【正文】 對(duì)特征剖面（包括最大剖面）進(jìn)行滲流分析。設(shè)計(jì)大壩細(xì)部構(gòu)造：壩頂構(gòu)造、壩坡、防滲體及反濾層、排水體、截水槽、防滲墻、壩腳、馬道等。拒馬河發(fā)源于河北省淶源縣，流經(jīng)淶源、易縣、淶水山峽地區(qū)，至北京房山縣張坊鎮(zhèn)流入平原，并分南北兩支。山區(qū)多為石質(zhì)山區(qū)，植被較少，坡度較陡。本工程可為東部平原房、淶、涿灌區(qū)的一百多萬畝農(nóng)田灌溉、北京生活及工業(yè)用水提供水源。由于天氣系統(tǒng)及地形抬升的相互影響，張坊上游的紫荊關(guān)一帶極易形成暴雨，如1950年8月上旬、1955年8月中旬、1956年、1963年8月上旬均出現(xiàn)日降雨量大于100mm的暴雨。據(jù)實(shí)測20年資料統(tǒng)計(jì)，洪峰流量最大為9920m3/s（1963年），最小洪水為45m3/s（1965年）相差220倍。洪水實(shí)測資料中，以1963年最大，1956年次之，洪峰流量分別為9920m3/s和4200m3/s，以1963年、1956年的的平均概化過程線為典型，按洪峰流量比值放大計(jì)算得設(shè)計(jì)洪水、校核洪水過程線（）。據(jù)實(shí)測資料計(jì)算，紫張區(qū)間多年平均輸沙量為46萬噸，推移質(zhì)占總沙量的20%【3】?？紤]在校核洪水時(shí)不影響鐵路正常通車，（P=%）。 （4）汛限水位根據(jù)下游河道現(xiàn)有行洪能力及有關(guān)部門要求，按遇1955年洪水限泄1300m3/s時(shí)，洪水不漫灘；遇1963年洪水限泄3000m3/s，不超過現(xiàn)有河道行洪能力；遇到校核洪水時(shí)，限泄最大流量7000m3/s；當(dāng)水位達(dá)到190m時(shí)，相應(yīng)最大泄量為18000m3/s。【2】防洪、考慮淤積后，汛期興利庫容為3億立米。徑流調(diào)節(jié)依據(jù)紫張區(qū)間多年實(shí)測徑流量（），加上紫荊關(guān)水電站汛期棄水量（），進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算。在911月內(nèi)灌溉用水量不大，一般天然來水略大，故水庫可一回蓄一部分。因此選定汛后最高蓄水位179m是適宜的，其中防洪、。由于庫水位變化較大，死水位130m，~，水頭變化范圍大，在最大最小水頭時(shí)，采取提高轉(zhuǎn)速或增大機(jī)組容量等措施來解決給水發(fā)電問題。小電站年發(fā)電量約1400萬度，設(shè)備年利用小時(shí)數(shù)約5600小時(shí)。 片上水庫水位—庫容、面積曲線推移質(zhì)由于缺乏實(shí)測資料，參考大伙房等水庫，采用推移質(zhì)輸沙量占總沙量的20%，其淤積范圍分配80%在尾部段，20%淤積在有效庫容內(nèi)。水庫淹沒面積在校核洪水位190m時(shí)為20。 地層厚度及巖性編號(hào)巖性厚度/m相應(yīng)壩區(qū)分層編號(hào)備注Z52w板狀、厚層狀白云巖夾少量頁巖、石英巖、底部為雜色石英礫巖＞400Z42w厚層白云巖180200Z32w硅質(zhì)條帶灰?guī)r夾硅質(zhì)白云巖220250Z22w硅質(zhì)條帶狀、斑點(diǎn)狀白云質(zhì)灰?guī)r（局部變質(zhì)成大理巖）夾絹云母片巖（在與輝綠巖接觸處滑石化）300400Z2w—ⅢZ2w—ⅡZ2w—Ⅰ本層為壩基地層Z12w厚層硅質(zhì)白云巖約250輝綠巖和片巖透水性甚微，是本區(qū)相對(duì)隔水層。170m以下不存在滲漏問題，170m以上與庫水接觸范圍較短，約為400500m，滲徑約為3km，水頭壓力小，因此滲漏是很微小的。 （1）河床覆蓋層河床寬600余米為第四系沖積砂卵石層所覆蓋，厚度一般為1528m，以卵石層為主。右岸發(fā)現(xiàn)有含碎石卵石的砂質(zhì)黏土層，屬巖石的風(fēng)化殘積層，范圍不廣，厚度一般12m，一般位置較深，因此對(duì)壩體穩(wěn)定影響不大，但應(yīng)摸清具體分布范圍，以便確定處理措施。據(jù)壓水試驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì)。因此順河斷層是不存在的。兩岸帷幕灌漿處理深度，據(jù)壓水試驗(yàn)資料，左岸應(yīng)2060m（伸入基巖中），右岸巖石透水性較小，處理深度可取25m。特別是右岸，為防止?jié)B流改變工程地質(zhì)條件，建議筑壩帷幕與溢洪道帷幕相接，使其連成一體。坡積物下基巖地形呈階梯狀。滲透系數(shù)為103cm/s，下部透水嚴(yán)重。在谷底右側(cè)沿?cái)鄬佑休x綠巖墻侵入體，走向?yàn)楸蔽?30340度，傾向南西，傾角80度，寬52m。埡口在高程145157米處分布有兩層片巖，下邊一層已滑石化，極軟弱，遇水崩解。砂石料，料場主要在壩下游，（%）。但在埋藏深度2m以下的部分土料含水量大于20%，應(yīng)合理布置開采，以減少翻曬工作量。上壩時(shí)礫料集中現(xiàn)象難于避免，應(yīng)考慮此情況下的滲透穩(wěn)定性或采取相應(yīng)措施。以鐵索崖一帶較好，多系厚層，相對(duì)完整。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為百年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為千年一遇。閘基允許應(yīng)力采用6MPa。上游千河口壩址，采用重力壩型，河谷狹窄，壩體工程量小，但庫容小，不能滿足防洪興利要求；片上壩址下游約2km處風(fēng)葫蘆臺(tái)壩址，存在庫區(qū)漏水，工程量大，投資增加較多，效益相對(duì)增加不大。但片上壩址河床段壩軸線位置由第2層絹云母片巖出露位置制約，在兩岸部分也受地質(zhì)地形條件的限制，左岸壩頭和坡積物相連，右岸山脊向北東方向延伸，山脊上游面坡度較平緩，下游則較陡。土壩又有四種壩型：心墻壩、斜墻壩、斜心墻壩和斜墻+鋪蓋壩。心墻壩與斜墻壩詳細(xì)比較。，,要多占下游農(nóng)田。1）施工干擾比心墻壩小，受氣候影響小。但出于方案比較，本次設(shè)計(jì)對(duì)心墻壩方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。但出于方案比較，本次設(shè)計(jì)對(duì)心墻壩方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。 片上水庫河谷斷面圖上畫出壩頂線，量取壩長，根據(jù)比例尺即可得出壩長。片上水庫主壩采用壤土心墻，壩體上下游壩殼為砂礫石透水料，壩頂無交通要求，故取12m。排水體邊坡為1:3。排水體邊坡為1:。本設(shè)計(jì)采用水力學(xué)法，其基本假定如下：(1)壩體材料為均質(zhì)料，壩體內(nèi)任一點(diǎn)在各方向上的滲透系數(shù)K相同，且為常數(shù)。 分別對(duì)校核洪水位、設(shè)計(jì)洪水位工況進(jìn)行計(jì)算[6]： ①校核洪水位時(shí) （41） （42）式中 H==， L=12+60+2++2+=，聯(lián)解（41）、（42）得，浸潤線方程：當(dāng)x=L=，y=0。 最大壩底寬D=+75++12+60+++10=。防滲墻深取為20m，帷幕灌漿深取為40m。 主壩特征剖面2廊道寬3m，高4m。 滲流計(jì)算 取壩底高程175m，樁號(hào)為1+，心墻頂寬3m，上下游邊坡均為1:。聯(lián)解得，浸潤線：當(dāng)x=，y=0。,故滿足防滲要求。廊道尺寸：寬3m，高4m。最大壩底寬D=75+++12+60+2++=。防滲墻深取為15m，帷幕灌漿深取為30m。 付壩特征剖面2廊道寬3m，高4m。 ②設(shè)計(jì)洪水位時(shí) 式中：H==，L=12+=，聯(lián)解得，浸潤線：當(dāng)x=，y=0。,故滿足防滲要求。當(dāng)為黏性土壩坡時(shí)，其失穩(wěn)滑裂面呈上陡下緩的曲面，穩(wěn)定計(jì)算時(shí)常假定為一圓柱面，其在壩體剖面的投影是一個(gè)圓弧，稱滑弧。當(dāng)壩坡干燥或完全浸入水中時(shí)呈直線，部分浸水時(shí)為折線，斜墻壩上游失穩(wěn)時(shí)，常沿斜墻與壩體交界面滑動(dòng)。②穩(wěn)定滲流期，上游為正常蓄水位，下游為相應(yīng)最低水位，形成穩(wěn)定滲流時(shí)的下游壩坡，采用折線法進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。樁號(hào)0+。為分析方便取為鉛直方向?！鞍踩笔侵干鲜鰳O限平衡是在一定安全儲(chǔ)備條件下的。兩塊土體底面土料內(nèi)摩擦角分別為、。 55 ，上游坡的穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果及成果分析 當(dāng)時(shí)， 折線法計(jì)算最不利水位下壩體穩(wěn)定計(jì)算成果表 當(dāng)時(shí)，時(shí)， 當(dāng)時(shí)， 折線法計(jì)算最不利水位下壩體穩(wěn)定計(jì)算成果表 當(dāng)時(shí)，時(shí)， 當(dāng)時(shí)， 折線法計(jì)算最不利水位下壩體穩(wěn)定計(jì)算成果表 當(dāng)時(shí)，時(shí)，； 當(dāng)時(shí)， 折線法計(jì)算最不利水位下壩體穩(wěn)定計(jì)算成果表 當(dāng)時(shí)，時(shí)，. 綜上數(shù)表知，不利水位下游壩坡的穩(wěn)定符合要求。為防止防滲體干裂和雨水沖蝕，滿足維修和防汛要求，壩頂做柔性護(hù)面，以適應(yīng)壩頂變形和及時(shí)發(fā)現(xiàn)壩體裂縫。基礎(chǔ)牢固地埋入壩內(nèi)并與防滲體緊密結(jié)合，墻底與防滲體頂部接觸滲徑滿足： (61)式中：防浪墻底面承受的水頭m，算至波浪水面。壩頂下游側(cè)設(shè)邊石或欄桿，邊石采用漿砌石修筑。 下游護(hù)坡構(gòu)造圖 單位:cm 為防止雨水沖刷，下游壩面常設(shè)置縱橫連通的排水溝，沿壩體與岸坡的結(jié)合處，也設(shè)置排水溝以攔截山坡上的雨水。心墻位于壩體內(nèi)靠近上游面，心墻邊坡為1：。砂礫石地基承載能力大、壓縮性小，基本可以滿足修建本壩的要求，但透水性強(qiáng)，抗剪強(qiáng)度低，易發(fā)生砂土液化等影響壩體穩(wěn)定的問題。壩體兩端同岸坡相連，防滲墻深度及帷幕灌漿的厚度可以適當(dāng)減少一些，具體布置為防滲墻深取為10m，帷幕灌漿厚度深取為20m。筑壩前將地基表層腐殖土、稀泥、草皮、亂石等清除。當(dāng)岸坡上緩下陡時(shí)，凸出部位變坡角應(yīng)小于20176。河床段采用砼防滲墻處理，墻頂插入壤土心墻內(nèi)6m，底部穿過23m厚的硅質(zhì)灰?guī)r，插入絹云母片巖內(nèi)1m。付壩因?yàn)楣鹊子猩百|(zhì)黏土覆蓋，厚度7m，所以向下挖7m做防滲墻，墻底以下基巖做帷幕灌漿。參考文獻(xiàn) [1] 武漢大學(xué)， [2] 河海大學(xué)，清華大學(xué)， [3] 李亞杰， [4] 張麗， [5] 馬文英， [6] 馬文英，劉建中， [7] ：河海大學(xué)出版社，1988 [8] （四川大學(xué)）.高等教育出版社 [9] 河海大學(xué)，大連理工大學(xué)，西安理工大學(xué)，[10] [11] ：水利電力出版社，1995