頂構(gòu)造兩部分。5.1

55、.1 非溢流壩段壩頂構(gòu)造 壩頂公路總寬7m，兩側(cè)設置人行道，每側(cè)寬為1米，人行道高出路面20cm；在公路橋上游和下游側(cè)設置護欄和燈柱，以保護行人和行車的安全。護欄的高度為1.01.2米，取1.1m；壩頂路面設有3%的橫向 圖5-1 壩頂公路橋示意圖坡度，并設置相應的排水設施，以便排除路面雨水。路面排水與壩體排水連通，一部分水排入壩體內(nèi)并通過壩體排水管排出，另一部分水通過排水管排向上游水庫。如圖5-1所示。5.1.2 溢流壩段壩頂構(gòu)造根據(jù)運行要求溢流壩壩頂?shù)牟贾?，包括交通橋、工作橋、便橋、閘門、閘墩、起閉機（見前溢流壩段設計），具體示意圖見附錄大壩剖面圖。5.2 廊道系統(tǒng)廊道的種類很多，有基礎灌

56、漿廊道、檢查廊道、排水廊道等。這些廊道是用來灌漿、檢查維修和排水之用。對于中壩，根據(jù)需要可分別設置灌漿和排水廊道，因為基礎灌漿廊道可用做灌漿、排水，檢修之用，故本設計只設基礎灌漿廊道，又因為最大壩高49.7m，按規(guī)范規(guī)定，大約每隔30m 設計 圖5-2 廊道示意圖一層廊道，若按30m 設一層，則第二層已超出壩體，所以只設一層廊道，其斷面形式選為城門洞形。如圖5-2所示。參照混凝土重力壩設計規(guī)范DL 5018-1999，基礎灌漿廊道的斷面寬度為2.53.0m，高度為3.03.5m；廊道的位置：廊道上游側(cè)至上游壩面的距離為（0.070.1）H（ H為該處壩面的作用水頭），故擬定廊道尺寸為寬度3.0

57、m，高度3.0m ，距底面5 m，距上游面3 m 。5.3 壩體分縫 在本設計中，主要進行以下幾種分縫，分縫的目的：為了防止壩體因溫度變化和地基不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫，滿足混凝土的澆注能力和溫度控制的需要，將壩體分縫。常見的縫有：橫縫、縱縫、水平施工縫。設計參照混凝土重力壩設計規(guī)范DL 5108-1999。5.3.1 橫縫 橫縫垂直于壩軸線，將壩體分為若干個壩段。間距為1220m，取16 m ；縫寬12cm，取2cm。橫縫為永久性縫，縫面為平面，縫內(nèi)設置止水。5.3.2 縱縫碾壓混凝土壩不宜設縱縫,故不設縱縫。5.3.3 水平施工縫碾壓混凝土多采用通倉薄層連續(xù)填筑，本壩采用每層0.3m，厚度不是

58、很大，故不設水平施工縫。5.4 止水布置 參照混凝土重力壩設計規(guī)范DL 5018-1999，重力壩橫縫的上游面、下游面最高水位以下及壩內(nèi)廊道和孔洞穿過分縫處的周圍等部位應布置止水設施。在本設計中設兩道止水，第一道止水片采用銅片，止水銅片埋入混凝土壩內(nèi)的長度可為2025cm，取20 cm；止水片加工成“”形；第二道止水片可采用塑料或橡膠止水片，在此采用塑料止水片。如圖5-3和5-4所示。 圖5-3 橫縫止水布置圖 圖5-4 止水片5.5 壩體排水為了減小壩體的滲透壓力，在靠近壩的上游防滲層后面，沿壩軸線方向，布置一排豎向排水管。排水管的上部延伸至最高水位以上，下部直通廊道，豎直布置。參照混凝土重

59、力壩設計規(guī)范DL 5018-1999，排水管中心線距離上游壩面1/101/12倍壩前水深，排水管間距23m，管徑不小于110mm，一般取150250mm。在本設計中設排水管中心線距離上游壩面3m，排水管間距2m，管徑200mm 。地基處理設計天然地基常存在著不同程度的缺陷，它們對壩體的安全有不利的影響，因此必須經(jīng)過處理才可以作為壩基礎。地基處理的主要任務是：防滲提高基巖的強度和整體性。常用的處理方法有：開挖與清理、加固處理、壩基帷幕灌漿、基礎排水等方法。6.1 基礎開挖與清理參照混凝土重力壩設計規(guī)范DL 5018-1999基礎開挖的深度應根據(jù)壩基應力、巖石強度及整體性，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)對地基的要求

60、和加固處理的效果、工期和費用等研究而定。因為壩高小于50m，可建在弱風化中部至上部基巖上。以上部分全部清除。在本設計中，順河流方向開挖成略向上游傾斜的鋸齒狀（一般坡度1：81：10，長4m、坡度1：0.51：1，長0.5m），具體擬定如圖6-1所示。圖6-1 地基鋸齒狀開挖與淺齒墻（單位：米）6.2 壩基帷幕灌漿 帷幕灌漿是為了降低壩底的滲透壓力，提高基巖的整體性和強度，降低地基的透水性，防止壩基內(nèi)產(chǎn)生滲透破壞。參照混凝土重力壩設計規(guī)范，在本設計中： 帷幕灌漿的范圍是河床及兩岸。灌漿的材料一般用水泥漿，必要時也可用化學漿。帷幕灌漿鉆孔的方向鉛直。對中、小型工程，帷幕灌漿的深度可按照下式估算：