挡水泄水建筑物的设计

式中：—定型设计水头，按堰顶最大作用水头的75～95％计算，=80*(229.7-217.3)=80*12.4=9.92取=10m。和分别为椭圆曲线的长轴和短轴—取0.28～0.30，在此取＝0.29表5-5-1定型设计水头的选择及堰顶可能出现的最大负亚值表Hs/Hzmax0.750.7750.800.8250.850.8750.900.951.0最大负压值(m)0.5Hs0.45Hs0.4Hs0.35Hs0.3Hs0.25Hs0.2Hs0.1Hs0.0Hs行间距固定值22磅，表头，表格统一5号字行间距固定值22磅，表头，表格统一5号字由上表得：0.4＝0.4×10＝4.0m<3～6m，满足《规范》要求。故：椭圆曲线的长轴＝0.29×10=2.9m=0.17×10=1.7m带入得椭圆曲线方程为表5-5-2上游堰面曲线表x-0.5-1-1.5-2-2.5-3-3.39y0.030.090.210.380.651.061.99图5-5-1堰顶椭圆曲线=2\*Arabic2．堰顶下游段堰面曲线由混凝土重力坝设计规范DL5108-1999，堰顶下游段堰面曲线可采用下列幂曲：式中：—定型设计水头，此处取10.0m—与上游堰面的倾斜坡度有关的参数，本设计中分别取2.0和1.85。—以溢流堰顶顶点为坐标原点的坐标，x以向下游为正，y以向下为正。则WES曲线为对该方程求导，即可得切点B的坐标由于曲线和直线相切，那么切点处WES曲线的导数的值为1/0.7。对WES求导，由此求得切点位于(16.58,12.81)图5-5-2WES堰面曲线图5.5.2中间直线段溢流坝的中部为直线段，要求和非溢流坝的基本三角形的下游边相重合，上端和堰顶曲线相切，下端和反弧相切，坡度和非溢流坝保持一致，为。其作用是使水流平顺的按要求的消能方式与下游水位衔接。5.5.3消能设计消能采用挑流消能。挑流消能是利用泄水建筑物出口处的挑流鼻坎，将下泄急流抛向空中，然后落入离建筑物较远的河床，与下游水流相衔接的消能方式。能量耗散大体分三部分：急流沿固体边界的摩擦消能；射流在空中与空气摩擦、掺气、扩散消能；射流落入下游尾水中淹没紊动扩散消能。挑流消能通过鼻坎可以有效地控制射流落入落入下游河床的位置、范围和流量分布，对尾水变幅适应性强，结构简单，施工、维修方便，工程量小。挑流设计的要求：选择合适的鼻坎型式、反弧半径、鼻坎高程和挑射角度，使挑射水流形成的冲刷坑不会影响到坝体的安全。①常用的鼻坎型式有连续式和差动式。连续式构造简单，射程远，水流平顺，一般不会产生空蚀，施工方便；差动式消能效果好，冲刷坑较小，但有空蚀问题存在，施工难度较连续式大。由于本枢纽的地基条件较好，考虑到施工的方便使用连续式鼻坎，同时也避免了空蚀的问题，但要保证冲坑不会危及到坝体的安全。=1\*Arabic1．挑坎高程工程中一般采用下游最高尾水位以上1～2m，这里取超高为1m。由于下游最高尾水位为154.8m，所以挑坎高程定为155.8m。=2\*Arabic2．反弧半径溢流坝面反弧段是使沿溢流面下泄水流平顺转向的工程措施。通常采用圆弧曲线，反弧半径R按《混凝土重力坝设计规范》（DL5108-1999）规定：反弧段最低点流速：式中：H=231.3-155.8=75.5m——流速系数，对于该枢纽为中等长度的溢流面，取为0.95——该断面流速——该断面处水深则 =36.54m3/s水深3500/[36.54*(39+2*3)]=2.13m取反弧半径。=3\*Arabic3.挑角挑角越大，射程越大，但挑角增大，入水角β也增大，水下射程减小。同时入水角增大后，冲刷坑深度增加；另外，随着挑角增大，开始形成挑流的能量，即所谓起挑能量也增大。一般在150～300之间，在此取250。综上，拟订的挑流消能的鼻坎型式为连续式鼻坎；反弧半径R=20m；挑射角度θ=25°；图5-5-3消能示意图5.5.4挑流消能水力要素的计算标题四号字加粗标题四号字加粗水舌挑射距离按水舌外缘计算，由《水工建筑物》（3—84）式式中：L—水舌挑距，mg—重力加速度，—坎顶水面流速，，约为鼻坎处平均流速v的1.1倍即（水库水位至砍顶的落差，m）θ—挑射角度h1—坎顶垂直方向水深，（坎顶平均水深）h2—坎顶至河床面的高差——堰面流量系数，取0.95；则经计算：1.水底厚度计算：——冲坑系数，由于该枢纽地基岩石完整坚硬，取。q——为单宽流量，H——为上下游水位差q==3500/39=90m3/s设计时：校核时：2.水力校核：鼻坎设计完毕后，还需验算该挑流消能是否会危及建筑物的安全，常用冲坑上游坡做为标准，即：式中：—冲坑深度（米）；L——冲坑最深深度距建筑物距离；i——冲坑上游坡；——安全临界坡，可取1/3～1/4。计算工况为设计和校核情况，得设计时：i=<1/4校核时：i=<1/4均满足安全要求。5.5.4导墙的设计及水力计算导墙的平面布置应因地制宜加以确定。导墙在平面上宜尽可能采用直线、等宽、对称布置，这样可使水流平顺、结构简单、施工方便。但在实际工程中，由于地形、地质等原因，或从减少开挖、处理洪水归河和有利消能等方面考虑，常需设置收缩段、扩散段或弯曲段。导墙底坡为i=0.35，断面为矩形，宽B=35m，长L=65m。①导墙的水力计算引水渠末端的水力计算根据公式，，，，，，由《水力学》中对粗糙系数的规定，混凝土衬砌且表面状态良好时n=0.015。可列表如下：表5-5-3溢洪道临界水深和临界底坡的计算临界水深及临界底坡的计算公式为：式中：校核设计n糙率n=0.0150.015流速不均匀系数=1.051.05q导墙单宽流量（m3/sm）q=Qmax/B80.048.28临界水深对应水面宽（m）=(闸孔数-1)×闸墩厚+B=4040xk临界湿周（m）61.1855.6R水力半径（m）6.394.43Ck临界谢才系数Ck=90.8285.44由上计算得：校核设计hk=9.096.30ik=0.00160.0017导墙底坡导墙底坡为i=0.35>ik，故属陡坡急流，槽内形成型降水曲线，属明渠非均匀流计算。②导墙的水面线计算计算导墙起始断面水深由上述与调洪演算可知导墙为矩形，底宽39m，底坡i=0.35，全长65m,钢筋混凝土护面板粗糙率n=0.015，Q=3500.0m3/s。由溢洪道设计规范《（SDJ341-89)）》按规范附1-13式得：式中q—计算断面单宽流量，m3/(s·m)；H0—计算断面渠底以上的总水头，m；—导墙底板与水平面的夹角，；—考虑从进口到计算起始断面间沿程和局部阻力损失的流速系数，初步估算时，可取=0.95左右。本设计取0.95.将该陡槽段分为1—1、2—2、3—3、4—4、5—5断面，陡槽全长65m,每个断面间距13m见下图：131-12-23-3131-12-23-34-4初始断面5-5i=0.35要有图号根据水力学公式进行计算：；；；；；；V=Q/A；A=(b+mh)h；R=A/X；V=Qmax/A；式中：Q=3500；m=0.7；.05；b=39m；n=0.015。v1、v2—分段始、末断面的水流平均流速；h1、h2—分段始、末断面的水深；—动能修正系数，可近似取为1;θ—导墙底坡角度；i—导墙的纵坡，i=tanθ；n—侧槽、导墙的糙率系数；J均,V均,R均—分别为段内平均摩阻坡降、平均流速与断面的平均水力半径。J——计算流段内平均摩阻坡降；R——计算流段内水力半径平均值；初始断面1—1断面假定断面水深计算结果如下：水库溢洪道导墙水面线计算(分段求和法)校核工况断面起始断面1--12--23—34--45--5h(m)2.162.122.0832.052.0191.991b(m)353535353535n0.0150.0150.0150.0150.0150.015A(m2)87.5185.8384.2782.8981.5980.42X(m)43.3243.2443.16643.143.142.98R(m)2.0191.9851.9521.9231.8961.871ν(m/s)37.3638.0938.7939.4440.0740.65av2/2g(m)74.70476.65780.5483.2585.9288.44Es(m)76.8679.7782.6385.3087.94J均0.1270.1350.1420.1500.158里程（m）0+0.000+130+260+390+520+65△s(m)13.0713.2312.8813.1612.95∑△s(m)13.0726.3039.1852.3465.29表格形式统一，表格字体5号表格形式统一，表格字体5号③导墙的掺气水深计算导墙段水流掺气水深可按下式计算：水流的掺气水深等于式中，、—分别为导墙计算断面的静水深与掺气水深（m）；v—不掺气情况下导墙计算断面的流速（m/s）；ζ—修正系数，近似取ζ=1.2。计算可得：断面0+00+130+260+390+520+65h=2.162.122.0832.052.0191.991v=37.3638.0938.7939.4440.0740.65=4.263.6453.273.0252.8472.711图5-5-4溢流坝剖面示意图

6构造设计6.1坝顶构造6.1.1非溢流坝顶构造坝顶高度应高出水库静水位，并考虑浪高和一定的超高；坝顶宽度应考虑实际的交通要求，一般不小于2米。在计算书2.1节中已经确定坝顶高程为235米，坝顶宽度为10米。坝顶上游设防浪墙（宽50cm，高120cm）要承受波浪和漂浮物的作用，因此墙身应有足够的刚度、强度和稳定性，宜采用与坝体连成整体的钢筋砼结构，下游侧设防护栏杆，高1.2m。坝顶路面应有适当的横向坡度,坡率i=1%，设置相应的排水管(30×30cm)以排出坝顶雨水，并将集水引至上游水库或坝体排水管内，引水管出口宜布置在水位以下，以免污染坝面；坝顶两侧为人行道，宜高出路面20～30cm。为满足运用要求和交通要求，在坝顶上布置照明设施，即在上游墙处每隔25m设一对照明灯，一只朝向坝顶路面方向，一只朝向水库方向。图6-1-1非溢流坝坝顶构造图图号统一5号字图号统一5号字6.1.2溢流坝顶构造溢流坝顶高程为了保证交通的通畅和非溢流坝保持一致。其宽度主要根据坝顶的构造而定。溢流坝顶主要的构造有交通桥、工作桥、便桥和人行道。溢流坝顶在布置交通桥时应结合考虑兼作工作桥的可能性与合理性。通常当采用移动式启闭机时，两者可合二为一；当采用固定启闭机时，工作桥与交通桥可分开布置，相互间的位置，应由与溢流坝坝顶交通相沟通的要求来确定。桥面的高程必须保证最大设计洪水时的掺气水面不致淹没桥面，并使闸门吊起后的最低点和门轴与溢流水面线保持足够的距离，使漂浮物能畅通排泄。上面所有的构造都通过T形梁支承在闸墩上，T形梁要求能够承载上面所有的荷载。两侧同非溢流坝布置相同的人行道和栏杆及照明设施。图6-1-2溢流坝坝顶构造图6.2廊道系统为了满足施工运用要求，如灌浆，排水，观测，检查和交通的需要，在坝体内设置各种廊道，这些廊道互相连通，构成廊道系统。6.2.1基础灌浆廊道帷幕灌浆廊道常在坝体浇注到一定高程后开始施工，以便用混凝土的压重来提高灌浆压力，保证灌浆质量，并加强坝基接触面上的抗渗和抗剪能力。因此，常需在坝内靠近上游坝踵处设置一个专门的基础灌浆廊道。其上游距坝面倍的水头，且不小于，也不宜距坝踵过远，以免降低减小扬压力的作用。灌浆廊道的断面一般采用上圆下方的城门洞的型式，宽度约为2.0～2.5米。高度为2.0～3.5米，（本设计宽2米，高3米），以满足钻孔、灌浆工作空间的需要，具体设计的尺寸如图6-5。廊道与基岩应保持一定的距离，而且最好不要小于1.5倍的廊道宽度。在廊道上游侧设排水沟，下游侧应能钻孔，设排水孔幕及扬压力观测孔。基础灌浆廊道是沿地形向两岸逐渐提高的。两岸斜坡段的坡度不宜大于40°～45°，以便于钻孔、灌浆操作和搬运操作。6.2.2检查排水廊道为了检查巡视和排除渗水，常在靠近坝体上游面适当高度方向每隔15～20m（本设计取15米）设置检查和排水廊道，断面形式多采用城门洞形，最小宽度为1.2m，最小高度为2.2m（本设计宽1.6米，高2.4米），距上游面的距离应不少于0.05～0.07倍水头，且不小于3m,上游测设排水沟，L取3米。各层廊道在左右两岸应各有一个出口，并用铅直的井使各层廊道连通。6.3坝体分缝纵横缝的划分应根据坝基地形地质条件、坝体布置、坝体断面尺寸、温度应力和施工条件等因素通过技术经济比较确定。横缝为了减小温度应力，适应地基不均匀变形和满足施工要求等，常在坝体内设横缝，用横缝将坝体分成若干个独立的坝段。当溢流坝的横缝设在闸墩位置时，需适当增厚闸墩，本工程当中缝设在孔口之间，因此须在坝面上做特殊的横缝止水处理。横缝间距在12~20m间。一般来说如果有特别的要求，横缝可以小于12m和大于20m，这里将泄洪坝段作为一个独立的坝段，缝距为13m，其余的为16m。横缝内必须设止水。上游面共设两道止水铜片，两止水铜片间设沥青井。第一道止水至上游坝面的距离1~2m间，与坝体止水相一致。金属止水片采用1.0~1.6mm厚的紫铜片，作成可收缩的形状“Ω”，每侧埋入混凝土的长度为20~25cm。沥青井采用圆形，原形沥青井的直径为10cm井内灌注的填料有Ⅱ号或Ⅲ号的油沥青，水泥和石棉粉组成。井内设加热设施，在井底设沥青排除管，以便排除老化的沥青添新料。止水片和沥青井应伸入基岩约30~50cm。纵缝这里采用铅直纵缝。这是最常用的一种纵缝形式。缝的间距根据混凝土浇筑能力和温度控制要求确定，一般为15~30m，这里所有的间距为20m。纵缝过多，不仅增加缝面处理的工作量，还会削弱坝的整体性。纵缝缝面应设水平向键槽。为了更好地传递压力和剪力，键槽应呈斜三角形，槽面大致沿主应力方向，在缝面上布置灌浆系统,本工程设垂直纵缝，取间距19米。3、水平施工缝水平施工缝：坝体上、下层浇注块之间的的结合面。一般浇注块的厚度约为1.5～4.0米，施工时按40cm的浇捣层连续浇注，上下浇注块之间间隔5天。在靠近基岩面附近用0.75～1.0m的薄层浇筑以利散热，本工程用0.8米薄层浇筑，减少温升，防止开裂。6.4坝体混凝土分区坝体个部分的工作条件不同，对混凝土的强度、抗渗、抗冻、抗冲刷、抗侵蚀、低热、抗裂等性能的要求也不同。为了节约和合理利用水泥，通常将坝体按不同部位和不同工作条件分区，采用不同标号的混凝土。表6-3-1坝体各区对混凝土性能的要求分区强度防渗抗冻抗冲刷抗侵蚀低热最大水灰比严寒和寒冷地区温和地区Ⅰ+—++——+0.600.65Ⅱ++++—++0.500.55Ⅲ+++++—++0.550.60Ⅳ++++—+++0.550.60Ⅴ++++——++0.700.70Ⅵ++—+++++++0.500.50行间距固定值22磅行间距固定值22磅坝体混凝土分区标号应尽可能与水利枢纽中各结构物的混凝土标号一致，以减少混凝土标号总的种类，同一浇筑块中标号不得超过两种。分区厚度尺寸至少为2~3m。坝体不同分区的混凝土所用的水泥，应尽量采用同一种品种，并优先采用大坝水泥。有抗冻或者抗冲刷要求的部位，不宜采用火山灰水泥或者矿渣水泥。坝体内部的混凝土可加适当的掺和料和外加济，降低水泥用量，改善混凝土性能。图6-3-1分区示意图Ⅰ区-为上、下游最高水位以上坝体外部表面混凝土。一般用C15。Ⅱ区-为上、下游水位变化区的坝体外部表面混凝土，多采用厚3-5m的抗渗、抗冻并具有抗侵蚀性的混凝土，一般用C15。Ⅲ区-分别为上、下游最低水位以下坝体外部表面混凝土，其抗渗性要求较高，多采用厚2-3m的抗渗混凝土，一般用C20.Ⅳ区-为坝体靠近基础的底部混凝土，主要满足强度要求，一般用C20。Ⅴ区-为坝体内部混凝土，多采用低标号低热混凝土，本工程采用C15。Ⅵ区-抗冲刷部位的混凝土，如溢流面、泄水孔、导墙和闸墩等。本工程用C20。6.5止水设计横缝内需要设置专门的止水。①永久性横缝面常为平面，不设键槽，不进行灌浆，不用预留缝宽。②止水片。止水材料有金属片、橡胶、塑料及沥青等，对于高坝应采用两道止水片，中间设沥青井。金属止水片一般以紫铜片为材料，厚度1.0～1.5米。第一道止水：第一道止水至上游面的距离应有利于改善坝体头部应力，一般为0.5～2.0m（本设计采用1.0m），每侧埋入砼的长度约为20～25cm（本设计采用25cm）。第二道止水：材料为不锈钢片，尺寸和上面一样，距离上一止水0.8米。在止水片的安装时要注意保证施工质量，沥青井为方形或圆形（本设计采用方形），其一侧可用预制砼块，预制块长1.0～1.5m，厚5～10cm（本设计采用1m×10cm），沥青井是止水的辅助设施，在低坝中可简略，但须确保前面的止水片的止水质量。尺寸大致为15cm～15cm至25cm～25cm（本设计采用20cm×20cm），井内灌注的填料由二号或三号是由沥青，水泥和石棉粒组成，井内设加热设备（通常采用电加热的方法），将钢筋埋入井中，并以绝缘体固定，从底部一直通到坝顶，在井底设置沥青排出管，以便排除老化的沥青，重填新料，管径可为15～20cm。止水片的底部必须与基岩连接好，止水片及沥青井应埋入基岩约为30～50m，本设计取50cm，在基岩内挖方形坑后插入止水片，再回填沥青，如图6－4所示。由于坝的下游有水，在下游最高尾水位以下的坝面以内也需设置止水，一般只需设置一道。图6-4-1横缝止水示意图1-横缝2-沥青油毡3-止水片4-沥青井5-加热电极6-预制块7-钢筋混凝塞6.6排水设计6.6.1坝体排水标题字体四号字加粗标题字体四号字加粗上游面应尽可能采取抗渗性强的混凝土层，在坝体防渗层的下游应设置垂直的或近乎垂直的排水系统。排水管中心线距上游面一般为2~5m。这里采用2.5m，为了便于检查和清洗，通常将排水管直接通向廊道，这样排水管和纵向廊道到坝面的距离是一致的。渗入排水管的水可以汇聚到下游纵向廊道，沿着集水沟或集水管经横向廊道的排水沟汇入集水井，再用水泵向下游排放。当下游水位较底时，可以自流排水。排水沟的断面常用30×30cm，底坡千分之三。在非溢流坝内排水管的顶端应尽量通至坝顶。在溢流坝内排水管可升至堰顶以下1.5~2.0m处。排水管用多孔混凝土制成，其内径一般为15~25cm，这里采用150mm的管径。6.6.2坝基排水帷幕灌浆不能完全截断渗流。为了进一步的降低坝底渗透压力，常要设置坝基排水设施。基础排水系统包括排水孔幕和基面排水。一般在帷幕灌浆完成以后，在灌浆廊道内钻设排水管，形成排水管幕。排水孔幕距灌浆帷幕下游面约0.5～1.0倍帷幕孔距，在坝基面上，排水孔与帷幕孔的距离不宜小于2米。必须注意排水孔不得穿过帷幕，一般略向下游倾斜，与帷幕成10°～15°交角（本设计取12°）。排水孔距为2～3米（取3米），孔径为100～150mm（取100mm），孔深10米。排水孔通过坝内预埋钢管引至廊道边沟内，汇入集水井。对能充分利用排水作用的基础，除设一道主排水外，对于中坝可设1～2排的辅助排水，布置在基础纵向排水廊道内，孔距约为3～5米，孔深约为6～12米。拟订设置两排辅助排水，其孔距3米，孔深6米。如基岩裂隙发育，排水孔间还会有渗水流通，此时需要设计坝基排水网，但常因施工不慎而被堵塞，难以清理。由于枢纽所在坝基裂隙不发育，就不再设置排水网。只是沿横缝给每坝段设置一横向廊道，作为交通和集水之用。

7地基处理7.1混凝土重力坝的基础经处理后应符合下列要求①具有足够的强度，以承受坝体的压力；②具有足够的整体性和均匀性，以满足坝体抗滑稳定和减小不均匀沉陷；③具有足够的抗渗性，以满足渗透稳定，控制溢流量，降低渗透压力；④具有足够的耐久性，以防止岩体性质在水的长期作用下发生恶化。删除，不能作为一节删除，不能作为一节7.2坝基开挖地基开挖是将天然岩基的覆盖层及承载能力、抗剪强度不能满足要求的岩石开挖，开挖设计要求确定开挖的深度、形式及稳定的坡度。7.2.1开挖的目的和要求混凝土重力坝的基础开挖，应根据坝基应力，基岩强度及其完整性结合上部结构对基础的要求，有地质和设计人员共同拟订基岩利用标准，绘出基岩利用等高线，确定开挖深度，并在施工中根据实际情况加以修正。在一般情况下，对于低坝只须开挖表面风化破碎岩石；对于中坝易开挖由弱风化底部到弱风化的基岩；对于高坝需要开挖由弱风化层底部到新鲜的基岩。岸坡部位坝段的利用基岩标准可比河床部位宽些。但当坝体修建在非匀质岩层、薄层状或片状岩层。水平裂隙发育的岩层上时，地基开挖应较上述要求加深达到较完整的基岩。如果通过试验和其他论证，破碎的基岩通过固结灌浆等措施可以得到明显的改善，而又经济合理时，可用固结灌浆方法加固部分较破碎基岩。在该种地质条件下，决定岩石的开挖深度时还应该考虑加大坝基深度，在基坑下游面形成支撑来提高坝体的抗滑稳定性。总之，利用基岩的标准，应与设计采用的抗滑参数相适应。坝基范围内埋藏不深的溶洞，溶蚀面应尽量挖除。对于深部岩溶应根据基础受力扩散范围和防渗条件研究确定处理方法。7.2.2坝头开挖风化覆盖层厚的坝址在两岸坝头附近往往开挖甚深而修建的坝体，除采用开挖到弱风化较完整的基岩来修建坝体方式以外，为了减小开挖工程量也可采用以下几种方式。⑴按照防渗要求采用槽挖回填混凝土或者粘土心墙；⑵洞挖以后回填混凝土齿墙，深入岸坡；⑶灌浆防渗不开挖。上述处理方式，需根据处理后的可靠程度施工条件经济条件等比较后选定。7.2.3开挖形状和坡度坝基开挖面不应向下游倾斜。如果基岩表面向下游倾斜，可以开挖成大的水平台阶，台阶的宽度和高度应与混凝土浇筑大小，和下游坝体的厚度相适应。对于节理或层理比较发育且向下游倾斜的岩基，除开挖成大的台阶外，在坝体上游部分应加深开挖成坡度平缓的齿墙，以增加坝体的稳定性。平行坝轴线的两岸岸坡，如倾角较大时，为了坝段的横向稳定性，通常在斜坡上按坝体的分段开挖成台阶。台阶应位于坝体的横缝部位（有时横缝的布置需根据岸坡开挖的平台形状加以调整），台阶的尺寸和数量在满足应力稳定的条件下结合岩石节理裂隙情况而定。台阶应避免开挖成锐角甚大的陡坡，以免发生应力集中或坝体混凝土与基岩不能紧密结合。为了确保坝体倾向稳定，除尽量开挖有足够宽度的台阶以外，或采取横缝灌浆，或将坝段的横缝间距扩大，浇成人工平台，以便相邻坝段的横缝位于其上。开挖坡度应保证施工期边坡的稳定，可根据岩石节理的走向、倾角、节理中充填物性质、边坡高度、边坡保持的时间和条件以及地下水等因素决定，可按下列原则拟订：⑴边坡走向与节理走向一致时，边坡坡度不应陡于节理的坡度。⑵永久的、侵水的或开挖深度较大的边坡应比临时的、不侵水的或开挖深度较小的边坡平缓一些根据地质资料图，参照以上地基的处理方法对坝址处的地基进行开挖处理。7.3固结灌浆固结灌浆改为灌浆固结灌浆改为灌浆7.3.1固结灌浆的目的⑴胶结坝基岩石裂隙；⑵填实岩基下埋藏的溶洞、溶槽等用混凝土回填后，其顶部及周围与岩石间隙缝。提高基岩承载能力，减少不均匀沉陷；增强帷幕部位的基岩以提高帷幕灌浆压力；固结基岩与坝体混凝土的接触面，提高接触面的抗剪强度；断层破碎带及其两侧影响带固结灌浆后，提高其承载能力，减少沉陷；7.3.2范围和布置固结灌浆的范围主要根据岩石的工程地质条件并结合坝的高度参照水泥灌浆试验资料来确定，位于裂隙不发育的基岩上的低坝，在开挖过程中又未恶化基础自然条件时，可以不进行固结灌浆；对于高坝，则除坝基范围内灌浆外，在坝基上、下游附近应力较集中区适当扩大固结灌浆范围。固结灌浆的孔深应根据基岩地质条件即基岩裂隙发育程度和分布情况，岩石的吸水率坝基的应力分布情况而定。一般为8m，断层破碎带及其两侧影响带及坝基应力较大的高坝基础，可适当加深，帷幕上游区宜结合帷幕深度确定孔深，一般采用8~15m，岩溶地区视溶洞、溶槽埋藏深度及坝基应力情况确定。孔距、排距与基岩裂隙率、裂隙宽度及其充填物性质、冲洗的效果，灌浆的压力等有关，应通过试验来确定，一般采用3~4m。钻孔方向应根据主要裂隙产状结合施工条件来确定，使尽量穿过较多的裂隙。图7-3-1固结灌浆布置图7.3.3帷幕灌浆⑴帷幕灌浆尽可能布置在坝基的迎水面，常设置在坝体灌浆廊道下的基础内，形成一道连续而倾斜的或者垂直的幕墙。斜幕一般比直幕好，但施工比较复杂。为了使坝体的混凝土与基岩接触良好，保证帷幕效果，设计中应使帷幕区不产生拉应力。为了降低绕坝渗流速度，防渗帷幕均应先岸坡内延伸一定的距离。帷幕灌浆钻孔方向，原则上应尽量穿过最多的裂隙和岩层层面，但也需考虑实际施工条件，钻孔倾角不宜过大，常控制在0°~10°之间。当相邻地区帷幕钻孔的倾角有变化时，应采用渐变方式来衔接，不应使帷幕错开而影响其连续性。⑵帷幕的深度、排数和孔距帷幕深度由基础岩石内不透水层深度，作用于建筑物上水头大小以及防渗及坝底扬压力的要求来确定。当坝基相对隔水层埋藏深度有明显的界限时，防渗帷幕深度应根据不同的坝高深入到单位吸水量ω（0.05~0.01升/分·米·米的等值线以下3~5m），当坝基相对于隔水层埋藏较深或分布无规律时，帷幕深度参照渗流计算和已建工程的经验来确定，通常可在（0.3~0.7）H（H为坝的设计水头）范围内选择；在岩溶地区应根据基础中溶洞及渗透通道的分布情况而定，有时远较设计水头深这里设计的深度为15m。河床部分坝基帷幕设计深度过渡到两岸岸坡部分时，可用设计深度为半径，坝体与岸坡基岩接触点为圆心，作许多圆弧以其外包线为灌浆的范围。帷幕灌浆的排数，排距和孔距应根据工程地质条件、水文条件，作用水头，有灌浆试验资料选定。帷幕排数在考虑上游区的固结灌浆对加强基础浅部的防渗作用后。本工程属中低坝，采用一排布置。在有可溶性矿物或强侵蚀水的作用的基础内，为了提高防渗帷幕的密实性，也要增加帷幕排数，有两排以上钻孔组成的帷幕，其中一排钻孔必须达到设计深度，其余各排的孔深一般可取设计深度的1/2~2/3倍。帷幕基本孔间距应根据能够保证其在全长上密实性，连续性的要求来确定。基本孔孔距与岩石的裂隙程度，钻孔排数以及灌浆压力等有关，孔距取1.5~4.0m。如果遇到破碎带或较大裂隙时，则需根据裂隙的特性进行选择，或采用其他防渗措施。帷幕灌浆的排距可比孔距略小。两排以上钻孔采用梅花型排列，此时每两排之间的钻孔成等边三角形，则排距为0.866倍基本孔距。图7-3-2防渗帷幕和排水孔幕布置图7.3.4断层和破碎带、软弱夹层和溶洞的处理字体改为4号字字体改为4号字1、断层和破碎带处理断层破碎带的强度低，压缩变形大，易于使坝基产生不均匀沉降，引起不利的应力分布，导致坝体开裂。如果破碎带与水库相通，还会使坝底的渗流压力加大，甚至产生机械或化学管涌，危急大坝安全。对于倾角较陡的走向近于顺河流流向的破碎带，可采用开挖回填混凝土的措施，做成混凝土塞。其高度可取断层宽度的1~1.5倍，且不得小于1.0m。如破碎带延伸至坝体上、下游边界线以外，则混凝土塞也应向外延伸，延伸长度取为1.5~2倍混凝土塞的高度。对于走向近于河流流向的缓倾角断层破碎带，埋藏较浅的应予挖除；埋藏较深的，除应在顶面作混凝土塞外，还要考虑其深埋部分对坝体稳定的影响。必要时可在破碎带内开挖若干个斜井和平洞，回填混凝土，形成由混凝土斜塞和水平塞组成的刚性骨架，封闭该范围内的破碎物，以阻止其产生挤压变形和减少地下水产生的有害作用。

2、软弱夹层处理软弱加成的厚度较薄，遇水易软化或泥化，使抗剪强度降低，不利于坝体的抗滑稳定，特别是连续、倾角小于30°的软弱夹层更不为利。对埋藏较浅的软弱夹层多用明挖换基方法，将夹层挖除，回填混凝土。对埋藏较深的软弱夹层，应根据夹层的埋深、产状、厚度、充填物的性质，结合工程的具体情况采用不同的处理措施：在坝踵部位做混凝土深齿墙，切断软弱夹层直达完整基岩。当夹层埋藏较浅时，此法施工方便，工程量不大，且有利于坝基防渗，使用得较多；对埋藏较深、较厚、倾角平缓的软弱夹层，可在夹层内设置混凝土塞；在坝趾处建混凝土深齿墙，切断软弱夹层直达完整基岩，以加大尾岩抗力，这种方法适用于在建坝过程中发现未预见到的软弱夹层或已建工程抗滑稳定的加固处理；在坝趾下游侧岩体内设钢筋混凝土抗滑桩，切断软弱夹层直达完整基岩，由于抗滑桩的作用不十分明确，目前尚无成熟的计算方法；在坝趾下游岩体内采用预应力锚索以加大岩体的抗力，适用于已建工程的加固处理。3、溶洞处理

太岩溶地区建坝，可能遇到溶洞、漏斗、溶槽和暗河等地质缺陷，它们不仅是漏水的通道，而且还降低了基岩的承载能力。处理措施主要是开挖、回填和灌浆等办法的配合应用。对于浅层溶洞，可直接开挖，清除充填物并冲洗干净后，用混凝土回填。对于深层溶洞，如规模不大，可进行帷幕灌浆，孔深需要深入溶洞以下较不透水的岩层；如漏水流速大，还可在浆液中掺入速凝剂、加投砾石或灌注热沥青等以便加快堵塞。对于深层较大的溶洞，可采用洞挖回填的方法进行加固处理。8总结空两个字符，不要序号空两个字符，不要序号本次毕业设计是根据教学要求，对水利水电专业本科毕业生进行的最后一项教学环节。本次毕业设计内容为百色水利枢纽工程，流域为我国某一大河的支流。本枢纽主要任务为发电，兼做防洪之用。本工程建成投产后，具有可观的经济效益。本次设计包括了一般水利枢纽所需进行的水工初步设计的全过程。设计的主要部分为坝型选择，枢纽布置以及细部构造。计算的主要部分为非溢流挡水坝段和溢流坝段的稳定及应力分析。其中很多内容采用了各种图表，力求做到设计清晰明了。其主要建筑物由挡水建筑物、泄水建筑物、发电建筑物、放空建筑物组成。主要建筑物为二级，次要建筑物为三级。坝型选用混凝土实体重力坝。挡水坝段最大断面的底面高程为115米，坝顶高程为235米，防浪墙高1.2米，最大坝高为110m。坝顶宽10米，最优断面的上游坝坡坡率为1:0.2，上游折坡点高程为186.5米，下游坝坡坡率为1:0.7，下游折坡点高程219.7米。溢流坝段最大断面的底面高程为300米，堰顶高程217.3米，溢流堰采用WES曲线设计，直线段坡率为1：0.7，反弧段半径取25米，上游坝坡坡率取1：0.2，折坡点高程为186.5米，上游坝面与WES曲面用1/4椭圆相连。本枢纽溢流堰采用挑流方式消能，挑角取250。止水采用两道紫铜中间加沥青井的形式。坝基防渗处理（主要依据上堵下排的原则），上游帷幕灌浆（两道），下游侧设置排水管。以非溢流挡水坝段为计算选择断面，进行了抗滑稳定分析和应力分析，分别采用抗剪断计算法和材料力学法计算法进行计算，最终验算满足抗滑稳定，上游坝踵没有出现拉应力，设计剖面合理可行。在毕业设计前期，我温习了《水工建筑物》、《水力资源规划及利用》、《水力学》等知识，并查阅了《水工设计手册》、《混凝土重力坝设计规范》、《水利水电工程等级划分及洪水标准》等规范。在毕业设计中期，我通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行重力坝枢纽设计。在毕业设计后期，主要进行设计手稿的电子排版整理。在毕业设计的两个多月里，经过资料查阅、设计计算以及外文翻译，使我了解并初步掌握了水利工程的设计内容、方法和步骤，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解，巩固了专业知识，提高了综合分析、运用所学的课程知识解决实际工程问题的能力。在绘图时熟练掌握了各种制图软件，以及多种结构设计软件。以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。在设计过程中得到了老师的审批和指正，使我圆满地完成了设计任务，在此我表示衷心的感谢。虽然在本次设计中我作出了许多努力，但是，由于只是部分结构物设计，考虑问题较单一，采用基础资料一般以书本为主，加之，对实践操作缺乏经验，因此，本次设计一定会有各种不足与缺点，跟实际情况难免有出入，敬请读者批评指正。删除删除

致谢空2个字符空2个字符时光荏苒，岁月如梭。短暂而又充实的四年大学生涯