重力壩課程設(shè)計(jì)

1、重力壩課程設(shè)計(jì)目錄一、基本資料- 1 -1.1工程概況- 1 -1.2設(shè)計(jì)基本資料- 3 -1.3水庫特征表- 6 -1.4電站建筑物基本數(shù)據(jù)- 6 -二、剖面設(shè)計(jì)- 7 -2.1壩頂高程：- 7 -2.2波浪要素- 8 -2.3壩頂寬度- 12 -2.4壩坡的確定。- 12 -2.5壩體的防滲排水。- 12 -2.6擬定非溢流壩基本剖面如圖所示- 13 -2.7荷載計(jì)算及組合- 13 -三、擋水壩穩(wěn)定計(jì)算- 15 -3.1荷載計(jì)算- 15 -3.2穩(wěn)定計(jì)算- 19 -四、擋水壩應(yīng)力計(jì)算：- 20 -4.1壩址抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)計(jì)算：- 20 -4.2壩體上下游面拉應(yīng)力正常使用極限狀態(tài)計(jì)算- 2

2、2 -五、重力壩的地基處理- 24 -5.1壩基的開挖與處理- 24 -5.2壩基的固結(jié)灌漿- 24 -5.3帷幕灌漿- 25 -5.4斷層破碎帶、軟弱夾層和溶洞處理- 25 -六、重力壩細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)- 27 -6.1橫縫- 27 -6.2止水- 27 -6.3縱縫- 28 -6.4壩體排水- 29 -6.5廊道系統(tǒng)- 29 -6.6壩頂- 30 -七、主要參考文獻(xiàn)- 31 - 33 -一、 基本資料1.1工程概況1.1.1概述大黑山水利工程是以發(fā)電為主，兼顧灌溉的綜合利用的水利樞紐。經(jīng)過上游水庫的調(diào)節(jié)，其入庫洪峰流量為：百年一遇6500m/s，千年一遇8350m/s,水庫總庫容0.9億m3。

3、本樞紐電站設(shè)三臺軸流轉(zhuǎn)漿水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，電站總裝機(jī)容量30萬千瓦。主廠房壩段長81m，安裝間長52.4m。發(fā)電機(jī)層地面高度471.50m，尾水管高程434.60m。三個(gè)機(jī)組間設(shè)置出口斷面為4.42m的兩個(gè)排沙孔，孔口出口底高程為442.00m，洪水期電站仍發(fā)電運(yùn)行，過流能力 1000 m3/s計(jì)。1.1.2水庫特性如下表所示表11 水庫特性表工程名稱大黑山水利樞紐所在河流函河水庫庫容0.9億大壩等級大壩類型混凝土重力壩壩頂高程482.0m大壩全長249m最大壩高69m壩頂寬度15m設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)100年校核標(biāo)準(zhǔn)1000年地震烈度7度上游水位(m)下游水位(m)水文特性頻率入庫流量正常蓄水位m480.

4、00溢洪道設(shè)計(jì)洪水位462.2016500設(shè)計(jì)洪水位m475.50校核洪水位463.450.18350校核洪水位m481.00水電站設(shè)計(jì)洪水位465.0016500汛期運(yùn)行水位m472.00極限死水位m467.00校核洪水位464.000.183501.1.3主要建筑物及其尺寸主體工程表如圖12所示表12 主體工程表壩段擋水壩段 溢流壩段底孔壩段電站壩段底孔壩段擋水壩段編號壩段長m45.045.024.081.024.030.0最大壩高m35.041.069.069.047.035.0壩寬m15.015.021.021.021.015.0 其中，主體工程中的泄洪設(shè)施包括溢流壩，泄水底孔，電站及

5、排沙孔，具體尺寸如表13所示。表13 泄流設(shè)施表泄流部分溢流壩泄水底孔電站排沙孔孔數(shù)3232進(jìn)口尺寸(b×h)11.0×12.08×1011.5×20.54.4×2.0高程（m）462.00446.00452.00442.00出口尺寸(b×h)11.0×12.08×911.5×10.04.4×2.0高程（m）462.00446.00434.60462.00閘門工作閘門平板閘門弧形閘門平板閘門檢修閘門平板閘門平板閘門平板閘門消力池型式底流底流池長(m)104008200池深(m)600350泄量設(shè)

6、計(jì)(m3/s)320025001000200校核(m3/s)4400280010002001.2設(shè)計(jì)基本資料1.2.1地址區(qū)自然條件簡況大黑山水利樞紐工程位于某市航河干流上，其上游100公里處已建成另一個(gè)水電站，壩區(qū)流道順直，水面寬130140m，兩岸為不對稱河谷，岸坡陡峭。本樞紐處于大陸腹地，氣候干燥，年降水量為328.5mm，蒸發(fā)量為1468.5mm，平均濕度為58%，全年平均氣溫為9.3，氣溫日變差大。汛期（79月）最大風(fēng)速的多年平均值為11.7m /s，水庫吹程約1km，本地區(qū)地震基本烈度為7度。1.2.2 水文特性本樞紐上游附近兩水文站，測量流量資料分別始于1934年和1947年，精

7、度較高。所測多年平均流量為1030m/s，多年平均含沙量為2.1/m3，年輸沙量為0.68億噸。實(shí)測最大含沙量為329/m3。壩前庫內(nèi)淤積平衡高程為464.1m。淤積計(jì)算高程：廠房前沿為450.00m，泄水孔前沿為446.00m，溢流壩前沿為460.00m。不同頻率的洪水流量見表21。表21 不同頻率的洪水流量頻率（%）0.10.51510流量（m/s）835079306500605056401.2.3 地質(zhì)概況1.2.3.1 庫區(qū)工程地質(zhì)水庫區(qū)分川峽兩部分，峽谷為相對高度在200米以上的中、高山，全長21.16公里，兩岸發(fā)育有三級侵蝕堆積階地，其侵蝕基準(zhǔn)面高出河水面約3040米。河流蜿蜒曲折

8、，灘多水急。水庫末端為小川盆地，長約7.15公里，兩岸寬度約12公里，地勢開闊，階地發(fā)育。水庫呈帶狀，峽谷為基巖所環(huán)抱，回水位位于三級侵蝕階地面，川地內(nèi)回水位位于一級階地陡坎之下，不存在永久性滲漏通道。當(dāng)正常蓄水位480米時(shí)，神川地區(qū)可能發(fā)生微小塌坡，不會造成塌岸問題。二里溝位于壩址以東150米處，其溝向與河流流向相反，經(jīng)勘探與連通實(shí)驗(yàn)，證明庫水不可能沿該溝產(chǎn)生鄰谷滲漏。1.2.3.2 地址區(qū)工程地質(zhì) 水庫區(qū)分川、峽兩部分，峽谷為相對高度在200m以上的中、高山，全長21.16公里，河流蜿蜒曲折，灘多水急。水庫末端為小川盆地，長約7.15公里，兩岸寬度約12公里，地形開闊。壩址區(qū)出露巖層主要為

9、黑云角閃石英片巖，該巖石致密堅(jiān)硬，不透水，耐風(fēng)化性強(qiáng)。右岸啞口部位出露有砂巖、砂礫巖等，與前寒武系變質(zhì)巖系呈不整合接觸。壩址區(qū)有四組斷層。主要斷層有八層，破碎帶寬度一般僅0.20.8m，斷層破碎帶內(nèi)的物質(zhì)擠壓緊密，膠結(jié)良好，極少有泥質(zhì)材料充填，對壩基抗滑穩(wěn)定不起控制作用。河床沖積層主要為砂礫石、中細(xì)砂和合礫砂土壤，并夾有少量的大小孤石，沖積層最大厚度為34.13m。1.2.3.3 建筑材料及水源壩址下游五公里的大興灘有混凝土用砂、石料場，蓄量豐富，粗骨料可滿足要求，細(xì)骨料儲料不足。位于壩址下游三公里處，砂石儲量豐富，可補(bǔ)足大興灘砂子的不足。1.2.3.4 壩基巖石及砂礫石的物理力學(xué)性質(zhì)u 本樞

10、紐壩基巖石黑云角閃石英片巖的物理力學(xué)指標(biāo)如下：1、抗壓強(qiáng)度160MPa(1600Kg/cm2)2、彈性模量2×104MPa(210Kg/2)3、混凝土與結(jié)晶片巖間的抗剪指標(biāo) f=1.0 f=0.7c=1.0MPa (10Kg/cm2)u 各類巖土開挖邊坡值1、河床復(fù)蓋值1：22、黃土類土1：13、全風(fēng)化結(jié)晶片巖1：14、強(qiáng)風(fēng)化結(jié)晶片巖3：15、弱、微風(fēng)化結(jié)晶片巖5：1u 巖石、砂礫石及淤沙的力學(xué)指標(biāo)1、巖石容重2.7T/m32、砂礫石容重2.2T/m33、淤沙容重(干)1.8T/m34、淤沙內(nèi)摩擦角=14°1.3水庫特征表1.3.1水庫水位（1）正常蓄水位480.00m（2

11、）設(shè)計(jì)洪水位（P=1%）475.50m（3）校核洪水位（P=0.1%）481.00m（4）汛期運(yùn)行水位472.00m（5）極限死水位467.00m1.3.2擋水壩下游水位（1）設(shè)計(jì)洪水位465.00m（2）校核洪水位464.00m（3）正常尾水位460.00m（4）最高尾水位465.00m1.3.3溢洪道下游水位（1）設(shè)計(jì)洪水位462.20m（2）校核洪水位463.45m1.4電站建筑物基本數(shù)據(jù) 本樞紐電站設(shè)三臺軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，每臺裝機(jī)容量為100千瓦。主廠房壩段長81m，安裝間長52.4m。 發(fā)電機(jī)層地面高度471.50m，尾水管高程434.60m。三個(gè)機(jī)組間設(shè)置出口斷面為4.42

12、m的兩個(gè)排沙孔，孔口出口底高程為462.00m，洪水期電站仍發(fā)電運(yùn)行，過流能力1000 m3/s計(jì)。二、剖面設(shè)計(jì)2.1壩頂高程：水庫的靜水位以上的超高 h=h1%+hz+hc式中：h防浪墻頂至正常蓄水位或校核洪水位的高差，m；h1%-波高，m；hz波浪中心線到正?；蛐：撕樗坏母卟睿琺；hc安全超高，按表1采用（取自水工設(shè)計(jì)手冊第二版第五卷混凝土壩P29表1.3-9）。表1安全超高h(yuǎn)c相應(yīng)水位壩的安全級別123正常蓄水位0.70.50.4校核洪水位0.50.40.3由上表可知，對于安全級別2級的壩，查得安全超高正常蓄水位、設(shè)計(jì)洪水位時(shí)為0.5m，校核洪水位時(shí)為0.4 m。分正常蓄水位、設(shè)計(jì)洪水

13、位和校核洪水位三種情況計(jì)算。2.2波浪要素2.2.1正常蓄水位風(fēng)區(qū)有效吹程為D=1km，最大風(fēng)速v=11.7m/s，計(jì)算風(fēng)速v0在正常蓄水情況下取多年平均年最大風(fēng)速的1.8倍為21.1m/s。影響波浪形成的因素很多，目前主要用半經(jīng)驗(yàn)公式確定波浪要素。SL319-2005混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范對峽谷水庫和平原水庫分別介紹了適用公式。官廳水庫公式為（水工建筑物中國水利水電出版社P36式3-4、3-5、3-6）2.2.1.1波高：hm=0.0166V05/4D1/3=0.0166×21.154×113 =0.75（m）2.2.1.2波長Lm=10.4hm0.8=10.4×

14、0.750.8 =8.26（m）注：當(dāng)gDv02=20250時(shí)，為累積頻率5%的波高，當(dāng)gDv02=2501000時(shí)，為累計(jì)頻率10%的波高。累積頻率P（%）的波高h(yuǎn)p與平均波高h(yuǎn)m的比值，可由P及水深Hm按表2查?。▍⒄账ぴO(shè)計(jì)手冊第五卷混凝土重力壩P24表1.3-3）。gDv02=9.8×100021.12=22； hmHm=0.75480-4130P=5%時(shí)，h1%h5%=2.421.95=1.24h1%=1.24hm=1.24×0.75=0.93m2.2.1.3波浪中心線到計(jì)算水位的距離：hz=h1%2Lcth2HL,因HL，cth2HL1 hz=h1%2L=3.1

15、4×0.9328.26=0.33（m）h=h1%+hz+hc=0.93+0.33+0.5=1.8（m）注：H-為壩前水深，m。 h1%-累積頻率為1%的波高，m。2.2.2設(shè)計(jì)洪水位風(fēng)區(qū)有效吹程為D=1km，最大風(fēng)速v=11.7m/s，計(jì)算風(fēng)速v0在設(shè)計(jì)洪水情況下取多年平均年最大風(fēng)速的1.8倍為21.1m/s。2.2.2.1波高：hm=0.0166V05/4D1/3=0.0166×21.154×113 =0.75（m）2.2.2.2波長L=10.4hm0.8=10.4×0.750.8 =8.26（m）因?yàn)椋篻Dv02=9.8×100021.12

16、=22； hmHm=0.75475.5-4130, 所以P=5%；當(dāng)P=5%時(shí)，h1%h5%=2.421.95=1.24 則h1%=1.24hm=1.24×0.75=0.93m2.2.2.3波浪中心線到計(jì)算水位的距離：hz=h1%2Lcth2HL,因HL，cth2HL1 hz=h1%2L=3.14×0.9328.26=0.33（m）h=h1%+hz+hc=0.93+0.33+0.5=1.8（m）注：H-為壩前水深，m。 h1%-累積頻率為1%的波高，m。2.2.3校核洪水位風(fēng)區(qū)有效吹程為D=1km， vf計(jì)算風(fēng)速在校核洪水位情況下取庫區(qū)多年平均最大風(fēng)速vf=11.7m/s。

17、2.2.3.1波高h(yuǎn)m=0.0166V05/4D1/3=0.0166×11.754×113=0.0166×21.64×1=0.36m2.2.3.2波長Lm=10.4hm0.8 =10.4×0.360.8=4.59（m）因?yàn)椋篻Dv02=9.8×100011.72=71.59； hmHm=0.75481-4130, 所以P=5%；當(dāng)P=5%時(shí)，h1%h5%=2.421.95=1.24 則h1%=1.24hm=1.24×0.36=0.45m2.2.2.3波浪中心線到計(jì)算水位的距離：hz=h1%2Lcth2HL,因HL，cth2H

18、L1 hz=h1%2L=3.14×0.4524.59=0.14（m）h=h1%+hz+hc=0.45+0.14+0.4=1.0（m） 根據(jù)漿砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范（SL25-2006）要求，設(shè)防浪墻的非溢流壩的防滲墻頂高程不得低于正常（或設(shè)計(jì)）運(yùn)用或非常運(yùn)用的靜水位加相應(yīng)的波浪計(jì)算高度和安全超高，且壩頂高程不得低于最高靜水位。本工程非溢流壩段擬設(shè)1.2m的防浪墻，從表3可知壩頂高程由校核洪水位控制，壩頂防浪墻頂高程應(yīng)不低于482.00m，且壩頂高程應(yīng)高于校核洪水位，即481.00m。因此取壩頂高程為481.80m，相應(yīng)防浪墻頂高程為483.00m。最大壩高為68.8m，為中壩。2.3壩頂寬度

19、因壩頂無交通要求，按構(gòu)造要求可采用壩高的8%-10%（5.5m6.9m），并不小于3m，取壩頂寬度6m，同時(shí)滿足維修時(shí)的單車道要求。2.4壩坡的確定。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，考慮利用部分水重增加壩體穩(wěn)定，上游壩面采用折坡，起坡點(diǎn)按要求為1323壩高，該工程擬折坡點(diǎn)取1/2壩高，即折坡點(diǎn)高程為450m，上部鉛直，下部為n=1：0.2的斜坡，下游壩坡取m=1：0.71，基本三角形頂點(diǎn)位于壩頂，下游464m以上為鉛直壩面。2.5壩體的防滲排水。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，底寬約為壩高的0.70.9倍，根據(jù)上述數(shù)據(jù)算得底寬為49m，為壩高的0.7倍，滿足經(jīng)驗(yàn)要求。要求設(shè)防滲灌漿帷幕和排水幕，灌漿帷幕中心線距上游壩踵5m，排水

20、孔中心線距防滲帷幕中心線2.0m。擬設(shè)廊道系統(tǒng)，取廊道底寬2.5m，廊道高3.5m?？v向廊道的上游壁離上游壩面的最小距離，應(yīng)滿足防滲要求（一般為0.050.1倍壩面作用水頭）且不小于3.0m。該處取4m。底面距基巖面不宜小于1.5倍廊道寬度。2.6擬定非溢流壩基本剖面如圖所示2.7荷載計(jì)算及組合以設(shè)計(jì)洪水位情況為例進(jìn)行穩(wěn)定和應(yīng)力的極限狀態(tài)驗(yàn)算（其它情況略）。根據(jù)SL319-2005混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范中作用（荷載）組合，設(shè)計(jì)洪水情況的荷載組合包含：自重+靜水壓力+淤沙壓力+揚(yáng)壓力+浪壓力。沿壩軸線取單位長度1m計(jì)算。2.7.1自重：將壩體剖面分成兩個(gè)三角形和一個(gè)長方形計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)值，廊道的影響暫

21、時(shí)不計(jì)入。2.7.2靜水壓力：按設(shè)計(jì)洪水時(shí)的上下游水平水壓力和斜面上的垂直水壓力分別計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)值。2.7.3揚(yáng)壓力：揚(yáng)壓力強(qiáng)度在壩踵處為H1，防滲帷幕處為1(H1-H2），排水孔中心線上為2(H1-H2），壩趾處為H2。1為0.25,2=0.2，按圖中6塊分別計(jì)算其揚(yáng)壓力標(biāo)準(zhǔn)值2.7.4淤沙壓力：分水平方向和垂直方向計(jì)算。泥沙浮重度為8kN/m3，內(nèi)摩擦角s=14。水平淤沙壓力標(biāo)準(zhǔn)值為Psk=12sbhs2tan2(450-s2)。2.7.5浪壓力:壩前水深大于1/2波長（HL/2）采取下式計(jì)算浪壓力標(biāo)準(zhǔn)值：Pl=14wLm(hl1%+hz)。2.7.6荷載組合表2.7.7荷載組合圖注：對應(yīng)水

22、位Z1Z2正常蓄水位480.00460.00設(shè)計(jì)洪水位475.50465.00校核洪水位481.00464.00三、擋水壩穩(wěn)定計(jì)算3.1荷載計(jì)算正常蓄水位、設(shè)計(jì)洪水位及校核洪水位情況下荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值成果見表4、表5.和表63.2穩(wěn)定計(jì)算3.2.1壩體抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)驗(yàn)算：壩體抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)，屬承載能力極限狀態(tài)，核算時(shí)，其作用和材料性能均應(yīng)以設(shè)計(jì)值代入。分正常、設(shè)計(jì)和校核情況進(jìn)行驗(yàn)算。根據(jù)SL3192005混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定當(dāng)壩體與壩基的摩擦系數(shù)f=0.7和f´ =0.7，c´=1.0Mpa時(shí)則查規(guī)范根據(jù)抗剪強(qiáng)度和抗剪斷強(qiáng)度計(jì)算公式可得：（1） 正常蓄水情況K

23、 =fWP=0.7×22324.6215222.46=1.07>1.05 K´ =fW+c´AP=0.7×22324.62+1000×4915222.46=4.25（2） 設(shè)計(jì)情況K =fWP=0.7×21893.129936.10=1.541.05 K´ =fW+c´AP=0.7×21893.12+1000×499936.10=6.47（3） 校核情況K=fWP=0.7×22475.6813939.2=1.131.05 K´ =fW+c´AP=0.7

24、5;22475.68+1000×4913939.2=5.15故基本（正常、設(shè)計(jì)）組合和特殊（校核）組合時(shí)抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)都滿足要求。式中 K-抗剪強(qiáng)度計(jì)算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)（不小于表7允許值）； f-壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪摩擦系數(shù)；K´-按抗剪斷強(qiáng)度計(jì)算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)（不小于表8允許值）；f´-壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪摩擦系數(shù)；c´-壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷凝聚力，kPa;A-壩基接觸面截面積，m²；表7壩基面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K荷載組合壩的級別123基本組合110105105特殊組合（1）105100100（2）100100

25、100表8壩基面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K´荷 載 組 合K´基 本 組 合3,0特殊組合（1）2.5（2）2.3四、擋水壩應(yīng)力計(jì)算：4.1壩址抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)計(jì)算：壩址抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)，屬承載能力極限狀態(tài)，核算時(shí)，其作用和材料性能均已設(shè)計(jì)值代入。分正常、設(shè)計(jì)和校核兩種情況驗(yàn)算。設(shè)計(jì)情況驗(yàn)算：基本組合0=1.0。=1.0， d=1.34.1.1正常情況驗(yàn)算0S=0WB-6MB2（1+m2）=1.0×1.0×22324.6149+6×178462.29492(1+0.712)=1356kPa對于壩址巖基：1dR=11.3×3500=2692kP

26、a由于1356kPa<2692kPa 故基本組合時(shí)壩址基巖抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)滿足要求。假設(shè)壩址采用C10混凝土：1dR=1dfckdm=11.3×100002.0=3846.15kPa由于1356kPa <3846.15kPa，故基本組合時(shí)壩址混凝土C10抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)滿足要求。4.1.2設(shè)計(jì)情況驗(yàn)算0S=0WB-6MB2（1+m2）=1.0×1.0×21893.1249+6×47099.43492(1+0.712)=849kPa對于壩址巖基：1dR=11.3×3500=2692kPa由于849kPa<2692kPa 故基本組

27、合時(shí)壩址基巖抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)滿足要求。假設(shè)壩址采用C10混凝土：1dR=1dfckdm=11.3×100002.0=3846.15kPa由于849kPa <3846.15kPa，故基本組合時(shí)壩址混凝土C10抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)滿足要求。4.1.3校核情況驗(yàn)算：偶然組合時(shí)0=1.0。=0.85， d=1.3；0S=0WB-6MB2（1+m2）=1.0×0.85×22475.6849+6×169683.19492(1+0.712)=1129kPa對于壩址巖基：1dR=11.3×3500=2692kPa由于1129kPa<2692kPa 故偶

28、然組合時(shí)壩址基巖抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)滿足要求。假設(shè)壩址采用C10混凝土：1dR=1dfckdm=11.3×100002.0=3846.15kPa由于1129kPa <3846kPa，故偶然組合時(shí)壩址混凝土C10抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)滿足要求。4.2壩體上下游面拉應(yīng)力正常使用極限狀態(tài)計(jì)算因上下游面不出現(xiàn)拉應(yīng)力屬于正常使用極限狀態(tài)，（要求計(jì)入揚(yáng)壓力），故設(shè)計(jì)狀況系數(shù)作用分項(xiàng)系數(shù)G,Q，材料性能分項(xiàng)系數(shù)W均采用1.0，揚(yáng)壓力也采用標(biāo)準(zhǔn)值。規(guī)范規(guī)定上游壩踵不出現(xiàn)拉應(yīng)力結(jié)構(gòu)功能的極限值C1=0;當(dāng)壩上游有倒坡、施工期和完建無水期時(shí)下游壩址允許出現(xiàn)0.1MPa的拉應(yīng)力，結(jié)構(gòu)功能的極限值C2=0.1M

29、Pa。下面只對壩踵進(jìn)行驗(yàn)算。分設(shè)計(jì)和校核兩種情況驗(yàn)算。4.2.1正常情況驗(yàn)算0S=0(1+n2)（WB+6MB2）=1.0×(1+0.22)(22066.9649-6×169149.65492)=29kPa>0因29kPa>0，故上游不出現(xiàn)拉應(yīng)力，滿足要求。4.2.2設(shè)計(jì)情況驗(yàn)算：0S=0(1+n2)（WB+6MB2）=1.0×(1+0.22)(21705.8349-6×39344.16492)=358kPa>0因358kPa>0，故上游不出現(xiàn)拉應(yīng)力，滿足要求。4.2.3校核情況驗(yàn)算：0S=0(1+n2)（WB+6MB2）=1.0

30、×(1+0.22)(22238.7849-6×161108.82492)=53kPa>0因53kPa>0，故上游不出現(xiàn)拉應(yīng)力，滿足要求。根據(jù)現(xiàn)有計(jì)算成果，所擬剖面在正常，設(shè)計(jì)和校核情況下滿足設(shè)計(jì)要求。五、重力壩的地基處理5.1壩基的開挖與處理壩基開挖與處理的目的是使壩體坐落在穩(wěn)定、堅(jiān)固的巖基上。DL5108-1999混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范要求：混凝土重力壩的建基面應(yīng)根據(jù)巖體物理性質(zhì)，大壩穩(wěn)定性，壩基應(yīng)力，地基變形和穩(wěn)定性，上部結(jié)構(gòu)對地基的要求，地基加固處理效果及施工工藝、工期和費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件比較確定。原則上應(yīng)在考慮地基加固處理后，應(yīng)滿足壩的強(qiáng)度和穩(wěn)定性的前提減

31、少開挖量?？拷鼔位嬗械木弮A角軟弱夾層應(yīng)盡可能清除。順河流流向的基巖面盡可能略向上傾斜，以增強(qiáng)壩體的抗滑穩(wěn)定性?；鶐r面應(yīng)避免有高低懸殊的突變，以免造成壩體內(nèi)應(yīng)力集中。在壩踵或壩址處可開挖齒槽以利穩(wěn)定。采用爆破開挖時(shí)應(yīng)避免放大炮，以免造成新的裂縫使原有裂隙張開。壩基開挖后，在澆筑混凝土前，需要進(jìn)行徹底清理和沖洗，包括：清除松動的巖塊，打掉突出的尖角?；又性械目碧姐@孔、井、洞等均應(yīng)回填封堵。5.2壩基的固結(jié)灌漿固結(jié)灌漿的目的是：提高巖基的整體性和強(qiáng)度，降低地基的透水性。現(xiàn)場試驗(yàn)表明：在節(jié)理裂隙較發(fā)育的巖基內(nèi)進(jìn)行固結(jié)灌漿后，基巖的彈性模量可提高2倍甚至更多，在灌漿帷幕范圍內(nèi)先進(jìn)行固結(jié)灌漿可提高帷

32、幕灌漿的壓力。固結(jié)灌漿孔一般布置在應(yīng)力較大的壩踵和壩址附近，以及節(jié)理裂隙發(fā)育和破碎帶范圍內(nèi)。灌漿孔呈梅花狀或方格狀布置當(dāng)存在裂隙時(shí)，為了提高灌漿效果，鉆孔方向盡可能正交于主要裂隙面，但傾角不能太大。固結(jié)灌漿先用稀漿，而后逐步加大漿液稠度。5.3帷幕灌漿帷幕灌漿的目的是：降低壩底滲流壓力，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?；瘜W(xué)灌漿可灌性好，抗?jié)B性強(qiáng)，但較昂貴，且污染地下水質(zhì)，使用時(shí)需謹(jǐn)慎。防滲帷幕的深度根據(jù)作用水頭和基巖的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況確定。當(dāng)?shù)鼗鶅?nèi)的透水層厚度不大時(shí)，帷幕可穿過透水層深入相對隔水層3m5m。防滲帷幕的厚度應(yīng)當(dāng)滿足

33、抗?jié)B穩(wěn)定的要求，即帷幕內(nèi)的滲流坡降不應(yīng)超過規(guī)定的容許值。帷幕灌漿必須在澆筑一定厚度的壩體混凝土后施工。灌漿壓力一般應(yīng)通過試驗(yàn)確定，通常在帷幕表層段不宜小于11.5倍壩前凈水壩前凈水頭，在孔底不宜小于23倍壩前靜水頭，但應(yīng)以不破壞巖體為原則。5.4斷層破碎帶、軟弱夾層和溶洞處理5.4.1壩基斷層破碎帶的處理斷層破碎帶的強(qiáng)度低，壓縮變形大，以于是壩基產(chǎn)生不均勻沉降，引起不利的應(yīng)力分布，導(dǎo)致壩體開裂。若與水庫連通，使?jié)B透壓力加大，易產(chǎn)生機(jī)械或化學(xué)管涌，危及大壩安全。對傾角較陡的走向近于順河流流向的破碎帶，可采用開挖回填混凝土的措施，做成混凝土塞，其高度可取斷層寬度的11.5倍，且不得小于1m。如破碎

34、帶延伸至壩體上、下游邊界線以外，則混凝土塞也應(yīng)向外延伸，延伸長度取為1.52倍?；炷寥母叨取?對走向近于順河流流向的緩傾角破碎帶，埋藏較淺的應(yīng)予挖除；埋藏較深的，除應(yīng)在頂面做混凝土塞外，還要考慮其深埋部分對壩體穩(wěn)定的影響。5.4.2軟弱夾層的處理巖石層間軟弱夾層厚度較小，遇水容易發(fā)生軟化或泥化，致使抗剪強(qiáng)度低，特別是傾角小于30º的連續(xù)軟弱夾層更為不利。對淺埋的軟弱夾層，將其挖除，回填與壩基強(qiáng)度等級相近的混凝土。對埋藏較深的軟弱夾層，應(yīng)根據(jù)埋深、產(chǎn)狀、厚度、充填物的性質(zhì)，結(jié)合工程具體情況采取相應(yīng)不同的處理措施。（1）設(shè)置混凝土塞（2）設(shè)混凝土深齒墻（3）用預(yù)應(yīng)力錨索加固（4）設(shè)鋼

35、筋混凝土抗滑樁5.4.3溶洞的處理在選壩址時(shí)應(yīng)盡可能避開巖溶發(fā)育地區(qū)，必要時(shí)則需查明情況進(jìn)行處理。處理措施主要是來挖、回填和灌漿等方法的配合應(yīng)用。對于淺層溶洞，可直接開挖，清除充填物并沖洗干凈后，用混凝土回填。對于深層溶洞，如規(guī)模不大，可進(jìn)行帷幕灌漿，孔深需要深入溶洞以下較不透水的巖層；如漏水流速大，還可在漿液中摻入速凝劑、加投礫石或灌注熱瀝青等以便加快堵塞。對于深層較大的溶洞，可采用洞挖回填的方法進(jìn)行加固處理。六、重力壩細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)6.1橫縫橫縫垂直壩軸線，用于將壩體分成若干個(gè)獨(dú)立的壩段，橫縫的劃分主要取決于地基特性、河谷地形、溫度變化、結(jié)構(gòu)布置和澆筑能力等。其作用是：減小溫度應(yīng)力，適應(yīng)地基

36、不均勻變形和滿足施工要求（如混凝土澆筑能力及溫度控制等）。橫縫間距（即壩段寬度）一般為1520m，橫縫間距超過22m或小于12m時(shí)，應(yīng)作論證。6.2止水設(shè)有兩道止水片和一道防滲瀝青井。止水片采用1.0mm厚的紫銅片，第一道止水片距上游壩面1.0m。兩道止水銅片間距為1m，中間設(shè)有直徑為25cm的瀝青井，止水片的下部深入巖基30cm，并與混凝土緊密嵌固，上部伸到壩頂。6.3縱縫為了適應(yīng)混凝土的澆筑能力和減小施工期的溫度應(yīng)力，常在平行壩軸線方向設(shè)縱縫，將一個(gè)壩段分成幾個(gè)壩塊，待其溫度接近穩(wěn)定后再進(jìn)行接縫灌漿。6.3.1鉛直縱縫這是最常采用的一種縱縫形式?？p的間距根據(jù)混凝土澆筑能力和溫度控制要求確定

37、，一般為1530m。超過30m應(yīng)嚴(yán)格溫度控制。高壩通倉澆筑應(yīng)有專門論證，應(yīng)注意防止施工期和蓄水期以后上游面產(chǎn)生深沉裂縫?？v縫過多，不僅增加縫面處理的工作量，還會削弱壩的整體性。6.3.2斜縫斜縫大致沿滿庫時(shí)的最大主壓應(yīng)力方向設(shè)置，因縫面的剪應(yīng)力很小，中、低壩有可能不必灌漿。我國安砂重力壩的部分壩段和日本的丸山壩段曾采用斜縫不灌漿方法施工，經(jīng)分析研究認(rèn)為，壩的整體性和縫面應(yīng)力均能滿足設(shè)計(jì)要求。斜縫不宜直通上游的壩面，需在離上游面一定距離處終止。為了防止斜縫沿縫頂向上貫穿，必須采用并縫措施，如布設(shè)騎縫鋼筋、設(shè)置并縫廊道。6.3.3錯(cuò)縫錯(cuò)縫式澆筑塊的厚度一般為34m，在靠近巖基面附近為1.5m2m。錯(cuò)縫間距為1015m，縫的錯(cuò)距為1/31/2澆筑塊的厚度。采用錯(cuò)縫布置時(shí)，縫面間不需