畢業(yè)設(shè)計黑河水電站樞紐工程設(shè)計（重力壩方案）

1、畢業(yè)設(shè)計-黑河水電站樞紐工程設(shè)計（重力壩方案） 畢業(yè)設(shè)計 論文 文件水利水電工程 專 業(yè)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目黑河水電站樞紐工程設(shè)計重力壩方案班 級 水電09 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 工程學(xué)院水利與環(huán)境工程學(xué)院水 工 教 研 室二0一三四三四 設(shè)計基本資料1氣象資料本流域?qū)俸疁貛夂蛳募径嘤甓竞涠L冬季溫差很大多年平均氣溫03夏季最高氣溫365冬季最低氣溫-445流域多年平均降水量550毫米左右年內(nèi)降水主要集中在59月份占年降水量的70以上河流冰凍期從10月末到次年4月下旬平均160天左右最大冰凍厚達(dá)180米最大凍土深度可達(dá)22米多年平均無霖期124天霜期最早日期為9月6日最晚終止日期為5月

2、26日流域內(nèi)冬季多西北風(fēng)夏季多西南風(fēng)和東南風(fēng)多年平均風(fēng)速為39米秒最大風(fēng)速為267米秒汛期最大風(fēng)速為18米秒2地質(zhì)資料第四系沖洪積層分布于河床及河谷中厚度2567米以砂礫石為主砂礫石的浮容重為102千牛米水下內(nèi)摩擦角28滲透系數(shù)32×米秒階地上部為砂壤土下部為砂卵礫石山坡上分布?xì)埰路e壤土夾碎石厚度12米穿過壩軸線有三條斷層其中F斷層位于河床走向NE40與壩軸線近于直交傾向SE傾角7085破碎帶寬26米其中巖石碎裂手捏即碎FF斷層均位于右岸副壩處破碎帶寬2526米由破碎巖夾泥組成膠結(jié)不佳走向分別為NE30和NE3540傾向均為SE傾角分別為72和65水文地質(zhì)條件簡單河谷兩岸基巖中含有裂

3、隙潛水一般埋藏深度11 12米巖石透水性較弱在基巖面以下015米巖石單位吸水率一般為002 005公斤分巖面下15 30米單位吸水率為001 002公斤分河谷兩岸第四系松散堆積物中含有孔隙潛水其水位略高于河水位受大氣降水補(bǔ)給河床F斷層破碎帶滲透穩(wěn)定條件較差應(yīng)采取防滲處理措施壩基巖石物理力學(xué)性質(zhì)見表12表12 壩基巖石物理力學(xué)性質(zhì)表均值巖石名稱比 重天然容重KNm3緊密度吸水率抗壓強(qiáng)度MPa軟化系數(shù)孔隙率花崗巖272276982030175094158基巖與混凝土的摩擦系數(shù)f 065溢洪道壩址右岸埡口可布置溢洪道殘坡積層為壤土夾碎石厚度1320米出露基巖為花崗巖巖質(zhì)堅硬風(fēng)化不深強(qiáng)風(fēng)化下降5米左右

4、弱風(fēng)化下限818米裂隙不甚發(fā)育F斷層走向NE傾角55破碎帶寬度4米分布在溢洪道下游引水系統(tǒng)洞線所經(jīng)地段地面高程為345 380米處在青春河與公別拉河分水嶺下局部地形較低洼進(jìn)水口洞頂以上掩體淡薄厚度約14米其中弱風(fēng)化巖厚僅3米而且?guī)r體裂隙發(fā)育巖體被切割成棱形體巖石大部分是全風(fēng)化狀態(tài)不完整進(jìn)口頂巖體不穩(wěn)定建議將洞口部位巖體按全部塌落計算巖體臨時開挖邊坡建議為11全風(fēng)化覆蓋層開挖邊坡不陡于115隧洞洞身大部分地里埋深30 50米處于弱風(fēng)化花崗巖中巖石較堅硬完整地質(zhì)條件較好大楊樹溝處廠40 50米地段地形低洼隧洞埋深僅30米且有三條斷層通過強(qiáng)風(fēng)化達(dá)40米圍巖破碎不穩(wěn)定地質(zhì)條件差施工中有產(chǎn)生坍塌和冒頂?shù)?/p>

5、可能應(yīng)及時支護(hù)加強(qiáng)永久襯砌FF較大斷層通過地段圍巖穩(wěn)定條件差亦應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)處理調(diào)壓室下室埋深40多米圍巖為為風(fēng)化砂巖巖石較堅硬完整地質(zhì)條件好隧洞巖體壓力系數(shù)及巖石抗力系數(shù)見表13表13 隧洞巖體壓力系數(shù)及巖石抗力系數(shù)表巖石名稱巖石狀態(tài)巖體壓力系數(shù)單位巖石抗力系數(shù)Ncm無巖隧洞的巖石抗力系數(shù)NcmSySx花崗巖較堅硬完整弱風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)01150001200松軟巖石化破碎且有層破碎帶0502400080廠房位于西溝水文站上游4公里的青春河口上游1公里公別拉河左岸漫灘階地上地面高程169170米覆蓋層厚度49米由砂卵礫石組成基巖高程167米出露基巖為侏羅系砂礫巖巖質(zhì)堅硬巖層走向NE75 °傾向S

6、E傾角50°60°巖石風(fēng)化不深強(qiáng)風(fēng)化下限11米巖石強(qiáng)度能夠滿足基礎(chǔ)要求開挖邊坡建議強(qiáng)風(fēng)化巖為11弱風(fēng)化巖為21地震本地區(qū)為6°地震區(qū)3地形地貌資料庫區(qū)水庫區(qū)地貌特征為低山峽谷地形庫區(qū)基巖為海西期花崗巖兩岸河谷狹窄植被覆蓋良好庫水位3420米時水庫回水長度約20公里庫區(qū)內(nèi)有少量可耕的農(nóng)田沒有居民點庫區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)有價值的礦藏庫區(qū)周邊無低于該水位的鄰谷和較大的斷裂構(gòu)造因此水庫永久性滲漏和侵沒問題是不存在的壩址區(qū)地貌特征為低谷山區(qū)海拔高程3120035000米河流蜿蜒迂回由北向南西流經(jīng)壩址為不對稱的U字型河谷平水期和水位為31577米水深100200米最深377米水面寬5

7、500米左岸為凹岸山體相對比高約30米谷坡為117右岸為凸岸并有一級階地相對比高35米右岸山體低矮相對比高15米谷坡125山體后側(cè)馬鞍形埡口寬約200米地面高程為3290033400米4工程附近經(jīng)濟(jì)和社會情況資料黑河地區(qū)位于黑龍江省北部邊境地區(qū)全區(qū)轄三市黑河北安河五大連池四縣孫吳遜克德都和嫩江總面積68276平方公里其中林地6210萬畝耕地1883萬畝可墾荒地220萬畝境內(nèi)森林資源豐富林木蓄積量大商品糧率高礦產(chǎn)和水力資源豐富境內(nèi)有黑龍江和嫩江兩大水系的大小河流612條已查清水能資源75萬千瓦年發(fā)電量可達(dá)18億度境內(nèi)的礦產(chǎn)資源有金煤琿瑙石石灰石珍珠巖等20多種1993年全區(qū)工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值282億元

8、中工業(yè)占315農(nóng)業(yè)占685在地方工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值70037萬元中工業(yè)占37農(nóng)業(yè)占63規(guī)劃到1995年和2000年全區(qū)國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值將分別com5工程附近建筑材料情況物砂礫石骨料料場位于西溝村公別拉河兩岸距廠房5公里距壩址13公里勘探面積左岸為500×150米右岸為400×100米大部分試坑無效層為零少數(shù)試坑無效層厚0416米有效厚度水上25米計算勘探儲量28萬立方米礫石成分以火成巖為主中等蝕園度巖質(zhì)堅硬質(zhì)量良好砂為中粗砂為主成份以長石石英為主質(zhì)量指標(biāo)均滿足技術(shù)要求塊石料料場分布在壩下游左岸石匠溝口左側(cè)山體處距壩08公里山體比高30米勘探面積1000×100米無效層厚6

9、米有效層厚8米計算儲量80萬立方米塊石為海西期花崗巖中粗粒結(jié)構(gòu)塊狀構(gòu)造巖石堅硬完整質(zhì)量可以滿足要求砂石料料場在小團(tuán)山子處位于壩址左岸上游距壩址22公里勘探面積09平方公里無效層厚03米有效層厚1220米計算儲量118萬立方米理力學(xué)指標(biāo)見表1516土料料場位于壩址下游兩岸距壩址約15公里左岸料場為土壤右岸料場為砂壤土勘探com里無效層厚03米有效層平均厚度18米計算儲量左岸料場108萬立方米右岸料場70萬立方米土料的物理力學(xué)特性見表1719料場名稱顆粒組成百分比土料名稱儲量萬立方米粒徑毫米10220505025025010010005005002500250005 0005小團(tuán)山62154516

10、24308031103中砂118下游左岸0579209287312108壤土108下游右岸3850266238116785915砂壤70表15 土料顆粒分析試驗成果 表16 砂料物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)名稱比重天然含水量最大孔隙比e最小孔隙比e相對密度D滲透系數(shù)K米秒內(nèi)摩擦 角度凝聚力C千卡米水上水下中砂266124098057075×32290 表17 土料物理化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)名稱比重液限WL塑性WP塑性指標(biāo)IP天然含水量W有機(jī)質(zhì)含量水溶鹽含量PH值壤土270292175117162008500752砂土26722815276151809601247表18 土料擊實實驗成果表擊數(shù) 數(shù)據(jù)項目土名

11、2040壤土含水量170189212228239161180192212229干容重KNm3154158161159157159162165164161砂壤土含水量1561731942009219147161170194210干容重KNm3157161164162160165168171170167表19 土料滲透壓縮及剪切強(qiáng)度試驗成果表土名壤土砂壤土干容重KNm161165164171滲透系數(shù) cms 5×4×3×2×壓縮系數(shù) mKN 25×2×14×1×內(nèi)摩擦角 ° 192226240263凝聚力 K

12、Nm 801185068 注剪切強(qiáng)度指標(biāo)系飽和固結(jié)不排水試驗的總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)施工需用的各職常規(guī)機(jī)械和勞動力均能滿足要求水電規(guī)劃1用電規(guī)劃 1設(shè)計水平年 選電站第一臺機(jī)組投入運行后510年并考慮與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展計劃相適應(yīng)的年份若基準(zhǔn)年為93年則設(shè)計水平年可選2003年2推算電力負(fù)荷電網(wǎng)供電量按下式推算E 1at Eo 2405×1010式中a年用電增長率按6801選取Eo基準(zhǔn)年供電量T從基準(zhǔn)年到設(shè)計水平年的年數(shù)電網(wǎng)綜合最大發(fā)電量EmE1b 2696×1010 b線損和廠用電率12電網(wǎng)綜合最高負(fù)荷NmEmh 449×106 h最大負(fù)荷年利用小時數(shù)6000h 3 繪典型日

13、負(fù)荷曲線和電能累計曲線2繪各種水位流量和水庫特性曲線2水電規(guī)劃選定水電站設(shè)計保證率根據(jù)本電站占系統(tǒng)容量比并參照水利水電工程水利動能設(shè)計規(guī)范選定初估本電站容量為449萬kw占電網(wǎng)總?cè)萘砍^百分之四十查表選取設(shè)計保證率為982正常高水位正常高水位方案擬定由資料知下限由滿足最低興利要求得3410m地形條件壩頂上限34500m考慮超高擬定出正常高水位上限范圍為34253430m選取3430m3死水位根據(jù)最優(yōu)消落深度確定同時考慮進(jìn)口布置和淤沙高程水庫50年一遇來沙計算所得淤沙高程為31800m下限31800m根據(jù)水利水電工程水利動能設(shè)計規(guī)范選取水庫消落深度40百分確定死水位3304m4保證出力和保證電能引水系統(tǒng)水頭損失初估為00487m水電站廠房地面高程為169米水電站最高蓄水位為343米死水位為3304m則水電站的平均水頭為1677m水電站的出力 N N 1717萬kW5裝機(jī)容量的確定按供水期電能最大法確定最大工作容量負(fù)荷備用按系統(tǒng)負(fù)荷備用的30取事故備用按系統(tǒng)事故備用的30取不設(shè)檢修備用則可確定水電站的裝機(jī)容量可定為18萬kW6多年平均發(fā)電量多年平均發(fā)電量年發(fā)電小時數(shù)為六千二洪水調(diào)節(jié)確定防洪標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)水利水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)確定主要建筑物的等級為中型下游防護(hù)對象的防洪標(biāo)準(zhǔn)由于庫區(qū)內(nèi)耕地很少也沒有主要工業(yè)所以可按5設(shè)計河道的