...wd......wd......wd...摘要本次設(shè)計(jì)內(nèi)容為潘家口水利樞紐，壩型選擇為混凝土重力壩。重力壩主要有非溢流擋水壩段、溢流表孔壩段、溢流底孔壩段和電站廠房壩段組成。擋水壩段最大斷面的壩底高程為122.0m，壩頂高程為227.8m，防浪墻高1.2m，最大壩高為105.8m，屬高壩類型。壩頂寬9m，最優(yōu)斷面的上游壩坡坡率為1:0.2，上游折坡點(diǎn)高程為182.0m，下游壩坡坡率為1:0.7，下游折坡點(diǎn)高程214.9m。溢流壩段布置在主河道中心，止水采用兩道紫銅中間加瀝青井的形式。壩基防滲處理〔主要依據(jù)上堵下排的原那么〕，上游帷幕灌漿〔兩道〕，下游側(cè)設(shè)置排水管。以非溢流擋水壩段為計(jì)算選擇斷面，進(jìn)展了抗滑穩(wěn)定分析和應(yīng)力分析，分別采用單一安全系數(shù)法和可靠度理論法計(jì)算法進(jìn)展計(jì)算，最終驗(yàn)算滿足抗滑穩(wěn)定，上游壩踵沒有出現(xiàn)拉應(yīng)力，設(shè)計(jì)剖面合理可行設(shè)計(jì)中認(rèn)真總結(jié)，運(yùn)用幾年來所學(xué)的理論知識(shí)及專業(yè)知識(shí)，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)進(jìn)展思考、分析應(yīng)用，提高了獨(dú)立思考與獨(dú)立工作的能力，同時(shí)也加強(qiáng)了計(jì)算、繪圖、編寫設(shè)計(jì)文件、使用標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)能力的培養(yǎng)，使我們成為合格的水利人才。關(guān)鍵詞：非溢流壩；細(xì)部構(gòu)造；地基處理AbstractThisdesigncontentforthePanjiakouproject,damtypeselectionfortheconcretegravitydam.Agravitydamaremainlynonoverflowdamsectionofspillwaydam,spillway,bottomholedamandpowerhousedamsectionof.Nonoverflowdamsectionofeachof15meterswide,distributedinthedampowerhousedamsectionends;each16meterswide,disposedneartherightbankmainriverbed,outfitmachine3units;thebottomorificeofeachsectionof22meterswide,arrangedinapowerhouseleftmainriverbed;overflowsectionofeachsegmentwidth18meters,isarrangedinthehousemusicrivermainriverbed.Damsectionofmaximumcrosssectionofthebottomsurfaceelevationof122.0meters,atelevationof227.8meters,1.2metershighwall,thedamheightof105.8meters,isatypeofdam.Crestwidthof9meters,theoptimalsectionoftheupstreamdamsloperateof1:0.2,theupstreamslopeanglepointto182.0meterselevation,downstreamdamsloperateof1:0.7,thedownstreamslopeanglepointelevation214.9m.Maximumsectionofoverflowdamsectionofthebottomsurfaceelevationof1901meters,1978.08metersheightofweir,weiruseWEScurvedesign,straightsloperateof1:0.7,reversearcradiusof18meters,thenasalsillelevation1912meters,theupstreamdamsloperateand1:0.2,slopeanglepointelevationof1956meters,theupstreamdamsurfaceandWESsurfaceby1/4ellipticconnected.Treatmentofdamfoundationseepageprevention(mainlybasedontheprincipleofblockingdrainage),upstreamgroutcurtain(two),adownstreamsidedrainagetube.Nonoverflowdamsectionfortheselectionofcalculationsection,aslidingstabilityanalysisandstressanalysis,respectivelybyshearcalculationmethodandthemethodofmaterialmechanicscalculationmethodareusedtocalculatethefinalchecking,satisfyingthestabilityagainstslidingoftheupstreamdamheel,notensilestress,reasonableandfeasibledesignprofile.Keywords:Damnon-overflow;detailstructure;foundationtreatmen目錄23129摘要I26325AbstractII24261第一章前言112663一樞紐概況14558二基本資料14020〔一〕水文、水利調(diào)洪演算1178〔二〕氣象條件122364〔三〕工程地質(zhì)222880第二章壩軸線、壩型選擇及樞紐布置430840一壩軸線選擇417972二壩型選擇619620〔一〕壩址地質(zhì)條件622621〔二〕壩型方案比較620043三樞紐布置932422〔一〕樞紐布置的一般原那么924272〔二〕各類建筑物的具體要求1013194〔三〕方案比較1115078第三章壩體剖面設(shè)計(jì)119382一壩頂高程確定1230364二壩剖面設(shè)計(jì)1326381第四章荷載計(jì)算1426351一壩體自重1510006二靜水壓力1619689三揚(yáng)壓力1630602四泥沙壓力1630342五浪壓力1717254六靜冰壓力1727643七地震荷載1816013第五章壩體穩(wěn)定和應(yīng)力分析2013339一荷載組合2120708二抗滑穩(wěn)定分析2123938三應(yīng)力分析2415990第六章細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)2616704一壩體分縫與止水2726589〔一〕橫縫2718249〔二〕縱縫2820145〔三〕施工縫2810531二砼標(biāo)號(hào)分區(qū)2925277〔一〕砼分區(qū)的特性和要求2919017〔二〕大壩砼分區(qū)結(jié)果3218697三壩頂構(gòu)造325456〔一〕擋水壩3223762〔二〕溢流壩3212155四壩體廊道系統(tǒng)3329028〔一〕壩基灌漿廊道337596〔二〕檢查和壩體排水廊道339147〔三〕觀測(cè)、交通廊道333597第七章重力壩的地基處理3416904一壩基的開挖與清理3521490二壩基灌漿3516534三壩基排水3620405四斷層破碎帶、軟弱夾層的處理3611939結(jié)論372727致謝3829475參考文獻(xiàn)3920294附表1基本組合〔正常蓄水位〕406286附表2基本組合〔設(shè)計(jì)洪水位〕412129附表3特殊組合〔校核洪水位〕4226661附表4特殊組合〔地震情況〕43第一章前言一樞紐概況潘家口水庫位于河北省唐山承德兩地區(qū)交界處壩址位于遷西縣灑河橋上游十公里揚(yáng)查子村的灤河干流上?？刂屏饔蛎娣e33700平方公里，總庫容為25.5億立米。水庫樞紐由主壩、電站及泄水底孔等組成，水庫主要任務(wù)是調(diào)節(jié)水量，供天津市和唐山地區(qū)工農(nóng)業(yè)用水城市人民生活用水，結(jié)合引水發(fā)電。并兼顧防洪要求，盡可能使其工程提前受益，盡早建成。根據(jù)水庫的工程規(guī)模及其在國民經(jīng)濟(jì)中的作用，樞紐定為一等工程，主壩為Ⅰ級(jí)建筑物，其它均按Ⅱ級(jí)建筑物考慮。水庫建成與下游大黑汀、邱莊、陡河等水庫聯(lián)合運(yùn)用，承擔(dān)多年調(diào)節(jié)作用，在保證率P=75%時(shí)，可調(diào)節(jié)水量20.05億立米，方案年補(bǔ)給工業(yè)及城市生活用水7億立米，并可灌溉農(nóng)田一百余萬畝，到達(dá)遇旱有水。電站裝機(jī)3臺(tái)，總?cè)萘?8萬千瓦，平均年發(fā)電量3.45億度。庫區(qū)淹沒范圍包括河北省承德、唐山兩地區(qū)的四個(gè)縣(興隆、寬城、承德和遷西)，十一個(gè)公社四十一個(gè)大隊(duì)，遷移人口20700人，淹沒土地33400畝，房屋19100間，公路25公里。二基本資料〔一〕水文、水利調(diào)洪演算死水位為180.0m，正常蓄水位為224.7m，校核洪水位為227.2m，正常尾水位138.4m，設(shè)計(jì)洪水尾水位152.0m，校核洪水尾水位156.8m,設(shè)計(jì)洪水下泄流量32300m3/s，泥沙淤積高程為140.0m，流域泥沙顆粒較粗，中值粒徑0.0375毫米，全年泥沙大局部來自汛期七、八月份，主要產(chǎn)于一次或幾次洪峰內(nèi)且年際變化很大，由計(jì)算得，多年平均懸移質(zhì)輸沙量為1825萬噸，多年平均含沙量7.45公斤/立方米。推移質(zhì)缺乏觀測(cè)資料?？捎?jì)入前者的10%，這樣總?cè)霂焐沉繛?010萬噸。淤砂浮容重為0.9噸/立米，內(nèi)摩擦角為12度。氣象條件庫區(qū)年平均氣溫為10℃左右，一月份最低月平均氣溫為零下6.8℃，絕對(duì)最低氣溫達(dá)零下21.7℃(1969年)，7月份最高月平均氣溫25℃，絕對(duì)最高達(dá)39℃(1955年)，本流域無霜期較短(90—180天)，冰凍期較長(120—200天)，潘家口站附近河道一般12月封凍，次年3月上旬解凍，封凍期約70—100天，冰厚0.4—0.6米，岸邊可達(dá)1米，流域內(nèi)冬季盛行偏北風(fēng)，風(fēng)速可達(dá)七、八級(jí)，有時(shí)更大些，春秋兩季風(fēng)向變化較大，夏季常為東南風(fēng)，多年平均最大風(fēng)速為21.5米/秒，水庫吹程D=3公里。流域內(nèi)多年平均降雨量約為400—700毫米。工程地質(zhì)1庫區(qū)地質(zhì)潘家口水庫、庫區(qū)屬于中高山區(qū)，河谷大都為峽谷地形，只西城峪至北臺(tái)子一帶較為寬闊沿河兩岸階地狹窄，斷續(xù)出現(xiàn)且不對(duì)稱，區(qū)域內(nèi)無嚴(yán)重的坍岸及滲漏問題。2壩址地質(zhì)、地貌壩址位于揚(yáng)查子村南300米處，為低谷丘陵地區(qū)，兩岸相對(duì)高差不大，河谷開闊，寬約600米上下游兩公里范圍內(nèi)，河道順直主河槽位于右岸，河床高程137米左右。枯水期河床寬約100米，由于受河流側(cè)向侵蝕兩岸地形不對(duì)稱。右岸坡度較陡約60度左右，左岸較緩約20度，河床中除漫灘外，左岸還有三級(jí)階地發(fā)育，一、二級(jí)階地高程自140米—160米。三級(jí)階地與緩坡相接直達(dá)山頂。覆蓋層厚度為7—12米的砂礫卵石沖積層。ⅱ巖性：壩區(qū)主要巖性為太古界拉馬溝片麻巖，其次為第四紀(jì)松散堆積物，以及不同時(shí)期的侵入巖脈，壩區(qū)范圍內(nèi)片麻巖依其巖性變化情況可分為六大層，其中第一、四、六層巖性較好，但第一、六層因受地形限制建壩工程很大。第四大巖層(ArI4)為角閃斜長片麻巖。具粗粒至中間細(xì)粒纖狀花崗變晶構(gòu)造，主要礦物為斜長石、石英及角閃石，本層巖體呈厚層塊狀、質(zhì)地均一、巖性堅(jiān)硬、抗風(fēng)化力強(qiáng)、工程地質(zhì)條件較好，總厚度185米左右。3構(gòu)造壩址處雖然斷層、裂隙較多，但大局部規(guī)模較小對(duì)工程影響不大，其中F2、F5、F11、f26、f27、f28斷層對(duì)壩體有一定影響。4水文地質(zhì)壩基的透水性總的看來不大，但不均一，主要決定斷裂發(fā)育程度和性質(zhì)，在平面上，一級(jí)階地基巖透水性大于其它地貌單元。從垂向上看河谷內(nèi)單位吸水量小于0.01公升/分的頂板在83—105米高程其間之透水層厚度為40—50米，假設(shè)除開挖局部厚度將更薄一些，兩岸透水層應(yīng)以天然地下水位為下限，一般都大于50米。5巖石物理力學(xué)性質(zhì)巖石容重為2.68—2.70噸/立米，飽和抗壓強(qiáng)度，弱風(fēng)化和微分化巖石均在650kg/cm2以上，有的可達(dá)1100kg/cm2，混凝土與巖石的摩擦系數(shù)微分化及弱風(fēng)化下部，可取f=1.10、c=7.5kg/cm2。6地震庫區(qū)附近歷史地震活動(dòng)較為頻繁，近年來微繁。弱震仍不斷發(fā)生，其中1936年和1976年兩次發(fā)生6度左右地震，1977年6月國家地震局地震地質(zhì)大隊(duì)對(duì)本區(qū)域地震問題作了鑒定，水庫的基本烈度為7度，考慮到樞紐的重要性，和水庫激發(fā)地震的可能性，攔河壩設(shè)防烈度采用8度。7當(dāng)?shù)亟ㄖ牧蠅沃犯浇饕笆蠄?chǎng)有七處，儲(chǔ)量足以建壩，各料場(chǎng)的物理性質(zhì)、試驗(yàn)指標(biāo)，基本滿足技術(shù)要求，可作大壩混凝土骨料使用。且無大量的粘性土及砂壤土料，可供圍堰防滲材料之用。8交通條件對(duì)外交通在右岸，公路、鐵路均距壩址較近略加修改或擴(kuò)建即可直通壩址，壩頂無重要交通要求。第二章壩軸線、壩型選擇及樞紐布置一壩軸線選擇通過對(duì)潘家口水庫壩址區(qū)域基本地質(zhì)、地形等資料的研究和分析，確定要選擇合理的壩軸線，必須具備以下四個(gè)原那么；壩基全部坐落在第四大巖層上，根據(jù)潘家口水庫地質(zhì)基本資料知；壩區(qū)主要巖性為太古界拉馬溝片麻巖，其次為第四紀(jì)松散堆積物，以及不同時(shí)期的侵入巖脈，壩區(qū)范圍內(nèi)片麻巖依其巖性變化情況可分為六大層，其中第一、四、六層巖性較好，但第一、六層因受地形限制建壩工程很大。第四大巖層(ArI4)為角閃斜長片麻巖。具粗粒至中間細(xì)粒纖狀花崗變晶構(gòu)造，主要礦物為斜長石、石英及角閃石，本層巖體呈厚層塊狀、質(zhì)地均一、巖性堅(jiān)硬、抗風(fēng)化力強(qiáng)、工程地質(zhì)條件較好，總厚度185米左右，其特性均滿足建壩要求，故壩基建在第四大巖層之上，有利于壩體穩(wěn)定。左岸與第三大巖層保持一定距離；從“壩址河谷段構(gòu)造分析圖〞中可知，第四大巖層，自右岸至左岸逐步向北偏移，且寬度略變窄，假設(shè)壩軸線垂直水流方向直接伸向左岸，那么壩軸線將與第三大巖層相接。由地質(zhì)資料可知：第三大巖層較軟弱，不宜建壩，故壩軸線需偏移，使之與第三大巖層保持一定距離。根據(jù)地質(zhì)剖面資料分析，壩軸線在左岸時(shí)向上游推移，避開軟弱的第三大巖層，為以后壩體的穩(wěn)定運(yùn)行作好根基。避開大的斷層F2由壩址河谷段構(gòu)造分析圖可知：壩址處雖然斷層裂隙較多，但大局部規(guī)模較小，對(duì)工程影響不大。其中F2斷層最大，它走向?yàn)楸睎|85°西北275°，傾向南，傾角70-80°，寬度2.5-12.5m，屬壓扭斷層。長約200m，一段靠近上游壩踵，對(duì)根基巖石力學(xué)強(qiáng)度及壩基完整均一性有影響，故壩軸線應(yīng)該避開F2斷層，并保持一定距離。綜上所述：為同時(shí)滿足壩基坐落在第四大巖層上，左岸與第三大巖層保持一定距離，右岸避開不穩(wěn)定巖體，河床部位使上游壩踵避開F2斷層四個(gè)選擇壩軸線的基本原那么。另外，左岸為避開F2斷層向下游偏移，右岸的下游多為破碎帶，故向上游偏移，致使壩軸線傾斜，偏離兩岸山頭；為了節(jié)省工程造價(jià)，減少工程量，使兩岸壩軸線彎折，右岸〔西〕為避開不穩(wěn)定巖體需做一圓弧，延伸至山頭，左岸〔東〕那么折線延伸至山頭；由此，水流方向與壩軸線斜交，雖然會(huì)產(chǎn)生橫向水流，對(duì)壩體，岸坡有影響，但水庫蓄水后，庫容較大，致使壩前水流流速幾近為零，這樣受到橫向水流影響就很小，故此壩軸線選擇合理可行。壩軸線定為直線，那么壩軸線較短，施工比較容易，但受地形地質(zhì)條件的限制，為了避開斷層及不穩(wěn)定巖體，故在左岸壩軸線向南偏折SE123°30′，在右岸壩軸線向北偏折NW277°40′，這樣使壩軸線對(duì)著山頂與陡坡相交，可縮短壩軸線，減小工程量，降低造價(jià)。綜上所述，定出壩軸線如下：壩軸線如圖〔1〕圖中所標(biāo)各點(diǎn)坐標(biāo)和偏折角如下：河床段壩軸線CD走向NE88°30′C點(diǎn)x＝3664.11，y＝8004.19D點(diǎn)x＝3684.59，y＝8786.81右端以A點(diǎn)〔3824.05，8000.00〕為圓心，半徑R＝160m轉(zhuǎn)角θ＝9°10′切點(diǎn)：C點(diǎn)x＝3664.11，y＝8004.19BK0+826.00C′點(diǎn)x＝3665.47，y＝7978.66BK0+800.40GC′走向NW277°40′左端以F點(diǎn)〔3624.35，8790.00〕為圓心,轉(zhuǎn)角θ＝36oo切點(diǎn)：M點(diǎn)x＝3658.07，y＝8878.31BK1+705.63。圖〔1〕壩軸線布置二壩型選擇壩址地質(zhì)條件1、庫區(qū)屬于中高山區(qū)，河谷大都為峽谷地形，只西城峪至北臺(tái)子一帶較為寬闊沿河兩岸階地狹窄，斷續(xù)出現(xiàn)且不對(duì)稱，區(qū)域內(nèi)無嚴(yán)重的坍岸及滲漏問題。2、壩址位于揚(yáng)查子村南300米處，為低谷丘陵地區(qū)，兩岸相對(duì)高差不大，河谷開闊，寬約600米上下游兩公里范圍內(nèi)，河道順直主河槽位于右岸，河床高程137米左右?？菟诤哟矊捈s100米，由于受河流側(cè)向侵蝕兩岸地形不對(duì)稱。右岸坡度較陡約60度左右，左岸較緩約20度，河床中除漫灘外，左岸還有三級(jí)階地發(fā)育，一、二級(jí)階地高程自140米—160米。三級(jí)階地與緩坡相接直達(dá)山頂。覆蓋層厚度為7—12米的砂礫卵石沖積層。ⅱ巖性：壩區(qū)主要巖性為太古界拉馬溝片麻巖，其次為第四紀(jì)松散堆積物，以及不同時(shí)期的侵入巖脈，壩區(qū)范圍內(nèi)片麻巖依其巖性變化情況可分為六大層，其中第一、四、六層巖性較好，但第一、六層因受地形限制建壩工程很大。第四大巖層(ArI4)為角閃斜長片麻巖。具粗粒至中間細(xì)粒纖狀花崗變晶構(gòu)造，主要礦物為斜長石、石英及角閃石，本層巖體呈厚層塊狀、質(zhì)地均一、巖性堅(jiān)硬、抗風(fēng)化力強(qiáng)、工程地質(zhì)條件較好，總厚度185米左右。3、壩址處雖然斷層、裂隙較多，但大局部規(guī)模較小對(duì)工程影響不大，其中F2、F5、F11、f26、f27、f28斷層對(duì)壩體有一定影響。綜上述壩型選擇應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、地形條件，施工條件，建筑材料，綜合效益，宣泄洪水能力，以及抗震性等特點(diǎn)，通過定性分析，初步選擇兩種壩型進(jìn)展較詳細(xì)的技術(shù)比較，選取既滿足工程要求，又比較經(jīng)濟(jì)的壩型，經(jīng)濟(jì)比較只要求對(duì)壩體的砼方量及三材用量作粗略的計(jì)算和比較。以下分別就各種壩型進(jìn)展比較分析?！捕硥涡头桨副容^1土石壩土石壩又稱當(dāng)?shù)夭牧蠅危峭翂?、堆石壩、土石混合壩的總稱，是人類最早建造的壩型，具有悠久的開展歷史，在全國使用都極為普遍。它主要是利用壩址附近的土料、石料及砂礫料填筑而成，筑壩材料基本來源于當(dāng)?shù)?。下面分土石壩和堆石壩分別進(jìn)展分析。1.1土石壩土石壩在實(shí)踐中之所以被廣泛采用并得到不斷開展，主要原因具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：〔1〕筑壩材料就地取材，運(yùn)輸成本低，能節(jié)省大量的鋼材、水泥和木料等建筑材料。〔2〕對(duì)地質(zhì)條件要求較低，適應(yīng)地基變形能力強(qiáng)，可以建在軟基上。土石壩體中的散粒構(gòu)造能較好的適應(yīng)地基的變形，對(duì)地基的要求在各種壩型中是最低的?！?〕儲(chǔ)存量是使用量的兩倍?！?〕構(gòu)造簡單，施工技術(shù)容易掌握，便于組織機(jī)械化施工?！?〕運(yùn)用管理方便，工作可靠，壽命長，維修加固和擴(kuò)建均比較容易。但是與其他壩型一樣，土石壩自身也有缺乏的一面：〔1〕施工導(dǎo)流不方便，會(huì)相應(yīng)的增加工程造價(jià)。〔2〕壩頂不能溢流，需另設(shè)溢洪道。受散粒體材料整體強(qiáng)度的限制，土石壩壩身通常不允許過流，因此需在壩外單獨(dú)設(shè)置泄水建筑物?！?〕壩體填筑工程量大，且土料的填筑質(zhì)量受氣候條件影響較大等。缺點(diǎn)由所給潘家口水庫基本資料可知，壩址附近主要的砂石大料場(chǎng)有七處，且儲(chǔ)量足以建壩，各料場(chǎng)的物理性質(zhì)、試驗(yàn)指標(biāo)，基本滿足技術(shù)要求，可18作為大壩混凝土骨料使用。從材料方面看可以建土石壩。但土石壩有它本身的特點(diǎn)，就是壩身不能過水，泄水建筑物需另設(shè)溢洪道。由本樞紐基本資料知，兩岸均為高山，山峰綿綿，沒有崖口，沒有適宜地形布臵溢洪道，因此，從這方面看，不宜建土石壩。由于壩址附近無大量的粘性土及砂壤土料，只可供應(yīng)圍堰防滲材料之用。不能滿足土石壩所需的大量粘性土和砂壤土料，因此，從這方面考慮，此處建設(shè)土石壩條件缺乏。1.2堆石壩堆石壩是土石壩的一種，主要有堆石支撐體、過濾墊層和防滲體組成。由于堆石壩散粒材料的整體抗剪強(qiáng)度相對(duì)較低，因而堆石壩在設(shè)計(jì)時(shí)大多是不允許過水的。又根據(jù)基本資料，壩址地質(zhì)巖石巖性較好，而堆石壩對(duì)地基的要求不是很高，采用堆石壩壩型不能充分發(fā)揮地基〔巖體〕的承載力，故此處不宜修建堆石壩。綜合上述優(yōu)缺點(diǎn)，故本次設(shè)計(jì)不采用土石壩，而采用混凝土壩。2混凝土壩如果選擇砼壩應(yīng)考慮采用拱壩、支墩壩還是重力壩，2.1拱壩優(yōu)點(diǎn)：拱壩是高次超凈定空間整體構(gòu)造，壩體的穩(wěn)定性主要依靠兩岸拱端山體反力作用來維持，并不全靠壩體自重來維持。由于拱是一種主要承受軸向壓力的推力構(gòu)造，拱內(nèi)彎矩較小，應(yīng)力分布較均勻，有利于發(fā)揮材料的強(qiáng)度，從而壩體厚度可以減薄，節(jié)省工程量。拱壩的體積比同一高度的重力壩大約可節(jié)省1/3～2/3，從經(jīng)濟(jì)意義上講，拱壩是一種很優(yōu)越的壩型。且較好的超載能力可達(dá)設(shè)計(jì)荷載的5～11倍，具有很強(qiáng)的抗震能力。缺點(diǎn)：建筑拱壩要求河谷的寬高比小于4.5，由水庫壩軸線工程地質(zhì)剖面圖量得河谷長為820米，高87米，L/H>4.5，為寬淺形河道，不宜修建拱壩；而且拱壩對(duì)壩肩的巖體要求穩(wěn)固完整，但從壩址河谷段構(gòu)造分析圖可發(fā)現(xiàn)河谷左岸有大的斷層，右岸又存在一個(gè)滑坡體，也不宜選擇拱壩；理想的拱壩地形應(yīng)是左右岸對(duì)稱，岸坡平順無突變，在平面上向下游收縮的峽谷段。而此壩址處河段順直，兩岸由于受斷層、軟弱地帶的影響，壩軸線為折線形，不適宜建拱壩。綜合上述，本壩址處不適宜建混凝土拱壩。2.2支墩壩優(yōu)點(diǎn)：支墩壩，自重較輕，壩體工程量小，其中連拱壩與平板壩可節(jié)省10％～60％工程量；支墩可隨受力情況調(diào)整厚度，能充分利用圬工材料的抗壓強(qiáng)度；節(jié)省壩基開挖量和固結(jié)灌漿工作量，可加快施工速度；由于壩體較薄，施工散熱條件較好。缺點(diǎn)：支墩本身薄弱，側(cè)向剛度比縱向剛度低，在遭遇垂直水利流向的地震作用時(shí)，抗震能力明顯低于重力壩；支墩的應(yīng)力較大，對(duì)地基要求比重力壩高；施工期壩體對(duì)溫度變化較敏感，容易產(chǎn)生裂縫；模板較復(fù)雜且用量較大，混凝土標(biāo)號(hào)要求高，單方混凝土鋼筋用量多，施工存在難度；而且支墩壩有一個(gè)致命的缺點(diǎn)，抗壓性差，據(jù)資料顯示庫區(qū)附近歷史上地震活動(dòng)較為頻繁，水庫的基本烈度為7度，考慮到樞紐的重要性和水庫激發(fā)的地震的可能性，攔河壩設(shè)防烈度采用8度，基于此種情況，當(dāng)?shù)厥遣荒苓x用支墩壩的。綜合上述，本壩址處不適宜建支墩壩，適宜選擇重力壩壩型。2.3重力壩；重力壩壩身可以過水，對(duì)地形地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，樞紐泄洪問題容易解決，可以大型機(jī)械化施工，施工速度快，故本樞紐選擇重力壩壩型。重力壩又分為寬縫重力壩、空腹重力壩、實(shí)體重力壩。需對(duì)三種壩型進(jìn)展比較做出結(jié)論：寬縫重力壩優(yōu)缺點(diǎn)：寬縫重力壩，壩體設(shè)臵寬縫后，壩基的滲透水可自寬縫排出，減小了滲透壓力，但寬縫壩增加了模板用量，立模也較復(fù)雜，分期導(dǎo)流不便，而且由資料可知當(dāng)?shù)責(zé)o霜期較短〔90～180天〕冰凍期較長〔120～200天〕，對(duì)寬縫壩需要采取保溫措施，工程造價(jià)大大增加且不能大型機(jī)械化施工，20工期較長，因此不宜選用寬縫重力壩?？崭怪亓蝺?yōu)缺點(diǎn)：空腹壩與實(shí)體壩相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：1〕由于空腹下部設(shè)底板，減小了壩底面上的揚(yáng)壓力，可節(jié)省壩體砼方量20%左右；2〕減小了壩基開挖量；3〕壩體前后腿嵌固于巖體內(nèi)，有利于壩體的抗滑穩(wěn)定；4〕前后腿應(yīng)力分布均勻，壩踵壓應(yīng)力較大；5〕便于砼散熱；6〕壩體施工可不設(shè)縱縫；7〕便于監(jiān)測(cè)和維修；8〕空腹內(nèi)可以布臵水電站廠房。缺點(diǎn)有：1〕施工復(fù)雜；2〕鋼筋用量大；3〕如在空腹內(nèi)布臵水電站廠房，施工干擾大，基于以上缺點(diǎn)，將難以進(jìn)展大型機(jī)械化施工，不能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化程度較高的快速施工，選此壩型不夠經(jīng)濟(jì)合理。因此不適宜建空腹重力壩。結(jié)論；由上述可知，土石壩、堆石壩、砼拱壩、砼支墩壩、砼實(shí)體重力壩、砼寬縫重力壩和砼空腹重力壩各有優(yōu)缺點(diǎn)。實(shí)體重力壩由于構(gòu)造簡單，安全可靠，對(duì)地形、地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，樞紐泄洪問題容易解決，便于施工導(dǎo)流，可以大型機(jī)械化施工，施工方便，并結(jié)合本次設(shè)計(jì)要求〔提前受益，使工程盡早建成〕，選擇砼實(shí)體重力壩作為本次設(shè)計(jì)的壩型。三樞紐布置水利樞紐布置的任務(wù)就是根據(jù)組成建筑物的形式、功能和運(yùn)行方式研究各種建筑物的相互位置。影響樞紐布置的因素有自然因素和社會(huì)因素兩種，包括地形、地質(zhì)、水文、施工運(yùn)行條件等，是設(shè)計(jì)工作中一項(xiàng)復(fù)雜而具有全局性的工作。選擇合理的樞紐布置對(duì)工程的經(jīng)濟(jì)效益和安全運(yùn)行有決定作用。所以，需在充分掌握基本資料的根基上，認(rèn)真分析各種具體條件下各種因素的變化和相互影響，研究壩址和主要建筑物的適宜形式，擬定假設(shè)干可能的布置方案，從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)等方面進(jìn)展論證、綜合比較，選擇最優(yōu)的布置方案?！惨弧硺屑~布置的一般原那么〔1〕壩址、壩及其他主要建筑物的型式選擇和樞紐布置要做到：施工方便，工期短，造價(jià)低?！?〕樞紐布置應(yīng)當(dāng)滿足各個(gè)建筑物在布置上的要求，保證其在任何工作條件下都能正常工作?！?〕在滿足建筑物強(qiáng)度和穩(wěn)定的條件下，降低樞紐總造價(jià)和年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用?！?〕樞紐中各建筑物布置緊湊，盡量將同一工種的建筑物布置在一起，以減少聯(lián)結(jié)建筑?！?〕盡可能使樞紐中的局部建筑物早期投產(chǎn)，提前發(fā)揮效益〔如提前蓄水、早期發(fā)電或灌溉〕?！?〕樞紐的外觀應(yīng)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，在可能的條件下，注意美觀。〔二〕各類建筑物的具體要求1擋水壩主要是攔截水流，形成水庫，將其布置在河岸的兩邊。通常布置成直線，這樣壩軸線較短，壩身體積小，對(duì)建筑物的受力狀態(tài)有利，并便于與相鄰建筑物的聯(lián)結(jié)。但有時(shí)受地質(zhì)和地形條件的限制，可將壩軸線布置成折線，本樞紐即是如此。2溢流壩主要起泄洪作用，前緣應(yīng)正對(duì)上游來水的主流方向，下游出口方向最好與主流槽水流方向一致。溢流壩應(yīng)建在堅(jiān)硬完整的巖基上，為減少下泄水流對(duì)其他建筑物的影響，有時(shí)需在溢流壩與這些建筑物之間布置導(dǎo)墻，沖沙孔常布置在廠房進(jìn)水口附近，其高程應(yīng)滿足運(yùn)用要求。本樞紐中，溢流壩的尺寸大概估算如下：洪水資料顯示，萬年一遇洪水流量為59200m3/s，泄水孔在設(shè)計(jì)資料中設(shè)定有19孔，單寬流量為204m3/s，需凈寬300m的溢流壩，尺寸約15m，中墩和邊墩厚取3m，故每個(gè)溢流段的寬為18m，總溢流壩段寬為345m。所以每個(gè)底孔壩段的寬度3泄洪底孔泄洪底孔，即深式泄水孔，起輔助泄洪、排沙、放空水庫等作用。參照已建工程孔口尺寸定為5m寬×7m高，共設(shè)4孔，每兩孔口為一個(gè)壩段，其中兩個(gè)底孔壩段中間隔墩厚4m，所以每個(gè)底孔壩段的寬度為22m，泄洪底孔壩段的總寬為44m。4電站水電站進(jìn)口水流應(yīng)順直，不發(fā)生旋渦和橫向水流，尾水應(yīng)順暢。廠房壩段與底孔并排布置，有以下優(yōu)點(diǎn)：〔1〕可以保證電站經(jīng)常引用活水，不會(huì)有泥沙淤積?！?〕將電站壩段與底孔壩段同寬布置，可以共用啟閉機(jī)設(shè)備，節(jié)省投資?！?〕便于管理、維修?！踩撤桨副容^現(xiàn)擬定兩個(gè)樞紐布置方案進(jìn)展比較分析：方案一是將擋水壩段布置在河岸兩邊，電站、底孔布置在右岸，溢流壩段布置在偏左岸。方案二是將擋水壩段布置在河岸兩邊，電站、底孔布置在左岸，溢流壩段布置在右岸。比較如下：方案一；電站廠房布置在右岸主河槽，可減少根基開挖量，獲得高水頭，但是，電站尾水位較高，發(fā)電水頭小，尾水有橫向水流存在，影響下游岸坡穩(wěn)定，因本地河流泥沙量大，泄水底孔緊靠廠房用于排沙泄水，以免泥沙淤積而降低電站效率。方案二；電站廠房布置在左岸，然后自左向右為底孔壩段，溢流壩段，擋水壩段，這種方案左岸地勢(shì)開闊，便于布置電站廠房和開關(guān)站，泄洪時(shí)，水流均在河槽中，可保證兩岸免受沖刷，河床沖刷問題易解決。但是尾水渠的開挖量太大。安裝高程是通過尾水位來確定的，為了充分利用水頭，尾水位必須與下游天然水位一致，而左岸階地較高，需要開挖一局部，并且尾水渠出口也不能在附近與天然河床相接，這樣，容易被底孔沖砂填塞，而必須開挖很長一段，才能進(jìn)入主河槽。對(duì)上述兩個(gè)方案，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，本電站不宜采用引水式，因?yàn)橐诫娬拘枇碓O(shè)隧洞，引水管線，工程成本高，而壩后式電站可采用壩內(nèi)埋管引水，更為經(jīng)濟(jì)，壩后式廠房應(yīng)盡可能靠近壩體，以減小引水管路的工程量和水頭損失，廠房多占據(jù)主河槽，可減少開挖量，獲得高水頭并靠近岸邊。也結(jié)合本工程必須提前受益，盡早建成的要求，選擇方案一比較符合工程要求。布置圖如圖〔2〕圖〔2〕重力壩樞紐布置圖第三章壩體剖面設(shè)計(jì)剖面設(shè)計(jì)是重力壩設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，主要任務(wù)是選擇一個(gè)即滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，又使得壩體工程量最小，外形輪廓簡單，施工方便，運(yùn)行可靠的剖面。重力壩剖面設(shè)計(jì)的原那么是：〔1〕滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，保證大壩安全；〔2〕工程量最少；〔3〕運(yùn)用方便；〔4〕便于施工。一壩頂高程確定壩頂高程分別按設(shè)計(jì)和校核兩種情況，用以下公式進(jìn)展計(jì)算：波浪要素按鶴地公式計(jì)算。公式如下：式〔1〕式〔2〕式〔3〕庫水位以上超高Δh：式〔4〕式中—波浪高度，m；—波浪中心線超出靜水位的高度，m；—安全超高，m，查表1；—計(jì)算風(fēng)速，水庫為正常蓄水位和設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，宜用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速的1.5—2.0倍；校核洪水位時(shí)，宜用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速，m/s—風(fēng)區(qū)長度，km；—波長，m；表1壩頂高程計(jì)算成果表計(jì)算情況風(fēng)速v〔m/s〕波高〔m〕波長〔m〕風(fēng)壅水面高度〔m〕安全超高〔m〕靜水位以上超高〔m〕壩頂高程〔m〕設(shè)計(jì)情況30.000.300.640.090.701.09225.80校核情況21.500.190.460.050.500.74227.90經(jīng)比較得出壩頂或防浪墻高程228.0m，并取防浪墻1.2m，那么帶有防浪墻的壩頂高程h=228.0-1.2=226.8m，因?yàn)棰?、Ⅱ?jí)重力壩壩頂高程不得低于校核洪水位，因此取無防浪墻的壩頂高程為227.8m，那么帶有防浪墻的壩頂高程229.0m，最大壩高h(yuǎn)Max=227.8-122=105.8m。二壩剖面設(shè)計(jì)1壩頂寬度的擬定為了適應(yīng)運(yùn)用及施工的需要，壩頂必須有一定的寬度。一般地，壩頂寬度取最大壩高的8％～10％，且不小于3m，取9m。2壩坡的擬定根據(jù)巖石實(shí)驗(yàn)資料，綜合分析實(shí)驗(yàn)成果，巖基面與混凝土的抗剪斷指標(biāo)f=1.10，C=0.75MPa，可初步判定其形態(tài)基本為上游壩面上部鉛直，下部傾斜。上游壩采用折線面，坡點(diǎn)在〔1/3～2/3〕H即〔1/3～2/3〕×105.8=〔35～70〕m，取60m，坡度1:0.2，起坡點(diǎn)高程182m；下游剖面采用基本三角形與壩頂齊平的剖面形式，取下游邊坡系數(shù)1:0.7，起坡點(diǎn)高程214.9m。3壩底寬度由上、下游起坡點(diǎn)高程、坡度、邊坡系數(shù)等條件通過幾何關(guān)系可得壩底寬度B=86.1m，在〔0.7～0.9〕H=74.1～95.2m范圍內(nèi)，說明壩底寬度符合要求。4地基防滲與排水設(shè)施的擬定由于防滲需要，壩基需設(shè)置防滲帷幕和排水孔幕。根據(jù)根基廊道的布置要求，初步擬定防滲帷幕及排水孔中心線在壩基面處距離上游壩面分別為15m和17m。初步擬定非溢流壩剖面尺寸如圖〔3〕所示：圖〔3〕非溢流壩段剖面第四章荷載計(jì)算荷載是重力壩設(shè)計(jì)的主要依據(jù)之一。荷載作用按作用隨時(shí)間的變異分為三類：永久作用、可變作用、偶然作用。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)正確選擇荷載標(biāo)準(zhǔn)值、分項(xiàng)系數(shù)、有關(guān)參數(shù)和計(jì)算方法。按設(shè)計(jì)情況、校核情況分別計(jì)算荷載作用的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值〔設(shè)計(jì)值=標(biāo)準(zhǔn)值*分項(xiàng)系數(shù)〕重力壩的荷載主要有：自重、靜水壓力、浪壓力、泥沙壓力、揚(yáng)壓力、地震荷載等。以下各組合情況均取單位壩長計(jì)算。荷載計(jì)算圖如圖〔4〕所示：圖(4)主要荷載示意圖一壩體自重壩體自重的計(jì)算公式：式〔5〕式中；—壩體體積，m3，由于取1m壩長，可以用斷面面積代替，通常是把它分成，，，如圖〔4〕所示的簡單幾何圖形分別計(jì)算；—壩體混凝土的重度，一般取23.5～24.0kN/m3，取24.0kN/m3。具體計(jì)算如下：二靜水壓力靜水壓力是作用在上下游壩面的主要荷載，計(jì)算時(shí)常分解為水平壓力和垂直壓力兩種。分項(xiàng)系數(shù)1.0。計(jì)算公式為：式〔6〕式中；H—計(jì)算點(diǎn)處的作用水頭，單位m；γw—水的重度，常取9.81kN/m3。三揚(yáng)壓力揚(yáng)壓力包括滲透壓力和浮托力兩局部。滲透壓力是由上下游水位差H產(chǎn)生的滲流在壩內(nèi)或壩基面上形成的水壓力；浮托力是由下游水面淹沒計(jì)算截面而產(chǎn)生的向上的水壓力。滲透壓力：1.2；浮托力：1.0；揚(yáng)壓力折減系數(shù)：0.2。計(jì)算公式為。式〔7〕式〔8〕式〔9〕式〔10〕式中；B—揚(yáng)壓力所對(duì)應(yīng)壩底寬度，單位m。γ—水的重度，常取9.81kN/m3。 H—作用水頭，單位m，如圖〔4〕四泥沙壓力一般計(jì)算年限取50～100年，水平泥沙壓力PSKH(kN)為：式〔11〕式中—泥沙的浮重度，單位kN/m3,8.82kN/m3；—壩前淤沙厚度，單位m；—淤沙的內(nèi)摩擦角，單位度，12°。豎直方向的淤沙壓力按作用面上的淤沙重量〔按淤沙浮重度〕計(jì)算。分項(xiàng)系數(shù)1.2。 式〔12〕五浪壓力當(dāng)時(shí)，可假定浪頂及水深等于L/2處的浪壓力為零，靜水位處的浪壓力最大，并呈三角形分布，分項(xiàng)系數(shù)1.2。如圖〔5〕所示。 圖〔5〕波浪壓力圖那么浪壓力為： 式〔13〕式中；—水密度單位kN/m3,取9.81kN//m3；L—波長，單位m。六靜冰壓力在寒冷地區(qū)的冬季，水庫外表結(jié)冰，冰層厚度自數(shù)厘米至1m以上。當(dāng)氣溫升高時(shí)，冰層膨脹，對(duì)建筑產(chǎn)生的壓力稱為靜冰壓力。靜冰壓力的大小與冰層厚度、開場(chǎng)升溫時(shí)的氣溫及溫升率有關(guān)，參照表2確定。靜冰壓力作用點(diǎn)在冰面以下1/3冰厚處。表2靜冰壓力冰厚〔m)0.40.60.81.01.2靜冰壓力KN/85180215245280七地震荷載地震引發(fā)地層外表作隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，能使水工建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重破壞?？煞譃榈卣饝T性力和地震動(dòng)水壓力。1地震慣性力壩體分為如圖〔6〕三塊計(jì)算水平地震慣性力。圖〔6〕〔1〕壩體截面面積的計(jì)算式〔14〕〔2〕各截面形心坐標(biāo)的計(jì)算形心C〔x,y〕計(jì)算公式為 式〔15〕 式〔16〕計(jì)算得到第一塊的形心(36.7,25.4)，(23.3,73.4)，(16.5,99.4〕。水平向地震慣性力計(jì)算當(dāng)設(shè)計(jì)烈度為8度、9度的Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)重力壩，應(yīng)同時(shí)計(jì)入水平向地震作用?；炷林亓窝馗叨茸饔糜谫|(zhì)點(diǎn)i的水平向地震慣性力代表值可按下式計(jì)算：式〔17〕式〔18〕式中：—作用在質(zhì)點(diǎn)i的水平向地震慣性力代表值，單位kN;—水平向設(shè)計(jì)地震加速度代表值，設(shè)計(jì)烈度為7度、8度、9度時(shí)，分別取0.1g、0.2g、0.4g；—地震作用的效應(yīng)折減系數(shù)，一般取0.25,；—集中在質(zhì)點(diǎn)i的重力作用標(biāo)準(zhǔn)值，單位kN;—質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)分布系數(shù);—壩體計(jì)算質(zhì)點(diǎn)總數(shù)；—壩高，溢流壩應(yīng)算至閘墩頂，單位m；—分別為質(zhì)點(diǎn)i，j的高度，單位m；計(jì)算得地震動(dòng)態(tài)分布系數(shù)值如下表3表3地震動(dòng)態(tài)分布系數(shù)值質(zhì)點(diǎn)i123分布系數(shù)1.132.184.622地震動(dòng)水壓力單位寬度上的總地震動(dòng)水壓力為式〔19〕作用點(diǎn)位于水面以下0.54H處。當(dāng)迎水面由折坡時(shí)，假設(shè)水面以下直立局部的高度等于或大于水深的一半，那么可近似取作鉛直；否那么應(yīng)取水面與壩面的交點(diǎn)和坡腳點(diǎn)的連線作為代替坡度。計(jì)算地震動(dòng)水壓力時(shí)，應(yīng)乘以折減系數(shù)。本設(shè)計(jì)的折減系數(shù)為0.93。計(jì)算如下：那么所以以上所有荷載在不同設(shè)計(jì)水位時(shí)，計(jì)算公式代入數(shù)值后計(jì)算結(jié)果如下表4表4計(jì)算值總結(jié)表 單位kN荷載作用及其分項(xiàng)系數(shù)水位情況正常水位設(shè)計(jì)水位校核水位方向重力W11.08640.08640.08640.0↓W222852.822852.822852.8↓W372573.572573.572573.5↓靜水壓力PV11.05026.65026.65320.9↓PV23531.63531.63531.6 ↓PV3923.53090.24768.1↓PH151734.5 51734.554283.8→PH21319.24414.55940.2←揚(yáng)壓力U11.013852.125339.229393.5↑U21.22709.1 2282.22210.0↑U35934.74999.44641.3↑U45418.34564.44420.0↑冰壓力Fb1..1135.0135.0135.0→波浪力PL1.20.610.270.27→泥沙壓力PSH1.21157.01157.01157.0→PSV286.0286.0286.0↓地震慣性力地震慣性力F11.22402.12402.12402.1→F2882.4882.4882.4→F3231.5231.5231.5→地震動(dòng)水壓力F011564.11564.11564.1→F0240.640.640.6→第五章壩體穩(wěn)定和應(yīng)力分析一荷載組合荷載組合分為基本組合和特殊組合兩種?；窘M合屬設(shè)計(jì)情況和正常情況，由同時(shí)出現(xiàn)的基本荷載組成，特殊荷載屬校核情況和非常情況，由同時(shí)出現(xiàn)的基本荷載和一種或幾種特殊荷載組成。見表5表5荷載組合荷載組合主要考慮情況荷載自重?fù)P壓力泥沙壓力浪壓力地震荷載冰壓力基本組合正常蓄水位√√√√√設(shè)計(jì)洪水位√√√√√特殊組合校核洪水位√√√√√地震情況√√√√√根據(jù)對(duì)應(yīng)的荷載組合，計(jì)算出正常，設(shè)計(jì)、校核情況，地震情況荷載作用值及相應(yīng)的力矩值見附表1，表2，表3。二抗滑穩(wěn)定分析1分析目的核算壩體沿壩基面或地基深層軟弱構(gòu)造面的抗滑穩(wěn)定的安全度〔按平面問題進(jìn)展分析〕。2滑動(dòng)面的選擇滑動(dòng)面的選擇是穩(wěn)定分析的重要環(huán)節(jié)。其基本原那么是：研究壩基地質(zhì)條件和壩體剖面形式，選擇受力較大、抗剪強(qiáng)度低、最容易產(chǎn)生滑動(dòng)的截面作為計(jì)算截面。一般有以下幾種情況：①壩基面；②壩基內(nèi)軟弱層面；③巖基緩傾角構(gòu)造面；④不利的地形；⑤碾壓混凝土層面等。本次設(shè)計(jì)選取壩基面滑動(dòng)面，如圖〔7〕圖〔7〕3抗滑穩(wěn)定計(jì)算常用的穩(wěn)定計(jì)算方法有：抗剪強(qiáng)度公式、抗剪斷強(qiáng)度公式。3.1抗剪強(qiáng)度公式它是把壩體與巖基之間看成是一個(gè)單純的接觸面，而不是膠結(jié)面。當(dāng)接觸面水平時(shí)，其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的計(jì)算公式為： 式〔20〕式中，—抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，計(jì)算值應(yīng)不小于表6中的規(guī)定值；—接觸面間的摩擦系數(shù)；—接觸面以上的總鉛直力，單位kN;—接觸面以上的總水平力，單位kN。表6壩基面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)荷載組合壩的級(jí)別123基本組合1.101.051.05特殊組合〔1〕1.051.001.00〔2〕1.001.001.00安全系數(shù)，SL319 2005?混泥土重力壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?，不分工程級(jí)別，基本荷載組合時(shí)，采用3.0，特殊荷載組合〔1〕，采用2.5，特殊荷載組合〔2〕，采用2.3。3.2按抗剪斷強(qiáng)度公式它認(rèn)為壩體混凝土與壩基接觸良好，屬于膠結(jié)面。此時(shí)其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的計(jì)算公式為： 式〔21〕式中，—抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算值；—抗剪斷摩擦系數(shù)，由實(shí)驗(yàn)得到；—抗剪斷凝聚力，單位kPa；—計(jì)算截面面積，單位。4不同情況計(jì)算式根據(jù)附表1，表2，表3，表4的計(jì)算結(jié)果代入式〔20〕，式〔21〕計(jì)算如下。正常蓄水位設(shè)計(jì)水位校核水位地震情況由以上計(jì)算可知在四種情況下抗滑穩(wěn)定滿足要求。三應(yīng)力分析1應(yīng)力分析目的檢驗(yàn)所擬壩體斷面尺寸是否經(jīng)濟(jì)合理，檢驗(yàn)大壩在施工期和運(yùn)用期是否滿足強(qiáng)度要求，并為確定壩內(nèi)材料分區(qū)、某些部位配筋提供依據(jù)。主要采用材料力學(xué)法。2邊緣應(yīng)力計(jì)算在一般情況下，壩體最大和最小應(yīng)力都出現(xiàn)在壩面，所以，校核壩體邊緣應(yīng)力是否滿足強(qiáng)度要求。計(jì)算圖形及應(yīng)力與荷載的正方向見圖〔8〕圖〔8〕2.1水平截面上的正應(yīng)力計(jì)算式如下； 式〔22〕式〔23〕式中，—作用于計(jì)算截面以上全部荷載的鉛直分力的總和，單位kN;—作用于計(jì)算截面以上全部荷載對(duì)截面垂直水流流向形心軸的力矩總和，單位kN;—為計(jì)算截面的長度，單位m。2.2上、下游邊緣主應(yīng)力不考慮揚(yáng)壓力時(shí)式〔24〕式〔25〕式〔26〕式〔27〕考慮揚(yáng)壓力時(shí)式〔28〕式〔29〕式〔30〕式〔31〕式中：n.m—上、下游壩坡坡率；pu.pd—上、下游壩面水壓力強(qiáng)度；puu.pud—上、下游邊緣揚(yáng)壓力強(qiáng)度。3應(yīng)力控制指標(biāo)在各種荷載組合下〔地震荷載除外〕，壩踵鉛直應(yīng)力不應(yīng)出現(xiàn)拉應(yīng)力，壩址鉛直應(yīng)力小于壩基容許壓應(yīng)力，由資料知本次設(shè)計(jì)容許壓應(yīng)力為[70MPa].壩體最大主應(yīng)力，不應(yīng)大于混凝土的容許壓應(yīng)力，本次設(shè)計(jì)取混凝土C10等級(jí)，fkc=9.8MPa,那么fc=9.8/rm=6.53MPa。在地震荷載作用下，壩踵、壩址的鉛直應(yīng)力應(yīng)符合SL2003-79?水工建筑物設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?的要求。壩體上游面的最小主應(yīng)力要考慮兩種控制標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)作用力中計(jì)入揚(yáng)壓力時(shí)，要求最小主應(yīng)力σmin≥0，即為壓應(yīng)力；當(dāng)作用中不計(jì)揚(yáng)壓力時(shí)，要求最小主應(yīng)力σmin≥0.25rh=0.25×1.0075=0.225MPa，式中r為水的容重，h4為計(jì)算點(diǎn)靜水頭?？紤]地震工況時(shí)，砼的容許壓應(yīng)力一般可比正常情況提高30％，并容許出現(xiàn)瞬時(shí)拉應(yīng)力，σ≤[σ砼]壓/k=6.53/1.3=5.02MPa。4不同情況計(jì)算結(jié)果根據(jù)附表1，表2，表3數(shù)值代入上式，計(jì)算結(jié)果如下表7；應(yīng)力正常水位設(shè)計(jì)水位校核水位一般滿足要求地震情況地震滿足要求是否滿足標(biāo)準(zhǔn)不考慮揚(yáng)壓力正應(yīng)力0.880.870.770.68是1.771.821.971.96是主應(yīng)力1.801.852.011.99是1.001.011.031.01是1.211.130.980.93是0.160.290.340.16是考慮揚(yáng)壓力正應(yīng)力0.320.240.110.13是1.681.591.691.87是主應(yīng)力1.751.651.761.94是0000是0.480.360.170.19是0000是表7計(jì)算結(jié)果單位MPa由上表計(jì)算結(jié)果可知，壩體應(yīng)力要求滿足重力壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。第六章細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)一壩體分縫與止水由于地基不均勻沉降、溫度變化、施工時(shí)期的溫度應(yīng)力以及施工澆筑能力等原因，一般要對(duì)壩體進(jìn)展分縫。重力壩分縫的原因是：在施工期間，水泥在水化凝固時(shí)要發(fā)熱，使砼升溫而膨脹，由于受到基巖的約束，壩體內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力。但是由于砼的初期彈模低，后期彈模高，因此后期產(chǎn)生的拉應(yīng)力比初期產(chǎn)生的壓應(yīng)力大，最終在壩體產(chǎn)生的是拉應(yīng)力，這個(gè)拉應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致壩體砼裂縫。為此，應(yīng)在壩體內(nèi)設(shè)置溫度收縮縫，以減少基巖的約束，降低壩體施工的溫度拉應(yīng)力，防止產(chǎn)生裂縫。如相鄰段修建在不同的巖基上，不同巖基承受荷載作用后的沉降量不同，從而將在壩體內(nèi)造成應(yīng)力集中，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。砼重力壩需設(shè)三種縫：橫縫、縱縫和施工縫?！惨弧硻M縫橫縫垂直于壩軸線，將壩體分為假設(shè)干壩段。其作用是減小溫度應(yīng)力，適應(yīng)地基不均勻變形和滿足施工要求。橫縫可兼作伸縮縫和沉降縫，橫縫間一般為12～20米，本壩體橫縫間距采用18米，橫縫又可分為永久性和臨時(shí)性兩種橫縫。1永久性橫縫永久性橫縫常做成豎直平面，不設(shè)鍵槽，不進(jìn)展灌漿，使各壩段獨(dú)立工作。根據(jù)地基和溫度變化情況，可不留縫寬。橫縫內(nèi)需設(shè)止水，止水材料有金屬片、橡膠、塑料及瀝青等。本壩體屬于高壩，設(shè)兩道止水片，中間設(shè)瀝青井。金屬止水片采用1.6mm厚的紫銅片，第一道止水至上游面的距離應(yīng)有利于改善壩體頭部應(yīng)力，取1.5米，每側(cè)埋入砼的長度為20cm，瀝青井設(shè)為方形，尺寸為25cm×25cm，井內(nèi)所灌注的填料由II號(hào)和III號(hào)石油瀝青、水泥和石棉粉組成，井內(nèi)設(shè)加熱設(shè)備，防止瀝青老化。止水片及瀝青井需伸入巖基一定深度為40cm，井內(nèi)填滿瀝青砂。止水片后面設(shè)檢查井，檢查井的斷面尺寸為1.2m×0.8m，井內(nèi)設(shè)爬梯，休息平臺(tái)，并與檢查廊道相連通。沿溢流壩面，壩體下游最高尾水位以下和穿越橫縫的廊道及孔洞周邊均需要設(shè)止水。溢流壩段的橫縫，有兩種布置方式：一是設(shè)在閘墩中間，此時(shí)各壩段產(chǎn)生不均勻沉陷時(shí)不影響閘門啟閉，工作可靠，缺點(diǎn)是閘墩厚度增大。二是設(shè)在溢流孔跨中，此時(shí)閘墩可以較薄，但易受地基不均勻沉陷的影響，且水流在橫縫上流過，易造成局部水流不順。適用于基巖較堅(jiān)硬完整的情況。2臨時(shí)性橫縫臨時(shí)性橫縫的縫面設(shè)置鍵槽和灌漿系統(tǒng)。設(shè)置鍵槽是為了增強(qiáng)縫面的抗剪能力。有橫向布置和縱向布置?？p槽深約10cm，槽底寬20cm，兩邊做成緩坡?？v縫為了適應(yīng)砼的澆筑能力和減少施工期的溫度應(yīng)力，常在平行壩軸線方向設(shè)縱縫，將一個(gè)壩段分為假設(shè)干個(gè)壩塊，待壩體降到穩(wěn)定溫度后再進(jìn)展接觸灌漿?？v縫是平行于壩軸線設(shè)置的溫度縫和施工縫，間距一般為15－30m?？v縫按其布置形式可分為：鉛直縱縫、錯(cuò)縫、斜縫三種。有時(shí)不設(shè)縱縫，采取通倉澆筑方法。1鉛直縱縫鉛直縱縫是最常采用的一種縱縫，縱縫間距一般為15-30m，為使縫面更好的傳力，需在縫面設(shè)三角形鍵槽，槽面大致順主應(yīng)力方向。為保證壩段的整體性，沿縫面應(yīng)布設(shè)灌漿系統(tǒng)，待壩體溫度冷卻到穩(wěn)定溫度，壩塊收縮，縫的張開度到達(dá)0.5mm以上時(shí)再進(jìn)展灌漿。縱縫兩側(cè)的壩塊可以單獨(dú)澆筑上升，但高差不宜過大。2錯(cuò)縫錯(cuò)縫式澆筑塊的厚度一般為3～4m，錯(cuò)縫間距為10～15m，縫的錯(cuò)距為1/3～1/2澆筑塊的厚度。采用錯(cuò)縫布置時(shí)，縫面間不需做灌漿處理，施工簡便，但整體性差，適用于低壩。3斜縫大致沿主應(yīng)力方向設(shè)置，因縫面的剪應(yīng)力很小，可以不必灌漿，但斜縫施工復(fù)雜，極少采用。4通倉澆筑施工簡便，可以加快施工進(jìn)度，壩的整體性較好，但溫度應(yīng)力大，必須進(jìn)展嚴(yán)格的溫度控制，按重力壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，高壩采用通倉澆筑，必須有專門論證?！踩呈┕たp水平施工縫是澆筑塊之間新老砼的接合面，是臨時(shí)性的，在工程完成后，是不允許出現(xiàn)的縫。新砼澆筑前，必須去除施工縫面的浮渣、灰塵和水泥乳膜，用風(fēng)水槍或壓力水沖洗，使外表成為干凈的麻面，再均勻鋪一層2-3cm水泥砂漿，然后澆筑。普遍采用薄層澆筑法，澆筑塊厚度一般為1.5-4.0m，在基巖外表需用0.75-1.0m薄層澆筑，以便通過外表散熱，減弱砼溫升，防止開裂。上、下層之間常間歇3-7d。水平施工縫的處理質(zhì)量關(guān)系到大壩的強(qiáng)度、整體性和防滲性，處理不好將成為壩體內(nèi)的薄弱面，必須予以高度重視。二砼標(biāo)號(hào)分區(qū)砼分區(qū)的特性和要求砼重力壩壩體各部位的工作條件及受力不同，對(duì)砼的強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕、抗沖刷、低熱、抗裂等性能指標(biāo)的要求也不同。為滿足壩體各部位的不同要求，節(jié)省水泥用量及各種費(fèi)用，把安全與經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一起來，通常將壩體砼按不同工作條件進(jìn)展分區(qū)，選用不同的強(qiáng)度等級(jí)和性能指標(biāo)。通?？煞譃榱鶄€(gè)區(qū)：〔見表8〕Ⅰ區(qū)－上下游最高水位以上壩體表層砼，受大氣影響；Ⅱ區(qū)－上下游水位變化區(qū)壩體表層砼，既受水的作用也受大氣影響；Ⅲ區(qū)－上下游最低水位以下壩體表層砼；Ⅳ區(qū)－靠近地基的砼；Ⅴ區(qū)－壩體內(nèi)部砼；Ⅵ區(qū)－抗沖刷部位的砼〔如溢流面、泄水孔、導(dǎo)墻和閘墩等〕。為了便于施工，壩體砼采用的標(biāo)號(hào)種類應(yīng)盡量減少，并與樞紐中其他建筑物的砼標(biāo)號(hào)相一致。同一澆筑塊中的標(biāo)號(hào)不得超過兩種，相鄰區(qū)的標(biāo)號(hào)不得超過兩級(jí)，以免引起應(yīng)力集中或產(chǎn)生溫度裂縫。分區(qū)厚度一般不小于2～3m，以便澆筑施工。各區(qū)對(duì)砼性能的要求見下表，表中有“＋＋〞的工程為選擇各區(qū)砼的主要控制因素；有“＋〞的工程為需要提出要求的，有“－〞的工程為不需要提出要求的。表8壩體各區(qū)對(duì)砼性能的要求－－－－－－－－－表9砼抗凍標(biāo)號(hào)的最小允許值構(gòu)造類型氣候條件工作條件水位漲落區(qū)的外部砼水位漲落區(qū)以上的外部砼凍融循環(huán)總次數(shù)≤50＞50嚴(yán)寒氣候條件(最冷月月平均氣溫低于-10℃)鋼筋砼D200D250D100砼D150D200寒冷氣候條件(最冷月月平均氣溫在-3～-10℃之間)鋼筋砼D150D200D50砼D100D150注：凍融循環(huán)總次數(shù)是指一年內(nèi)氣溫從+3℃以上降至-3℃以下，又上升至+3℃以上的交替次數(shù)，或一年內(nèi)月平均氣溫低于-3℃期間內(nèi)，因水位漲落而產(chǎn)生的凍融交替次數(shù)。項(xiàng)次構(gòu)造類型及運(yùn)用條件抗?jié)B標(biāo)號(hào)1大體積砼構(gòu)造的下游面及建筑物內(nèi)部S22大體積砼構(gòu)造的擋水面防滲層砼H＜30S4H=30～70S6H＞70S83砼及鋼筋砼構(gòu)造構(gòu)件〔其背水面能自由滲水者〕J＜10S4J=10～30S6J＞30S8表10砼抗?jié)B標(biāo)號(hào)的最小允許值注：表中H為水頭(m)；J為滲透坡降。砼分區(qū)標(biāo)號(hào)的性能應(yīng)符合〔表8〕的要求：1、壩體內(nèi)部有大孔口，包括導(dǎo)流孔、引水管、泄水孔、孔壁周圍的砼以及地震設(shè)計(jì)烈度8度以上的壩體上部砼，其強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)適當(dāng)提高。2、選擇砼強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，應(yīng)考慮承受由溫度、滲透壓力及局部應(yīng)力集中所產(chǎn)生的拉應(yīng)力、剪應(yīng)力或主應(yīng)力。3、嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)施工期冰凍嚴(yán)重應(yīng)特別重視壩體及各種附屬建筑物的砼和鋼筋砼的抗凍性要求。嚴(yán)寒地區(qū)，在水位變化頻繁區(qū)，抗凍性為D150～D200〔薄壁鋼筋砼構(gòu)造抗凍性應(yīng)為D200～D250〕，溫和地區(qū)為滿足耐久性也應(yīng)有抗凍性要求。4、壩體內(nèi)部砼強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C10〔90天齡期〕。5、溢流面、泄水孔、護(hù)坦、消力墩和鼻坎等部位有抗沖要求的砼強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20,對(duì)抗沖刷要求較高的砼，其抗壓強(qiáng)度應(yīng)不低于C30，嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)滿足D150～D200?！捕炒髩雾欧謪^(qū)結(jié)果根據(jù)砼分區(qū)的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合工程實(shí)際，壩體混凝土分區(qū)示意圖，砼各部位選用的各項(xiàng)指標(biāo)見下表表11分區(qū)結(jié)果區(qū)號(hào)強(qiáng)度指標(biāo)抗?jié)B標(biāo)號(hào)抗凍標(biāo)號(hào)低溫ⅠC15S4D100ⅡC15S6D150ⅢC20S8D50ⅣC20S6D50DWⅤC15S4D50DWⅥC25S2D100圖〔9〕壩體混凝土分區(qū)圖三壩頂構(gòu)造〔一〕擋水壩由前面的計(jì)算可知，壩頂高程為228m，壩頂寬為9m，0.5m厚的防浪墻，采用砼構(gòu)造，在壩體伸縮縫處，防浪墻也做伸縮縫，并設(shè)止水。因壩頂不做主要交通用，故只在兩側(cè)設(shè)1.4m寬的人行道，人行道高出路面20cm，在下游側(cè)設(shè)欄桿和燈柱，用于安全和照明。壩頂路面設(shè)2％的橫向坡度，以利于排水，上游側(cè)設(shè)排水管道通到水庫，排水管出口安裝蓋子?！捕骋缌鲏我缌鲏蔚膲雾斢砷l墩、工作橋、交通橋等組成。工作橋和交通橋應(yīng)盡量結(jié)合使用，工作橋的高度要滿足工作閘門和檢修閘門啟閉的需要。由于平面閘門一般用門架式啟閉機(jī)操作，可將閘門提出橋面。那么工作橋可與非溢流壩頂平齊。工作橋和交通橋宜采用預(yù)制裝配式鋼筋砼構(gòu)造。橋梁下應(yīng)有足夠的空間，以便閘門啟閉。四壩體廊道系統(tǒng)為了滿足灌漿、排水、觀測(cè)、檢查和交通等的要求，需要在壩體內(nèi)設(shè)置各種不同用途的廊道，這些廊道相互連通，構(gòu)成廊道系統(tǒng)。本工程的砼壩屬于較高的壩，沿壩高每隔20m設(shè)置一層。底層廊道應(yīng)盡可能靠近根基，以便兼作帷幕灌漿和排水及檢查之用。〔一〕壩基灌漿廊道帷幕灌漿需要在壩體澆筑到一定高度后進(jìn)展，以便利用砼壓重提高灌漿壓力，保證灌漿質(zhì)量。為此，需在壩踵附近設(shè)置灌漿廊道，以便降低滲透壓力。壩基灌漿廊道斷面采用城門洞形，寬度和高度應(yīng)能滿足灌漿作業(yè)的要求，本工程廊道底寬為2.5m，高3.0m。灌漿廊道距上游壩面的距離可取為0.05～0.1倍作用水頭、且不小于4～5m，這里取5米。廊道底面距基巖面不宜小于1.5倍廊道寬度，以防廊道底板被灌漿壓力掀動(dòng)開裂，。廊道底面上游側(cè)設(shè)排水溝，下游側(cè)設(shè)排水孔及揚(yáng)壓力觀測(cè)孔。灌漿廊道沿地形向兩岸逐漸升高，坡度不宜大于40°～45°，以便進(jìn)展鉆孔，灌漿操作和搬運(yùn)灌漿設(shè)備。〔二〕檢查和壩體排水廊道為了檢查、觀測(cè)和排除壩體滲水，在靠近壩體上游沿高度方向隔20m設(shè)置檢查和排水廊道。其斷面形式采用城門洞形，最小寬度為1.2m，最小高度為2.2m，距上游面距離應(yīng)不小于0.05～0.07倍水頭，且不小于3m，上游側(cè)設(shè)排水溝。各層廊道左右兩岸應(yīng)各有一個(gè)出口，并用垂直井道連通。壩體內(nèi)設(shè)有電梯井，那么各層廊道均應(yīng)與電梯井相通。檢查和壩體排水廊道應(yīng)沿不同高程設(shè)專門的排水設(shè)備。灌漿廊道的高程低于尾水位，設(shè)置集水井用水泵排水，水泵設(shè)備為兩臺(tái)?！踩秤^測(cè)、交通廊道上層縱向廊道一般兼作檢查、觀測(cè)、交通及接縫等用途。本工程壩體有多層廊道，應(yīng)在兩岸將各層相互連通。因?yàn)槔鹊垒^長，沿壩長每隔200m在上、下層廊道之間設(shè)置交通廊道，設(shè)有梯子與豎井相通。第七章重力壩的地基處理天然地基，由于經(jīng)受長期的地質(zhì)作用，一般都有風(fēng)化、節(jié)理、裂隙等缺陷，有時(shí)還有斷層、破碎帶和軟弱夾層，所有這些都需要采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧５鼗幚淼闹饕蝿?wù)是：①防滲，②提高基巖的強(qiáng)度和整體性。一壩基的開挖與清理地基開挖與清理的目的是將天然基巖的覆蓋層、風(fēng)化層及承載能力、抗剪強(qiáng)度不能滿足要求的巖石挖除，使壩體座落在穩(wěn)定、穩(wěn)固的巖基上。開挖的設(shè)計(jì)要求是確定開挖的深度、形式和穩(wěn)定的坡度。1開挖的依據(jù)和要求砼重力壩的根基開挖，應(yīng)根據(jù)壩基應(yīng)力、基巖強(qiáng)度及其完整性，結(jié)合上部構(gòu)造對(duì)根基的要求，由地質(zhì)和設(shè)計(jì)人員共同擬定基巖利用標(biāo)準(zhǔn)，繪出基巖利用等高線，確定開挖深度，并在施工中根據(jù)實(shí)際情況加以修正。同一工程中兩岸較高部位的壩段，其利用基巖的標(biāo)準(zhǔn)可比河床部位適當(dāng)放寬。開挖線參考地質(zhì)剖面圖。2開挖形狀和坡度本次設(shè)計(jì)的壩址，河床右岸坡度較陡，約600左右，為了壩段的橫向穩(wěn)定，在斜坡上按壩體分段開挖成臺(tái)階。順河流方向的基巖面盡可能略向上游傾斜，以增加抗滑穩(wěn)定性；基巖面應(yīng)防止有上下懸殊突變，以免造成壩體內(nèi)應(yīng)力集中，在壩址和壩踵處開挖成齒狀以利于穩(wěn)定。開挖邊坡的擬定：當(dāng)邊坡走向與節(jié)理走向一致時(shí)，邊坡坡度不宜陡于節(jié)理的坡度。永久的、浸水的或開挖深度較大的邊坡應(yīng)比臨時(shí)的、不浸水的或開挖深度小的邊坡平緩一些。設(shè)計(jì)中采用1：1。3基坑清理在澆筑前必須清理碎渣、松動(dòng)巖塊，打掉凸出巖角，并用高壓水槍沖洗干凈，原有的鉆孔、探井、槽洞等也應(yīng)回填、封堵。二壩基灌漿壩基灌漿包括固結(jié)灌漿和帷幕灌漿。1固結(jié)灌漿固結(jié)灌漿的目的是：提高基巖的整體性和強(qiáng)度，降低地基的透水性。其布置范圍主要根據(jù)基巖的工程地質(zhì)條件并結(jié)合壩的高度，參照水泥灌漿試驗(yàn)資料確定。本工程屬于高壩，且地基開挖后的基巖強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，所以固結(jié)灌漿可不作。2帷幕灌漿帷幕灌漿的目的是：降低壩底滲透壓力，防止壩基內(nèi)產(chǎn)生機(jī)械或化學(xué)管涌，減少壩基滲流量。灌漿材料最常用的是水泥漿，有時(shí)也采用化學(xué)灌漿。防滲帷幕的深度根據(jù)基巖的透水性、壩體承受的水頭和透水層的深度確定。當(dāng)?shù)鼗鶅?nèi)的透水層厚度不大時(shí)，帷幕可以穿過透水層并深入到不透水層3～5m。形成理論上的封閉阻水幕。當(dāng)透水層很厚時(shí)，帷幕深度可按設(shè)計(jì)要求確定，常在0.3～0.7倍壩高范圍內(nèi)選擇，形成懸掛式帷幕。帷幕灌漿孔的排數(shù)，根據(jù)工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、作用水頭及灌漿試驗(yàn)資料選定?？拙嘁话銥?.5～4.0m。防滲帷幕應(yīng)布置于靠近上游面壩軸線附近，自河床向兩岸延伸一定距離。鉆孔和灌漿常在壩內(nèi)特設(shè)的廊道內(nèi)進(jìn)展，靠近岸坡處也可在壩頂、岸坡或平洞內(nèi)進(jìn)展。鉆孔方向一般為鉛直，必要時(shí)也可有一定斜度，以便穿過主節(jié)理裂隙，但角度不宜太大，以便施工。帷幕灌漿必須在澆筑一定厚度的壩體砼后施工。所澆注的砼作為蓋重，可提高灌漿壓力，防止灌液外溢。三壩基排水為進(jìn)一步降低壩底面的揚(yáng)壓力，應(yīng)在防滲帷幕后設(shè)置排水孔幕。排水孔幕距防滲帷幕下游面約0.5～1.0倍帷幕孔距，在壩基面上相距不宜小于2米。排水孔幕一般向下游傾斜，與帷幕成10°～15°交角。主排水孔孔距2～3m〔在砼壩體內(nèi)預(yù)埋鋼管〕，孔經(jīng)為15～20cm，高、中壩孔深不宜小于10m，同時(shí)設(shè)輔助排水孔幕2～3排，布置在壩基面縱向排水廊道內(nèi)，孔距約3～5m，孔深約6～12m。四斷層破碎帶、軟弱夾層的處理1斷層破碎帶的處理斷層破碎帶的強(qiáng)度低，壓縮變形大，易于使壩基產(chǎn)生不均勻沉降，引起不利的應(yīng)力分布，還會(huì)使壩至壩體開裂。如果破碎帶與水庫一樣，還會(huì)使壩底的滲透壓力加大，甚至產(chǎn)生機(jī)械或化學(xué)管涌，危及大壩安全。所以必須對(duì)斷層破碎帶進(jìn)展必要的合理的處理。對(duì)走向近于順河流流向的緩傾角斷層破碎帶，埋藏較淺的應(yīng)予挖出；埋藏較深的，除應(yīng)在頂面作混凝土塞外，還要考慮深埋局部對(duì)壩體穩(wěn)定的影響。必要時(shí)可在破碎帶內(nèi)開挖假設(shè)干斜井和平洞，回填混凝土，形成有混凝土塞和水平塞組成的剛性骨架，封閉該范圍內(nèi)的破碎物，以阻止其產(chǎn)生積壓變形和減少地下水產(chǎn)生的有害的作用。在選擇壩址時(shí)，應(yīng)盡量避開走向近于垂直河流流向的緩傾角斷層破碎帶。如不可防止，也可采用上述方法進(jìn)展處理。2軟弱夾層的處理具有軟弱夾層的壩基，由于夾層的抗剪強(qiáng)度很低，遇水易軟化或泥化，通常都須進(jìn)展加固處理，以滿足抗滑穩(wěn)定要求。根據(jù)軟弱夾層的埋深、產(chǎn)狀、厚度、充填物的性質(zhì)，結(jié)合工程的具體情況，為了阻止軟弱夾層滑動(dòng)，一般采用的處理措施有：①對(duì)于淺埋的夾層，多用明挖處理，將軟弱夾層去除，回填混凝土或者在上游壩踵、下游壩趾設(shè)置深齒坎，切斷軟弱夾層直達(dá)完整基巖。當(dāng)夾層埋藏較淺時(shí)，此方法施工方便，工程量小，采用的較多。②對(duì)于埋藏較深、較厚，傾角較緩的軟弱夾層，可在夾層內(nèi)設(shè)置混凝土洞塞。③采用大型鋼筋混凝土抗滑樁。④假設(shè)有兩層以上的軟弱夾層時(shí)，可采用預(yù)應(yīng)力錨索，錨索可在水庫正常運(yùn)行的情況下施工，特別適合于已建工程的施工。本次設(shè)計(jì)的壩址處雖然斷層、裂隙較多，但大局部規(guī)模較小，對(duì)工程影響不大。其中F2、F5、F11、F26、F27、F28斷層對(duì)壩體有一定影響。根據(jù)資料顯示，這些斷層傾斜角較陡，且規(guī)模不大，故采取開挖回填砼的措施解決。砼塞的高度〔開挖深度〕取斷層寬度〔詳見基本資料〕的1～1.5倍，且不宜小于1.0m。如破碎帶延伸至上、下游邊界以外，那么砼塞同樣向外延伸，向外延伸的長度取1.5～2倍砼塞的高度。對(duì)于與水庫連通的破碎帶，必須做好防滲處理，如鉆孔灌漿，砼防滲墻等。