峁水河水庫(kù)土石壩設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、建筑之家目錄目錄1第一章 基本資料31.1樞紐概況及工程目的31.2 基本資料31.2.1 水文資料31.2.2氣象條件41.2.3工程地質(zhì)條件51.2.4 當(dāng)?shù)亟ㄖ牧?1.2.5交通條件61.2.6施工條件7第二章 樞紐布置92.1 壩軸線的選擇92.2 壩型的確定92.2.1各種壩型的特點(diǎn)92.2.2壩型的確定112.3樞紐布置12第三章 壩體剖面設(shè)計(jì)143.1 壩頂高程的確定143.2壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)153.2.1壩頂寬度153.2.2 壩坡與戧道163.2.3 壩頂高程163.2.4 壩體排水設(shè)備選擇及尺寸擬定173.3 壩體滲流計(jì)算183.3.3 土料的計(jì)算193.3.3.1 粘性土料

2、的設(shè)計(jì)193.3.3.2 壩殼砂礫料設(shè)計(jì)213.4 滲流計(jì)算223.4.1 計(jì)算方法233.4.2計(jì)算斷面及計(jì)算情況的選擇243.4.3 計(jì)算結(jié)果253.4.4滲透穩(wěn)定演算263.4.5 成果分析與結(jié)論263.5壩坡的穩(wěn)定計(jì)算263.5.1計(jì)算原理263.5.2 計(jì)算工況28第四章 細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)314.1 壩基處理設(shè)計(jì)314.1.1.河床部分314.1.2 壩肩處理314.2 抗震設(shè)計(jì)324.2.1 擬靜力法抗震穩(wěn)定分析324.2.2 計(jì)算工況及方法324.2.3 計(jì)算成果分析324.2.4 三維地震反應(yīng)分析334.2.5抗震設(shè)計(jì)344.3 壩體與壩基、岸坡及其他建筑物的連接364.3.1 壩

3、體的布置364.3.2 泄水方案選擇404.3.2.1 隧洞選擇與布置404.3.2.2 隧洞的體型設(shè)計(jì)404.3.2.3 隧洞水力計(jì)算424.3.2.4 隧洞的細(xì)部構(gòu)造444.3.2.5 放空洞設(shè)計(jì)45第一章 基本資料1.1樞紐概況及工程目的峁水河水庫(kù)位于甘肅省禮縣境內(nèi)的峁水河上，距下游禮縣縣城30km，峁水河是長(zhǎng)江流域嘉陵江水洗西漢水上游的一條支流，控制流域面積167平方公里，峁水河水庫(kù)總?cè)萘渴?532萬(wàn)m3,灌溉面積為4萬(wàn)畝，是一座以灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的中型水庫(kù)。水庫(kù)樞紐工程的主要建筑物有大壩、輸水洞、溢洪道等。根據(jù)工程的規(guī)范及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用，按水利水電工程等級(jí)劃分

4、及洪水標(biāo)準(zhǔn)（sl252-2000）規(guī)定，水庫(kù)屬等中型工程，主要建筑物按3級(jí)設(shè)計(jì)，其他建筑物按4級(jí)設(shè)計(jì)。1.2 基本資料1.2.1 水文資料1、年徑流；峁水河發(fā)源于北秦嶺西部的尖山、土棚、蘆子灘三個(gè)地區(qū)，自西北向東南流，于壩址下游16 km處，流入鹽關(guān)河再匯入西漢水。年徑流由年降雨產(chǎn)生。年徑流在地區(qū)與時(shí)間上的分布與年降雨量基本一致。年徑流在年際間的變化懸殊，經(jīng)分析采用的數(shù)據(jù)1959-1999年的資歷，多年的平均流量為0.591m3/s，cv=0.27,cs= 2 cv 。不同頻率的年徑流量見(jiàn)表1-1。表1-1不同頻率的年徑流量表頻率（%）255075多年平均q（m3/s）0.7010.5820.

5、4700.591w（萬(wàn)m3）2239.061834.601482.191863.782、洪水；本流域洪水均由暴雨形成，暴雨歷史短，均不足一天，實(shí)測(cè)到得最大日降水量141.7mm（1966年7月21日）。暴雨以6-9月為最多，遲至十月份，早期在四月份也有出現(xiàn)。洪水過(guò)程與暴雨歷時(shí)相應(yīng)，洪水大小決定暴雨強(qiáng)度。由于上有河道及支溝較陡，故洪水多陡漲陡落，總歷時(shí)約為一天，漲水歷時(shí)僅2-3小時(shí)，大都呈單洪峰型，但如遇連續(xù)暴雨則呈多洪峰型，（如1966年7月末的洪水）；另外，本流域?yàn)殡p干型，當(dāng)暴雨走向先支后干，自南而北，則干支流匯流時(shí)間略有錯(cuò)峰，亦會(huì)表現(xiàn)為上峰型式。由頻率分析法求得計(jì)算成果見(jiàn)表1-2 。表1-

6、2 洪水計(jì)算成果表項(xiàng)目洪峰流量（m3/s）洪量（萬(wàn)m3）12h特征值均值115116cv1.221.35cs / cv2.5頻率%0.1113022.430.299220.75168515.74255913.78539611.233、泥沙；峁水河泥沙來(lái)源在地區(qū)上分布和洪水在地區(qū)上分布時(shí)一致的。本地區(qū)泥沙在年內(nèi)分配比年徑流更集中。汛期輸沙量占年輸沙量的95%以下，而汛期沙量又集中在幾次大洪水。年際之間沙量變化懸殊。由統(tǒng)計(jì)分析得知，峁水河壩址以上多年平均輸沙量為37.34萬(wàn)m3，多年平均含沙量為20.0kg/m3。1.2.2氣象條件全流域地處甘肅省東南部，冬季為蒙古高壓氣流控制，夏季受太平洋、阿留

7、申、孟加拉灣低壓氣流的影響，冷氣流的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，尤其是西南部暖濕水氣沿嘉陵江河谷北上，均降雨量為455mm。流域多年的平均氣溫為9o c，日溫度變化大。離壩址較近的紅河雨量站實(shí)測(cè)最高氣溫34 o c（61年8 月8日），最低氣溫-24.5 o c（72年2月9日），多年平均無(wú)霜期162天，河道一般為12月初封凍，次年3月上旬解凍，凍厚20cm。多年平均最大風(fēng)速15m/s，水庫(kù)風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度為3km。1.2.3工程地質(zhì)條件1、區(qū)域地質(zhì)概況峁水河河谷開(kāi)闊，河道兩側(cè)為剝蝕型黃土低山區(qū)，兩岸發(fā)育-級(jí)階地。級(jí)階地緊貼河床不太發(fā)育；級(jí)階地為現(xiàn)代主要耕作川區(qū)；級(jí)階地在壩址區(qū)僅見(jiàn)左岸有殘缺不全的分布，并有明顯的二元結(jié)

8、構(gòu)表層位黃土狀重粉質(zhì)壤土，下位1-2m厚的沙礫石層，基下為第三系紅色沙礫巖。本區(qū)內(nèi)所見(jiàn)最古老的底層為上泥盆統(tǒng)大草灘群淺海相之碎屑巖，另外還分布有下第三系紅層、第四系堆積物。2、地址構(gòu)造與地震工程區(qū)在大地構(gòu)造單元上屬北秦嶺地槽之山錢(qián)拗陷帶。本地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，全區(qū)地震頻繁，特別是鹽關(guān)、禮縣一帶的地震對(duì)峁水河水庫(kù)的影響大。根據(jù)甘肅省地震烈度圖（50年超越概率10%），本區(qū)基本烈度為9度。3、庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件庫(kù)區(qū)兩岸基巖為下第三系紅色砂礫巖、粘土巖及上泥盆統(tǒng)黃色紫色泥質(zhì)頁(yè)巖夾石英砂巖、黑色炭質(zhì)頁(yè)巖夾石英砂巖。庫(kù)內(nèi)無(wú)區(qū)域性的通向鄰谷的深大斷層。一般小的斷裂均在庫(kù)內(nèi)發(fā)生和尖滅，影響不大。庫(kù)區(qū)及支溝內(nèi)均有

9、不透水的第三系紅色粘土巖，砂礫巖出露，此種巖石膠結(jié)致密，不會(huì)漏水，經(jīng)過(guò)對(duì)庫(kù)區(qū)內(nèi)斷層的勘探分析，水庫(kù)向外流域及下游漏水的可能性很小。4、壩址區(qū)工程地質(zhì)條件1) 地形地貌：水庫(kù)庫(kù)區(qū)河谷教開(kāi)闊，寬度一般為500-600m，庫(kù)區(qū)兩岸山坡平緩。2) 覆蓋層：河床3-11m為沖洪積砂礫石層。3) 底層巖性：大壩左端與毛蘆山接肩，毛蘆山整體巖石較完整，基本抗水，作為壩肩是穩(wěn)定可靠的，亦無(wú)繞壩滲漏之患。大壩右壩肩為厚達(dá)29m的黑色淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土，結(jié)構(gòu)致密，土質(zhì)較硬，垂直滲透系數(shù)2.4×10-5cm/s，不會(huì)產(chǎn)生繞壩滲漏現(xiàn)象。 1.2.4 當(dāng)?shù)亟ㄖ牧袭?dāng)?shù)亟ㄖ牧现饕獮閴误w填筑土料，混凝土粗、細(xì)骨料

10、、塊石料等。1、 土料：大壩所需土料取自水庫(kù)下游約3km右岸山坡和山頂上，為黃土狀中粉質(zhì)重粉質(zhì)土壤，粉粒含量69%左右，易溶鹽含量0.041%，有機(jī)質(zhì)含量0.97%，屬低中壓縮性壤土，層厚5-10m左右，開(kāi)采儲(chǔ)量10-15萬(wàn)m3，可滿足工程需要。2、 砂、礫石料：砂料分布在庫(kù)下游4km石嘴河床中，該處河道開(kāi)闊，沙礫石層最厚達(dá)11m，潛水埋深1.1-1.5m，沙礫石中礫石約60%左右，砂占30%，砂料平均粒徑0.6-0.64，細(xì)度模數(shù)為3.2-3.36，儲(chǔ)量滿足工程需求。3、 塊石料：塊石料場(chǎng)位于水庫(kù)上游25km的白草溝中，主要為上泥盆統(tǒng)厚層石英砂巖，質(zhì)地堅(jiān)硬，表面微分化，其質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)及儲(chǔ)量均

11、滿足工程要求。4、 壤土試驗(yàn)有關(guān)指標(biāo)：干重度16.5kn/m3，濕重度18.5 kn/m3，浮重度10.6 kn/m3，飽和重度20.6 kn/m3，粘結(jié)力19kpa，內(nèi)摩擦角18o，滲透系數(shù)2.410-5cm/s；5、 可供作堆石排水體的石料有關(guān)指標(biāo)：干重度19.50kn/m3，飽和重度22.30kn/m3，浮重度12.30 kn/m3，濕重度20.30 kn/m3，內(nèi)摩擦角31o，滲透系數(shù)1.2×10-2cm/s；6、 河槽底部沙礫石的有關(guān)指標(biāo)：干重度10.20kn/m3，飽和重度22.30kn/m3，浮重度12.30 kn/m3，濕重度20.30 kn/m3，內(nèi)摩擦角30o，粘

12、結(jié)力為0，滲透系數(shù)1.7×10-3cm/s；1.2.5交通條件 峁水河水庫(kù)距禮縣縣城30km。自庫(kù)區(qū)有公路通往鹽關(guān)、禮縣、楊家寺、天水等地，施工交通尚屬便利，壩頂無(wú)交通要求。1.2.6施工條件 大壩右岸及壩下游地形較平坦、開(kāi)闊，便于布置施工場(chǎng)地，本庫(kù)區(qū)已有10kv變壓器一臺(tái)，只需架設(shè)0.5km輸電線路至壩面，并增設(shè)250kva變壓器一臺(tái)即可。表1 -3水庫(kù)規(guī)劃及建筑物特性指表項(xiàng)目單位數(shù)量備注水位校核洪水位m229.70p=0.1%設(shè)計(jì)洪水位m228.87p=1%正常蓄水位m228.90汛期限制水位m228.30死水位m226.25 庫(kù)容總庫(kù)容萬(wàn)m31532.00調(diào)洪庫(kù)容萬(wàn)m3267.

13、91興利庫(kù)容萬(wàn)m3396.86死庫(kù)容萬(wàn)m3952.00主壩壩型土石壩壩頂高程m231.89最大壩高m31.89溢洪道孔數(shù)孔5堰頂高程m225.70閘孔尺寸（寬×高）m×m5×5.3單寬流量m3/(sm)16.8消能方式挑流設(shè)計(jì)泄洪流量m3/s293.74校核泄洪流量m3/s419.22輸水洞型式圓形壓力洞進(jìn)口底部高程m216.0洞徑m4.0洞長(zhǎng)m100.0閘孔孔數(shù)（進(jìn)口）孔1閘孔孔數(shù)（出口）孔2最大輸水量m3/s116 第二章 樞紐布置壩型選擇根據(jù)壩址特點(diǎn)，各種壩型特點(diǎn)，比較各種壩型是否適合壩址特點(diǎn)確定。樞紐布置按照便于施工，利用地形的原則，合理布置。包含水利樞紐

14、建筑物的確定，各建筑物適合不同地形確定樞紐布置。2.1 壩軸線的選擇經(jīng)過(guò)比較選擇地形圖所示河彎地段作為壩址，并選擇ii、iiii兩條較有利的壩軸線，兩軸線河寬基本相近，從而大壩工程量基本相近，從地質(zhì)剖面圖上可以看出：ii剖面，跨度較小上游市開(kāi)闊的河道便以蓄水，所以將壩軸線選擇ii處。圖2-1 -壩址縱剖面圖2.2 壩型的確定2.2.1各種壩型的特點(diǎn)考慮比較四種比較常用的壩型：混凝土拱壩壩型；混凝土重力壩壩型；土壩壩型；支墩壩；土石壩。其中土石壩又分為土石心墻壩，土石斜墻壩，心墻堆石壩，混凝土面板堆石壩。1、混凝土拱壩壩型：拱壩依靠?jī)砂稁r體承擔(dān)拱推力，抗滑穩(wěn)定由兩岸巖體決定，拱內(nèi)應(yīng)力分布均勻，有

15、利于材料強(qiáng)度的發(fā)揮。節(jié)約材料，壩身可以開(kāi)孔過(guò)流，不需要另外設(shè)置泄洪建筑物，壩身輕，抗震性能好 。但是導(dǎo)流不方便，并且要求壩址河岸巖體要好，要是v型河谷。所以對(duì)壩址要求比較高，對(duì)防滲，溫度要求比較高。根據(jù)壩址地質(zhì)情況，不適合布置拱壩。2、混凝土重力壩壩型：混凝土重力壩依靠大壩自身與巖基之間的摩擦力來(lái)平衡水壓力從而維持穩(wěn)定。所以重力壩要求建在巖基上，所以要求有壩址有堅(jiān)硬的基巖?；炷林亓我蠓罎B要好，重力壩適應(yīng)性廣，并且安全可靠，對(duì)地形地質(zhì)調(diào)教適應(yīng)性強(qiáng)，可以使用大體積混凝土機(jī)械施工，施工工藝簡(jiǎn)單。穩(wěn)定和應(yīng)力計(jì)算簡(jiǎn)單，在基巖上適于建混凝土重力壩。根據(jù)地形地質(zhì)情況，可以考慮建混凝土重力壩。3、土壩壩

16、型：土壩利用土質(zhì)當(dāng)水，防滲比較差。土壩不能過(guò)水，需要另外設(shè)置壩外泄水建筑物。土壩對(duì)壩基要求不高，但是壩址區(qū)要有大量的土，要有建筑防滲心墻的土料。根據(jù)壩址情況，沒(méi)有土料，有大量的石料，不適合建筑土壩。4、支墩壩 支墩壩由一系列支敦和擋水面板所組成，支墩沿壩軸線排列，前面設(shè)擋水面板。支墩壩也是依靠重力維持穩(wěn)定的擋水建筑物，自重較輕，壩體工程量小。由于支墩壩的應(yīng)力較高，對(duì)地基的要求比重力壩還高，特別是連拱壩，因其整體結(jié)構(gòu)，對(duì)地基的要求就更加嚴(yán)格，因此不能選用。大頭壩和寬縫重力壩接近，也不宜采用。平板壩由于鋼筋用量大，且面板容易產(chǎn)生裂縫。也不適合修建該壩。5、 土石壩壩型：土石壩要求土料與石料以一定的

17、比例筑壩。也要求當(dāng)?shù)貕沃酚凶銐虻耐亮吓c石料，防滲材料。土石壩可以利用機(jī)械化快速施工，土石壩也不能在壩身過(guò)水，需要設(shè)置壩外泄水建筑物。在地形給予符合的情況下，可以考慮修建土石壩。根據(jù)壩址情況，有少量的沙土，或壤土，河谷不是很寬，可以考慮修建土石壩。土石壩可以分為土石心墻壩，土石斜墻壩，心墻堆石壩，混凝土面板堆石壩。心墻土石壩，土石斜墻壩和心墻堆石壩需要有建筑心墻的土料，利用心墻防滲，防滲性能不是很好?；炷撩姘宥咽瘔危梢猿浞掷卯?dāng)?shù)刎S富的石料，混凝土面板防滲比較好，混凝土面板堆石壩是近年來(lái)迅速崛起的一種壩型，可以使用機(jī)械化快速施工，造價(jià)低，一般壩身不能泄水，堆石壩要求當(dāng)?shù)赜胸S富的石料。壩址區(qū)有

18、豐富的石料，是建造堆石壩的有利條件，河谷不是很寬，是適合修建堆石壩的有利地形。由上面的方案選擇可知，在該地區(qū)最好采用的壩型就是堆石壩型。主要有幾個(gè)方面的原因：1、采用當(dāng)?shù)氐牟牧现?，還可以充分利用樞紐中其他建筑物開(kāi)挖的土料。2、某工程壩址石料材料豐富，土料相對(duì)較少，適合建堆石壩，堆石壩的斷面較小，即使在當(dāng)?shù)赜型亮系那闆r堆石壩也是可以考慮的壩型。3、從施工機(jī)械來(lái)看，大型堆石壩施工機(jī)械為加快施工、降低造價(jià)提供了保證條件。特別是重型振動(dòng)碾的使用，可把堆石壩體碾壓的密實(shí)，沉降量很小，有利于壩的穩(wěn)定。4、堆石壩對(duì)地基的要求比混凝土壩為低，可以建在地質(zhì)條件略差的壩址上。而某覆蓋層比較少，下面是石英砂巖，適

19、合建堆石壩。5、某工程所在地，交通比較方便，有公路通往縣城，建造堆石壩可以減少外來(lái)材料的運(yùn)輸，并且可以充分利用當(dāng)?shù)厥?，比較有利。6、建造堆石壩施工導(dǎo)流問(wèn)題較土石壩容易解決，可部分利用未建完的堆石體壩頂在汛期溢流，從而可減小導(dǎo)流隧洞的尺寸，減少投資，但這種情況需注意對(duì)壩頂、下游壩坡和下游壩基加以保護(hù)。7、堆石壩設(shè)計(jì)理論和施工經(jīng)驗(yàn)的積累和發(fā)展，為修建即安全，又經(jīng)濟(jì)的堆石壩提供了另一保證條件。8、堆石壩施工比均質(zhì)土壩可少受雨天的影響，比混凝土壩可減少受溫度變化的影響。2.2.2壩型的確定堆石壩幾種防滲分區(qū)壩型比較：1、鋼筋混凝土斜墻壩：對(duì)于施工有利，但由于厚覆蓋層，勢(shì)必引起壩體的不均勻沉陷， 從而

20、引起混凝土的開(kāi)裂，為防止其發(fā)生，對(duì)于工程質(zhì)量的要求就很高，很難達(dá)到；且需要的鋼筋混凝土又較心墻壩多，故放棄鋼筋混凝土斜墻壩?；炷列眽蔚睦碛深?lèi)似。2、鋼筋混凝土心墻壩：鋼筋混凝土心墻壩雖比混凝土重力壩節(jié)省砼量，又能有效利用當(dāng)?shù)氐耐潦?，但?dāng)?shù)靥幱谄h(yuǎn)山區(qū)，混凝土的生產(chǎn)、運(yùn)輸費(fèi)用高，筑心墻壩工期受心墻澆筑的影響。不宜采用。3、瀝青混凝土心墻壩：瀝青混凝土有較好的塑性和柔性，當(dāng)產(chǎn)生裂縫時(shí)，尚有自行愈合的性能；施工簡(jiǎn)單、造價(jià)低；心墻受氣候條件、日照影響少，長(zhǎng)期老化問(wèn)題也較少，施工可以與兩側(cè)填石同時(shí)進(jìn)行。但是，瀝青混凝土防滲墻與其它混凝土建筑物的連接十分重要，往往會(huì)出現(xiàn)裂縫和漏水，以至影響大壩安全。

21、4、混凝土面板防滲的面板壩：防滲面板壩依靠壩體上游面防滲以蓄水，抗滑穩(wěn)定性高；壩面坡度可比其它壩型陡些，減少壩體體積；面板兼有上游面護(hù)坡的作用；堆石體施工不受防滲結(jié)構(gòu)施工的影響；防滲面板設(shè)在壩體表面，維護(hù)、檢修比土防滲墻容易。當(dāng)然，由于壩體不均勻沉降會(huì)直接影響到防滲面板，使其發(fā)生裂縫，降低防滲功能，有損大壩安全；但是可以對(duì)防滲面板進(jìn)行分縫，就可以降低面板的集中應(yīng)力。即使沉降使得面板產(chǎn)生裂縫，可以在壩體內(nèi)設(shè)置排水，下游可以設(shè)置排水棱體。所選的壩軸線處河床沖積層較深，兩岸風(fēng)化巖石透水性大，基巖的強(qiáng)度較底，且不完整。從地質(zhì)條件看不宜建拱壩。支墩壩本身的應(yīng)力較高，對(duì)地基的要求也很高，在這種地質(zhì)條件下修

22、建支墩壩也是不可能的。較高的混凝土重力壩也要求修建在巖石基礎(chǔ)上，因此也是不可行的。而土石壩適應(yīng)地基變形能力較強(qiáng)，對(duì)地基的要求較低。從當(dāng)?shù)氐牟牧蟻?lái)看材料比較豐富，土石壩又有就地取材特點(diǎn)。通過(guò)各種不同的壩型進(jìn)行定性的分析比較，綜合考慮地形條件、地質(zhì)條件、建筑材料、施工條件、綜合效益等因素，最終選擇土石壩的方案。2.3樞紐布置1、擋水建筑物土壩擋水建筑物按直線布置，壩布置在河彎地段上。2、泄水建筑物泄洪隧洞泄洪采用隧洞方案，為縮短長(zhǎng)度、減小工程量，泄洪隧洞布置在凸岸，這樣對(duì)流態(tài)也較為有利，考慮到引水發(fā)電隧洞也布置在凸岸，泄洪隧洞布置以遠(yuǎn)離壩腳和廠房為宜。為減少泄洪時(shí)影響發(fā)電，進(jìn)出口相距80100m以

23、上。3、水電站建筑物引水隧洞、電站廠房布置于凸岸，在泄洪隧洞與大壩之間，由于風(fēng)化巖層較深，開(kāi)關(guān)站布置在廠房旁邊。第三章 壩體剖面設(shè)計(jì)3.1 壩頂高程的確定壩頂高程分別按設(shè)計(jì)工況、校核工況及正常加地震情況下的三種方案來(lái)計(jì)算大壩的高程，最后計(jì)算出數(shù)據(jù)取最大值，同時(shí)并保留一定的沉降值.壩頂高程在水庫(kù)正常運(yùn)用和非常運(yùn)用期間的靜水位以上應(yīng)該有足夠的超高，以保證水庫(kù)不漫頂，其超高值按下式而定： （3-1）式中：波浪沿著壩坡的爬高（m），壩前庫(kù)水因風(fēng)浪引起的壅高，安全加高（m），根據(jù)壩的等級(jí)及運(yùn)用情況按下表3-1選用表3-1 土壩壩頂?shù)陌踩咧颠\(yùn)用情況壩的級(jí)別、正常1.51.00.70.5非常0.70.5

24、0.40.3（cm） (3-2)式中：為風(fēng)速（m/s）、為庫(kù)面吹程（km），=15 km、風(fēng)向與壩軸線方向所成的夾角，=25°、為壩前的水深（m）。波浪的爬高可按下述公式計(jì)算： （3-3）式中： 為波高、為壩坡的粗糙系數(shù)，塊石取=0.750.8，混凝土板取=0.91.0，為上游的壩面坡角，=arctan(1/2.5)=21.8º。 （3-4）當(dāng)計(jì)算為設(shè)計(jì)工況時(shí)，風(fēng)速取多年平均最大風(fēng)速的1.5倍；當(dāng)計(jì)算為校核工況時(shí)，風(fēng)速取多年平均最大風(fēng)速。結(jié)果取兩者之大者，并預(yù)留一定的沉降值.結(jié)果見(jiàn)下表3-2，設(shè)計(jì)竣工時(shí)壩頂高程為232m.表3-2坡頂高程計(jì)算成果表計(jì)算情況計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)情況校

25、核情況上游靜水位（m）228.90229.70河地變程（m）201壩前水深h(m)29.7030.90吹程d(km)12風(fēng)向與壩軸線的夾角（）25o風(fēng)浪引起壩前 高e(m)0.00630.0062風(fēng)速v(m/s)1515波高2h(m)1.1221.122護(hù)坡粗糙系數(shù)0.78上游壩面坡角21.8º波浪沿壩坡爬高（m）1.1201.120安全超高a （m）1.00.5壩頂高程（m）22887229.70壩頂高程加0.4%沉陷(m)231.892323.2壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大壩剖面輪廓尺寸包括壩頂高程，壩頂寬度、上下游壩坡、防滲體等排水設(shè)備。3.2.1壩頂寬度壩頂寬度主要取決于交通需要、構(gòu)造要求

26、和施工條件，同時(shí)還要考慮防汛搶險(xiǎn)、防空、防震等特殊需要。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)資料，壩高h(yuǎn)在30100m 的范圍內(nèi)時(shí)，壩頂?shù)膶挾茸钚∪/10，并不小于5m 。最終本設(shè)計(jì)的壩頂寬度取為6m 。3.2.2 壩坡與戧道土石壩的壩面坡度取決于壩高、筑壩材料性質(zhì)、運(yùn)用情況、地基條件、施工方法及壩型等因素。一般是參考以建成類(lèi)似工程的經(jīng)驗(yàn)擬定壩坡，再通過(guò)計(jì)算分析，逐步修改確定。在滿足穩(wěn)定要求的前提下，應(yīng)盡可能使壩坡陡些，以減小壩體工程量。壩坡根據(jù)規(guī)范規(guī)定與實(shí)際結(jié)合，壩高約32m，故采用三級(jí)變坡。 上游壩坡：1:3.0; 1:3.25; 1:3.5。 下游壩坡：1:2.5; 1:2.75; 1:3.0。 馬

27、道：第一級(jí)馬道高程為211m，第二級(jí)馬道高程為222m。在壩坡改變處，尤其在下游坡，通常設(shè)置1.52寬的馬道（戧道）以使匯集壩面的雨水，防止沖刷壩坡，并同時(shí)兼作交通、觀測(cè)、檢修之用，考慮這些因素其寬度取為2.03.2.3 壩頂高程壩頂高程等于水庫(kù)靜水位與超高之和，并分別按以下運(yùn)用情況計(jì)算，取其最大值。設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用情況的壩頂超高，校核洪水位加非常運(yùn)用情況的壩頂超高。 （3-5）（3-6）（3-7）式中：與糙率有關(guān)的系數(shù)，采用砌石護(hù)面，=0.75，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)、折減系數(shù)、計(jì)算坡度系數(shù)。代入數(shù)據(jù)，兩種計(jì)算成果列表3-3。表3-3 壩頂高程計(jì)算表運(yùn)用情況靜水位(m)r(m)e(m)a(m)h(m)

28、防浪墻頂高程(m)壩頂高程(m)設(shè)計(jì)情況228.871.8530.0130.72.566231.44231.36232校核情況229.701.1640.0050.41.569231.27驗(yàn)算：壩頂高程3.2.4 壩體排水設(shè)備選擇及尺寸擬定常用的壩體排水有以下幾種型式：貼坡排水、棱體排水、褥墊式排水。貼坡排水不能降低浸潤(rùn)線。多用于潤(rùn)浸線很低和下游無(wú)水的情況。棱體排水可降低浸潤(rùn)線，防止壩坡凍脹和滲透變形，保護(hù)下游壩腳不受尾水淘刷，且有支撐壩體增加穩(wěn)定的作用，是效果較好的一種排水型式。褥墊排水，對(duì)不均勻沉陷的適應(yīng)性差，不易檢修。本土壩壩體排水設(shè)備可選用棱體排水，尺寸為頂寬2m，內(nèi)坡1:1.5; 外坡

29、1:2.0；頂部高程須高出下游最高水位1.02.0 m。在排水設(shè)備與壩體和土基接合處，設(shè)反濾層。做出壩體最大剖面如圖3-1所示： 圖3-1 壩體最大剖面圖（單位：m）3.3 壩體滲流計(jì)算3.3.1壩體的防滲壩體防滲的結(jié)構(gòu)和尺寸必須滿足減小滲透流量、降低浸潤(rùn)線控制滲透坡降的要求，同時(shí)還要滿足構(gòu)造、施工、防裂、穩(wěn)定等方面的要求.該壩體采用粘土斜心墻，其底部最小厚度由粘土的允許坡降而頂，本設(shè)計(jì)允許滲透坡降j=5，上游校核洪水時(shí)承受的最大水頭為29.7，墻的厚度b29.89/5=5.978.參考以往工程的經(jīng)驗(yàn)，斜心墻的頂部寬度取為5（滿足大于3機(jī)械化施工要求），粘土斜心墻的上游壩坡的坡度為1:0.41

30、:1.0之間，根據(jù)第十一屆國(guó)際大壩會(huì)議上瑞典和南斯拉夫等論文介紹，斜心墻的上游坡度為1:0.41:0.6之間較好，最后本設(shè)計(jì)取為1:0.6，下游坡度取為1:0.2,底寬取10.76,大于5.987.粘土斜心墻的頂部高程以設(shè)計(jì)水位加一定的超高（超高0.6m）并高于校核洪水位為原則，最終取其墻頂高程為230.1，墻頂?shù)纳喜款A(yù)留有1.9m的保護(hù)層，并將粘土斜心墻稍斜向上游.3.3.2壩基防滲體河床中部采用瀝青混凝土防滲墻，兩岸坡同樣用混凝土防滲墻，厚度取0.8(由強(qiáng)度和防滲條件定)，防滲墻伸入心墻的長(zhǎng)度由接觸面允許滲透坡降而定.上下游最大水頭差為29.7m （正常水位時(shí)），取 j =5.0，則l=2

31、9.7/5=5.94m,設(shè)計(jì)伸入3.5m.這樣接觸面長(zhǎng)度為2×3.5+0.8=7.8防滲墻位置在心墻底面中心中部偏上，岸坡混凝土防滲墻底厚沿岸坡，逐漸變化，大壩的剖面圖如下圖3-2所示：圖3-2大壩剖面圖3.3.3 土料的計(jì)算筑壩材料的設(shè)計(jì)與土壩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工方法及工程造價(jià)有關(guān)，一般力求壩體內(nèi)的材料分區(qū)簡(jiǎn)單，就地就近取材，因材設(shè)計(jì)。土料設(shè)計(jì)的主要目的是確定粘土的填筑干容重、含水量，礫質(zhì)土的礫石含量、干容重、含水量，砂礫料的相對(duì)密度和干容重等指標(biāo)，同時(shí)要使材料具有較高的強(qiáng)度，以減小壩體斷面尺寸，防滲體較小的滲透性，以保證滲透穩(wěn)定。3.3.3.1 粘性土料的設(shè)計(jì)1、計(jì)算公式：粘壤土用南

32、京水利科學(xué)研究所標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀做擊實(shí)試驗(yàn)求最大干容重、最優(yōu)含水量（一般采用25擊，其擊實(shí)功能為86.3t·m/m3）。由于最優(yōu)含水量隨壓實(shí)功能的大小而變，故在土料的設(shè)計(jì)中常根據(jù)土料的實(shí)際施工機(jī)具的壓實(shí)功能，選擇相應(yīng)的最優(yōu)含水量作為填筑土料的含水量。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的筑壩經(jīng)驗(yàn)，常將粘土的填筑含水量控制在最優(yōu)含水量的附近，其上下偏離最優(yōu)含水量不超過(guò)（2%3%）。根據(jù)以上的擊實(shí)次數(shù)和擊實(shí)功能，得出的多組平均最大干容重和平均最優(yōu)含水量.設(shè)計(jì)干容重為： （3-8）式中：設(shè)計(jì)干容重（/3），在相應(yīng)擊實(shí)功能下的平均最大干容重。施工條件系數(shù)（或稱(chēng)壓實(shí)系數(shù)），對(duì)于一二級(jí)高壩，的值采用0.960.99之間，三四級(jí)

33、壩或低壩可采用0.930.96，本設(shè)計(jì)取=0.96；粘性土的填筑含水量為： （3-9）式中：土的塑限、土的塑性指數(shù)、稠度系數(shù)，對(duì)高壩可取-0.10.1之間，低壩可取0.10.2之間，本設(shè)計(jì)取=-0.7。 設(shè)計(jì)最優(yōu)含水量為 （3-10）用下述公式計(jì)算最大干容重作為校核參考：= （3-11）式中：土粒的比重，壓實(shí)土的含氣量，粘土可取0.05，砂質(zhì)粘土取0.04，壤土可取0.03，本設(shè)計(jì)取為0.05。運(yùn)用下式作校核： 1.021.12 （3-11） 式中：土料場(chǎng)的自然干容重。對(duì)一二級(jí)壩，還應(yīng)該進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)，以便復(fù)核，并據(jù)以選定施工碾壓參數(shù)。2、設(shè)計(jì)成果如表3-4所示：表3-4粘性土料設(shè)計(jì)成果表類(lèi)

34、 型比 重s2.6762.672.652.742.7最 優(yōu) 含 水 量22.0721.0722.3023.816.9設(shè) 計(jì) 干 容 重1.5361.5841.49761.47841.648塑限含水量wp23.1422.2025.026.320.0填筑含水量w21.7820.6823.2924.6619.02自然含水量%24.824.225.626.315.90塑 性 指 數(shù)19.4621.7024.5723.5014.0孔隙此e0.7420.6860.76950.8530.5625濕密度1.871.9121.8461.8431.85浮密度0.9620.9910.93250.9391.06內(nèi)摩擦

35、角17º40´18º30´16º10´16º30´18º粘聚力0.240.230.250.380.19滲透系數(shù)k（）4.3194.81.93.96243、土料的選用各類(lèi)沙礫的物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、和化學(xué)性質(zhì)也存在一定的差異，土料的采用以“近而好”為原則.iii#下類(lèi)的滲透系數(shù)偏大（/s）不予采用，因?yàn)楦鶕?jù)筑壩材料的填筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，滲透系數(shù)一般對(duì)均質(zhì)壩不大于110-43/s,對(duì)心墻或斜墻不大于110-53/s其余幾個(gè)料場(chǎng)力學(xué)性質(zhì)相差不是太大，基本上能滿足筑壩要求。i#下類(lèi)的塑性指數(shù)小于20，從壓的角度宜采用i#

36、下料場(chǎng)的粘土料，所以可將i#下料場(chǎng)作為主料場(chǎng)，其余幾個(gè)料場(chǎng)作為輔助類(lèi)型。3.3.3.2 壩殼砂礫料設(shè)計(jì)1、.計(jì)算公式.壩殼砂礫料設(shè)計(jì)指標(biāo)以相對(duì)密實(shí)度表示如下式3-12所示：，或 （3-12）式中：為最大孔隙比，；為最小孔隙比，；為填筑的沙、沙卵石、或地基原狀沙、沙卵石的孔隙比，；為沙粒比重；、為最大和最小干容重，由試驗(yàn)求得：為填筑的砂、砂卵石或地基原狀砂、砂卵石的干容重。非粘性土料填筑一般要達(dá)到密實(shí)狀態(tài)，對(duì)于砂土要求不小于0.70；對(duì)于砂礫石，則依壩的級(jí)別而定，i、級(jí)壩不小于0.75，、級(jí)壩不小于0.70。在地震區(qū)要求更高。一般沙礫料的干容重kn/m3。2、設(shè)計(jì)成果如表3-5所示：表3-5砂礫

37、料設(shè)計(jì)成果表不均勻系數(shù)大于5mm礫石含量%比重s設(shè)計(jì)干容重ra設(shè)計(jì)孔隙比e保持含水量%濕容重ru浮容重 r內(nèi)摩檫角粘聚力滲透系數(shù)10-3cm/s43450.751.96590.473851.961.1930º30´0245482.751.86590.473851.961.1930º10´0245462.751.96590.473851.961.1931º20´0234422.731.95240.473851.951.17431º40´023、砂礫料的選用。除類(lèi)的不均勻系數(shù)不滿足要求外，其余幾個(gè)類(lèi)型，滲透系數(shù)、礫石含

38、量、不均勻系數(shù)能滿足要求，故而都可作為筑壩的砂礫料。施工時(shí)可考慮上游料填在壩的上游測(cè)，下游砂礫料填在下游測(cè)，這樣有利于施工，減小相對(duì)干擾。從顆粒級(jí)配曲線可以看出、類(lèi)級(jí)配較好，物理力學(xué)指標(biāo)也較高，應(yīng)優(yōu)先采用。3.4 滲流計(jì)算土石壩的滲流計(jì)算主要確定壩體的浸潤(rùn)線的位置，為壩體的穩(wěn)定分析和布置觀測(cè)設(shè)備提供依據(jù)；同時(shí)確定壩體與壩基的滲透流量，以估算水庫(kù)的滲漏損失，而且還要確定壩體和壩基滲流區(qū)的滲透坡降，檢查產(chǎn)生滲透變形的可能性，以便取適合的控制措施。3.4.1 計(jì)算方法選擇水力學(xué)解土壩滲流問(wèn)題。根據(jù)壩內(nèi)各部分滲流狀況的特點(diǎn)，將壩體分為若干段，應(yīng)用達(dá)西定理近視解土壩滲流問(wèn)題，計(jì)算假定任一鉛直過(guò)水?dāng)嗝鎯?nèi)各

39、點(diǎn)滲透坡降均相等。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖3-3所示：圖3-3滲流示意圖與滲流簡(jiǎn)圖通過(guò)防滲體流量： （3-13）通過(guò)防滲體后滲流量： （3-14）式3-13、3-14中：防滲體滲透系數(shù)，上游水深、逸出水深、防滲體有效厚度、防滲體等效和傾角、混凝土防滲墻滲透系數(shù)，m/s、下游水深，沖積層厚度，取最大值32m、防滲墻厚度、防滲體后滲透系數(shù)，m/s、沖積層滲透系數(shù)；2×10-4m/s。假設(shè)：1、不考慮防滲體上游側(cè)壩殼損耗水頭的作用；2、由于沙礫料滲透系數(shù)較大，防滲體又損耗了大部分水頭，逸出水與下游水位相差不是很大，認(rèn)為不會(huì)影響逸出高度；3、對(duì)于岸坡斷面，下游水位在壩底以下，水流從上往下流時(shí)由于橫向落

40、差，此時(shí)實(shí)際上不是平面滲流，但計(jì)算仍按平面滲流計(jì)算，近視認(rèn)為下游水位為零。由于河床沖積層的作用，岸坡實(shí)際不會(huì)形成逸出點(diǎn)，計(jì)算時(shí)假定浸潤(rùn)線末端即為壩址。3.4.2計(jì)算斷面及計(jì)算情況的選擇對(duì)河床中間斷面ii,及左右岸壩肩處的兩典型特殊斷面iiii、iiiiii進(jìn)行滲流計(jì)算，計(jì)算主要針對(duì)正常蓄水及設(shè)計(jì)洪水時(shí)進(jìn)行。圖3-4均質(zhì)土壩滲流計(jì)算圖圖3-5 均質(zhì)土壩（a）有水平排水時(shí) （b）有棱體排水時(shí)3.4.3 計(jì)算結(jié)果滲流計(jì)算結(jié)果匯于表3-6所示：表3-6滲流計(jì)算結(jié)果表計(jì)算情況計(jì)算項(xiàng)目正常情況設(shè)計(jì)情況上游水深h-28.929.70-5.46.3-12.313.2下游水深t(m)-00-00-00逸出水深h

41、1(m)-0.6752.543-0.040.0438-0.17280.1816滲流量q（m3/s.m）-5.856.08431-1.6381.749-4.95.151總滲流量qm3/d162.24170.783.4.4滲透穩(wěn)定演算斜心墻之后的壩殼，由于水頭大部分在防滲體損耗了壩殼滲透坡降及滲透速度甚小，發(fā)生滲透破壞的可能性不大，而在防滲墻與粘土斜墻的接觸面按允許坡降設(shè)計(jì)估計(jì)問(wèn)題也不大。在斜墻逸出點(diǎn)滲透坡降較大，予以驗(yàn)算。滲透坡降的計(jì)算公式： （3-15）式中： 上游水深減逸出水深、防滲體的平均厚度。計(jì)算成果見(jiàn)表3-7所示：斷 面計(jì)算情況正常設(shè)計(jì)正常設(shè)計(jì)正常設(shè)計(jì)坡 降 j3.3123.38662

42、.58942.76523.2473.3868表3-7 各種工況滲流逸出點(diǎn)坡降填筑土料的安全坡降，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)一般為510，故而認(rèn)為滲透坡降滿足要求，加上粘土斜心墻有反濾層，故而認(rèn)為不會(huì)發(fā)生滲透破壞。3.4.5 成果分析與結(jié)論以斜心墻、混凝土防滲墻與兩岸壩肩開(kāi)挖風(fēng)化巖填以粘土形成粘土截水墻的垂直防滲帶作為防滲措施。總滲流在正常蓄水時(shí)為162.24m3/s，設(shè)計(jì)洪水時(shí)為170.78m3/s，與同類(lèi)工程相比顯然是很小的。在計(jì)算中并考慮繞壩滲流及巖基透水，混凝土防滲墻的滲透系數(shù)應(yīng)取較大值， k2=1.5×10-9cm/s，這樣取值估計(jì)的滲流量可能大于實(shí)際滲流量，但壩的滲透坡降仍滿足設(shè)計(jì)要求，

43、說(shuō)明取值合理.3.5壩坡的穩(wěn)定計(jì)算3.5.1計(jì)算原理假設(shè)abc為可能的滑動(dòng)面，其中ab為下滑動(dòng)面，bc為上滑動(dòng)面，即斜心墻的上游面，bd為錯(cuò)動(dòng)破裂面，本設(shè)計(jì)取為鉛直斷面?；瑒?dòng)土體abcda與bcedb之間的相互作用力為p，p與bd面的法線夾角為零度，如圖5 保護(hù)層穩(wěn)定計(jì)算簡(jiǎn)圖所示，其中 a 圖為滑動(dòng)體斷面圖，b 圖為bcedb滑動(dòng)體的力多邊形圖，c 圖為abcda滑動(dòng)體的力多邊形圖。由滑動(dòng)體bcedb的平衡方程可知：當(dāng)v=0 時(shí)：當(dāng)v=0 時(shí)： 從以上兩式聯(lián)立求解，可得： （3-16）同理，從滑動(dòng)體abcda的平衡方程可知： （3-17） 由式以上相等的條件，可得： （3-18） 圖3-6 上

44、游壩坡穩(wěn)定計(jì)算受力分析簡(jiǎn)圖計(jì)算時(shí)分別按施工期、穩(wěn)定滲流期、，庫(kù)水降落期核算土石壩的穩(wěn)定。在已確定的滑動(dòng)面的情況下，先假設(shè)安全系數(shù)k，然后將滑動(dòng)面上由實(shí)驗(yàn)得到的土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c1、c2、tan、tan分別除以安全系數(shù)k，即：、 、然后將所求的c1、c2、值代入方程上式，如果等式兩邊相等，則假設(shè)的安全系數(shù)k 就是該滑動(dòng)面的安全系數(shù)，反之，則還需重新計(jì)算，直至方程兩邊相等為止。為了計(jì)算安全系數(shù)最小的滑動(dòng)面，如圖所示的步驟進(jìn)行。先假設(shè)若干個(gè)不同水位hi ，對(duì)應(yīng)與相應(yīng)水位下再假設(shè)若干個(gè)不同的下部滑動(dòng)面abcda的滑動(dòng)坡角i ，分別計(jì)算其安全系數(shù)，繪成安全系數(shù)曲線后，從中求得某一水下的最小安全系數(shù)kmi

45、n 。3.5.2 計(jì)算工況為簡(jiǎn)化計(jì)算，過(guò)壩頂上游岸邊點(diǎn)作斜率為1：m2的一條斜線交壩底線于o點(diǎn)，以o點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系如圖3-7所示： 圖3-7 坐標(biāo)系1、方程關(guān)系式如下（1）ao直線的方程為：令 ka=1/m2y=ka*x 0過(guò)o點(diǎn)作一條直線段ob，其與x軸的夾角為1，501160（2）ob的方程為：y0=tg(1)*x0 80cos(1) x0 160cos91)過(guò)b點(diǎn)作三條直線：bc直線、be直線、bd直線（3）bc直線方程為：y=kb(x-x0)-y0 kb=tg(90-) -100100 （4）bd直線方程為：y=kc(x-x0)-y0 kc=tg() 3908 00 （5）b

46、e直線方程為：y=kd(x-x0)-y0 kd=tg(180+2-) 390800 2、計(jì)算單寬土體自重（1）聯(lián)立oa與be方程求解得交點(diǎn)坐標(biāo)x1=(kd*x0-y0)/(ka-kd)y1=ka*x1（2）聯(lián)立oa與bc方程求解得交點(diǎn)坐標(biāo)x2=(kb*x0-y0)/(ka-kb)y2=ka*x2（3）聯(lián)立oa與bd方程求解得交點(diǎn)坐標(biāo)x3=(kc*x0-y0)/(ka-kc)y3=ka*x3（4）故兩點(diǎn)間距離為doe=dcd=dbe=w1=0.5* doe * dbe *g*rw2=0.5* dcd * dbe * g*r令1=11/k0 2=21/k0 3=31/k0m=w1ctg(3-)/w

47、2-ctg(1)-(1+w1/w2)tg(2-)若m0則重新假設(shè)k0直至滿足要求。變換 、 、x0 計(jì)算出若干個(gè)k0值，作圖求解最小的k0值。上下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果見(jiàn)表3-8所示：表3-8 壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果部位組合情況最小安全系數(shù)（kmin）上游坡1/3壩高水深1.34死水位1.31正常蓄水位1.3正常蓄水位+地震1.08死水位+地震1.08下游坡正常蓄水位時(shí)1.58設(shè)計(jì)洪水時(shí) 1.58正常+地震1.52由計(jì)算可知各種工況下的安全系數(shù)均滿足要求，正常運(yùn)用情況大于1.3，正常+地震時(shí)大于1.05.3、穩(wěn)定成果分析由于上游壩坡較緩，穩(wěn)定滲流期以及庫(kù)水位降低期，不考慮地震時(shí)，kmin=1.31，考慮

48、地震時(shí)，kmin=1.08；下游坡情況也類(lèi)似，正常情況kmin=1.58,非常情況kmin=1.52，壩的穩(wěn)定安全系數(shù)偏大，就此而言，可考慮加陡壩坡以減小工程量.鑒于各種因素考慮不全，實(shí)際安全系數(shù)可能要小些，故而不改變壩坡，維持原擬訂的剖面第四章 細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 壩基處理設(shè)計(jì)4.1.1.河床部分1、滲流控制方案。條件允許時(shí)優(yōu)先考慮垂直防滲方案。在透水層較淺（1015m以下）時(shí)，可采用回填粘土截水槽方案，由于壩址處河床沖積層平均深7m，最大達(dá)11m，施工比較困難而不予采用.又由于河床有孤石，采用鋼板樁也比較困難，造價(jià)也高.帳幕灌漿在此地存在可灌性問(wèn)題.混凝土防滲墻方案，施工快、材料省、防滲效

49、果好，對(duì)于這種深度透水層是比較合適的，決定采用這種方案.按混凝土的允許坡降及水頭定出厚度為0.8m.防滲墻深入河床沖積層，底部嵌入基巖，上部則與斜心墻連接.由于防滲墻兩側(cè)沖積層易沉陷，引起防滲墻頂部粘土心墻與兩側(cè)粘土心墻的不均勻沉陷而導(dǎo)致裂縫.為此防滲墻頂部作成尖劈狀，兩側(cè)以高塑性粘土填筑，伸入斜心墻的深厚度已經(jīng)確定為3.5m，底部深入基巖0.5m,尖劈頂寬0.25寬，詳見(jiàn)下文的構(gòu)造設(shè)計(jì).2、防滲墻的型式、材料及布置.根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于透水層厚度為30-60m的情況，采用槽板式混凝土防滲墻比較合適，設(shè)計(jì)中采用這種型式。混凝土防滲墻要求材料有足夠的抗?jié)B能力及耐久性，能防止環(huán)境水的侵蝕和溶蝕；有一

50、定的強(qiáng)度，滿足壓應(yīng)力、拉應(yīng)力、剪應(yīng)力等各項(xiàng)強(qiáng)度要求有良好的流動(dòng)性、和易性以便在運(yùn)輸中不發(fā)生離析現(xiàn)象.而且能在水下施工。防滲墻布置于斜心墻之下，從防滲角度來(lái)看偏上游為好，但從防裂角度看偏下游一側(cè)好，綜合考慮布置于心墻底面中心偏上。4.1.2 壩肩處理大壩左端與毛蘆山接肩，毛蘆山整體巖石較完整，基本抗水，作為壩肩是穩(wěn)定可靠的，亦無(wú)繞壩滲漏之患。大壩右壩肩為厚達(dá)29m的黑色淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土，結(jié)構(gòu)致密，土質(zhì)較硬，垂直滲透系數(shù)2.4×10-5cm/s，不會(huì)產(chǎn)生繞壩滲漏現(xiàn)象。 4.2 抗震設(shè)計(jì)峁水河大壩頂高程231.89m，最大壩高32m，壩頂寬6m，上游壩坡為1:3.0; 1:3.25; 1:

51、3.5。下游壩坡：1:2.5; 1:2.75; 1:3.0。壩體主要粘土心墻防滲體及壩殼堆石料組成，在心墻和壩殼土石之間設(shè)有碎石過(guò)渡層。心墻底部設(shè)鋼筋混凝土墊座，墊座寬約3m、高3m；墊座下為混凝土防滲墻，墻厚度112m。左壩肩基巖埋深較淺，壩基采用全封閉防滲墻防滲，而河床及右岸則利用深厚覆蓋層中延伸長(zhǎng)、厚度較大的弱透水土層作為壩基相對(duì)隔水層。大壩抗震分析同時(shí)采用擬靜力法和動(dòng)力法。4.2.1 擬靜力法抗震穩(wěn)定分析過(guò)去幾十年，一直采用擬靜力法進(jìn)行土石壩的抗震穩(wěn)定分析。擬靜力法的實(shí)質(zhì)，是在常規(guī)的靜力穩(wěn)定分析中，把壩體各質(zhì)點(diǎn)的地震慣性力當(dāng)作靜力作用在該質(zhì)點(diǎn)處，用以計(jì)算壩坡滑裂體的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。國(guó)

52、內(nèi)外的實(shí)踐和研究表明，擬靜力法適用于地震時(shí)強(qiáng)度不會(huì)有很大損失的材料修建的土石壩。冶勒大壩則是采用現(xiàn)代技術(shù)施工的瀝青混凝土心墻堆石壩，壩體結(jié)構(gòu)密實(shí)，大壩地基覆蓋層結(jié)構(gòu)密實(shí)，力學(xué)強(qiáng)度和變形指標(biāo)較高。所以，擬靜力法可以為冶勒大壩提供有價(jià)值的分析成果。4.2.2 計(jì)算工況及方法為了對(duì)比反映地震作用對(duì)冶勒大壩壩坡穩(wěn)定的影響，本文同時(shí)介紹大壩上、下游坡在穩(wěn)定滲流期、穩(wěn)定滲流遇度地震和穩(wěn)定滲流遇度地震的穩(wěn)定 分析情況。地震工況下還對(duì)水平加速度代表值a045 g進(jìn)行了計(jì)算。各種工況的壩坡穩(wěn)定分析均按簡(jiǎn)化畢肖普法5計(jì)算。4.2.3 計(jì)算成果分析瀝青混凝土心墻堆石壩上、下游壩坡在各種工況下計(jì)算得到的最小穩(wěn)定安全系數(shù)，最危險(xiǎn)滑弧位置如表4-1所示： 表4-1 危險(xiǎn)滑弧位置壩坡工況k k 下游壩坡穩(wěn)定滲流期2.1011.5穩(wěn)定滲流加級(jí)