土石坝课程设计说明书

土石坝课程设计说明书 目 录 1 基本资料 ....................................................................................................................................... 2 1.1 概况 .................................................................................................................................... 2 1.2 枢纽任务 ............................................................................................................................ 2 1.3 地形、地质概况 ................................................................................................................ 2 1.4 水文、气象 ........................................................................................................................ 3 1.5 其它 .................................................................................................................................... 3 2 设计参数 ....................................................................................................................................... 4 2.1 工程等级 ............................................................................................................................ 4 2.2 水库规划资料 .................................................................................................................... 4 2.3 枢纽组成建筑物 ................................................................................................................ 4 2.4 筑坝材料 ............................................................................................................................ 5 3 枢纽布置 ....................................................................................................................................... 6 3.1枢纽的组成建筑物及等级 ................................................................................................. 6 3.2 挡水建筑物型式的选择 .................................................................................................... 6 3.3 泄水建筑物型式的选择 .................................................................................................... 7 3.4 其它建筑型式的选择 ........................................................................................................ 7 8 3.5枢纽总体布置 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的确定 .................................................................................................4 土石坝设计 ................................................................................................................................... 8 4.1 土石坝坝型的选择 ............................................................................................................ 8 4.2坝体剖面设计及坝体各部分尺寸的确定 ......................................................................... 9 4.3防渗设计及渗流计算 ....................................................................................................... 10 4.4坝坡稳定计算(只作下游坡一个滑弧面的计算) ....................................................... 13 4.5材料及细部构造 ............................................................................................................... 14 4.6 地基处理及坝体与地基岸坡的连接 .............................................................................. 18 5 溢洪道设计 ................................................................................................................................. 19 5.1 溢洪道路线选择和平面位置的确定 .............................................................................. 19 5.2 溢洪道的布置及尺寸 ...................................................................................................... 19 5.3溢洪道水力计算 ............................................................................................................... 21 5.4衬砌及结构设计 ............................................................................................................... 24 1 平山水利枢纽设计计算说明书 1 基本资料 1.1 概况 平山水库位于G县县城西南3km处的平山河中游，该河系睦水的主要支流，全长28km，流域 22面积为556km，坝址以上控制流域面积431km;沿河道有地势比较平坦的小平原，地势自南向东由高变低。最低高程为62.5m左右;河床比降为3‰，河流发源于苏塘乡大源锭子，整个流域物产丰富，土地肥沃，下游盛产稻麦，上游蕴藏着丰富的木材、竹子等土特产。 由于平山河为山区性河流，雨后山洪经常给农作物和村镇造成灾害，另外，当雨量分布不均时，又易造成干旱现象，因此，有关部门对本地区作了多次勘测规划，以开发这里的水利资源。 1.2 枢纽任务 枢纽主要任务以灌溉、发电为主，兼有防洪、航运、养鱼及供水等任务进行开发。 根据初步规划，本工程灌溉面积为20万亩(高程在102m以上)，装机9MW。防洪方面，由于水库调洪作用，使平山河下游不致洪水成灾，同时配合下游睦水水利枢纽，对睦水下游也能起到一 3定的防洪作用，在流域规划中， 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 本枢纽在通过设计洪水流量时，控制最大泄流流量不超过900m/s。在航运方面，上游库区能增加航运里程20km，下游可利用发电尾水等改善航运条件，使平山河下游四季都能筏运，并拟建竹木最大过坝能力为25t的筏道。 1.3 地形、地质概况 (1) 地形 平山河流域多为丘陵山区，在平山枢纽上游均为大山区，河谷山势陡峭，河谷边坡一般为60º,70º，地势高差都在80,120m，河谷冲沟切割很深，山脉走向大约为东西方向，基岩出露很好，河床一般为100m左右，河道弯曲相当厉害，尤其枢纽布置处更为显著，形成“S”型，沿河沙滩及坡积层发育，尤以坝址下游段的平山咀下游一带及坝下陈家上游一带更为发育，其它地方则很少，在坝轴线下游300m处的两岸河谷呈马鞍型，其覆盖层较厚，岩基产状凌乱。 (2) 地质 靠上游有泥盆五通砂岩，靠下游为二叠纪灰岩，几条坝轴线皆落在五通砂岩上面。地质构造特 2 征为:在平山咀以南，即石灰岩与砂岩分界处，发现一大断层，其走向近东西，倾向大致向北西，在第一坝轴线左肩为五通砂岩，特别破碎，在100多m 范围内就有三、四处小断层，产状凌乱，坝区右岸破碎深达60m的钻孔岩芯获得率仅为20%，可见岩石裂隙十分发育。 岩石的渗水率都很小，右岸一般为0.0001,0.01，个别达到0.07,0.08，而左岸多为0.0001,0.01。 坝区下游石灰岩中，发现两处溶洞，平山咀大溶洞和大泉眼大溶洞，前者对大坝及库区均无影响，但后者朝南东方向延伸的话，则可能通向库壁，待将来蓄水后，库水有可能顺着溶洞渗漏到库外，为此，需要正在加紧地质勘探工作，以便得出明确的结论和提出处理意见。 -43坝址覆盖层沿坝轴线厚度达1.5,5.0m，K=1×10cm/s，浮容重V=10.7kN/m，内摩擦角φ=35º。 1.4 水文、气象 (1)水文 由于流域径流资料缺乏，设计年月径流量及洪水流量不能直接由实测径流分析得到，必须通过降雨径流间接推求。根据省水文总站由C城站插补延长得到3天雨量计算频率:千年一遇雨量 3498.1mm，两百年一遇雨量348.2mm，五十年一遇雨量299.9mm，暴雨洪峰流量Q=1860m/s，0.1% 333Q=1550m/s，Q=1480m/s，多年平均来水量为4.55亿m。 0.5%1% (2)气象 多年平均风速10m/s，水库吹程D=9km，多年平均降雨量为430mm/年，库区气候温和，年平均气温16.9?，年最高气温40.5?，年最低气温-14.9?。 1.5 其它 ?坝顶无交通要求; ?对外交通情况 水路:由B城至溪口为南江段上水，自溪口至C城系睦水主流，为内河航运，全长256km， 可通行36t木船，枯水季节只能通行3t以下船只，水运较为困难。 公路:附近公路线路为AF干道，B城至C城段全长365km，晴雨畅通无阻，但目前C城 至坝址尚无公路通行。 铁路:D城为乐万铁路车站，由B城至D城180km，至工地有53km。 ?地震:本地区为5~6度，设计时可不考虑。 3 2 设计参数 2.1 工程等级 本水库枢纽属于?等工程，工程规模为大(2)型。 2.2 水库规划资料 ?正常蓄水位:113.10m; ?最高洪水位(校核):113.50m; ?死水位:105.0m(发电极限工作深度8m); ?灌溉最低库水位:104.0m; 3?总库容:2.00亿m; 3?水库有效库容:1.15亿m; ?库容系数:0.575; 3?发电调节流量Q=7.35m/s，相应下游水位68.20m; P 3?发电最大引用流量Q=28m/s，相应下游水位68.65m; max 3?通过设计洪水位流量(Q)时，溢洪道最大泄量Q=1340m/s，相应下游最高洪水位74.3m。1%max通过校核洪水位流量时，溢洪道最大泄量Qmax=1680 m3/s，相应下游最高洪水位75.0m。 2.3 枢纽组成建筑物 ?大坝:布置在1#坝轴线上; ?溢洪道:堰顶高程为107.50m; 2?水电站:装机容量9MW，3台机组，厂房尺寸为30×9m; 3?灌溉:主要灌区位于河流右岸，渠首底高程102m，灌溉最大引用流量8.15m/s，相应渠道最 大水深1.75m，渠底宽3.5m，渠道边坡1:1; ?水库放空隧洞:为便于检修大坝和其它建筑物，拟利用导流隧洞作放空隧洞，洞底高程70.0m， 洞直径3.5m; ?筏道:为干筏道，上游坡不陡于1:4，下游坡不陡于1:3，转运平台高程115.0m，平台尺寸 2为30×20m。 4 2.4 筑坝材料 枢纽大坝采用当地材料筑坝，椐初步勘察，土料可采用坝轴线下游1.5,3.5km的丘陵区与平原 ,3km河滩范围内地带的土料，且储量很多，一般土质尚佳，可作筑坝之用。砂料可在坝轴线下游1及平山河出口处两岸河滩开采。石料可利用采石场开采，采石场可利用坝轴线下游左岸山沟较为合适，其石质为石灰岩、砂岩，质量良好，质地坚硬，岩石出露，覆盖层较浅，易于开采。 ?土料:主要有粘土和壤土，可采用坝下1.5,3.0km丘陵区与平原地带，储量多，质量尚佳，可作为筑坝材料，其性能见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1; ?砂土:可从坝上下游0.5,3.5km河滩上开采，储量很多，可供筑坝使用，其性能见表2; ?石料:可在坝址下游附近开采，石质为石灰岩及砂岩，质地坚硬，储量丰富，便于开采，其性能见表3。 表1 土料特性表 ,干容重 最优含水率 孔隙率n内摩擦角 粘 着 力c 渗透系数c土壤类别 3(KPa) k(cm/s) (%) (%) Φ (KN/m) -6粘土 15.4 25 40 18?30′ 37 1×10 -5壤土 15.8 14.5 41.7 23?41′ 12 1×10 22?(湿)-3坡土 16.0 22.5 39.8 (湿)7.5 1×10 33?(干) 表2 砂土特性表 ,干容重 孔隙率 内摩擦角 浮容重 c土壤类别 33(KN/m) ,'n(%) Φ (KN/m) 砂土 16 40.6 30? 10.06 5 表3 石料特性表 干 容 重 孔 隙 率 内 摩 擦 角 3, (KN/m) n (%) Φ c 1.8 3.3 38? 3 枢纽布置 3.1枢纽的组成建筑物及等级 1.水库枢纽建筑物组成 根据水库枢纽的任务，该枢纽组成建筑物包括:拦河大坝、溢洪道、水电站建筑物、灌溉渠道、水库放空隧洞(拟利用导流洞作放空洞)、筏道。 2.各建筑物的级别 根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 》以及该工程的一些指标确定工程规模如下: (1)各效益指标等别:各效益指标可知，枢纽灌溉面积为20万亩属?等工程;根据电站装机 33容量9000千瓦即9MW，小于10MW，属?等工程。根据总库容为2.00亿m，在10,1.0亿m属?等工程。 (2)水库枢纽等别:根据 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 规定，对具有综合利用效益的水电工程，各效益指标分属不同等别时，整个工程的等别应按其最高的等别确定，故本水库枢纽为?等工程。 (3)水工建筑物的级别:根据水工建筑物级别的划分标准，?等工程的主要建筑物为2级水工建筑物，所以本枢纽中的拦河大坝、溢洪道、水电站建筑物、灌溉渠道、水库放空隧洞为2级水工建筑物;次要建筑物筏道为3级水工建筑物。 3.2 挡水建筑物型式的选择 在岩基上有三种类型:重力坝、拱坝、土石坝。 这里选土石坝，理由是土石坝对地形、地质条件要求低，几乎在所有的条件下都可以修建，且施工技术简单，可实行机械化施工，也能充分利用当地建筑材料，覆盖层也不必挖去，因此造价相对较低，在实际工程中经济性占很重要的比重，选土石坝比较合适。 6 若建拱坝则很不实际，其对地质地形要求相当的高，修建拱坝理想的地形条件是左右岸地形对称，岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩的河谷段，河谷形状呈左右对称的V形，理想的地质条件是基岩比较均匀，坚固完整有足够强度没有大断裂，而在平山咀以南，即石灰岩与砂岩分界处，发现一大断层。该河道弯曲相当厉害，尤其枢纽布置处更为显著形成S形，1#坝址处没有雄厚的山脊作为坝肩，左岸陡峭，右岸相对平缓，峡谷不对称，成不对称的“U”型，下游河床开阔，无建拱坝的可能。 若建重力坝则很不经济，从枢纽布置处地形地质平面图及1#坝轴线地质剖面图上可以看出，坝址基岩为上部为五通砂岩，下面为石英砂岩和砂质页岩，覆盖层沿坝轴线厚1.5,5.0m，五通砂岩厚达30,80m，重力坝清基开挖量大，目前C城至坝址尚无铁路、公路通行，修建重力坝所需水泥、钢筋等材料运输不方便，且不能利用当地筑坝材料，故修建重力坝不经济。 3.3 泄水建筑物型式的选择 土石坝不能从坝身溢流和大量泄流，需另设溢洪道或泄洪隧洞。在坝轴线下游300m处的两岸河谷呈马鞍型，其覆盖层较厚，岩基产状凌乱，采用正槽式溢洪道可以节省土石方开挖量。将溢洪道布置在基岩上，可以节省混凝土衬砌工程量，并有利于工程安全。由于正槽式溢洪道全部是开敞的，正向进流，水流平顺，泄洪能力大，结构比较简单，运行安全可靠，便于施工，管理和维修。而侧槽式溢洪道，其适用条件为两岸山坡陡峭，基岩完整坚实，因此该工程适宜采用正槽式溢洪道。 3.4 其它建筑型式的选择 (1)灌溉引水建筑物 采用有压式引水隧洞与灌溉渠首连接。进口设有拦污栅、进水喇叭口、闸门室及渐变段;洞身采用钢筋混凝土衬砌;出口段设有一弯曲段连接渠首，并采用设置扩散段的底流消能方式。主要灌 3区位于河流右岸，渠首底高程102 m，灌溉最大引用流量8.15 m/s，相应渠道最大水深1.75 m，渠底宽3.5 m，渠道边坡1?1。 (2)水电站建筑物 由于土石坝不宜采用坝式和坝后式厂房，而宜采用岸边引水式厂房，并且发电机组为3台，机组台数少，采用单元供水式引水发电较为合理。 (3)过坝建筑物 根据枢纽任务，为满足航运及过木要求，需建竹木最大过坝能力为25吨的筏道。上游坡不陡于 7 21:4，下游坡不陡于1:3，转运平台高程为115.00，平台尺寸为30×20m。 (4)施工导流洞及水库放空洞 施工导流洞及水库放空洞，均采用有压式。为便于检修大坝和其它建筑物，拟利用导流隧洞作放空洞，洞底高程为70.00 m，洞直径为3.50 m。 3.5枢纽总体布置方案的确定 挡水建筑物——土石坝(包括副坝在内)按直线布置在河弯地段的1#坝址线上，泄水建筑物——溢洪道布置在大坝右岸的天然垭口处;灌溉引水建筑物——引水隧洞紧靠在溢洪道的右侧布置;水电站建筑物——引水隧洞、电站厂房、开关站等布置在右岸(凸岸)，在副坝和主坝之间，厂房布置在开挖的基岩上，开关站布置在厂房旁边;施工导流洞及水库放空洞布置在右岸的山体内。综合考虑各方面因素，最后确定枢纽布置直接绘制在蓝图上(地形地质平面图)。 4 土石坝设计 4.1 土石坝坝型的选择 影响土石坝坝型选择的因素有很多，其中最主要的是坝址附近的筑坝材料。 除了含腐殖质太多的土料外，所有土石料都可以筑坝，只要适当地配置在坝体的一定部位即可。 枢纽大坝采用当地材料筑坝，据初步勘察，土料可以采用坝轴线下游1.5,3.5公里的丘陵区与平原地带的土料，且储量很多，一般质量尚佳，可作筑坝之用。砂料可在坝轴线下游1,3公里河滩范围内及平山河出口处两岸河滩开采。石料可以用采石场开采，采石场可用坝轴线下游左岸山沟较合适，其石质为石灰岩、砂岩，质量良好，质地坚硬，岩石出露，覆盖浅，易开采。 从建筑材料上说，均质坝、多种土质分区坝、心墙坝、斜墙坝均可。 1. 均质坝。坝体材料单一，施工工序简单，干扰少;坝体防渗部分厚大，渗透比降比较小，有利于渗流稳定和减少通过坝体的渗流量，此外坝体和坝基、岸坡、及混凝土建筑物的接触渗径比较长，可简化防渗处理。但是，由于土料抗剪强度比用在其他坝型坝壳的石料、砂砾和砂等材料的抗剪强度小，故其上下游坝坡比其他坝型缓，填筑工程量比较大。坝体施工受严寒及降雨影响，有效工日会减少，工期延长，故在寒冷及多雨地区的使用受限制。故不选择均质坝。 2. 多种土质分区坝。该坝型虽然可以因地制宜，充分利用包括石渣在内的当地各种筑坝材料; 8 土料用量较均质坝少，施工受气侯的影响也相对小一些，但是由于多种材料分区填筑，工序复杂，施工干扰大，故也不选用多种土质分区坝。 3. 斜墙坝。由于不透料(土料)位于上游，不便于土料上坝;土质斜墙靠在透水坝壳上，如果坝壳沉降大，将使斜墙开裂;与岸坡及混凝土建筑物连接不如心墙坝方便，斜墙与地基接触应力比心墙小，同地基结合不如心墙坝;断面较大，特别是上游坡较缓，坝脚伸出较远，填筑工程量较心墙大。故也不选用斜墙坝。 4. 心墙坝。用作防渗体的土料位于坝下游1.5,3.5公里的丘陵区与平原地带的土料，且储量很多，一般质量尚佳，可作筑坝之用;用作透水料的砂土可从坝上下游0.3,3.5公里河滩上开采，储量多，可供筑坝使用，这样便于分别从上下游上料，填筑透水坝壳，使施工方便，争取工期。心墙坝的优点还有:心墙位于坝体中间而不依靠在透水坝壳上，其自重通过本身传到基础，不受坝壳沉降影响，依靠心墙填土自重，使得沿心墙与地基接触面产生较大的接触应力，有利于心墙与地基结合，提高接触面的渗透稳定性;当库水位下降时，上游透水坝壳中水分迅速排泄，有利于上游坝坡稳定，使上游坝坡比均质坝或斜墙坝陡;下游坝壳浸润线也比较低，下游坝坡也可以设计得比较陡;在防渗效果相同的情况下，土料用量比斜墙坝少，施工受气候影响相对小些;位于坝轴线上的心墙与岸坡及混凝土建筑物连接比较方便。 通过以上分析认为宜选用土质防渗体心墙坝。 4.2坝体剖面设计及坝体各部分尺寸的确定 土石坝的剖面设计包括:坝顶高程、坝顶宽度、坝体坡度以及防渗体和排水设备等能内容。 1.坝顶高程 分别按设计洪水标准和校核洪水标准计算，取两者中的大者，并预留一定的沉降值。最低高程为62.5 m，最高洪水位为113.5 m，故初步估计坝高54 m左右，坝顶超高影响小，坝高不会超过70 m，属中坝。 坝顶高程=静水位，超高d ，超高d 的计算如下: d,R，e，A R——波浪在坝坡上的爬高(m); e——风浪引起的坝前水位壅高(m); 由于该坝为中坝，对于中小型土石坝R+e;可由坝前水库中风的吹程D作近似估计，当风在水库中的吹程为9Km时，R+e的取值在2.1,2.4之间，这里取R+e 9 为2.3 m。 A——安全加高(m); 可由规范查出 ，对于本工程大坝为2级建筑物，故正常运行期A=1.0 m，非常运行期A=0.5 m。 根据设计资料可知正常和非常运用情况下的计算成果见表4。 表4 坝顶高程计算结果 计算坝顶高运用情况 静水位R+e安全超高 1% 竣工时的坝顶 Z程(m) 计 (m) (m) A(m) 沉陷(m) 高程Z(m) 设计情况 113.1 2.3 1 116.4 0.539 116.939 校核情况 113.5 2.3 0.5 116.3 0.538 116.838 按此方法计算得坝顶高程最后结果:117.0m。 验算:先取地震安全加高为1.0m，因为设计洪水位在正常水位和校核洪水位之间，则取设计洪水位为113.1m。 坝顶高程117.0m大于以下几个值: ?正常蓄水位+正常运用条件坝顶超高=113.1+2.3+1.0=116.4m; ?设计洪水位+正常运用条件坝顶超高=113.5+2.3+1.0=116.8m; ?校核洪水位+非常运用条件的坝顶超高=113.50+2.3+0.5=116.3m; ?正常蓄水位+非常运用条件的坝顶超高+地震安全加=113.1+0.5+2.3+1.0=116.5m。 所以满足要求。所以坝顶高程定为117.0m 2. 坝顶宽度 本坝顶无交通要求，对中低坝B取5,10m，这里取B=8.0 m。 3. 坝坡 因最大坝高约117.0-62.50=54.5 m,故均采用3级变坡。 (1)上游坝坡:从坝顶至坝踵依次为1:2.5; 1:2.75; 1:3.0。 (2)下游坝坡:从坝顶至坝趾依次为1:2.0; 1:2.25; 1:2.5。 (3)马道:第一级马道高程为81m，第二级马道高程99m，马道宽度取2.0 m。 4.3防渗设计及渗流计算 1.防渗体设计(这里选用粘土心墙) 10 (1)防渗体尺寸 土质防渗体的尺寸应满足控制渗透比降和渗流量要求，还要便于施工。心墙顶部考虑机械化施工的要求，不小于3 m，这里取4.0m，边坡取1:0.2。 上下游最大作用水头差H=113.5-62.5=51.00 m(下游无水工况)，粘土心墙坝的允许渗透坡降[J]=4，故墙厚TH/[J]=51.00/4=12.75 m。 , 心墙底宽为4+(51.00+0.5)×0.2×2=24.6 m>12.75 m，满足要求，故底宽为24.6m。 (2)防渗体超高 防渗体顶部在静水位以上超高，对于正常运用情况(如正常蓄水位、设计洪水位)心墙为0.3,0.6 m，对2级坝取0.5 m，最后防渗体顶部高程取为113.10+0.50=113.60 m。 (3)防渗体保护层 心墙顶部应设保护层，防止冰冻和干裂。保护层可采用砂、砂砾或碎石，其厚度不小于该地区的冻深或干燥深度，不小于0.6 m，此处取0.8 m，上部碎石厚50 cm;下部砾石厚30cm，具体见坝顶部构造。 2.渗流计算 1. 渗流计算的基本假定 ,6,2(1) 心墙采用粘土料，渗透系数cm/s，坝壳采用碎石料，渗透系数cm/s，K,1，10K,1，10 4两者相差倍，可以把粘土心墙看作相对不透水层，因此计算时可以不考虑上游楔行降落水头的作10 用。下游设有棱体排水，可近似的假设浸润线的逸出点为下游水位与堆石棱体内坡的交点。下游坝壳的浸润线也较平缓，接近水平，水头主要在心墙部位损失。 (2) 土体中渗流流速不大且处于层流状态，渗流服从达西定律，即平均流速V等于渗透系数K与渗透比降j的乘积，V=K×j。 (3) 发生渗流量时土体孔隙尺寸不变，饱和度不变，渗流为连续的。 2. 渗流计算条件 渗流计算应考虑如下组合，取其最不利者作为控制条件: (1)上游正常高水位，下游相应的最低水位;(2)上游设计或校核洪水水位，分别相应的下游水位;(3)对山游坝坡稳定最不利的库水降落后的水位。 这里缺乏有关设计数据，所以拟定用如下工况进行渗流计算: 设计洪水位(取与正常蓄水位)113.10 m，相应下游的最低水位68.2 m(取发电调节流量 11 3Qp=7.35时，相应下游水位68.2 m); m/s 3校核洪水位113.50 m，相应下游的水位68.65 m(取发电最大引用流量Qmax=28时，相应m/s 下游水位68.65 m)。 3. 渗流分析的方法 采用水力学法进行土石坝渗流计算，将坝内渗流分为若干段，应用达西定律和杜平假设，建立 各段的运动方程式，然后根据水流的连续性求解渗透流速、渗透流量和浸润线等。 y d 1 m 1 4 : : m 1 2 m 1 : 1 1 1 d : H m 3 k 2 k H 0 H o L x d 2 4.计算断面及公式 本设计仅对河槽处最大断面进行渗流计算。假设地基为不透水地基。 22H,H2q22坝体的浸润线方程为 ， qk,y,x，H22Lk 5.单宽流量 将心墙看作等厚的矩形，则其平均宽度为:d=(d1+d2)/2=28.6/2=14.3(m) 坝轴线到下游坝趾处的宽度: D=4+(117.0-99.0)×2.0+2+(99.0-81.0)×2.25+2+(80-76.2)2.5+2+(76.2-62.5)×2=123.9 m × 还从图中知:L=D-d/2-[(76.2-62.5)×2+2.0+(76.2- )×1.5] Z下 ,2,6已知 cm/s,cm/s。 k,1，10k,1，100 22HH,1通过心墙段的单宽流量为; qk,102d 22H,H2通过心墙下游坝壳段的单宽流量为。 q,k22L 具体计算结果见表5。 12 表5 心墙及其下游坝壳单宽流量计算结果 -7 ZZH D L q(×10HH d1 2 上下计算情况 3(m) (m) (m)(m) (m) m/(s?m)) (m) (m) (m) 正常蓄水位 113.1 68.20 50.6 5.70 14.3 123.9 75.35 8.83 5.816 校核洪水位 113.5 68.65 51.0 6.15 14.3 119.9 76.025 8.957 6.260 6. 总渗流量的计算 从地形地质平面图上可大致量得大坝沿坝轴线长L=400m，沿整个坝段的总渗流量Q=mLq,式中m是考虑到坝宽、坝厚、渗流量沿坝轴线的不均匀性而加的折减系数，取m=0.8，则: 3,7,4 m/sQ,0.8，400，8.83，10,2.83，10正 3,7,4 m/sQ,0.8，400，8.957，10,2.87，10校 7. 浸润线方程 (1) 正常蓄水位情况下的浸润线方程 12q22 y,x，H,(0.0179x，32.49)2k (2) 校核洪水位情况下的浸润线方程 12q22 y,x，H,(0.01814x，37.82)2k 用不同的X值代入上两式就可得浸润线: 51.00 50.60 4.4坝坡稳定计算(只作下游坡一个滑弧面的计算) 心墙坝的下游坝坡采用的是砂土，粘聚力C=0，为无粘性土，常形成折线形的滑弧面。如下图所示。 13 EC δW1 c l 1D1βPφP2 θW2Bc l 1Rβ22Aφ1R2 3φ 图中所示各物理量之间满足以下方程: WW'''11 ctg,(,,),ctg,(,,),(1，)tg(,,,),0213WW22 '1,'1,'1,， ， 。 ,,tg(tg,/k),,tg(tg,/k),,tg(tg,/k)33c22c11c 查设计资料砂土抗剪强度指标，由于设计原始资料中无相关数据，在此也无法,,,,,,38:123 '''提供实验数据，故假设，，，， ,,5:,,,,,,13:,,25:,,10:123 代入上述方程得 W1>(2级水工建筑物正常运用情况下)， 。 1k,1.35k,2.5cminc,W3.912 从以上分析可知该假想滑动面是稳定的。 4.5材料及细部构造 4.5.1 坝体排水设计 (1)排水设施选择 常用的坝体排水有以下几种型式:贴坡排水、棱体排水、坝内排水、以及综合式排水。 ?贴坡排水:不能降低浸润线，多用于浸润线很低和下游无水的情况，故不选用。 ?棱体排水:可降低浸润线，防止坝坡冻胀和渗透变形，保护下游坝脚不受尾水冲刷，且有支撑坝体增加稳定的作用，且易于检修，是效果较好的一种排水型式。 ?坝内排水:其中褥垫排水对不均匀沉降的适应性差，易断裂，且难以检修，当下游水位高过排水设施时，降低浸润线的效果将显著降低;网状排水施工麻烦，而且排水效果较褥垫排水差。 综合以上分析选择棱体排水方式。 (2)堆石棱体排水尺寸 参见以往工程，堆石棱体内坡取1:1.5，外坡取1:2.0，顶宽2.0m。顶部高程须高出下游最高 14 水位对1、2级坝不小于1.0m。通过设计洪水位113.10m(正常水位)流量时，相应下游最高洪水位74.30m;假定通过校核洪水位113.50m流量时，相应下游最高洪水位75.00m。超高取1.2m，所以顶部高程为75.00+1.3=76.20m 。 4.5.2反滤层和过滤层 1. 设计规范及标准 1)保护无粘性土料(粉砂、砂、砂砾卵砾石、碎石等) D15?45d85碾压式土石坝设计规范规定，对于与被保护土相邻的第一层反滤料，建议按下述准则选用， DdD606015>5h=dd15D10，同时要求两者的不均匀系数及不大于5,8，级配曲线形状最好相似。 10 式中:D15——反滤料的特征粒径，小于该粒径的土占总土重的15%; d15 ——被保护土的控制粒径和特征粒径，小于该粒径的土分别占总重的15%及85%。 上述两式同样适用于选择第二、三层反滤料,当选择第二层反滤料时，以第一层反滤料为被保护土，二选择第三层反滤料时，则以第二层反滤料为被保护土。 按此标准天然砂砾料一般不能满足要求，须对土料进行筛选。 2)保护粘性土料 粘性土有粘聚力，抗管涌能力一般比无粘性土强，通常不用上述两式设计反滤层，而用以下方法设计。 ?满足被保护粘性土的细粒不会流失 根据被保护土的小于0.075mm含量的百分数不同，而采用不同的方法。当被保护土含有大于5mm d85的颗粒时，则取其小于5mm的级配确定小于0.075mm的颗粒含量百分数及计算粒径。如被保护土 d85不含有大于5mm的颗粒时，则按全料确定小于0.0075mm的颗粒含量百分数及。 90.2dmm