【正文】 一遇），相應(yīng)的下泄流量20500m3/s；校核洪水位 （千年一遇），相應(yīng)的下泄流量 22500m3/s；設(shè)計(jì)蓄水位 84 m。然后進(jìn)行邊緣應(yīng)力分析和局部應(yīng)力分析，最后進(jìn)行 擋水壩段的設(shè)計(jì)。應(yīng)力分析 。 Profile design。 S溪全長(zhǎng) 349 公里，邵武至順昌段河道坡降 %，已建 JC水電站位于沙溪中游末端，控制集水面積 5184 平方公里。 水文條件 K 的降水量觀測(cè)， 解放前從 1935 年開(kāi)始，但站點(diǎn)少，資料斷續(xù)不全，精度較差。 水文測(cè)驗(yàn)：西溪最早于 1938 年 7 月在沙溪的沙縣。至 1978 年沙溪 沙縣站已積累三十年資料，富屯溪洋口站也有三四十年的實(shí)測(cè)資料。 天然河道水位流量關(guān)系曲線， 1979 年 3 月在花竹站下游約 公里鯉魚(yú)洲壩段社壩址上下水尺。降雨量的地區(qū)分布有自東南向北遞增趨 勢(shì)。最低氣溫 0 度的天數(shù)，全年平均為 天，以一月份出現(xiàn)機(jī)會(huì)最多。 KL 以上流域的蒸發(fā)量以邵武，延寧，將樂(lè)，清流，永安，沙縣六站的觀測(cè)資料為計(jì)算依據(jù)，根據(jù)1952～ 1978 年資料求得多年平均水面蒸發(fā)量為 毫米，年最大蒸發(fā)量為 毫米，年最小蒸發(fā)量為 毫米， 年內(nèi)各月蒸發(fā)量以七月最大，為 毫米，二月最小為 毫米，陸地蒸發(fā)量按水量平衡原理推求，多年平均為 毫米。 徑流 本流域徑流形成來(lái)至降水，花竹站具有 1954～ 1956， 1961～ 1966 年實(shí)測(cè)資料，根據(jù)九年實(shí)測(cè)資料與上下游的沙縣，洋口， 南平，七里街各站點(diǎn)流時(shí)資料，建立四種同期上下游年月平均流量相關(guān)圖，經(jīng)比較選用最大誤差較小，且較為簡(jiǎn)單的插補(bǔ)計(jì)算花竹站的年月日平均流量，并將 KL 查補(bǔ)延伸而得 1939 到 1978 年工 40 年徑流系列。根據(jù) 30 年來(lái)的實(shí)測(cè)資料分析，較大洪水形成原因以及歷史特大洪水大部分均屬鋒雨造成。推移質(zhì)由于閩北地區(qū)無(wú)實(shí)測(cè)資料，參照新安江羅桐埠站分析成果，按懸移質(zhì) 30%估計(jì)推得多年平均總輸沙量為 302 萬(wàn)噸。南北向斷層，則以壓性為主。 礦產(chǎn)淹沒(méi)：未發(fā)現(xiàn)有工業(yè)價(jià)值的礦產(chǎn)，因此不影響水庫(kù)興建。經(jīng)推算，認(rèn)為不論是現(xiàn)在或蓄水以后都是穩(wěn)定的。 S 水電站大壩設(shè)計(jì) —— 寬縫重力壩方案 12 壩基各類巖石室內(nèi)物理性能實(shí)驗(yàn)成果見(jiàn)表 2 表 2 巖石室內(nèi)物理性能實(shí)驗(yàn)成果 巖名稱石 數(shù) 量 容重 （克 /立方厘米） 比 重 吸 水 率 （ %） 孔 隙 率 （ %） 近似垂直面抗壓強(qiáng)度 （公斤 /平方厘米） 軟化 系數(shù) 實(shí) 驗(yàn) 組 數(shù) 干 濕 干 濕 石英片巖 最大值 1992 1358 8 最 小值 2 2 0 0 147 107 平均值 云母長(zhǎng)英片巖 最大值 最大值 2.70 2.76 0.20 0.81 115 762.2 0.66 7 最小值 2.72 0.22 0.52 126 909.4 平均值 云母片巖 最大值 最大值 2 最小值 最小值 2 2. 2.83 0 0 130 515 0.31 平均值 平均值 注： 似平行于理面的二組干抗壓強(qiáng)度平均值 /平方厘米 /平方厘米 壩基由三種巖性組成。土料在壩址上下游范圍內(nèi)均有分布。 本工程以發(fā)電為站為主兼顧航運(yùn)過(guò)木，投產(chǎn)后將接入福建省點(diǎn)系統(tǒng)運(yùn)行。木材過(guò)壩量 1990 年為 20 萬(wàn)立方米， 20xx 年為 50 萬(wàn)立方米。 表 3 壩基巖石承載能力列舉數(shù)值 巖性 建議數(shù)據(jù)（公斤 /厘米 2） 垂直片理巖 平面片理巖 微風(fēng)化 ~新鮮石英片巖 100 55 微風(fēng)化 ~新鮮云母長(zhǎng)英片巖 90 45 微風(fēng)化 ~新鮮云母片巖 50 10 S 水電站大壩設(shè)計(jì) —— 寬縫重力壩方案 14 表 4 巖石室內(nèi)實(shí)驗(yàn)成果表 巖性 實(shí)驗(yàn) 條件 抗剪 組 數(shù) 算術(shù)平均值 圖解法 最小而乘法 tgY C tgY C tgY C 云母 片巖 巖 /巖 18 混 /巖 9 云母 長(zhǎng)英 片巖 巖 /巖 11 混 /巖 2 石英 片巖 混 /巖 6 備注 分析中舍去少數(shù)偏大成果 表 5 巖石抗剪強(qiáng)度指標(biāo)建議值 巖石名稱 邊界條件 建議值 摩擦系數(shù) 粘聚力（ C）公斤 /厘米 2 云母 片巖 巖 /巖 云母長(zhǎng)英片巖 巖 /巖 云母 片巖 混 /巖 云母長(zhǎng)英片巖 混 /巖 S 水電站大壩設(shè)計(jì) —— 寬縫重力壩方案 15 2 樞紐布置 壩址選擇 在 L 的花竹，鯉魚(yú)州河段選定兩個(gè)比較壩址，相距約 500 米，稱為上下壩址，選壩會(huì)議認(rèn)為：從地質(zhì)條件上比較，上下壩址無(wú)質(zhì)的差別，均可修建 50 米左右混凝土重力壩 ，相對(duì)下壩址較好。河床礁灘部分及右岸則以云母長(zhǎng)英片巖，夾石英片巖和云母片巖。揉褶多發(fā)育在云母片巖中，斷裂以北東 — 北東向較發(fā)育，北北東，北西，北西西次之，斷層寬度一般在 ～ 米，規(guī)模最大的北西，北西西向 F50 斷層通過(guò)左河槽，寬 10～ 15 米。左岸各種巖面的穩(wěn)定坡角若坡高 20～ 30 米，大致可用 45～ 60 度。為此放棄勘 2 線上游和勘 1 線下游作為壩軸線比較范圍。 水利樞紐要考慮地形，地質(zhì)條件，使各種水工建筑物都能 布置在安全可靠的地基 并能滿足建筑物的尺寸及布置要求，以及施工的必要條件。 S 水電站大壩設(shè)計(jì) —— 寬縫重力壩方案 17 3 重力 壩 擋水 壩段剖面設(shè)計(jì) 壩頂高程由靜水位 +相應(yīng)情況下的風(fēng)浪涌高和安全超高。 基本剖面設(shè)計(jì) 方案擬定 壩頂寬度 根據(jù)壩頂雙 線公路交通要求，壩頂寬 B 取為 12m S 水電站大壩設(shè)計(jì) —— 寬縫重力壩方案 18 上下游折坡點(diǎn)高程確定 根據(jù)規(guī)范及相關(guān)的工程經(jīng)驗(yàn)，確定上游折坡點(diǎn)高程 68m,下游拐點(diǎn)高程為 86m 壩段 寬度 L 可根據(jù)壩高、施工條件、泄水孔布置、壩后廠房機(jī)組間距選定，一般采取 L=16～ 24m,這里取 L=20m 款縫比 2S/L 款縫比愈大，愈省混凝土，但當(dāng)比值大于 時(shí)，在寬縫部分將產(chǎn)生較大的主拉應(yīng)力，一般采用 2S/L=～ ，這里取 2S/L=，其中 L=20， S= 寬縫頭部寬 、 寬縫尾部 寬 寬縫頭部寬 =～ ， H 為上游壩面作用水頭，經(jīng)計(jì)算得 為 米 ,寬縫尾部寬 取為 米 寬縫的折坡處的斜率 n＇ =m＇ =1 上下游坡率 第一種方案 n= m= 第二種方案 n= m= 第三種方案 n= m= S 水電站大壩設(shè)計(jì) —— 寬縫重力壩方案 19 荷載計(jì)算 自重 混凝土重力壩的自重標(biāo)準(zhǔn)值，可按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸與其材料重度計(jì)算確定。 水平水壓力大小為水壓強(qiáng)分布圖的面積；垂直水壓力大小為作用面以上的水的體積。 初擬方案 比較 分 析 選取最大壩高進(jìn)行計(jì)算，各種荷載按單位寬度壩段計(jì)算。 S 水電站大壩設(shè)計(jì) —— 寬縫重力壩方案 21 第一種方案 n=, m= 校核 和設(shè)計(jì)洪水位工況 表 31 在 校核和設(shè)計(jì) 水位工況下的各種荷載值及彎矩值 校核水位下 ΣW = ΣU = ΣP = ΣM = A= I= （ 1） 穩(wěn)定分析： ?? ???? P AcUWfK S 39。 （ 2） 應(yīng)力分析： I= 上游邊緣正應(yīng)力 ??? I M∑Tu+A=σyu UW 下游邊緣正應(yīng)力 ?? I M∑TdAW∑=σyd —U 上游主應(yīng)力 1： ??? uyuuu n ?? )1( 21 下游主應(yīng)力 1： ??? uydud m ?? )1( 21 水位 校核水位 設(shè)計(jì)水位 作用 垂直力 KN 水平力 力矩 KN 垂直力 m 水平力 力矩 重 W1 288000 3398400 288000 3398400 W2 23232 23232 重力 W3 268800 949760 268800 949760 W4 23232 23232 W5 W6 81312 81312 靜水壓力 P1 P2 垂直 Q1 水壓 Q2 力 Q3 U1 揚(yáng)壓力 U2 U3 U4 0 0 0 0 S 水電站大壩設(shè)計(jì) —— 寬縫重力壩方案 22 上游主應(yīng)力 2： ?uu2? 0Kpa 下游主應(yīng)力 2： ?ud2? 0Kpa ΣW = ΣU =322747 ΣP = ΣM = A= I= ⑴ 穩(wěn)定分析： ?? ???? P AcUWfK S 39。 ⑵ 應(yīng)力分析： I= 上游邊緣正應(yīng)力 ???I M∑Tu+A=σ yu UW 下游邊緣正應(yīng)力 ??I M∑TdAW∑=σ yd —U 上游主應(yīng)力 1： ??? uyuuu n ?? )1( 21 下游主應(yīng)力 1： ??? uydud m ?? )1( 21 上游主應(yīng)力 2： ?uu2? 0Kpa 下游主應(yīng)力 2： ?ud2? 0Kpa S 水電站大壩設(shè)計(jì) —— 寬縫重力壩方案 23 第 二 種方案 n=,m= 校核 和設(shè)計(jì)洪水位工況 表 32 在 校核和設(shè)計(jì) 水位工況下的各種荷載值及彎矩值 水位 校核水位 設(shè)計(jì)水位 作用 垂直力 KN 水平力 力矩 KN 垂直力 m 水平力 力矩 重 W1 288000 3556800 288000 3556800 力 W2 17424 17424 W3 268800 801920 268800 801920 W4 17424 17424 W5 175296 175296 W6 81312 81312 靜水 P1 壓力 P2 垂直 Q1 水壓 Q2 力 Q3 揚(yáng) U1 壓 U2 力 U3 U4 0 0 0 0 校核水位下 ΣW = ΣU =322747 ΣP = ΣM = A= I= ⑴ 穩(wěn)定分析： ?? ???? P AcUWfK S 39。)(39。)(39。)(39。 實(shí)用剖面 壩頂高程為 96m，壩頂寬度為 12m，上游拐點(diǎn)高程為 68m，坡率為 n=，下游 坡率為 m=. S 水電站大壩設(shè)計(jì) —— 寬縫重力壩方案 27 1:0.21:0.751 00207020104580 圖 44 非溢流壩段剖面圖 S 水電站大壩設(shè)計(jì) —— 寬縫重力壩方案 28 4 擋水壩段 穩(wěn)定與應(yīng)力分析 AA 截面（ 86m 高程 ） 表 41 在 校核和設(shè)計(jì)洪 水位工況下的各種荷載值及彎矩值 校核洪水位 工況 ΣW = ΣU = ΣP = ΣM = A=240 B=12 穩(wěn)定分析： ?? ???? P AcUWfK S 39。 應(yīng)力分析： I= 上游邊緣正應(yīng)力 ???2yu M∑6+B=σ BUW 下游邊緣正應(yīng)力 ???2yd M∑6_B=σ BUW 上游主應(yīng)力 1： ??? uyuuu n ?