【正文】 126010698166384832212291043813634480241198101781063147830211689918066284754113896580362547376110793980062247081095930796618468101083930793615466121072910790612464141061900785609462161053894780606460181107939775603458201061900770600455 青龍河流域植被較好，泥沙來(lái)源在地區(qū)上分布和洪水在地區(qū)上的分布是一致的。年際之間沙量變化懸殊。 流域多年平均氣溫為10℃左右，日溫度變化較大。／秒，水庫(kù)吹程為3公里。 組成本區(qū)地層的有：太古界、下元古界、震旦系、朱羅系及火成巖侵入體和第四紀(jì)等。 桃林口水庫(kù)處于燕山沉降帶的中部。秦皇島——建昌營(yíng)大斷裂為深層大斷裂，在壩址下游小暖泉村穿過(guò)青龍河，沿線有泉群出現(xiàn)。唐山地震以后，沿該段層時(shí)有余震發(fā)生。1983年8月河北省地震局在《桃林口水庫(kù)工程地震基本烈度鑒定書》中確定，一、二壩段位于北區(qū)I區(qū)，屬相對(duì)穩(wěn)定區(qū)，基本烈度為6度；三壩段位于I區(qū)，基本烈度為7度。庫(kù)區(qū)可溶性巖層分布于青龍間右岸。庫(kù)區(qū)內(nèi)巖層抗壓強(qiáng)度較高，抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，未發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生塌滑的巖體，庫(kù)岸基本上是穩(wěn)定的。下盤有牽引褶曲，破碎帶寬約10～20米。（3）F108斷層，產(chǎn)狀走向NW3450、傾向NE、傾角560，逆斷層。巖石有直立或倒懸現(xiàn)象，具有強(qiáng)烈擠壓特征。壩線長(zhǎng)480米。軟弱夾層據(jù)平洞、豎井資料，右岸有軟弱夾層13條，系順層夾泥。左岸弱風(fēng)化下限為115～105米高程，右岸為120～90米高程。米巖石力學(xué)指標(biāo)石英砂巖單塊巖石室內(nèi)指標(biāo)：抗壓強(qiáng)度134～338Mpa。 (4) ～。全部?jī)?chǔ)量有待進(jìn)一步探查。改建和新建灤縣經(jīng)遷安、灤縣經(jīng)盧龍到達(dá)工地的公路?；炷凉橇先∽韵掠瘟蠄?chǎng)。(3)防洪效益:防洪效益按建庫(kù)以后,與潘家口、大黑丁水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)用，在銷峰、錯(cuò)峰過(guò)程中減少灤河下游地區(qū)的洪水災(zāi)害計(jì)算。桃林口水庫(kù)壩址，從上游到下游分為三個(gè)壩段。曾選有Ⅵ、Ⅶ及Ⅳ三條壩軸線?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的第一壩段I83壩線基巖的夾泥層只是泥膜，厚度在3～5毫米，基巖以下深30米以內(nèi)。壩段地形、地質(zhì)等條件比較表壩段類別第一壩段第二壩段第三壩段地形條件河谷較窄，適于修建砼壩；溢流堰底孔等泄水建筑物可放在主河床。河谷不對(duì)稱，左岸坡緩，壩軸線較長(zhǎng)，適于修建砼壩或當(dāng)?shù)夭牧蠅?。右岸山地脊薄。切層的夾泥厚3～5厘米且傾向下游。Ⅲ69壩基有斷層F104通過(guò)，破碎帶寬度大、處理工程量大。壩基有斷層F8通過(guò)。對(duì)壩體的穩(wěn)定不利。施工場(chǎng)地狹窄。距離建筑材料場(chǎng)地最近。但從右岸巖層的產(chǎn)狀相比，Ⅲ60壩線右岸巖層走向與河流平行，傾向河中，傾角較高。Ⅲ69壩線左岸鉆孔中，～，最厚達(dá)8厘米，性質(zhì)松軟，表面潤(rùn)滑，摩擦系數(shù)較低且?guī)r層走向與河流平行，不宜做為壩基。經(jīng)上述比較，三個(gè)壩段雖有11條壩線，但適于建壩的僅有I8“紅層線”及Ⅳ壩線三條。各條壩線的河谷不對(duì)稱，壩基及兩岸巖層又加有軟弱巖層或泥層，故不宜修建拱壩或其它類型的輕型混凝土壩。工程量浩大，故本壩線選用當(dāng)?shù)夭牧蠅畏桨甘遣唤?jīng)濟(jì)的。樞紐布置方案考慮如下：壩址河谷寬約250米，河床覆蓋厚4～7米，河谷不對(duì)稱，右岸巖石裸露、坡陡、左岸山坡較緩，基巖被山麓堆積物所覆蓋。本方案的優(yōu)點(diǎn)是電站進(jìn)口緊臨底孔，可利用底孔沖沙，防止電站進(jìn)水口淤積。方案Ⅱ：主河槽從右到左分別為溢流壩部分、底孔部分、兩岸山坡為非溢流壩部分。其缺點(diǎn)是增加一條隧洞的工程量，多一項(xiàng)工程，對(duì)施工不利。考慮到： 因此，利用上式計(jì)算的高程值為防浪墻頂?shù)母叱讨担? hc安全加高（m）（3）波浪幾何要素hhz和波長(zhǎng)L的計(jì)算 計(jì)算公式采用適用于峽谷水庫(kù)的官?gòu)d公式，見(jiàn)《教材》P15～P16的公式（24）、（25）、（26）。H為壩前水深，校核洪水位時(shí)的壩前水深H==。2πH/L=2π（m）?；炷林亓纹拭娴脑O(shè)計(jì)原則是:因此在擋水壩壩體基本剖面擬定中，作用在基本三角形剖面上的荷載為壩體自重、靜水壓力（水位與壩頂齊平）和揚(yáng)壓力。；上游面垂直,下游面1：。上游面垂直,下游面1：?；A(chǔ)高程：；根據(jù)《指示書》的要求和以上計(jì)算,初擬滿足實(shí)用要求的擋水壩實(shí)用剖面簡(jiǎn)圖即參數(shù)如下： 壩頂寬度：。上游壩坡：1：0； 因此，并應(yīng)按這一剖面進(jìn)行穩(wěn)定及應(yīng)力計(jì)算。（2）堰面曲線 因WES型曲線的流量系數(shù)較大且剖面較瘦，工程量較省，本設(shè)計(jì)采用這一曲線。（4）切點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算 計(jì)算公式：下游段WES曲線與斜線段的切點(diǎn)坐標(biāo)Xt、Yt的計(jì)算公式見(jiàn)《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》第六卷P6173公式（2721）。取擋水壩壩段寬度與溢流壩壩段寬度相同。本設(shè)計(jì)僅計(jì)算以下兩種情況的堰頂過(guò)流能力: m—二維水流WES實(shí)用堰流量系數(shù)； ε—閘墩側(cè)收縮系數(shù)； σs—淹沒(méi)系數(shù)； B—溢流堰總靜寬； HO—堰上總水頭，m。(1)設(shè)計(jì)洪水時(shí)的設(shè)計(jì)參數(shù): （2）流量系數(shù)m P1/Hd=。 ξO=,查規(guī)范P49。 （2）流量系數(shù)m P1/Hd=。分別按設(shè)計(jì)洪水和校核洪水兩種情況進(jìn)行消力池的水力計(jì)算。壩上水頭：H上==（m）。 令hc=, hc=()1/2=。 壩上水位：。 ——收縮斷面水深hc的計(jì)算 計(jì)算公式：hc=q/ψ[2g(EOhc)]1/2=[2()]= ()1/2式中:ψ—流速系數(shù)，ψ= EO—以收縮斷面底部（消力池底板）為準(zhǔn)的上游水流總能量； EO≈H上= 則：hc=q/ψ[2g(EOhc)]1/2=()1/2 =()1/2用迭代法求解hc: 令hc=0,hc=()1/2=。本壩下游水位較高，為節(jié)省開(kāi)挖工程量，消能型式選用在護(hù)坦末端設(shè)消力坎、坎前形成消力池的消能方案。 hc〃=。 hc〃=。（3）坎高的確定坎高C應(yīng)在流量變化范圍內(nèi)選定幾個(gè)q值分別計(jì)算，取其最大值作為設(shè)計(jì)的坎高值。因此，由水躍長(zhǎng)度所決定的消力池長(zhǎng)度LK的設(shè)計(jì)單寬流量qL應(yīng)為建筑物所通過(guò)的最大單寬流量。由于水流出護(hù)坦后紊動(dòng)仍很激烈，底部流速仍較大，流速分布也未恢復(fù)到天然河道的流速分布，對(duì)河床仍有較強(qiáng)的沖刷能力；而壩下河道為石英砂巖與板巖互層，大裂隙較多，并有軟弱夾層，抗沖能力較差，設(shè)計(jì)考慮在護(hù)坦后設(shè)置海漫，以保護(hù)消力坎基礎(chǔ)不被淘刷。經(jīng)估算,水流出坎后平均流速約4m/s～5m/s左右，由于對(duì)消力坎下游側(cè)河道地質(zhì)及覆蓋層情況不清，本設(shè)計(jì)擬取海漫長(zhǎng)80m。計(jì)算方法：從上表2725中，內(nèi)插求出H/Hd=、相應(yīng)于H/Hd的Y/Hd的值；然后算出X、Y值，點(diǎn)繪水面曲線。取：壩前淤沙高程:▽。（2） 特殊荷載1） 校核洪水時(shí)的靜水壓力；2） 相應(yīng)于校核洪水位時(shí)的揚(yáng)壓力；3） 相應(yīng)于校核洪水位時(shí)的波浪壓力；4） 相應(yīng)于校核洪水位時(shí)的動(dòng)水壓力；5） 地震荷載。因此本設(shè)計(jì)采用抗剪斷公式進(jìn)行抗滑穩(wěn)定計(jì)算；（4）抗剪斷參數(shù)壩體混凝土與基巖接觸面間抗剪斷參數(shù)的取值參見(jiàn)《教材》P52表36中的抗剪斷參數(shù)f39。(Mpa)Ⅰ很好的巖石 完整的、新鮮的、致密堅(jiān)硬的、裂隙不發(fā)育的、塊狀的、厚層狀的巖石。Ⅲ中等巖石完整性較差的、微風(fēng)化的、微裂隙的、中等堅(jiān)硬的、塊狀的、層狀的巖石。注：①本表不包括基巖內(nèi)有軟弱夾層的情況；②混凝土與基巖接觸面上的抗剪斷參數(shù)不超過(guò)混凝土本身的抗剪斷參數(shù)值；③對(duì)于Ⅰ、Ⅱ級(jí)的基巖，如果建基面能做成較大的起伏差，則接觸面上的抗剪斷參數(shù)可采用混凝土的抗剪斷參數(shù)。=抗剪斷凝聚力：C39。設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，不分工程級(jí)別，基本荷載組合時(shí)，；特殊荷載組合（1）校核洪水位情況時(shí)，；特殊荷載（2）地震情況時(shí)，”。僅進(jìn)行壩基上下游邊緣應(yīng)力的計(jì)算；（8）應(yīng)力計(jì)算強(qiáng)度指標(biāo)《指示書》中P12表中給出的：“石英砂巖單塊巖石室內(nèi)指標(biāo)：抗壓強(qiáng)度134～338Mpa”；根據(jù)《教材》P63的規(guī)定，壩體混凝土與基巖接觸面間的正應(yīng)力應(yīng)滿足：C15—浮托力U1 U1=（）=（t/m） M1=0 浮托力U1 U1=（）=（t/m） M1=0 浮托力U1 U1=()=(t/m) M1=0 為能進(jìn)行正常蓄水位和設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的波浪壓力計(jì)算。（6）地震荷載1）大壩的基本烈度和設(shè)計(jì)烈度 大壩基本烈度：根據(jù)《指示書》P10的介紹，本壩位于相對(duì)穩(wěn)定區(qū)，地震基本烈度為6度；大壩設(shè)計(jì)烈度：根據(jù)《教材》P37的規(guī)定:“一般采用基本作為設(shè)計(jì)烈度?！弊饔糜诨炷林亓紊系乃较蚩偟卣鹆0的計(jì)算公式如下： Q0=KHCZFW式中：KH—水平向地震系數(shù),為地面水平最大加速度的統(tǒng)計(jì)平均值與重力加速度的比值,當(dāng)設(shè)計(jì)烈度為7度時(shí)，KH=； CZ—綜合影響系數(shù)，取CZ=； F—地震慣性力系數(shù)，按《教材》P47，表31選用，F(xiàn)=； W—建筑物總重量。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：——Wi和△i的計(jì)算W1==(t/m) △1=+=W1△1=W2=1/2(+)=(t/m) △2=+=W2△2=W3=1/2(+)=(t/m) △3=+=W3△3=W4=1/2(+)=(t/m) △4=W4△4=——水平地震慣性力Qi的計(jì)算水平向總地震慣性力Q0=△4=W1△1+W2△2+W3△3+W4△4=+++=Q1===（t/m）Q2===（t/m）Q3===（t/m）Q4===（t/m）——水平地震慣性力對(duì)壩基截面形心0點(diǎn)的力矩計(jì)算M1=（=(tm/m)M2=(++)=(tm/m)M3=(+)=(tm/m)M4==(tm/m)（1：）正常蓄水位情況下， 擋水壩正常蓄水位情況下的荷載計(jì)算表力 名力 值（t/m）力矩（tm/m)注逆時(shí)針順時(shí)針垂直力自重W1W2∑W揚(yáng)壓力U100U2U3U4∑U∑垂直力水平力靜水壓力P1P2∑P靜水壓力PL淤沙壓力PS∑水平力合 計(jì)（1） 抗滑穩(wěn)定計(jì)算按抗剪斷強(qiáng)度公式的抗滑穩(wěn)定計(jì)算是將壩體與基巖間看成是一個(gè)交接面，認(rèn)為壩體混凝土與基巖接觸良好，考慮壩體混凝土與基巖間的凝聚力。—抗剪斷凝聚力， c39。設(shè)計(jì)洪水位情況下, 擋水壩設(shè)計(jì)洪水位情況下的荷載計(jì)算表力 名力值(t/m）力矩(tm/m)注逆時(shí)針順時(shí)針垂直力自重W1W2∑W揚(yáng)壓力U100U2U3U4∑U∑垂直力水平力靜水壓力P1P2∑P波浪壓力PL淤沙沙壓力PS∑水平力合計(jì)(1)抗滑穩(wěn)定計(jì)算K39。S===＞ 滿足抗滑穩(wěn)定要求。 （2）應(yīng)力計(jì)算σyu=+=+=(t/m2)=＜75kg/cm2σyd===(t/m2)=＞0 (壓應(yīng)力)，無(wú)拉應(yīng)力，應(yīng)力成果滿足要求。 擋水壩邊緣應(yīng)力計(jì)算成果匯總表 （上游邊緣應(yīng)力/下游邊緣應(yīng)力） 單位：kg/cm2下游壩坡基本荷載組合特殊荷載組合正常蓄水位設(shè)計(jì)洪水位校核洪水位地震情況1：由上表可見(jiàn): （1） 穩(wěn)定計(jì)算成果小結(jié) 擋水壩下游壩坡1：。上述計(jì)算表明，本壩的壩體剖面由抗滑穩(wěn)定控制，壩體自重不夠，斷面偏小，應(yīng)加大壩體剖面。：；根據(jù)上述穩(wěn)定及應(yīng)力計(jì)算小結(jié)，對(duì)擋水壩下游壩坡1：，僅計(jì)算正常蓄水位和設(shè)計(jì)洪水位兩種情況的穩(wěn)定及應(yīng)力狀況。揚(yáng)壓力U3 U3=1/2=(t/m) M3==(tm/m) 揚(yáng)壓力U3 U3=1/2=(t/m) M3==(tm/m)