第三章

土石壩樞紐設(shè)計主要學(xué)習(xí)內(nèi)容：1、土石壩設(shè)計的基本內(nèi)容(包括樞紐布置、壩體斷面擬定、滲流與穩(wěn)定校核、細(xì)部構(gòu)造、地基處理、溢洪道設(shè)計等)；2、土石壩設(shè)計實例。對學(xué)員的學(xué)習(xí)要求：掌握設(shè)計實例中的壩體斷面擬定、滲流與穩(wěn)定分析，理解其他內(nèi)容。學(xué)習(xí)內(nèi)容摘要：3.1主要設(shè)計任務(wù)及設(shè)計內(nèi)容1、壩軸線選擇；2、壩型選擇；3、樞紐布置；4、擋水建筑物設(shè)計：包括土壩斷面設(shè)計、平面布置、滲流計算、穩(wěn)定計算、細(xì)部構(gòu)造設(shè)計、基礎(chǔ)處理等。

5、泄水建筑物設(shè)計：溢洪道或?qū)Я饕绾槎丛O(shè)計，以水力計算為主。溢洪道設(shè)計包括堰型選擇、確定孔口尺寸、平面和縱剖面布置及各部分尺寸確定、防滲排水設(shè)計、消能防沖設(shè)計、細(xì)部構(gòu)造、地基處理及連接建筑設(shè)計等。導(dǎo)流隧洞設(shè)計包括平面位置選定、剖面布置、水力計算、防滲排水和灌漿布置等。6、分別繪制土壩、溢洪道、導(dǎo)流隧洞等結(jié)構(gòu)與構(gòu)造圖。3.2設(shè)計基本資料1、地形資料；2、庫區(qū)和壩址的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)資料；3、水文氣象資料；4、水利計算資料；5、建筑材料；6、其他資料；3.3設(shè)計成果的具體要求

3.3.1設(shè)計說明書建議編寫提綱

設(shè)計說明書建議按下述次序編寫：設(shè)計題目目錄摘要前言第一章設(shè)計基本資料第一節(jié)工程概況及工程目的第二節(jié)基本資料第二章樞紐布置第一節(jié)壩軸線選擇第二節(jié)樞紐布置及工程等級第三章土壩設(shè)計第一節(jié)壩型確定第二節(jié)壩體斷面設(shè)計第三節(jié)壩體滲流計算第四節(jié)土壩穩(wěn)定計算第五節(jié)細(xì)剖構(gòu)造設(shè)計第六節(jié)地基處理第四章溢洪道設(shè)計第一節(jié)溢洪道型式、位置、線路布置第二節(jié)確定孔口尺寸第三節(jié)溢洪道平面布置與縱斷面布置第四節(jié)消能設(shè)計第五節(jié)細(xì)部構(gòu)造設(shè)計第六節(jié)地基處理與連接建筑物第五章導(dǎo)流泄洪洞設(shè)計第六章結(jié)論參考文獻(xiàn)

3.3.2設(shè)計計算書設(shè)計計算書參照上述說明書的順序,按照第一章的要求編寫。3.3.3設(shè)計圖設(shè)計圖要求制圖正確，圖面飽滿，沒有重復(fù)，線條分明，字體工整，尺寸齊全。比例尺及材料符號等應(yīng)符合《水利水電工程制圖》規(guī)范要求。如果是畢業(yè)設(shè)計每個學(xué)員至少應(yīng)完成設(shè)計圖紙4～5張，即：土壩樞紐平面布置圖，土壩斷面圖、上游或下游立視、細(xì)部構(gòu)造圖、泄水建筑物（溢洪道或?qū)Я餍购槎矗┎贾脠D及配筋圖等。3.4設(shè)計方法指導(dǎo)

3.4.1了解任務(wù)書并分析原始資料基本資料是水庫樞紐設(shè)計的依據(jù),它直接影響到壩型選擇、工程規(guī)模、工程效益、材料用量、和投資等，因此必須認(rèn)真調(diào)查搜集。1、地形資料。是壩址選擇、水庫建筑物總體布置以及施工方案比較等工作的基本資料。其表現(xiàn)形式主要是地形圖。庫區(qū)地形圖的比例尺，可根據(jù)庫區(qū)大小不同而定，中型水庫一般可采用1：5000或1：10000，小型水庫可采用1：1000或1：2000。壩址地形圖一般采用1：5000或1：1000。特殊情況可以適當(dāng)放大或縮小。

2、地質(zhì)資料。地質(zhì)條件是影響壩址選擇及建筑物布置的最重要因素之一，包括壩址附近河床覆蓋層的厚度和土壤物理力學(xué)性質(zhì)，巖石巖性、構(gòu)造和風(fēng)化程度，壩基與兩岸的滲漏和穩(wěn)定情況，庫區(qū)地質(zhì)在水庫蓄水后能否產(chǎn)生滲漏和塌岸等。3、水文、氣象資料。主要是流域降雨資料及不同頻率的河流的來水過程資料，還包括壩址區(qū)氣象變化規(guī)律以及氣溫、雨量、風(fēng)速、凍層厚度及地震基本烈度等資料。4、水利計算資料。水庫規(guī)劃的各種特征水位、流量和泥沙情況。5、收集壩區(qū)附近的土、砂、石料的分布情況、儲量、物理力學(xué)性質(zhì)以及運輸條件和單價等資料。6、其他資料。主要包括壩址處的水位流量關(guān)系曲線、水位庫容關(guān)系曲線等。3.4.2軸線選擇壩軸線的選擇根據(jù)地形、地質(zhì)、工程規(guī)模及施工條件，結(jié)合水利樞紐的布置、水庫淹沒情況和經(jīng)濟(jì)條件等綜合考慮。一般應(yīng)考慮以下幾點：1、地形條件。在地形上，應(yīng)盡量選擇地形上有利的壩址，例如壩軸線較短，河谷較窄，便于布置泄水建筑物等。同時兩岸壩端要有足夠的高程和厚度，以給工程擴(kuò)建留有余地。2、地質(zhì)條件。壩基和兩岸山體，應(yīng)無大的不利南質(zhì)構(gòu)造問題，巖石應(yīng)較完整。并應(yīng)盡量將壩基置于透水性小的堅實地層上（黏、壤土或巖基），或厚度不大的透水地基上，盡量避免在強(qiáng)透水地基上建壩。3、筑壩材料。壩址附近要有足夠數(shù)量符合設(shè)計要求的建筑材料，且便于開采運輸，同時確保各期施工的用料要求。4、樞紐布置。壩址區(qū)應(yīng)有便于布置輸水建筑物、溢洪道、電站等工程的地形、地質(zhì)條件，且各建筑物之間應(yīng)互不干擾，便于施工和管理運用。壩址的選擇除以上幾個因素外還要考慮施工條件、對外交通及水庫的運行管理對壩址選擇的影響，以上幾個條件很難同時滿足。應(yīng)抓住主要矛盾，權(quán)衡輕重，作好調(diào)查研究工作，進(jìn)行細(xì)致的方案比較，選出比較合適的壩軸線。3.4.3土石壩樞紐組成及布置

1、樞紐組成樞紐組成以土石壩為主體，并包括有泄洪建筑物、灌溉引水建筑物、發(fā)電引水建筑物、水電廠房、開關(guān)站、排砂建筑物、工業(yè)用水引水建筑物、放空水庫的泄水建筑物、施工導(dǎo)流建筑物、船建筑物、過木建筑物、魚道等。這些建筑物有的可以合并綾使用，如發(fā)電引水和灌溉引水建筑物可合并或部分合并，排砂和放空水庫泄水建筑物可以結(jié)合；有的則可以分開，如泄洪建筑物可分開成溢洪道貌岸然泄洪洞。這些都要按具體情況加以研究。土石壩樞紐組成主要可以概括為3大類，即土石壩、溢洪道和隧洞。土石壩用以攔蓄洪水，形成水庫；溢洪道則用以宣泄洪水，確保大壩安全；隧洞則用以灌溉、發(fā)電、導(dǎo)流、泄洪排砂等。

2、樞紐布置原則樞紐布置應(yīng)做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工互不干擾、管理運用方便。應(yīng)選擇多種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從而選出最優(yōu)方案。樞紐布置應(yīng)服從以下原則：1）樞紐中的泄水建筑物應(yīng)能滿足設(shè)計從容不迫運用條件和要求。2）泄洪建筑物形式選擇時，宜優(yōu)先考慮采用開敞式溢洪道貌岸然為主要泄洪建筑物，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。3）泄水引水建筑物進(jìn)口附近的岸坡應(yīng)有可靠的防護(hù)措施，當(dāng)有平行壩坡方向的水流可能會沖刷壩坡時，壩坡也應(yīng)有防護(hù)措施。4）應(yīng)確保泄水引水建筑物進(jìn)口附近的岸坡的整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性。5）當(dāng)泄水建筑物出口消能后的水流沖刷下游壩坡腳時，應(yīng)畢竟采用尾水渠或采取工程措施保護(hù)壩坡腳折可靠性和經(jīng)濟(jì)性，可采取其中一種措施，也可同時采用兩種措施6）對于多泥沙河流，應(yīng)考慮布置排砂建筑物，并在進(jìn)水口采取防淤措施。7）高、中壩和地震區(qū)的壩，不得采用布置在非巖石地基上的壩下埋管理形式。低壩采用非巖石地基上的壩下埋管時，必須對埋管周圍填土的壓實方法、可能達(dá)到的壓實密度及其抵抗?jié)B透破壞的能力能否滿足要求進(jìn)行論證。8）樞紐布置應(yīng)考慮建筑物開挖料的利用。

3、不同地區(qū)的樞紐布置土石壩樞紐布置一般分為高山區(qū)、丘陵區(qū)及平原河道區(qū)3種。1）高山深谷區(qū)的樞紐布置（附圖講）P393）平原河道樞紐布置（附圖講）（石佛寺水庫）石佛寺水庫一期工程是遼河干流上唯一一座控制性水利工程，壩址位于沈陽市新城子區(qū)黃家鄉(xiāng)和法庫縣依牛堡鄉(xiāng)。水庫由主壩、副壩、泄洪閘、穿壩建筑物等項目組成。主副壩及防護(hù)堤全長42.7公里，泄洪閘共設(shè)16孔總寬248.5米。工程標(biāo)準(zhǔn)為100年設(shè)計、300年校核。水庫總庫容1.85億立方米，其中防洪庫容1.60億立方米。水庫建成后，可使遼河下游的防洪標(biāo)準(zhǔn)由現(xiàn)狀30年一遇提高到100年一遇，保護(hù)下游人口235.4萬人、耕地431.1萬畝，保護(hù)遼河油田、沈山鐵路、沈山公路、輸油管線等重要工礦企業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施。該工程遠(yuǎn)景作為“北水南調(diào)”工程的反調(diào)節(jié)水庫。石佛寺水庫樞紐一期工程位置圖朱爾山西小河山石家荒地團(tuán)山南山陳平堡新西小河祁家圍村堤勝利河拉河萬泉河沈公路長河