本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題目順場(chǎng)灘水利樞紐工程設(shè)計(jì)（堆石壩方案）學(xué)院水利水電學(xué)院專業(yè)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)年級(jí)指導(dǎo)教師二Ο一三年六月七日順場(chǎng)灘水利樞紐工程設(shè)計(jì)（堆石壩方案）摘要：順場(chǎng)灘樞紐位于順河中游，是一座以灌溉為主，兼以發(fā)電的綜合利用水庫(kù)。水庫(kù)正常蓄水位為469.50m，灌溉面積為8萬(wàn)多畝，電站裝機(jī)容量為4000KW。本設(shè)計(jì)內(nèi)容分為四個(gè)部分：水文水利計(jì)算、壩型論證選擇、深入細(xì)部設(shè)計(jì)、施工初步設(shè)計(jì)。通過水文水利計(jì)算，確定了工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級(jí)別為3級(jí)，次要建筑物級(jí)別為4級(jí)，泄洪方式為開敞式溢洪道（5孔）泄洪。通過壩型比較，從順場(chǎng)灘水利樞紐工程的地形條件、工程地質(zhì)等方面選擇了堆石壩和重力壩兩種方案。通過調(diào)洪演算求出特征水位，進(jìn)而確定壩頂高程。依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范和已建工程經(jīng)驗(yàn)完成樞紐布置、壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、泄水建筑物設(shè)計(jì)。通過兩種方案工程量的比較及綜合分析，最終選擇堆石壩方案。參照已建工程對(duì)堆石壩的周邊縫、垂直縫、止水結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。施工初步設(shè)計(jì)確定了導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)及導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量，選取了導(dǎo)流方案，確定了導(dǎo)流建筑物的型式和位置。設(shè)計(jì)成果包括說明書一份、計(jì)算書一份、圖紙6張。關(guān)鍵詞：面板堆石壩、順場(chǎng)灘水利工程、水文水利計(jì)算、樞紐布置、深入細(xì)致設(shè)計(jì)、施工初步設(shè)計(jì)；

工程主要特征參數(shù)表一工程等級(jí)Ⅲ等中型二水文1利用的水文系列年限（年）222最大洪峰流量（m3/s）16003設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)/流量(m3/s)p=1%/23414校核洪水標(biāo)準(zhǔn)/流量(m3/s)p=0.05%/3234三水庫(kù)1校核洪水位（m）471.712設(shè)計(jì)洪水位（m）469.753正常蓄水位（m）469.504汛前水位（m）461.505死水位（m）442.006總庫(kù)容（萬(wàn)m3）4240四建筑物1最大壩高（m）52.72壩頂長(zhǎng)度（m）3463上游坡比/下游坡比1:1.4/1:1.54壩頂寬（m）65面板厚度（m）0.36趾板寬度/趾板厚度（m）5/0.47周邊縫接縫止水型式止水銅片、GB填料目錄1前言 11.1面板堆石壩的發(fā)展 11.2面板堆石壩的主要特點(diǎn) 1面板壩具有良好的抗滑穩(wěn)定性 1堆石壩具有良好的滲流穩(wěn)定性 2面板壩具有良好的抗震性 21.3本設(shè)計(jì)的主要研究?jī)?nèi)容、思路及方法 2主要研究?jī)?nèi)容 2主要研究思路及方法 32工程概況 42.1樞紐位置及任務(wù) 42.2地形條件 42.3工程地質(zhì)及水文地質(zhì) 42.4水文氣象 5水文特征 5氣象特征 5泥沙情況 62.5施工條件 6建筑材料 6交通及施工場(chǎng)地 63水文水利計(jì)算 73.1工程等別及建筑物級(jí)別 7工程規(guī)模和工程等別 7水工建筑物級(jí)別 8洪水標(biāo)準(zhǔn) 93.2水文計(jì)算 9洪水過程線推求方法 9洪水過程線推求過程 103.3水利計(jì)算 11泄洪方式的選擇 11泄洪建筑物的孔口尺寸 11調(diào)洪演算 114樞紐布置及壩型論證 164.1樞紐布置 16樞紐布置的任務(wù) 16樞紐布置的原則 16樞紐建筑物的組成 164.2壩型選擇 175面板堆石壩設(shè)計(jì) 185.1壩頂高程設(shè)計(jì) 185.2壩頂構(gòu)造 185.3上下游壩坡 195.4筑壩材料及壩體分區(qū) 195.5混凝土面板設(shè)計(jì) 21面板厚度 21面板分縫 21面板混凝土設(shè)計(jì)及配筋 225.6趾板設(shè)計(jì) 225.6.1趾板的布置 235.6.2趾板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 235.6.3趾板分縫及配筋 235.7溢洪道設(shè)計(jì) 24引水渠 24控制段 24泄槽設(shè)計(jì) 25消能防沖段設(shè)計(jì) 275.8施工初步設(shè)計(jì) 27導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn) 27導(dǎo)流方式 296重力壩設(shè)計(jì) 316.1剖面設(shè)計(jì) 31剖面設(shè)計(jì)原則 31重力壩的基本剖面 31重力壩的實(shí)用剖面 31壩頂高程 31壩頂寬度 33非溢流壩最大壩高斷面 336.2非溢流壩段穩(wěn)定分析 33重力壩穩(wěn)定分析目的 33荷載組合 34沿壩基面的抗滑穩(wěn)定分析 346.3溢流壩段設(shè)計(jì) 36溢流壩的工作特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要點(diǎn) 36溢流壩剖面設(shè)計(jì) 37溢流壩段穩(wěn)定分析 417方案比較 428面板堆石壩深入設(shè)計(jì) 438.1趾板基礎(chǔ) 438.2止水設(shè)計(jì) 44參考文獻(xiàn) 45結(jié)束語(yǔ) 461前言1.1面板堆石壩的發(fā)展堆石壩從公元前兩百多年的四川都江堰水利工程到現(xiàn)代的各水利樞紐都以“可充分利用當(dāng)?shù)靥烊徊牧?、能適應(yīng)不同的地質(zhì)條件、施工方法比較簡(jiǎn)便”等優(yōu)點(diǎn)著稱。在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，堆石主要采用碼砌或自高處向下拋填，再輔以壓力水沖實(shí)的方法施工，著名的有四川獅子灘水電站大壩。20世紀(jì)60年代以后，壩體堆石的施工薄層填筑碾壓代替了拋石填筑，其中混凝土面板堆石壩發(fā)展最為迅速，其中著名的有是墨西哥187m的阿瓜米爾帕壩和中國(guó)178m的天生橋一級(jí)壩。中國(guó)的混凝土面板堆石壩起步較晚，第一座混凝土面板堆石壩柯柯亞壩壩高41.5m，建成于1982年，為方格式面板，但運(yùn)用情況良好。中國(guó)156座面板堆石壩中，已建最高壩為233m水布埡壩。我國(guó)面板堆石壩發(fā)展過程中形成以下特點(diǎn)：①嚴(yán)格滲流控制②面板滲流量小及盡量減小面板裂縫③施工設(shè)備不斷改進(jìn)④止水材料的研制⑤建立起復(fù)合中國(guó)特點(diǎn)的導(dǎo)流設(shè)計(jì)⑥碾壓砂漿護(hù)坡⑦堆石預(yù)沉降時(shí)間。在“八五”期間，我國(guó)在高堆石壩方面解決幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)問題。如高堆石壩技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng);利用寬級(jí)配礫石土作高堆石壩防滲體的成套技術(shù);砼面板抗烈措施和接縫止水結(jié)構(gòu)的合理形式;土工離心模型試驗(yàn)技術(shù);堆石壩壩體堆石料供應(yīng)規(guī)劃仿真模擬軟件系統(tǒng)和填筑壓實(shí)質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)技術(shù);在堆石壩材料方面，我國(guó)在利用寬級(jí)配土料作防滲體方面也已取得重大進(jìn)展，如四川境內(nèi)大渡河上瀑布溝水電站，利用附近料場(chǎng)的寬級(jí)配礫石土作防滲土料。此外我國(guó)在混凝土面板施工工藝與高堆合壩離心模型試驗(yàn)研究上都有一定的成就。國(guó)外研究方面，巴西的伊塔壩引入了一種改進(jìn)型的混凝土路緣碾壓機(jī)，可降低成本,加快堆石表面的鋪筑以便混凝土面板的澆筑。各國(guó)之間相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同促進(jìn)著堆石壩的向前發(fā)展。1.2面板堆石壩的主要特點(diǎn)面板壩具有良好的抗滑穩(wěn)定性 從面板壩的結(jié)構(gòu)上來(lái)分析，壩體堆石全部在面板下游，水荷載作用于面板，整個(gè)堆石體重量及面板上部水重均在抵抗因水荷載作用所引起的水平推力。水荷載的水平推力大致為堆石體及部分水重的七分之一左右，而水荷載的合力在壩軸線以上傳到地基中，有利于壩體的穩(wěn)定。另一方面，分層碾壓的堆石具有較高的密實(shí)度，從而提高了堆石的抗剪強(qiáng)度。再者，堆石具有較好的透水性，壩體堆石幾乎不受滲流力的影響。已建造的面板壩，大多數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)不作穩(wěn)定分析，而是按照已建工程用類比法選定壩體坡度，基于上述原因，面板壩具有良好的穩(wěn)定性。堆石壩具有良好的滲流穩(wěn)定性堆石體填筑一般采用“進(jìn)占法”施工，即將料卸在已鋪好的層面上，然后用推土機(jī)朝卸料前進(jìn)方向推平，此時(shí)，大塊石跌落在每層底部，而小塊石及細(xì)料則滯留在每層的上部，充填表面坑洼及堆石體的空隙。每層石料出現(xiàn)分離，形成層狀堆石。這種成層堆石除表面平整，有利于施工外，還具有較好的透水性，因?yàn)橥ㄟ^堆石體的滲流在水平方向比垂直方向容易，使堆石體不被水飽和，當(dāng)施工期面板未被澆筑前壩體擋水時(shí)，可增強(qiáng)壩體的穩(wěn)定性。成層堆石在通過振動(dòng)碾壓實(shí)以后，由于石塊之間的相互擠壓作用，石塊之間緊密接觸，形成一種骨架，承受堆石體的重量。組成骨架的堆石間相互接觸面積小，產(chǎn)生很高的接觸應(yīng)力，從而使對(duì)時(shí)間產(chǎn)生很大的摩阻力，阻止骨架中的任一塊巖石對(duì)其周圍巖石作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這種使巖塊保持穩(wěn)定的摩阻力要比在滲流作用下、孔隙內(nèi)水流的拖拽力大得多，即使存在于堆石體孔隙中而沒有參與形成骨架的小石塊、細(xì)粒及土狀巖屑，可能會(huì)被滲透水流帶走，但不會(huì)引起附加沉降。這種細(xì)粒碎屑被水流帶走，下游壩趾暫時(shí)滲出渾水，但很快就會(huì)變清。這說明壩體堆石料在滲流作用下能保持良好的穩(wěn)定性。面板壩具有良好的抗震性面板壩就抵抗地震而言，具有很高的安全性。這是因?yàn)椋孩倜姘鍓蔚亩咽w具有良好的排水性能，整個(gè)堆石體一般處于無(wú)水的狀態(tài)，不可能因地震而形成孔隙水壓力，因而也就不存在堆石體強(qiáng)度降低的趨勢(shì)而造成堆石體液化和壩坡失穩(wěn)。由于堆石體已壓實(shí)到密實(shí)狀態(tài)，地震也只能使壩體產(chǎn)生一些微小的變形。②經(jīng)過幾次地震，混凝土面板壩也可以產(chǎn)生裂縫，引起漏水量增加，但這種漏水不會(huì)威脅壩體總的穩(wěn)定性，因?yàn)闈B過面板裂縫的漏水量因墊層反濾作用很容易得到控制，從而安全地滲過堆石體。1.3本設(shè)計(jì)的主要研究?jī)?nèi)容、思路及方法主要研究?jī)?nèi)容（1）了解熟悉灘水利樞紐工程基本資料，借閱相關(guān)資料文獻(xiàn)；（2）水文水利計(jì)算：確定樞紐的等別、建筑物級(jí)別、以及洪水標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算繪制洪水過程線，水庫(kù)的特征水位和特征高程。（3）樞紐布置：進(jìn)行樞紐的布置及壩型的論證，確定壩體、泄水建筑物的位置，在地形圖上繪出樞紐布置方案草圖；（4）深入細(xì)部設(shè)計(jì)：對(duì)堆石壩的趾板、周邊縫、垂直縫、各止水結(jié)構(gòu)進(jìn)行仔細(xì)設(shè)計(jì)；（5）施工設(shè)計(jì)：導(dǎo)截流方式及導(dǎo)截流建筑物的初步。主要研究思路及方法首先，根據(jù)所給資料及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，確定樞紐的等別、建筑物級(jí)別以及洪水標(biāo)準(zhǔn)。通過水文水利計(jì)算，推求設(shè)計(jì)和校核兩種工況下的洪水過程線。利用程序進(jìn)行調(diào)洪演算，確定水庫(kù)的各種特征水位、泄洪方案以及泄洪建筑物的尺寸。然后，通過對(duì)工程基本資料包括樞紐位置處的地形條件、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)、水文氣象、壩址處筑壩材料及施工條件等進(jìn)行認(rèn)真研讀，對(duì)本工程所選取的堆石壩進(jìn)行論證。然后再根據(jù)規(guī)范和已建工程確定各主要建筑物的剖面形式和具體位置。其次，通過翻閱教材和向指導(dǎo)老師請(qǐng)教，對(duì)壩體及溢洪道進(jìn)行細(xì)致深入設(shè)計(jì)，對(duì)大壩進(jìn)行穩(wěn)定滲流分析。最后，參考國(guó)內(nèi)外一些規(guī)模相近的工程，對(duì)大壩進(jìn)行初步的施工設(shè)計(jì)。主要包括導(dǎo)截流方案、導(dǎo)截流時(shí)間的初步選擇、圍堰的選擇以及施工總進(jìn)度計(jì)劃的初步擬定。2工程概況2.1樞紐位置及任務(wù)順場(chǎng)灘水利樞紐位于順河中游，距潭家場(chǎng)0.5km。上距白龍縣城20km，下距全明鎮(zhèn)約10km，均有公路相通。順場(chǎng)灘樞紐是一座以灌溉為主，兼以發(fā)電的綜合利用水庫(kù)。工程建成后，可以灌溉下游8萬(wàn)多畝田地。發(fā)電站裝機(jī)容量為4000KW，電能主要為附近城鎮(zhèn)的工農(nóng)業(yè)及農(nóng)村產(chǎn)品加工業(yè)提供能源。2.2地形條件順河發(fā)源于南嶺山脈的南側(cè)，河流上游兩岸山勢(shì)陡峻，河床比降較大。中游如潭家場(chǎng)以上一帶，雖然山勢(shì)雄偉，但是相對(duì)上游而言較為開闊，河床比降顯著減小，并有小河灣存在，是水庫(kù)的主要蓄水區(qū)；在潭家場(chǎng)以下河段，地勢(shì)明顯開闊，左岸較陡，右岸相對(duì)較緩，是農(nóng)田主要分布區(qū)域。樞紐壩址河谷呈“U’型。谷底寬約30m，在470m高程處寬約300m，兩岸不甚對(duì)稱。在右岸431m高程左右，分布有一寬約10m，長(zhǎng)約40m的一級(jí)階地。河床左岸平均坡度為30°，右岸平均坡度為23°。主河槽偏向左岸，但是流經(jīng)潭家場(chǎng)后偏向右岸，致使右岸坡變陡，左岸形成一沖積臺(tái)地。壩址上游左右兩岸有小山彎地形，下游潭家場(chǎng)附近有一較大的沖積地形，詳見地形圖示。由于壩址區(qū)段地形條件的限制，壩軸線只可能在小范圍內(nèi)變動(dòng)。2.3工程地質(zhì)及水文地質(zhì)經(jīng)勘察及區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造分析，庫(kù)區(qū)出露地層主要為下白堊系地層和中生代上侏羅紀(jì)系砂頁(yè)巖互層。砂巖中節(jié)理裂隙較發(fā)育，但是無(wú)大的斷裂構(gòu)造切割，庫(kù)岸穩(wěn)定，地下水主要向庫(kù)內(nèi)補(bǔ)給，不存在向鄰谷和下游滲流的問題。根據(jù)省地震局有關(guān)資料及《中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖》綜合分析，該區(qū)地震活動(dòng)較弱，屬相對(duì)穩(wěn)定區(qū)。流域地震烈度為5

度。壩址河谷谷底以下為厚約30m以上的巨厚層石英砂巖，為大壩的主要持力層；中部為厚3m的砂質(zhì)粘土巖，下部為厚30m厚的石英砂巖，中夾有薄層砂質(zhì)粘土巖，兩岸以石英砂巖為主，中夾有砂質(zhì)粘土巖，石英砂巖巖質(zhì)堅(jiān)硬，抗壓、抗拉及抗剪強(qiáng)度較高，但是其表層節(jié)理裂隙發(fā)育特別是左岸更甚。壩基巖體物理力學(xué)特性見表2.1所示：表2.1壩基巖體物理力學(xué)特性序號(hào)力學(xué)參數(shù)巖類巖體容重R（t/m3）變形模量E（kg/cm2）抗壓強(qiáng)度Rc（kg/cm2）泊桑比1石英砂巖2.666.5×1048000.252砂質(zhì)粘土巖2.551.1×1041900.302.4水文氣象水文特征順河流域?qū)賮啛釒夂?，由于受太平洋低壓槽影響，本區(qū)雨量較為充沛。根據(jù)壩址下游5km處的桑坪水文站實(shí)測(cè)資料分析，多年平均降雨量為1020mm，雨量多集中在6～9月，占全年降雨量的80%。雨量年內(nèi)分配不均，多年平均降雨數(shù)152天，多年平均氣溫15℃，極端最高氣溫36℃，極端最低氣溫-5℃，分別發(fā)生在7月和1氣象特征根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳?957～1986年的實(shí)測(cè)風(fēng)速資料，多年平均最大風(fēng)速為7.2m/s，瞬時(shí)最大風(fēng)速為16.9m/s，風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，與水庫(kù)吹程方向近乎一致，水庫(kù)吹程2km。根據(jù)桑坪水文站1967～1986年完整的水文資料分析，多年平均流量為240.5m3/s，實(shí)測(cè)最大洪峰流量為1600m3/s，詳見表2表2.2實(shí)測(cè)洪峰流量年份1967196819691970197119721973197419751976洪峰流量（m3/s）1240590640795101091070016001120570年份1977197819791980198119821983198419851986洪峰流量（m3/s）106072582093013806301430680860770本河段曾進(jìn)行多次洪水調(diào)查，查出具有代表性的兩次歷史洪水流量如表2.3所示，各月和各時(shí)段的施工洪水流量見表2.4所示： 表2.3歷史洪水流量年份歷史洪水量（m3/s）1957年23001899年2040表2.4各月和各時(shí)段的施工洪水流量月份頻率1月2月3月4月5月10月11月12月全年10%0.82.52.91.55029134.25%1.24.04.1205938175.6泥沙情況順河發(fā)源于南嶺山脈南側(cè)，由于受太平洋低壓槽影響，流域氣候溫和，相對(duì)濕度較大，適宜植物生長(zhǎng)。因此沿河兩岸植被良好，無(wú)大面積固體徑流來(lái)源，所以沙量變化較平穩(wěn)。經(jīng)分析，河流多年平均輸沙總量為2.1萬(wàn)m3。淤沙浮容重0.75t/m3，內(nèi)摩擦角13°。2.5施工條件建筑材料順河流域地處山區(qū)，壩址上下游蘊(yùn)藏有豐富的石英砂巖，表面覆蓋較薄，易于開采，運(yùn)輸距離較近?；炷良吧皾{用的砂石料主要由壩址下游10km處的沙灣一帶采集，水泥由地區(qū)水泥廠供給（400#水泥），鋼材由縣物資局統(tǒng)一調(diào)撥，流域土料缺乏，雖有農(nóng)田覆蓋，但是多為沙壤土，貯量小，土質(zhì)差。其建筑用料的物理力學(xué)特性詳見表2.5、表2.6：表2.5砌體與混凝土的物理力學(xué)特性力學(xué)特性名稱容重（t/m3）彈性模量E（kg/cm2）容許抗壓強(qiáng)度（kg/cm2）容許抗拉強(qiáng)度（kg/cm2）漿砌塊石2.34.0×1041480.5混凝土2.418×104漿砌條石（M7.5）2.44.5×1041801.0交通及施工場(chǎng)地樞紐左岸有公路自潭家場(chǎng)經(jīng)壩頭通至縣城，右岸有公路通至全明鎮(zhèn)，并可以通往縣城，交通較為方便。以上公路除了個(gè)別地段加寬外，可以滿足施工運(yùn)輸要求。壩址上下游兩岸的開闊地形，特別是潭家場(chǎng)附近一帶，均可以布置施工場(chǎng)地，而且有部分拆遷后的民房可供利用。3水文水利計(jì)算3.1工程等別及建筑物級(jí)別3.1.1工程規(guī)模和工程等別水利工程對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響巨大，因此，應(yīng)從社會(huì)經(jīng)濟(jì)全局的利益出發(fā)，將工程安全性與經(jīng)濟(jì)合理性統(tǒng)一考慮，進(jìn)一步將樞紐中的建筑物進(jìn)行分級(jí)。水利水電工程的等別，應(yīng)根據(jù)其工程規(guī)模、效益及在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性，按中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）（見表3.1）進(jìn)行確定。表3.1水利水電工程分等指標(biāo)工程等別工程規(guī)模水庫(kù)總庫(kù)容（億m3）防洪治澇灌溉供水發(fā)電保護(hù)城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)的重要性保護(hù)農(nóng)田（萬(wàn)畝）治澇面積（萬(wàn)畝）灌溉面積（萬(wàn)畝）供水對(duì)象重要性裝機(jī)容量（萬(wàn)kW）Ⅰ大（1）型≥10特別重要≥500≥200≥150特別重要≥120Ⅱ大（2）型10～1.0重要500～100200～60150～50重要120～30Ⅲ中型1.0～0.10中等100～3060～1550～5中等30～5Ⅳ?。?）型0.10～0.01一般30～515～35～0.5一般5～1Ⅴ?。?）型0.01～0.001<5<3<0.5<1注：1.水庫(kù)總庫(kù)容是指最高水位以下的靜庫(kù)容；2.治澇面積和灌溉面積均指設(shè)計(jì)面積。工程分等指標(biāo)：（1）水庫(kù)總庫(kù)容：本工程基本資料里給出的正常蓄水位高程為469.50m，根據(jù)水位—庫(kù)容曲線，可以得知本工程總庫(kù)容為3640萬(wàn)m3，0.1億m3<0.364億m3<1億m3，根據(jù)表3.1可查得本工程等別為Ⅲ等，工程規(guī)模為中型。（2）電站裝機(jī)：根據(jù)已給資料，發(fā)電站裝機(jī)容量為4000kW，根據(jù)表3.1可查得本工程等別為Ⅴ等，工程規(guī)模為?。?）型。（3）灌溉：順場(chǎng)灘樞紐是以灌溉為主，工程建成后，可以灌溉下游8萬(wàn)多畝田地。根據(jù)表3.1可查得本工程等別為Ⅲ等，工程規(guī)模為中型。由《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）可知，對(duì)綜合利用的水利水電工程，當(dāng)按各綜合利用項(xiàng)目的分等指標(biāo)確定的等別不同時(shí)，其工程等別應(yīng)按其中最高等別確定。故由以上幾個(gè)判別標(biāo)準(zhǔn)，可確定本工程等別為Ⅲ等，工程規(guī)模為中型。水工建筑物級(jí)別水利是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，工作失常會(huì)導(dǎo)致社會(huì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)受到阻滯和破壞，甚至造成社會(huì)問題。因此應(yīng)從整個(gè)工程的安全出發(fā)，考慮到工程的經(jīng)濟(jì)效益及運(yùn)行時(shí)限，需要對(duì)水工建筑物進(jìn)行分級(jí)。水利水電工程中的永久性和臨時(shí)性水工建筑物，根據(jù)其所屬的工程等別及其在工程中的作用和重要性，根據(jù)中華人民共和國(guó)行業(yè)規(guī)范《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252—2000），分別劃分為5級(jí)和3級(jí)，見下表3.2和表3.3所示。表3.2永久性水工建筑物級(jí)別工程等別主要建筑物次要建筑物Ⅰ13Ⅱ23Ⅲ34Ⅳ45Ⅴ55表3.3臨時(shí)性水工建筑級(jí)別級(jí)別保護(hù)對(duì)象失事后果使用年限(年)臨時(shí)性水工建筑物規(guī)模高度（m）庫(kù)容（108m3）3有特殊要求的1級(jí)永久性水工建筑物淹沒重要城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)、交通干線或推遲總工期及第一臺(tái)（批）機(jī)組發(fā)電，造成重大災(zāi)害和損失>3>50>1.041、2級(jí)永久性水工建筑物淹沒一般城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)或推遲總工期及第一臺(tái)（批）機(jī)組發(fā)電，造成較大經(jīng)濟(jì)損失3~1.550~151.0~0.153、4級(jí)永久性水工建筑物淹沒基坑，但對(duì)總工期及第一臺(tái)（批）機(jī)組發(fā)電影響不大，經(jīng)濟(jì)損失較小<1.5<15<0.1注：當(dāng)臨時(shí)性水工建筑物根據(jù)上表指標(biāo)分屬不同級(jí)別時(shí)，其級(jí)別應(yīng)按其中最高級(jí)別確定，但對(duì)3級(jí)臨時(shí)建筑物，符合該級(jí)別規(guī)定的指標(biāo)不得少于兩項(xiàng)。在本設(shè)計(jì)中工程等別為Ⅲ等，根據(jù)表3.2，可以得知該工程永久性水工建筑物中主要建筑物級(jí)別為3級(jí)，次要建筑物為4級(jí)；對(duì)于臨時(shí)性水工建筑物，從表3.3中得出的級(jí)別為4級(jí)。洪水標(biāo)準(zhǔn)水利水電工程永久性水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)，查規(guī)范《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000），按山區(qū)、丘陵區(qū)和平原、濱海區(qū)分別確定。結(jié)合本工程基本資料，順場(chǎng)灘水利樞紐為山區(qū)、丘陵區(qū)水利水電工程，所以永久性水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)按表3.3確定。表3.4山區(qū)、丘陵區(qū)水利水電工程永久性水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)[重現(xiàn)期（年）]項(xiàng)目水工建筑物級(jí)別12345設(shè)計(jì)1000～500500～100100～5050～3030～20校核土石壩10000～50005000～20002000～10001000～300300～200混凝土壩、漿砌石壩5000～20002000～10001000～500500～200200～100順場(chǎng)灘工程永久性水工建筑物級(jí)別為3級(jí)，根據(jù)表3.4可知，本工程正常運(yùn)用（設(shè)計(jì)工況）下的洪水重現(xiàn)期為100~50年，非常運(yùn)用（校核工況）下的洪水重現(xiàn)期為2000~1000年。綜合考慮后本設(shè)計(jì)取永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)為：設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇（p=1%），校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為2000年一遇（p=0.05%）。3.2水文計(jì)算水文計(jì)算的主要目的是推求設(shè)計(jì)洪水過程線和校核洪水過程線。洪水過程線推求方法設(shè)計(jì)洪水過程線和校核洪水過程線可由典型洪水過程線放大得到，其方法主要有兩種：同頻率放大法和同倍比放大法。本設(shè)計(jì)采用同倍比放大法。同倍比放大法即按峰或量同倍比控制的方法，其優(yōu)點(diǎn)是可以較好地保持典型洪水過程線的特點(diǎn)，對(duì)多峰洪水過程的流域或分析洪水地區(qū)組成時(shí)均可適用，缺點(diǎn)是常使設(shè)計(jì)洪峰或設(shè)計(jì)洪量的放大結(jié)果有偏大或偏小的現(xiàn)象。同倍比放大法是按同一個(gè)倍比放大典型洪水過程線的各縱坐標(biāo)值，從而得到設(shè)計(jì)洪水過程線。因此，方法的關(guān)鍵在于確定以誰(shuí)為主的放大倍比值。放大倍比值的選用有兩種：一是“以峰控制”，其放大倍比為：式中：Qmp—設(shè)計(jì)頻率的洪峰流量；Qm—典型洪水過程線的洪峰流量。二是“以量控制”，其放大倍比為：式中：Wtp—設(shè)計(jì)頻率的設(shè)計(jì)時(shí)段洪量，設(shè)計(jì)時(shí)段長(zhǎng)短一般是根據(jù)工程情況決定；Wt—典型洪水過程線的設(shè)計(jì)時(shí)段洪量。洪水過程線推求過程根據(jù)本工程的水文資料及典型洪水過程線綜合分析，選取“以峰控制”的方法。順場(chǎng)灘工程永久性主要建筑物等級(jí)是3級(jí)，正常運(yùn)用（設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)）下的洪水重現(xiàn)期為100年（P＝1％），非常運(yùn)用（校核標(biāo)準(zhǔn)）下的洪水重現(xiàn)期為2000年（P＝0.05％）。由理論頻率曲線查得P=1%和P=0.05%對(duì)應(yīng)的流量分別為Q設(shè)=2341m3/s和Q校=3234m3/s。因此最大倍比為K設(shè)=2341/1600=1.46，K校=3234/1600=2.02。洪水過程線如圖3-1所示。圖3-1洪水過程線3.3水利計(jì)算泄洪方式的選擇泄水建筑物是水利水電樞紐工程中的重要組成部分，其型式的選擇與具體布置，需結(jié)合具體的水文、地形、地質(zhì)、施工等條件及運(yùn)用要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，從各種可行方案中，本著既安全又經(jīng)濟(jì)的原則選定。常見的泄洪建筑物有表面式溢洪道和深水式泄水洞。表面式溢洪道分為有閘溢洪道和無(wú)閘溢洪道。后者當(dāng)庫(kù)水為超過溢洪道的堰頂高程時(shí)，即自行泄流。因此水庫(kù)只能延滯和調(diào)節(jié)洪水而不能控制洪水與興利庫(kù)容結(jié)合。對(duì)于有閘溢洪道，盡管增加了泄洪設(shè)施的投資和操作管理工作，但能夠比較靈活地按需求控制流量和泄水時(shí)間，對(duì)大中型水庫(kù)的防洪效果和樞紐的綜合利用有較大的好處。對(duì)于本工程，從壩區(qū)地形圖可知，右岸壩肩高程約為460~470m之間有一寬約為70m的平緩地段，河流在壩軸線下游約為300m處向右岸拐彎，此處河道幾乎與壩軸線平行。因此擬在高程約為460~470m之間的平緩地段布置河岸開敞式正槽溢洪道。泄洪建筑物的孔口尺寸在確定泄洪建筑物孔口尺寸的時(shí)候，需要考慮以下幾方面因素：（1）泄洪要求：為了維持一定的庫(kù)水位,在汛期泄洪建筑物要有一定的泄洪能力；（2）閘門和啟閉機(jī)：?jiǎn)㈤]力越大，工作橋的跨度相應(yīng)地也就越大；（3）樞紐布置：孔口高度越大，單寬流量就越大，溢流堰寬度也就越?。豢卓趯挾仍叫?，孔數(shù)就越多，閘敦?cái)?shù)也越多，溢流堰總長(zhǎng)度也就相應(yīng)增大。（4）下游的水流條件：?jiǎn)螌捔髁吭酱?，下游的消能問題就越突出，為了對(duì)稱均衡地開啟閘門，以控制下游河床的水流流態(tài)，孔口數(shù)目最好采用奇數(shù)。本設(shè)計(jì)參考國(guó)內(nèi)外已建工程，初步擬定溢流堰凈寬為40m，單寬為8m。調(diào)洪演算（1）調(diào)洪演算基本原理：水庫(kù)調(diào)洪是在水量平衡方程和動(dòng)力平衡（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)蓄泄方程（或蓄泄曲線）來(lái)表示。調(diào)洪計(jì)算就是從起調(diào)開始，逐時(shí)段連續(xù)求解這兩個(gè)方程。①水庫(kù)水量平衡方程：②水庫(kù)蓄泄方程或水庫(kù)蓄泄曲線：式中：、—時(shí)段△t始、末的入庫(kù)流量，m3/s；、—時(shí)段△t始、末的出庫(kù)流量，m3/s；、—時(shí)段△t始、末的水庫(kù)蓄水量，m3/s；△t—計(jì)算時(shí)段，s。其中，△t應(yīng)以能較準(zhǔn)確地反映洪水過程線的形狀為原則。陡漲陡落的，△t取短些。反之，取長(zhǎng)些。（2）列表試算法本設(shè)計(jì)考慮靜庫(kù)容進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算。用列表試算法來(lái)聯(lián)立求解水量平衡方程和動(dòng)力方程，以求得水庫(kù)的下泄流量過程線，其計(jì)算步驟如下：a.根據(jù)庫(kù)區(qū)地形資料，繪制水庫(kù)水位容積關(guān)系曲線,并根據(jù)既定的泄洪建筑物的型式和尺寸，由相應(yīng)的水力學(xué)出流計(jì)算公式求得出庫(kù)流量和庫(kù)容的關(guān)系曲線。b.從第一時(shí)段開始調(diào)洪，由起調(diào)水位（即汛前水位）查及關(guān)系曲線得到水量平衡方程中的和；由入庫(kù)洪水過程線查得和；然后假設(shè)一個(gè)值，根據(jù)水量平衡方程算得相應(yīng)的，由在qV曲線上查得，若二者相等，即為所求，否則，應(yīng)重設(shè)，重復(fù)上述計(jì)算過程，直到二者相等為止。c.將上時(shí)段末的和作為下一時(shí)段的起始條件，重復(fù)上述試算過程，最后即可得到出庫(kù)下泄流量過程線。d.將入庫(kù)洪水和計(jì)算的兩條曲線點(diǎn)繪在一張圖上，若計(jì)算的最大下泄流量正好是二線的交點(diǎn)，說明計(jì)算的是正確的。否則，計(jì)算的有誤差，應(yīng)改變時(shí)段重新進(jìn)行試算，直至計(jì)算的正好是二線的交點(diǎn)為止。e.由查曲線，得到最高洪水位時(shí)的總庫(kù)容，從中減去堰頂以下的庫(kù)容，得到調(diào)洪庫(kù)容。由查ZV曲線，得最高洪水位。顯然，當(dāng)入庫(kù)洪水為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水時(shí)，求得的、、即為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的最大泄洪量、設(shè)計(jì)防洪庫(kù)容和設(shè)計(jì)洪水位。同理，當(dāng)入庫(kù)洪水為校核標(biāo)準(zhǔn)的洪水時(shí)，求得的、、即為校核標(biāo)準(zhǔn)的最大泄洪量、設(shè)計(jì)防洪庫(kù)容和設(shè)計(jì)洪水位。以設(shè)計(jì)洪水情況為例，計(jì)算結(jié)果為：溢洪道最大下泄流量qm=1986m3/s，相應(yīng)總庫(kù)容Vm=3631.3萬(wàn)m3；堰頂高程以下的庫(kù)容得V設(shè)=1381.3萬(wàn)m3；由Z~V曲線查得Z設(shè)=469.4m。求得設(shè)計(jì)洪水過程線及下泄流量過程曲線如圖3-2所示。t（h）Qt（h）Q，q（m3/s）設(shè)計(jì)洪水過程線下泄流量過程線圖3-2設(shè)計(jì)洪水過程線及下泄流量過程線（3）計(jì)算機(jī)調(diào)洪擬定兩個(gè)方案，對(duì)設(shè)計(jì)洪水、校核洪水分別進(jìn)行調(diào)洪演算。計(jì)算結(jié)果見表3.5。表3.5調(diào)洪演算結(jié)果序

號(hào)方案類型

（孔數(shù)×單寬）設(shè)計(jì)工況校核工況最大泄流qm

（m3/s）水位Zm

（m）最大泄流qm

（m3/s）水位Zm

（m）15×8m2038.62469.752807.98471.7125×10m2080.56468.672898.67471.06已知堰頂高程為461.50m，正常蓄水位為469.50m，則閘門高度至少為8m。方案二的設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位均只稍高于方案一，但是閘孔凈寬增加了10m，相應(yīng)增寬了施工難度大的溢流壩面長(zhǎng)度。通過比較分析，選擇方案一，即閘孔數(shù)為5孔，單寬為8m，總凈寬為40m。設(shè)計(jì)情況和校核情況的洪水過程線及下泄流量曲線見圖3-3和圖3-4.圖3-3設(shè)計(jì)洪水過程線及下泄流量過程線圖3-4校核洪水過程線及下泄流量過程線總結(jié)計(jì)算機(jī)調(diào)洪結(jié)果得到表3.6表3.6選定溢流方案的特性表設(shè)計(jì)情況校核情況上游水位（m）下游水位（m）下泄流量（m3/s)上游水位（m）下游水位（m）下泄流量（m3/s)469.75426.902038.62471.71427.602807.984樞紐布置及壩型論證4.1樞紐布置樞紐布置的任務(wù)為了滿足防洪要求，獲得灌溉、發(fā)電、供水等方面的效益，需要在河流的適宜地段修建不同類型的建筑物，用來(lái)控制和分配水流，這些建筑物統(tǒng)稱為水工建筑物，而不同類型水工建筑物組成的綜合體稱為水利樞紐。水利樞紐按承擔(dān)的任務(wù)不同可分為防洪樞紐、灌溉（或供水）樞紐、發(fā)電樞紐、航運(yùn)樞紐等。大多數(shù)情況下水利樞紐都是多目標(biāo)的綜合利用樞紐。按其作用水頭的大小又可分為高水頭（H＞70m）、中水頭（30m＜H＜70m）和低水頭（H＜30m）水利樞紐。按其所在地區(qū)的地貌形態(tài)分為：平原地區(qū)水利樞紐和山區(qū)（包括丘陵區(qū)）水利樞紐；按攔河壩的形式還可分為重力壩樞紐、拱壩樞紐、土石壩樞紐及水閘樞紐等。樞紐布置的任務(wù)概括地說就是分析某一具體水利樞紐的地形、地質(zhì)、施工等條件，選擇合適的水工建筑物的形式并明確各水工建筑物的位置。樞紐布置的原則水利樞紐的規(guī)劃和運(yùn)行中，防洪、發(fā)電、灌溉等部門對(duì)水的要求不盡相同，為了協(xié)調(diào)上述各個(gè)部門供需之間的矛盾，需要進(jìn)行合理的樞紐布置，統(tǒng)籌安排，最合理的開發(fā)利用水能資源，做到以最少的投資，最大限度地滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門的需要。在樞紐布置中應(yīng)當(dāng)遵循以下原則：（1）水利樞紐布置須充分考慮地形、地質(zhì)條件，使各種水工建筑物都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要條件。（2）樞紐布置必須使各個(gè)不同功能的建筑物在其位置上各得其所，在運(yùn)行中相互協(xié)調(diào)，充分有效地發(fā)揮所承擔(dān)的任務(wù)。（3）各個(gè)水工建筑物單獨(dú)使用或聯(lián)合使用的水流條件良好，上下游的河道沖淤變化不影響或少影響樞紐的安全運(yùn)行。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求，即技術(shù)上安全可靠。（4）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，充分發(fā)揮綜合效益，降低造價(jià)。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。（5）要充分考慮運(yùn)行管理的便利和施工的方便，樞紐的外觀與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)，在可能的情況下盡量考慮美學(xué)要求。樞紐建筑物的組成本工程是以灌溉為主、兼以發(fā)電的綜合利用水利樞紐。樞紐主要建筑物有：（1）擋水建筑物：面板堆石壩；（2）泄水建筑物：溢洪道；（3）輸水建筑物：引水鋼管等；（4）水電站建筑物：壩后式廠房；（5）臨時(shí)建筑物：施工圍堰、導(dǎo)流洞。4.2壩型選擇大壩按筑壩材料主要分為：拱壩、重力壩、土石壩以及堆石壩等壩型。本工程壩址區(qū)河谷呈“U”型，谷底寬約30m，在470m高程處寬約300m，兩岸不甚對(duì)稱，因此本工程不適合修建拱壩。初選重力壩、土石壩、堆石壩三種壩型進(jìn)行比較。根據(jù)壩址區(qū)地質(zhì)條件，土石壩及堆石壩均能修建，但堆石壩相比土石壩有一定優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在：堆石壩比土石壩的壩坡穩(wěn)定性好。(2)堆石壩的防滲板位于堆石體上面，承受水壓力的性能好，壩體透水性比心墻壩好，幾乎不受滲透水壓力的影響。(3)堆石壩比土石壩的抗震性能好、地震變形小，不易因地震而產(chǎn)生孔隙水壓力。(4)堆石壩比土石壩的施工導(dǎo)流與度汛方便。(5)堆石壩比土石壩受氣候的影響較小。(6)堆石壩比土石壩施工干擾少。堆石壩分為面板堆石壩和土心墻堆石壩，二者對(duì)壩址地質(zhì)、地形條件的適應(yīng)性都比較強(qiáng)，但是順場(chǎng)灘水利樞紐壩址處缺少土心墻料，且面板堆石壩工期比土心墻堆石壩短得多，這是由于壩體填筑與基礎(chǔ)灌漿互不干擾，面板堆石壩的填筑不受下雨天氣影響，壩體體積較小，壩體分期靈活，墊層料可以擋施工期洪水，部分堆石的填筑可以在導(dǎo)流前進(jìn)行。故放棄土心墻堆石壩方案。因此，本工程主要選擇混凝土面板堆石壩與重力壩方案進(jìn)行比較。壩型選擇要根據(jù)壩址區(qū)地形條件、地質(zhì)條件、筑壩材料、施工條件、氣候條件及工程量等多方面因素綜合進(jìn)行比較，選定技術(shù)上可靠、經(jīng)濟(jì)上合理的壩型。5面板堆石壩設(shè)計(jì)5.1壩頂高程設(shè)計(jì)壩頂高程等于水庫(kù)靜水位與壩頂超高之和，應(yīng)分別按以下運(yùn)用情況計(jì)算，取其最大值：①正常蓄水位加正常運(yùn)用情況的壩頂超高；②設(shè)計(jì)洪水加正常運(yùn)用情況的壩頂超高；③校核洪水位加非常運(yùn)用情況的壩頂超高；④正常蓄水位加非常運(yùn)用情況的壩頂超高。根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274-2001），壩頂超高y的計(jì)算公式為式中：y—壩頂超高，m；R—最大波浪在壩坡上的爬高，m；e—最大風(fēng)壅水面高度，m；A—安全加高，m。根據(jù)SL274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》，在4種運(yùn)用條件下的壩頂高程計(jì)算如表5.1。表5.1壩頂高程計(jì)算表運(yùn)用情況洪水水位（m）波浪爬高R1%（m）風(fēng)壅水面高度e（m）安全超高A（m）壩頂高程（m）設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用469.751.510.000870.7471.96正常蓄水位加正常運(yùn)用469.501.510.000870.7471.71校核洪水位加非常運(yùn)用471.700.890.000370.4472.99正常蓄水位加非常運(yùn)用469.750.890.000370.4471.04壩頂上游側(cè)應(yīng)設(shè)置防浪墻，防浪墻的底部高程宜高于正常蓄水位（469.75m）,墻頂高出壩頂1m。故最后確定壩頂高程為473.00m，防浪墻頂高程為474.00m，防浪墻墻高為4m。5.2壩頂構(gòu)造壩頂寬度應(yīng)根據(jù)運(yùn)行需要、壩頂設(shè)施布置和施工要求確定，壩頂寬度一般為5m~8m。當(dāng)壩頂有交通需要時(shí)，壩頂寬度應(yīng)滿足交通要求。順場(chǎng)灘水庫(kù)為中型水庫(kù)，參照工程經(jīng)驗(yàn)，確定壩頂寬度為6.0m，壩頂鋪有厚度為30cm的碎石墊層，路面混凝土厚度為30cm。為了排除雨水，壩頂面向下游側(cè)傾斜，做成2%的坡度。壩頂上游側(cè)應(yīng)設(shè)置防浪墻，墻頂高出壩頂1m~1.2m。防浪墻與混凝土面板頂部的水平接縫高程，宜高于水庫(kù)正常蓄水位。防浪墻底部高程以上的壩體，應(yīng)用細(xì)堆石料填筑，并鋪設(shè)路面。防浪墻立墻上游的底板上，宜設(shè)寬度0.6m~0.8m的檢查用人行便道。本工程設(shè)計(jì)采用L型防浪墻，墻高4.0m，墻頂高出壩頂1.0m。檢查用人行便道寬度為0.6m。防浪墻采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，墻頂部厚0.5m。防浪墻底高程469.50m，頂高程473.50m。壩頂細(xì)部構(gòu)造如圖5-1。圖5-1壩頂結(jié)構(gòu)圖5.3上下游壩坡對(duì)于混凝土面板壩，當(dāng)筑壩材料為質(zhì)量良好的硬巖堆石料時(shí)，上、下游壩坡可采用1：1.3~1:1.4，當(dāng)用質(zhì)量良好的天然砂礫石料筑壩時(shí)，上、下游壩坡可采用1：1.5~1：1.6。軟巖堆石料筑壩和軟基上建壩，壩坡由穩(wěn)定計(jì)算確定。本工程筑壩材料為砂巖，參照已建工程經(jīng)驗(yàn)，滿足規(guī)范要求，擬定上游壩坡為1：1.4，下游壩坡1：1.5。上游為鋼筋混凝土面板，無(wú)需護(hù)坡，下游采用干砌石護(hù)坡，厚0.4m，在高程為445.00m處，設(shè)寬為2.0m的馬道，其中包括了寬0.4m的排水溝。5.4筑壩材料及壩體分區(qū)堆石體在自重、水壓等荷載的作用下，各部分的應(yīng)力和變形特性不同，對(duì)面板工作產(chǎn)生的影響也不同，各部分對(duì)材料性質(zhì)、級(jí)配、壓實(shí)度和施工工藝的要求也各不相同，因此應(yīng)根據(jù)料源及對(duì)壩料的強(qiáng)度、壓縮性、滲透性、施工方便和經(jīng)濟(jì)合理等要求對(duì)壩體進(jìn)行分區(qū)。一般，將壩體分為墊層區(qū)、過渡區(qū)、主堆石區(qū)及下游堆石區(qū)。填筑料的分區(qū)原則如下：①各分區(qū)壩料的透水性宜滿足水力過渡的要求，從上游到下游，壩料的滲透系數(shù)遞增（軟巖除外），下游堆石區(qū)下游水位以上的壩料不受此限制。相鄰區(qū)下游壩料應(yīng)對(duì)其上游區(qū)有反濾保護(hù)作用，防止產(chǎn)生滲透變形和滲透破壞；②依據(jù)對(duì)面板的影響程度，從上游到下游壩料變形模量可遞減，以保證蓄水后壩體變形盡可能小，從而減小面板和止水系統(tǒng)遭到破壞的可能性；③充分合理的利用近壩材料和樞紐的開挖石渣料，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)的目的。（1）鋪蓋區(qū)（1A區(qū)）、壓重區(qū)（1B區(qū)）設(shè)置1區(qū)的目的是用不透水料去覆蓋周邊縫及高程較低處的面板，當(dāng)面板出現(xiàn)裂縫和板間縫、周邊縫張開時(shí)，防滲土料將隨水流進(jìn)入縫中，并受面板下墊層料的反濾作用而淤堵裂縫使其自愈而恢復(fù)防滲性能。然后于其上再覆蓋任意料，以防防滲土料失穩(wěn)。參見已建工程，在本工程建坡度為1：1.6的黏土鋪蓋區(qū)和坡度為1:2的石渣壓重區(qū)。墊層區(qū)（2A區(qū)）設(shè)置墊層區(qū)的目的是為混凝土面板提供一個(gè)均勻穩(wěn)定的、具有低壓縮性的優(yōu)良基礎(chǔ)，并實(shí)現(xiàn)從面板至過渡區(qū)和堆石區(qū)間的均衡過渡，適應(yīng)壩體的變形而不出現(xiàn)裂縫。要求墊層料具有良好的顆粒級(jí)配、母巖本身強(qiáng)度較高、破碎率低、壓實(shí)性能好、壓實(shí)后變形模量和抗剪強(qiáng)度較高。同時(shí)，墊層料應(yīng)為半透水料，滲透系數(shù)應(yīng)控制在10-3~10-4cm/s范圍內(nèi)，以期在面板出現(xiàn)裂縫時(shí)，墊層區(qū)能起到第二道防線的作用。規(guī)范規(guī)定：墊層區(qū)的水平寬度應(yīng)由壩高、地形、施工工藝和經(jīng)濟(jì)比較確定。當(dāng)用汽車直接卸料、推土機(jī)平料的機(jī)械化施工時(shí)，墊層區(qū)的水平寬度不宜小于3m。本工程墊層區(qū)水平寬度設(shè)計(jì)為4.0m，采用石英砂巖人工開采加工砂料。最大材料顆粒直徑取60到80mm，小于50mm的顆粒含量取30%到50%，小于75mm的顆粒含量去5%到8%。壓實(shí)后墊層的滲透系數(shù)取1.0×10-4m/s。為了防止周邊縫張開而導(dǎo)致漏水，在趾板周邊縫的下側(cè)，設(shè)置特殊墊層區(qū)（2B區(qū)），用粒徑小于40mm的細(xì)墊層料填筑，以易于邊角處填筑密實(shí)，減少周邊縫的相對(duì)變形。（3）過渡區(qū)（3A區(qū)）該區(qū)位于墊層區(qū)與主堆石區(qū)之間，其變形特點(diǎn)和強(qiáng)度介于墊層與主堆石之間，作用是保護(hù)墊層區(qū)的滲透穩(wěn)定，即使面板開裂漏水，也不會(huì)因高壓水流作用將墊層料帶走。該區(qū)材料，應(yīng)是新鮮、堅(jiān)硬、級(jí)配良好的石渣，其粒徑級(jí)配應(yīng)滿足墊層區(qū)與主堆石區(qū)的過渡要求，符合反濾原則，一般不必采用破碎加工，常以主堆石料剔除較大粒徑后直接填筑。規(guī)范規(guī)定：硬巖堆石料作主堆石區(qū)時(shí)，它與墊層區(qū)之間應(yīng)設(shè)過渡區(qū)，為方便施工過渡區(qū)的水平寬度不宜小于3m。本工程過渡區(qū)水平寬度設(shè)計(jì)為4.0m，最大顆粒直徑取200mm到300mm之間，采用專門開采的人工加工細(xì)堆石料。（4）主堆石壩區(qū)（3B區(qū)）主堆石區(qū)是面板壩的主體，是承受水荷載及其他荷載的主要支撐體。設(shè)計(jì)要求主堆石體壩料應(yīng)具有低壓縮性、高抗剪強(qiáng)度、透水性和耐久性。堆石壩的力學(xué)性質(zhì)在很大程度上取決于壩料的級(jí)配，開挖料的級(jí)配與母巖巖性、巖層產(chǎn)狀和構(gòu)造以及爆破工藝等因素相關(guān)。壩料級(jí)配設(shè)計(jì)中，目前多數(shù)是根據(jù)巖性相近的工程資料進(jìn)行類比確定。本工程選擇級(jí)配為小于5mm的顆粒含量小于20%，小于0.1mm的顆粒含量小于10%。（5）次堆石壩區(qū)（3C區(qū)）該區(qū)承受的水荷載很小，其壓縮性對(duì)面板變形影響較小，因此可以采用強(qiáng)度較低的石料如軟巖筑壩。該區(qū)可充分利用料場(chǎng)中開挖出來(lái)的較次石料或者樞紐建筑物的開挖石料，但下游水位以下應(yīng)設(shè)立專門的水下堆石區(qū)，其基本要求是級(jí)配良好，抗沖蝕性好，滲透系數(shù)大。主、次堆石區(qū)分界線：以壩軸線高程462m點(diǎn)為起點(diǎn)，以1：0.5傾向下游坡線分界。（6）下游排水棱體為了大壩排水通暢和下游壩坡穩(wěn)定，在壩體下游高程為427.80m處設(shè)置下游堆石區(qū)，用于排水，頂部寬度為6m，上游坡度為1:0.5，下游坡度為1：1。5.5混凝土面板設(shè)計(jì)對(duì)于面板壩，面板是防滲的主體，對(duì)其質(zhì)量有較高的要求，應(yīng)具有良好的防滲性能，足夠的耐久性，足夠的強(qiáng)度和防裂性能。面板厚度面板的厚度和它的應(yīng)力關(guān)系很小，主要由下列要求確定：施工要求，應(yīng)有足夠的厚度，以滿足施工方便和保證質(zhì)量的需要；結(jié)構(gòu)要求，所采用的厚度應(yīng)能便于在其內(nèi)布置鋼筋和止水；耐久性要求，應(yīng)有足夠厚度，以控制面板滲透水力比降低于滿足耐久性的允許值。在達(dá)到上述要求的前提下，應(yīng)盡量選用較薄的面板，它不僅柔性好，而且還能節(jié)約材料，降低造價(jià)。規(guī)范規(guī)定：中低壩可采用0.3~0.4m厚的等厚面板。結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，本工程設(shè)計(jì)擬定采用厚度為0.3m的等厚度面板。面板分縫隨著建壩地區(qū)的氣候條件、地基類型、施工條件的不同，在面板內(nèi)部及其周邊上將產(chǎn)生不同的溫度應(yīng)力的沉降變形應(yīng)力。這些應(yīng)力有可能導(dǎo)致產(chǎn)生極其有害的裂縫發(fā)生。為了保證混凝土面板的整體性和滿足防滲要求，通常采取的措施有：提高壩體和壩基的密實(shí)性，減少在荷載作用下的變形；提高面板混凝土的均勻性，保證其具有較高的延展性和軸心抗拉強(qiáng)度，并在可能出現(xiàn)裂縫的部位布設(shè)鋼筋；降低墊層對(duì)面板的基礎(chǔ)約束應(yīng)力；根據(jù)壩體和壩基可能產(chǎn)生變形的情況，對(duì)面板及其周邊進(jìn)行合理分縫，以增加面板整體柔性，并在縫中設(shè)立止水設(shè)施，防止?jié)B漏，顯然，分縫的目的是為了消除有害裂縫的發(fā)生，在人為的縫中有設(shè)防的條件下，保證面板在壩體變形、溫度及其他因素作用時(shí)具有整體性，滿足工作要求，有時(shí)接縫有時(shí)根據(jù)施工條件來(lái)布置的。按照接縫在面板中的位置和作用，可以分為：周邊縫它是趾板與面板間的接縫，由于面板與趾板分別位于碾壓堆石體和基巖上，即兩種變形模量截然不同的地基上，在水荷載作用下，其變形性質(zhì)不會(huì)相同，并使面板與趾板間產(chǎn)生明顯的相對(duì)位移。周邊縫兩側(cè)變形的不連續(xù)性，導(dǎo)致其變形差遠(yuǎn)大于其他接縫。從防滲的角度看，這是面板壩最薄弱環(huán)節(jié)。在張開、沉降、剪切三個(gè)方向都有變形發(fā)生。根據(jù)規(guī)定，50-100m高度的壩設(shè)兩道止水才可滿足大壩運(yùn)行的要求。該設(shè)計(jì)的最大壩高為56.5m，故除在底部設(shè)止水外，在頂部設(shè)柔性填料止水，并在周邊縫下設(shè)特俗墊層區(qū)，用瀝青砂填筑，以易于邊角處填筑密實(shí)，減少周邊縫的相對(duì)變形。（2）垂直伸縮縫這種縫從壩頂沿壩坡一直延伸到周邊縫，方向與壩軸線垂直，只在接近周邊縫0.6m處轉(zhuǎn)彎，便之垂直于周邊縫。由于壩體產(chǎn)生位移的影響，位于面板中部的垂直縫將收到擠壓，這種縫稱為B縫?？拷鼉砂镀赂浇拇怪笨p，則由于所有面板都向面板中部產(chǎn)生位移而受到拉伸，這種縫被稱為A縫。本工程壩頂長(zhǎng)336m，參照已建工程，右岸設(shè)總長(zhǎng)度為80m的張性縫（A縫），縫間距為8m，左岸設(shè)總長(zhǎng)度為64m的張性縫，縫間距為8m；面板中部設(shè)總長(zhǎng)度為192m的壓性縫，間距為12m。面板混凝土設(shè)計(jì)及配筋面板混凝土應(yīng)具有較高的耐久性、抗?jié)B性、抗裂性及施工和易性。面板混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25，抗?jié)B等級(jí)不應(yīng)低于W8，抗凍等級(jí)應(yīng)根據(jù)《水工建筑物抗冰凍設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL/T5082—1998）的規(guī)定確定。面板宜采用單層雙向鋼筋。鋼筋宜布置于面板截面中部，每項(xiàng)配筋率為0.3%~0.4%，水平向配筋率可低于豎向配筋率。經(jīng)論證，面板局部可采用雙層配筋。本工程設(shè)計(jì)使用強(qiáng)度等級(jí)為C30的混凝土，抗?jié)B等級(jí)為W10，面板采用單層雙向鋼筋，配筋率由結(jié)構(gòu)計(jì)算確定5.6趾板設(shè)計(jì)趾板是布置在防滲面板的周邊、坐落在河床及兩岸基巖上的混凝土結(jié)構(gòu)。趾板與面板共同作用，形成壩基以上的防滲體，同時(shí)趾板與經(jīng)過固結(jié)灌漿、帷幕灌漿處理后的穩(wěn)定基巖連成整體，封閉地面以下的滲流通道，從而形成一個(gè)完整的防滲體系。趾板還是面板的底座，其作用是保證面板與河床及岸坡間的不透水連接，同時(shí)也作為滑模施工的起始工作面。趾板的布置趾板布置方式有三種方案：趾板等高線垂直于趾板基準(zhǔn)線，即平趾板方案；趾板面等高線垂直壩軸線的斜趾板方案；趾板面等高線適應(yīng)開挖以后的巖面的斜趾板方案。平趾板是應(yīng)用得最廣的一種方案，其優(yōu)點(diǎn)：便于趾板的施工，便于交通及鉆孔、灌漿作業(yè)；提供排水通道，避免造成暴雨沖刷填筑體；趾板上游端基巖風(fēng)化較淺，地質(zhì)條件較好；趾板可以用滑模施工。本工程選擇平趾板布置方案。趾板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巖石地基上的趾板寬度按容許水力梯度確定。巖石地基容許水力梯度如下表5.2所示。表5.2巖石地基容許水力梯度巖石風(fēng)化程度容許水力梯度巖石風(fēng)化程度容許水力梯度新鮮、微風(fēng)化≥20強(qiáng)風(fēng)化5～10弱風(fēng)化10～20全風(fēng)化3～5經(jīng)過計(jì)算得趾板寬度為5m。巖基上趾板厚度可小于與其連接的面板厚度，最小設(shè)計(jì)厚度應(yīng)不小于0.3m。本設(shè)計(jì)趾板厚度取0.4m。趾板示意圖如下圖5-2圖5-2趾板示意圖趾板分縫及配筋趾板結(jié)構(gòu)早期為分段式，后來(lái)發(fā)展為連續(xù)式，現(xiàn)在連續(xù)式趾板已成為一種新的趨勢(shì)。連續(xù)式趾板允許溫度裂縫的出現(xiàn)，但按限制裂縫開展寬度的要求配筋，以保證趾板的耐久性。連續(xù)趾板的施工縫按冷縫處理，不設(shè)止水，鋼筋通過。趾板僅需要配置溫度筋和灌漿蓋板的鋼筋，采用單層鋼筋，各向鋼筋量為設(shè)計(jì)厚度的0.3%，保護(hù)層厚度采用10cm，止水附近局部增加構(gòu)造鋼筋。趾板的錨筋采用砂漿錨桿，先灌漿再插入鋼筋，選取φ25普通螺旋鋼筋，間距1m。5.7溢洪道設(shè)計(jì)根據(jù)地形條件，設(shè)置岸邊開敞式溢洪道。溢洪道有引水渠，控制段，泄槽，出口消能段組成。溢洪道的布置和形式選擇應(yīng)該根據(jù)水庫(kù)水文，壩址地形地質(zhì)水流條件，樞紐布置，施工，管理?xiàng)l件以及造價(jià)等因素決定。從壩區(qū)地形圖可知，右岸壩肩高程約為460~470m之間有一寬約為70m的平緩地段，河流在壩軸線下游約為300m處向右岸拐彎，此處河道幾乎與壩軸線平行。5.7.1引水渠引水渠的作用是將水流平順、均勻、對(duì)稱地引向控制段。引水渠布置時(shí)，應(yīng)盡量短而直，其軸線方向宜進(jìn)水順暢。如需設(shè)置彎道，其軸線轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于4倍渠底寬度，流速越大，轉(zhuǎn)彎半徑也應(yīng)越大。引水渠的進(jìn)口布置，應(yīng)根據(jù)不同的地形，采用不同的體形，使水流平順入渠，體形宜簡(jiǎn)單。當(dāng)進(jìn)口布置在埡口面臨水庫(kù)時(shí)，一般布置成對(duì)稱或基本對(duì)稱的喇叭口形式。結(jié)合地形條件，本設(shè)計(jì)的進(jìn)水渠布置成由不同半徑的圓弧曲線組成的近似喇叭口形式，軸線的轉(zhuǎn)彎半徑為約為280m，滿足大于4倍渠底寬度的要求?？刂蒲咔盀?0長(zhǎng)的直線段，滿足大于2倍堰上水頭（20.4m）的要求。進(jìn)水渠底高程為450m，底板為平底。該地區(qū)巖性較好，故進(jìn)水渠不襯砌?？刂贫慰刂贫问强刂埔绾榈佬沽康年P(guān)鍵部位，從水力特征來(lái)分，控制段分為渠式和堰式兩種。本設(shè)計(jì)選擇堰式的控制段，溢流堰多采用寬頂堰和實(shí)用堰兩種。寬頂堰的結(jié)構(gòu)及施工簡(jiǎn)單，但流量系數(shù)較實(shí)用堰小，在埡口地面高程稍高于正常蓄水位、地面較平緩、泄流量小的工程中使用較廣泛；實(shí)用堰的流量系數(shù)較大，故在相同泄量下，其前緣長(zhǎng)度比寬頂堰短，在實(shí)際工程中采用較多。實(shí)用堰的結(jié)構(gòu)及施工比寬頂堰復(fù)雜。當(dāng)埡口狹窄、沿水流方向的山體或埡口比較單薄、地面高程較低、兩旁山脊較高時(shí)多采用實(shí)用堰，以減少工程量。實(shí)用堰的流量系數(shù)基本上由堰頂形式?jīng)Q定。根據(jù)不同堰型在不同堰高下流量系數(shù)的比較，以WES冪曲線實(shí)用堰的流量系數(shù)最大，故實(shí)用堰堰頂下游堰面宜優(yōu)先采用WES冪曲線實(shí)用堰。按照相對(duì)堰高P1/Hd對(duì)流量系數(shù)是否發(fā)生影響，實(shí)用堰又分為高堰與低堰兩種。一般認(rèn)為，上游堰高P1≥1.33Hd時(shí)為高堰（Hd為定型設(shè)計(jì)水頭），相對(duì)堰高對(duì)流量系數(shù)不產(chǎn)生影響。對(duì)WES低堰，其流量系數(shù)隨上游相對(duì)堰高P1/Hd的減少而減小，當(dāng)P1/Hd＜0.3~0.4時(shí)，m值明顯降低，故上游堰高一般應(yīng)滿足P1≥0.3Hd。通過調(diào)洪演算，溢流堰頂高程確定461.5m，堰上定型設(shè)計(jì)水頭Hd＝(0.65～0.85)Hmax，堰上最大水頭Hmax＝315.9－303＝21.36m，取堰上定型設(shè)計(jì)水頭＝9m。根據(jù)規(guī)范及工程經(jīng)驗(yàn)，堰頂上游采用三圓弧曲線，下游為冪曲線。冪曲線方程為：，故可得冪曲線方程為：y=0.0836x1.85。溢流堰原點(diǎn)下游堰面曲線坐標(biāo)計(jì)算于下表5.3所示：表5.3溢流堰面曲線坐標(biāo)結(jié)果0.08360.63811.64173.05944.87037.05969.616211.0292直線段與堰面曲線的切點(diǎn)計(jì)算得（Xc=13.64，Yc=10.51），反弧段半徑確定為R=16.4m。泄槽設(shè)計(jì)（1）臨界坡度和臨界水深的確定泄槽落差大、縱坡陡，槽內(nèi)水流為高速流態(tài)，而高速水流對(duì)邊界條件的影響特別敏感，布置泄槽時(shí)必須注意轉(zhuǎn)彎、寬度變化以及縱坡變化等問題，使之適應(yīng)高速水流的特點(diǎn)。泄槽的縱坡主要根據(jù)自然條件及水力條件確定，通常應(yīng)大于水流的臨界坡。縱坡應(yīng)盡量采用均一的一次坡。如泄槽較長(zhǎng)、地形地質(zhì)條件復(fù)雜，必須分段設(shè)置不同坡度時(shí)，分段也不宜過多，而且宜采用先緩后陡的坡度，在變坡處用拋物線連接。本工程所在地形較平緩，所以采用均一的一次坡，且盡量采用直線、等寬、對(duì)稱布置，以使水流順暢，保證工程安全。泄槽采用矩形斷面，其臨界水深和臨界底坡可按下列公式計(jì)算：，，，，，式中：hk——臨界水深，m；Q——槽內(nèi)泄量，m3/s；q——單寬流量，m3/（s·m）；——臨界坡降；B——泄槽首段寬度，m；g——重力加速度，m/s2；——相應(yīng)臨界水深的水面寬，m；、、、——臨界水深時(shí)對(duì)應(yīng)的過水?dāng)嗝娣e（m2）、濕周（m）、水力半徑（m）、謝才系數(shù)。校核情況的單寬流量q=54m3/s，設(shè)計(jì)情況的單寬流量q=39m3/s。故只考慮校核情況下的計(jì)算。計(jì)算結(jié)果臨界坡降ik為0.0014，縱坡坡降一般大于臨界坡降，取0.04。根據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL253-2000）可知，泄槽上游接實(shí)用堰時(shí)，起始計(jì)算斷面定在堰下收縮斷面處，泄槽起始斷面水深小于，可按下式計(jì)算：式中：q—起始計(jì)算斷面單寬流量，m3/（s.m）；—起始計(jì)算斷面渠底以上總水頭，mm；—泄槽底坡坡角，；—起始計(jì)算斷面流速系數(shù)，取為0.95。進(jìn)過迭代計(jì)算，h1=3.71m。（2）水面線的確定泄槽的邊墻主要作用是保護(hù)墻后山坡（或壩體）免受槽內(nèi)水流的沖刷，同時(shí)，也起擋土作用，并保證兩側(cè)山坡的穩(wěn)定。邊墻的高度應(yīng)根據(jù)計(jì)算水深，考慮波動(dòng)及摻氣影響，并加一定的安全超高。根據(jù)規(guī)范要求，采用分段求和法推算，以確定溢洪道泄槽的泄流能力，分段求和法計(jì)算公式如式：式中：泄槽段水流摻氣水深按下式計(jì)算：式中：h─未計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深，m；hb─計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深，m；v─未計(jì)入波動(dòng)及摻氣的計(jì)算斷面上的平均流速，m/s；─修正系數(shù)，一般為1.0s/m～1.4s/m，視流速和斷面收縮情況而定，當(dāng)流速大于20m/s時(shí)，宜采用較大值，本設(shè)計(jì)取1.2。計(jì)算后的摻氣水深的邊墻高度，取安全超高0.6m。計(jì)算結(jié)果為泄槽邊墻高最高為4.96m，由于泄槽采用同一坡度，則邊墻高度一致，最終取5m。（3）泄槽構(gòu)造設(shè)計(jì)為適應(yīng)溫度變化及地基不均勻沉降，混凝土襯砌設(shè)置縱、橫縫。分塊尺寸應(yīng)根據(jù)氣候特點(diǎn)、地基約束情況、混凝土施工條件等，參照類似工程經(jīng)驗(yàn)確定。我國(guó)溢洪道工程泄槽底板的縱、橫縫間距一般采用10~15m。本設(shè)計(jì)泄槽用厚50cm的混凝土襯砌，縱縫采用的是平接縫，縫的間距取10m，橫縫采用的是搭接縫，縫的間距取20m。消能防沖段設(shè)計(jì)溢洪道消能防沖設(shè)施的型式包括挑流、底流、面流、戽流等消能工。其形式選擇應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)條件、泄流條件、運(yùn)行方式、下游水深及河床抗沖能力、消能防沖要求、下游水流銜接及對(duì)其他建筑物的影響等因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定?；谀壳皣?guó)內(nèi)大、中型河岸式溢洪道大部分采用挑流消能，約占85%左右，其余15%采用底流消能，而面流及戽流消能工采用很少。本工程溢洪道泄槽的末端接近主河槽，可以用挑流消能的形式。水舌挑射距離按水舌外緣計(jì)算，其估算公式為：式中：L—水舌挑距，m；g—重力加速度，9.81m/s2；v1—坎頂水面流速，m/s，約為鼻坎處平均流速v的1.1倍；θ—挑射角度；h1—坎頂平均水深h在鉛直向的投影，h1=hcosθ；h2—坎頂至河床面的高程，m。計(jì)算得L=54m。沖坑最大水墊深度按下式估算：式中：T—自下游水面至坑底最大水墊深度，m； q—鼻坎末端斷面單寬流量，m3/(s.m)；Z—上、下游水位差；k—綜合沖刷系數(shù)。計(jì)算得T=17m。沖坑深度Tk=12.4m。L/Tk=54/12.4=4.35>2.5，滿足要求。挑流鼻坎段反弧半徑R=反弧最低點(diǎn)最大水深h×（6~12）=2.83×9=25.5m。5.8施工初步設(shè)計(jì)導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)廣義地講，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)是選擇導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量進(jìn)行施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，它包括初期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)、壩體攔洪度汛標(biāo)準(zhǔn)、孔洞封堵標(biāo)準(zhǔn)等。施工初期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（SDJ388—89）的規(guī)定，首先需根據(jù)導(dǎo)流建筑物的保護(hù)對(duì)象、失事后果、使用年限、工程規(guī)模等，將導(dǎo)流建筑物分為III～V級(jí)，再根據(jù)導(dǎo)流建筑物的級(jí)別和類型，在水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的幅度內(nèi)選定相應(yīng)的洪水重限期作為初期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)受眾多隨機(jī)因素的影響。如果標(biāo)準(zhǔn)太低，不能保證施工安全；反之，則使導(dǎo)流工程設(shè)計(jì)規(guī)模過大，不僅增加導(dǎo)流費(fèi)用，而且可能因其規(guī)模太大以致無(wú)法按期完成，造成工程施工的被動(dòng)局面。因此大型工程導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的確定，應(yīng)結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)度的分析，使所選標(biāo)準(zhǔn)更加經(jīng)濟(jì)合理。根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252—2000）：臨時(shí)性水工建筑物（導(dǎo)流建筑物）的級(jí)別可由表5.4確定：表5.4臨時(shí)性水工建筑物級(jí)別級(jí)別保護(hù)對(duì)象失事后果使用年限臨時(shí)性水工建筑物規(guī)模高度（m）庫(kù)容3特別重要重大＞3年＞50＞1.04重要較大3～1.5年50～151.0～0.15一般較?。?.5年＜15＜0.1注：當(dāng)臨時(shí)性水工建筑物根據(jù)上表指標(biāo)分屬不同級(jí)別時(shí)，其級(jí)別應(yīng)按其中最高級(jí)別確定，但對(duì)3級(jí)臨時(shí)建筑物，符合該級(jí)別規(guī)定的指標(biāo)不得少于兩項(xiàng)。從資料中得知施工期限安排為三年半，即臨時(shí)性水工建筑物使用年限至少為三年，故本設(shè)計(jì)中的臨時(shí)水工建筑物級(jí)別為4級(jí)。根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252—2000)：臨時(shí)性水工建筑物（導(dǎo)流建筑物）的洪水標(biāo)準(zhǔn)可由表5.5確定：表5.5臨時(shí)性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)〔重現(xiàn)期（年）〕臨時(shí)性建筑物類型臨時(shí)性水工建筑物級(jí)別345土石結(jié)構(gòu)50～2020～1010～5混凝土、漿砌石結(jié)構(gòu)20～1010～55～3本設(shè)計(jì)決定采用土石結(jié)構(gòu)圍堰。根據(jù)確定的臨時(shí)性水工建筑物級(jí)別，選取洪水標(biāo)準(zhǔn)即導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇。導(dǎo)流方式施工導(dǎo)流方式大體分一下兩類：河床外導(dǎo)流：即用圍堰一次攔斷全部河床，將河道的水流引向河床外的明渠、隧洞等導(dǎo)向下游；河床內(nèi)導(dǎo)流：采用分期導(dǎo)流，即將河床分段后用圍堰擋水，使河道的水流分期通過被束窄的河床或壩體底孔、壩體缺口、壩下涵管、廠房等導(dǎo)向下游。現(xiàn)代面板堆石壩多數(shù)采用一次斷流和隧洞導(dǎo)流的導(dǎo)流方案，本工程亦采用此導(dǎo)流方案。（1）導(dǎo)流洞隧洞的線路應(yīng)盡量避開不利的地質(zhì)構(gòu)造、圍巖可能不穩(wěn)定及地下水位高、滲水量豐富的地段，以減小作用于襯砌上的圍巖壓力和外水壓力。隧洞的進(jìn)、出口在開挖過程中容易塌方且易受地震破壞，應(yīng)選在覆蓋層、風(fēng)化層較淺，巖石比較堅(jiān)固完整的地段，避開嚴(yán)重的順坡卸荷裂隙，滑坡或危巖地帶。洞線在平面上應(yīng)力求短直，若因地形、地質(zhì)、樞紐布置等原因必須轉(zhuǎn)彎時(shí)，應(yīng)以曲線相連。本工程所處地址沒有發(fā)現(xiàn)大的斷裂構(gòu)造和不成的物理地質(zhì)現(xiàn)象，僅左岸壩頭附近有兩條小的錯(cuò)動(dòng)面。錯(cuò)動(dòng)帶寬3～6cm，影響帶寬20cm，可見長(zhǎng)度5～6m左右，產(chǎn)狀NE50°～60°，傾向NW30°，影響深度不大。將隧洞布置在左岸，其上游取水口布置在距壩軸線160m的小河灣處，下游出水口布置在距壩址200m左右，滿足遠(yuǎn)離圍堰50m的要求。隧洞的進(jìn)、出口處均與明渠相連接。為了保證導(dǎo)流洞能順利將水導(dǎo)向下游，原河床水位高程為425.5m，故隧洞進(jìn)口高程取為425m。主要洞身段為直線布置，縱坡i取為0.005。兩端均用圓弧連接，其轉(zhuǎn)彎半徑分別為45m、70m，均大于5倍洞徑。轉(zhuǎn)角約為40°，小于60°。兩條隧洞間距為25m，不小于3倍洞徑。為了保證導(dǎo)流洞的安全有效運(yùn)行，需要對(duì)導(dǎo)流洞進(jìn)行襯砌，選用單層襯砌中的鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度為30cm。（2）圍堰土石圍堰能充分利用當(dāng)?shù)夭牧?，?duì)地基適應(yīng)性強(qiáng)、施工工藝簡(jiǎn)單。常見的土石圍堰有斜墻式、斜墻帶水平鋪蓋式、垂直防滲墻式、帷幕灌漿式等。順河流域附近沒有足夠數(shù)量的防滲料