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1、1工程概况XX年E江水利枢纽工程设计说明书计算书错误!未定义书签。1.1 工程概况1.2 设计任务简述51.3 工程特性表5 2设计基本资料2.1 流域概况2.2 气候特性2.3 水文特性92.4 工程地质102.5 建筑材料132.6 经济资料173工程等别及建筑物级别183.1 工程等级183.2 建筑物级别183.3 永久性水工建筑物洪水标准184调洪演算194.1 设计洪水与校核洪水194.2 调洪演算与方案选择195坝型选择及枢纽布置225.1坝址及坝型选择222. 3. 2洪峰流量 经频率分析，求得不一致频率的洪峰流量见表5,各月不一致频率洪峰流量见表6o表2-4不一致频率洪峰流量
2、表(m3/s)频率0. 05%1%2%5%10%流量(m3/s)23201680142011801040表2-5各月不一致频率洪峰流量(m3/s)X频率、1234567891011121%4619121960012401550121067039023372%3617111553011201360109060031023335%23149114208501100830480250162810%19117937076098072041021015232. 3. 3固体径流E江为山区性河流，含沙量大小均随降水强度及降水量的大小而变化，平均含 沙量达0. 5kg/ m3o枯水极少，河水清澈见底，初步估
3、算30年后坝前淤积高程为 2765iTio2. 4工程地质2. 4. 1水库地质库区内出露的地层有石灰岩、玄武岩、火山角砾岩与凝灰岩等。经地质勘探认 为库区渗漏问题不大。但水库蓄水后，两岸的坡积与残积等物质的坍岸是不可避免 的，通过勘测，估计可能坍方量约为300万帝。2. 4. 2坝址地质坝址位于E江中游地段的峡谷地带，河床比较平缓，坡降不太大，两边高山耸 立，构成高山深谷的地貌特征。坝址区地层以玄武岩为主，间有少量火山角砾岩与凝灰岩穿构，对其岩性分述 如下：(1)玄武岩：通常为深灰色、灰色，含有多量气孔，为绿泥石、石英等充填, 成为杏仁状构造，并间或者有方解石脉，石英脉等贯穿其中，这些小脉都
4、是后来沿 裂隙充填进来的。坚硬玄武岩应为不透水层。但因节理裂缝较发育，透水性也会随 之增加，其矿物成份为普通辉石、检长石，副成份为绿泥石、石英、方解石等。由 于玄武岩成份不甚一致，风化程度不一致，力学性质亦不一致。可分为坚硬玄武岩、 多孔玄武岩、破碎玄武岩、软弱玄武岩、半风化玄武岩与全风化玄武岩，其物理力 学性质见表7、表8。渗透性：经试验得出k值为4. 147. 36米/昼夜。表2-6坝基岩石物理力学试验表岩石名称比重Gs容重ykn/m3建议使用抗压强度Mpa半风化玄武岩3.0129.650破碎玄武岩2.9529.25060火山角砾岩2.9028.735120软弱玄武岩2.8527.0102
5、0坚硬玄武岩2.9629.2100160多气孔玄武岩2.8527.870180表2-7全风化玄武岩物理力学试验表天然 含水 量W%干容重Y Kn/m3比重Gs液限WL塑限WF塑性指数Wn压缩系数a浸水固结块剪00. 5 cm3/kn34 cm3/kn内磨擦角凝紧 力 kpa2.516.32. 9747.332. 2616.90. 05970.015123. 3824.0(2)火山角砾岩：角砾为玄武岩，棱角往往不明显，直径为215cm,胶结物 仍为玄武岩质，胶结紧密者抗压强度与坚硬玄武岩无异，其胶结程度较差者极限抗 压强度低至350Mpao(3)凝灰岩：成土状或者页片状，岩性软弱，与砂质粘土近似
6、，风化后成为粘土碎屑的混合物；遇水崩解，透水性很小。（4）河床冲积层：要紧为卵砾石类土，砂质粘土与砂层均甚少，且多呈透镜 体状，并有大漂石渗杂其中。卵砾石成分以玄武岩为主，石灰岩与砂岩占极少数。 沿河谷内分布：坝基部分冲积层厚度最大为32m,通常为20 nl左右。靠岸边最少为 几米。颗粒构成以卵砾石为主，砂粒与细小颗粒为数很少。卵石最小直径通常为l（b lOOmm,砾石直径通常为210mm；砂粒直径0. 050. 2mm；细小颗粒小于0. 1mm。 河床冲积层剪力试验成果见表9o表2-8冲积层剪力试验成果表 壤 名 称代 号项目 计算值容重（操 纵）kN/n?含水量 （操纵）三轴剪力 （快剪）
7、应变（浸水固结快剪）内摩擦角凝聚力 kPa内摩擦 角凝聚力 kPa含 粒 中 的 量 砾 细 石次数17128822最大值24. 38. 6647 1537. 0320 4310.5最小值22.24.27350 3012.017 550平均值23. 086. 47400 3418.2250 255. 3小值 平均值370 320. 148备 注三轴剪刀土样系筛去大于4mm颗粒后制备的。试验时土样的容重为操纵容重。应变操纵土样的容重系筛去大于0. 1mm颗粒后制备的。 以上两种试验的土样系扰动的。冲积层的渗透性能:经抽水试验后得渗透系数K值为3X10 2cm八1X10 2cm/s。（5）坡积层：
8、在水库区及坝址区山麓地带均可见到，为经短距离搬运后，形 成粘土与碎石的混合物质。2. 4. 3地质构造坝址邻近无大的断层，但两岸露出的岩石，节理特别发育，能够分为两组，一 组走向与岩层走向几乎一致，即北东方向，倾向西北；另一组的走向与岩层倾向大 致相同。倾角通常都较大，近于垂直，裂隙清晰，且为钙质泥质物所充填。节理间 距密者0.5m即有一条，疏者35m即有一条，因此沿岸常见有岩块崩落的现象。 上述节理要紧在砂岩、泥灰岩与玄武岩之类的岩石内产生。水文地质条件本区地形高差大，表流占去大半，缺乏强烈透水层，故地下水不甚丰富，对工 程比较有利。根据压水试验资料，玄武岩中透水性不一致，裂隙少、坚硬完整的
9、玄 武岩为不透水层，其压水试验的单位吸水量小于0.011 (min -m)。夹于玄武岩中的 凝灰岩，与裂隙甚少的火山角砾岩都为不透水性良好的岩层。至于节理很发育的破 碎玄武岩、半风化与全风化玄武岩都是透水性良好的岩层。正由于这些隔水的与透 水的玄武岩的存在，使玄武岩区产生许多互不连贯的地下水。通常砂岩也是细粒至 微粒结构，除因构造节理裂隙较发育，上部裂隙水较多外，深处岩层因隔水层的层 次多，难于形成泉水。石灰岩地区外围岩石多为不透水层。渗透问题也不存在。2. 4. 5地震烈度本地区地震烈度定为7度，基岩与混凝土之间磨擦系数取0. 65o2. 5建筑材料1、料场位置与储量根据坝区地形、地质剖面图
10、与地质勘测资料分析。河床部位冲积层要紧为碎石 与砾石，砂质粘土与砂层均甚少，且多呈透镜体状，并有大漂石掺杂其中。碎砾石 成分以玄武岩为主，石灰岩与砂岩石占极少数，沿河谷内分布，坝基邻近最大冲积 层厚度为30多m,通常为20m左右，靠岸边厚度逐步减少。在坝址上下游各有四个 砂砾料料场，储量比较丰富，总量达1850万m3o粘性土料料场上游有三个，下游 有二个，有一定储量，总量为190万n?。料场离坝址均在2km左右。坝址上下游均 有石料场(坚硬玄武岩)，离坝址较近，开采条件较好。2、物理力学性质：(1) 土料：土料料场的物理力学性质见表10表13。(2)石料：坚硬玄武岩可作为堆石坝石料，储量较丰富
11、，在坝址邻近有石料场一处，覆盖层浅，开采条件好表2-9粘土的物理力学性质料 场 名 称物理性质(K&i/s)力学性质化学性自然含水量自然容重比 重孔 隙 率孔 隙 比稠度饱与度颗，粒级配（成分船粒径d）击实剪力(nVfe)有机含量灼热法(%)可溶盐含量(%)湿干流 限 (%)塑 限 (%)塑性指数砾砂粘土最大干密度则最 优 含 水 hi 般内 摩 擦 角6）凝 聚 力 KPa(KN/m3)粗 中细粉)2mm20. 5 mm0. 50. 05 mm050. 005 mm 0.005mm下24.818.9115.162.6742.260.73442 6023.1419.460.937.475.95
12、17.8735.4833.231.6022.074.31724.6724.00.0211.730.0702” 下24.218.9115.182.6741.900.72143.9022.2021.700.917.254.1514.3541.7532.251.6521.024.8025.5023.00.0201.900.019Is上25.617.3513.032.6549.800.99049.5725.0024.570.878.838.0017.5031.0034.671.5622.301.9023.1725.00.0262.200.1102s上26.316.3712.842.7452.301.0
13、3949.9026.3023.500.694.504.3320.6736.2034.301.5423.803.9621.5038.00.0330.250.1103* 下15.919.1116.642.7037.000.58034.0020.0014.000.676.409.0012.0035.0019.601.8016.903.0028.0017.00.0101.900.080表2-10砂砾石的颗粒级配量入料300100(mm)10060 (mm)6020 (mm)202.5 (mm)2. 5-1.2(mm)1.2-0.6 (mm)0. 60. 3 (mm)0. 3-0. 15 (mm)0.
14、15(mm)科A1上5.218.621.412.318.613.95.44.60. 32二4.817.820. 314. 117.814.84.65.30. 531：3.815.418. 515.316.420. 53.56.20.44上6.018.319.416.415.616. 74.82.50.314.514. 120. 123.214.97.28.67.20.22%3.919.222.418. 719. 18. 35. 72.80. 13卜5.023. 119. 114.218.48.96. 34. 10.944. 122.418. 714. 117.914.44. 13.60. 7表
15、2-11砂砾石的物理性质注：各砂砾石料场渗透系数k值为Z.OXlOZm/s左右。最大孔隙率0. 44,最小孔隙率0. 27。名称1上2,上34上1下2%3%4下容重（KN/n?）18.617.919. 119.018.618.518.418.0比重2. 752. 742. 762. 752. 752. 732. 732. 72孔隙率（%）32.534. 731.031. 532.532.232.533.8软弱颗粒 （%）2.01.50.91.22. 50.81.01.2有机物含量淡色淡色淡色淡色淡色淡色淡色淡色表2-12各料场天然休止角料场名称最小值最大值平均值1”上3430，3550，351
16、0,2上3500l3710,3003H上34。403640，354014,上35。103740，3630,3410，3630，3520,2下35。203800，364013#下34303710，3550,436。0038。20371012. 6经济资料6. 1库区经济流域内都为农业人口，多种植稻米、玉米等。库内尚未发现有价值可开采的矿 产，淹没情况见表14。表2-13各高程淹没情况高程（米）280728122817282228272832淹没人口（人）350036403890406053207140淹没土地（亩）3000322034103600460061006. 2交通运输坝址下游120km
17、处有铁路干线通过，已建成公路离坝址仅20km,因此交通尚称方便。3工程等别及建筑物级别1.1 工程等级根据水利部公布的水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000的规定， 综合考虑水库总库容，防洪效益，灌溉面积，电站装机容量，工程规模等操纵。E 江水利枢纽工程正常库容4. 2亿布，总库容4. 4亿布，属大（2）型，工程等别为 II等工程。2. 2建筑物级别水库库容属大（2）型，工程等别为n等工程，要紧建筑物为2级，次要建筑物 为3级，临时建筑物为4级。3. 3永久性水工建筑物洪水标准根据永久性水工建筑物级别为n等工程，其洪水标准为：正常运用（设计）洪水 重现期100年；非常运用（校核）洪
18、水重现期2000年。4调洪演算3.1 设计洪水与校核洪水本河流属典型山区河流，洪水暴涨暴落。根据表5不一致频率洪峰流量表及洪 水标准，设计洪峰流量Q iS=1680m7s(P=l%),校核洪峰流量Q校=2320m7s(P=0. 05%)。 使用以峰操纵的同倍比放大法对典型洪水单位过程线进行放大，得设计洪水与校核 洪水过程线分别见附图1、20具体计算见计算书设计洪水、校核洪水过程线推求计算表。4. 2调洪演算与方案选择1、泄洪方式及水库运用方式本枢纽拦河大坝初定为土石坝，需另设坝外泄水建筑物。由于坝址两岸山坡陡 峻，如采取开敞溢洪道的方案，可能造成开挖量太大而不经济，因而使用隧洞泄洪, 并考虑与
19、施工导流洞结合。水库运用方式：洪水来临时用闸门操纵下泄洪量等于来水流量，水库保持汛前 限制水位不变；当来水流量继续加大，则闸门全开，下泄流量随水位的升高而加大, 流态为自由泄流。2、防洪限制水位的选择根据枢纽任务要求，取防洪限制水位与正常蓄水位相等。这是防洪库容与兴利 库容完全不结合的情况。由于山区河流特点是暴涨暴落，整个汛期内大洪水随时都 可能出现，任何时刻都预留一定的防洪库容是必要的。3、调洪演算设计、校核洪水过程线推求：本设计拟定四组方案进行比较，调洪演算成果见 表15,具体演算过程见计算书二一一调洪演算计算表。5.2 枢纽构成建筑物22枢纽总体布置226第一要紧建筑物大坝设计24土石坝
20、坝型选择246.1 大坝轮廓尺寸的拟定25土料设计272933346.2 渗流计算稳固分析计算6.3 基础处理细部构造设计357泄水建筑物设计37泄水方案选择377.1 隧洞选线与布置37隧洞的体型设计377.2 隧洞的水力计算38隧洞的细部构造417.3 放空洞设计428水土保持及环境影响分析43要紧环境影响438.1 环境保护措施43综合分析结论44表4-1设计、校核洪水调洪演算计算成果表注：发电引水流量Q=44.1nf7s,与总泄流量相比较小，调洪演算时没有考虑这部分的影响, 仅作为安全储备，为正常蓄水位以上超高。方案孔口尺寸工况Q (m7s)V(10m3)上游水位 Z (m)超高(m)
21、单宽流 量Q/B1H=2811m设计583.0420. 342822.971.5783.31B=7m校核677.0443. 042824. 162. 7696.72H=2812m设计529.0424. 602823. 191. 7975.6B=7m校核618.0448. 082824. 433.0388.33H=2812m设计584.0420. 552822.981.5873.0B=8m校核687.0442. 762824. 152. 7585.94H=2813m设计528.0425. 022823.211.8166.0B=8m校核624.0448. 192824.433.0378.04、方案
22、选择以上方案均能满足泄流量Q900m3/s的要求，同时考虑上游水位限制水位(按 照库区淹没情况考虑，选定为2825m,由于超高2825m后，淹没缺失为快速增加)。 从这个角度上看四种方案都是可行的，因而方案的选择要紧通过技术经济比较选定 (这里只作定性分析)，同时考虑与导流洞结合的问题。通常说来4Z大，坝增高， 大坝工程量加大；B大则增加隧洞的开挖及其他工程量；而Q/B越大消能越困难， 衬砌要求也高。(1)第一、三两种方案比较：两者的AZ、Q基本相同，第一方案的Q/B比第 三方案大13%,第一方案的B比第三方案小13%,经综合考虑将第一种方案排除在 外。(2)第二、四两种方案比较，两者的AZ、
23、Q基本相同，第二方案的Q/D比第 四方案大13%,第二方案的B比第四方案小13%,同上所述考虑将第二种方案排除在外。(3)剩下的第三、四两种方案比较，两者的B相同，第三方案的Q/B比第四方案大10%,第三方案的比第四方案小9虬 第三方案的水头较小，可降低闸门及 启闭设备的造价，而且淹没缺失及坝体工程量比第四方案小。经综合分析考虑，使 用第三种方案，即堰顶高程H=2812m,溢流孔口净宽B=8m。该方案设计水位2822. 98m, 设计泄洪量584nlVs；校核水位2824. 15m,校核泄洪量687. Oni/s。5坝型选择及枢纽布置5.1 坝址及坝型选择1、坝址选择通过比较选择地形图所示河弯
24、地段作为坝址，并选择1-1、n-II两条较有利 的坝轴线，两轴线河宽基本相近，从而大坝工程量基本相近。从地质剖面图上能够 看出：I - I剖面，河床覆盖层厚平均为20m,河床中部最大达32m,坝肩除10m左右 范围的风化岩外，还有数十条的破碎带，其余为坚硬玄武岩，地质构造总体良好（对 土石坝而言）。n-n剖面除与1-1剖面具有大致相同厚度的覆盖层及风化岩外， 底部玄武岩破碎带纵横交错，若将坝建于此坝基及绕坝渗流可能较大，进行地基处 理则工程量太大，综合考虑以上因素，坝轴线选在1-1处。2、坝型选择所选坝轴线处河床冲积层较深，两岸风化岩透水性强，基岩强度低，且不完整。 从地质条件看不宜修建拱坝。
25、支墩坝本身应力较高，对地基的要求也很高，在这种 地质条件下修建支墩坝也是不可行的。较高的混凝土重力坝也要求建在岩石地基 上。通过对各类不一致的坝型进行定性分析，综合考虑地形、地质条件、建筑材料、 施工条件、综合效益等因素，最终选择土石坝方案。5. 2枢纽构成建筑物1、挡水建筑物：土石坝。2、泄水建筑物：包含泄洪隧洞与放空洞，均与导流隧洞综合。3、水电站建筑物：包含引水隧洞、调压井、压力管道、电站厂房、开关站等。5. 3枢纽总体布置1、挡水建筑物一土石坝，按直线布置在河湾地段，I-I坝址处。2、泄水建筑物一泄洪隧洞泄洪使用隧洞方案，为缩短长度、减小工程量，泄洪隧洞布置在凸岸，这样对 流态也较为有
26、利。考虑到引水发电洞也布置在凸岸，泄洪隧洞布置以远离坝脚与厂 房为宜。为减少泄洪时影响发电，进出口相距80100m以上。3、水电站建筑物引水隧洞、电站厂房布置于凸岸，在泄洪隧洞与大坝之间，由于风化岩层较深, 厂房布置在开挖后的坚硬玄武岩上，开关站布置在厂房旁边。综合考虑各方面因素，最后确定枢纽布置见附图3枢纽平面布置图。6第一要紧建筑物一一大坝设计6.1 土石坝坝型选择影响土石坝坝型选择的因素很多，最要紧的是坝址邻近的筑坝材料，还有地形 地质条件、气候条件、施工条件、坝基处理、抗震要求等。应选择几种比较优越的 坝型，拟定剖面轮廓尺寸，继而比较工程量、工期、造价，最后选定技术上可靠， 经济上合理
27、的坝型。本次设计只作定性分析确定土石坝坝型选择。均质坝材料单一，施工简单，但坝身粘性较大，雨冬季施工较为不便，且无足 够适宜的土料来作均质坝（经探时坝址邻近可筑坝的土料只有190万n?,远远不能 满足要求），故而均质坝方案不可行。堆石坝坝坡较陡，工程量减小。堆石坝施工干扰相对较小。坝址邻近有坚硬玄 武岩石料场一处，储量达450万淀，开采条件较好，可作为堆石坝石料，从材料角 度能够考虑堆石坝方案。但由于河床地质条件较差，冲积层最大达32m,平均也有 20m,作堆石坝可能导致大量开挖，此方案也不予考虑。塑性斜墙坝（用砂砾料作为坝壳，以粘土料作防渗体设在坝体的上游做斜墙） 的斜墙与坝壳两者施工干扰相
28、对较小，工期较短，但对坝体、坝基的沉降比较敏感, 抗震性能较差，易产生裂缝。塑性心墙坝（以砂砾料作为坝壳，以粘土料作防渗体设在坝剖面的中部做心墙） 与斜墙坝相比工程量相对较小，适用不均匀变形，抗震性能较好，但要求心墙粘土 料与坝壳砂砾料同时上升，施工干扰大、工期长。从筑坝材料来看，由于坝址上下 游5km内有可供筑坝的土料190万iif作为防渗体之用，又有1250万nf的砂砾料作 坝壳，心墙坝与斜墙坝都是可行的。本地区为地震区，基本烈度为7度，从抗震性 能及习惯不均匀变形来看宜使用心墙坝；从施工及气候条件来看宜使用斜墙坝。由 于本地区粘性土料自然含水量较高，不宜大量使用粘性土料，以薄心墙、薄斜墙
29、较 有利，又因坝基条件复杂、处理工程量大、工期长，以使用斜墙为宜。经综合考虑斜墙坝与心墙坝各自的优缺点，拟使用斜心墙坝。斜心墙坝综合了 心墙坝与斜墙坝的优点：斜心墙有足够的斜度，坝壳对心墙的拱效应作用减弱；斜 心墙对下游支承棱体的沉降不如斜墙那样敏感，斜心墙应力状态较好，因而最终选 择斜心墙坝方案。6. 2大坝轮廓尺寸的拟定大坝剖面轮廓尺寸包含坝顶高程、坝顶宽度、上下游坝坡、防渗体及排水设备 等。1、坝顶宽度根据交通要求及施工条件、防汛抢险的需要及以往工程的统计资料，本设计坝 顶宽度使用10m。2、坝坡与俄道根据碾压式土石坝设计规范(SL274-2001)有关规定，上游坡率取2. 5,下 游每
30、隔25m左右变坡一次，变坡处设马道，坡率自下而上依次为2. 75、2.50、2.25。设置马道有利坝坡稳固，便于观测与检修、设置排水设备，也可作为交通之用, 考虑这些因素马道宽度取2. 0m。3、坝顶高程坝顶高程分别按设计与校核两种情况计算，取两者之大者，并预留一定的沉降 值，坝顶高程计算成果见表16,具体计算详见计算书三一一坝顶高程计算书。坝顶 高程由设计情况操纵，设计坝顶高程取2828. 8 m。表6-1坝顶高程计算成果表4、坝体排水序号；计算情况计算项目设计情况校核情况备注1上游静水位(m)2822.982824. 152河底高程(m)275027503坝前水深H(m)72.9874.
31、154吹程D (km)15155风向与坝轴线夹角( )20206风速V (m)28.6519. 107平均波高h m (m)1. 480. 968平均波长Lm (m)45. 629. 59护坡糙率系数0. 90. 910上游平均坝坡系数2. 732. 73序号一计算情况计算项设计情况校核情况备注11风浪引起坝前壅高e(m)0. 040. 0212平均波浪沿坝坡爬高(m)2. 551. 6513设计波浪沿坝坡爬高(m)5. 693. 6814安全超昌j A(m)1.00. 5015坝项高程加风浪墙高(m)2829. 712828. 3416坝项高程加0. 4%沉陷再 加风浪墙高(m)2830.
32、012828. 64其?风浪 墙 iWj 1. 2m本地区石料比较丰富，使用堆石棱体排水比较适宜。按规范棱体顶面高程高出 下游最高水位1.0m为原则。下游校核洪水时下游水位2755.06m,最后取为 2756.06m。参考以往工程，堆石棱体内坡取1:1. 5,外坡取1:2.0,顶宽2. 0m,下 游水位以上用贴坡排水。5、防渗体(1)坝的防渗体：坝防渗体的尺寸以满足构造、施工与防止开裂等要求为原 则，并满足稳固的要求。斜心墙顶高程以设计水位加0.6m超高并高于校核洪水位 的原则，最后取2826. 50m,上留有2. 30m的保护层。坝的防渗体为粘土斜心墙，其 顶部最小厚度取5m (满足规范要求
33、的3m以上机械化施工要求)；底部最小厚度根据 粘土的同意渗透坡降确定，本设计同意渗透坡降取J=5,承受最大水头74. 15m, 斜墙底厚需大于14.83m,本设计取斜心墙上游坡为1:0.6,下游坡为1:0.2,底宽 34. 6m满足规范要求。(2)坝基防渗体：河床中部使用混凝土防渗墙，两岸因施工施工不便及冲积 层逐步减薄的改用粘土截水墙，根据混凝土防渗墙的强度与防渗、耐久性要求，墙 厚度取0. 9mo防渗墙插入斜心墙的深度按1/10坝高取为7. 5m,渗径长度为15. 9m, 另根据上下游水位差68. 15m需要的渗径长度为L=68. 15/5=13. 63m也满足。防渗墙 位置在心墙底面中心
34、偏上，底部嵌入岩基0.5m。岸坡截水墙底厚度按承受最大水头 及粘土同意坡降J=5取用，沿岸坡厚度逐步变化，大坝剖面图见附图4、5、6O6. 3 土料设计筑坝材料的设计与土坝结构设计、施工方法与工程造价有关，按照坝体内材料 分区尽量简单，就地、就近取材，因材设计。土料设计要紧任务是确定粘土的填筑 干容重、含水量，砾质土的砾石含量、干容重、含水量，砂砾料的相对密度与干容 重等指标。1、粘性土料设计（1）计算公式。粘壤土用南京水利科学研究所标准击实仪做击实试验，求得最 大干容重、最优含水量（通常使用25击，其击实功能为86.3tni/m3）。最优含水量 确定原则以使土样最优含水量接近其塑限含水量，据
35、此确定击数，得出多组平均最 大干容重丫则与平均最大优含水量，具体试验成果已在任务书中提供。a、设计干容重计算公式为：Y d=m y max式中：Ya为设计干容重；m为施工条件系数，或者称压实度,本工程拦河坝为II级建筑物,m值通常使 用 0. 960. 99,本工程取 m =0. 98。设计最优含水量为3。=3。用下列公式计算设计干容重作为校核参考：Y raax=As （1-Va） / （1+As w）式中：为土粒比重；3为填筑含水量，以小数计（3 = 3 = 3pTlL，液性指数Il=0.07 0. 10）；Va为压实土的含气量（粘土 Va=0. 05,砂质粘土 Va=0. 04,砂质壤 土
36、 Va=0. 03）再用下式作校核：Ydel.用1.作（丫（Yd）o为土场自然干容重。本工程拦河土石坝为二级建筑物，施工前,首先要进行现场碾压试验进行复核， 据以选定施工碾压数，根据规范要求压实度应不小于0. 98。（2）计算成果：粘土料设计成果见表17。表6-2粘土料设计成果汇总表料场比重 s最大干 容重丫 maxg/cm3)最优含 水量Wo (%)塑限 含水 量Wp (%)塑性 指数Ip自然 含水 量W (%)内磨擦角e凝聚力C (KPa)渗透系 数K (10 6cm/S)设计干 容重丫 (g/cm3)填筑含水量W(%)孔隙比e湿容重八(g/cm3)浮容重Yb (g/cm3 )I;2.67
37、1.6022. 0723. 1419. 4624.824。67,0. 244.3171.56821.780. 7341.890. 96in2.671.6521.0222.2021. 7024.225 500. 234. 801.61720. 680. 7211.890. 972. 651. 5622. 3025.0024. 5725.623。17,0. 251.901. 53023. 280. 9901. 740. 83II2.741. 5423.8026. 3023. 5026.321500. 383. 961. 50924. 661.0931.640. 83IIIV2. 701.8016.
38、 9020.014.015.9280. 173.01. 76419. 020. 5801.911.08(3) 土料的选用。已经探明上、下游共有5个粘土料场，总储量为190万R因地理位置不一致，各料场的物理性质、力学性质与化学性质也存在一定的差异, 土料的使用以“近而好”为原则。111下#料场因其渗透系数K=30Xl(f6cm/s偏大，其余均可使用，并以“近而好” 为原则，选取塑性指数小于20 (其余均大于20)的1下#料场为主料场，其余几个料 场为辅助及备用。2、坝壳砂砾料设计(1)计算公式。坝壳砂砾料填筑的设计指标以相对密实度表示如下:Dr (6max-e) / (emaxmin)或者或者式
39、中:max最大孔隙比，emax =AS/ y min-lmin最小孔隙比，Emin =$/ Y max- 1为填筑的砂、砂卵石或者地基原状砂、砂卵石的孔隙比e =AS/Dr= ( Yd- Y min) Y max /( Y max- Y min) Y dY d-1S 为砂粒比重Ymin、Y max为最小、最大干容重，由试验求得Ya 为填筑的砂、砂卵石或者地基原状砂、砂砾石的干容重。根据碾压式土石坝设计规范(SL274-2001)规定：砂砾石的相对密实度 不应低于0. 75,砂的密实度不应低于0. 75,反滤料宜为0. 70.因本工程址处地震基本烈度为7度,根据水工建筑物抗震设计规范 (SL20
40、3-97)要求：关于无粘性土压实，要求浸润线以上材料的相对密度不低于0. 75, 浸润线下列材料的相对密度选用0. 750. 85,关于砂砾料，当大于5mm的粗料含量小 于50%时，应保证细料的相对密度满足上述无粘性土压实的要求，并按要求分别提 出不一致含砾量的压实干密度作为填筑操纵标准。(2)计算成果：砂砾石颗粒级配分析见计算书四，砂砾料设计成果见表18。表6-3砂砾料设计成果汇总表料场比重 s内磨擦角筱系聚力C (KPa)渗透系数K(10 2cm/s)不均 匀系 数n大于5mm砾石含量 (%)设计 孔隙 比e保持含 水量 w(%)设计干 容重(g/cm3)湿容重Yw (kN/m3)浮容重Y
41、b (g/cm3)2. 753510 024857. 50.4151.952.051.24212. 743600 024657.00.4151.952.041.23312. 763540 022953.00.4151.962.061.252. 753630 024060. 10.4151.952.051.24n2. 7535。20 023861.90.4151.952.051.242：2. 7336 40 024264.20.4151.942.041.233：2. 7335 50 026561.40.4151.942.041.234：2. 723710 024559. 30.4151.932.031.22(3)砂砾料的选用。砂砾料场上下游共8处，总量为1850万命，大坝工程在 400万n?左右。施工时可考虑上游料填在坝的上游侧，下游砂砾料填在下游侧，这 样有利于施工，减小相对干扰。3:料场砂砾料的不均匀系数不满足要求(n=2930), 不作为料场。考虑到筑坝用砂砾料的均匀性，含砾石量操纵在40%左右。如此，3料 场的含砾料比其它料场均高得多，不作为砂砾料场。从颗料级配曲线能够看出41、味料场砂砾料的颗粒级配明显较好，物理力学指 标也较高，设计中优先使用，作为主料场，其余料场作为辅助与备用料场。6. 4渗流计算1、计算方法选择水力学法解土坝渗流问题。根据坝内各部分渗