說明書-覃建華

第一章任務(wù)書南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE46PAGE47第一章任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)在校期間最后一個(gè)全面性、總結(jié)性、實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié)，它既是運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能，解決某一工程具體問題的一項(xiàng)嘗試，也是我們走向工作崗位的前的一次“實(shí)戰(zhàn)演習(xí)”。1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)主要目的和作用（1）鞏固有關(guān)的專業(yè)知識(shí)，并使之系統(tǒng)化；（2）培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，初步掌握設(shè)計(jì)原則、方法和步驟；（3）形成正確的設(shè)計(jì)思想，樹立嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是和刻苦認(rèn)真的工作作風(fēng)。熟悉水利建設(shè)、水利方針政策及有關(guān)規(guī)范。（4）鍛煉獨(dú)立思考、獨(dú)立工作的能力，并加強(qiáng)計(jì)算、繪圖、編寫說明書及使用規(guī)范、手冊(cè)等技能訓(xùn)練；1.2設(shè)計(jì)的對(duì)象和背景本設(shè)計(jì)的對(duì)象和背景是為位于江西省上饒市的倫潭水利樞紐，進(jìn)行以壩工為設(shè)計(jì)重點(diǎn)的工程設(shè)計(jì)。1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容（一）樞紐布置1、壩址、壩軸線及壩型的選擇。2、引水隧洞的布置。（二）擋水及泄水建筑物設(shè)計(jì)1.壩體設(shè)計(jì)，包括地基處理、剖面設(shè)計(jì)、壩體應(yīng)力分析、穩(wěn)定分析及細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)。2、泄水建筑物設(shè)計(jì)，包括溢流壩或泄水孔的孔口尺寸、體形、消能防沖設(shè)計(jì)及穩(wěn)定計(jì)算等。（三）引水隧洞設(shè)計(jì)包括進(jìn)水口設(shè)計(jì)，隧洞直徑確定、襯砌設(shè)計(jì)及調(diào)壓室設(shè)計(jì)等。1.4設(shè)計(jì)成果及要求（一）設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)計(jì)算書各一份說明書和計(jì)算書要求用鋼筆書寫，章節(jié)分明，語句通順，字體工整，對(duì)于論斷的依據(jù)，公式的來源以及所引用的符號(hào)意義均需交代清楚，并應(yīng)附必要的簡圖和表格。此外，要求第一章任務(wù)書前有目錄，頁有編號(hào)，如使用程序時(shí)須附源程序說明，編制原理和程序框圖打印結(jié)果等，必要時(shí)附源程序。（二）圖紙主要設(shè)計(jì)圖有：1、拱壩平面布置圖、下游立面展示視圖、上游立面展視圖；2、拱壩溢流段及非溢流段斷面圖；3、拱壩壩頂布置及其它相應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖；4、發(fā)電引水洞平面布置圖、斷面圖及其它細(xì)部結(jié)構(gòu)圖；圖紙要求用計(jì)算機(jī)或鉛筆繪制，能表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，尺寸齊全，干凈美觀，符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)，圖中應(yīng)有附注以說明技術(shù)要求等問題。圖應(yīng)編號(hào)，有設(shè)計(jì)制圖者簽名。設(shè)計(jì)基本資料2.1流域概況倫潭水利樞紐工程位于鉛山縣天柱山鄉(xiāng)境內(nèi)，距縣城約50km，壩址地處鉛山河支流楊村水中游，是鉛山河流域內(nèi)具有防洪、灌溉、發(fā)電、供水及水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合效益的控制性工程。鉛山河是信江中上游南岸的一條主要支流，發(fā)源于閩贛邊境的武夷山脈。流域東鄰石溪水，西毗陳坊河，南靠武夷山，北抵信江，集雨面積1255km2。流域內(nèi)山高林密，植被良好，氣候溫和，礦產(chǎn)資源豐富，尤以銅礦著稱。鉛山河流域理論電力蘊(yùn)藏量約14×108kW·h，初步查明的可開發(fā)水電裝機(jī)有18.46×104kW，可開發(fā)電量6.7×108kW·h，其水力資源之豐富為信江之冠。鉛山河流域是我省暴雨中心之一，也是我省小流域治理規(guī)劃的重點(diǎn)流域。倫潭水利樞紐工程項(xiàng)目在2002年7月已經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)立項(xiàng)。2.2水文及流域氣象特性倫潭水利樞紐壩址處于鉛山河支流楊村水中游。楊村水為信江二級(jí)支流，發(fā)源于武夷山脈讀書尖。河流自南向北流經(jīng)篁碧、港口、天柱山、港東、楊村、五都等地，在下坂與石塘水相匯后稱鉛山河。楊村水主河長70km，流域面積465km2，河道平均坡降6.6‰。倫潭水庫壩址以上集雨面積242km2、主河長41.9km，流域平均寬度5.77km，主河道平均比降11.62‰。壩址附近無水文測站，選擇鉛山河流域內(nèi)鐵路坪水文站作為參證站，由1959年至2000年共42年徑流資料，推求壩址多年平均流量為11.0m3/s，Cv=0.31,Cs=2.5Cv，多年平均徑流深1438.8mm，多年平均徑流量3.48×108m3。鉛山河為雨洪式河流，洪水與暴雨相應(yīng)，多發(fā)生在4~9月份，洪水主要由鋒面雨形成，臺(tái)風(fēng)雨也能形成較大洪水。經(jīng)分析計(jì)算，壩址設(shè)計(jì)洪水成果：校核洪水標(biāo)準(zhǔn)（P=0.1%)，相應(yīng)洪峰流量為2640m3/s，洪量W1=87.73×106m3、W3=155.17×106m3；設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)（P=1%）、相應(yīng)洪峰流量為1500m3/s，洪量W1=52.06×106m3、W3=92.08×106m3。鉛山河屬少泥沙河流，壩址多年平均懸移質(zhì)輸沙量4.55×104t、推移質(zhì)輸沙量1.82×104t。鉛山河流域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，流域內(nèi)各地多年平均氣溫18.1℃，極端最高氣溫40.1℃，極端最低氣溫-10.6℃，多年平均相對(duì)濕度79%。多年平均降水量1908.9mm，最大年降水量2856.7mm（1998年），最小年降水量1177.1mm（1971年），多年平均蒸發(fā)量1550.4mm，多年平均風(fēng)速1.9m/s，實(shí)測最大風(fēng)速20.3m/s。壩址區(qū)洪水期多年平均最大風(fēng)第三章工程等別及建筑物級(jí)別速16ｍ/ｓ，吹程為2.5公里。2.3工程地質(zhì)本區(qū)處華南褶皺系、贛中南褶隆、饒南拗陷區(qū)。區(qū)內(nèi)地勢(shì)東南高、西北低，下游為低山丘陵區(qū)，中上游屬中低山——中高山構(gòu)造剝蝕地貌，不良物理地質(zhì)現(xiàn)象不甚發(fā)育。區(qū)內(nèi)出露地層主要為燕山早期花崗巖。樞紐及庫區(qū)處于次一級(jí)的陳坊~永平~八都區(qū)域隆起構(gòu)造帶，未發(fā)現(xiàn)孕震斷裂分布，不存在產(chǎn)生水庫誘發(fā)地震的可能性，根據(jù)GB18306-2001《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度小于0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜周期小于0.35s，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較好。水庫區(qū)地層巖性單一，組成庫盆、庫岸的花崗巖體巖性堅(jiān)硬，透水性弱，庫周分水嶺雄厚，庫區(qū)產(chǎn)生永久性滲漏的可能性小，庫岸穩(wěn)定性較好。未來庫區(qū)淤積問題不大。庫區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有工業(yè)開采價(jià)值的礦產(chǎn)資源及古文化遺址分布，淹沒影響較小。不存在浸沒問題。壩區(qū)含上、下兩個(gè)壩址，均屬構(gòu)造剝蝕中低山地貌，位于燕山早期侵入的倫潭巖體上巖性，為細(xì)粒花崗巖，巖性單一，一般弱風(fēng)化~微新巖體為中等~較好質(zhì)量巖體。地質(zhì)構(gòu)造較簡單，未發(fā)現(xiàn)較大的斷裂構(gòu)造及順河斷層。構(gòu)造節(jié)理主要為北東向和北西向兩組，卸荷裂隙發(fā)育不明顯。壩區(qū)的地下水主要為基巖裂隙潛水。地下水埋深多受大氣降水和地形條件及季節(jié)變化等因素所控制。巖體透水性則受地形條件、節(jié)理裂隙的密度與貫通，節(jié)理裂隙充填狀況及巖體風(fēng)化程度等多種因素影響，一般遵循自上而下，由大到小的規(guī)律。據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果，壩區(qū)河水和地下水對(duì)混凝土具中等溶出型侵蝕性。上、下壩址存在的工程地質(zhì)問題，主要為滲漏及壩肩穩(wěn)定問題。由于巖體風(fēng)化及節(jié)理裂隙的影響，壩址基礎(chǔ)開挖以后，建基面以下一般為弱~中等透水巖體，需作防滲處理。上壩址可利用基巖埋深較大，建基面以下透水巖體厚度也較大。下壩址拱壩方案右壩肩，由于局部分布有緩傾角節(jié)理裂隙，其與壩區(qū)較發(fā)育的北西或北東向兩組陡傾角結(jié)構(gòu)組合，存在與拱肩推力方向夾角很小的不利組合面，有沿該組面產(chǎn)生滑動(dòng)的可能，對(duì)拱肩穩(wěn)定不利。就工程地質(zhì)條件而言，上、下壩址均具備修建90m左右大壩的條件。而下壩址的工程地質(zhì)條件優(yōu)于上壩址。據(jù)本階段對(duì)三條引水隧洞、一條導(dǎo)流隧洞、一個(gè)溢洪道及三個(gè)發(fā)電廠房和下壩址上、下游圍堰作的地質(zhì)勘探工作，這些建筑物均處于中低山地貌，圍巖為細(xì)粒花崗巖，洞室大部分置于弱風(fēng)化~微新巖體，地下水量不豐，地質(zhì)構(gòu)造較簡單，洞線進(jìn)出口及廠房區(qū)未見較大的滑坡、崩塌等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。各引水隧洞線及廠房均未發(fā)現(xiàn)大的工程地質(zhì)問題。上、下游圍堰不存在大的工程地質(zhì)問題。2.4天然建筑材料水庫樞紐工程所需天然建材，石料可就地取材，儲(chǔ)量及質(zhì)量均可滿足要求。砂礫料在壩址區(qū)缺乏，需在壩區(qū)下游較遠(yuǎn)處采運(yùn)，其中砂料質(zhì)量可滿足規(guī)范要求，但粗骨料級(jí)配較差，粗細(xì)骨料儲(chǔ)量均可滿足需求。2.5工程建設(shè)任務(wù)和作用倫潭水利樞紐工程位于鉛山河流域楊村水中游，是以防洪、灌溉為主，兼顧發(fā)電、供水和水產(chǎn)養(yǎng)殖的綜合利用工程。經(jīng)綜合分析論證，倫潭工程規(guī)?；具x定為：水庫正常蓄水位252.0m，死水位為230.0m，防洪限制水位250m，防洪高水位為254.70m，相應(yīng)防洪庫容為0.261×108m3，調(diào)節(jié)庫容0.938×108m3；水庫總庫容1.798×108m3；灌溉農(nóng)田面10.62萬畝；電站裝機(jī)容量20.0MW；枯水季節(jié)能為下游工礦企業(yè)補(bǔ)充1500×104m3生產(chǎn)生活用水。倫潭水利樞紐工程綜合利用效益顯著。在防洪方面：經(jīng)水庫調(diào)蓄可使下游沿河兩岸和港東、楊林、五銅、永平、鵝湖、?；莸?個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的村鎮(zhèn)和農(nóng)田、永平銅礦的供水設(shè)施和尾礦污水排放設(shè)施、橫南鐵路線和上饒聯(lián)絡(luò)段鐵路線以及鉛山縣河口鎮(zhèn)的防洪標(biāo)準(zhǔn)由5年一遇提高到20年一遇；在灌溉方面：從水庫壩下取水可灌溉下游鉛山西部灌區(qū)的楊林、五銅、福惠、虹橋、汪二、河口茶場、新安埠、汪二墾殖場等九個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、場）的10.62萬畝，農(nóng)田灌溉保證率達(dá)90%；在發(fā)電方面：電站裝機(jī)2×10.0MW，年發(fā)電量6074×104kW.h，保證出力4520kW，年利用小時(shí)3037h；在供水方面：枯水季節(jié)能補(bǔ)充下游工礦企業(yè)生活生產(chǎn)用水1500×104m3。2.6水庫淹沒處理、工程占地移民處理水庫淹沒影響涉及鉛山縣天柱山鄉(xiāng)的檀合村、子源村、鄧源村、疊石村4個(gè)自然村及葛仙山林場、林管站等2個(gè)林業(yè)單位。水庫淹沒及工程占用耕地共1250.74畝，需遷移人口1273人，其中農(nóng)業(yè)戶口1148人。移民安置采取開發(fā)農(nóng)業(yè)為主的安置方針，安置去向主要安排在土地資源較為豐富的楊林鄉(xiāng)和港東鄉(xiāng)。淹沒補(bǔ)償總投資為5857.43萬元。2.7環(huán)境影響評(píng)價(jià)工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境和社會(huì)環(huán)境的影響有利有弊：工程在防洪、灌溉、發(fā)電和供水等方面均產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益和社會(huì)效益，可緩解洪水對(duì)楊林中下游地區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)和心理威脅，為該地區(qū)創(chuàng)造更為安全的生活環(huán)境；通過水庫調(diào)節(jié)，可提高下游農(nóng)田的灌溉保證，提高土地生產(chǎn)能力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)；發(fā)電效益的發(fā)揮對(duì)鉛山縣的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也起著促進(jìn)作用；另外水庫還為水產(chǎn)養(yǎng)殖、休閑和旅游創(chuàng)造了有利條件。除水庫淹沒造成土地?fù)p失屬永久不利影響外，其于如施工期施工棄喳、廢水氣、噪聲等不利影響均可采取一定措施予以減免。總之，不存在影響工程可行性的環(huán)境問題。2.8水土保持工程建設(shè)中將不可避免壓占部分土地、改變?cè)械孛玻瑢?duì)水土保持有一定影響，施工中產(chǎn)生的棄土石喳，可能引起水土流失，影響河道泄洪能力等，本工程施工損壞水土保持設(shè)施包括工程建設(shè)征用或租用的林地、荒坡等，共計(jì)168.15ｈｍ2，其中林地158.70ｈｍ2、荒地9.45ｈｍ2。通過制定相應(yīng)的對(duì)策，對(duì)施工區(qū)、灌區(qū)、移民安置區(qū)采取切實(shí)可行的工程、植物等防治措施，可減少工程建設(shè)造成的水土流失影響，以其更好地發(fā)揮工程效益，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)與水土保持建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。2.9水庫樞紐工程主要特征值正常蓄水位252.00ｍ防洪高水位254.70ｍ設(shè)計(jì)洪水位（P=1％）254.75ｍ相應(yīng)下游水位176.43ｍ校核洪水位256.45ｍ相應(yīng)下游水位177.51ｍ死水位230.00ｍ河床地面高程170m發(fā)電引用流量32.4m3/s水輪機(jī)安裝高程165.63m相應(yīng)尾水位163.00m第三章工程等別及建筑物的級(jí)別該水庫總庫容為1.798×108m3，電站裝機(jī)容量為2×104kw。按照《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，綜合考慮水庫總庫容,防洪效益,灌溉面積,電站裝機(jī)容量,工程規(guī)模,查教材《水工建筑物》表1-1工程等別工程規(guī)模分等指標(biāo)水庫庫容（億m3）防洪灌溉面積（萬畝）電站裝機(jī)容量（萬kw）保護(hù)城市及工礦礦區(qū)保護(hù)農(nóng)田（萬畝畝）一大（1）型>10特別重要的城市市、工礦區(qū)區(qū)>500>150>75二大（2）型10～1重要城市、工礦礦區(qū)500～1000150～5075～25三中型1～0.1中等城市、工礦礦區(qū)100～3050～525～2.5四?。?）型0.1～0.001一般城市、工礦礦區(qū)<305～0.52.5～0.005五?。?）型0.01～0..001<0.5<0.05工程等別永久性建筑物的的級(jí)別臨時(shí)性建筑物的的級(jí)別主要建筑物次要建筑物Ⅰ123Ⅱ234Ⅲ345Ⅳ455Ⅴ555該工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大（2）型，主要建筑物為2級(jí)，次要建筑物為3級(jí)，臨時(shí)性建筑物為4級(jí)。永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn):正常運(yùn)用(設(shè)計(jì))洪水重現(xiàn)期100年;非常運(yùn)用(校核)洪水重現(xiàn)期2000年。永久性水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)：永久性擋水建筑物和泄水建筑物正常洪水（設(shè)計(jì)時(shí)）的重現(xiàn)期為100年，非常運(yùn)用洪水（校核時(shí)）的重現(xiàn)期為2000年；水電站廠房正常與非正常運(yùn)用洪水標(biāo)準(zhǔn)分別為50年和500年；臨時(shí)性水工建筑物采用洪水標(biāo)準(zhǔn)為20—30年。第四章樞紐整體布置第四章樞紐整整體布置4.1壩址，壩壩軸線，壩壩型的選擇擇4.1.1布置置原則壩址址選擇與地地形地質(zhì)條條件，壩型型，樞紐布布置和施工工導(dǎo)流等因因素有關(guān)；；在滿足樞樞紐布置和和施工導(dǎo)流流要求的前前提下，壩壩軸線應(yīng)盡盡可能短，以以節(jié)省工程程量；從地地質(zhì)條件來來看，壩址址應(yīng)選在地地質(zhì)構(gòu)造簡簡單，無大大的地質(zhì)構(gòu)構(gòu)造的地方方。4.1.2壩壩址的選擇擇根據(jù)據(jù)設(shè)計(jì)基本本資料工程程地質(zhì)分析析，壩區(qū)含含上、下兩兩個(gè)壩址，上上、下壩址址均未發(fā)現(xiàn)現(xiàn)較嚴(yán)重的的地質(zhì)問題題，兩處壩壩址均有條條件建設(shè)990m左右右的大壩，但但上壩址距距發(fā)電廠房房較近，可可減少發(fā)電電引水隧道道的工程量量，減少投投資。故大大壩選于上上壩址。4.1.3壩壩軸線選擇擇為了了較好地利利用右岸的的山體，壩壩軸線的一一端靠近山山體，再根根據(jù)拱端與與可利用基基巖線的夾夾角滿足大大于35°。4.1.4壩壩型的選擇擇壩址附近有豐富富的石料，可可供砌石壩壩之用，而而土料較少少，故壩型型上基本排排除土石壩壩。根據(jù)壩壩址處的地地形地質(zhì)條條件，可供供選擇的壩壩型有重力力壩及拱壩壩。這兩種壩型（重重力壩和拱拱壩）均可可滿足樞紐紐布置的總總體要求，也也可適合壩壩址的地質(zhì)質(zhì)及地形條條件，但重重力壩的壩壩體方量較較大，從而而投資較大大，而漿砌砌石拱壩的的壩體方量量較小，從從經(jīng)驗(yàn)上看看，拱壩較較重力壩可可節(jié)省約1/3的壩體方方量，從而而減少投資資；而且拱拱壩的壩體體方量較少少，施工工工期也相對(duì)對(duì)比重力壩壩縮短約1年，因此此本工程推推薦采用漿漿砌石拱壩壩方案。拱壩常用的體型型有：（1）單單曲拱壩：：又稱為定定圓心等外外半徑拱壩壩，水平拱拱圈從頂?shù)降降撞捎孟嘞嗤耐獍氚霃剑皦螇紊嫌蚊鏋闉殂U直圓筒筒面，拱圈圈的厚度隨隨水深逐漸漸加厚，下下游面為傾傾斜，各層層拱圈內(nèi)外外弧的圓心心均位于同同一鉛直直直線上。單單曲拱壩最最大的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡簡單，設(shè)計(jì)計(jì)施工方便便，直立的的上游面也也有利于布布置泄水孔孔的設(shè)備。單單曲拱壩可可用于矩形形或較寬的的梯形河谷谷。目前，國國內(nèi)外中小小型拱壩，特特別是砌石石拱壩采用用的較多。（2）雙雙曲拱壩：：在V形河谷，采采用等半徑徑式拱壩，則則底部中心心角過小而而加大拱圈圈厚度，岸岸坡段倒懸懸過大。為為了避免這這種缺陷，工工程實(shí)踐中中，根據(jù)河河谷的自然然條件和施施工條件，普通采用變中心角、變半徑的拱壩。這種拱壩壩體在水平面和鉛直面均呈曲線形，因此稱雙曲拱壩。雙曲拱壩的的主要優(yōu)點(diǎn)是：中央剖面上部以曲線形式俯向下游，岸邊壩段倒懸度小，采用壩頂溢流落點(diǎn)距離壩趾較遠(yuǎn)，下游消能條件好；壩體中部的豎向梁下部向上游倒懸，在水壓力作用下，梁的應(yīng)力是上游受壓而下游受拉，這同壩體自重產(chǎn)生的梁的應(yīng)力正好相反；雙曲拱壩的水平拱圈和豎向梁同時(shí)具有拱的作用，因此，當(dāng)拱壩受水平荷載后，在產(chǎn)生水平位移的同時(shí)，還有向上位移的傾向，使梁的彎矩有所減小而軸向力加大，有利于降低壩體的拉應(yīng)力。雙曲拱壩經(jīng)濟(jì)安全，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工不便，它較適合用于V形或梯形河谷。本工程的河谷自自然條件良良好，有較較理想的V型河谷，河河谷兩岸地地質(zhì)條件穩(wěn)穩(wěn)定良好，此此外，壩址址附近有豐豐富的石料料，塊石料料在壩址右右岸上下游游，都可開開采，儲(chǔ)量量豐富質(zhì)量量優(yōu)越。結(jié)論：倫潭水利利樞紐，有有合適的地地形和“V”形河谷；；地質(zhì)條件件也不復(fù)雜雜：巖性，均均一性，完完整性均較較好，河谷谷狹窄，基基巖裸露，風(fēng)風(fēng)化淺，構(gòu)構(gòu)造簡單；；石料豐富富，故攔河河大壩優(yōu)先先選擇漿砌砌石雙曲拱拱壩。4.2樞紐總體體布置結(jié)合本次設(shè)計(jì)情情況及要求求，設(shè)計(jì)只只做壩工部部分設(shè)計(jì).攔河壩采采用砌石雙雙曲拱壩，壩壩頂采用表表孔閘門控控制泄流，溢溢流段布置置在河床中中間，并設(shè)設(shè)鼻坎挑流流消能；溢溢流段布置置混凝土人人行橋，以以利于工作作。廠房為為引水式地地面廠房，位位于河道下下游轉(zhuǎn)彎的的左岸，距距壩址直線線距離約500m，引水隧隧洞進(jìn)水口口設(shè)于左岸岸，距廠房房約50m處設(shè)置調(diào)調(diào)壓井。第五章?lián)跛ㄖ锏谖逭聯(lián)跛ㄖ?.1壩頂高高程的確定定根據(jù)<<漿砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范>>,壩定高程程或壩頂防防浪墻頂高高程按下式式計(jì)算,并選其較較大值.壩頂高程=設(shè)計(jì)洪水水位+Δh設(shè)壩頂高程=校核洪水水位+Δh校壩頂應(yīng)有足夠的的安全超高高，壩頂或或壩頂防浪浪墻頂高出出水庫靜水水位的高度度Δh可按下式式計(jì)算：式中——壩頂或壩頂防浪浪墻頂距水水庫靜水位位的高度，；——波浪在壩頂上的的設(shè)計(jì)爬高高，，按官廳公公式計(jì)算；；——波浪中心線至水水庫靜水位位的高度，。按公式，式中L為波長?！踩?，。查查《水工建建筑物》（中中國水利水水電出版社社出版，第第四版，1996年）第77頁表3─10選用。根據(jù)官廳水庫公公式：式中:——計(jì)算風(fēng)速，m//s；——吹程，風(fēng)風(fēng)的長度（km）；計(jì)算成果見表55-1:表5-1壩高計(jì)計(jì)算成果表表設(shè)計(jì)洪水位校核洪水位高程()254.75256.45風(fēng)速v()20.316吹程D()2.52.5波高h(yuǎn)l()0.9710.721波浪中心線至水水庫靜水位位的高度（）0.2910.204安全超高h(yuǎn)c（）0.50.4壩頂高程（）256.5122257.7755所以以，選擇校校核洪水位位計(jì)算所得得結(jié)果作為為壩頂高程程,最后確定定壩頂高程程為2588m，根據(jù)壩址址處地基物物理學(xué)設(shè)計(jì)計(jì)指標(biāo)，地地基平均開開挖高程為為165mm該拱壩高高度為258--165==93m。5.2拱壩體體型設(shè)計(jì)拱壩壩屬于空間間殼體結(jié)構(gòu)構(gòu)，其體形形設(shè)計(jì)要比比重力壩復(fù)復(fù)雜的多。拱拱壩的體形形設(shè)計(jì)與河河谷地形，樞樞紐的整體體布置密切切相關(guān)。合合理的體形形應(yīng)該是：：在滿足樞樞紐布置，運(yùn)運(yùn)用和施工工等要求的的前提下，通通過調(diào)整其其外形和尺尺寸，使壩壩體材料強(qiáng)強(qiáng)度得以充充分發(fā)揮，不不出現(xiàn)不利利應(yīng)力狀態(tài)態(tài)，并保證證壩肩巖體體的穩(wěn)定，而而工程量最最省，造價(jià)價(jià)最低。5.2.1拱拱壩基本尺尺寸的擬定定（1）壩頂厚度Tcc：該壩壩壩頂無通車車要求，采采用經(jīng)驗(yàn)公公式計(jì)算并并考慮構(gòu)造造要求：Tcc=0.44+0.001(L++3H)式中：L—頂拱拱弦長，根根據(jù)工程地地質(zhì)圖量得得L=3220m，H—最大壩高高，93m。則TTc=0.44+0.001(L++3H)))=6.339m中等高度的拱壩壩壩頂厚度度一般不小小于3m，最終擬擬定壩頂厚厚度Tc=6.55m。頂部部拱圈的厚厚度，對(duì)頂頂部拱圈及及其下游面面上部的應(yīng)應(yīng)力影響十十分顯著，而而且頂拱剛剛度的大小小對(duì)調(diào)整整整個(gè)壩體應(yīng)應(yīng)力，特別別是河床部部位的梁底底（壩踵）應(yīng)應(yīng)力也有相相當(dāng)大的影影響。加大大頂拱厚度度將有利于于減小梁底底上游面的的垂直拉應(yīng)應(yīng)力值；相相反，如頂頂拱兩端的的巖石較為為軟弱或壩壩下游面上上部的垂直直向拉應(yīng)力力較為顯著著時(shí)，頂拱拱的厚度取取得薄些有有利。（2）壩底厚度TBB的確定：：采用任德德林公式計(jì)計(jì)算TB／H=00.1322（L1／H）0.2669＋2H／10000=34..415mm。最后后確定壩底底厚度TB=34.55m，厚高比TB／H=0..37。拱壩的底底部厚度是是控制拱壩壩厚薄的一一個(gè)重要數(shù)數(shù)據(jù)特征，其其影響因素素較多，其其中最主要要的是壩高高和河谷形形狀，通常?？蓞⒖家岩呀ǔ傻膲螇胃吆秃庸裙刃螤顏沓醭醪綌M定其其尺寸。（3）雙曲拱壩拱冠冠梁尺寸擬擬定參照照王英華主主編的《水水工建筑物物》書上的的漿砌石拱拱壩拱冠梁梁剖面尺寸寸表格計(jì)算算：△T=TTB-TC=34..5-6..5=288m。詳見見圖5—2。表5-2拱冠梁尺尺寸擬定計(jì)計(jì)算表h/HT計(jì)算式Tx/HyxT-x0.00TC=6.56.500.0000.00.006.500.10TC+0.123△△T9.9440.0309.32.7907.1540.20TC+0.226△△T12.8280.05718.65.3017.5270.30TC+0.340△△T16.0200.08127.97.5338.4870.40TC+0.443△△T18.9040.10237.29.4869.4180.50TC+0.528△△T21.2840.11546.510.69510.5890.60TC+0.623△△T23.9440.12355.811.43912.5050.70TC+0.698△△T26.0440.12665.111.71814.3260.80TC+0.792△△T28.6760.12374.411.43917.2370.90TC+0.897△△T31.6160.11483.710.60221.0141.00TB=34.534.500.09893.09.11425.386圖5—1雙曲拱壩拱冠梁梁剖面圖5.2.2拱拱壩平面布布置拱壩壩布置的方方法及步驟驟如下：（1）根根據(jù)壩址地地形圖、地地質(zhì)圖和地地質(zhì)查勘資資料，定出出開挖深度度，畫出可可以利用基基巖等高線線地形圖（可可由原地形形圖上修改改而得）。（2）定出拱壩的對(duì)對(duì)稱中心線線。當(dāng)河谷谷斷面對(duì)稱稱時(shí)，可用用地形中心心線作為拱拱壩的對(duì)稱稱中心線。當(dāng)當(dāng)河谷不完完全對(duì)稱時(shí)時(shí)，可用頂頂拱或1/3壩高處拱拱弦的垂直直平分線作作為該拱壩壩的對(duì)稱中中心線，其其他拱圈可可稍有偏差差，但左右右半中心角角之差應(yīng)小小于5o～10o。本工程程以頂拱弦弦線的垂直直平分線作作為拱壩的的對(duì)稱中心心線，將頂頂拱外?。醇垂皦屋S線線）和它的的垂直平分分線繪制在在透明紙上上，在地形形圖上移動(dòng)動(dòng)調(diào)整位置置，使得拱拱軸線與等等高線在拱拱端處的夾夾角不小于于30o～35o，并使兩兩端夾角大大致相近（其其余各拱圈圈也要求左左右半中心心角之差小小于5o～10o），且注注意使拱軸軸的垂直平平分線與河河谷中心線線大致重合合。（3）布置頂層拱圈圈。漿砌石石拱壩頂拱拱中心角22φA一般在90o～110o左右，本本工程取2φA=1002o。根據(jù)頂頂拱弦長2L及中心角2φA，由L=RssinφA可定出半半徑R和圓心的的位置。再再根據(jù)頂拱拱厚度Tc，可繪出出頂拱內(nèi)弧弧。（4）按照表5—22的結(jié)果繪繪制拱冠梁梁剖面圖，見見圖5—2。（5）繪制沿壩軸線線（頂拱以以外）的河河谷斷面的的展示圖，檢檢查兩岸基基巖坡度是是否均勻一一致，河谷谷斷面是否否對(duì)稱。如如果不合適適，則對(duì)原原基巖等高高線進(jìn)行局局部修改（局局部開挖或或填補(bǔ)），使使之滿足坡坡度和對(duì)稱稱的要求（6）布布置其他各各高程上的的拱圈，自自壩頂往下下，一般選選取5～10道拱圈，，布布置方法與與頂拱相同同。通過調(diào)調(diào)整圓心變變動(dòng)半徑，盡盡可能使各各層的中心心角在較好好的范圍內(nèi)內(nèi)。從壩底底算起倒數(shù)數(shù)第二層拱拱圈（或壩壩底以上0.155H處）的中中心角一般般不應(yīng)小于于50o～80o，各層拱拱圈的中心心角油上至至下要求變變化均勻，不不能發(fā)生突突變；在垂垂直面上各各層拱圈的的圓心軌跡跡線應(yīng)能滿滿足較光滑滑的要求。（7）根根據(jù)以上布布置的尺寸寸，計(jì)算壩壩體工程量量，以作為為不同方案案比較的依依據(jù)。由于于拱壩應(yīng)力力計(jì)算程序序在進(jìn)行應(yīng)應(yīng)力計(jì)算的的同時(shí)，也也給出了壩壩體工程量量。因此，這這個(gè)步驟可可由計(jì)算機(jī)機(jī)自動(dòng)完成成。本次畢畢業(yè)設(shè)計(jì)尚尚無條件使使用計(jì)算機(jī)機(jī)程序進(jìn)行行拱壩設(shè)計(jì)計(jì)，因此只只能通過簡簡單的畫圖圖及計(jì)算調(diào)調(diào)整設(shè)計(jì)方方案。（8）拱端的布置原原則：拱壩兩端與基巖巖的連接也也是拱壩布布置的一個(gè)個(gè)重要方面面。拱端應(yīng)應(yīng)嵌入開挖挖后的堅(jiān)實(shí)實(shí)基巖內(nèi)。拱拱端與基巖巖的接觸面面原則上應(yīng)應(yīng)做成全半半徑向的，以以使拱端推推力接近垂垂直于拱座座面。但在在壩體下部部，當(dāng)按全全半徑向開開挖將使上上游面可利利用巖體開開挖過多時(shí)時(shí)，允許自自壩頂往下下由全半徑徑向拱座漸漸變?yōu)?/2半徑向拱拱座。此時(shí)時(shí)，靠上游游邊的1/2拱座面與與基準(zhǔn)面的的交角應(yīng)大大于10度。如果果用全半徑徑向拱座使使下游面開開挖太多時(shí)時(shí)，也可以以改用中心心角大于半半徑向中心心角的非徑徑向拱座，此此時(shí)，拱座座面與基準(zhǔn)準(zhǔn)面的夾角角，根據(jù)經(jīng)經(jīng)驗(yàn)不應(yīng)大大于80度。（9）壩面倒懸的處處理：由于上、下游層層拱圈半徑徑及中心角角或拱圈曲曲線參數(shù)的的變化，壩壩體上游面面不能保持持直立。如如上層壩面面突于下層層壩面就形形成了倒懸懸現(xiàn)象。這這種倒懸不不僅增加了了施工難度度，而且未未封拱前由由于自重作作用很可能能與其倒懸懸相對(duì)的一一側(cè)壩面產(chǎn)產(chǎn)生拉應(yīng)力力，甚至開開裂。對(duì)于于倒懸的處處理大致可可歸納為以以下幾種方方式：①使靠近岸岸邊的壩體體上游面直直立，這樣樣，河床中中部壩體將將俯向下游游；②使河床中中間的壩體體上游面維維持直立，而而岸邊壩體體向下游倒倒懸；協(xié)調(diào)調(diào)前兩種方方案，使河河床壩體稍稍俯向下游游，岸坡段段壩體向上上游倒懸。拱壩壩布置是一一個(gè)反復(fù)的的過程，常常常要經(jīng)過過反復(fù)修改改，才能得得到一個(gè)較較優(yōu)的設(shè)計(jì)計(jì)方案。該該拱壩各層層拱圈的主主要參數(shù)見見表5—3；拱壩的的剖面圖及及平面圖見見圖5—2、圖5—3。表5-2各層拱圈圈參數(shù)表高程m258239.4220.8202.2183.6165.0拱厚m6.512.8218.9023.9428.6834.5上游偏距m0.005.3019.48611.43911.4399.114下游偏距m6.57.5279.41812.50517.23725.386左拱中心角51o46o42o38o34o30o右拱中心角51o46o42o38o34o30o外弧半徑m208205.15159.19107.9581.4040內(nèi)弧半徑m201.5192.33140.2984.0152.725.5平均半徑m204.75198.74149.7495.9867.0622.75弦長m3202952131339140圖5—2雙曲拱壩壩剖面圖圖5—3雙曲拱壩壩平面圖第六章泄水建筑物第六章泄水水建筑物6.1孔口設(shè)計(jì)計(jì)孔口設(shè)計(jì)涉及很很多因素,如洪水標(biāo)標(biāo)準(zhǔn),下游防洪洪要求,泄水方式式等,設(shè)計(jì)時(shí),先選定泄泄水方式,擬定若干干個(gè)泄水布布置方案,初步確定定孔口尺寸寸,按規(guī)定的的洪水設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行行調(diào)洪演算算,求出個(gè)方方案的防洪洪庫容等數(shù)數(shù)據(jù),進(jìn)行綜合合比較,得出最優(yōu)優(yōu)方案.孔口型式:（1）開開敞溢流式式.該型式出出宣泄洪水水外,還能用于于排除冰凌凌和其他漂漂浮物,堰頂可設(shè)設(shè)閘門,也可不設(shè),不設(shè)閘門,起2堰頂高程程與正常蓄蓄水位相等等,結(jié)構(gòu)簡單,管理方便.適用于洪洪水量較小小,淹沒損失失不大的中中小型工程程.設(shè)閘門,其閘門頂頂略高于正正常蓄水位位,堰頂高程程較低,可以調(diào)節(jié)節(jié)水庫水位位和下泄流流量.通常大中中型工程都都設(shè)閘門.（2）大大孔口溢流流式.可根據(jù)洪洪水預(yù)報(bào)提提前放水,加大蓄洪洪庫容,從而提高高了調(diào)洪能能力,但超泄能能力不如前前者.綜合比較：本拱拱壩的洪峰峰流量較大大，校核洪洪水最大泄泄量為13310m33/s，設(shè)計(jì)洪洪水下泄量量為975m33/s，本工程程廠房采用用引水式布布置，遠(yuǎn)離離壩址，一一方面為布布置壩身泄泄洪提供良良好條件，另另一方面也也不會(huì)因泄泄洪影響廠廠房的運(yùn)行行。漿砌石石拱壩在結(jié)結(jié)構(gòu)、材料料抗拉強(qiáng)度度及抗震性性能等方面面均不如混混凝土拱壩壩，偏于安安全考慮，一一般不宜在在壩身布置置大孔口泄泄流，從實(shí)實(shí)際地形地地質(zhì)條件來來看，沒有有適宜地形形及空間設(shè)設(shè)置獨(dú)立的的岸邊溢洪洪道，故本本工程的泄泄流方式采采用壩頂開開敞溢流式式。6.2消能方式式的選擇拱壩常修建在兩兩岸岸坡較較陡的狹窄窄河谷中,拱壩樞紐紐中的泄水水建筑物可可以布置在在壩體以外外，也可以以與壩體布布置在一起起，除有明明顯適合修修建岸邊泄泄洪的通道道外，多采采用壩頂溢溢流的方式式,這樣就減減少了溢洪洪道的開挖挖工程量.工程上常常采用自由由跌落式和和鼻坎挑流流式的壩頂頂溢流方式式.兩種消能能方式方式式的優(yōu)缺點(diǎn)點(diǎn):（1)自由跌落落式:水流超過過壩面后,直接落入入下游,該方式結(jié)結(jié)構(gòu)簡單,施工方便,但挑距較較近,適用于下下游坡面較較陡,單寬流量量較小,基巖堅(jiān)固,而下游尾尾水位較深深的情況.（2）鼻鼻坎挑流式式:將拱壩頭頭部適當(dāng)放放大,作成非真真空剖面型型式,在溢流面面的末端,采用鼻坎坎挑流,該方式挑挑距較遠(yuǎn),并可以減減輕溢流時(shí)時(shí)引起的壩壩面震動(dòng),適用于單單寬流量和和落差較大大的拱壩.綜合合比較：本本工程壩址址及下游基基巖為花崗崗巖，巖性性單一且堅(jiān)堅(jiān)硬完整，透透水性弱，抗抗沖刷性能能較好，為為防止下泄泄水流對(duì)壩壩底下游面面的不利影影響，本工工程采用的的效能方式式為鼻坎挑挑流式.6.3溢流壩段段設(shè)計(jì)本工程的溢流壩壩段在布置置上應(yīng)注意意以下幾個(gè)個(gè)因素：（1）壩頂溢洪道盡盡量布置在在河床主河河道上，使使下泄水流流方向與原原河床主流流方向一致致。（2）盡量加大溢流流前沿的長長度，以降降低孔口高高度，減小小單寬流量量。溢流前前沿的長度度以不沖刷刷兩岸岸坡坡為限。（3）選擇適當(dāng)?shù)囊缫缌餮哐唔旐敯霃?，減減少對(duì)河床床及巖坡的的沖刷。溢溢流中心線線與下游河河道主流線線一致。（4）由于拱壩壩身身較薄，溢溢流斷面應(yīng)應(yīng)選用較瘦瘦型斷面，以以便壩頂布布置。經(jīng)計(jì)算，本拱壩壩溢流壩段段布置如下下：（1）壩頂設(shè)5孔泄泄水閘，每每孔凈寬66m，按此此布置滿足足泄流要求求；（2）采用水力學(xué)公公式計(jì)算得得堰頂高程程▽=248..63m；；（3）堰面曲線采用用冪曲線：：原點(diǎn)上游游采用橢圓圓曲線：反弧段半半徑：R=7mm（4）鼻坎高程為▽鼻鼻坎=238..63m。挑挑射角θ=15o；詳細(xì)的計(jì)算過程程見計(jì)算書書第二章，溢溢流壩段剖剖面圖見圖圖6—1。圖6—1溢流壩剖面圖6.4挑流消能能評(píng)價(jià)圖6—2挑流消能示意圖圖表6—1挑流流計(jì)算成果果洪水頻率設(shè)計(jì)洪水校核洪水下泄流量m3//s9751310挑距L（m）74.49779.17下游水深m6.437.51最大沖坑深度（m）12.22514.1576.9405.592鼻坎挑挑射角度越越大（指45o以內(nèi)），挑挑射距離就就越遠(yuǎn)。但但由于此時(shí)時(shí)水舌落入入下游水墊墊的入射角角較大，沖沖刷坑也就就越深。設(shè)設(shè)計(jì)消能工工時(shí)，可用用挑射距離離L與最大沖沖刷坑深度度的比值作作為指標(biāo)，一一般要求。壩頂高挑坎挑流流消能評(píng)價(jià)價(jià)：拱壩溢溢洪道位置置較高，本本工程采用用了鼻坎挑挑流消能。從從計(jì)算出的的挑距、沖沖坑深等水水力要素看看，挑距較較理想，沖沖坑也在合合理范圍內(nèi)內(nèi)。而下游游河床基礎(chǔ)礎(chǔ)為花崗巖巖，堅(jiān)硬完完整，抗沖沖刷能力較較強(qiáng)，可以以認(rèn)為沖坑坑不會(huì)危及及壩身安全全，因此下下游可不設(shè)設(shè)二道壩。運(yùn)運(yùn)行中應(yīng)加加強(qiáng)觀測，如如果沖坑的的發(fā)展超過過一定的限限度，可以以再考慮以以混凝土襯襯砌沖刷坑坑的某些部部位，以減減緩沖坑深深度的進(jìn)一一步發(fā)展。6.5溢流壩段段細(xì)部結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)6.5.1溢溢流堰厚度度b。初步步設(shè)計(jì)時(shí)可可近似取b／Hzmaxx=2.0（Hzmaxx為最高水水位時(shí)堰頂頂最大工作作水頭），b=2..0×7..82=115.644m，取b=16mm。6.5.2閘閘門閘門按其工作性性質(zhì)可分為為：工作閘閘門,事故閘門門，檢修閘閘門.工作閘門門能在動(dòng)水水中起閉,事故閘門門用在建筑筑物和設(shè)備備出現(xiàn)事故故使用,能在動(dòng)水水中關(guān)閉孔孔口,阻斷水流,防止事故故擴(kuò)大,事故排除除后,向門后充充水平壓,在靜水中中開啟,能在短時(shí)時(shí)間關(guān)閉孔孔口的稱為為快速閘門門。檢修閘閘門供建筑筑物.工作閘門門及機(jī)械設(shè)設(shè)備等檢修修時(shí)短期擋擋水,一般在靜靜水中啟閉閉。工程上上常用弧形形閘門及平平面閘門。弧形閘門優(yōu)點(diǎn)：：A.弧形閘門門是用得最最廣泛的一一種閘門,可布置于于表孔,也可布置置于深孔,啟門省力力。B.不設(shè)門槽,不容易產(chǎn)產(chǎn)生空蝕,局部開啟啟條件好。C.與平板閘閘門相比,所需閘墩墩的厚度和和高度都較較小。缺點(diǎn)：A.需要較長長的閘墩.B.閘門所占占的空間位位置較大.C.拉應(yīng)力集集中,需要配置置大量的鋼鋼筋,對(duì)土建結(jié)結(jié)構(gòu)要求較較高.D.弧形閘門門不能提出出孔口,故檢修維維護(hù)不如平平面閘門方方便,也不能用用作檢修門門.平面閘門優(yōu)點(diǎn)::A..結(jié)構(gòu)簡單,便于制造,安裝和運(yùn)運(yùn)輸.B.便于檢修修和維護(hù).C.互換性好.缺點(diǎn):AA.需要較厚厚的閘墩.B.啟閉力較較弧形閘門門大.C.工作橋排排架較高,而高排架架易受地震震損害.綜合比比較：本工工程工作閘閘門及檢修修閘門均采采用平板鋼鋼閘門。因因此工作閘閘門及檢修修閘門可共共用一臺(tái)活活動(dòng)式啟閉閉機(jī)，較弧弧形閘門投投資較少。啟啟閉機(jī)采用用雙吊點(diǎn)螺螺桿式啟閉閉機(jī)。為便便于檢修，檢檢修閘門和和工作閘門門間距應(yīng)在在1.5～3.0mm之間。6.5.3閘閘墩閘墩墩的平面形形狀：在上上游端應(yīng)使使得水流平平順，減小小孔口水流流的側(cè)收縮縮；下游端端應(yīng)減小墩墩后水流的的水冠和沖沖擊波。為為此，閘墩墩可向上游游方向適當(dāng)當(dāng)伸出壩體體，使得壩壩體上游面面保留有高高度為d的倒懸壁壁實(shí)體，d≥H0／2=7..82／2=3.991m，取d=4m。閘墩頭部平面采采用半圓形形，閘墩厚厚度與閘門門型式有關(guān)關(guān)。采用平平面閘門時(shí)時(shí)需設(shè)門槽槽，工作閘閘門槽的閘閘墩厚度不不得小于1～1.5mm，以保證證有足夠的的強(qiáng)度。如如果是縫墩墩要增加0.5～1.0mm，閘墩應(yīng)應(yīng)配置受力力鋼筋和溫溫度鋼筋。閘墩墩長度和高高度應(yīng)滿足足布置閘門門、工作橋橋、交通橋橋和啟閉機(jī)機(jī)等構(gòu)筑物物要求。閘閘墩形體見見圖6—3。圖6—3閘墩體型圖（尺尺寸，mm）第七章拱壩應(yīng)力分析第七章拱壩壩應(yīng)力分析析7.1荷載及及荷載組合合7.1.1荷荷載（1）水水平徑向荷荷載。包括括：靜水壓壓力、泥沙沙壓力、浪浪壓力及冰冰壓力。其其中，靜水水壓力是壩壩體承受的的最主要荷荷載，應(yīng)由由拱、梁系系統(tǒng)共同承承擔(dān)，可以以通過拱梁梁分載法來來確定拱系系和梁系上上的荷載分分配。根據(jù)據(jù)實(shí)際情況況，本工程程河流為少少泥沙河流流，故可忽忽略泥沙壓壓力；庫區(qū)區(qū)多年平均均風(fēng)速較小小，且拱壩壩對(duì)浪壓力力的要求不不高，故浪壓力力也可不考慮慮；本工程所所在地屬江江西省，氣氣候溫暖，終終年不結(jié)冰冰，故冰壓力力也可不考慮慮；故水平平徑向荷載載只考慮靜靜水壓力的的作用。（2）自自重。（3）水水重。由于于雙曲拱壩壩剖面呈扇扇形，上下下游均承受受一定的水水重。水重重對(duì)于拱、梁梁應(yīng)力均有有影響，但但在拱梁分分載法計(jì)算算中，一般般近似假定定由梁來承承擔(dān)，通過過梁的變位位考慮其對(duì)對(duì)拱的影響響。（4）揚(yáng)揚(yáng)壓力。從從今年美國國對(duì)一座中中等高度拱拱壩壩內(nèi)滲滲流壓力所所作的分析析表明，由由揚(yáng)壓力引引起的應(yīng)力力在總應(yīng)力力中約占5%。由于所所占比重很很小，設(shè)計(jì)計(jì)中對(duì)于薄薄拱壩可以以忽略不計(jì)計(jì)，對(duì)于重重力拱壩和和中厚拱壩壩則應(yīng)予以以考慮；在在對(duì)壩肩巖巖體進(jìn)行抗抗滑穩(wěn)定分分析時(shí)，必必須計(jì)入滲滲流水壓力力的不利影影響。本拱拱壩為中厚厚拱壩，因因此在進(jìn)行行應(yīng)力計(jì)算算及壩肩穩(wěn)穩(wěn)定分析時(shí)時(shí)，均考慮慮了揚(yáng)壓力力的因素。（5）動(dòng)動(dòng)水壓力。拱拱壩采用壩壩頂或壩面面溢流時(shí)，應(yīng)應(yīng)計(jì)及溢流流壩面上的的動(dòng)水壓力力。對(duì)溢流流面的脈動(dòng)動(dòng)壓力和負(fù)負(fù)壓的影響響可忽略不不計(jì)。本工工程進(jìn)行應(yīng)應(yīng)力計(jì)算時(shí)時(shí)暫不考慮慮動(dòng)水壓力力的影響。（6）溫溫度作用。溫溫度作用是是拱壩設(shè)計(jì)計(jì)中的一項(xiàng)項(xiàng)主要荷載載。實(shí)測資資料分析表表明，在由由水壓力和和溫度變化化共同引起起的徑向總總變位中，后后者約占1/3～1/2，在靠近近壩頂部分分，溫度變變化的影響響更為顯著著。（7）地地震作用。根據(jù)GB18306-2001《中國地震參數(shù)區(qū)劃圖》，本區(qū)地震峰值加速度小于0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜周期小于0.35s，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較好，故本工程可不考慮地震荷載。7.1.2荷荷載組合基本本組合：Ⅰ正常（或或設(shè)計(jì)）水水位時(shí)的水水壓力+自重+揚(yáng)壓力+溫降；Ⅱ死水位時(shí)時(shí)的水壓力力+自重+揚(yáng)壓力+溫降特殊殊組合：校核洪水水位時(shí)的水水壓力+自重+揚(yáng)壓力+溫升根據(jù)據(jù)拱壩的荷荷載組合同同時(shí)作用的的實(shí)際可能能性，本工工程選取基基本組合Ⅰ進(jìn)行應(yīng)力力計(jì)算，即即：設(shè)計(jì)洪水水位時(shí)的水水壓力+自重+揚(yáng)壓力+溫降7.2應(yīng)力分分析拱壩壩是一個(gè)變變厚度、變變曲率而邊邊界條件又又很復(fù)雜的的空間殼體體結(jié)構(gòu)，要要進(jìn)行嚴(yán)格格的理論計(jì)計(jì)算是有困困難的。在在實(shí)際工程程中，通常常需要做一一些必要的的假定和簡簡化，拱壩壩應(yīng)力分析析方法有：：①純拱法；②拱梁分載載法（拱冠冠梁法、多多拱梁分載載法）；③有限元法法；④殼體理論論計(jì)算方法法；⑤結(jié)構(gòu)模型型試驗(yàn)。本工程采采用拱冠梁梁法進(jìn)行應(yīng)應(yīng)力分析，經(jīng)經(jīng)計(jì)算將計(jì)計(jì)算成果匯匯成下表7—1、表7—2.表7—1拱冠梁應(yīng)力截面123456拱冠梁應(yīng)力（kPa）上游0.00-862.400-656.733-370.58841.46321.77下游0.001488.1771765.7331934.5881832.8661791.666表7—2各層拱圈應(yīng)力截面123456拱冠應(yīng)力（kPa）上游1382.199-324.9441314.211744.38236.3866.69下游2095.499911.79161.731063.9441144.4001067.622拱端應(yīng)力（kPa）上游2222.022973.74-310.9771313.7771559.8441141.677下游1205.833-587.1001678.111656.68-108.922-848.611漿砌石拱拱壩設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范（討論論稿）中規(guī)規(guī)定：容許許拉應(yīng)力對(duì)對(duì)于100號(hào)膠凝材材料的粗料料石、塊石石砌體取1.0MMPa，壓應(yīng)力3.0PPMa。從計(jì)算算結(jié)果來看看，本拱壩壩的應(yīng)力狀狀態(tài)基本滿滿足要求。第八章壩肩穩(wěn)定分析第八章壩壩肩穩(wěn)定分分析拱壩壩所承受的的荷載大部部分是通過過拱的作用用傳到壩肩肩的，因此此，壩肩穩(wěn)穩(wěn)定是拱壩壩安全的根根本保證。壩壩肩巖體失失穩(wěn)主要有有兩種形式式：一是壩壩肩巖體存存在明顯的的滑裂面，如如：斷層、節(jié)節(jié)理、裂隙隙和軟弱夾夾層，巖體體在荷載作作用下發(fā)生生滑動(dòng)破壞壞；二是壩壩肩巖體不不具備滑裂裂面，但壩壩體下游巖巖體中存在在較大的軟軟弱帶或斷斷層，軟弱弱帶斷層在在拱端壓力力作用下，產(chǎn)產(chǎn)生過大的的變形，給給工作帶來來危害。在實(shí)實(shí)際工程設(shè)設(shè)計(jì)中，用用作判斷壩壩肩巖體穩(wěn)穩(wěn)定性的常常用方法是是剛體極限限平衡法，其其基本假定定是：①將滑移體體視為剛體體，不考慮慮其間的相相對(duì)位移；；②只考慮滑滑體上力的的平衡，不不考慮力矩矩的平衡，認(rèn)認(rèn)為后者可可由力的分分布自行調(diào)調(diào)整滿足，因因此，在拱拱端作用下下的力系中中不考慮彎彎矩的影響響；③忽略拱壩壩的內(nèi)力重重分布作用用，認(rèn)為作作用在巖體體上的力系系為定值；；④達(dá)到極限限平衡狀態(tài)態(tài)時(shí)，滑裂裂面上的剪剪力方向?qū)⑴c滑移的的方向平行行，指向相相反，數(shù)值值達(dá)到極限限值。剛體體極限平衡衡法是半經(jīng)經(jīng)驗(yàn)性的計(jì)計(jì)算方法，因因其具有長長期的工程程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，采用抗抗剪強(qiáng)度指指標(biāo)和安全全系數(shù)配套套的，與目目前勘探試試驗(yàn)所得的的原始數(shù)據(jù)據(jù)精度相匹匹配，方法法簡便易行行。所以，目目前國內(nèi)外外仍沿用它它作為判斷斷壩肩穩(wěn)定定的主要手手段。對(duì)于于大型工程程或者當(dāng)?shù)氐鼗闆r復(fù)復(fù)雜時(shí)，可可輔以結(jié)構(gòu)構(gòu)模型試驗(yàn)驗(yàn)和有限元元分析。本本工程采用用剛體極限限平衡法進(jìn)進(jìn)行平面穩(wěn)穩(wěn)定分析，計(jì)計(jì)算各層拱拱圈的穩(wěn)定定安全系數(shù)數(shù)，列于下下表8—1。表8—11各層拱圈圈壩肩穩(wěn)定定安全系數(shù)數(shù)拱圈編號(hào)23456安全系數(shù)2.9142.8956.7095.4103.687從計(jì)計(jì)算結(jié)果來來看，各拱拱圈的壩肩肩穩(wěn)定安全全系數(shù)基本本滿足規(guī)范范要求（基基本荷載組組合下穩(wěn)定定安全系數(shù)數(shù)≥3.0），僅第第二、三層層拱圈壩肩肩的穩(wěn)定安安全系數(shù)略略小于3.0，這些部部位必要時(shí)時(shí)可在施工工中以局部部加深開挖挖來解決。拱拱壩分層平平面穩(wěn)定分分析方法是是一種偏安安全的簡化化分析方法法，即使某某一計(jì)算高高程基巖穩(wěn)穩(wěn)定性較差差，由于拱拱壩是一超超靜定空間間結(jié)構(gòu)，只只要上下層層壩肩穩(wěn)定定性是足夠夠的，壩體體和基巖會(huì)會(huì)自己進(jìn)行行變位及應(yīng)應(yīng)力調(diào)整，因因此從整體體上看，該該拱壩壩肩肩穩(wěn)定是安安全可靠的的。第九章拱拱壩地基處處理9.1基礎(chǔ)開開挖基巖巖面利用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)：拱壩壩建基面為為弱風(fēng)化中中等巖體，要要求巖石強(qiáng)強(qiáng)度大于60MPPa，變形模模量在100MMPa以上，巖巖體裂隙大大部分不張張開，無夾夾泥，對(duì)于于埋藏較淺淺的緩傾角角夾泥裂隙隙或破碎帶帶應(yīng)予以挖挖除?；鶐r巖面開挖深深度：河床床處約5mm，兩岸垂垂直坡面左左岸約3mm，右岸約約12m。開挖挖形式：拱拱座面按徑徑向開挖。沿沿軸線方向向基巖面呈呈連續(xù)斜面面，盡量減減少出現(xiàn)大大的臺(tái)階。開開挖邊坡：：覆蓋層、全全風(fēng)化巖1：1；強(qiáng)風(fēng)化化、弱風(fēng)化化巖3：1；微風(fēng)化化、新鮮巖巖4：1或垂直邊邊坡。開挖挖爆破：上上下部每次次爆破厚度度不限，但但在接近利利用巖面時(shí)時(shí)預(yù)留1mm厚的保護(hù)護(hù)層；然后后用小炮淺淺孔爆破、人人工開挖（風(fēng)風(fēng)鏟鑿去），以以免造成基基巖面起伏伏差過大和和巖面松動(dòng)動(dòng)。斷層層破碎帶處處理：對(duì)于于斷層破碎碎帶寬度小小于0.33m的不作作挖槽處理理，僅清除除松動(dòng)的巖巖塊及夾泥泥。寬度大大于0.33m的斷層層破碎帶進(jìn)進(jìn)行挖槽處處理，挖槽槽深度等于于破碎帶寬寬度，兩邊邊坡度不大大于60o，上下游游槽長外伸伸壩腳0..5m。斷斷層槽要求求盡早回填填C20混凝土。9.2灌漿防身身帷幕：由由一排孔組組成，幕底底深度達(dá)到到相對(duì)隔水水層ω≤0.003L/((min..m.m))線處，最最大幕深約約30m，約約為1/3壩高。鉆鉆孔基本為為垂直孔，孔孔距2m，在若若遇斷層、軟軟弱帶則加加密布孔。為為了避免與與壩體施工工干擾，將將帷幕軸線線布置于上上游壩踵外外0.5mm處。見圖9—1（a）。固結(jié)結(jié)灌漿：為為了減少表表層滲漏、降降低揚(yáng)壓力力及提高壩壩基承載力力，進(jìn)行固固結(jié)灌漿。灌灌漿孔距33m×3m，壩基基下孔深為為5m，下游游壩趾外一一排孔深88m，見圖9—2（b）。9.3排水系系統(tǒng)為了了降低兩岸岸壩肩滲透透壓力，于于兩岸壩趾趾附近設(shè)水水平排水孔孔，基本孔孔距4m，孔深10～15m。充充分利用岸岸邊的探洞洞作為帷幕幕灌漿和排排水洞，內(nèi)內(nèi)設(shè)排水孔孔。第十章引水隧洞第十章引水水隧洞10.1隧洞的的選線及布布置隧隧洞選線洞線線的選擇直直接影響隧隧洞的造價(jià)價(jià),施工的難難易程度,工程的安安全可靠性性及工程效效益。本工工程隧洞選選線時(shí)應(yīng)注注意以下幾幾點(diǎn)：（1）洞洞線布置在在完整堅(jiān)固固的巖層之之中，避開開不利的地地質(zhì)構(gòu)造帶帶（區(qū)）。圍圍巖的厚度度大于3倍的洞徑徑，且大于于0.4倍的內(nèi)水水壓力水頭頭。局部接接近于地表表（山溝）的的洞段，可可考慮采用用明管連接接。（2）洞洞線盡量取取直，必要要的轉(zhuǎn)彎處處，轉(zhuǎn)彎半半徑應(yīng)大于于5倍的洞徑徑，轉(zhuǎn)角不不大于60o。（3）壓壓力隧洞的的頂部低于于最低壓力力線（考慮慮負(fù)水錘的的影響）22m以上。洞洞線布置（1）本工程有壓引引水隧洞全全長約343m（包括調(diào)調(diào)壓室之后后的壓力鋼鋼管），洞洞線較短，沿沿線地質(zhì)條條件良好；；發(fā)電引水水有壓隧洞洞的縱坡一一般可取0.2%～0.5%，本工程程取為i=0..4%,以便出渣渣及排水。（2）進(jìn)水口洞頂高高程一般應(yīng)應(yīng)低于死水水位1～2m，本工程程死水位為為230m，故進(jìn)水水口頂部高高程應(yīng)低于于228m～229m，進(jìn)水口口底部高程程建議為220m（由左岸岸引水隧洞洞地質(zhì)剖面面圖查出），經(jīng)經(jīng)計(jì)算確定定洞徑D1=4m，因此進(jìn)進(jìn)水口頂部部高程為224m，滿足要要求。（3）進(jìn)水口可設(shè)在在庫區(qū)合適適地形處，本本工程進(jìn)水水口設(shè)于左左岸，其位位置地質(zhì)條條件良好，所所以擬設(shè)計(jì)計(jì)成豎井式式進(jìn)水口。（4）進(jìn)水口由喇叭叭段、閘門門井和漸變變段組成，設(shè)設(shè)攔污柵一一道，攔污污柵面積根根據(jù)最大引引用流量32.44m3/s時(shí)過柵流流速不大于于1m/s確定。工工作閘門及及檢修閘門門采用潛孔孔平面定輪輪鋼閘門。進(jìn)進(jìn)水口布置置見圖10—1.（5）洞線設(shè)計(jì)。根根據(jù)左岸引引水隧洞地地質(zhì)剖面圖圖反應(yīng)出的的地質(zhì)情況況，本工程程引水隧洞洞布置如下下：移進(jìn)水水口為起點(diǎn)點(diǎn)，布置一一段136m長的水平平直線隧洞洞，在0+1336處設(shè)一轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎處，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎半徑24m，轉(zhuǎn)角45o，隧洞沿沿鉛直方向向傾斜；0+1991處設(shè)一轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎處，將將傾斜洞身身轉(zhuǎn)彎成水水平直線隧隧洞，轉(zhuǎn)彎彎半徑24m，轉(zhuǎn)角45o；經(jīng)計(jì)算算引水隧洞洞需設(shè)上游游調(diào)壓室，調(diào)調(diào)壓室設(shè)于于0+2888處，底部部高程▽=1800m；0+3223處設(shè)一球球形分岔管管，分別引引至廠房的的兩臺(tái)發(fā)電電機(jī)組，引引分岔管處處接近地表表，所以分分岔管后可可考慮采用用明鋼管。引引水隧洞的的參數(shù)已由由計(jì)算書求求得，布置置見設(shè)計(jì)圖圖紙（引水水隧洞平面面布置圖）。圖10—1進(jìn)水口剖面圖10.2調(diào)壓室室調(diào)調(diào)壓室的工工作原理及及功用減小小水錘壓力力在引水道道中傳遞的的有效方法法之一是設(shè)設(shè)置調(diào)壓室室。設(shè)置了了調(diào)壓室之之后，利用用調(diào)壓室擴(kuò)擴(kuò)大的斷面面面積和自自由水面，水水錘波就會(huì)會(huì)在調(diào)壓室室反射到下下游去。這這樣就相當(dāng)當(dāng)于把引水水系統(tǒng)分為為兩段，調(diào)調(diào)壓室以前前這段引水水道，基本本上可以避避免水錘壓壓力的影響響；調(diào)壓室室以后這段段壓力管道道，由于縮縮短了水錘錘波的傳遞遞路程，從從而減少了了壓力管道道中的水錘錘值，改善善了機(jī)組運(yùn)運(yùn)行條件及及供電質(zhì)量量。根據(jù)據(jù)調(diào)壓室的的功用，它它應(yīng)滿足下下列要求：：（1）盡盡可能充分分反射由壓壓力管道傳傳來的水錘錘波，以減減少壓力管管道中水錘錘壓力，并并使傳至引引水道中的的水錘值控控制在合理理范圍內(nèi)；；（2）應(yīng)應(yīng)能保證調(diào)調(diào)壓室中發(fā)發(fā)生的一切切水位波動(dòng)動(dòng)都具有主主見衰減的的性質(zhì)，并并且衰減得得愉快越好好；（3）負(fù)負(fù)荷變化時(shí)時(shí)，引起的的波動(dòng)振幅幅小，頻率率低，這樣樣就可以減減小調(diào)壓室室的高度，并并有利于機(jī)機(jī)組的穩(wěn)定定運(yùn)行；（4）在在正常運(yùn)行行時(shí)，水流流經(jīng)過調(diào)壓壓室與引水水道連接處處的水頭損損失應(yīng)盡量量減小。由于于設(shè)置調(diào)壓壓室增加了了建造費(fèi)用用和維護(hù)費(fèi)費(fèi)用，調(diào)壓壓室的投資資有時(shí)幾乎乎占引水系系統(tǒng)的投資資的1/4～1/5，相當(dāng)于于廠房的土土建投資，因因此是否設(shè)設(shè)置調(diào)壓室室，必須經(jīng)經(jīng)過電站的的引水系統(tǒng)統(tǒng)與機(jī)組聯(lián)聯(lián)合調(diào)節(jié)保保證計(jì)算及及電站穩(wěn)定定運(yùn)行綜合合分析，進(jìn)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟(jì)比較加加以論證。初步步分析時(shí)，可可用表征壓壓