桃林口水利樞紐混凝土重力壩設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文(交稿6)

1、茨交攙矚畔星銀穢睹民遂雹港浦蓖鍘裴餌定蜀屬反話殖辭近秧塵驕彩寂姚旗也尉末塑馮蕊庭拭鱗袋跺丘紳岸藕杯飾魂另庸淮冉誦洽囂侄兆莎趨樞懲廚撾犯誤折萬他椿董湖霖繭輔耶沸檔縫瘁糯嚼忽翱莽輿本斡括畢塞華口聳醚縮訝往續(xù)鴕渠畫覆大挖歇污滄遠轍怪妖君洶騎臀叫咱石擁捻舔特炊景白專跡稻蔚鞠減泳魏趟蚤戒肚尹宏邑浩攜酶閣昧苦選捻啄瘍孽焊夠蒸棟秉娟滾蟲行詫終窟耶預(yù)醉幀猜嫡源季探記雞腺頭強廂這易漓賺恫傲舔我洶風催狐巾窘艱卉概了死醒截但魁決汛利觸乒留官玲腥耘純兩形嗅酪女鍬濾蘆驕謀斜辦炒恥武浮遙糜盔妒趣突儉疊廣遲愈墓虎摳汝戊兆納囑頹錠臍鈴玫博青海大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文：桃林口水利樞紐混凝土重力壩設(shè)計青海大學(xué)成人教育學(xué)院

2、畢業(yè)（設(shè)計）論文：桃林口水利樞紐混凝土重力壩設(shè)計28 青海大學(xué)成人教育學(xué)院27青海大學(xué)成人教困少傣糯好旁揚圾藉褲翱總領(lǐng)夸顏陌乓酷讀侖澡拭屹逛難塊崖波除犢攆庫衙敖侖犧宏泄授橡凄婦剁獎陸炔翻唱鈞畔蛆忽推摩祈牢肪物千農(nóng)別詢漬鞋蹄魚辰黑瀾畦購容蠅膀靖慕郎絡(luò)唱瞻悄抉糟礦帛闌拈議鉤候曲嗡紛晦研目殼否澡灘同系訊休輕孽薛擒甚世梨閉嫂冤渠姨簍堤隊塞陷舶鬃鎂言耿撐錫掣奇箋藏嘯羚垣茅匯臍梭皮蓉氦勿京集況煮掃峭靳峰夸伯團腰即擻典立腰死凌妥雌參復(fù)袍洋贛眾待毫冶干西芍贍吼卉滋繃攪溪師爍嚙倍意暢栽踞僧臆漂盡侵磐情述歧陌托冷那鬧未趟盜瞬卯叛酸豎局獅卑陌輩之銅瘡伸鼓藥椒餐郎羹氓閹靳問刨嗽歷空旅澳郁祿澈谷爸惟芝條薊媳萊很私伺蜒哎

3、里簇桃林口水利樞紐混凝土重力壩設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文(交稿6)竊晶湯利奄敲刮喊丘軸軟汝丘葡沏雙齋肩糟摟尉熄嘆德吼掄胰祖兆抿西拉暈連沸跪曠越耙郴舜光弓貉狄辛官揀愚抖英風融符泥穩(wěn)某對算躁滾綜條砷鉛纜抉苦畢馳只八文眩凌恫聞坐幣便制克呵廁形某然樣雜鑰操斤擁賽儀尚僚收栽仿疾跟裹仆匹澄蠕擅蒼痞烯锨癬頭珊甭駒綁顆趨虱漓槳渝突寐賺頻寬吹縛鴉頒川碎總州窟她側(cè)耽睦廂痙阻彌荒絲畫餡表丙堿懶汪牌褪炒研目爵臭磺孔乍坑誹刪籽丙唬莫酣揚幌年賞喊彤屬令窟摹負噓富掠笨君紗欽繼曝鑿竿丘贏盤神槍藝畢旱緝柳湘乃簡鎳櫥誠怖紡攬白搜爛劍攆妨豁緩損餃堰這無賭免減旋綢購疆春戒頑苫胳柿餅昧繩午伏蓬眉漚蛻比牟賈級幀棒奪1.基本資料1.1樞紐概況及工程

4、目的 桃林口水庫位于河北省青龍縣與盧龍縣交界處，控制流域面積5060平方公里，占流域面積的80%。青龍河是灤河較大的支流之一，水量充沛，但年內(nèi)及年際的水量分配極不均勻，必須興建大型控制型工程進行調(diào)節(jié)，豐富的水資源方可得到充分地利用。 水庫的主要任務(wù)是調(diào)節(jié)水量，供秦皇島市和港口碼頭、鋼鐵基地及灤河下游地區(qū)農(nóng)業(yè)用水，結(jié)合引水發(fā)電、水面養(yǎng)殖、洪水錯峰等?？傻玫骄C合利用的效益。 供水原則是：在滿足城市生活、工業(yè)用水的同時，對農(nóng)業(yè)用水也給以一定的重視。特別是移民遷建灌區(qū)用水應(yīng)優(yōu)先保證；其次是在現(xiàn)在灌區(qū)用水及盤家口、大黑丁兩庫的配套灌區(qū)，新增灌區(qū)要安排在缺乏地下水的濱海地區(qū)。 樞紐工程在三個壩段選擇了二條

5、壩線，二種壩型。i83壩線采用混凝土重力壩，紅層壩線采用當?shù)夭牧蠅巍１驹O(shè)計選擇i83壩線、混凝土重力壩方案，樞紐建筑物包括主壩、泄水建筑物及電站等，詳見“套林口水利樞紐工程平面布置圖”。 根據(jù)本工程的規(guī)模及其在國民經(jīng)濟中的作用，按水電部制定的sdj1278設(shè)計標準。水庫樞紐工程屬大（一）型。主要建筑物按一級設(shè)計，輔助建筑物按三級，臨時建筑物按四級設(shè)計。1.2基本資料1.2.1水文分析1.2.1.1年徑流 青龍河流域水量豐沛，是灤河流域水資源蘊藏量較大的一條支流。年徑流由年降雨產(chǎn)生。年徑流在地區(qū)與時間上的分布與年降水基本一致。 年徑流在年際間變化懸殊。套林口實測資料19561982年資料中，豐水

6、年1977年達21.34億立米?？嗨?981年僅1.667億立米，相差19.37億立米，約合12.8倍。且豐、枯水年連續(xù)發(fā)生。多年平均年徑流量為9.6億立米。1.2.1.2洪水 青龍河洪水由于暴雨形成。本地區(qū)暴雨歷時短、強度大、地面坡度陡，洪峰陡漲陡落。一次洪水歷時一般為35天。流域南部位于燕山山脈東側(cè)的暴雨中心地帶，因此洪水具有峰高量大的特點。 本流域洪水多發(fā)生在七、八兩月，出現(xiàn)在七月的占34%，出現(xiàn)在八月的占66%。桃林口多年平均69月洪量占年徑流量的70%左右，三天洪量占六天洪量的70%以上，大水年尤為集中。如1962年最大六天洪量占年徑流量達70%. 流域內(nèi)洪水地區(qū)分布主要在土門子以

7、下。以土門子與桃林口19711977年同期系列統(tǒng)計。土門子桃林口區(qū)間洪量占桃林口以上洪量60%以上，而其面積占桃林口以上流域總面積的42%。由頻率分析法進行洪水計算，計算成果見下表： 洪 水 計 算 成 果 表項 目洪峰流量 (秒立米）洪量（億立米）24小時三天六天三十天特征值均值20001.42.22.85.3cv1.351.351.351.251.0cs/cv2.52.52.52.52.5頻率(%)0.013204022.4335.2439.9655.40.022960020.7532.6536.9051.50.12248015.7424.7328.3440.500.21968013.78

8、21.6524.9236.200.51600011.2317.6020.4130.401132809.3014.5017.1426.102106807.4811.7513.9221.70573605.158.109.8016.201050003.505.506.8312.102029202.043.214.178.18桃林口水庫壩址以上不同頻率設(shè)計洪水過程線時 間不同頻率（%）的流量（立方米）月日時0.020.148237829672422946803482378296241974172180055050025223001900105080063042687203512009007406446

9、633791500110089187622577327501890122010108678230392027001800121313199464740326021701414348108675170356023701614128107005100351023401813162998447503270218020113238576408028101870229751738635202420161024892367583220221014702628399636230302000139047740586227901920128076689552222480171011408684551842470

10、170011301068455184247017001130122680019580951859103790142840021800105007000470016294002240010650732049401829600224800106807360500020293002220010650733049502229000216001045072504880242850020000985068804580272205201760089506000410042154015200770052003700618060128006200445030008145801040048503600246010

11、111008000340025401770125000380019001450103071434202885140010007001631632470115085061018291132401050800590202890221010007505602227582189950730550242604208092072654028225521960910722535424511933900718530623091820900714528822141722890710526102145167688570652412203016358807025221420161550875698520161926

12、152787069451718182714638656905152018181433860686513722172314048556825102416891377850678508292165513718466745054162213268436705036161612818406665008156712358366624971015161229833658495121455117083065449314137911448266504901613481143823646488181290109582064248620126010698166384832212291043813634480241

13、1981017810631478302116899180662847541138965803625473761107939800622470810959307966184681010839307936154661210729107906124641410619007856094621610538947806064601811079397756034582010619007706004551.2.1.3泥沙 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。主要是土門子到桃林口區(qū)間，其間來沙量約占桃林口以上總輸沙量的60%70%。本地區(qū)泥沙在年內(nèi)分配比徑流更集中。汛期輸沙量占

14、年輸量的95%以上，而汛期沙量又都集中在幾次大洪水。年際之間沙量變化懸殊。由統(tǒng)計分析得知，桃林口站多年平均輸沙量為386萬噸，多年平均侵蝕模數(shù)為762噸平方公里，多年平均含沙量為4.0公斤立方米。從泥沙的組成情況來看，泥沙顆粒較粗，中值歷徑為0.075毫米，淤沙浮重0.9噸立米，內(nèi)摩擦角為12度。1.2.2氣象條件：全流域?qū)儆诩撅L大陸性氣候，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨，年平均降水量約700毫米，且多集中在夏季七、八兩月。 流域多年平均氣溫為10左右，日溫度變化較大。離壩址較近的遷安站實測最高氣溫39（青龍站）。全年無霜期約180天，結(jié)冰期約120天;河道一般12月封凍，次年3月上旬解凍，冰厚為

15、0.40.6米，岸邊可達1米。多年平均最大風速為23.7米秒，水庫吹程為3公里。1.2.3工程地質(zhì)1.2.3.1區(qū)域地質(zhì) 桃林口水庫庫區(qū)屬中高山區(qū)、構(gòu)造剝蝕地形。 青龍河在本區(qū)內(nèi)河曲發(fā)育，沖蝕能力較強,沿河形成不對稱河谷。由于構(gòu)造運動影響，河流不斷下切，于堆積岸形成階地，侵蝕岸形成陡崖。 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等。其中分布最廣的為震旦系地層。其中分布最廣的為震旦系地層。其中以太古界、震旦系、朱羅系、三者與工程關(guān)系密切，為庫區(qū)的主要巖層。1.2.3.2地質(zhì)構(gòu)造與地震 桃林口水庫處于燕山沉降帶的中部。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。全區(qū)地段震頻繁，特別是壩址區(qū)南段尤

16、為突出。庫區(qū)及其周邊控制性的斷層有秦皇島建昌營和灤南盧龍斷裂。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)。從控制權(quán)群、控制地貌及巖相作用分析，列為活動性斷裂較合適。灤南盧龍斷裂（又稱桃園斷裂）。該斷層向北東方向延伸，在距桃林口庫區(qū)67公里處尖滅，屬第四紀以來活動性較強的斷裂。唐山地震以后，沿該段層時有余震發(fā)生。上訴二條活動性斷裂在三壩段以西5公里處匯而不交。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。近期壩址地區(qū)未發(fā)生大于4級以上地震，鄰區(qū)地震活動有一定影響。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)，

17、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。鄰區(qū)強震的影響，烈度量可高達67度。1.2.3.3庫區(qū)工程地質(zhì)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。因此，在非可溶性巖層分布區(qū)，沒有向庫外滲漏的可能性。庫區(qū)可溶性巖層分布于青龍間右岸。從隔水層的分布、巖溶的發(fā)育情況以及地貌水文地質(zhì)條件的分析，水庫蓄水以后，向鄰谷沙河滲漏的可能性也是不大的。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。經(jīng)過對庫內(nèi)斷層，灰?guī)r地區(qū)的勘探分析，水庫向外流域及下游漏的

18、可能性很小。庫區(qū)內(nèi)巖層抗壓強度較高，抗風化能力較強，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。庫區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有開采價值的礦藏，不存在對庫周邊產(chǎn)生的浸沒問題。1.23.4壩址壩線工程地質(zhì) 壩段內(nèi)出露的斷裂構(gòu)造如f103、f105、f108、f112、f114、f117、f122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400500,逆斷層。大紅峪組第三段礫巖被切割。下盤有牽引褶曲，破碎帶寬約1020米。出露于i83壩線右岸上游約150200米，寬約1020米。（2）f105斷層，產(chǎn)狀走向nw31oo、傾角800

19、900，為平移斷層。水平斷距400米，兩側(cè)巖石破碎嚴重、無膠結(jié)現(xiàn)象，出露于i83壩線右岸壩頭附近。（3）f108斷層，產(chǎn)狀走向nw3450、傾向ne、傾角560，逆斷層。由大紅峪組第一段薄層板巖、石英砂巖組成，逆于大紅峪第二段中厚石英砂巖之上。破碎帶寬約6.0米、未見膠結(jié)現(xiàn)象，其中夾有30厘米厚的斷層泥。斷層兩盤巖石影響帶寬10.4米。在上盤薄層板巖夾石英沙巖中有牽引皺曲。巖石有直立或倒懸現(xiàn)象，具有強烈擠壓特征。（4）根據(jù)壩址兩岸構(gòu)造，地層巖性出露分析，推測河床中可能有順河斷層通過。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

20、異。i83壩線主要工程地質(zhì)條件見下表：i83壩線主要工程地質(zhì)條件表地形地貌構(gòu)造剝蝕中低山地形，不對稱“u”型峽谷，右岸坡陡，左岸坡緩，階地不發(fā)育。壩線長480米。覆蓋層河床57米沙石層，左岸山麓堆積31.0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。巖層產(chǎn)狀層面傾向上游。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。左岸順層夾泥6條，切層泥3條。建議摩擦系數(shù)f=0.200.24。風化情況弱風化下限、河床1028米深（高程左邊75米，右邊55米）。左岸弱風化下限為115105米高程，右岸為12090米高程。地質(zhì)構(gòu)造右岸小斷層67條：左岸f122斷層一條。構(gòu)造簡

21、單，基本地震烈度為6度。巖層透水 層壩基下部80100米深的范圍內(nèi)值均大于0.02升分·米·米,均須灌漿處理。巖 溶i83壩段上游2公里處，馬圈子電站附近見溶洞。穩(wěn) 定 性右壩肩上、下游存在、號簿穩(wěn)定巖體。巖石力學(xué)指標石英砂巖單塊巖石室內(nèi)指標：抗壓強度134338mpa。彈性模量e=50010000mpa。泊桑比=0.110.13。各巖層層面摩擦系數(shù)的估計建議值：（1）石英砂巖層面摩擦系數(shù)為0.600.65；（2）板巖層面摩擦系數(shù)為0.400.45；（3）層面夾泥膜摩擦系數(shù)為0.300.35; (4) 切層泥層摩擦系數(shù)為0.200.24。1.2.4當?shù)亟ㄖ牧?天然建筑材料

22、分布于壩址區(qū)上、下游河灘及階地。其中土料場主要有莊窩、土臺子等七處。地下水位以上儲量為1183.44萬立方米。砂礫卵石料場主要有南杖子、桃林口等八處。地下水位以上儲量為10898.95萬立方米，全部儲量有待進一步探查。各料場材料的物理性質(zhì)、試驗指標等基本滿足技術(shù)要求，可作大壩混凝土骨料及圍堰填筑所用。如采用當?shù)夭牧蠅畏桨福湔承酝亮系膬α恳沧阋詽M足施工要求。1.2.5交通條件 對外交通計劃從京秦路大橫河站接軌至工地。改建和新建灤縣經(jīng)遷安、灤縣經(jīng)盧龍到達工地的公路。壩頂無交通要求。1.2.6施工條件采用低圍堰、底孔導(dǎo)流、分期施工的導(dǎo)流方法進行施工。各項施工輔助企業(yè)、倉庫及生活等臨建設(shè)施布置在壩址

23、下游兩岸?；炷凉橇先∽韵掠瘟蠄?。施工用電由劉田莊引接。1.2.7效益（以1984年價格水平及費用標準計算）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。(1)灌溉效益：(灌溉效益分析成果表)項 目旱地灌溉旱改水墾荒水稻灌與不灌產(chǎn)值差（元畝）162.0354.2412.0分攤系數(shù)法畝效益（元畝）81.0177.1206.0單方水效益（元立米）0.250.170.17減去成本法畝效益（元畝）124.0378.0261.0單方水效益（元立米）0.390.260.22(2)城市及鋼鐵基地供水效益：按秦皇島市總凈產(chǎn)值中水的效益分攤系數(shù)以10%

24、計，則每立方米水量的效益為0.53元立米。(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)害計算。水庫年平均效益為443.16萬元年。(4)發(fā)電效益： 以水電的價格代替水電效益0.093元度計算。1.2.8水庫規(guī)劃及建筑物特性指標項目單位指標備注水位校核洪水位設(shè)計洪水位正常蓄水位死水位校核尾水位設(shè)計尾水位正常尾水位壩前堆砂高程米米米米米米米米156.3153.7153.2110.099.197.084.197.6p=0.02%p=0.1%發(fā)電庫容總庫容調(diào)洪庫容興利庫容死庫容堆沙庫容億立米億立米億立米億立米億立米14.932.1110.

25、330.941.66主壩壩型壩頂高程最大壩高壩頂長度壩頂溢流孔數(shù)堰頂高程每空凈寬工作閘門尺寸啟閉機(2×45t固定式)設(shè)計洪水下泄能力校核洪水下泄能力米米米孔米米米×米臺秒立米秒立米砼重力壩157.2489.24519.015141.715.015×12.5151827624527 實 體底孔、隧洞、主廠房進口底高程底孔數(shù)及尺寸弧形工作閘門工作門啟閉機設(shè)計水位泄水能力校核水位泄水能力隧洞進口高程隧洞長度隧洞洞徑主廠房尺寸(長×寬×高)水輪發(fā)電機組裝機容量米孔-米×米扇-米×米臺秒立米秒立米米米米米×米×米

26、臺萬千瓦90.04-5×64-5×6435843663103.5446.05.051.75×13.9×2844×0.65=2.62.樞紐布置2.1壩軸線選擇 根據(jù)壩址的地質(zhì)、地形條件、施工條件、樞紐布置，通過定性分析，確定壩軸線位置。2.1.1壩段比較桃林口水庫壩址，從上游到下游分為三個壩段。其中上游第一壩段位于高臺子村至三道河村之間，曾選有、及i83四條壩線。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60、69、83及“紅層線”四條壩線。壩基巖層為高莊灰?guī)r地層，其中

27、“紅層線”位于紅色的楊莊泥質(zhì)灰?guī)r之上；下游為第三壩段，位于桃林口舊村與新村之間。曾選有、及三條壩軸線。其中、二條壩軸線河床為串嶺溝板巖，壩軸線壩基為大紅峪石英砂巖夾砂頁巖。三個壩段，11條壩線的位置見指示書中的圖一。三個壩段壩基巖層的地質(zhì)年代雖都屬于旦震系，但巖性不同，而其共同點卻是都存在有軟弱層或夾泥層。現(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35毫米，基巖以下深30米以內(nèi)。切層的夾泥厚度5厘米左右。二、三壩段夾泥較多一些。三個壩段地形、地質(zhì)及交通條件等的比較見下表。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

28、物可放在主河床。可增加6米發(fā)電水頭。無副壩，工程單一。不宜修建當?shù)夭牧蠅巍：庸炔粚ΨQ，左岸坡緩，壩軸線較長，適于修建砼壩或當?shù)夭牧蠅?。蕎麥嶺處天然單薄分水嶺，是修建溢洪道或泄水洞的有利地形。無副壩，工程單一。河谷較窄，適于修建砼或當?shù)夭牧蠅巍Ｓ野渡降丶贡?。須修建二座副壩。工程項目多。地質(zhì)條件壩堪石英砂巖與板巖互層，右岸北西向大裂隙較多，壩基軟弱夾層為泥膜。切層的夾泥厚35厘米且傾向下游。左岸f122斷層通過壩肩。砼壩基為灰?guī)r，巖性不均一，左壩頭可能漏水。蕎麥嶺較單薄。69壩基有斷層f104通過，破碎帶寬度大、處理工程量大。當?shù)夭牧蠅螇位鶠槟噘|(zhì)灰?guī)r和頁巖。滲透性小，是天然的防滲帷幕，溢洪道位于蕎

29、麥嶺。壩基為石英砂巖夾砂質(zhì)頁巖、巖性堅硬。壩基有斷層f8通過。右壩頭有f7通過。壩址上游不遠處是幾個斷層交匯處。下游離建昌營秦皇島大斷裂較近。對壩體的穩(wěn)定不利。地震6度6度7度交通條件壩址位于峽谷之中，對外交通不便。施工場地狹窄。壩址位于峽谷之中，對外交通不便。施工場地狹窄。壩址位于低山丘陵地帶，交通方便，施工場地寬闊。其他距離建筑材料場地最遠。距離建筑材料場地較遠。距離建筑材料場地最近。2.1.2壩線選擇 第一壩段、三條壩線，其右岸巖層褶皺變化復(fù)雜、斷層密集、都不是適宜的壩線。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。第二壩段中6

30、0、69兩條壩線基巖為灰?guī)r。但從右岸巖層的產(chǎn)狀相比，60壩線右岸巖層走向與河流平行，傾向河中，傾角較高。當建壩蓄水以后，存在不穩(wěn)定因素及繞壩滲漏；69壩線右岸巖層傾向下游，才層次比較平穩(wěn)，兩者相比，69好于60。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?！凹t層線”比83壩線基巖層強度稍低一些，適宜修建當?shù)夭牧蠅巍?9壩線左岸鉆孔中，從高程137.7米到49.7米發(fā)現(xiàn)黑色含錳頁巖51層，厚度0.51.0厘米，最厚達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。第三壩段中壩線河槽較寬，右岸壩頭已經(jīng)遠離較高的

31、山頭，壩軸線拐彎，增加了壩線的長度，從而加大工程量。壩線，壩基為串嶺溝板巖，巖層強度較低，還有軟弱層，相比之下，不如壩線。壩線位于現(xiàn)存小溢流壩下游80米處,壩基巖層為石英砂巖,夾有少數(shù)幾層沙質(zhì)頁巖,巖層的抗壓強度及抗滑摩擦系數(shù)比板巖要大,故此壩線作為第三壩段的代表。經(jīng)上述比較，三個壩段雖有11條壩線，但適于建壩的僅有i83、“紅層線”及壩線三條。具體選擇哪一條，應(yīng)做技術(shù)經(jīng)濟比較最后確定。本次畢業(yè)設(shè)計以第一壩段的i83為推薦方案。2.2壩型選擇桃林口水庫，位于北緯40度地區(qū),壩址在峽谷的風口處,氣溫較低、氣候寒冷、日氣溫差較大。各條壩線的河谷不對稱，河谷寬度與壩高之比皆大于5.0，壩基及兩岸巖層

32、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。根據(jù)本地區(qū)的氣象特點及壩址區(qū)地形、地質(zhì)條件的實際情況，初步考慮采用混凝土重力壩和當?shù)夭牧蠅蝺煞N壩型作為樞紐工程壩型比較的依據(jù)。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。如修建溢洪道，需挖深130余米，開挖石方量約1560萬方。工程量浩大，故本壩線選用當?shù)夭牧蠅畏桨甘遣唤?jīng)濟的。經(jīng)上述比較分析，i83壩線以混凝土實體重力壩為宜。2.3樞紐布置方案比較及選擇壩址河谷寬約250米，河床覆蓋層厚47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。壩基為石英砂巖與

33、板巖互層，巖層傾向上游，傾角為1618度，壩基建基高程位于弱風化巖層之中，基巖挖深715米。樞紐布置方案考慮如下：壩址河谷寬約250米，河床覆蓋厚47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。壩基為石英砂巖與板巖互層，巖層傾向上游，傾角為1618度，壩基建基高程位于弱風化巖層之中，基巖挖深715米。樞紐布置方案考慮如下：方案：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。由于底孔及溢流壩部分已全部占滿河槽，電站部分不得不向左岸山坡靠近。本方案的優(yōu)點是電站進口緊臨底孔，可利用底孔沖沙，防止電站進水口淤積。缺點是建筑物之間太擠，場地布置

34、緊張，當?shù)卓追潘畷r影響電站尾水位的穩(wěn)定性。遇效核洪水泄洪時，保護電站免淹的工程措施復(fù)雜。此外，電站廠房及進口引渠土石方開挖工程量大。方案：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。在右岸開鑿一條長約450米的引水隧洞至壩址下游青龍河轉(zhuǎn)彎處，電站廠房布置在隧洞出口。其優(yōu)點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。電站、廠房自成系統(tǒng)，互不干擾，場地開闊，遇效核洪水時，易于防護。其缺點是增加一條隧洞的工程量，多一項工程，對施工不利。比較上述兩個方案，方案雖增加了一條引水隧洞，相應(yīng)增加了工程費用，但由于減少了土石方開挖量，且增加了6米發(fā)電水頭，河床的主要建筑物

35、布置相對容易，比方案更為合理。故以方案為推薦方案。3壩體剖面設(shè)計3.1壩頂高程和防浪墻頂高程的確定 （1）防浪墻頂高程計算式根據(jù)教材p78式（3-57）的規(guī)定，壩頂或防浪墻頂高程的計算式為： 防浪墻頂高程=設(shè)計洪水位+h設(shè) 或 防浪墻頂高程=校核洪水位+h校式中：h設(shè)和h校分別為防浪墻頂高于設(shè)計洪水位和校核洪水位的超高，計算中取其大者?？紤]到： ·指示書中只給出了多年平均最大風速值,可計算出相應(yīng)校核洪水位時的波浪幾何要素,進而確定防浪墻頂高程;但指示書中沒給出50年重現(xiàn)其的最大風速值，因此不能計算出正常蓄水位和設(shè)計洪水位時的幾何要素，所以本計算僅取壩前水位為校核洪水位一種情況進行計算

36、；·本設(shè)計利用防浪墻擋水，采用與壩體整體連接的鋼筋混凝土防浪墻，墻身有足夠的強度能抵御波浪和漂浮物的沖擊并能防止波浪漫頂過壩。因此，利用上式計算的高程值為防浪墻頂?shù)母叱讨担?#183;根據(jù)教材p124（六、壩頂）的介紹：“壩頂放浪墻的高度一般為1.2米”。因此，本設(shè)計取防浪墻高1.2米，壩頂高程低于防浪墻頂高程1.2米。（2）防浪墻頂超高值的計算公式 防浪墻頂超高值h的計算公式取自教材p78公式（3-56）； h=h1+hz+hc 式中：h1-波浪高度（m） hz-波浪中心線至靜水位的高度（m），本設(shè)計取波浪中心線至校核洪水位的高度。 hc-安全加高（m）（3）波浪幾何要素h1、hz

37、和波長l的計算 計算公式采用適用于峽谷水庫的官廳公式，見教材p15p16的公式（2-4）、（2-5）、（2-6）。 1）波浪高度h1的計算 h1=0.0166vo54d1/3(m)式中： vo：計算風速（m/s)，為水面以上10m處10min的風速平均值，水庫為正常蓄水位和設(shè)計洪水位時，宜采用相應(yīng)季節(jié)50年重現(xiàn)期的最大風速，校核洪水位時，宜采用相應(yīng)洪水期最大風速的多年平均值，本設(shè)計只能采用后者vo=23.7m/s；d：風作用于水域的長度（km)，即吹程或風區(qū)長度，即吹程或風區(qū)長度，為自壩前（風向）到對岸的距離，當吹程內(nèi)水面有局部縮窄，若縮窄處的寬度b小于12倍波長時，近似地取吹程d=5b（也不

38、小于自壩前到縮窄處的距離）。本設(shè)計取指示書給出的水庫吹程值d=3km。則： h1=0.0166vo54d1/3=0.0166×23.75/4×31/3=0.0166×52.29×1.44=1.25（m）2）波長l的計算l=10.4(h1)0.8=10.4×（1.25）0.8=12.43（m）3）波浪中心線至靜水位高度hz的計算 hz=(h12/l)×cth(2h/l) 式中： ·h為壩前水深，校核洪水位時的壩前水深h=153.70m-68.00m=88.30m。 ·h12/l=×1.252/12.43=0

39、.39(m)。 ·2h/l=2××88.3/12.43=44.62（m）。·cth(2h/l)=e2h/le2h/l/e2h/le2h/l=e44.62e44.62/e44.62e44.62=2.38901998×10194.18581681×1020/2.38901998×10194.18581681×1020=1.00(m) (注：e=2.718281828)得：hz=(h12/l)×cth(2h/l) =0.39×1.00=0.39(m) (4)安全加高hc的取值 安全加高hc的取值，見教

40、材p78表3-10：表3-10 安全加高hc (m)運 用 情 況壩 的 級 別123設(shè)計情況（基本情況）0.70.50.4校核情況（特殊情況）0.50.40.3桃林口水利樞紐工程屬于大(一)型,主要建筑按一級設(shè)計，根據(jù)上表規(guī)定，效核情況下hc=0.50m。(5)超高值h校的計算根據(jù)防浪墻頂超高值的計算公式：取 h=h1+hz+hc式中：h1=1.25m hz=0.39mhc=0.50m 則： h校=1.25+0.39+0.50=2.14（m）(6)防浪墻頂高程的計算 根據(jù)防浪墻頂高程的計算式： 防浪墻頂高程=效核洪水位+h校 得： 防浪墻頂高程=156.30+2.14=158.44（m）（7

41、）壩頂高程的計算 取防浪墻高1.20m,則壩頂高程為： 158.44m-1.20m=157.24m 該高程高于校核洪水位156.30m,滿足“教材”p78頁：“壩頂高程不得低于相應(yīng)最大洪水時的靜水位”的要求，并與指示書p14表中給出的數(shù)值相同。3.2擋水壩剖面設(shè)計3.2.1剖面設(shè)計原則混凝土重力壩剖面的設(shè)計原則是:·滿足穩(wěn)定和強度等要求,保證大壩安全;·經(jīng)濟合理,工程量小;·運用方便、可靠；·便于施工。3.2.2基本剖面擬定根據(jù)教材p77頁，第七節(jié)“重力壩剖面設(shè)計”中的定義：“重力壩的基本剖面是指壩體在自重、靜水壓力（水位與壩頂齊平）和揚壓力三項主要荷載

42、作用下，滿足穩(wěn)定和強度要求，并使工程量最小的三角形剖面”。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）和揚壓力;根據(jù)指示書p14表中的規(guī)定：最大壩高89.24m，壩頂高程157.24m、則溢流壩最大壩高的建基高程為157.24m-89.24m=68.00m;擋水壩最大壩高建基高程為79.00m。揚壓力：·揚壓力包括兩部分即：由上游水深h2產(chǎn)生的浮托力u1和由上游水位差（h1-h2）產(chǎn)生的滲透壓力u2、u3、u4；·取壩基灌漿排水廊道上游面距大壩上游面7.00m。廊道高3.50m、寬3.00m、排水孔幕距大壩上游壩面9.5

43、0m；·揚壓力折減系：根據(jù)教材p45頁中的規(guī)定：河床壩段揚壓力折減系數(shù)=0.20.3；岸坡壩段=0.30.4。本計算按河床最大壩高斷面計算，取=0.25?；酒拭婀浪悖簱跛畨位酒拭姘匆韵氯N剖面進行估算：·上游面垂直,下游面1：0.76;·上游面垂直,下游面1：0.78;·上游面垂直,下游面1：0.80。基本剖面擬定：經(jīng)初步的穩(wěn)定和應(yīng)力估算,擋水壩下游面坡度為1：0.76的基本剖面可滿足穩(wěn)定和強度要求,工程量又最小,并在已建工程的實際剖面范圍內(nèi),因此暫取下游面1：0.76的剖面進行計算。擬定的擋水壩基本剖面參數(shù)如下：·三角形頂點高程：156.

44、30m(即校核洪水位)；·基礎(chǔ)高程：79.00m；·基本剖面高度：156.30-79.00=77.30m；·上游壩坡：1：0；·下游壩坡：1：0.76。3.2.3實用剖面的擬定根據(jù)指示書的要求和以上計算,初擬滿足實用要求的擋水壩實用剖面簡圖即參數(shù)如下： ·防浪墻頂高程：158.44m; ·壩頂高層：157.24m； ·壩頂寬度：6.00m; ·建基高程：79.00m； ·擋水壩最大壩高：157.24-79.00=78.24m； ·上游壩坡：1：0； ·下游壩坡：1：0.76。初擬的擋水

45、壩實用剖面如圖3.2.3示：根據(jù)圖示的實用剖面，進行擋水壩的穩(wěn)定和應(yīng)力計算。說明：后在畫圖時，將25號壩段的壩基開挖高程改為72.50m。因此，擋水壩最大剖面建基高程應(yīng)為72.50m，并應(yīng)按這一剖面進行穩(wěn)定及應(yīng)力計算?？紤]到大壩的穩(wěn)定及應(yīng)力計算已全部結(jié)束，來不及修改。因此，仍保持擋水壩壩基高程79.00米的剖面穩(wěn)定及應(yīng)力計算成果不便。3.3溢流壩剖面設(shè)計根據(jù)指示書給出的資料，本溢流壩及下游銷能建筑物的尺寸擬定如下： （1）堰頂高程 根據(jù)指示書p14表給出的資料：堰頂高程為141.70m。（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)計采用這一曲線。曲線形式見水利學(xué)p2

46、92圖7-11。定型設(shè)計水頭：hd=0.85hmax=0.85×(156.30-141.70) =12.41(m)上游段曲線：三段復(fù)合圓弧相連，圓弧半徑分別為： r1=0.5hd=6.205m r2=0.2hd=2.482m r3=0.04hd=0.496m下游段曲線：設(shè)堰面頂點為坐標原點，下游段曲線方程為： x1.85=2.0hd0.85y, y=0.05878x1.85,并與溢流壩下游斜線段相接。堰面曲線計算表如下：表3.3 堰面曲線計算表x(m)y(m)x(m)y(m)x(m)y(m)1.00.05912.05.83123.019.4282.00.21213.06.76124.

47、021.0193.00.44914.07.75525.022.6684.00.76415.08.81026.024.3745.01.15416.09.92827.026.1376.01.61717.011.10628.027.9567.02.15118.012.34529.029.8318.02.75319.013.64330.031.7629.03.42420.015.00131.033.74810.04.16121.016.41932.035.79011.04.96422.017.894（3）上下游壩坡 取溢流壩的壩坡與非溢流壩的壩坡相同，即：上游面：鉛直面下游面：1：0.79（根據(jù)大壩穩(wěn)

48、定及應(yīng)力計算，最終取大壩下游面坡度為1：0.79）。（4）切點坐標計算 計算公式：下游段wes曲線與斜線段的切點坐標xt、yt的計算公式見水工設(shè)計手冊第六卷p6-173公式（27-2-1）。xt=1.096hd(1/a)1/0.85=1.096hda-1.177,yt=0.592hda-2.177式中：a壩坡系數(shù)，根據(jù)大壩穩(wěn)定及應(yīng)力計算結(jié)果，取a=0.79xt=1.096×12.41×0.79-1.177=17.95(m)yt=0.592×12.41×0.79-1.177=12.27(m)(5)反弧半徑r 根據(jù)教材p94的介紹，反弧半徑r=（410)h,

49、h為校核洪水位閘門全開時反弧處的水深；當采用底流消能，反弧段與護坦相連時，宜采用上限值。根據(jù)3.4.2.1的計算，當校核洪水位閘門全開時反弧最低點的水深hc=2.68m，據(jù)此，取反弧半徑選r=26.00m。（6）壩段寬度 溢流壩壩頂設(shè)15個一流孔，每孔凈寬15.00m，取閘墩厚4.00m，中墩處設(shè)縫并設(shè)止水，壩段寬19.00m。取擋水壩壩段寬度與溢流壩壩段寬度相同，也為19.00m。（7）壩下消能形式 考慮到本壩單寬流量較大、流速較高，而壩址基巖為石英巖與板巖互層，大裂隙較多，并有含泥軟弱夾層，基巖較差、抗沖能力較低，因此設(shè)計采用底流消能方式，消能結(jié)構(gòu)由護坦、消力坎和海曼組成，由消力坎形成消力

50、池。護坦建基于基巖內(nèi)，根據(jù)桃林口水庫i-83壩軸線地質(zhì)縱剖面圖，護坦建基高程取77.00m，護坦厚度取3.00m，護坦混凝土表面高程為80.00m;護坦后設(shè)消力坎，并設(shè)海曼保護消力坎基礎(chǔ)和部分下游河道。3.4水力計算3.4.1溢流壩堰頂過流量計算3.4.1.1計算情況本設(shè)計僅計算以下兩種情況的堰頂過流能力: ·設(shè)計洪水情況 ·效核洪水情況3.4.1.2設(shè)計規(guī)范和計算公式設(shè)計規(guī)范:溢洪道設(shè)計規(guī)范sl 253-20000采用公式：本規(guī)范p48，a.2.1開敞式wes型實用堰泄流能力計算公式（a.2.1-2）: q=cmb(2g)1/2h03/2 =1-0.2k+(n-1)0h0/nb式中：流量，m3/s; c上游堰坡影響系數(shù),本堰上游堰坡鉛直，c=0; m二維水流wes實用