目 录
第一章 枢纽工程概况及基本资料 .................................... 2 第一节 枢纽工程概况 ............................................. 2 第二节 工程基本资料 ............................................. 2 第二章 第一节 第二节 第三节 第三章 第一节 第二节 第三节 第四章 第一节 第二节 第五章 第一节 第二节 第三节 第四节 第六章
设计内容 ................................................. 10 坝址和坝轴线的选择 ...................................... 10 坝型选择 ................................................ 12 枢纽布置 ................................................ 16 坝体剖面设计 ............................................. 18 坝顶高程确定及档水坝剖面设计 ............................ 18 溢流坝剖面设计 .......................................... 19 水力计算 ................................................ 21 挡水坝的应力计算及稳定分析 ............................... 24 基本荷载组合的稳定分析及应力计算 ........................ 24 特殊组合的稳定分析及应力计算 ............................ 32 细部结构设计 ............................................. 38 坝体分缝与止水 .......................................... 38 砼标号分区 .............................................. 41 坝顶结构 ................................................ 44 坝体廊道系统 ............................................ 44 重力坝的地基处理 ......................................... 45
1 69
第一章 枢纽工程概况及基本资料
本章主要介绍潘家口水库水利枢纽工程的概况、工程目的和设计基本资料，包括水文分析、气象条件、工程地质、当地建筑材料、交通条件、水位和库容关系曲线、泥沙淤积情况、效益、淹没、工期等方面的资料，以便在下一步的工作中可依据以上情况确定坝线、坝型、枢纽布置、剖面设计、细部处理等工作。
第一节 枢纽工程概况
拟建潘家口水库位于河北省唐山承德两地区交界处，坝址位于迁西县洒河桥上游十公里扬查子村的滦河干流上。控制流域面积33700Km2，总库容为25.5亿m3。
水库枢纽由主坝、电站及泄水底孔等组成，水库主要任务是调节水量，供天津市和唐山地区工农业用水、城市人民生活用水，结合引水发电，并兼顾防洪要求。工程要求提前收益，尽早建成。
根据水库的工程规模及其在国民经济中的作用，枢纽定为一等工程，主坝为Ⅰ级建筑物，其它均按Ⅱ级建筑物考虑。
第二节 工程基本资料
一、水文资料
1、年径流
滦河水量较充沛，潘家口站多年平均年径流量为24.5亿m3，占全流域的53％，年内分配很不均匀，主要集中在汛期七、八月份。丰水年时占全年的50～60％，枯水年占30～40％，且年际变化也很大。
2、洪水
洪水多发生在七月下旬至八月上旬，有峰高量大、涨落迅速的特点。据调查，近一百年来有六次大水，其中1883年最大，由洪痕估算洪峰流量约为24400～27400m3/s。实测的45年资料中，最大洪峰流量发生在1962年为18800 m3/s，洪峰历时三天左右，由频率分析法求得：
表1－1 项目 指标 千年一遇 洪水流量 40400 m3/s 万年一遇 洪水流量 59200 m3/s 千年一遇三天洪水流量 26.1亿 m3 万年一遇三天洪水流量 45.4亿 m3 表1－2 几个重现期所对应的洪峰流量值 重 现 期（年） 洪峰流量（m3/s） 三日洪量（亿m3） 10 7520 8.06 20 11700 11.4 50 17800 16.0 100 22800 19.7 表1－3 枯水期洪水过程线
时段：9月1日至次年6月30日 频率：5％ 日期
流量 日期 2
流量 日期 流量 69
月、日、时 6.16.2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 m3/s 65 72 72 79 79 86 123 123 130 137 188 月、日、时 6.17.2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 m3/s 490 880 1010 772 730 690 660 610 560 520 490 月、日、时 6.18.2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 m3/s 440 430 420 400 390 380 360 350 330 310 300 280 24 231 24 450 表1－4 设计洪水过程线表 流量：米3/秒 重现期(年) 日 期 7.25.2 5 8 11 14 17 20 23 7.26.2 5 8 11 14 17 20 23 7.27.2
10 87 110 254 604 1504 1860 3790 5210 6000 6800 7230 7220 7340 5430 3780 2860 2100 20 120 180 378 1170 1830 2630 5370 7350 8150 8830 11400 11700 10400 7700 5350 4040 2960 3
50 195 300 576 1290 1900 3750 7650 10450 11600 12000 16200 17800 14800 11000 7620 5760 4220 100 221 340 663 1460 2290 4510 9200 12600 14000 15200 19600 22800 17800 13200 9160 6940 5030 69
5 8 11 14 17 20 23 7.28.2 5 8 11 14 1670 1440 1300 2270 1250 1100 1050 1000 950 900 870 850 2360 2080 1840 1700 1680 1600 1580 1450 1350 1150 1100 1045 3360 2910 2620 2350 2200 2050 1830 1700 1600 1550 1500 1450 4050 3500 3150 2840 2600 2500 2100 2050 1880 1850 1800 1700 17 820 1000 1400 1670 3、泥沙 本流域泥沙颗粒较粗，中值粒径0.0375mm，全年泥沙大部分来自汛期七、八月份，主要产于一次或几次洪峰内，且年际变化很大。由计算得，多年平均悬移质输沙量为1825万t，多年平均含沙量7.45kg/m3。推移质缺乏观测资料。可计入前者的10％，这样总入库沙量为2010万t。淤砂浮容重为0.9t／m3，内摩擦角为12°。
二、 气象
库区年平均气温为10℃左右，1月份最低月平均气温为零下6.8℃，绝对最低气温达零下21.7℃（1969年），7月份最高月平均气温25℃，绝对最高气温达39℃（1955年）。多年平均气温见表1－5。
表1－5 多年平均气温表（℃）
月1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 份 气-6.8 -3.4 3.55 12.11 19.14 22.86 25.11 24.0 16.67 10.2 2.85 -4.4 温 水 10.4 17.1 21.4 24.6 23.6 18.5 11.6 3.4 温 本流域无霜期较短（90～180天），冰冻期较长（120～200天），潘家口站附近河道一般12月封冻，次年3月上旬解冻，封冻期约70～100天，冰厚0.4～0.6m，岸边可达1m。流域内冬季盛行偏北风，风速可达七、八级，有时更大些，春秋两季风向变化较大，夏季常为东南风，多年平均最大风速为21.5m/s，水库吹程D=3Km。
流域多年平均降雨量约为400～700mm，多年平均降水天数及降水量见下表
（表1－6）。
4
69
表1－6 多年月平均降水天数及降水量表 月 1 2 3 4 5 6 7 8 9 份 月平 1.7 2.5 3.6 4.6 6.7 11.0 15.5 12.6 7.1 均 最降 多水 5 9 9 8 11 17 21 20 14 天天 数 数 最少0 0 0 1 1 1 4 5 1 天数 月 降 平 1.4 5.6 8.2 25.7 39.0 89.1 277.3 215.2 68.8 水 均 量 最 4.8 33.5 24.2 74.2 91.3 217.8 548.5 462.8 181.9 毫大 米 最 0 0 0 0.9 12.5 20.0 101.1 94.2 1.7 小 10 11 12 47.3 2.6 1.1 11 5 4 0 0 0 30.1 9.2 2.0 76.1 134.6 1.4 0 0 0 三、工程地质
1、库区地质
潘家口水库库区属于中高山区，河谷大多为峡谷地形，只有西城峪至北台子一带较为宽阔，沿河两岸阶地狭窄，断续出现且不对称，区域内无严重的坍岸及渗漏问题。
2、坝址地质
（1）地貌
坝址位于扬查子村南300m处，为低谷丘陵地区，两岸相对高差不大，河谷开阔，宽约600m，上下游两公里范围内河道顺直，主河槽位于右岸。河床高程137m左右。枯水期河床宽约100m，由于受河流侧向的侵蚀，两岸地形不对称。右岸坡度较陡约60°左右，左岸较缓约20°，河床中除漫滩外，左岸还有三级阶地发育，一、二级阶地高程自140m～160m，三级阶地与缓坡相接直达山顶。覆盖层为7～12m厚的砂砾卵石冲积层。
（2）岩性
坝区主要岩性为太古界拉马沟片麻岩，其次为第四纪松散堆积物，以及不同时期的侵入岩脉。坝区范围内片麻岩依其岩性变化情况可分为六大层，其中第一、四、六层岩性较好，但第一、六层因受地形限制，建坝工程很大。第四大岩层（Ar，Ⅰ 4）为角闪斜长片麻岩，具有粗粒至中间细粒纤状花岗变晶结构，主要矿物为斜长石、石英及角闪石，本层岩体呈厚层块状，质地均一、岩性坚硬、抗风化力强、工程地
5
69