【正文】 53894780606460181107939775603458201061900770600455 青龍河流域植被較好，泥沙來源在地區(qū)上分布和洪水在地區(qū)上的分布是一致的。本地區(qū)泥沙在年內(nèi)分配比徑流更集中。年際之間沙量變化懸殊。從泥沙的組成情況來看，泥沙顆粒較粗，／立米，內(nèi)摩擦角為12度。 流域多年平均氣溫為10℃左右，日溫度變化較大。全年無霜期約180天，結(jié)冰期約120天。／秒，水庫吹程為3公里。 青龍河在本區(qū)內(nèi)河曲發(fā)育，沖蝕能力較強(qiáng),沿河形成不對稱河谷。 組成本區(qū)地層的有：太古界、下元古界、震旦系、朱羅系及火成巖侵入體和第四紀(jì)等。其中分布最廣的為震旦系地層。 桃林口水庫處于燕山沉降帶的中部。全區(qū)地段震頻繁，特別是壩址區(qū)南段尤為突出。秦皇島——建昌營大斷裂為深層大斷裂，在壩址下游小暖泉村穿過青龍河，沿線有泉群出現(xiàn)。灤南——盧龍斷裂（又稱桃園斷裂）。唐山地震以后，沿該段層時有余震發(fā)生。按斷層交匯部分易發(fā)震的原則，這種匯而不交是值得注意的。1983年8月河北省地震局在《桃林口水庫工程地震基本烈度鑒定書》中確定，一、二壩段位于北區(qū)I區(qū)，屬相對穩(wěn)定區(qū)，基本烈度為6度；三壩段位于I區(qū)，基本烈度為7度。庫區(qū)左岸非可溶性巖層廣泛分布,主要由娟云母千枚巖、石英沙巖、沙質(zhì)頁巖等組成，透水性較小，也沒有發(fā)現(xiàn)溝通庫內(nèi)外的大斷層。庫區(qū)可溶性巖層分布于青龍間右岸。青龍河與鄰谷沙河之間分布有大面積的石英斑巖，斑狀花崗巖及火成巖的侵入體，組成了相對隔水層，不利于地下水的活動。庫區(qū)內(nèi)巖層抗壓強(qiáng)度較高，抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，未發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生塌滑的巖體，庫岸基本上是穩(wěn)定的。． 壩段內(nèi)出露的斷裂構(gòu)造如F10F10F10F11F11F11F122等大小斷層共十余條，斷層走向以北西為主，北東者少，多為高角度爭斷或平移正斷層：（1）F103斷層，產(chǎn)狀走向近EW，傾向N，傾角400～500,逆斷層。下盤有牽引褶曲，破碎帶寬約10～20米。（2）F105斷層，產(chǎn)狀走向NW31OO、傾角800～900，為平移斷層。（3）F108斷層，產(chǎn)狀走向NW3450、傾向NE、傾角560，逆斷層。、未見膠結(jié)現(xiàn)象，其中夾有30厘米厚的斷層泥。巖石有直立或倒懸現(xiàn)象，具有強(qiáng)烈擠壓特征。原因一是兩岸出露的斷裂構(gòu)造均未過河，如F103斷層走向近東西，規(guī)模較大，左岸無跡象；二是地層出露兩岸高程有明顯差異。壩線長480米。地層巖性震旦系大紅峪組第一、二段，為中厚層石英砂巖與板巖互層。軟弱夾層據(jù)平洞、豎井資料，右岸有軟弱夾層13條，系順層夾泥。建議摩擦系數(shù)f=～。左岸弱風(fēng)化下限為115～105米高程，右岸為120～90米高程。構(gòu)造簡單，基本地震烈度為6度。米巖 溶I83壩段上游2公里處，馬圈子電站附近見溶洞。巖石力學(xué)指標(biāo)石英砂巖單塊巖石室內(nèi)指標(biāo)：抗壓強(qiáng)度134～338Mpa。泊桑比μ=～。 (4) ～。其中土料場主要有莊窩、土臺子等七處。全部儲量有待進(jìn)一步探查。如采用當(dāng)?shù)夭牧蠅畏桨?，其粘性土料的儲量也足以滿足施工要求。改建和新建灤縣經(jīng)遷安、灤縣經(jīng)盧龍到達(dá)工地的公路。采用低圍堰、底孔導(dǎo)流、分期施工的導(dǎo)流方法進(jìn)行施工?；炷凉橇先∽韵掠瘟蠄?。（以1984年價格水平及費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算）水庫建成以后，除了滿足秦皇島市、翼東鋼鐵基地及農(nóng)業(yè)用水外，還可獲得發(fā)電、防洪、養(yǎng)魚等效益，總效益是顯著的。(3)防洪效益:防洪效益按建庫以后,與潘家口、大黑丁水庫聯(lián)合運(yùn)用，在銷峰、錯峰過程中減少灤河下游地區(qū)的洪水災(zāi)害計(jì)算。(4)發(fā)電效益： ／度計(jì)算。桃林口水庫壩址，從上游到下游分為三個壩段。河岸為串嶺溝板巖，其中I83壩線為大紅峪第一層的石英砂巖與板巖互層；中間第二壩段，位于二道河村與桃林口水文站之間，曾選有Ⅲ60、Ⅲ6Ⅲ83及“紅層線”四條壩線。曾選有Ⅵ、Ⅶ及Ⅳ三條壩軸線。三個壩段，11條壩線的位置見《指示書》中的圖一?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的第一壩段I83壩線基巖的夾泥層只是泥膜，厚度在3～5毫米，基巖以下深30米以內(nèi)。二、三壩段夾泥較多一些。壩段地形、地質(zhì)等條件比較表壩段類別第一壩段第二壩段第三壩段地形條件河谷較窄，適于修建砼壩；溢流堰底孔等泄水建筑物可放在主河床。無副壩，工程單一。河谷不對稱，左岸坡緩，壩軸線較長，適于修建砼壩或當(dāng)?shù)夭牧蠅?。無副壩，工程單一。右岸山地脊薄。工程項(xiàng)目多。切層的夾泥厚3～5厘米且傾向下游。砼壩基為灰?guī)r，巖性不均一，左壩頭可能漏水。Ⅲ69壩基有斷層F104通過，破碎帶寬度大、處理工程量大。滲透性小，是天然的防滲帷幕，溢洪道位于蕎麥嶺。壩基有斷層F8通過。壩址上游不遠(yuǎn)處是幾個斷層交匯處。對壩體的穩(wěn)定不利。施工場地狹窄。施工場地狹窄。其他距離建筑材料場地最遠(yuǎn)。距離建筑材料場地最近。相比之下，在三河道附近，右岸巖層傾向上游，層次分明較為完整，條件較好，故以I83壩線作為第一壩段的代表。但從右岸巖層的產(chǎn)狀相比，Ⅲ60壩線右岸巖層走向與河流平行，傾向河中，傾角較高。但因兩壩線左岸都存在大暖泉，滲漏情況及單薄分水嶺——蕎麥嶺在蓄水以后的穩(wěn)定情況難以把握，故此兩壩線不予考慮。Ⅲ69壩線左岸鉆孔中，～，最厚達(dá)8厘米，性質(zhì)松軟，表面潤滑，摩擦系數(shù)較低且?guī)r層走向與河流平行，不宜做為壩基。Ⅶ壩線，壩基為串嶺溝板巖，巖層強(qiáng)度較低，還有軟弱層，相比之下，不如Ⅳ壩線。經(jīng)上述比較，三個壩段雖有11條壩線，但適于建壩的僅有I8“紅層線”及Ⅳ壩線三條。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)以第一壩段的I83為推薦方案。各條壩線的河谷不對稱，壩基及兩岸巖層又加有軟弱巖層或泥層，故不宜修建拱壩或其它類型的輕型混凝土壩。I83壩線,壩址兩岸群山連綿，左岸沒有修建溢洪道的地形條件，右岸雖有布置溢洪道的位置，但山體高大。工程量浩大，故本壩線選用當(dāng)?shù)夭牧蠅畏桨甘遣唤?jīng)濟(jì)的。壩址河谷寬約250米，河床覆蓋層厚4～7米，河谷不對稱，右岸巖石裸露、坡陡、左岸山坡較緩，基巖被山麓堆積物所覆蓋。樞紐布置方案考慮如下：壩址河谷寬約250米，河床覆蓋厚4～7米，河谷不對稱，右岸巖石裸露、坡陡、左岸山坡較緩，基巖被山麓堆積物所覆蓋。樞紐布置方案考慮如下：方案Ⅰ：主河槽從右到左分別為溢流壩部分、底孔部分及電站部分，兩岸山坡為非溢流壩部分。本方案的優(yōu)點(diǎn)是電站進(jìn)口緊臨底孔，可利用底孔沖沙，防止電站進(jìn)水口淤積。遇效核洪水泄洪時，保護(hù)電站免淹的工程措施復(fù)雜。方案Ⅱ：主河槽從右到左分別為溢流壩部分、底孔部分、兩岸山坡為非溢流壩部分。其優(yōu)點(diǎn)是利用青龍河拐彎處折回的自然地形條件，可增加6米的發(fā)電水頭。其缺點(diǎn)是增加一條隧洞的工程量，多一項(xiàng)工程，對施工不利。故以方案Ⅱ?yàn)橥扑]方案?？紤]到： 但《指示書》中沒給出50年重現(xiàn)其的最大風(fēng)速值，因此不能計(jì)算出正常蓄水位和設(shè)計(jì)洪水位時的幾何要素，所以本計(jì)算僅取壩前水位為校核洪水位一種情況進(jìn)行計(jì)算；因此，利用上式計(jì)算的高程值為防浪墻頂?shù)母叱讨?；因此? hc安全加高（m）（3）波浪幾何要素hhz和波長L的計(jì)算 計(jì)算公式采用適用于峽谷水庫的官廳公式，見《教材》P15～P16的公式（24）、（25）、（26）。本設(shè)計(jì)取《指示書》給出的水庫吹程值D=3km。H為壩前水深，校核洪水位時的壩前水深H==。πh12/L=π(m)。2πH/L=2π（m）。cth(2πH/L)=e2πH/L＋e﹣2πH/L/e2πH/L﹣e﹣2πH/L=﹢e﹣﹣e﹣=1019﹢10﹣20/1019﹢10﹣20=(m) (注：e=)得：hz=(πh12/L)cth(2πh/L) ==(m) (4)安全加高h(yuǎn)c的取值 安全加高h(yuǎn)c的取值，見《教材》P78表310：表310 安全加高h(yuǎn)c (m)運(yùn) 用 情 況壩 的 級 別123設(shè)計(jì)情況（基本情況）校核情況（特殊情況）桃林口水利樞紐工程屬于大(一)型,主要建筑按一級設(shè)計(jì)，根據(jù)上表規(guī)定，效核情況下hc=?；炷林亓纹拭娴脑O(shè)計(jì)原則是:便于施工。因此在擋水壩壩體基本剖面擬定中，作用在基本三角形剖面上的荷載為壩體自重、靜水壓力（水位與壩頂齊平）和揚(yáng)壓力。揚(yáng)壓力：；本計(jì)算按河床最大壩高斷面計(jì)算，取α=。上游面垂直,下游面1：。上游面垂直,下游面1：。上游面垂直,下游面1：。擬定的擋水壩基本剖面參數(shù)如下：基礎(chǔ)高程：；上游壩坡：1：0；根據(jù)《指示書》的要求和以上計(jì)算,初擬滿足實(shí)用要求的擋水壩實(shí)用剖面簡圖即參數(shù)如下： 壩頂寬度：。建基高程：； 上游壩坡：1：0； ：根據(jù)圖示的實(shí)用剖面，進(jìn)行擋水壩的穩(wěn)定和應(yīng)力計(jì)算。因此，并應(yīng)按這一剖面進(jìn)行穩(wěn)定及應(yīng)力計(jì)算。因此。（2）堰面曲線 因WES型曲線的流量系數(shù)較大且剖面較瘦，工程量較省，本設(shè)計(jì)采用這一曲線?！ㄐ驮O(shè)計(jì)水頭：Hd==() =(m)——上游段曲線：三段復(fù)合圓弧相連，圓弧半徑分別為： R1== R2== R3==——下游段曲線：設(shè)堰面頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，下游段曲線方程為： =, Y=,并與溢流壩下游斜線段相接。（4）切點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算 計(jì)算公式：下游段WES曲線與斜線段的切點(diǎn)坐標(biāo)Xt、Yt的計(jì)算公式見《水工設(shè)計(jì)手冊》第六卷P6173公式（2721）。，當(dāng)校核洪水位閘門全開時反弧最低點(diǎn)的水深hc=，據(jù)此，取反弧半徑選R=。取擋水壩壩段寬度與溢流壩壩段寬度相同。護(hù)坦建基于基巖內(nèi)，根據(jù)《桃林口水庫I83壩軸線地質(zhì)縱剖面圖》，護(hù)坦建基高程取▽，護(hù)坦混凝土表面高程為▽。本設(shè)計(jì)僅計(jì)算以下兩種情況的堰頂過流能力: 效核洪水情況設(shè)計(jì)規(guī)范:《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》SL 25320000采用公式：本規(guī)范P48，（）: Q=cmεσB(2g)1/2H03/2 ε=[ξk+(n1)ξ0]H0/nb式中：Ｑ—流量，m3/s。 m—二維水流WES實(shí)用堰流量系數(shù)； ε—閘墩側(cè)收縮系數(shù)； σs—淹沒系數(shù)； B—溢流堰總靜寬； HO—堰上總水頭，m。 b—單孔寬度，《指示書》P14表中給出b=15m。(1)設(shè)計(jì)洪水時的設(shè)計(jì)參數(shù): 因P1/Hd=＞，該堰為高堰，計(jì)算中可忽略行近水頭，HO≈H=。（2）流量系數(shù)m P1/Hd=。 查規(guī)范P49，:m=。 ξO=,查規(guī)范P49。（1）校核洪水時的設(shè)計(jì)參數(shù)： （2）流量系數(shù)m P1/Hd=。 查上述規(guī)范P49，:m=。分別按設(shè)計(jì)洪水和校核洪水兩種情況進(jìn)行消力池的水力計(jì)算。壩上水位：。壩上水頭：H上==（m）。壩下水深：ht==(m)。 令hc=, hc=()1/2=。——共軛水深hc〃的計(jì)算計(jì)算公式：hc〃=hc/2[(1+8q2/ghc3)L]帶入上訴數(shù)值，hc〃=hc/2[(1+8q2/ghc3)L] =[（1+8）1] =（m）——壩下水流自然銜接形式判別因hc〃=＞ht=，下游水流為遠(yuǎn)驅(qū)水躍式銜接，需設(shè)消能工程。 壩上水位：。 壩下水位：。 ——收縮斷面水深hc的計(jì)算 計(jì)算公式：hc=q/ψ[2g(EOhc)]1/2=[2()]= ()1/2式中:ψ—流速系數(shù)，ψ= EO—以收縮斷面底部（消力池底板）為準(zhǔn)的上游水流總能量； EO≈H上= 則：hc=q/ψ[2g(EOhc)]1/2=()1/2 =()1/2用迭代法求解hc: 令hc=0,hc=()1/2=。 令hc=,hc=()1/2=,假設(shè)值與設(shè)計(jì)值相同,則收縮斷面水深hc=。本壩下游水位較高，為節(jié)省開挖工程量，消能型式選用在護(hù)坦末端設(shè)消力坎、坎前形成消力池的消能方案。消力坎高的水力計(jì)算如下：要使消力坎內(nèi)產(chǎn)生滿足要求的淹沒水躍，取淹沒系數(shù)σj=hr/hc〃= 式中：hr—坎前水深視消力坎為實(shí)用堰，坎高C的計(jì)算公式如下： C=σjhc〃+q2/2g(σjhc〃)2[q/σSm1(2g)1/2]2/3式中：m1—消力坎的流量系數(shù)，取m1=； σS—消力坎的淹沒系數(shù)，由《水力學(xué)》P326，表712查得。 hc〃=。設(shè)坎高C1=，則坎上水頭H1=σjhc〃C==（m）坎上全水頭H10=H1+q2/2g(σjhc〃)2=+（）2=(m)HS/H10=,查表712，得：σS= 則：C1=σjhc〃+q2/2g(σjhc〃)2[q/σSm1(2g)1/2]2/3=+（）2（）2/3=（m）因計(jì)算的C1=,再設(shè)C1=，則：H1=σjhc〃C==（m）H10=H1+q2/2g(σjhc〃)2=+