某混凝土面板堆石壩壩體設(shè)計及樞紐布置計算案例樞紐整體布置樞紐布置應(yīng)全面考慮設(shè)計、施工、運行等各方面的因素，既要滿足技術(shù)可行性要求，在經(jīng)濟上也要合理。綜合考慮種種因素，最后確定樞紐布置，在地形地質(zhì)平面圖上繪出大壩的布置位置，具體布置詳見平面布置圖。壩體剖面設(shè)計根據(jù)面板堆石壩的特點，將壩體劃分為粘土鋪蓋層、蓋重層，墊層料區(qū)、過渡區(qū)、主堆石區(qū)和下游面大塊石護坡。工程等級為I等工程，工程規(guī)模為大（1）型，大壩和泄水建筑物均為1級建筑物，以洪水重現(xiàn)期1000年一遇為防洪標(biāo)準(zhǔn)。地震設(shè)防烈度為7度。分別按設(shè)計和校核兩種情況計算壩頂高程，取兩種計算結(jié)果的較大值，同時預(yù)留一定的沉降值，計算公式如下：d按如下計算式： 式中：為風(fēng)浪引起的壩前水位壅高，m；為波浪的爬高，m；為安全加高，m?？砂慈缦碌慕?jīng)驗公式計算： 式中：為綜合摩阻系數(shù)，；為風(fēng)向與壩軸線法線方向的夾角，初擬時取45°；為庫面的波浪吹程，取4km；為計算風(fēng)速，m/s；為壩前水域平均水深。應(yīng)先由工程等級確定設(shè)計波浪爬高值的累積頻率，得到累積頻率爬高。可按以下經(jīng)驗公式計算： 式中：為考慮壩面糙率及滲透性的系數(shù)；為經(jīng)驗系數(shù)；為土壩上游坡度；為平均波高，m；為平均波長，m；為平均波周期，s。由莆田試驗站公式計算其中的波高和平均波周期： 式中：為水域的平均水深，m。平均波長假設(shè)為深水波，可按以下公式計算： 經(jīng)驗算，滿足深水波條件?？筛鶕?jù)大壩等級和運用情況按規(guī)范確定，設(shè)計工況下安全超高；校核工況下安全超高?，F(xiàn)將水庫正常運用和非常運用兩種情況，即設(shè)計洪水位和校核洪水位下的計算結(jié)果列于REF_Ref66714073\h表2.11中。表STYLEREF2\s2.1SEQ表\*ARABIC\s21壩高計算表壩頂高程計算設(shè)計工況校核工況水庫靜水位（m）471.90475.14河底高程（m）260.00260.00水域平均水深Hm（m）211.90215.14計算風(fēng)速V（m/s）1812水庫吹程D（m）40004000綜合摩阻系數(shù)K0.00000360.0000036風(fēng)吹壅高e（m）0.000794340.00034772壩面糙率及滲透性的系數(shù)KΔ0.90.9經(jīng)驗系數(shù)Kw11上游坡度m1.41.4平均波高hm（m）0.51250.3265平均波周期Tm（s）3.17872.5370平均波長Lm（m）15.759910.0390波浪爬高ha（m）1.48670.9470考慮累積頻率的波浪爬高ha1％（m）3.31542.1119安全超高δ（m）1.50.7壩頂超高d（m）4.81622.8122壩頂高程計算（m）476.7162477.9522壩高（m）216.7162217.95220.2％壩高沉降量（m）0.43340.4359考慮沉降后壩頂高程（m）477.1496478.3881根據(jù)計算結(jié)果，初步擬定壩頂高程為478.39m。在壩頂設(shè)立防浪墻時，上述方法確定的壩頂高程實際上為防浪墻頂?shù)母叱?。根?jù)《SL228-2013混凝土面板堆石壩設(shè)計規(guī)范》，防浪墻應(yīng)當(dāng)高出壩頂，取為1.0m，防浪墻高度取5m，故壩頂實際的高程取為477.39m。壩高較高，為217.39m，壩頂寬度按公式計算，故本次壩頂寬度設(shè)計為14.74m。由于筑壩所用材料為硬巖堆石料，上下游壩坡的坡度可采用，在本設(shè)計中，上游壩坡坡度取1:1.4，下游壩坡坡度取1:1.35。為降低壩體浸潤線，避免壩坡土料因為滲透作用而產(chǎn)生變形，對于較高的堆石壩，可以沿壩坡每30～40m的高度設(shè)置一個寬度不小于1.5m的馬道，參考以往工程經(jīng)驗，本次馬道寬度統(tǒng)一設(shè)為2m，壩坡面板不設(shè)馬道，壩坡下游于高程295m、340m、385m、435m處設(shè)置4級馬道。因為壩址地區(qū)存在節(jié)理裂隙發(fā)育現(xiàn)象，所以基巖內(nèi)部要采取防滲措施，以減小滲透坡降。本工程在截水槽底部設(shè)置帷幕灌漿，本工程采用水泥灌漿,當(dāng)相對不透水層較深時，帷幕深度應(yīng)根據(jù)滲流條件等參考工程經(jīng)驗確定，一般取為0.3～0.7倍的壩高，所以本工程的帷幕深度擬取為90m。根據(jù)規(guī)范要求，對于壩高在150m以上的高壩，主次堆石區(qū)的分界面宜傾向下游，故采取坡度為1：0.5；蓋重區(qū)頂寬14m，坡度1：2.0；鋪蓋區(qū)頂寬5m，坡度1：1.8；墊層料區(qū)的寬度應(yīng)大于3.0m，故取墊層區(qū)取寬3.0m；過渡區(qū)寬度不小于墊層寬度，取4m。面板厚度由頂部向底部逐漸變厚，各不同高度的厚度可按照(2-3)式計算: 式中：為面板厚度，m；為面板頂厚，m；為計算斷面至面板頂部的高度距離，m。取面板頂部厚度為0.5m，則計算得出底部厚度為1.2m。趾板的布置方式采用開挖后趾板面等高線適應(yīng)巖面的斜趾板方案，趾板厚度與相鄰的的面板等厚，取1.2m。