《混凝土面板堆石坝及溢洪道设计说明书及计算书(共94页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混凝土面板堆石坝及溢洪道设计说明书及计算书(共94页).doc（94页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上混凝土面板堆石坝设计及溢洪道设计目录专心-专注-专业摘要题目来源于我国地区某水利枢纽实际。设计的目的及意义主要在于巩固、扩大和提高所学水利水电理论知识，使其得到实际运用，并使之系统化。锻炼和培养运用所学专业基础理论知识解决工程实际，并进行设计、计算、制图的能力，提高撰写专业技术报告的水平。设计的主要内容包括：坝址、坝轴线、坝型的选择，枢纽布置，面板堆石坝设计，泄水建筑物设计，细部构造设计，地基处理和施工组织设计等。此外还进行了混凝土面板堆石坝的断面设计以及材料分区、面板、趾板、止水构造、面板分缝等设计。采用的主要方法有渗流计算的水力学法、坝顶垂直沉降的工程类比估算法，
2、以及相关规范、水力计算手册所推荐的方法。关键词：混凝土面板堆石坝 CFRD 面板 溢洪道枢纽布置AbstractQuestions from some water conservancy hub in southwest China. Main purpose and significance of design is to consolidate and expand and improve the learned theory knowledge of water resources and hydroelectric power, make its get practical appli
3、cation, and make it systematic. Exercise and develop the professional basic theoretical knowledge to solve practical engineering, and to carry on the design, calculation and drawing ability, improve the writing level of professional technical report.Design the main contents include: the axis of the
4、dam, dam, dam type selection, general layout, the design of concrete face rockfill dam, building drainage design, detail structure design, foundation treatment and construction organization design, etc. In addition also has carried on the concrete face rockfill dam of the cross section design and ma
5、terial partition, panels, toe slab, water stop structure, stitched design points. Main methods used in the design process, there is seepage calculation of hydraulic crest vertical subsidence engineering analogy method, estimation, and related specifications, manual hydraulic calculation method recom
6、mended.Key Words: Concrete face rockfill dam CFRD Panel The layout of the spillway前 言毕业设计既是大学的必修课，又是检验我们四年来学习成果的机会，是对我们所学理论知识的一次系统的复习巩固过程，为我们以后的学习和工作奠定坚实的理论基础。为了做好这次的毕业设计，我们需要全面系统的了解一份设计的基本步骤，工程的基本建设程序，通过查阅大量的相关工程资料，运用所学的知识及现有类似工程具体分析类比设计中所面临的问题并给予解决，按时、保质保量的完成本次设计任务。1.设计任务书及原始资料是工作的依据，因此首先要全面了解设计任务
7、，熟悉该河流的一般自然地理条件，坝址附近的水文和气象特性，枢纽及水库的地形、地质条件，当地材料，对外交通及有关规划设计的基本数据，只有在熟悉基本资料的基础上才能正确地选择建筑物的类型，进行枢纽布置、建筑物设计及施工组织设计。因此，应把必要的资料整理到说明书中。通过对资料的了解和分析，初步掌握原始资料中对设计和施工有较大影响的主要因素和关键问题，为以后设计工作的进行打下良好的基础。2.本次设计内容及要求：（1）坝轴线选择、坝型选择,枢纽布置。（2）挡水建筑物设计：包括土坝断面设计、平面布置、渗流计算、稳定计算、细部构造设计、基础处理等。（3）泄水建筑物设计：溢洪道或导流洞设计（仅选其中一项），以
8、水利计算为主。选取溢洪道设计。（4）施工组织设计（选作内容）。仅作简单的阐述。3.工程设计概要该水利枢纽工程属于等中型工程，是一座以农田灌溉为主，兼顾防洪、渔业的综合利用水利枢纽，通过该枢纽的建设，不仅能大幅改善当地农田灌溉的水资源利用率，还能够推动当地经济的发展，有效的改善人民的生活水平。第一章 工程概况c河是我国西南地区某江的一级支流，根据河流规划拟建一水库，本设计的任务是对A河水利枢纽进行设计，其基本资料如下。1.1枢纽任务本工程以农田灌溉为主，兼具防洪、渔业等功用。水库正常蓄水位1317.01m，死水位1275.67m，灌溉面积3.5104亩。减轻洪水对下游两岸的威胁，安全泄洪量控制在
9、70m3/s以内，正常蓄水位时，水库面积为15.6km2，为发展水产养殖创造条件。1.2 自然地理与水文特性气候1.2.1 流域概况A河是位于我国西南地区某江的一级支流，流向自南向北，全长42km，流域面积558km2，坝址以上流域面积为15.3km2。本流域内地层发育齐全，构造运动和岩浆活动不甚发育，构造以褶皱为主，断裂较少，构造以南北向和东北向为主。流域内支流较多，切割强烈，地表大部分为松软砂岩、页岩、泥岩及石灰岩的风化层，河流冲积层较厚，两岸有崩塌现象。全区水路交通较为便利，信息畅通，森林资源丰富，覆盖率达40%以上。1.2.2气候特性亚热带海洋性季风气候，四季分明，雨热同季，日照少、雨
10、量大、气候湿润。年平均气温17.8，最高气温达40，发生在7、8月份，最低气温-1.7，发生在1月份；年均降雨146天，年均降雨量为1056.2mm，干湿度为0.82。全年风力较小，风速一般为1m/s，偏东北向或东向。1.2.3 水文特性A河径流的主要来源是降水，因山区流域无明显调节，一般是每年5月河水开始上涨，汛期开始，至9月底枯水期开始，直至次年汛期。实测A河最大流量为150m3/s，多年平均径流量为0.467m3/s。经分析求得不同频率的洪峰流量见表1。表1.2.1 不同频率的洪峰量表0.1%0.5%1%2%洪峰量(m3/s)259235202162表1.2.2 水库水位库容曲线水位(m
11、)127712811287129312991305131113171322库容(万m3)3610219729841858780411011333A河为山区河流，含沙量与降水强度等相关。据统计多年平均输沙量为1.87万t，而相应枯水期含沙量偏小，初步估算30年后坝前淤积高程达1270m。1.3 工程地质及水文地质1.3.1工程地质库区内出露地层有砂岩、页岩、泥岩及石灰岩等，经地质勘探认为渗漏情况不大。但水库蓄水后，两岸的坡积及残积等物质可能出现坍塌，经过勘测，坍方量在300万m3左右。坝址区处于河流流向NE的“U”型河谷上。两岸岸坡较不对称，左岸岸坡较平缓，右岸岸坡较陡。岸坡高度150m，岸坡坡
12、角一般30-50，岸坡无明显的侵蚀面发育。谷底平缓，宽130150m。河床宽820m，分布冲洪积层，上部为砂壤土夹漂石，下部为砂卵砾石，中夹淤质土，结构松散，厚69.5m；下伏基岩为三迭系上统须家河组第7层（T/3xj7/)：青灰色、灰白色中薄层状中细粒含长石石英砂岩与灰黑色中薄层状泥岩互层中厚层厚层状中粗粒含长石石英砂岩夹薄中厚状泥岩及煤线。F/4断层形成局部强风化带，相对隔水层埋深3151m。其上为中等强透水。Qcol/ :=1821, =2430,C =00.005 R=0.20.3 J/允=0.10.3 Qpal/:=2021 , =2630,C =0 R=0.20.3 J/允=0.1
13、0.2 J/1-2z、T/3xj3/、T/3xj7/强风化泥岩岩体：=2223，R/b=15，R=0.30.5，=0.310.34，E/0=0.10.2，=2430，C=0.005 J/1-2z、T/3xj3/、T/3xj7/ 弱风化泥岩岩体：=2325，R/b=810，R=0.81.2，=0.280.30，E/0=0.81.2，=2831，C=0.0750.15J/1-2z、T/3xj2/、T/3xj7/强风化砂岩岩体：=2425，R/b=1020，R=12，=0.310.34，E/0=23，=3033，C=0.020.1J/1-2z、T/3xj2/、T/3xj7/弱风化砂岩岩体：=2526
14、，R/b=5060，R=3.54.5，=0.270.29，E/0=34，=3638，C=0.20.51.3.2水文地质河流两岸有泉水出露，流量0.0150.3L/s，分布高程1285m1370m。左右两岸地下水位均高于河水位，左岸地下水坡降约0.023，右岸地下水坡降约0.172。1.3.3地震烈度本地区地震烈度为度。1.4建筑材料砂砾料料场坝址上下游各有2个，总量达1850万m3；黏性土料上游2个料场，下游1个料场，总量190万m3。料场距离坝址约4km。石料总储量达450万m3，开采条件好，距离坝址近。1.5经济资料及其他 流域内部为农业人口，正常蓄水位淹没人口112人。 其他资料： 坝区
15、地形图1张，坝轴线附件地质剖面图2张； 洪水调节计算成果： 堰顶高程I=1317.01m，溢流孔口净宽B=5m； 正常蓄水位1317.01m,下游水位为1260.55m; 设计洪水位1319.87m，设计泄洪量36.7m3/s，下游水位1260.65m; 校核洪水位1321.35m，校核泄洪量68.3m3/s，下游水位1260.95m。第二章 设计标准及依据2.1 设计依据为贯彻执行国家技术和经济政策，达到既安全又经济的目的，应该对水利枢纽按其规模，效益在国民经济中的重要性，对建筑物进行分级，在设计和施工中，对不同级别的水工建筑物在安全系数，洪水标准，安全超高等技术方面，则区别对待，具体划分依
16、据中华人民共和行业标准。SL2522000水利水电工程等级划分及洪水标准中有关规定确定。结合枢纽任务，根据资料，本枢纽水库总库容为1101万m（0.11亿m），最大库容为0.13亿m；水库以农田灌溉为主，灌溉面积为3.5万亩，另外考虑供水对象重要性，防洪要求根据表2.1.1本枢纽定为等中型工程。根据表2.1.2永久性水工建筑物级别，及表2.1.3水库大坝提级指标，本枢纽工程等别为等，其主要建筑物（大坝、溢洪道）属于3级，次要建筑物属4级。根据枢纽等别和建筑物级别，对照规范水利水电工程等级划分及洪水标准，山区水利水电工程水工建筑物洪水标准表，见表2.1.3，确定水工建筑物设计标准为50年一遇，2
17、000年一遇洪水标准校核。根据表2.1.4，水库溢洪道消能防冲建筑物的洪水标准按30年一遇洪水设计。表2.1.1 水利水电工程分等指标工程等别工程规模水库总库容（m）防洪治涝灌溉供水发电保护城镇及企业的重要性保护农田 （亩)治涝面积（亩）灌溉面积（亩）供水对象重要性装机容量KW大1型10特别重要500200150特别重要120大2型10-1.0重要500-100200-60150-5重要120-30中型1.0-0.10中等100-3060-1550-5中等30-5小1型0.10-0.01一般30-515-35-0.5一般5-1小2型0.01-0.001530.51表2.1.2 永久性建筑物级别
18、工程等别主要建筑物次要建筑物1323344555 表2.1.3 山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准（重现期：年）项目水工建筑物级别12345设计1000-500500-100100-5050-3030-20校核土石坝可能最大洪水或10000-50005000-20002000-10001000-300300-200混凝土坝、浆砌石坝5000-20002000-10001000-500500-200200-100表2.1.4 山区、丘陵区水利水电工程消能防冲建筑物洪水标准永久性泄水建筑物级别12345洪水重现期（年）100503020102.2 设计标准SL252-2000水利水电
19、工程等级划分及洪水标准SL274-2001碾压式土石坝设计规范SL203-97水工建筑物抗震设计规范SL2532000溢洪道设计规范SL228-98混凝土面板堆石坝设计规范SL303-2004水利水电工程施工组织设计规范第三章 枢纽布置3.1 坝轴线选择混凝土面板堆石坝的坝轴线选择，既要考虑坝址的地形地质条件，又要考虑面板堆石坝的特点，且有利于其他建筑物的布置。重点是选择较理想的趾板线位置，使趾板地基尽量置于坚硬。非冲蚀性的岩基上，尽量避开断裂发育、强烈风化、夹泥、岩溶等不利地质因素，使趾板地基处理工作量减少。另一方面要选择有利的地形，使坝轴线采用直线型式，并尽可能与河道正交，以节省坝体工程量
20、和方便施工.根据地形地质条件，选择地形图所示的A河道作为坝址，并拟定I-I为坝轴线、II-II为坝趾轴线。从地质剖面图来看，该区域处于河流流向NE的“U”型河谷上。两岸岸坡较不对称，左岸岸坡较平缓，右岸岸坡较陡，岸坡坡角一般30-50，岸坡无明显的侵蚀面发育。谷底平缓。处理完河床覆盖层，并对坝基进行防渗处理，可满足建坝要求。综上因素，选择I-I为坝轴线、II-II为坝趾轴线。3.2 坝型选择根据所给库区地形地质条件资料，结合各坝型的特点进行如下坝型比选：坝型一：重力坝重力坝是一种古老而且应用广泛的坝型,它因主要依靠坝体自重产生的抗滑力维持稳定而得名。重力坝的结构简单,施工方便,抗御洪水能力强,
21、抵抗战争破坏等意外事故的能力强,工作安全可靠,至今仍广泛使用。 1、重力坝的工作原理 重力坝的工作原理是在水压力及其他荷载的作用下,主要依靠坝体自身重量在滑动面上产生的抗滑力来抵消坝前水压力,以满足稳定的要求,同时,也靠坝体自重在水平载面上产生的压重力来抵消由于水压力所引起的拉重力,以满足强度的要求。其基本剖面为上游近于垂直的三角形剖面,眼垂直轴线方向常没永久伸缩缝,将坝体分成若干独立工作的坝段,坝体剖面较大。 2、重力坝的特点 重力坝之所以能长久地被采用，主要是因为它具有以下几大优点：a.泄洪和施工导流比较容易解决。重力坝的断面大,筑坝材料抗冲刷能力强,适用于在坝顶溢流和坝身设置泄水孔。在施
22、工期可以利用坝体或底孔导流。枢纽布置方便一般不需要另设河岸溢洪道或洪隧洞。在意外情况下,即使从坝顶少量过水,一般也不会招致坝体失事； b.安全可靠,结构简单,施工技术比较容易掌握。坝体板样,立模和混凝土浇筑和振捣都比较方便,有利于机械化施工；c.安全可靠重力坝剖面尺寸大，应力较小，筑坝材料强度高，耐久性好，因而抵抗水的渗漏、洪水漫顶、地震和战争破坏的能力都比较强； d.对地形、地质条件适应性强任何形状的河谷都可以修建重力坝，因为坝体作用于地面上的压应力不高，所以对地质条件的要求也较低； e.枢纽泄洪问题容易解决重力坝可以做成溢流的，也可以在坝内设置泄水孔，一般不需要另设溢洪道或泄水隧洞，枢纽布
23、置紧凑；f结构作用明确重力坝沿坝轴线用横缝分成若干段，各坝段独立工作，结构作用明确，应力分析和稳定计算都比较简单。 但是，重力坝也有下面一些缺点： a坝体剖面尺寸大，水泥用量多；b坝体应力较低，材料强度不能充分发挥； c坝体与地基接触面积大，因而坝底的扬压力较大，对稳定不利。 d坝体体积大，施工期混凝土的温度应力和收缩应力较大，在施工期对混凝土温度控制的要求较高。坝型二：拱坝拱坝是在平面上呈凸向上游的拱形挡水建筑物，借助拱的作用将水压力的全部或部分传给河谷两岸的基岩。与重力坝相比，在水压力作用下坝体的稳定不需要依靠本身的重量来维持，主要是利用拱端基岩的反作用来支承。拱圈截面上主要承受轴向反力，
24、可充分利用筑坝材料的强度。因此，是一种经济性和安全性都很好的坝型。1、拱坝特点：(1)优点：拱坝利用拱的作用将荷载传至两岸，充分利用了材料的搞压性能，故拱坝可做得比较薄，大大节省混凝土方量，从而节省造价。此外，拱坝还可以在坝身开孔解决泄流问题，不需另外修建溢洪道，坝体重量轻，抗震性能好。(2)缺点：几何形状复杂，施工难度大。施工导流需一次断流，工另开导流隧洞。拱坝主要的缺点是对坝址河谷形状及地基要求较高。2、地质条件建造拱坝的地形条件是左右两岸对称，岸坡平顺无突变，砰面上为向下流收缩的峡谷地段，如V形和U形河谷。坝端下游侧要有足够的岩体支承，以保证坝体的稳定。理想的地质条件是基岩均匀单一、完整
25、稳定、强度高、刚度大、透水性小和耐风化。此外，拱坝要求两岸坝座附近河岸边坡岩体稳定，整体性好，没有大的断裂构造和软弱夹层，在荷载作用下不产生大的压缩变形。坝型三：土石坝1、土石坝特点(1)优点： a.就地取材，节省钢材水泥木材等，减少了建坝过程中的运输。 b.结构简单，便于维修和加高扩建。c坝身是土石散粒体结构，有适应变形的良好性能，因此对地基的要求低。 d施工技术简单，工序少，便于组合机械快速施工。 (2)缺点：坝身一般不能，施工导流不如混凝土坝方便，粘性土料的填筑受气候条件影响较大等。2、地质条件：土石坝能够适用各种地质条件综上所述，根据QA水库地质条件及附近建筑材料，发现重力坝及拱坝地形
26、地质条件不适宜，而土石坝能适应各种地质条件且附近有足够的建坝材料，因而选用土石坝为建坝坝型。土石坝按其施工方法可分为碾压式土石坝、抛填式堆石坝、定向爆破堆石坝、水中倒土坝和水力冲填坝。从地形地质条件以及附近建筑材料来看本次设计坝型应选择碾压式土石坝。碾压式土石坝根据土料配置的位置和防渗体类型的不同，又分为均质坝、斜心墙坝、混凝土面板堆石坝。均质坝材料单一，工序简单，但坝坡较缓，剖面大，工程量大，施工易受气候影响，冬季施工较为不便，坝体空隙水压力大。因此考虑均质坝方案是不宜采用的。土质防渗体分区坝主要有斜心墙坝、斜斜心墙坝、斜墙坝和多种土质坝等类型。斜心墙坝土质防渗体设在坝体中部，两侧为透水性较
27、好的砂石料，该坝型粘性土料所占比重不大，施工受季节影响较小，但施工时斜心墙与坝体同时填筑，相互干扰较大。混凝土面板堆石坝是以堆石体作为支承，而以土、混凝土、沥青混凝土等材料作为防渗体的一种坝型。具有很多优点:堆石体抗剪强度高，紧密度大，浸润线低，抗震稳定性好，堆石体可常年施工进度快，工期明显缩短，工程收效快，投资也明显地节省。混凝土面板堆石坝只要对地基进行适当的处理保证坝体的稳定，就能够在各类建基面上修建，同时坝址附近有多个土、石场，储量丰富，石料开采条件好，可作为堆石坝石料，在混凝土面板的作用下，整个大坝的防渗体系得到了更好的效果。在堆石料的和你充分利用下，整个工程量也较小，并且施工工艺简单
28、，对地形的适应力较强。施工期受雨季和严寒等气候条件的干扰很少，可以比较均衡正常的进行施工。对于混凝土面板堆石坝的施工导流和安全度汛也是很简单的，只要在汛期来临以前对坝体进行适当合理处理，就能保证坝体安全度汛的可行，减少不必要的工程量，使整个工程的合理性和经济性得到充分的体现。另外，碾压堆石体的沉降变形量很小，根据一些坝的实测结果推断，高110m的塞沙那坝，其100年后的坝顶沉降量仅为16cm，为坝高的0.15%。混凝土面板比较容易检查和维修。综上所述，在库区的地质条件、筑坝材料的开采、施工难度、工程量大小、工程造价等各方面影响下，选择适应性较强、施工工艺简单的混凝土面板堆石坝。3.3 枢纽的布
29、置A河枢纽主要由挡水建筑物（混凝土面板堆石坝）、泄水建筑物（岸边正槽式溢洪道)两大部分组成。根据枢纽区的地形地质条件以及当地建筑材料分布情况，结合水库调洪、灌溉等要求，对枢纽工程的格局布置如下：（1）混凝土面板堆石坝，最大坝高为69米。（2）岸边正槽式溢洪道，布置在大坝左岸，主要由进水渠、控制段、泄槽和消能段组成。 枢纽布置如图3.1图3.1主坝枢纽布置图第四章 大坝设计4.1 大坝剖面尺寸拟定混凝土面板堆石坝有两大主要组成部分：堆石体；钢筋混凝土面板和趾板。 4.1.1 坝顶高程计算 根据我国碾压式土石坝设计规范SL274-2001，坝顶高程等于水库静水位与坝顶在静水位以上的超高d之和。坝顶
30、在静水位以上的超高d按下式计算：式中： 最大波浪在坝坡上的爬高，m； e最大风浪引起的坝前水位壅高，m; A安全加高，m,根据坝的级别按表2.1.1采用。 表3.1.1 安全加高 A值坝的级别1234设计1.501.000.700.50校核山区、丘陵区0.700.500.400.30平原、滨海区1.000.700.500.30枢纽区全年风力较小，风速一般为1m/s,所以风速对坝高的影响极小，根据类似工程和经验分析确定，最大波浪在坝坡上的爬高与最大风浪引起的坝前水位壅高之和，即()取为0.5m。坝顶高程按以下四种计算条件计算，取其大值为最终结果。 （1）设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高 （2）
31、正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高 （3）校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高 （4）正常蓄水位加非常运用条件的坝顶超高再加地震安全加高 根据坝顶高程计算结果，坝顶高程为1322.25米。 4.1.2 坝顶结构根据混凝土面板堆石坝设计规范SL228-98，坝顶宽度应由运行、布置坝顶设施和施工的要求确定，宜按照坝高不同采用5-8m,100m以上高坝宜适当加宽。所以选定坝顶宽度为7m。面板坝普遍在其顶部设置L形的钢筋混凝土防浪墙，以利于节省坝体堆石量，墙高4-6m，固坝顶上游侧设置4m的L形防浪墙，细部构造如图3.1。 图3.1 防浪墙细构造图 4.1.3 坝高确定根据坝轴线的剖面地形地质图，可以看
32、出存在强风化带，强风化地基不适宜修建大坝，应通过坝基开挖去除强风化带，所以最终确定坝基最低开挖线高程为1253.25m。最大坝高，用坝顶高程减去最低开挖线高程，即为69m。 4.1.4 上、下游坝坡混凝土面板堆石坝坝面作用有巨大的垂直水重，根据混凝土面板堆石坝设计规范SL228-98，当筑坝材料为硬岩堆石料时，上、下游坝坡可采用1:1.3-1:1.4，软岩堆石体的坝坡宜适当放慢；当用质量良好的天然砂砾石料筑坝时，上、下游坝坡可采用1:1.5-1:1.6。坝址上下游各有2个砂砾石料场，所以可以采用质量良好的砂砾石筑坝，固上游坝坡设定为1:1.6，下游坝坡设定为1:1.5。下游在高程1283.25
33、m处设置一级马道，马道宽度为2m,以便检修。同时在下游设置2m厚的干砌石护坡。 4.1.5坝面排水由于面板后堆石透水性好，几乎不搜渗透力的影响，故可不设坝体排水，而只设坝面排水。坝轴向排水沟设于马道内侧，尺寸为0.2m0.3m（深宽），顺坡向排水沟设置。排水沟均用浆砌石砌筑。4.2 坝体分区和筑坝材料 4.2.1 坝体分区碾压堆石的分区，主要是施工挡水期满足挡水度汛要求、正常运用期控制面板的变形，以及在面板开裂或接缝止水损坏时起到渗控作用。坝体应根据料源及对坝料强度、渗透性、压缩性、施工方便和经济合理等要求进行分区，并相应确定筑坝标准。从上游向下游宜分为垫层区，过渡区、主堆石区、下游堆石区；1
34、00m以上高坝，宜在面板上游面低部位布置上游铺盖区及盖重区。各区坝料的渗透性宜从上游向下游增大，并应满足水力过渡要求。下游堆石区下游水位以上的坝料不受此限制。坝体从上游向下游分为：(1)上游铺盖区（1A区），设置上游铺盖区的目的是对面板裂缝及周边缝损坏时起堵漏作用。最好的材料为无粘性粉砂土，周边缝最好采用粉细砂。上游铺盖区顶高程为1277.67m,水平宽度为2.5m。(2)垫层区（2区），垫层区首要作用是平整上游坡面，避免面板出现应力集中，固要求垫层料的粒径不能过大，而且含有适量的细料；其次能将水荷载引起的变形减至最小限度，以改善面板的受力条件，为此，垫层料应级配良好；另外，垫层区能发挥一定的
35、防渗作用。垫层区处于面板下部，水平宽度一般在3m左右，取垫层水平宽度为3m。(3)过渡区（3A区），过渡区的作用是保证垫层区材料不会被冲刷到主堆石的大 孔隙中去，要求孔隙率控制在18%-22%，宽度可以与垫层区等宽。取过渡区的水平宽度为3m。(4)主堆石区（3B区），主堆石区是承受水荷载的主要支撑体。由于水压通过上游坝壳3B区传入地基，因此应尽量减小其压缩性，以尽可能减小面板的挠度。主堆石区靠上游部分也是承受水压力的重要部分，承受由库水压力而产生的法向压应力以及相应的变形，加之这部分堆石离面板不远，对面板有较大影响。固3B区石料应较坚硬、较完整、具有抗冲蚀和抗侵蚀性，且级配较良好，以便碾压密实
36、。(5)下游堆石区（3C区），位于下游堆石体。该区以远离面板，填筑到顶时，由于堆石体自重产生的应力状态已趋于稳定，蓄水后在库水压力作用下几乎不再有应力增加，相应由水压力产生的心变形也较小。固该区的主要作用只是保持坝的整体稳定性。 4.2.2 坝料设计(1)混凝土面板堆石坝上游铺盖区（1A区）材料宜采用黏土、石渣、粉煤灰或其他材料。(2)混凝土面板堆石坝垫层区（2区）材料应选用质地新鲜、坚硬且具有较好耐久性的石料，可以是经过加工的开采石料，或天然砂砾石料，也可由两者混合掺配儿成。垫层料的级配多参考条件相近的工程选用，最大粒径80-100mm，小于0.075mm的含量宜小于8%，小于5mm的含量占
37、30%-50%。垫层施工的每层铺筑厚度一般为0.4-0.5m,用10t或10t以上震动碾碾压4遍以上。(3)混凝土面板堆石坝过渡区（3A区）材料通常采用洞渣料、料场选取料，或挑筛加工料。过渡区每层碾压厚度和碾压遍数应与垫层相适应。(4)混凝土面板堆石坝主堆石区（3B区）材料宜采用硬岩堆石料或砂砾料填筑，可直接采用枢纽建筑物开挖石料。主堆石区每层石料的铺填厚度可取为垫层、过渡区铺填厚度的倍数，一般为0.8-1.0m，以便与垫层、过渡区平起上升。(5)混凝土面板堆石坝下游堆石区（3C区）材料，在坝址附近如有坚硬石料，以就地取材最为经济；如缺乏坚硬石料，可采用较为软弱的石料，但不能采用易于风化破裂或
38、易于泥化的石料。下游堆石区的铺筑厚度可采用主堆石区的两倍，即约为1.5-2.0m，碾压一般也用10t振动碾碾压4遍。根据以上总结出大坝各填筑料设计控制参数及碾压参数见下表：表3.2.2 坝体材料及填筑参数分区表材料分区材料Dmax（mm)D5mm(%）D0.075mm（%）孔隙率n（%）碾压厚度（cm）碾压遍数上游铺盖区石渣、黏土4035-605-1025208垫层区砂、砾石及人工破碎细石料8030-508-1017408过渡区人工破碎的细石料2005-20520408主堆石区料场砂砾料8005-20522808次堆石区开挖料及砂砾石料12005-205251508 4.2.3填筑标准垫层区、
39、过渡区、主堆石区及下游堆石区材料的填筑标准，应根据坝的等级、高度、河谷形状、地震烈度及料场特性等因素，并参考同类工程经验综合确定。各区坝料填筑标准可根据经验确定，其值可在下表氛围内选用。表3.2.3 坝料填筑标准料物或分区孔隙率（%）相对密度垫层料15-20过渡层细堆石料18-22主堆石区堆石料20-25下游区堆石料23-28砂砾石料0.75-0.854.3 面板设计 4.3.1 面板的分缝面板应根据坝体变形及施工条件进行分缝，垂直缝的间距可为12-18m。在坝肩附近的面板应设张性垂直缝，其余部分的面板设压性垂直缝。面板水平施工缝的设置宜考虑施工条件，满足临时挡水或分期蓄水的要求。综合考虑，面
40、板只设垂直缝，不设水平缝，垂直缝间距15m，靠近左右坝肩处设张性缝，间距为10m，构造如图3.2图3.2 面板构造图 4.3.2 面板厚度面板厚度的确定应满足下列要求：(1)应能便于在其内布置钢筋和止水，其相应最小厚度为0.30m; (2)控制渗透水力梯度不超过200； (3)在达到上述要求的前提下，应选用较薄的面板厚度，以提高面板柔性，降低造价。根据混凝土面板堆石坝设计规范SL228-98，面板的顶部厚度宜取0.3,并向底部逐渐增加，在相应高度处的厚度可按下式确定：t=0.3+(0.002-0.0035)H 式中 t面板厚度，m; H计算断面至面板顶部的垂直距离，m。 中低坝可采用0.3-0
41、.4m等厚面板。本枢纽混凝土面板堆石坝坝高为69m70m,固采用等厚度面板，取面板厚度为0.3m。 4.3.3 面板混凝土 面板混凝土应具有优良的和易性、抗裂性、抗渗性和耐久性。 面板混凝土强度等级应不低于C25； 面板混凝土的抗渗等级应不低于W8；面板混凝土的抗冻等级应按照SL211-98水工建筑物抗冰冻设计规范的规定确定。取混凝土面板堆石坝的面板混凝土强度等级为C25,混凝土抗渗等级为W12，抗冰冻等级为F100。面板混凝土中掺用级粉煤灰，掺量为15%-30%，以改善混凝土和易性。 4.3.4 面板钢筋面板采用单层双向钢筋，钢筋置于面板截面中部，竖向配筋率为0.3%-0.4%，水平配筋率可
42、少于竖向配筋率，在靠近岸边周边缝附近可适当配置增强钢筋。 4.3.5 面板防裂平整面板建基面，使其不存在过大起伏差、局部深坑或尖角。面板混凝土配合比中掺用优质外加剂和掺合料，降低水泥用量和用水量，减少水化热温升和收缩变形。选用热膨胀系数较低的骨料，保证面板混凝土具有较高的抗拉条件和极限拉伸值。面板混凝土选在低温季节浇筑，混凝土入仓温度加以控制，并加强混凝土面板表面的保湿和保温养护，直到蓄水为止，或者至少90天。4.4 趾板趾板是连接地基防渗体与混凝土面板的混凝土板。趾板的主要作用是保证面板与坝基间的不透水连接，同时可作为基础灌浆的盖板。 趾板布置可在以下三种方式中选用：(1)趾板面等高线垂直于
43、趾板基准线；(2)趾板面等高线垂直于坝轴线；(3)趾板面等高线适应开挖线以后的岩面。第一种方案称之为平趾板，平趾板便于施工，便于交通及钻孔、灌浆作业。所以选用这种方案，即选择趾板面等高线垂直于趾板基准线。 4.4.1趾板宽度s为防止趾板地基在设计水头作用下产生冲蚀，必须选择合理的允许渗透坡降来确定趾板的宽度，即趾板宽度s与岩基性质和作用水头H有关。趾板地基的允许平均水力比降可参考以下经验数据： （1）对于坚硬可灌的新鲜基岩，H/s=20-25。 （2）对于微、弱风化基岩，H/s=10。 （3）对于强风化、较破碎、软弱基岩，H/s=2-5。经过开挖后岩基基本为微弱风化基岩，所以H/s=10，正常
44、水位情况下作用水头H为63.76m,设计水位情况下作用水头为66.62m, 校核水位情况下作用水头为68.10m，坝址宽度s取为10m。 4.4.2趾板厚度h趾板厚度应满足自身稳定和引起灌浆盖板作用，同时考虑稳定应力和施工要求。对于大多数坝的趾板要保证其最小设计厚度为0.3m。现在设计趾板厚度一般都与面板同厚，即取趾板厚度h为0.6m。 4.4.3趾板端部斜长段QT该段是作为面板滑模施工时起始工作面，该段与防渗面板在同一平面上，即趾板端部斜长段与面板坡度相同，该段长度一般要求不小于0.8m,取趾板端部斜长段长为2m。4.5 接缝止水接缝止水结构是面板堆石坝安全运行的关键问题之一，面板坝接缝包括
45、趾板缝、周边缝、垂直缝（张性和压性缝）、防浪墙体缝、防浪墙底缝以及施工缝（水平缝）等，接缝止水材料包括金属止水片、塑胶止水带、缝面嵌缝材料及保护膜。根据混凝土面板堆石坝接缝止水技术规范，对于坝高50M-100m的坝，周边缝除设底部铜止水片外，应设第二道止水。第二道止水宜在缝顶部采用无黏性填料或柔性填料；70m以下坝的张性垂直缝只设底部铜止水片；防浪墙底缝应在缝底部设铜止水片外，宜在缝顶部加设止水。对于本设计，坝高为69m,所以周边缝既要设置底部铜止水片外，又设第二道止水，第二道止水在缝顶部采用无黏性填料或柔性填料；对于张性垂直缝只设底部铜止水片；对于防浪墙底缝在缝底部设铜止水片，在缝顶部也加设止水。