【正文】 據(jù)室內(nèi)單點(diǎn)法實(shí)驗(yàn)組，結(jié)合壩基得地形地質(zhì)條件分析，摩擦系數(shù)可采用算術(shù)平均值，乘上折減系數(shù) ，粘聚力建議可采用算術(shù)平均 值的 1/5，見(jiàn)表 1— 5。 2. 二公里半道口采石場(chǎng)巖石為燕山早期花崗巖，無(wú)論質(zhì)量?jī)?chǔ)量均可滿(mǎn)足要求，唯需人工沙作實(shí)驗(yàn)論證。 沙溪口水電站位于閩北電網(wǎng)中心，電站開(kāi)發(fā)主要是向福州，三明，南平等地區(qū)供電，其范圍主要在閩北，參加全省電力平衡，考慮水口電站投產(chǎn)后，福建華東聯(lián)網(wǎng)，本電站負(fù)擔(dān)適當(dāng)?shù)恼{(diào)峰任務(wù)。要求樞紐設(shè)置船閘，滿(mǎn)足過(guò)木及通航要求。本電站水頭不高，水深較小，水頭在 20m左右，水深不足 40m，初步設(shè)計(jì)選擇采用河床式廠房發(fā)電；洪水期下泄流量較大，河床較寬，可以選擇溢流壩表孔泄洪；兩岸山體不高，地質(zhì)狀況一般，選擇重力壩擋水；考慮通 航過(guò)木過(guò)竹需要，設(shè)置較高通航能力的船閘。樞紐布置沿壩軸線從左岸至右岸的水工建筑物依次為：重力擋水壩、船閘、溢流壩、重力擋水壩、河床式廠房，開(kāi)關(guān)站初步布置于河道右岸裝配廠下游。 本工程按水利水電樞紐工程等級(jí)劃分設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，確定工程等別為二等，主要建筑物級(jí)別二級(jí)，次要建筑物級(jí)別三級(jí)，臨時(shí)建筑物級(jí)別為四級(jí)。此外，沙溪口壩址處巖石抗剪性能較差，應(yīng)注意大壩的抗滑穩(wěn)定分析的研究。 壩底高程取未風(fēng)化巖石邊界開(kāi)挖線 。 由《沙溪口水電站基本 情況簡(jiǎn)要說(shuō)明》中表 7 得巖石抗剪強(qiáng)度指標(biāo)建議值知，云母長(zhǎng)英片巖與混凝土邊界摩擦系數(shù) f=，粘聚力 c’=㎡， K’=， K= 2． 1 剖面設(shè)計(jì) 2． 1． 1 壩頂高程 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。由本水利樞紐 非溢流壩壩高 ==44m可初步取壩頂寬度為 4m，為了滿(mǎn)足設(shè)備布置和雙線交通的要求，最終選定壩頂寬度為 10m。灌漿廊道距離基巖面距離不宜小于 倍底寬，即 =，取 4m。 取上游折坡點(diǎn)為 。 水平截面上的邊緣正應(yīng)力 ?M =6 B MBWy ?? ??? = 22 / mkN???0 邊緣為壓應(yīng)力，所以也是穩(wěn)定。 水平截面上的邊緣正應(yīng)力 ?M =6 B MBWy ?? ??? = 22 / 3 2 2 3644 2 7 5 8 mkN??? （ 213） 邊緣為壓應(yīng) 力，所以也是穩(wěn)定。6 B MBWy ?? ??? = 3 044 .8 3 3 2 2 3644 7 5 2 7 5 82 ??? （ 212） 下游面垂直正應(yīng)力 239。 )( 3 ?????????????? ?? KP ACUWfK 序號(hào) 作用類(lèi)別 作用力 作用力引起的彎矩 作用方向 計(jì)算結(jié)果 單位 作用方向 力作用點(diǎn) 計(jì)算結(jié)果 單位 1 自重 1 ↓ 960 KN + 18560 2 ↓ 12672 + 12 152064 3 ↓ 8640 + 6 51840 2 上游側(cè)靜水 壓力 水平向 → + 14 豎直向 1 ↓ + 豎直向 2 ↓ + 20 3 下游側(cè)靜水 壓力 水平向 ← 堅(jiān)直向 ↓ + 55263 4 揚(yáng)壓力 1 ↑ 0 0 2 ↑ 18 3 ↑ 4 ↑ 2 5 浪壓力 1 → + 浪壓力 2 ← 水利水電工程 專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 （ 210） 滿(mǎn)足抗滑穩(wěn)定條件。6 B MBWy ?? ??? = 4 144 2 0 2 9 9 1644 9 8 5 0 0 12 ???2/mkN 0 下游面垂直正應(yīng)力 239。 0 2 9 9 )( 3 ?????????????? ??? KPP ACUWfK 所以滿(mǎn)足抗滑穩(wěn)定。 1. 按應(yīng)力條件確定壩底最小底寬（取 ? =） mHBc)1 2 (1 2 )1 2 ( 2444)2()1( 10?????????????????? （ 26） 其中， 30 / mKN?? ， 3/24 mKNC ?? ， ?? ， 河床底高程 49m， H=9349=44m 2. 按穩(wěn)定條件確定壩底最小底寬 mfKHBc 2 10??????? ????????????? ??????? （ 27） 其中， K=， f=,其余同上。高度 3~4m，取 3m。即： 壩頂高程 ▽ =靜水位 +Δh （ 21） 式中： Δh=hl%+hz+hc （ 22） 式中： hl%—— 累積頻率為 1%的波浪高度， m； hz—— 波浪中心線高出靜水位的高度，可用 hz =mm LHcthLh ?? 22%1 計(jì)算， m； hc—— 取決于壩的級(jí)別和計(jì)算情況的安全超高， m； 波浪要素 hl%由官?gòu)d水庫(kù)公式計(jì)算，得 3120121020m )vgD(v00 7 ?? （ 23） 120 1020m )vgD(v33 ?? （ 24） 式中： hm—— 波浪高，當(dāng)20vgD=20～ 250 時(shí)，為累計(jì)頻率 5%的波高；當(dāng)20vgD=250～1000 時(shí)，為累計(jì)頻率 10%的波高； V0—— 計(jì)算風(fēng)速， m/s； D—— 風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，即吹程， m； a).設(shè)計(jì)洪水位情況 ： 計(jì)算風(fēng)速 v0取為 20m/s； 設(shè)計(jì)洪水位下吹程 D 為 3. 00km； 水利水電工程 專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 得 h5%= )20 3 0 0 (200 0 7 2312121 ????? ? m Lm= )20 3 0 0 (303 3 11 ????? ? 由荷載設(shè)計(jì)規(guī)范查表得 h5%/ hm=, h1%/ hm=， 所以 h1%= h5%= hz=mm LHcthLh ?? 22%1 （ 25） = 2 ?? = hc= 則 Δh=h1%+hz+hc=++= 壩頂高程 =正常蓄水位 +Δh=+= b).校核洪水情況 ： 計(jì)算風(fēng)速 v0取為 16m/s； 校核洪水位下吹程 D 為 3. 00km； 得 hm= .)16 ( 2312121 ????? ? 765m Lm= )16 3 0 0 ( 11 ????? ? 由荷載設(shè)計(jì)規(guī)范查表得 hp5%/ hm=, hp1%/ hm= 所以 h1%= h5%= hm= hz=mm LHcthLh ?? 22%1 = m3 2 ??? hc= 則 Δh=h1%+hz+hc=++= 壩頂高程 =正常蓄水位 +Δh=+= 壩頂橋梁采用裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，橋下會(huì)有過(guò)流，為使工作橋與水流保持一定距離。 混凝土重度可由《水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》取大體積混凝土結(jié)構(gòu) γ 1 = KN/ 3m , 水的重度取 γ 0 = KN/ 3m 。 上游設(shè)計(jì)洪水位： ； 校核洪水位： ； 正常蓄水位（汛期限制水位） ；下游設(shè)計(jì)洪水位 ： ； 下游校核洪水位： ；正常蓄水位（一臺(tái)機(jī)組發(fā)電 ） ： 。揚(yáng)壓力的作用會(huì)抵消部分壩體重量的有效壓力，對(duì)壩的穩(wěn)定和應(yīng)力情況不利，故需采取各種有效的防滲排水措施，以消減揚(yáng)壓力，節(jié)省工程量。但由于開(kāi)關(guān)站布置在河岸處，需要大量塊石護(hù)岸，所以廠房施工開(kāi)挖所產(chǎn)生的石料可用于開(kāi)關(guān)站地基鋪填，因此，在開(kāi)挖問(wèn)題上兩種方案實(shí)際工程費(fèi)用相差不大。 經(jīng)綜合分析，確定了 (Ⅰ ).左岸船閘河床中部溢流壩右岸廠房布置方案，和河床式水電站設(shè)計(jì)及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計(jì)算 (Ⅱ ).左岸廠房河床中部溢流壩右岸船閘布置方案進(jìn)行比選。 樞紐布置 由沙溪口的水文地質(zhì)資料可知，壩址位置設(shè)計(jì)洪水位 ，對(duì)應(yīng)下游水位可由下泄流量在流量與下游水位關(guān)系曲線查得 ,水頭為 。木材過(guò)壩量 1990 年為 20萬(wàn)立方米， 20xx 年為 50 萬(wàn)立方米。 綜合利用 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。土料在壩址的上下游范圍內(nèi)均有分布。在壩體結(jié)構(gòu)及裂隙發(fā)育程度并考慮軟化系數(shù)較低情況建議利用區(qū)內(nèi)巖石抗壓強(qiáng)度 1/10，其值可表 1— 3。將壩軸線比較范圍限在勘 2 線 ~勘 1 線之間，且增設(shè) 4 線加密勘探，結(jié)果認(rèn)為 4 勘線兩岸新鮮基巖利用面較高，尤其右岸在 4 線附近的巖體新鮮堅(jiān)硬完整，可作為齒墻基礎(chǔ)，因此從地質(zhì)條件分析，認(rèn)為勘 4 線作為壩軸線是最合適的。 壩基巖面屬于裂隙性的含水層，受構(gòu)造斷裂影響，方向性明顯，局部斷裂帶和斷裂影響帶為較嚴(yán)重的透水帶，經(jīng)推算得繞壩滲漏和壩基滲漏量約為 500 立方米 /一晝夜，相對(duì)降水層的埋深不大。 左右岸均無(wú)深層滑動(dòng)可能，左岸控制其過(guò)坡穩(wěn)定的滑動(dòng)面的為片理面，在壩肩開(kāi)挖后，壩肩上下游局部地區(qū)片理面和順層撞壓帶，可能會(huì)引起邊坡失穩(wěn)。 壩址位于鯉魚(yú)洲向斜的西北翼，構(gòu)造線以北東北北東為主，被向斜構(gòu)造多呈小型復(fù)式褶皺，背 斜較緊密，向斜較舒緩。 2 選定壩址的工程地質(zhì)條件 壩址地層是由石英片巖、長(zhǎng)英片巖和云母片巖所組成，左岸、左河床由石英片巖與云母長(zhǎng)英片巖組成。 原上壩址右岸距電站廠房約為 500 米，邊坡地形較平 緩， 120 米高程以上坡積層經(jīng)過(guò)多次滑動(dòng)，已經(jīng)趨于穩(wěn)定，下部巖體風(fēng)化較發(fā)育， T4 和附近巖體張開(kāi)松弛，拉裂， T4 的緩傾角結(jié)構(gòu)面末出坡腳，高程 80 米以下的基巖出露與河庫(kù)風(fēng)華巖無(wú)露頭，片理結(jié)構(gòu)均可延續(xù)，邊坡下部不存在滑裂面，蓄水后不可能在坡腳長(zhǎng)生脆性破裂，釀成嚴(yán)重滑坡。 庫(kù)岸穩(wěn)定：已查明，不穩(wěn)定或滑塊體有沙溪口公路上游 600 米右岸及沙溪口公路橋上游的一塊，規(guī)模估計(jì)總計(jì)約數(shù)萬(wàn)立方米。 電站所在地區(qū)地震基本烈度定位 6 度。 水庫(kù)地質(zhì) 庫(kù)區(qū)位于閩西北的華夏地區(qū)，地層以前震旦第建歐群一變質(zhì)巖和燕山花崗巖體為主。 水利水電工程 專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 對(duì)于入庫(kù)的洪水，通過(guò)計(jì)算入庫(kù)洪峰與天然洪峰的相對(duì)增值在 %至 1%之間，可見(jiàn)影響非常小，建議本水電站直接采用壩址設(shè)計(jì)洪水。 表 11 花竹站徑流年內(nèi)分配表 名稱(chēng) 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十 一 十 二 全 年 月平 均徑 流 267 407 618 1080 1730 2290 946 606 470 379 288 253 778 占年 內(nèi)比例 （ %） 6 6 18.3 15.5 4 9 4 0 9 1 100 花竹 站最小流量可以根據(jù)沙縣及洋口站 1950~1978 年實(shí)測(cè)資料進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算得，最小值在 1968 年，僅為 。沙溪口大壩的設(shè)計(jì)最大風(fēng)速建議值采用 25~30 秒米。 （ 2）濕度和水溫 本流域氣候濕潤(rùn)，壩區(qū)年平均相對(duì)濕度為 79%，月平均最大達(dá) 83%，發(fā)生在六月，月平均為 78%，出現(xiàn)在七月。 高風(fēng)西風(fēng)槽和地面鋒系列相伴出現(xiàn)成鋒面雨，是本流域雨季最主要的天氣形勢(shì)，也是暴雨的主要成因，一般臺(tái)風(fēng)雨對(duì)本流域影響不顯著，但強(qiáng)臺(tái)風(fēng)與其他天氣系統(tǒng)相遇時(shí)，容易晾成洪患。壩址水尺與花竹站相關(guān)，青州，官蟹兩組水尺和萊舟，照口兩組水尺分別與沙縣站和洋口站相關(guān)，高水位歷史洪水資料控制又分別按集水面積比的 次方作相應(yīng)水尺的區(qū)間加入水量，接著以史提文撕法外延求得。1957 年停測(cè)， 1960 年 9 月恢復(fù)策流至 1966 年 12 月撤消， 1979 年恢復(fù)觀測(cè)水位，汛期測(cè)流。富屯溪以洋口建站最早，于 1944 年 5 月設(shè)立，其他各站點(diǎn)均在解放前增設(shè)。蒸發(fā)量觀測(cè)都是解放后開(kāi)始，本流域共有 16 個(gè)觀測(cè)站。其最大支流為金溪，全長(zhǎng) 253 公里，地形更為陡峻，河道坡降高達(dá) %，已建池潭水電站位于金溪中游，控制集水面積為 4766 平方公里。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 船閘閘室 100m 20m （長(zhǎng) 寬 最小水深），位于溢流壩左側(cè)。 電站設(shè)計(jì)水頭為 ，總 裝機(jī)容量為 320MW，安裝有 4臺(tái)軸流式水輪發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)裝機(jī)容量為 8MW。壩體型式為混凝土重力壩，溢流壩段布置于河床中部，廠房布置在河床右岸，船閘布置在左岸。本電站主要組成建筑物有溢流壩、非溢流壩、廠房和船閘。 水庫(kù) 正常蓄水位為 ， 設(shè)計(jì)洪水位為 ，校核洪水位為 ，死水位為 。 220kV 及 110kV 開(kāi)關(guān)站布置在尾水平臺(tái)右側(cè)。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其