1、 水庫水利樞紐工程土石壩 第一章 基本資料第一節、工程概況及工程目的xx水庫位于QH河干流上，控制面積4990km總庫容5.05108m。該工程以灌溉發電為主，結合防洪，可引水灌溉農田7.12萬畝，遠期可發展到10.4萬畝。灌溉區由一個引水流量為45m3/s的總干渠和四條分干渠組成，在總干渠渠首及下游24km處分別修建樞紐電站和HZ電站，總裝機容量31.45MW,年發電量11290完千瓦時。水庫建成后，除為市區居民生活和工業提供給水外，還可使城市防洪能力得到有效的提高。水庫防洪標準為百年設計，萬年校核。樞紐工程由擋水壩、溢洪道和輸水洞、灌溉發電洞及樞紐電站組成。第二節、基本資料1、特征水位及流

2、量擋水壩、溢洪道、輸水洞的特征水位及流量見表2-1。表2-1 xx水庫工程特征值序號名 稱單 位數 量備 注1設計洪水時最大泄流量m3/s2000其中溢洪道815相應下游水位700.552校核洪水時最大泄流量m3/s6830其中溢洪道5600相應下游水位m705.63水庫水位校核洪水位（P=0.1%）m770.4設計洪水位（P=1%）m768.1興利水位m767.2汛限水位m760.7死水位m737.04水庫容積總庫容(校核洪水位一下庫容)104m350500防洪庫容(防洪高水位至汛期限制水位)104m313600（P=%）防洪庫容(防洪高水位至汛期限制水位)104m31237（P=%）興利庫

3、容104m335100其中共用庫容104m311000死庫容104m3105005庫容系數5050%6調解特征多年7導流泄洪洞形式明流隧洞工作閥門前為有壓隧洞直徑m8消能方式挑流最大泄量（P=0.01%）m3/s1230最大流速m/s23.1閘門尺寸mxm7*6.50啟閉機T300檢修門mxm8*9.00進口底部高程m703.358灌溉發電隧洞形式m3/s壓力鋼管內徑m5.40灌溉支洞內徑m3.00最大流量m3/s45.00進口底部高程m731.469樞紐電站形式引水式廠房面積mxm39*16.2裝機容量kw5*1250每臺機組過水能力m3/s8.052、 氣象項 目單 位數 量備 注多年平均

4、氣溫412SW、SSW、S、SSE、SE向多年平均m/s17.0（7、8、9、10月）最大風速m/s34.0相應設計水位庫面吹程km1.15相應校核水位庫面吹程km1.37氣象資料見表2-2。表2-2 氣象資料表3、 地質1、 壩址區工程地質條件xx水庫的右岸較陡，坡度為30左右，大部分基巖出露高程為770810m。主河槽在右岸，河寬月100米左右；左岸為堆積岸，左岸臺地寬200m左右，山嶺高程在775m左右，岸坡較平緩，大都為土層覆蓋。水庫樞紐處施工場地狹窄，樞紐建筑物全部布置在左岸，施工布置較為困難。壩區為上二迭系石千峰組的紫紅色、紫灰色細砂巖，間夾同色礫巖及砂質頁巖等巖層。右岸全部為基巖

5、，河床砂卵石層總厚度約50m，覆蓋層厚度約5m。高漫灘表層亞砂土厚515m，左岸728m高程以下為基巖。基巖面向下游逐漸降低，土層增厚。砂卵石層透水性不會很強，施工開挖排水作業估計不會很困難。2、 溢洪道工程地質條件上壩線方案溢洪道堰頂高程757m，沿建筑物軸線巖層傾向下游。巖性主要為堅硬的細砂巖，其中軟弱層多為透鏡體，溢洪道各部分的抗滑穩定條件是好的。下壩線溢洪道高程750m。基礎以下10m左右為砂質頁巖及夾泥層，且單薄分水嶺巖層風化嚴重，透水性大，對建筑安全不利。第二章、樞紐布置第一節、 壩軸線選擇選擇壩址時，應根據地形、地址、工程規模及施工條件，經過經濟和技術的綜合分析比較來選定。應盡量

6、選在河谷的狹窄段。這樣壩軸線短，工程量小，但必須與施工場地和泄水建筑物的布置情況以及運用上的要求等同時考慮對于兩岸壩段要有足夠的高程和厚度。壩基和兩岸山體應無大的不利地質構成問題。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地基上。壩址附近要有足夠數量符合設計要求的土、砂、石料且便于開采運輸。通過以上分析，xx水庫壩軸線的選擇，在地形上，應盡量選在河谷狹窄段。由地形圖上可知，上游坡壩軸線、壩軸線以及和下游壩軸線三者的比見地形圖，下游的壩軸線最符合。因為它是河谷的狹窄段，這樣壩軸線短，工程量小，可減少投資，庫容較大，淹沒少。第二節、 樞紐布置 樞紐布置應做到安全可靠，經濟合理，

7、施工互不干擾，管理運用方便。高中壩和地震區的壩，不得采用布置在非巖石地基上的壩下埋管型式，低壩采用非巖石地基上的壩下埋管時，必須對埋管周圍填土的壓實方法，可能達到的壓實密度及其抵抗滲透破壞的能力能否滿足要求進行保證。樞紐布置應考慮建筑物開挖料的應用。土石壩樞紐通常包括攔河壩、溢洪道、泄洪洞輸水或引水洞及水電站等，應通過地形地質條件以及經濟和技術等方面來確定。壩址應選在地形地質有利的地方，使壩軸線較短，庫容較大，淹沒少。附近有豐富的筑壩材料，便于布置泄水建筑物。在高山深谷區常將壩址選在彎曲河段，把壩布置在彎道上，利用凸岸山脊抗滑穩定和滲透穩定，并采取排水灌漿等相應加固措施，應盡量避免將壩址選在工

8、程地質條件不良的地段。如活斷層含形成整體滑動的軟弱夾層，以及粉細砂、軟粘土和淤泥等軟弱地基上。壩軸線一般宜順直，如布置成折線，轉折處山曲線連接。如壩軸平面形成弧形，最好試凸向上游，如受地形限制，不得凸向下游，曲度應小些，防滲體不要過薄，以免蓄水后防滲體產生拉力而出現順水流方向的裂縫。根據樞紐布置原則，樞紐中的泄水建筑物應做到安全可靠、經濟合理、施工互不干擾、管理運用方便。樞紐布置應滿足以下原則： 樞紐中的泄水建筑物應滿足設計規范的運用條件和要求。選擇泄洪建筑物形式時，宜優先考慮采用開敞式溢洪道為主要泄洪建筑物，并經濟比較確定。泄水引水建筑物進口附近的岸坡應有可靠的防護措施，當有平行壩坡方向的水

9、流可能會沖刷壩坡時，壩坡也應有防護措施。應確保泄水建筑物進口附近的岸坡的整體穩定性和局部穩定性。當泄水建筑物出口消能后的水流從刷下游壩坡時，應比較調整尾水渠和采取工程措施保護壩坡腳的可靠性和經濟性，可采取其中一種措施，也可同時采用兩種措施。對于多泥沙河流，應考慮布置排沙建筑物，并在進水口采取放淤措施。溢洪道應選擇在地形開闊、岸坡穩定、巖土堅實和地下水位較低的地點，宜選用地質條件好良好的天然地基。壤土、中砂、粗砂、砂礫石適于作為水閘地基，盡量避免淤泥質土和粉砂、細砂地基，必要時應采取妥善處理措施。從地質地形圖可知壩體右岸有天然的埡口，地質條件好，且有天然的石料廠，上下游均有較緩的灘地，兩岸巖體較

10、陡，巖體條件好，施工起來更快捷更經濟合理。因此，溢洪道修建于QH右岸山坡上，緊鄰右壩肩。由于閘址段地形條件好，所以采用正槽式溢洪道。第三章、壩工設計第一節、壩型確定根據所給資料，選擇大壩型式，還應根據地形、地質、建筑材料、工程量以及施工條件等綜合方面確定壩型。水庫處于平原地區。由基本資料可知，庫區土料豐富，料場距壩址較近，運輸條件良好。施工簡便，地質條件合理，造價低。通過以上幾方面的綜合分析比較，所以選用土石壩方案。第二節、 擋水壩體斷面設計1、壩頂高程的確定1.1、 風區長度由題目已知該流域多年平均最大風速為9m/s，水位768.1m時水庫吹程為5.5km。1.2、壩頂高程計算壩頂在靜水位以

11、上的超高值按下式計算;y=R+e+A式中 y壩頂超高，m; R最大波浪在壩坡上的爬高，m; A安全加高，m ；由上可知等效吹程5.5km1.6m，近似估計R+e在0.91.2之間。所以，正常運行條件時 R+e 取1.2 非常運行條件時 R+e 取0.9由基本資料可知大壩級別為3級正常運行條件時 安全加高 A取0.7非常運行條件時 安全加高 A取0.5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=768.1m正常蓄水位+正常情況的壩頂超高；H=767.20m校核洪水位+非常情況的壩頂超高；H=770.40m正常蓄水位+非常情況的壩頂超

12、高； H=737.00m由計算可知，計算壩頂高程為770.4m，考慮壩頂上設與防滲體緊密連接的1.2m高防浪墻，取設計壩頂高程為769.2m。2、 壩頂寬度壩頂寬度根據構造、施工等因素確定，由碾壓式土石壩設計規范（SL2742001）5 高壩選用1015 m，中低壩可選用510 m，根據所給資料，初步擬定壩體斷面，壩頂寬度為8m見圖3-1。圖3-1 壩頂結構圖3、 上下游邊坡上下游邊坡比見表3-2。表3-2 上下游邊坡比壩高(m)上游下游101：21：2.51：1.51：210201：2.251：2.751：21：2.520301：2.51：31：2.251：2.75301：31：3.51：2

13、.51：3根據資料，大壩為中低壩，故定上游壩坡1：3.0 ，下游壩坡1：2.5。4、 馬道為了攔截雨水，防止壩面被沖刷，同時便于交通、檢測和觀測，并且利于壩坡穩定，下游常沿高程每隔1030 m設置一條馬道，其寬度不小于1.5 m，馬道一般設在坡度變化處，均質壩上游不宜或少設馬道，故本壩不設馬道。第三節、 壩體滲流計算滲流計算方法采用有限深透水地基上設灌漿帷幕的土石壩滲流，帷幕灌漿的防滲作用可以用相當于不透水底版的等效長度代替。滲流分三種情況：上游為設計洪水位、校核洪水位、正常蓄水位和相應的下游水位見圖3-2。圖3-2 各水位示意圖設計洪水位時 壩頂高程為769.2m，設計洪水位為768.1m，

14、河床高度為731.2m，壩頂寬度為8m，壩高為38m，m=3.0m=2.5。L=L+ m(769.2-768.1)+B+ mH=+1.45m+B+ mH=123mL=L-L=117m上游水深H=36.55m下游水深H=1.89m。h=5.01 mq=6.810y= = x(0,114.5)表3-3 設計水位浸潤線計算成果表x(m)01020304050y(m)36.5534.8133.1331.3629.4927.4960708090100110114.525.3922.9720.3417.3213.638.402.93校核洪水位時壩頂高程為769.2m，設計洪水位為768.1m，河床高度為7

15、31.2m，壩頂寬度為8m，壩高為38m，m=3.0 m=2.5。L=L+ m(769.2-768.1)+B+ mH=+0.29 m+B+ mH=120mL=L-L=113.25m上游水深H=37.71m下游水深H=2.15m。h=5.45 mq=7.210y= = x(0,110.85)表3-4 校核水位浸潤線計算成果表x(m)01020304050y(m)37.7134.9633.2031.3429.3727.2560708090100110110.8524.9522.4219.5616.2011.944.753.42正常蓄水位時壩頂高程為769.2m，正常蓄水位為767.2 m，河床高度

16、為731.2 m，壩頂寬度為8m，壩高為38m，m=3.0 m=2.5。L=L+ m(216.9-213.43)+B+ mH=+3.47 m+B+ mH=128.2 mL=L-L=123.7 m上游水深H=37.71m下游水深H=2.15mh=4.73 mq=5.6710y= = x(0,121.5)表3-5 正常蓄水位浸潤線計算成果表x(m)01020304050y(m)34.5332.3030.8129.2627.6225.8860708090100110121.524.0121.9819.7417.2214.2610.491.65第四節、 土壩穩定計算壩坡穩定計算采用計及條塊間作用力的簡

17、化畢肖普法公式如下。K=式中 W土條重量；Q、V分別為水平和垂直的地震慣性力；U作用于土條底面的空隙壓力；土條重力線與通過此條塊底面中點的半徑之間的夾角；b土條寬度；、土條地面的有效應力和抗剪強度指標；M水平地震慣性力對圓心的力矩；R圓弧半徑；穩定計算系數見表3-6。表 3-6 物理力學指標表序號位置土料名稱濕容重()飽和容重()C(kPa)（度）1壩殼堆石1.82心墻粘土1.651.982010.43反濾砂躒石1.8324反濾碎石1.952.00385壩基砂礫料1.86壩基黃土1.61.91穩定計算有三種情況 施工期、穩定滲流期和水庫水位驟降期 均質壩材料為粘土濕容重 =1.65 飽和容重

18、=2.0 浮容重 =0.5 壩基為砂礫料濕容重 =18 飽和容重 =19.6 浮容重 =0.5 施工期上游邊坡穩定計算見表3-7計算圖見附圖1下游邊坡表3-8計算圖見附1第一次試算假定 k=1, 求得 k=第二次試算假定 k=1.25 求得 k= 故取 k=1.25第一次試算假定 k=1 求得 k=第二次試算假定 k=1.23 求得 k= 故取 k=1.23穩定滲流期下游邊坡穩定計算見表 4-9 計算見附圖 2第一次試算假定 k=1 求得 k=第二次試算假定 k=1.31 求得 k= 故取 k=1.31水位降落期上游邊坡穩定計算見表 4-10 計算見附圖3第一次試算假定 k=1, 求得 k=第

19、二次試算假定 k=1.21 求得 k= 故取 k=1.21表3-7 施工期上游邊坡穩定計算成果表土條編號h(m)(rbh)wsincoswsin(1-)wtanCbm(k=1)m(k=1.25)NO(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)-31148.8-0.30.951-44.625.4188.80.876244.50.891240-26892.8-0.20.978-178.6152.3188.80.9273880.938383.6-1101488-0.10.994-148.8253.9188.80.969496.90.974484.60131934.40103

20、30.1188.81548.91548.91162380.80.10.994238.1406.3188.81.0195841.014586.92172529.60.20.978505.9413.6188.81.0285961.018591.83182678.40.30.951803.5457188.81.026689.41.011688.84182678.40.40.9131071.1457188.81.012658.20.9926515162380.40.50.8661190.2406.2188.80.988662.20.963667.96142083.20.60.8091249.9355.

21、5188.80.952671.70.92467971014880.70.7431041.6254188.80.906488.80.873508.283446.40.80.699357.176.2188.80.850341.80.8133365085.76371.36375.7 表3-8 施工期下游邊坡穩定計算成果表土條編號h(m)(rbh)wsincoswsin(1-)wtanCbm(k=1)m(k=1.23)NO(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)-22384-0.20.978-76.865.5188.80.952287.10.932282.8-14768-

22、0.10.994-76.8131188.80.942389.40.922386.8071344010229.3188.81478.11488.611019200.10.994192327.6188.81.019676.60.966684.621223040.20.978460.8393188.81.029680.21.024663.231324960.30.951748.8426188.81.026689.21.019690.341324960.40.913998.4426188.81.012762.51.00375551324960.50.8661284426188.80.988762.30

23、.977759.361019200.60.8091152327.6188.80.952662.40.939689.97713440.70.743940.8229.3188.80.906581.30.891589.280.5960.80.66976.816.4188.80.850381.40.834386.85171.16360.56386.2 表4-9 穩定滲流期下游邊坡穩定計算成果表土條編號h(m)(rbh)wsincoswsin(1-)wtanCbm(k=1)m(k=1.31)NO(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)-21192-0.20.978-38.4

24、32.8188.80.927259.10.930298.3-14776-0.10.994-77.6132.4188.80.968481.80.970451.1081560010266.2188.81585156511019480.10.994194.8332.4188.81.019611.51.01863221223360.20.978467.2398.6188.81.029670.81.026692.531325320.30.951759.6432.1188.81.026755.21.023736.741325280.40.9131011.2431.4188.81.012752.81.007

25、735.951325240.50.8661262430.7188.80.9887370.982730.861019360.60.8091161.6330.4188.80.952645.40.845669.47713840.70.743943.6230188.80.906562.20.898686.4823840.80.669307.265.5188.80.850399.20.841422.44931.264606480.7 表3-10 水位降落期上游邊坡穩定計算成果表土條編號h(m)(rbh)wsincoswsin(1-)wtanCbm(k=1)m(k=1.21)NO(1)(2)(3)(4)(

26、5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)-32225-0.30.951-67.538.4188.80.878258.80.889255.6-26675-0.20.978-135115.2188.80.9273880.937384.4-1111345.5-0.10.994-134.5229.6188.80.968562.30.973560.10152011.5010343.2188.8158215821172668.50.10.994266.9455.4188.81.019693.31.015694.72193325.50.20.978665.1567.5188.81.0298651.020

27、869.53193973.50.30.9511192678188.81.026884.81.013885.74194189.50.40.9131675.8714.9188.81.0129960.995998.25173748.50.50.8661874.2639.6188.80.988886.60.967886.761430870.60.8091852.2526.8188.80.952794.90.927796.77102200.50.70.7431540.4375.5188.80.906782.80.878805.3812160.80.699172.836.9188.80.850365.50

28、.819375.37202.48714.98694.4 表311 壩坡穩定計算成果表計算工況上游邊坡（m）穩定系數（K）下游邊坡（m）穩定系數（K）允許穩定系數K穩定滲流期1:2.51.311.30水位降落期1:3.01.211.20施工期1:3.01.251:2.51.23根據上述計算成果，采用上游1：3.0，下游1：2.5，滿足邊坡穩定要求。第五節、細部構造1、 護坡因壩的上游坡面受波浪淘刷，下游坡面受雨水沖刷，壩的上下游坡面需設置護坡，本方案為砌石護坡，厚0.3m。上下游護坡需設碎石或礫石墊層，本方案為碎石墊層厚0.2m。下游坡面上要設置表面排水系統，縱橫向排水溝及壩坡與岸坡連接處的排水

29、溝。此外，還應布置階梯等通行道路。2、 反濾層設計既要求把壩體滲水排除壩外，又要求不產生土壤的滲透破壞，在滲流的出口或進入排水處。由于水力坡降往往很大，流速較高，土壤易發生管涌破壞，為了防止這種滲透破壞，在這些地方應設置反濾層。反濾層一般由13層級配均勻，耐風化的砂、礫、卵石或碎石構成，每層粒徑隨滲流方向而增大，水平反濾層的最小厚度可采用0.3 m，垂直或傾斜反濾層的最小厚度可采用0.5 m，（反濾層應有足夠的尺寸以適應可能發生的不均勻變形，同時避免與周圍土層混摻）。其作用是防止襯砌的護坡石陷入壩身體中，在上游坡避免沖刷并在庫水位降落時把壩體的水排出去又不帶走壩體土料。因土壩為均質壩，所以采用

30、反濾層位于被保護土的上部，滲流方向主要由下向上見圖3-12。圖3-12 反濾層示意圖3、防滲體的土料要求防滲體要具有足夠的不透水性和塑性，要求防滲體的滲透系數比壩主體至少小1001000倍，且其透水系數不宜大于10，防滲體要有足夠的塑性。這樣，防滲體能適應壩基和壩體的沉陷和不均勻變形，從而不致斷裂。長期的筑壩經驗告訴我們，粘粒含量為1530%或塑性指數為1017的中壤土、重壤土粘粒含量為3540%或塑性指數為1720的粘土都是填筑防滲體的合適土料。粘性土的天然含水量最好，稍高于塑限含水量，使土料處于硬塑狀態。4、排水結構選用棱體排水，是在下游壩腳處用塊石堆成棱體，頂部高程應超出下游最高水位，超

31、出高度應大于波浪沿坡面的爬高。大壩為3級，不應小于0.5m，并使壩體浸潤距壩坡的距離大于冰凍深度。堆石棱體內坡一般為1：1.251：1.5，外坡為1：1.51：2.0或更緩，應避免棱體排水上游坡腳出現銳角，頂寬應根據施工條件及檢查觀測需要確定，但不得小于1.0m。 棱體排水結構圖見圖3-13。圖3-13 棱體排水結構示意圖為了有效地降低壩內浸潤線，在均質壩內設置垂直的、向上游或向下游傾斜的豎式排水是控制滲流的一種有效型式。這種排水頂部可伸到壩面附近，厚度由施工條件確定，但不小于1.0m，底部用水平排水帶或褥墊排水將滲水引出壩外。對于由粘性土材料填筑的均質壩，為了加速壩殼內空隙水壓力的消散，降低

32、浸潤線，以增加壩的穩定，可在不同高程處設置壩內水平排水層，其位置、層數和厚度可根據計算確定，但其厚度不宜小于0.3m。多數情況下，伸入壩體內的長度一般不超過各層壩寬的。第四章、溢洪道設計第一節、 溢洪道地形資料庫區兩岸分水嶺高程均在750m以上。庫區外圍斷裂較發育，在庫內被第四系及第三系玄武巖覆蓋。庫區地下水類型有兩種，第四系松散層孔隙潛水和前第四系基巖裂隙水。水庫不存在永久性滲漏問題，庫岸穩定性較好，水庫蓄水后，局部地段可能產生浸沒，但浸沒面積甚小，庫區兩岸居民及耕地分散，庫區范圍內無礦點分布，庫區無水庫淤積問題，水庫蓄水后不致產生構造性誘發地震。第二節、 溢洪道地質資料溢洪道地基為晚元古代

33、第三期侵入混合花崗巖，灰白色-肉紅色，巖體風化程度均為弱風化帶，地下水類型為基巖裂隙水，對砼無腐蝕性；溢洪道部位斷層規模均較小，以陡傾角為主，完整性及強度與兩側巖體相差較小；閘室段基礎巖體中等透水性，完整性較差，應進行淺層固結和深部帷幕灌漿防滲處理。第三節、 溢洪道的位置選擇溢洪道在水利樞紐中位置的選擇，關系的工程的總體布置，影響到工程的安全、工程量、投資、施工進度和運用管理，原則上應通過擬定各種可能方案，全面考慮，則優選定。一般應考慮以下因素：溢洪道應位于路線短和土石方開挖量少的地方。壩址附近有高程合適的馬鞍形埡口，則往往是布置溢洪道較理想之處。攔河壩兩岸順河谷方向的緩坡臺地也適合布置溢洪道

34、。溢洪道應力爭位于較堅硬的巖基上。位于好巖基上的溢洪道可以減省工程量，甚至不襯砌。應避免在可能坍塌的地帶修建溢洪道。溢洪道開挖出渣路線及棄渣場所應能合理安排，是開挖量的有效利用更具有經濟意義。此外還要解決與相鄰建筑物的施工干擾問題。綜上所述，本樞紐溢洪道應選上壩線方案。第四節、溢洪道布置1、引水渠引水渠進口布置應因地制宜，體形簡單。當進口布置在壩肩時，靠壩的一側應設置順應水流的曲面導水墻，靠山一側應開挖或襯砌規則曲面；當進口布置在埡口面臨水庫時，宜布置成對稱或基本對稱的喇叭口型式。初擬引水渠段長103，底寬14,底高程730，邊坡1:1，引水渠首端為32.5 的直線段，其后接一半徑為80的圓心

35、角為的圓弧段。引水渠進口段剖面見圖4-1。 圖4-1 引水渠進口段的剖面圖引水渠的布置應遵循以下原則：選擇有利的地形、地質條件；引水渠軸線方向，應有利于進水，在平面上最好布置成直線，以減小水頭損失，增加其泄水能力；引水渠較長時，宜在控制段之前設置漸變段，其長度應據流速等條件確定，不宜小于2倍堰上水深；若受地形、地質條件限制，引水渠必須轉彎時，其彎曲半徑不宜小于4倍的渠底寬；彎道至控制堰之間宜設計直線段，其長度不小于2倍堰上水頭；引水渠底寬順水流方向收縮時，其首、末端底寬之比宜在1.53之間。引水渠的橫斷面應有足夠大的尺寸，以降低流速，減少水頭損失。渠內設計流速大于懸移質不淤流速，小于渠道不沖流

36、速，且水頭損失小，一般采用35。橫斷面的側坡根據穩定要求確定。為了減小造率和防止沖刷，引水渠宜做襯砌。石基上的引水渠如能開挖整齊，也可以不做襯砌。縱斷面應做成平底或底坡不大的逆坡當溢流堰為實用堰時，渠底在溢流堰處宜低于堰頂至少0.5H，以保證堰頂水流穩定和具有較大的流量系數。2、 控制段控制段設計，包括溢流堰和兩側連接建筑物。溢流堰的位置是溢洪道縱斷面的最高點，其堰頂高程與工程量的關系很大，所以控制堰軸線的選定應滿足下列要求：統籌考慮進水渠、泄槽、消能防沖設施及出水渠的總體布置要求；建筑物對地基的強度、穩定性、抗滲性及耐久性的要求；便于對外交通和兩側建筑物的布置；當控制堰靠近壩肩時，應與大壩布

37、置協調一致；便于防滲系統布置，堰與兩岸的止水、防滲排水應形成整體。控制堰的型式、基本尺寸和布置方式是溢洪道泄流能力的決定性因素。由于隨著泄流能力的不同，洪水期可能出現的最高水庫洪水位也不同，即壩高也要不同。所以控制堰的合理設計，歸結為擬定不同方案，進行調洪演算，對包括攔河壩和溢洪道在內的樞紐總體的技術經濟條件加以比較，從而選定。設置控制堰段要解決的主要問題包括選擇溢流堰斷面型式、決定堰頂是否設閘門控制、通過調洪演算選定堰頂高程和孔口尺寸、選定閘門型式以及與控制堰有關的結構的平面和剖面布置等。溢流堰型式應根據地形、地質、水力條件、運用要求和技術經濟指標等因素，經綜合比較選定。堰型可選用開敞式型式

38、，但與溢流壩相比，其堰體高度很低；與泄水閘相比，其閘后落差較大。溢流堰體型設計的要求是盡量增大流量系數，在泄流時不產生空蝕或誘發振動的負壓。溢流堰前緣長度和孔口尺寸的擬定以及單寬流量的選擇，可參考重力壩的有關內容。選定調洪起始水位和泄水建筑物的運用方式，然后進行調洪演算，得出水庫的設計洪水位和溢洪道的最大下泄量。滿足條件后，在此基礎上，通過分析研究在擬定若干方案，分別進行調洪演算，得出不同的水庫設計洪水位和最大下泄量，并相應定出樞紐中各主要建筑物的布置尺寸、工程量和造價。最后，從安全、經濟以及管理運用等方面進行綜合分析論證，從而選出最優方案。3、泄槽段洪水經溢流堰后，多用泄水槽與消能設施連接。

39、為不影響溢流堰的泄洪能力，此段縱坡常做成大于臨界底坡的陡坡。破陡、流急是泄水槽的特點。槽內水流速度往往超過1620。所以，防止和減小高速水流所引起的摻氣、空蝕、沖擊波和脈動等是泄槽段設計的關鍵。泄槽在平面上宜盡量成直線、等寬、對稱布置，使水流平順，避免產生沖擊波等不良現象。但實際工程中受地形、地質條件的限制，有時泄槽很長，為減少開挖量或避開地質軟弱帶等，往往做成帶收縮段和彎曲段的型式。泄槽段水流屬于急流，如必須設置收縮段時，其收縮角也不宜太大。當收縮角較大時，必須進行沖擊波計算，并應通過水工模型實驗驗證。收縮段最大沖擊波波高由總偏轉角大小決定，而與邊墻偏轉過程無關。因此，為了減小沖擊波高度，采

40、用直線形收縮段比圓弧形收縮段為好。泄槽段如設置彎道，由于離心力及彎道沖擊波作用，將造成彎道內外側橫向水面差，流態不利。要設置彎道是時，宜滿足下列要求：橫斷面內流速分布均勻，沖擊波對水流擾動影響小，在直線段和彎曲段之間，可設置緩和過渡段，為降低邊墻高度和調整水流，宜在彎道幾緩和過渡段渠底設置橫向坡，矩形斷面彎道的彎曲半徑宜采用610倍泄槽寬度。泄槽縱剖面設計主要是決定縱坡，其根據自然條件及水力條件確定。水流通過控制段后為急流，為了不在泄槽段上產生水躍，泄槽縱坡應大于水流的臨界坡，在地質條件許可的情況下，盡量使開挖和襯砌工程量最省。同時縱坡還要考慮泄槽底板和邊墻結構的自身穩定及施工方便等因素。泄槽

41、縱坡以一次坡為好，當受地形條件限制或為了節省工程量而需邊坡度時也宜先緩后陡，因為水流經過控制段入泄槽時，流速不大；當接近消能設施時，加大底坡以便與消能設施相連接，此段長度較短，防空蝕措施比較好解決。但為防止水流脫離槽底產生負壓，在變坡處宜采用符合水流軌跡的拋物線連接。如采用先陡后緩的變坡方式，泄槽易被動水壓力破壞，連接必須采用反弧曲線，反弧半徑應不小于36倍的變坡方式。反弧半徑越小，離心力越大，壓力變化值越大，故初了采用較大反弧半徑外，還應比較周密地考慮底板的分縫、分塊及止水、排水的設置，以消除告訴水流離心力在底板下形成的高水頭的揚壓力，保持泄槽底板的穩定。泄槽底部襯砌的表面若不平整，特別是橫

42、向接縫處下游有生坎，接縫止水不良，施工質量差；地基處理不好，襯砌與地基接觸較差；襯砌底板下排水不暢等原因，將導致底板下產生較大揚壓力和動水壓力，甚至使底板被掀起。因此，必須重視襯砌分縫、止水及排水等，以做到平整光滑、止水可靠和排水通暢。表面平整光滑可以防止負壓和空蝕，底板下排水可以減小揚壓力，接縫止水可以避免高速水流侵入底板產生脈動壓力，在寒冷地區對襯砌材料有一定的抗凍要求。4、出口消能和尾水渠根據地形條件和地址情況，選用挑流消能，它適用于較好的巖基或挑流沖刷坑對建筑物安全無影響時，可設置挑流鼻坎。挑坎末端做一道深齒墻，可以保護地基不被沖刷，其底部高程應位于沖刷坑可能影響的高程以下。為了防止小

43、流量時產生貼流而沖刷挑坎底角，可在挑坎下游做一段護坦。挑坎上還常設置通氣孔和排水孔，通氣孔向水舌下補充空氣，以免形成真空，影響挑距和造成結構空蝕。坎上排水孔排除反弧段積水；坎下排水孔排除滲流，降低齒墻后的滲透能力。當溢洪道下泄水流消能后不能直接泄入河道而造成危害時，應設置尾水渠，其作用是將消能后的水流安全送入下游河道。對挑流消能，也只有掌握下游尾水情況，才能正確估算下游沖刷坑的大小和深度，定出挑坎齒墻的埋置深度和結構尺寸。尾水渠應盡量利用天然沖刷溝或河溝使出口水流能平穩地歸入原河道。第五章、地基處理土石壩地基處理應力求做到技術上可靠，經濟上合理。筑壩前要完全清除表層的腐殖土，以及可能發生集中滲

44、流和滑動的表層土。1、壩基清理大壩基礎至壩腳線外10米范圍內的樹林，樹根，耕枯土，垃圾，工廠廢料，地表孤石，梯田硬石及田邊塊石，河床底的淤泥，沙壤土等應清理，地質勘探的鉆孔，試坑，平洞井。泵等均應回填。壩基清理后，應平整密實，無明顯陡坎和臺階，坡度一般不陡于1:1.5，為避免土壩與岸坡的接觸面產生裂縫現象，壩體岸坡應削成斜面或接觸面，不應成臺階狀，反坡或突然變坡。應對壩基進行平整，振動碾壓或夯板夯實。2、土石壩的防滲處理學習過的壩基防滲措施有截水槽，板鋪蓋，混凝土防滲墻，帷幕灌漿，化學材料灌漿等。滲流控制的原則是“上游堵，下游排”。由于本壩址基巖為閃云斜長花岡巖，屬怪硬巖石類。故本設計采用截水槽與帷幕灌漿相結合。3、土石壩與壩基的連接由于壩體是建基巖上的所以本壩在壩底做混凝土齒墻與壩基連接。4、土石壩與岸坡的連接土石壩的岸坡應清理成緩慢的坡度，不應為階梯狀或反坡。對不宜消除的反坡用貼補混凝土修整，填補凹坑，當岸坡上緩下陡時，凹出部位的變坡角應小于。開挖坡度不宜太陡，巖石岸坡不陡于1：0.5或1：0.75;土岸坡不陡于1：1.5；砂礫壩殼部位的岸坡以維持岸坡自身穩定為原則。為延長滲徑，黏土心墻在岸坡結合處應適當加寬，心墻一般加寬1/41/3。