【正文】 毛水量億立米凈調(diào)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(jì)算，可灌溉82萬畝，遇到枯水年，則可灌溉49萬畝。徑流調(diào)節(jié)依據(jù)紫張區(qū)間多年實(shí)測徑流量（），加上紫荊關(guān)水電站汛期棄水量（），進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算。農(nóng)業(yè)灌溉毛定額按400m3/畝計(jì)算。 興利調(diào)節(jié)防洪、考慮淤積后，汛期興利庫容為3億立米。因此，相應(yīng)汛限水位為168m。（4）汛限水位根據(jù)下游河道現(xiàn)有行洪能力及有關(guān)部門要求，按遇1955年洪水限泄1300m3/s時(shí)，洪水不漫灘；遇1963年洪水限泄3000m3/s，不超過現(xiàn)有河道行洪能力；遇到校核洪水時(shí)，限泄最大流量7000m3/s；當(dāng)水位達(dá)到190m時(shí)，相應(yīng)最大泄量為18000m3/s。工業(yè)給水保證程度要求較高，本水庫電站擬采用的抽水蓄能機(jī)組，水輪機(jī)最小工作水頭為28m，灌溉用水，為了盡量利用水庫水量，希望取水口高程低些?？紤]在校核洪水時(shí)不影響鐵路正常通車，（P=%），（僅供設(shè)計(jì)參考）。 特征水位及庫容（1）設(shè)計(jì)洪水考慮到本水庫應(yīng)有一定的防洪庫容以攔蓄洪水，若降低洪水位對(duì)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(biāo)準(zhǔn)或進(jìn)行局部改建，協(xié)調(diào)二者，（P=1%）。據(jù)實(shí)測資料計(jì)算，紫張區(qū)間多年平均輸沙量為46萬噸，推移質(zhì)占總沙量的20%。年徑流按紫荊關(guān)張坊站區(qū)間的徑流量計(jì)算，（19561957年），（19651966年），相差11倍。洪水實(shí)測資料中，以1963年最大，1956年次之，洪峰流量分別為9920m3/s和4200m3/s，以1963年、1956年的的平均概化過程線為典型，按洪峰流量比值放大計(jì)算得設(shè)計(jì)洪水、校核洪水過程線（）。本流域調(diào)查到的最大洪水為1801年，經(jīng)計(jì)算得洪峰流量為20000m3/s。據(jù)實(shí)測20年資料統(tǒng)計(jì)，洪峰流量最大為9920m3/s（1963年），最小洪水為45m3/s（1965年）相差220倍。 洪水本流域洪水均為暴雨洪水，主要發(fā)生在七、八月份，一次洪水歷時(shí)5天左右。由于天氣系統(tǒng)及地形抬升的相互影響，張坊上游的紫荊關(guān)一帶極易形成暴雨，如1950年8月上旬、1955年8月中旬、1956年、1963年8月上旬均出現(xiàn)日降雨量大于100mm的暴雨。附近張坊站平均年降雨量740mm，℃，年內(nèi)氣溫變化較大，℃，最低溫度26℃。本工程可為東部平原房、淶、涿灌區(qū)的一百多萬畝農(nóng)田灌溉、北京生活及工業(yè)用水提供水源。平原河槽較窄，坡度很緩。山區(qū)多為石質(zhì)山區(qū)，植被較少，坡度較陡。拒馬河位于太行山東麓，流域面積約10000km2。拒馬河發(fā)源于河北省淶源縣，流經(jīng)淶源、易縣、淶水山峽地區(qū)，至北京房山縣張坊鎮(zhèn)流入平原，并分南北兩支。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)片上水庫工程地質(zhì)條件畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄1基本資料 1 流域概況 1 氣象 1 洪水 1 年徑流 1 泥沙 2 特征水位及庫容 2 興利調(diào)節(jié) 3 汛后最高蓄水位 4 水電站 4 水庫淤積 5 水庫淹沒 6 工程地質(zhì)條件 6 庫區(qū)滲漏問題 7 壩址工程地質(zhì)條件 7 其他建筑物的工程地質(zhì)條件 8 11 其他數(shù)據(jù) 11 樞紐主要技術(shù)指標(biāo) 11 13 14 1線選擇 14 主壩壩型選擇 14 付壩壩軸線和壩型選擇 17 溢洪道位置選擇 17 水電站位置選擇 18 樞紐總體布置簡述 19 19 19 閘室及泄槽穩(wěn)定及應(yīng)力計(jì)算 20 閘室結(jié)構(gòu)計(jì)算 20 閘室連接設(shè)計(jì)及地基處理 203 溢洪道選擇布置 21 21 選型 21 21 22 22 22 22 22 234水力計(jì)算 24 24 24 24 24 25 26 27 28 28 29 30 30 34 35 35 35 365閘室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 38 38 38 38 39 406閘室泄水槽穩(wěn)定及地基穩(wěn)定驗(yàn)算 41 概述 41 計(jì)算任務(wù) 41 計(jì)算工況 41 計(jì)算單元 41 安全控制標(biāo)準(zhǔn) 41 41 42 42 42 43 44 45 46 46 46 47 47 47 48 48 48 49 49 49 50 527溢洪道的構(gòu)造 53 53 53 53 53 53 55 55 55 57 57 57英文文獻(xiàn) 59謝 辭 68參 考 文 獻(xiàn) 69III第 頁河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1基本資料 流域概況片上水庫是河海流域大清河北支流拒馬河上的一座大（二）型綜合利用水利工程。、。南拒馬河經(jīng)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。地形特點(diǎn)，西部為山區(qū)，流域面積約5000km2，東部為平原。僅上游淶源以上分水嶺處于黃土高原邊緣地區(qū)。本流域且為華北暴雨中心所在，因此洪水大，危害較為嚴(yán)重。 氣象本流域處于山區(qū)，夏季炎熱多雨。降雨主要集中在七、八月份，多年平均降雨量470mm，占全年降雨量的65%，七、八月降雨又主要集中在幾次暴雨上，特點(diǎn)是強(qiáng)度大，雨量集中。暴雨過程一般為23天。較大洪水多是單峰型，陡漲陡落，雙峰或多封不多，且為小水年。（1963年），（1965年）相差77倍（實(shí)測洪水系表列從略）?？紤]到下游為寬闊平原，并有京廣鐵路經(jīng)過，大壩為土壩等情況，取19000m3/s作為校核大壩的非常洪水，取1140m3/s作為設(shè)計(jì)洪水流量，依次選定泄水建筑物尺寸。 片上水庫設(shè)計(jì)、校核洪水過程線 年徑流按規(guī)劃，本水庫上游擬建紫荊關(guān)水電站，系跨流域水電站。 泥沙本流域泥沙主要集中在汛期，汛期沙量占全年的99%。經(jīng)計(jì)算，紫荊關(guān)水電站建成后，本水庫多年平均來沙量為55萬噸。（2）校核洪水京原鐵路在拒馬河左側(cè)穿越，有十余座橋涵通過庫區(qū)。（3）死水位本水庫為綜合利用水利樞紐，死水位確定應(yīng)考慮工業(yè)、給水、灌溉、發(fā)電等用水要求?？紤]以上各用水部門要求。根據(jù)上述分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)洪水過程線，調(diào)洪計(jì)算按分級(jí)控制確定防洪庫容。在上述標(biāo)準(zhǔn)下，本水庫能使中小洪水盡可能攔蓄，削減洪峰4770%%。根據(jù)規(guī)劃。水庫蒸發(fā)損失350萬立米/年。時(shí)歷法求得調(diào)節(jié)流量保證曲線及平、。 汛后最高蓄水位根據(jù)調(diào)節(jié)計(jì)算后分配給灌溉的用水量，結(jié)合各月用水比例（），進(jìn)行用水的月分配。在46月份灌溉用水較多，屆時(shí)天然來水較小，水庫水位則逐漸下降，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在19年中有10年消落到死水位，其他年份則高于死水位。 各月灌溉用水比例表月份678910111212345全年比例%20120808000122020100 最高蓄水位出現(xiàn)的次數(shù)表最高蓄水位/m185m以上184m以上180m以上179m以上172m以上19年中出現(xiàn)的次數(shù)12467：在180m以上，多年中出現(xiàn)的次數(shù)很少，占19年的21%（即不足5年一次），在179m以上，多年中出現(xiàn)的次數(shù)較多，占19年的32%（即近3年一次）后者亦即相應(yīng)提高了水庫蓄水的保證程度，也不會(huì)影響水庫興利的效益。 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。灌溉給水電站為季節(jié)性發(fā)電，引水流量33m3/s，采用2臺(tái)機(jī)組。（2）工業(yè)給水小電站工業(yè)給水結(jié)合發(fā)電，引水流量為4m3/s，裝機(jī)2臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)容量2500千瓦。當(dāng)庫水位在149m以上時(shí)，機(jī)組均能正常運(yùn)行。 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，%。水庫淤積按50年考慮，上游紫荊關(guān)水庫未修建前，入庫沙量按片上水庫全流域來沙量計(jì)算，紫荊關(guān)水庫修建后，按紫荊關(guān)片上區(qū)間來沙量加上紫荊關(guān)出庫沙量計(jì)算，本次計(jì)算按建庫后，前10年全流域來沙量1200萬立米，后40年紫荊關(guān)建庫后，片上水庫來沙量為2500萬立米，則50年淤沙量為3700萬立米，并根據(jù)各高程的淤積量，修改庫容曲線。 水庫淹沒水庫主要由基巖組成，第四紀(jì)堆積物不多，故沒有坍岸及浸沒問題，水庫兩岸沖溝發(fā)育，溝內(nèi)均有居民點(diǎn)分布，耕地主要分布在階地上和沖溝邊。沿庫區(qū)左岸有京原鐵路，張坊至浦洼公路和輸電線等穿過。初步調(diào)查，需移民12000人，淹沒耕地8900畝，淹沒公路約30km，輸電線約50km。此外尚有燕山期輝綠巖墻侵入體。本區(qū)構(gòu)造，普遍發(fā)育有兩組構(gòu)造裂隙，一組為走向北東70度左右，一組為走向北西300340度，均為高角度裂隙。 庫區(qū)滲漏問題在右岸，沿庫邊有輝綠巖墻從付壩埡口向上游一直延伸到六渡村對(duì)岸，自然形成了庫區(qū)良好隔水墻，輝綠巖分布高程只在局部地段低于庫水位（即沈家閹村西的南水溝一帶）。在左岸，存在庫內(nèi)灣子溝向庫外鄰谷的滲漏問題?？傆^，庫區(qū)滲漏性質(zhì)屬局部巖溶裂隙性滲漏，但量較小，不致嚴(yán)重影響水庫蓄水和效益。地下水位高程一般105106m。另外，在砂卵石層中，有砂質(zhì)黏土基細(xì)沙夾層，高程一般8991m，這些夾層順河方向延伸稍長，以窄條帶狀分布在河床西側(cè)漫灘邊緣。（2）巖溶、滲漏問題從巖性看，本區(qū)灰?guī)r均系硅質(zhì)和白云質(zhì)灰?guī)r（白云巖），結(jié)晶程度較好，相對(duì)不易被溶蝕。深層巖溶問題是不存在的，主要表現(xiàn)為巖溶裂隙。說明壩基巖石透水性大，對(duì)壩基滲漏是不利因素。據(jù)鉆孔資料，第2層絹云母片巖在壩下普遍分布，只有厚度變化的差別（厚度37m）沒有間斷現(xiàn)象。據(jù)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。在砂卵石層下，第2層片巖出露部分風(fēng)化較嚴(yán)重，帷幕灌漿線應(yīng)稍靠上游，且應(yīng)伸入基巖內(nèi)35m，在片巖新鮮處與其相接。（3）地下水動(dòng)態(tài)據(jù)地下水位觀測，壩址區(qū)地下水位坡降較小，在右岸為地下水補(bǔ)給河水?？紤]兩岸地下水位較低，一般工程在106110m左右，因此存在繞滲問題，建議適當(dāng)向兩岸適當(dāng)延長帷幕線，以減少繞滲量。（4）左岸崩—坡積物的工程地質(zhì)條件左岸壩肩部分，分布有一崩—坡積物，順河方向長約1000余米，寬約120余米，表面以30176。在高程140米處厚度最大，約47米，以上逐漸變薄。坡積物主要為土、碎石及大塊石，從表層坑井看，土的含量較多，約占50%形成圖夾碎石和塊石，碎石、塊石不起骨架作用，只局部地段塊石較多。野外試驗(yàn)變形模量值（算術(shù)平均值）為681kg/cm2，壓縮性不嚴(yán)重。因此筑壩時(shí)可以不挖除，但必須做好防滲處理以免蓄水后因滲漏惡化其工程地質(zhì)條件。谷底有砂質(zhì)黏土覆蓋，厚度68m。輝綠巖風(fēng)化嚴(yán)重，全風(fēng)化帶約10m，半風(fēng)化帶15m左右。輝綠巖與灰?guī)r接觸處透水性大，并可見溶蝕現(xiàn)象，東側(cè)較差，西側(cè)稍好。埡口為一斷層，此處承載力低，抗滑性能較低，不利地質(zhì)條件比較集中，修建高大的砼溢洪道是不利的，而在此修建土石付壩問題不大。（2）溢洪道在付壩左側(cè)山坡上開挖布置溢洪道?？傆^，除開挖量大外，溢洪道工程地質(zhì)條件良好，但在閘底板處北西向裂隙較為發(fā)育，為增強(qiáng)地基強(qiáng)度，地基巖石應(yīng)進(jìn)行固結(jié)灌漿處理。（3）灌溉引水發(fā)電洞該洞位于主壩右岸山脊下部，洞線方向，前段為北西300度，后段為北西278度，在樁號(hào)0+。該段主要發(fā)育有兩組高傾角裂隙，進(jìn)口段洞頂以上約20m處，有第6層片巖，因距離較遠(yuǎn)，并不影響穩(wěn)定。在斜井段下部，高程約170m處，洞線穿過第5層片巖，應(yīng)加強(qiáng)襯砌，以防漏水使片巖工程地質(zhì)條件惡化。此處發(fā)育有北西裂隙，同時(shí)考慮水頭較大（），為防止漏水，此段加厚襯砌，并壩體設(shè)計(jì)時(shí)，考慮排水措施，以免影響壩體穩(wěn)定。（4）導(dǎo)流洞該洞位于右岸，工程地質(zhì)條件與發(fā)電洞基本相同，在樁號(hào)0+360560段，洞頂約1510m處，分布有第6層片巖，及在樁號(hào)0+7701+050段，第4層片巖與洞頂相交或在洞頂以上約10m處分布。（5）工業(yè)給水洞位于左岸，洞線方向北西313度。 筑壩材料（1）土料及砂石料1）儲(chǔ)量土料，壩上下游均有料場，有效土層厚度25m；，運(yùn)距2km，有效土層厚度一般約34m。平均運(yùn)距12km。2）質(zhì)量土料質(zhì)量，據(jù)現(xiàn)有試驗(yàn)資料，大部分為中壤土，少量為輕壤土及重壤土，部分含有少量僵石，符合筑壩要求。砂礫料質(zhì)量，根據(jù)試驗(yàn)資料，東莊料場較差，含泥量達(dá)24%且缺少中間粒徑，級(jí)配欠佳，壓實(shí)性差，使用時(shí)應(yīng)注意采取措施。%。（2）砼骨料及塊石料河床砂卵石作為砼骨料，其質(zhì)量，粗骨料符合要求，多為堅(jiān)硬的火成巖及灰?guī)r，渾圓度較好；細(xì)骨料一般偏細(xì)，且量缺少，開采時(shí)勢必棄料量所占比例較大。壩體護(hù)坡塊石料：在壩上游兩岸，西溝及下游鐵索崖一帶均可開采。其他地方因夾片巖及薄層，相對(duì)利用率較低。 心墻壤土及砂礫料的設(shè)計(jì)指標(biāo)筑壩材料名稱容重（kN/m3）內(nèi)摩擦角φ（度）滲透系數(shù)K（cm/s）γd（干）γs（濕）γb(飽和)γf（?。┧纤峦亮?106砂礫料（壩體）35321102堆石體4037砂礫料（壩基）321103本工程等別為大二型，主要建筑物：攔河壩、溢洪道、隧洞、廠房、引水洞為2級(jí)建筑物。本區(qū)基本地震烈度為7度，設(shè)計(jì)烈度提高1度，按8度考慮。 其他數(shù)據(jù)，凝聚力取60kPa。隧洞巖石堅(jiān)固系數(shù)Fk=4，單位彈性抗力系數(shù)K0=2kN/cm3，彈模E=4105 kN/cm2。 水庫特征值項(xiàng)目數(shù)量相應(yīng)尾水位/m下泄流量/m3/s備注壩頂高程/m校核水位/m（壩后）19000千年一遇設(shè)計(jì)水