【正文】 442340201653234020000000000000000000000000000000000003200滿足穩(wěn)定要求320032004278320003200000000第三次試算 R=180 m，b=18m.計(jì)算過程計(jì)入表55。本設(shè)計(jì)選取滑動面與下游壩腳附近相交。表52壩坡坡度表`1:11:21:31:41:5角度(176。如圖51，做點(diǎn)、點(diǎn)的方向由壩坡坡度查表52而得、角來確定。計(jì)算時(shí)將滑動面以上的土體分成若干鉛直土條，求出各土條對圓弧中心的抗滑力矩之和以及滑動力矩之和。 穩(wěn)定分析基本原理及方法本設(shè)計(jì)采用圓弧法，其基本原理為假定滑動面為一圓柱面。表51 壩坡抗滑穩(wěn)定的安全系數(shù)壩的級別1235正常運(yùn)用條件非正常運(yùn)用條件Ⅰ非正常運(yùn)用條件Ⅱ表51中的安全系數(shù)適用于計(jì)及條塊間作用力的簡化畢肖普和摩根斯頓普萊斯法等。水庫水位處于正常蓄水位或設(shè)計(jì)洪水位，下游為相應(yīng)水位，屬于正常運(yùn)用條件。校核兩種工況的上、下游穩(wěn)定：①水庫水位處于正常蓄水位或設(shè)計(jì)洪水位，下游為相應(yīng)水位，屬于正常運(yùn)用條件；②水庫水位處于校核洪水位，下游為相應(yīng)水位，屬于非常運(yùn)用條件Ⅰ。穩(wěn)定分析的可靠程度對壩體的經(jīng)濟(jì)性和安全性具有重要的影響。由圖中所示三種狀況下的滲流曲線沒有相交，說明滲流分析結(jié)果是合理的。， m則上游水深== m，下游水深== m。式中換為、即 （46）計(jì)算滲流量 （47）用式41繪制浸潤線(x軸與下游水面一致)。壩體內(nèi)浸潤線為拋物線，選用O點(diǎn)做原點(diǎn)的坐標(biāo)系且作為拋物線的焦點(diǎn)，原點(diǎn)處拋物線y的坐標(biāo)值為，焦點(diǎn)至原點(diǎn)的水平距離有拋物線性質(zhì)可知，拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為y=2px+C根據(jù)已知條件可求得： （42）此式滿足邊界條件x=l時(shí)y=代入得： （43）通過x處斷面的流量為： 即： （44）與式41聯(lián)立可知： （45）由式（43）求，式（45）計(jì)算q，由式（44）繪制浸潤線。根據(jù)電擬試驗(yàn)結(jié)果，上游三角形可用高為H、寬為H的矩形來代替，這一矩形和上游三角形消耗同樣的水頭，而且通過同樣的滲流量，值由式41計(jì)算： （41）式中： 為壩的上游邊坡系數(shù)土石壩不透水地基滲透計(jì)算，下游有棱體排水時(shí)：(1)下游無水時(shí)：見圖41a所示。在眾多滲流分析方法中，較水力學(xué)法和流網(wǎng)法比較簡單實(shí)用，同時(shí)也具有一定的精度。滲流分析可為壩型初選和壩坡穩(wěn)定分析打下基礎(chǔ)。 棱體排水體內(nèi)坡坡率為1:，外坡坡率為1:， m。棱體排水適用于下游有水壩型，故該壩使用棱體排水，它可以降低浸潤線，防止壩坡凍脹，保護(hù)尾水范圍內(nèi)下游壩腳不受波浪淘刷，還可與壩基排水想連接。 該壩在上下游每隔25 m設(shè)置一條馬道，其寬度為2 m，高程分別為102 m、127 m.。如圖31所示。當(dāng)壩基或壩體土料延壩軸線分布不一致時(shí)，分段采用不同坡率，在各段過渡區(qū)，使壩坡緩慢變化。上游壩坡長期處于飽和狀態(tài)，加之水庫水位有可能快速下降，是壩坡穩(wěn)定處于不利地位，故其坡率比下游坡率緩。SL 274200《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：高壩壩頂可選10～15m，中、低壩壩頂可選5～10m。,，=，考慮到要預(yù)留1%的沉降里，（1+1%）=。表31 土石壩安全加高 單位 m壩的級別1235正常運(yùn)用條件非常運(yùn)用條件（a）非常運(yùn)用條件（b）e= （32）式中：e 的風(fēng)雍高度D 水面吹程g 重力加速度h 延水庫吹程方向平均水域深度v 計(jì)算風(fēng)速β 計(jì)算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角（。涉及的壩頂高程是針對壩沉降以后的情況而言的，因此，竣工時(shí)的壩頂高程應(yīng)預(yù)留足夠的沉降量。d=R+e+A （31） 式中：R為波浪在壩坡上的設(shè)計(jì)爬高，m；e為風(fēng)浪引起的壩前水位雍高，m；A為安全加高，m，根據(jù)壩的級別按表31選用，其中非常運(yùn)行條件（a）適用于山區(qū)、丘陵區(qū)，非常運(yùn)行條件（b）使用于平原區(qū)、濱海區(qū)。壩頂高程等于水庫靜水位與壩頂超高之和，按以下四種計(jì)算條件計(jì)算，取其大值：①設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超過；②正常蓄水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高；③校核洪水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高；④常蓄水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高，再加地震安全加高。由于閘址段地形條件好，所以采用正槽式溢洪道。從地質(zhì)地形圖可知壩體左岸地質(zhì)條件好，且有天然的石料廠，上下游均有較緩的灘地，兩岸巖體條件好，施工起來更快捷更經(jīng)濟(jì)合理。溢洪道選擇在地形開闊、岸坡穩(wěn)定、巖土堅(jiān)實(shí)和地下水位較低的地點(diǎn)，宜選用地質(zhì)條件好良好的天然地基。當(dāng)泄水建筑物出口消能后的水流沖刷下游壩坡時(shí)，要比較調(diào)整尾水渠和采取工程措施保護(hù)壩坡腳的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，可采取其中一種措施，也可同時(shí)采用兩種措施。泄水引水建筑物進(jìn)口附近的岸坡應(yīng)有可靠的防護(hù)措施。 樞紐中的泄水建筑物應(yīng)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的運(yùn)用條件和要求。如活斷層含形成整體滑動的軟弱夾層，以及粉細(xì)砂、軟粘土和淤泥等軟弱地基上。附近有豐富的筑壩材料，便于布置泄水建筑物。土石壩樞紐通常包括攔河壩、溢洪道、泄洪洞輸水或引水洞及水電站等，應(yīng)通過地形地質(zhì)條件以及經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等方面來確定。高、中壩和地震區(qū)的壩，不得采用布置在非巖石地基上的壩下埋管型式，低壩采用非巖石地基上的壩下埋管時(shí)，必須對埋管周圍填土的壓實(shí)方法，可能達(dá)到的壓實(shí)密度及其抵抗?jié)B透破壞的能力能否滿足要求進(jìn)行保證。綜合考慮,選擇修建均質(zhì)土石壩的方案。本設(shè)計(jì)限于資料制作定性分析確定土石壩壩型選擇。通過以上比較，綜合考慮工程施工的經(jīng)濟(jì)、安全、便利等因素，所以此處修建土石壩可行。減少工地的外線運(yùn)輸量，能適應(yīng)不同的地形、地質(zhì)和氣候條件。 土石壩的優(yōu)點(diǎn)是可以就地取材，就近取材。 土石壩：對地質(zhì)的要求：河谷兩岸的巖基必須能承受由拱端傳來的推力，要在任何情況下都能保證穩(wěn)定，不致危害壩體的安全。壩端下游側(cè)要有足夠的巖體支撐，以保證壩體的穩(wěn)定。但其缺點(diǎn)是：壩體剖面尺寸大，材料用量多，壩體應(yīng)力較低，材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮，壩體與地基接觸面積大，相應(yīng)壩底揚(yáng)壓力大，對穩(wěn)定不利，壩體體積大，在澆筑混凝土?xí)r，需要有較嚴(yán)格的溫度控制。壩址區(qū)石料較多，儲量可滿足需要，溢洪道、導(dǎo)流洞出碴也可利用。 主要分布在河灘上，儲量為205萬立米，扣除漂石及圍堰淹沒部分，可利用的約100—151萬立米。%，106厘米/秒。全年無霜期約180天，結(jié)冰期約120天，河道一般在12月封凍，次年三月上旬解凍，—。多年平均氣溫約10℃，℃，℃，月平均溫度變化較大，離壩址較遠(yuǎn)的遷安站實(shí)測最高氣溫39℃。青龍河為山區(qū)性河流，兩岸居民及耕地分散，除庫水位以下有一定淹沒外，浸沒問題不大，且?guī)靺^(qū)亦未發(fā)現(xiàn)重要礦產(chǎn)。經(jīng)過對庫區(qū)斷層的分析，水庫向外流域及下游滲漏的可能性很小。透水性較小，也沒有發(fā)現(xiàn)溝通庫內(nèi)外的大斷層。壩址附近有足夠數(shù)量符合設(shè)計(jì)要求的土、砂、石料且便于開采運(yùn)輸。選在河谷的狹窄段，這樣壩軸線短，工程量小，但要綜合考慮對于兩岸壩段要有足夠?qū)挾群透叨?。輔助建筑物按Ⅲ級設(shè)計(jì)，臨時(shí)建筑物按Ⅳ級設(shè)計(jì)。施工用電青龍山雙山子變電所架設(shè)110kv輸電線路供電，電力保障可靠。根據(jù)試井及土鉆孔情況，從1:2000地形圖，為設(shè)計(jì)總量的4倍多。二期建成，,年均發(fā)電量9330億kwh，可全面解決冀東鋼鐵基地建設(shè)用水。P(kg/cm2)01234567891011 該水庫建成后能收到灌溉、發(fā)電、防洪、解決工業(yè)用水和人蓄吃水等多方面效益，是一座綜合利用的水庫。如表16所示。50ˊ，故本工程取用值40176。～45176。之間，176。 堆石指標(biāo)一般值在39176?！?5176。；毛家村=37176。以上，特別是最近建成的橫山=38176。據(jù)此采用的技術(shù)指標(biāo)見下表。表15 筑壩材料強(qiáng)度指標(biāo)表筑壩材料名稱比重容重(kg/cm)孔隙率N內(nèi) 摩 擦 角內(nèi)凝力C(kg/cm3)滲透系數(shù)K(cm/S)初孔隙壓力系數(shù)B施工期穩(wěn)定滲流期水位降落總應(yīng)力有效應(yīng)力有效應(yīng)力有效應(yīng)力壩體土料102223231106壩體砂礫料311102壩體堆石40壩基砂礫料311102黃土地基201105筑壩土料統(tǒng)計(jì)國外9座粘料含量20—30%的高壩=21176。壩址區(qū)石料較多，儲量可滿足需要，溢洪道、導(dǎo)流洞出碴也可利用。 主要分布在河灘上，儲量為205萬立米，扣除漂石及圍堰淹沒部分，可利用的約100—151萬立米，其顆粒級配不連續(xù)，缺少蹭粒徑，根據(jù)野外29組自然坡度角試驗(yàn)，34組室內(nèi)試驗(yàn)分析，統(tǒng)計(jì)成果如下： ，%。%，106厘米/秒。其中，土料主要分布在莊窩、土谷子等七處，沙礫卵石料主要有南杖子、某等八處，各料廠的材料物理性質(zhì)基本滿足要求，可做大壩混凝土骨料及拱圍堰。108m3。水庫利用異重流排沙。 當(dāng)入庫洪水為萬年一遇時(shí)，按上述原則操作，即庫水位接近校核水位時(shí)，水庫水位仍繼續(xù)上漲，為確保大壩安全，溢洪道敞開洪，允許溢洪道局部破壞。 調(diào)洪運(yùn)用原則： 入庫洪水為百年一遇時(shí)，為提高下游河道的電站、橋梁等建筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn)，水庫控制下流量為2000秒立米。水庫大壩建筑物按千年一遇洪水設(shè)計(jì)，萬年一遇洪水校核。但蓄水位按不超超過百年設(shè)計(jì)洪水位考慮，確定汛末興利水位為141米。 (Ⅲ)興利水位的確定原則和指標(biāo)根據(jù)青龍河洪水特性，汛期限制水位在七、。 (Ⅱ)調(diào)節(jié)性能的選定灌溉保證率選取P=75%，水庫上游來水，首先滿足灌區(qū)工農(nóng)業(yè)用水，電站則利用余水發(fā)電，從年調(diào)節(jié)和多年調(diào)節(jié)兩方案的水電量利用系數(shù)和壩高都相差不大，但是多年調(diào)節(jié)性能的水庫能提供的電量和裝機(jī)利用小時(shí)都較年調(diào)節(jié)性能水庫提高20%。 表12 水文分析成果表序號姓 名單 位數(shù) 量備 注1利用水文系列年限352代表性流量多年平均流量立米/秒調(diào)查歷史最大流量立米/秒3400設(shè)計(jì)洪水洪峰流量(P=1%)立米/秒3600校核洪水洪峰流量(P=%)立米/秒5200保壩洪水洪峰流量(P=%)立米/秒76003洪量設(shè)計(jì)洪水洪量(P=1%)億立米五 天校核洪水洪量(P=%)億立米五 天4多年平均年徑流量億立米5多年平均輸沙量噸431 水文水利規(guī)劃成果如下： (Ⅰ)死水位選擇為盡可能增加自流灌溉面積，并使電站水頭適當(dāng)加高，力求達(dá)到電源自給以及為今后水庫淤積留有余地。由統(tǒng)計(jì)分析得知，某站多年平均淤沙量為389t,。主要是土門子與某之間，其間來沙量約占某以上總輸沙量的95%以上，而汛期輸沙量又集中在幾次特大洪水上。根據(jù)徑流年內(nèi)和年際變化特征，分別選擇1986年，2000年和2020年為設(shè)計(jì)水平年。實(shí)測徑流資料如表11所示。一次洪水持續(xù)時(shí)間一般3—5天。水庫吹程為3km。多年平均降雨量為700mm，且多集中在夏季七、八月份。 根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，青龍河流域?qū)偌撅L(fēng)型大陸性氣候，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨。河床壩基巖石構(gòu)造較為發(fā)育，開挖揭露出斷層40余條，其中相對較大的有10多條。壩線區(qū)河谷較為開闊。水庫壩址選在青龍河下游的山谷河段上，共選出2條壩線，經(jīng)過比較，確定第一壩線，出露巖性為大紅峪組石英砂巖與板狀粉細(xì)砂巖互層，巖石堅(jiān)硬、構(gòu)造簡單、滲透性小。