【正文】 ） 低溫最低小于 0℃的日期 初期 最早 9月 2日 平均 9 月 25 日 終期 最晚 5月 21日 平均 5月 12日 地下 10 厘米土壤凍結(jié)日期 凍結(jié) 最早 11月 12 日 平均 10月 21 日 解凍 最 晚 3月 26日 平均 3月 12 日 最大凍土深度 135 厘米 風(fēng)力特征 6 多年最大風(fēng)速 22～ 25m/s 風(fēng)向 W、 NW 多年平均風(fēng)速 大風(fēng)日數(shù) 天 /年 最大設(shè)計風(fēng)速（全年） 汛期最高水位吹程 降水 多年平均降雨量 最大年降雨量 最小年降雨量 經(jīng)水文降雨分析，守口堡水庫設(shè)計年降雨量如表 3 表 3 守口堡水庫設(shè)計年降雨量 單位 mm 統(tǒng)計參數(shù) 各種保證率設(shè)計年降水量 均值 CV CS/CV 20% 25% % 50% 75% 95% 多年平均汛期降雨量（ 69）為 汛期降雨量約占全年降雨量的 76% 7月份和 8月份降雨量約占全年降雨量的 54% 多年平局月降雨量大于 的日數(shù)統(tǒng)計如表 4（天鎮(zhèn)站） 表 4 多年平均月降雨 量大于 的日數(shù)統(tǒng)計表 月份 1月 2月 3 月 4月 5月 6 月 7月 8 月 9月 10 月 11 月 12月 全年 日數(shù) 蒸發(fā) 多年平均蒸發(fā)量 多年平均水面蒸發(fā)量 干旱指數(shù) 表 5 多年平均逐月水面蒸發(fā)量表 單位 mm 月份 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 全年 蒸發(fā)量 三、水文資料 設(shè)計年來水量 7 壩址以上流域內(nèi)多年平均來水量 1940萬平方米，其中清水徑流量為 1362萬立方米，占 %：地表徑流深 ，占 %。水文分析報告借用下墊面產(chǎn)沙條件大體相似的唐峪河恒山水庫泥沙分析成果中龍蓬峪的侵蝕模數(shù)每平方公里 2455 噸，求得守口堡水庫年來沙量為 萬噸，其中包括推移質(zhì) 萬噸。兩岸均夾有 4～ 5 條基本直立、致密而堅硬的石英山脈。由于坡積物的成因是基巖風(fēng)化物借重力的作用及雨水的搬運，而在山坡或山麓堆積下來，股微具棱角。 三、 巖層產(chǎn)狀及構(gòu)造 壩址右岸為單斜構(gòu)造，走向東南 西北，傾向庫外，對儲水不利。風(fēng)化巖厚度 3～ 6米。 ② 守口堡村西得北山坡，初估黃土儲量 5萬立方米，土質(zhì)一般，運距 500米。 表 14 基巖物理力學(xué)特性 項目 單位 花崗片麻巖 粗?；◢弾r 13 比重 t/m3 孔隙率 % 容重 t/m3 吸水率 % 抗壓強度 干 kg/cm2 800 700 濕 625 590 軟化系數(shù) 摩擦系數(shù) 彈性系數(shù) kg/cm2 3 105 2 105 泊桑比 滲透系數(shù) 新鮮 cm/s 8 105 半風(fēng)化 3 103 抗剪強度 巖石 /混泥土 牢固系數(shù) 進出口及斷層帶 2 其它 6～ 8 彈性抗力系數(shù) 進出口及斷層帶 kg/cm2 40 其它 160～ 250 15。 ，普工由當(dāng)?shù)亟鉀Q。 ②淹沒通往內(nèi)蒙古的鄉(xiāng)級公路一條，需另開新路 3000 米。故除要考慮水庫樞紐的水工建筑物自身的安全防洪標(biāo)準(zhǔn)外，還要考慮下游防護對象。調(diào)洪計算就是從起調(diào)開始，逐時段連續(xù)求解這兩個方程。/s 第 四 節(jié) 水庫調(diào)洪計算方案的確定 水庫樞紐調(diào)洪計算利用程序包采用試算法進行 計算。 方案三 p=1%時，最大泄量 m179。/s，查水位流量曲線得下游 100m 處水位 。否則就需重修截水墻或增加壩體防滲體與壩基截水墻之間連接的工程量。具體位置見地形圖。而且的首要任務(wù)是防洪，而此種壩型泄洪問題不易解決 。結(jié)構(gòu)簡單，加高方便。 缺點：壩體應(yīng)力較低 ，不能充分利用其材料強度，材料用量大，混 凝土冷卻工程量大，澆筑混凝土要求有嚴(yán)格的溫控設(shè)施。 1922 壩段為右岸擋水壩段，總長 60m， 每段長 15m。該水利樞紐所設(shè)的泄水孔的主要任務(wù)是排沙、泄洪相結(jié)合使用。 D= hl=? 175/4? L=? = hz= =? ? 校核狀況下， 2級壩相應(yīng)的 hc= 故： =h?校++= 壩頂高程 的確定 設(shè)計狀況下 壩頂 高程 =+ = 校 核狀況下 壩頂 高程 =+= 取兩個值中較大的作為 壩頂 高程，則 壩頂 高程為 ，防浪墻高取 ，則 防浪墻高程為 =。對有些壩，常需配合適當(dāng)?shù)膲雾攲挾?，以使各部分的尺寸協(xié)調(diào)。若在某一高程線下，為了要滿足各設(shè)計要求，斷面必須向上游傾斜 ，形式復(fù)雜；理論經(jīng)濟斷面的上下游壩面都為連續(xù)變化得曲面。 上游折坡點的確定：根據(jù)經(jīng)驗上游折坡點應(yīng)選在壩高的 1/3～ 2/3 處。滿足規(guī)范的要求。 2. 靜水壓力： 壩體表面靜水壓強，按 P=γ 0H 計算， γ 0為水容重，取值 179。 水平慣性力計算公式： /i h Ei iF G g? ? ?? 地震動水壓力計算公式 。()c f W U c AK p? ? ?? ? 式中 ： W? 接觸面以上的總鉛直力； p? 接觸面以上的總水平力； 39。（假定 y? 在水平截面上按直線分布） y a bx? ?? 其中： 26WMa BB???? 212 Mb B?? 2. 壩內(nèi)剪應(yīng)力 ? ，呈拋物線分布。 1在應(yīng)力中計入揚壓力時，要求 ? ? 0，即 ? 為壓應(yīng)力，由計算結(jié)果可知均滿足要求。進口有壓段采用壓力強度變化不突然，不產(chǎn)生負(fù)壓的壓坡式。 第二節(jié) 溢流壩剖面設(shè)計 一、 壩型設(shè)計 根據(jù)樞紐大壩高度為 ，同時泄流能力要求較大，對于五百年一遇的洪水，最大水頭為 ，泄流量為 179。 底流消能具有安 全可靠，效能效果好，下游水面波動小，對兩岸沖刷較輕，但由于本工程泄流量大，河床覆蓋層厚，從而使消力池工程量大，而且消力池護坦的穩(wěn)定也是一個問題。 ⑵ 反弧半徑：在滿足挑射要求下應(yīng)盡可能的小，節(jié)省工程量，有利于壩體穩(wěn)定，通過初步計算，確定反弧半徑 12m。根據(jù)壩址的地質(zhì)資料分析，該樞紐需進行以下 幾方面的處理： 一、 開挖 根據(jù) 《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》要求， 7030m 的中壩可建在微風(fēng)化上部基巖上。一般布置在靠近壩體上游面壩軸線附近，自河床向兩岸延伸。排水孔距為 3m，孔徑為 ，孔深取帷幕深度的 倍，即 15m。其布置詳見圖紙。 ⑷ 壩體的水平位移。 ⑵ 壩體壩內(nèi)鋼筋以及基巖的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)； ⑶ 混凝土中的滲透壓力； ⑷ 溢流泄水時的水力學(xué)觀測； ⑸ 泥沙壓力； ⑹ 其他研究觀測。 查水位庫容曲線得汛限水位為 ，即起調(diào)水位為 。 0 . 8 5 . 8 5 10 . 3 6 42 . 0 0 . 7dxyxH? ? ? 求的切點橫坐標(biāo) x= 縱坐標(biāo) y= 溢流堰堰頂以下曲線 Y= 21。 第二章 泄洪建筑物的水利設(shè)計 第一節(jié) 溢流堰堰面曲線設(shè)計 一、 溢流堰堰型和定型設(shè)計水頭的確定 由于樞紐大壩為 高的中壩，決定采用 壩體工程量小，流量系數(shù)較小的 WES堰型。 懸移質(zhì)汛期排沙比取 80%，所以年淤沙量中懸移質(zhì) （ 180%） = 萬噸，推移質(zhì) 萬噸 。第二種是視準(zhǔn)線法，第三種是垂球法。 ⑵ 通過壩基及壩體的滲漏觀測，可及時處理。 34 四、壩體與基巖的連接 一般采用坐墊，在壩體與基巖之間設(shè)一層比壩底寬較大的墊層。 ，方便施工。并且在開挖過程中，最好利用巖面的自然坡度，使壩基面傾向上游，有意降低壩踵高程，在壩踵或壩趾處可挖成齒壩以利穩(wěn)定。 。 面流消能要求下游水有足夠的水位且比較穩(wěn)定。 32 二 、 定型設(shè)計水頭的確定 定型設(shè)計水頭過大，在通常泄流時，因水頭較小，過流能力低，對低水頭泄洪量小。 底孔泄流與下游銜接形式采用挑流消能，選擇的根據(jù)和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的公式和方法同溢流壩下游消能方式相同，為了減少下游水位對挑流水流的頂托影響，使射流很快挑出水面，且由于底孔單孔較大，對巖基的沖刷能力大，故采用挑射角 ? =30176。 h— 計算點的靜水頭， m 3壩體下游面的最大主壓應(yīng)力，不得大于混凝土的容許壓應(yīng)力。 232 2 2 2x a b x c x d x? ? ? ? ? 4. 壩內(nèi)主應(yīng)力 1? 和 2? ： 2 21 22x y y x? ? ? ???????? ? ????? 2 22 22x y y x? ? ? ???????? ? ????? 1 12a r c ta n2 yx?? ??????????? 1? 以順時針為正 ，當(dāng) x? y? 時，自豎直線量??；當(dāng) x? y? 時，自水平線量取。c 抗剪斷凝聚力，取 750KPa。 自重 +靜水壓力 +揚壓力 +泥沙壓力 +浪壓力 +冰壓力 ④ 施工空庫情況 。 4．泥沙壓力： 泥沙淤積高程為 ，干容重 γ d=179。兩岸地形較高部位的壩段，其利用基巖的標(biāo)準(zhǔn)可比河床部位適當(dāng)放寬。 最終決定采用的壩體基本剖面尺寸如附圖。實際實際時，常采用實際斷面來代替。壩頂混泥土對壩體穩(wěn)定及應(yīng)力有一定的影響，因此變化壩頂寬度，在理論上講，也將影響壩體總斷面的經(jīng)濟性，由壩頂位置一般靠近上游面，故壩頂稍寬些，大致有利一些。考慮壩頂承受較大的沖擊力和其他的外荷載時，則在強度上對 壩頂最小寬度有一定的要求。為了保證樞紐水庫的使用壽命和工程的效益，有設(shè)排沙底孔的必要和可能，另外樞紐下游有重要的鐵路、公路干線、農(nóng)田、村莊、人防要求必須設(shè)置泄水底孔。 二、壩體溢流壩段的布置 壩體溢流壩段布置時，必須使水流能平順流過壩體，不致使在壩面產(chǎn)生負(fù)壓和震動，避免發(fā)生空蝕的現(xiàn)象，并且滿足泄流的要求，尺寸足夠，保證下游不產(chǎn)生危及壩體安全的局部沖刷，應(yīng)使下泄水流平順 ，不產(chǎn)生折沖水流，不影響樞紐中其它建筑物的正常運行，有靈活控制下泄水流的設(shè)備 。 第三節(jié) 重力壩設(shè)計方案樞紐布置 一、總體布置 守口堡水利樞紐重力壩設(shè)計方案 ，樞紐壩頂全長 350m，最大壩高 ，壩頂防浪墻高 ，最大壩底寬度 ，樞紐從左岸到右岸依次為： 111 壩段為左岸擋水壩段，總長 ，其中 1 壩段長 15m， 11 壩段長 ，其余壩段均長 15m。土壩 中粘土施工受氣候影響大。 由上述可知，此方案有相當(dāng)難度，應(yīng)當(dāng)放棄。則可能經(jīng)濟合理的壩型有土壩、堆石壩、砌石壩、土石壩、混泥土重力壩。有利于壩體與岸坡的連接，截水墻軸線與壩體軸線交角約 40176?！?38176。/s； p=%時，消 減洪峰比 三種方案比較， 綜合各方面因素考慮， 方案一 消減洪峰量大 ，所以選擇方案一。調(diào)洪計算方案的比較如下： 方案 1 方案 2 方案 3 泄 水 建 筑 物 溢 流 堰 凈 寬 m 30 28 26 堰頂 高程 m 排 尺 寸 ㎡ 4 4 4 4 4 4 方 案 項 目 17 沙 孔 底板高程 m 運 行 方 式 溢 流 堰 自由泄流 自由泄流 自由泄流 泄 水 孔 閘門控制 閘門控制 閘門 控制 最 大 泄 量 P=1% P=% 最 高 水 位 P=1% P=% 以上三種方案的比較分析如下 方案一 P=1%時，最大泄量 179。/s； 1q ， 2q 時段 t? 始末的出庫流量 m179。一般水工建筑物 防洪標(biāo)準(zhǔn)要高于防護對象的防洪標(biāo)準(zhǔn)，因為大壩一旦失事，造成水體突然泄放，其后果相當(dāng)嚴(yán)重，有時當(dāng)防洪對象的防洪任務(wù)非常重要時，兩者也可能相等。同時可通過興利調(diào)節(jié)計算，可以 把 枯水年的徑流重新分配，滿足下游用水部門的要求，由于天然河流水資源存在著利弊兩重性，又由于該庫區(qū)下游京包電氣化鐵路。 ，正常引水流量 ，加大引水流量 。 ②木材：可自山西或內(nèi)蒙古自治區(qū)調(diào)入。 ④ 以上四 羊圈溝以南的山坡上，一般黃土儲量 10萬立方米，運距 1公里。 第三節(jié) 筑壩材料力學(xué)性質(zhì)及施工 件 一 、天然建筑材料 1．河卵石