【正文】 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。 水平截面上的邊緣正應(yīng)力 ?M = )( 3 ?????????????? ?? KP ACUWfK 序號 作用類別 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 專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 （ 210） 滿足抗滑穩(wěn)定條件。6 B MBWy ?? ??? = 22 / mkN???0 邊緣為壓應(yīng)力，所以也是穩(wěn)定。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。 水平截面上的邊緣正應(yīng)力 ?M = 0 2 9 9 )( 3 ?????????????? ??? KPP ACUWfK 所以滿足抗滑穩(wěn)定。 取上游折坡點(diǎn)為 。 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。灌漿廊道距離基巖面距離不宜小于 倍底寬，即 =，取 4m。高度 3~4m，取 3m。由本水利樞紐 非溢流壩壩高 ==44m可初步取壩頂寬度為 4m，為了滿足設(shè)備布置和雙線交通的要求，最終選定壩頂寬度為 10m。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—— 取決于壩的級別和計(jì)算情況的安全超高， m； 波浪要素 hl%由官廳水庫公式計(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)，橋下會有過流，為使工作橋與水流保持一定距離。 由《沙溪口水電站基本 情況簡要說明》中表 7 得巖石抗剪強(qiáng)度指標(biāo)建議值知，云母長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。 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 。 壩底高程取未風(fēng)化巖石邊界開挖線 。 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（一臺機(jī)組發(fā)電 ） ： 。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。揚(yáng)壓力的作用會抵消部分壩體重量的有效壓力，對壩的穩(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。 本工程按水利水電樞紐工程等級劃分設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，確定工程等別為二等，主要建筑物級別二級，次要建筑物級別三級，臨時(shí)建筑物級別為四級。但由于開關(guān)站布置在河岸處，需要大量塊石護(hù)岸，所以廠房施工開挖所產(chǎn)生的石料可用于開關(guān)站地基鋪填，因此，在開挖問題上兩種方案實(shí)際工程費(fèi)用相差不大。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，開關(guān)站初步布置于河道右岸裝配廠下游。 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。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 航過木過竹需要，設(shè)置較高通航能力的船閘。 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 。要求樞紐設(shè)置船閘，滿足過木及通航要求。木材過壩量 1990 年為 20萬立方米， 20xx 年為 50 萬立方米。 沙溪口水電站位于閩北電網(wǎng)中心，電站開發(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)。 綜合利用 本工程以 發(fā)電為站為主兼顧航運(yùn)過木，投產(chǎn)后將接入福建省點(diǎn)系統(tǒng)運(yùn)行。 2. 二公里半道口采石場巖石為燕山早期花崗巖，無論質(zhì)量儲量均可滿足要求，唯需人工沙作實(shí)驗(yàn)論證。土料在壩址的上下游范圍內(nèi)均有分布。 根據(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，見表 1— 5。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。 2. 云母片近似平行于理面的一組干抗壓強(qiáng)度值為 公斤 /平方厘米。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。 3 壩軸線選定 選定壩址后，對于原擬訂三條勘探線的勘 1，因上游臨近左河床深潭，潭底最底高程為 米，同時(shí) 1， 2 勘線之間河床深槽存在 F50， F6 等斷裂聚匯帶；3 勘線下游右岸靠近沖溝。 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，相對降水層的埋深不大。右岸大部由全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化所組成 ，其穩(wěn)定坡角建議為 40~45176。 左右岸均無深層滑動可能，左岸控制其過坡穩(wěn)定的滑動面的為片理面，在壩肩開挖后，壩肩上下游局部地區(qū)片理面和順層撞壓帶，可能會引起邊坡失穩(wěn)。斷層帶由膠結(jié)角礫巖壓碎巖組成，對工程地質(zhì)條件影響不大。 壩址位于鯉魚洲向斜的西北翼，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。巖性以石英片巖最為堅(jiān)硬，長英片巖次之，云母片巖最軟，但其抗壓強(qiáng)度一般也有 500kg/cm2。 2 選定壩址的工程地質(zhì)條件 壩址地層是由石英片巖、長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英片巖組成。并要求對下壩址兩岸壩頭穩(wěn) 定條件及河庫傾角軟弱夾層分布和力學(xué)性質(zhì)作進(jìn)一步查明，以分析其對壩基穩(wěn)定的影響。 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)過多次滑動，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風(fēng)華巖無露頭，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生脆性破裂，釀成嚴(yán)重滑坡。在綠水坑上游側(cè) 2200 米處，巖層有侏羅系有順坡向斷層構(gòu)成滑動面。 庫岸穩(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)萬立方米。庫岔中無碳酸鹽類巖石分布，故無滲漏之慮。 電站所在地區(qū)地震基本烈度定位 6 度。北西向和南北向三組，北東向斷層多屬壓性，但也有彈性的，北西向斷層多屬張性。 水庫地質(zhì) 庫區(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。 6. 泥沙 壩址沒有實(shí)測的資料，考慮采用洋口與沙縣兩站實(shí)測懸移質(zhì)輸沙率多年平均值，經(jīng)過年徑流比推算，以洋口與沙縣兩站多年平均侵蝕模數(shù)綜合 分析的成果比較推得壩址懸移質(zhì)年輸沙量約為 公斤 /立方米。 水利水電工程 專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 對于入庫的洪水，通過計(jì)算入庫洪峰與天然洪峰的相對增值在 %至 1%之間，可見影響非常小，建議本水電站直接采用壩址設(shè)計(jì)洪水。根據(jù) 30 年來的實(shí)測資料分析，較大洪水形成原因以及歷史特大洪水大部分均屬與鋒雨造成。 表 11 花竹站徑流年內(nèi)分配表 名稱 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)測資料進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算得，最小值在 1968 年，僅為 ?？紤]支池潭徑流系列較短，從 1954 年起才同步，故壩址多年平均流量采用花竹站 1951~1978 年流量系列計(jì)算得為 778 秒立方米，徑流模數(shù)為 萬立方米 /秒平方公里。沙溪口大壩的設(shè)計(jì)最大風(fēng)速建議值采用 25~30 秒米。 （ 3）蒸發(fā) 西溪花竹以上流域蒸發(fā)量以邵武，延寧，將樂，清流，永安，沙縣六站觀測資料為計(jì)算的依據(jù)，根據(jù) 1952~1978 年資料 求得，多年平均水面蒸發(fā)量 ，年最大蒸發(fā)量 ，年最小蒸發(fā)量 ，年內(nèi)各月蒸發(fā)量以七月最大，為 ，二月最小為 ，陸地蒸發(fā)量按水量平衡原理推求，多年平均