【正文】 76。據野外及鉆孔資料分析，第2層絹云母片巖，在壩基下是穩(wěn)定的連續(xù)的，并具有良好的隔水性。（2）巖溶、滲漏問題從巖性看，本區(qū)灰?guī)r均系硅質和白云質灰?guī)r（白云巖），結晶程度較好，相對不易被溶蝕。在左岸，存在庫內灣子溝向庫外鄰谷的滲漏問題。初步調查，需移民12000人，淹沒耕地8900畝，淹沒公路約30km，輸電線約50km。 水庫淤積片上水庫為河道型水庫，庫水位變幅大，回水末端變化范圍大長，來沙量少，而且主要集中在汛期，多年平均含沙量約1kg/m3，%。 水電站（1）灌溉給水電站片上水庫庫容較大，發(fā)電隧洞較短，具有修建水電站的有利條件。時歷法求得調節(jié)流量保證曲線及平、。根據上述分級標準和相應洪水過程線，調洪計算按分級控制確定防洪庫容。經計算，紫荊關水電站建成后，本水庫多年平均來沙量為55萬噸。（1963年），（1965年）相差77倍（實測洪水系表列從略）。 氣象本流域處于山區(qū)，夏季炎熱多雨。南拒馬河經淶水至北河店與易水匯流至新城白溝鎮(zhèn)，北拒馬河匯合胡良河、琉璃河后在涿州縣東茨村入白溝河，往南流至白溝鎮(zhèn)匯合南拒馬河后為大清河。拒馬河位于太行山東麓，流域面積約10000km2。附近張坊站平均年降雨量740mm，℃，年內氣溫變化較大，℃，最低溫度26℃。本流域調查到的最大洪水為1801年，經計算得洪峰流量為20000m3/s。 特征水位及庫容（1）設計洪水考慮到本水庫應有一定的防洪庫容以攔蓄洪水，若降低洪水位對防洪、興利效益大為不利，而若提高洪水位，可能降低京原鐵路標準或進行局部改建，協(xié)調二者，（P=1%）。因此，相應汛限水位為168m。 片上水庫流量保證率曲線 調節(jié)流量表標準毛調節(jié)流量秒立米折合毛水量億立米凈調節(jié)水量億立米工業(yè)用水量億立米灌溉用水量億立米平水年枯水年，按毛灌溉定額400立米/畝計算，可灌溉82萬畝，遇到枯水年，則可灌溉49萬畝。另一方面，由于水庫的興利任務，主要是農業(yè)灌溉和工業(yè)給水，所以發(fā)電服從灌溉和給水，在灌溉和工業(yè)引水出口各修建一座水電站，利用灌溉和工業(yè)供水發(fā)電。由于庫水位變幅大，使入庫沙量不易集中落淤，參考大伙房豐滿等河道型水庫淤積形式，本水庫定為帶狀均勻淤積，認為淤積前后的河底比降基本不變，壩前淤積高程按異重流淤沙量確定。 工程地質條件本區(qū)除第四系地層外，均為中震旦系，霧迷山組地層（Z2w），分層、。從灣子溝地下水位看，溝的上游高于下游，補給河水，其次灣子溝與鄰谷之間分水嶺寬度約35km，山體內有北東壓向性南水溝斷層帶及部分夾有片巖的直立巖層存在，可起阻水作用，加之本區(qū)溶巖不發(fā)育，因此向鄰谷不會產生大面積滲漏，沿局部裂隙的滲漏量較微小。據鉆孔資料分析，本區(qū)巖溶發(fā)育，一是在壩址區(qū)高程7090m較多發(fā)育，二是在片巖層的上下層面處較多發(fā)育，但溶洞很少，也很小。河床右岸部分，第2層片巖厚度相對較薄，約3m作左右。坡傾向河谷。 其他建筑物的工程地質條件（1）埡口——付壩埡口，在壩高192m高程處，谷寬230m，谷底寬60m。但應進行防滲處理，尤其是灰?guī)r與輝綠巖接觸帶，建議處理深度右側采用30m，左側1520m。在斜井段以后至出口，洞頂部位遇第5層片巖，可挖除。洞身位于地下水位以上，巖層產狀近水平，但新鮮完整，多與洞線近垂直，影響較小，但進口為崩—坡積物，其內摩擦角為27度，應做好洞口左右兩側邊坡的襯砌保護，以免在水下坍塌，影響給水管路的正常運行?？偟目磥?，各料場砂礫料的中間粒徑略少，含砂量大，加權平均值為69%。（3）筑壩材料技術指標土料初始孔隙水壓力系數(shù)B=，凝聚力c=，堆石孔隙n=。 樞紐主要技術指標、。由于河床段及左、右岸均受地形地質條件的限制，壩軸線只能選擇為一條折線。、。，,要多占下游農田。1）施工干擾比心墻壩小，受氣候影響小。埡口右岸，山頭也較高，水流條件不好，也不利于修建河岸溢洪道。21）地質條件好。2）洞挖及襯砌工程量大。 電站布置二種方案工程量序號項目單位方案1（大小電站在左岸）方案2（大小電站分在左右岸）1土石方明挖萬m32土石方填筑萬m33石方洞挖萬m34砼澆筑萬m35鋼筋106N6鋼材kN從工程量比較看，大小電站結合布置在左岸，調壓井直徑增大，石方開挖、砼及鋼材用量均增加。為滿足各種標準的下泄流量要求，樞紐設置正常溢洪道和非常溢洪道。選定出口消能方式，設計消能工型式與尺寸。 閘室連接設計及地基處理根據溢洪道控制段的地形情況，對溢洪道閘室與上游庫區(qū)的連接建筑物，選擇適宜的型式，并進行結構布置，并擬定斷面型式及尺寸。1. 自由泄流時，流量系數(shù)較??；2. 下游產生波狀水躍 的可能性較大。故選擇適宜的艦載中等堅硬密實地基上的整體式底板。質量輕，受力條件靈活，不許要設水槽，使過閘水流條件順暢。見圖31（2） 鋪蓋 一般?。?~4）H 本設計取L= （3）齒墻 底板齒墻：。 當閘門逐級開啟時，且時，選用曲線形實用堰流公式 （44）∵∴采用孔流公式,b=136m，H=，e=（1～11），H0=H=進行列表計算，如圖41 表41 Qe關系列表e（m）1234567891011μQ（m179。）=P=171－=∴陡坡水平投影長：?！?5176。 從初始斷面開始分段分別求個斷面水深至泄槽末斷面。消能計算工況：分別按設計流量和校核流量下計算驗證。對于砂、卵石河床，其抗沖能力與散粒體大小、級配和單位體積的重量有關；對于巖石河床，其抗沖能力主要取決于巖基節(jié)理的發(fā)育程度、地層的產狀的膠結的性質等因素。（2）設計流量下的挑距計算 ∴ （3）校核流量下的挑距計算 ∴ 挑距L=== ∴沖坑對溢洪道下游穩(wěn)定性無影響。圖56 檢修橋尺寸圖(單位：cm) 6閘室泄水槽穩(wěn)定及地基穩(wěn)定驗算 概述水閘建成后會經歷各種工作情況，例如完建后對地基壓力最大，沉降也最大。 計算單元對于閘室內設有分縫的多孔水閘應取兩縫之間的閘段作為計算單元，取順水長方向48。（2）計算公式 ①抗滑穩(wěn)定公式 （61） ②地基應力公式 （62）③不均勻系數(shù) （63）④平均應力 （64）⑤整體穩(wěn)定性驗算公式 （65）式中： f——閘底板與地基土的摩察系數(shù)； A——閘底板的面積，m178。 （2）地震的動水壓力 公式 （610）式中： 。 正常擋水期荷載力矩計算見表63?！酀M足不均勻系數(shù)要求。若完建期滿足抗傾斜驗算，擋水期亦滿足，所以只需驗算完建期，計算時可取左岸長20m的邊墻為研究對象。7溢洪道的構造由于引水渠較長，故在平面布置成直線，且引區(qū)布置成沿平面向上有擴大的喇叭形狀。（2）帷幕灌漿 在閘室段底板上端齒墻處設置帷幕灌漿，便于閘室更加穩(wěn)定，減小揚壓力。本工程采用摻氣減蝕的方法，在溢洪道底板上設置數(shù)道跌砍，一選型良好的摻氣裝置可保護50100m長度的直線段陡坡，本設計設置3個即可，摻氣裝置見圖77。圖78鼻砍型式鼻坎兩側應作齒墻插入兩岸巖石，為防止泄小流量是貼壁，沖刷墻角，可在齒墻后做一段護坦，挑坎上設通氣孔通往兩側邊墻，與大氣相通，泄流時將空氣輸送至水舌下面的低壓區(qū)，以防止負壓過大影響挑距。邊墩與底板的連接采用整體式，邊墩可直接擋土，見圖圖74 邊墩與底板連接（單位：m） 為了保護地基不受沖刷，泄槽要進行襯砌，表面光滑平整，以防止產生負壓和空蝕，分縫處設止水，以避免高速水流侵入底板以下，產生脈動而引起破壞，排水系統(tǒng)通暢，以減小底板揚壓力，材料能抵抗空蝕和沖刷對于本設計巖基上的溢洪道，采用混泥土襯砌，為適應溫度變形，需設縱橫縫，縱縫間距為10m，三條縫，橫縫間距為20m,見圖77圖75 泄槽縱橫縫分布泄槽的兩側的邊墻，因巖基良好，也采用襯砌的形式，且用鋼筋與巖石錨固，邊墻橫縫與泄槽段布置一致。 （2）閘室結構只設順水流方向的分縫，本設計溫度沉降縫縫寬為20cm，在每個中墩內設沉降縫。 H=1++1= B=（）H=，取B=12m 圖62閘底板受力分析圖（3）荷載計算 式中：∴ 將所有荷載向邊墻a點簡化，進行力矩計算，見表65。 (2) 計算工況 正常擋水期計算，地下水位按半墻高計算。 （2）地基承載力驗算 ∴滿足應力要求。 表61地震慣性力計算表符號重力Wi（KN）型心到底板高h1（m）G11G2G3G4G5G6G7∑ （611） （612）式中： 其中，形心的計算方法見《材料力學》[6]，為了便于繪圖和荷載分析，把上部的一些結構線性化。 作用在閘室的主要荷載有：閘室自重、水重、水平水壓力、揚壓力、地震力?；窘M合[k]=；特殊組合1[k]=；特殊組合2[k]=。擋水時，在水平推力作用下有可能閘室沿地基面產生滑動，當垂直荷載也過大時還可能產生深層滑動。（1） 閘孔數(shù)n=10，閘孔凈寬b=,閘孔高h=。/(s若潛入下游河底的水舌所具有的沖刷能力仍然大于河床的沖刷能力時，河床被沖刷，從而形成沖刷坑。 表43 各斷面水深斷號122334水平距離（m）100100 圖44斷面示意圖（4）計算公式公式 （49） （410） （411） （412） （413）式中： 對于12段：h1=， ，由得：對于12斷面進行水深計算，見表44。見《水工設計手冊第六卷泄水與過壩建筑物》[4].，高出下游最高水位1～2m。在射流的過程中，首先通過吸附和摻混空氣來消耗部分能量，然后將水流拋射到遠離泄槽的河床與尾水銜接。B=136m 圖41設計流量下的Qe關系曲線當時，采用孔流公式：，b=136m,H=,e=(1～14),進行列表計算，見表42，Qe關系見圖42。 圖31底板尺寸布置圖閘孔尺寸包括：閘孔凈寬、孔數(shù)、單孔凈寬、閘孔總寬閘頂及閘門頂高程。一般做成實心結構。根據前章論證，底板形式采用駝峰堰和低實用堰兩種，均可以保證洪水來臨時大量泄洪。對溢洪道的地基處理措施進行闡述。非均勻流水流的泄水槽，為了確定泄槽邊墻高度，首先要計算水面線計算，計算時，挑坎反弧最低點處水深及泄水槽首斷面水深（臨界水深），按分段試算法，逐段推求計算。溢洪道邊墻采用重力式或貼坡式擋土墻與開挖邊坡連接，巖石開挖邊坡可采用1:。而大電站在右岸，總水頭損失僅2米。 溢洪道方案優(yōu)缺點比較由上述比較可知，方案1（埡口溢洪道）雖有很好的地形，但地質條件差，工程量和投資并不省，且由于存在片巖滑石化和緩傾角破碎帶，對砼溢洪道的穩(wěn)定和抗沖能力都不利。3）運行管理方便。方案2，山脊右溢洪道方案，山脊右設正常溢洪道和非常溢洪道，特點是地質條件好，明挖石方量大。3）地基處理與壩體填筑的的干擾比心墻壩小。1）斜墻與坡積物連接較困難，貼坡鋪蓋部分做在坡積物上，若發(fā)生沉陷可能引起裂縫，安全程度不如心墻。但帷幕線長，地基處理工程量很大，壩體工程量也很大，防滲墻與帷幕灌漿兩道工序，二者施工干擾也較大。土壩又有四種壩型：心墻壩、斜墻壩、斜心墻壩和斜墻+鋪蓋壩。上游千河口壩址，采用重力壩型，河谷狹