水利樞紐和主要建筑物設(shè)計

1、武漢大學(xué)設(shè)計說明書 湘01-水利樞紐工程PAGE PAGE 36前 言通過大學(xué)近四年的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)掌握了水工設(shè)計的基礎(chǔ)知識。為了進(jìn)一步培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的能力，特別是為了能使我們盡快的適應(yīng)即將面臨的工作，成為一名合格的水利水電工程技術(shù)人員，我們進(jìn)行了歷時一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計。本次畢業(yè)設(shè)計是設(shè)計者根據(jù)自己所學(xué)的知識、參考許多相關(guān)的教材、設(shè)計手冊和規(guī)范，并在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨立完成的。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我們提高了如下的幾方面的能力： 綜合運用所學(xué)理論知識分析和解決實際問題的能力； 培養(yǎng)了我們的自學(xué)能力和科學(xué)研究能力，使我們逐步具有更新和豐富自己科學(xué)知識的能力和創(chuàng)新能力；提高了我們設(shè)計、計算、

2、繪圖的能力以及編寫設(shè)計說明書和計算書的能力；培養(yǎng)了我們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和正確的設(shè)計思想。由于時間倉促，水平有限，本設(shè)計中難免有些不足之處，還希望各位老師批評指正，本設(shè)計者將不勝感激。設(shè)計者： 2006年6月3日中文摘要本文對湘01水利樞紐的概況和主要建筑物設(shè)計做了詳細(xì)描述，主要有一份設(shè)計說明書，附有計算說明和示意圖。設(shè)計說明書共分十章，主要內(nèi)容包括湘01水利樞紐的基本資料、主要建筑物設(shè)計、樞紐布置方案、地基處理以及施工導(dǎo)截流等內(nèi)容。本樞紐主要任務(wù)為防洪發(fā)電。其正常高水位為140米，發(fā)電死水位128米，裝機容量為9000千瓦。經(jīng)調(diào)洪演算得其設(shè)計洪水位為142.10米，校核洪水位143.08米。本樞

3、紐主要建筑物由擋水建筑物、泄水建筑物、發(fā)電建筑物、放空建筑物組成。主要建筑物為二級，次要建筑物為三級。壩型選用混凝土實體重力壩，最大壩高為45米，壩頂寬度為4米。廠房壩段包括三個機組段和一個安裝場段，廠房采用壩后式。施工導(dǎo)流選用兩期兩段的導(dǎo)流方法，一期由束窄河床泄流，二期由導(dǎo)流底孔泄流。詳細(xì)說明參見正文，以及附帶的計算書。 第一章 概述流域概況(參閱J水流域及湘-01水利樞紐位置示意圖)J水發(fā)源于山區(qū),流經(jīng)H,C等縣市,而于H市附近匯入S江,其于流總長197公里,流域積3356平方公里,壩址控制流域面積711平方公里,占全流域面積的21%,J水屬于山區(qū)性河流,流域內(nèi)多為山區(qū)和丘陵區(qū),起河床比降

4、為: 上游河段:由河源至石門 1.21% 中游河段:由石門至神山頭 0.44% 下游河段:由神山頭至河口 0.24%流域內(nèi)雨量充沛,H市站多年平均雨量為1447.7公里,且雨量多集中于38月份,約占全年平均雨量的70%,尤以46月份雨量集中,每到雨季,山洪爆發(fā),流域內(nèi)中,下游地區(qū)農(nóng)田(50余萬)和城鄉(xiāng)人口(30余萬人)經(jīng)常遭到洪水災(zāi)害和威脅,甚至造成生命財產(chǎn)的重大損失,在近60年內(nèi),曾發(fā)生較大洪水6次,而以1934年和1949年為最大.年份死傷人口沖毀房屋沖毀耕地農(nóng)作物損失1949人間.萬.百萬斤1934間.萬.百萬斤1952間.百萬斤.百萬斤本地區(qū)國民經(jīng)濟以農(nóng)業(yè)為主,C縣農(nóng)業(yè)人口計64萬,耕

5、地面積約計101萬,其中水田占百分之八十幾,作物以水稻為主,其他作物次之.流域內(nèi)雖然雨量較充沛,但年內(nèi)分配極不均勻,往往在農(nóng)作物生長季節(jié)久晴無雨,形成旱災(zāi),根據(jù)調(diào)查,歷年較大旱災(zāi)如下表年份年年年受災(zāi)面積3827.415.8解放以來,本地區(qū)修建了很多小型水利工程抗旱能力大大提高,但為了根治丘陵地區(qū)的旱災(zāi),確保豐收,須考慮下游農(nóng)田實行自流灌溉,其灌溉面積為15萬.本地區(qū)礦產(chǎn)比較豐富,蘊藏褐鐵礦,赤鐵礦,煤礦,銅礦和重晶石礦等,目前尚只限于小規(guī)模手工開采階段,其他工業(yè)方面尚有陶瓷廠,冶煉廠和穴縣廠等,這些工礦企業(yè)的發(fā)展,農(nóng)附產(chǎn)品的加工及農(nóng)村照明等,都迫切需要電力.J水上游盛產(chǎn)竹木和其他物資,因為交通

6、不便,無法運往下游 ,造成水路交通不便的的原因是:山區(qū)性河流,坡度陡,在洪水期,水流湍急,不便航運,枯水期水深不足,不能航運,所以,為了溝通城鄉(xiāng)物資交流,急需發(fā)展水利事業(yè).二:樞紐任務(wù)湘-01水利樞紐位于J水上,距C縣縣城約40公里,根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展要求,本樞紐是以防洪發(fā)電為主,并考慮灌溉,航運,漁業(yè)的綜合利用的水利工程.1.防洪修建湘-01水利樞紐后,需確保中下游50余萬及30余萬城鄉(xiāng)人口的生命財產(chǎn)的安全.根據(jù)地方的要求,在發(fā)生設(shè)計洪水時,上游水位不超過144.5米,下泄流量不超過下游河床的安全泄量900秒立方米.2.發(fā)電電站裝機容量9000千瓦,確保出力2950千瓦,三臺機組,每臺引水最大

7、流量為11.8秒立方米.機組間距7.0米,廠房尺寸28.0*11.2平方米.發(fā)電機層高程112.7米.水輪機安裝高程107.4米.尾水管底版高程103.5米.水輪機型號為PO-266-BM-134.引水管直徑為1.75米.3.灌溉壩址下游灌溉面積約15萬(除5萬利用尾水灌溉外,其余10萬由水庫引水自流灌溉.干渠長度約16公里,坡降約為0.5%,渠首高程要求不低于120米,灌溉引用最大流量為11秒立方米.灌溉取水建筑物設(shè)在樞紐上游,另行設(shè)計.4.航運水庫建成以后,改善通航里程120公里,可通航20噸木船,上游可至余天橋,下游可直達(dá)H市.樞紐設(shè)計時,僅考慮竹.木過壩建筑物.5.漁業(yè)水產(chǎn)水庫簡稱以后

8、,可以發(fā)展水產(chǎn)事業(yè),估計可年產(chǎn)魚1200萬斤.三:水文氣象資料1.峽谷處各種頻率的洪峰流量值如下表:P(%)0.10.20.5126Qm3/s)4770440035402990250018802.逐月各種頻率洪峰流量值如下表:月份123456(m3/s)48511401770204029902600(m3/s)4069561402170025002200(m3/s)304716105212801880165010(m3/s)81191280500500439 月份789101112(m3/s)13301100530770590400(m3/s)1100940445640492335(m3/s)

9、82570533548036925110(m3/s)200188891289867附注:洪峰歷時過程圖 壩址下游水位流量關(guān)系曲線 水庫水位與面積關(guān)系曲線 見附圖 水庫水與容積關(guān)系曲線四：氣象特征1：降雨年內(nèi)雨量多集中與3-8月份，占全年雨量的70%，而以4、5、6三個月為最多，10月至次年1月雨量最少，多年平均降雨量為1447.7毫米，日最大暴雨強度達(dá)120.7毫米，多年平均降雨天數(shù)為120天。2：降水量多年平均水量為5.07億立方米。3：水的損失多年平均蒸發(fā)量為979.1mm/年。4：氣溫多年平均溫度為17.9最高溫度為46.0最低溫度為-5.05：水庫吹程最大風(fēng)速18.5米/秒，水庫吹程5

10、公里五：河流泥砂特征1：輸砂量多年平均輸砂量為15.1噸/年。2：淤砂特征 淤砂高程108米，淤砂容重0.5噸/米3，淤砂內(nèi)摩擦角=0。六：工程材料特征1：粘土：粘土：分布于河谷上游，距壩址約10001500米，=1.6噸/米3，=18，C=0.5噸/米2。2：砂礫料：分布于上、下游河流急轉(zhuǎn)彎處，距壩址平均在兩公里左右。3：石料：左右岸山坡均可作為采石場，距壩址約300米4：竹料庫區(qū)上游盛產(chǎn)楠竹和杉木，可供使用。5：水泥和鋼材：水泥和鋼材均需由外埠運來。七：施工資料1：勞動力來源主要為本省水利施工隊，加上一部分民工2：對外交通（1） 在J水上游左案距壩址8公里初有公路可通H市。（2） 在J水下

11、游距壩址10公里初有公路可通H市3：施工準(zhǔn)備省內(nèi)施工隊擁有拌和機、斗車及少量汽車等，其他機械有待施工時從外地調(diào)用。4：施工動力由施工隊自帶柴油發(fā)電機發(fā)電。八：樞紐及庫區(qū)地形地質(zhì)條件 1：壩址地形地貌 本樞紐位于河段峽谷出口處，峽谷進(jìn)口流向正東，距出口200米，即轉(zhuǎn)流正南，峽谷水面寬約2540米，峽谷長約800米左右，兩岸山為泥盆紀(jì)堅硬的礫巖及砂巖構(gòu)造，離出水面150米以上，河谷呈V字形，岸坡較陡峻。2：壩址地質(zhì)構(gòu)造峽谷內(nèi)巖石暴露整齊，覆蓋層不厚（12），呈單斜構(gòu)造，傾向為S030E，傾角4570，構(gòu)造不復(fù)雜，河床亦無構(gòu)造通過，但節(jié)理裂隙較發(fā)育，夾有較弱的砂質(zhì)頁巖。壩址基礎(chǔ)巖石情況：下泥盆紀(jì)：極

12、堅硬的礫狀厚層硅質(zhì)砂巖及石英巖夾少許薄層碰質(zhì)頁巖，其抗壓強度100兆帕以上，摩擦系數(shù)為0.65。下泥盆紀(jì)：堅硬的中厚曾中細(xì)粒紫色鐵質(zhì)砂巖夾鐵質(zhì)泥質(zhì)砂巖，抗壓強度在100兆帕以上，摩擦系數(shù)為0.65。砂礫石，在河床低部有第四紀(jì)砂礫石覆蓋層，厚約25米。3：地震烈度壩址地區(qū)地震基本烈度為6度，設(shè)計時可不考慮地震影響。4：壩址水文地質(zhì)峽谷地下水以裂隙水與空隙水為主，前者呈不連續(xù)分布，主要埋藏在硅質(zhì)礫巖、石英巖及石英砂巖中，涌水量少，后者呈連續(xù)分布，以沖積溝中坡積層最為發(fā)達(dá)，涌水量變化較大，兩者均為大氣降雨補給，然后補給河水，地下水出露高程在130米以上，故可見峽谷無漏水危險。地表面以下015米，=0

13、.10.03公升/分鐘，25米以下，=0.01升/分。第二章 樞紐位置確定及各建筑物級別一：確定工程等別和各建筑物的級別根據(jù)庫容的要求，水電站正常高水位為140米，水庫最高水位不得超過143.08米，查水利電力出版社的重力壩設(shè)計（潘家錚編寫）中的水利水電樞紐工程的分等指標(biāo)可確定工程等別為二等。根據(jù)發(fā)電要求，電站裝機容量為9000千瓦，查分等指標(biāo)可確定工程等別為三等。綜合以上所述的庫容和發(fā)電的要求，工程等別需要取最高等別，即該工程等別為二等。根據(jù)水工建筑物級別劃分可查得主要建筑物為2級，次要建筑物為3級，臨時建筑物為4級。（見下表） 建筑物級別洪水重現(xiàn)期134永久建筑物正常運用洪水標(biāo)準(zhǔn)20005

14、0010050永久建筑物非常運用洪水標(biāo)準(zhǔn)5000500臨時建筑物105二：壩軸線選擇 原始資料給定2條壩軸線提供選擇，見附圖，軸線I和軸線II，最終定問軸線I，因為混凝土重力壩軸線I，處于河谷的拐角處，而且軸線I垂直于上游河道，相對于軸線II，擺放的樞紐建筑物更穩(wěn)定，軸線更短，可以節(jié)省材料。三：壩型選擇1：壩型的初步選擇在壩型的選擇上存在拱壩、支墩壩、土石壩、混凝土重力壩等。 拱壩拱壩是基本壩型里最晚發(fā)展起來的。其優(yōu)點是利用拱作用于壩體上的水壓力傳至壩肩兩岸的巖體中，壩內(nèi)的主要應(yīng)力為壓應(yīng)力，從而充分利用了混凝土抗壓的性能，而且可以利用拱座下游的巖體抗歷來維持壩的抗滑穩(wěn)定，最終達(dá)到節(jié)約材料的目的

15、；且拱座是整體性的空間結(jié)構(gòu)，超載能力較強，壩體比較輕韌，彈性較好，只要基巖穩(wěn)定，拱壩的抗震能力就比較高；因拱壩較薄，揚壓力也較小。但其也存在許多缺點，如拱壩的修建對河谷的形狀要求較高，對兩岸的巖石完整性要求較高，對壩體材料的強度和防滲要求及施工要求都比較嚴(yán)格，溫度應(yīng)力是它的主要應(yīng)力，施工過程也較其它壩型困難。拱壩的修建對地形條件和河谷的要求比較高。河谷的形狀特征常用壩定高程處的河谷寬度L與壩高H的比值，即“寬高比”L/H來表示。在寬高比較小的河谷，拱壩的弧弦長相對于壩高較小，拱的作用能更好的發(fā)揮，大部分荷載通過拱的作用傳至兩岸，僅有小部分荷載通過梁的作用傳至壩基，故壩體可以修建的較薄。根據(jù)工程

16、經(jīng)驗，在L/H1.5的深窄河谷可以修建薄拱壩，在L/H=1.53.0的稍寬河谷可以修建一般拱壩，在L/H=3.04.5的寬河谷多修建重力拱壩，而在L/H4.5的寬淺河谷，拱的作用已經(jīng)很小，梁的作用將成為主要的傳力系統(tǒng)，一般認(rèn)為只能修建重力壩或拱形重力壩較為適合。 支墩壩支墩壩由一系列支墩和蓋板所組成。至墩沿壩軸線排列，前面設(shè)有蓋板，形成擋水面。庫水壓力由蓋板傳給支墩，在由支墩傳給地基。支墩壩可以節(jié)約混凝土方量，隨受力情況調(diào)整厚度，從而充分利用混凝土的容許抗壓強度，從而充分利用材料強度。但其側(cè)向穩(wěn)定性差，對地基要求嚴(yán)格，鋼筋用量也較大，施工條件難易并存，溢流要慎重。由于支墩壩應(yīng)力復(fù)雜，并存在許多

17、問題未得到解決，且近幾年的工程中已經(jīng)很少采用支墩壩了，故本工不采用支墩壩。 土石壩土石壩是土壩和堆石壩的總稱。土石壩歷史悠久，在國內(nèi)為廣泛采用。因為它可以就地取材，節(jié)約水泥、木材和鋼筋等重要的建筑材料；對地質(zhì)要求較低，能適應(yīng)地基變形；結(jié)構(gòu)簡單，便于維修和加高、擴建；施工技術(shù)較簡單，工序少，便于組織機械化快速施工；有較豐富的修建經(jīng)驗。但其抵御洪水漫頂?shù)哪芰Σ?，壩身一般不能溢流，需另設(shè)溢洪道；施工導(dǎo)流不如混凝土壩方便；粘性土料的填筑受氣候條件的影響較大。在甲壩軸線上，沒有埡口，不能設(shè)置溢洪道，因此不適合選用土壩。 混凝土重力壩巖基上的重力壩在水壓力作用下，主要依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力維持穩(wěn)定。與常

18、用壩型比較，混凝土重力壩具有如下優(yōu)點：重力壩設(shè)計和建造的經(jīng)驗比較豐富，安全可靠，剖面尺寸大，應(yīng)力較低，筑壩材料強度高，耐久性好，因而抵抗水的滲漏、洪水漫頂、地震和戰(zhàn)爭的能力較強，使用年限較長，養(yǎng)護費用較低；由于壩體作用于地基面上的壓應(yīng)力不高，對地形、地質(zhì)條件適應(yīng)性強，任何形狀的河谷都可以修建重力壩；重力壩可以做成溢流的，也可以在壩內(nèi)設(shè)置泄水孔，一般不需要另外設(shè)置溢洪道或泄水隧洞，樞紐布置緊湊，泄洪問題容易解決；便于施工導(dǎo)流，在施工期可以利用壩體導(dǎo)流，一般不需要另開導(dǎo)流隧洞；大體積混凝土可以采用機械化施工，在放樣、立模和混凝土澆搗方面都比較簡便；重力壩沿壩軸線用橫縫分成若干壩段，各壩段獨立工作，

19、結(jié)構(gòu)作用明確，應(yīng)力分析和穩(wěn)定計算都比較簡單；在嚴(yán)寒地區(qū)，與拱壩或支墩壩相比，受到凍害的影響較小。但是由于依靠自身重力維持穩(wěn)定，所以壩體的體積較大，要消耗大量的水泥；壩體應(yīng)力較低，材料強度不能充分發(fā)揮；壩體與地基的接觸面積大，因而壩底的揚壓力較大，對穩(wěn)定不利；由于壩體體積大，施工期混凝土的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力較大，在施工期對混凝土溫度控制的要求較高。經(jīng)過以上幾種壩型相比較，本工程適合選用拱壩和重力壩，由于畢業(yè)設(shè)計需要，先進(jìn)行混凝土重力壩的樞紐設(shè)計，便于做經(jīng)濟比較。2：壩型的進(jìn)一步選擇在重力壩中根據(jù)壩的橫斷面的結(jié)構(gòu)型式可分為實體重力壩、寬縫重力壩、空腹重力壩、預(yù)應(yīng)力重力壩、碾壓混凝土重力壩等。寬縫重

20、力壩一般重力壩沿壩軸線所設(shè)橫縫很寬，又稱實體重力壩。寬縫重力壩是在實體重力壩的基礎(chǔ)上，將橫縫擴寬成為空腔而成的。設(shè)置寬縫后，壩基的滲透水可從寬縫中排出，所以揚壓力顯著降低，作用面積也相應(yīng)減??；由于寬縫重力壩所受的揚壓力小，壩體混凝土方量可較實體重力壩節(jié)省1020，甚至更多；寬縫增加了壩體的側(cè)向散熱面，加快了壩體混凝土的散熱過程。但是寬縫重力壩增加了摸板用量，尤其是倒坡部分更增加了立模的復(fù)雜性；在某些部為上存在局部的不利應(yīng)力分布，溫度應(yīng)力問題也較多；施工比較復(fù)雜，需要的人工多，且施工進(jìn)度慢。因此本工程可不考慮寬縫重力壩。 空腹重力壩空腹重力壩是在壩內(nèi)布置大型空腔，空腔下面不設(shè)底板，壩底所受的荷載

21、直接由所謂的前后腿傳到地基上?？崭怪亓螇误w內(nèi)的空腔減小了壩基揚壓力，因而混凝土方量可較實體重力壩節(jié)省2030，并且可以節(jié)省壩基開挖量；上游壩踵的應(yīng)力較大，揚壓力可進(jìn)一步得到降低；可以適應(yīng)某些不利的地質(zhì)條件（例如壩修建在具有軟弱斷層的地基上，可用空腹越過軟弱層）同時尚可利用空腹布置水電站的廠房等。它的缺點是在空腹附近的應(yīng)力分布較復(fù)雜，可能存在一定的拉應(yīng)力，須配置較多的鋼筋，應(yīng)力分析及施工過程比較復(fù)雜在實際工程中很少采用。因此，本工程不選空腹重力壩方案。 預(yù)應(yīng)力混凝土重力壩壩的特點是利用預(yù)加應(yīng)力措施來增加上游部分的壓應(yīng)力，以增加壩體的穩(wěn)定性，并有效地改善壩身應(yīng)力，從而可以大大消減壩體的斷面，達(dá)到

22、節(jié)約混凝土的用量。但這種壩也同樣存在施工復(fù)雜鋼筋用量多的缺點，在實際工程中很少采用。因此，本工程不選預(yù)應(yīng)力重力壩方案。 碾壓式混凝土重力壩要考慮滲透和層與層之間的接觸問題且施工復(fù)雜，因為我們現(xiàn)在的水平有限，不能作出很好的論證，因而放棄此種很好的壩型。 實體重力壩實體重力壩是最原始也是最簡單的型式。其優(yōu)點是施工，計算，設(shè)計均較簡單，應(yīng)分布也較明確和有利。但其缺點是揚壓力大，端面面積和工程量大。本工程所在壩址的地質(zhì)條件比較好，因而也無須建空腹重力壩，從而減少施工難度；由于寬縫重力壩對揚壓力的減少不明顯，且其應(yīng)力也復(fù)雜，故也無須修建寬縫重力壩；預(yù)應(yīng)力重力壩的鋼筋用量大，施工復(fù)雜，在此也不宜選用此重力

23、壩；而實體重力壩其優(yōu)點及本樞紐所在的地形地質(zhì)條件（地質(zhì)較好，河谷的寬高比較大）決定了實體重力壩是重力壩里的最佳壩型。最終方案采用混凝土實體重力壩。四：建筑物類型擬定本樞紐的主要任務(wù)是防洪發(fā)電，主要建筑物有擋水建筑物，泄水建筑物，放空建筑物和電站建筑物。泄水建筑物：常用的壩身泄水建筑物有壩身泄水道（包括溢流壩、中孔泄洪孔、深式泄水孔、壩下涵管等）和河岸泄水道（包括河岸溢洪道和泄水隧洞等）。河岸泄水道多用于土石壩的水利樞紐中，并且因為沒有埡口，不適合用河岸溢洪道。本工程選用的是實體重力壩，壩身可過水，無需采用泄水隧洞。實體重力壩可做成溢流的形式，壩頂溢流式除宣泄洪水外，也能用于排除冰凌和飄浮物。由

24、于壩頂閘門承受的水頭較小，空口尺寸可以較大，隨著庫水位的升高，下泄量也迅速增大。因此，當(dāng)遭遇意外洪水時，可有較大的超泄能力，而且閘門啟閉操作方便，易于檢查修理，工作安全可靠，所以本工程的泄水建筑物可選用溢流壩形式。電站建筑物：由于本樞紐處于河段峽谷出口處，壩寬相對狹窄，流量較小，為了便于擺放樞紐建筑物，此時可采用地下式廠房。放空建筑物：壩下涵管通常布置在土石壩下部，本樞紐采用混凝土重力壩，則不必采用涵管。 隧洞需開挖山體，工程量較大，不宜采用。本工程采用深孔作為放空建筑物。第三章 調(diào)洪演算一：選擇泄洪方式本水庫選擇表孔泄洪，表孔和深孔相結(jié)合的放空方式。當(dāng)來水量較小時，采取對稱開啟或局部開啟，當(dāng)

25、來水量大于閘門全開時下泄量時，閘門全開。二：閘門操作方式水庫的運用方式是在洪水來臨時，先用閘門控制使來洪量=下泄量q,來多少洪水泄多少洪水，此時，水庫保持防洪限制水位不變；當(dāng)來洪量繼續(xù)加大，在來洪量大于下泄量q后，閘門全開，作為無閘門情況對待。三：初擬孔口尺寸、確定孔數(shù)泄洪單寬流量q與地基巖石有關(guān)，堅硬完整的巖石q=100130米3 /秒，較好巖石q=5080米3/秒，較差巖石q=2050米3/秒。本壩壩址處巖石較好，可選單寬流量q=60米3/秒，允許最大設(shè)計下泄流量max=900米3/秒，則可初步計算得溢流壩段溢流前緣寬度L0=max/q=900/60=30 ,孔口寬度b=15米。從而可確定

26、孔口數(shù)n=30/15=2,取n=2。四：確定堰頂高程閘門寬高比b/h=1.22.0,取b/h=1.666，可算得h=b/1.666=9。閘門一般超過正常水位3050厘米，但不到壩頂。正常高水位為140米，可確定閘門頂部高程為140.5米 ，從而閘門頂部高程為140.5-10=130.5米。五：調(diào)洪演算選用半圖解法來進(jìn)行調(diào)洪演算，其公式為：（1+2 ）t/2-（q1+q2）t/2=V1-V2，即V2/t+q2/2=（1+2）/2+（V1/t-q1/2）。令f1（Z）=V1-q1/2, f2（Z）=V2+q2/2, f3（Z）=下。式中：1、2分別為計算時段初、末的入庫流量（米3/秒） q1、q2

27、分別為計算時段初、末的下泄流量（米3/秒） V1、V2分別為計算時段初、末水庫的蓄水量（米3/秒） t為計算時段。取t=5小時=18000秒。下泄流量q為泄洪能力與發(fā)電流量之和，其中發(fā)電流量為35.4米3/秒，泄洪能力計算公式為BH3/2,其中B=30米。Z 水位（m）V 庫容(億米3)V上 堰頂以上庫容（億米3）H 堰頂以上水頭H(米)m 流量系數(shù)q 下泄流量(米3/秒)t 時間間隔，詳細(xì)計算過程參見計算書第一章。兩個方案的結(jié)果如下表：方案12堰頂高程135136堰流前緣寬3030設(shè)計洪水位142.08142.1設(shè)計泄流量705645校核洪水位143.06143.08校核泄流量955960上

28、述兩個方案的下泄流量均滿足要求，且由于壩高較低，兩個方案各項數(shù)據(jù)相差均較小，作為安全考慮，因此選取的方案II作為最后方案，堰頂高程既定為136m，校核洪水位為143.08m。第四章 重力壩擋水壩段剖面設(shè)計一：重力壩擋水壩段剖面尺寸初擬1：壩頂高程的確定根據(jù)天津大學(xué)編的水工建筑物可查得壩頂高程可按以下兩個公式計算，并選用其中較大值。壩頂高程=設(shè)計洪水位+設(shè)壩頂高程=校核洪水位+校經(jīng)計算，設(shè)計情況下壩頂高程為146.633米，校核情況下壩頂高程為145.810米。比較取較大值，壩頂高程最終取為147米。具體計算過程詳見設(shè)計計算書第二章2：壩頂寬度的確定無交通要求時，壩頂寬度可采用壩高的8%10%，

29、一般不小于2米。壩基面高程為102米，壩高為147-102=45米，所以壩頂寬度可取為4米。取上游邊坡系數(shù)n1=01,下游邊坡系數(shù)n2=0.7。根據(jù)資料給定淤沙高程為108米。上游邊邊坡系數(shù)為零，下游折坡點高程可根據(jù)校核水位選取為138米。3：排水管位置及尺寸的確定為了減小滲水對壩體的不利影響，在靠近上游面處需要布設(shè)排水管。排水管距上游面距離一般不小于壩前水深的1/101/20，且在壩頂處排水管據(jù)上游坡面的距離不能小于2米，以使?jié)B透坡降在許可范圍以內(nèi)。因此排水管可選在距上游坡面3米處。壩體排水管的間距一般為23米，可取3米左右。管內(nèi)徑為1520厘米，可取20厘米左右。實用剖面（1） 實用剖面（

30、2） 實用剖面（3）圖5.1 非溢流重力壩實用剖面選擇實用剖面：（1）適合于地基條件較好,壩體與基巖間摩擦系數(shù)較大的情況，壩體剖面由強度條件控制；（2）壩體剖面由穩(wěn)定條件控制，同時有利于利用水重和布置壩體泄水孔；（3）適合于地基條件較差,壩體與基巖間摩擦系數(shù)較小的情況，壩體剖面由穩(wěn)定條件控制。綜合考慮壩址的條件選擇采用實用剖面（1）。4：灌漿廊道位置及尺寸的確定帷幕灌漿需要在壩體澆筑到一定高程后進(jìn)行，以便于利用混凝土壓重提高灌漿壓力，保證灌漿質(zhì)量，為此需在壩踵部位設(shè)置灌漿廊道。廊道斷面一般采取城門洞形，由于壩高限制，廊道底寬取為2米，高可取為3米。距上游面的距離可取0.050.1倍水頭處，廊道

31、地面距基巖不小于1.5倍基巖寬度，因此廊道底面距基巖不小于4米，可取4米。5:檢查排水廊道的確定為了檢查巡視和排除滲水，常在靠近壩體上游面設(shè)置檢查廊道，斷面形式多采取城門洞形，最小寬度為1.2米，最小高度為2.2米，距上游面的距離應(yīng)不小于0.050.07倍水頭，且不小于3米?？紤]本樞紐尺寸較小的問題，寬度可以取為1米，高度可以取為1.5米。 非溢流壩剖面可見附圖 二：重力壩擋水壩段經(jīng)濟剖面的設(shè)計剖面優(yōu)化為電算過程，計算結(jié)果附于設(shè)計計算書最后。經(jīng)過剖面優(yōu)化，可確定上游邊坡系數(shù)為零，下游折坡點高程為138.30米，下游邊坡系數(shù)n2=0.725，單位寬度最小體積VOL=650.80米3，經(jīng)濟剖面見附

32、圖。壩體穩(wěn)定和壩基邊緣應(yīng)力的具體計算過程詳見設(shè)計計算書第二章。第五章 溢流壩段設(shè)計一：溢流壩段剖面形狀的確定堰形選擇：溢流堰堰面曲線以往國內(nèi)多采用克奧曲線。從我國工程采用的克奧曲線情況看，有些工程并不符合該曲線的邊界條件。近年來的一些工程中溢流壩段堰頂采用了WES曲線，該曲線比克奧曲線瘦，易與壩面連接，計算切點位置及放樣均方便的多，與上游面成坡形連接，按定型水頭設(shè)計此堰面曲線時，在不同水頭下可增加泄流量。因此我國“混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范”推薦該曲線。所以本工程溢流壩堰頂可采用WES曲線。具體計算詳見設(shè)計計算書第三章。經(jīng)計算，反弧半徑R=10米。挑角=25。當(dāng)溢流壩剖面超出基本剖面時，為節(jié)約壩體工

33、程量并滿足泄流條件，可以將堰頂做成懸臂式，懸臂高度應(yīng)大于=3.9米?？扇?0米。 二：下游消能方式選擇底流消能可適用于高、中、低水頭，大、中、小流量的各類泄水建筑物，對地質(zhì)條件要求較低，對尾水變幅的適應(yīng)性較好，但當(dāng)應(yīng)用于高水頭、大流量泄水建筑物時工程費用較大，且還需注意空蝕問題和抗磨損問題。面流消能適用于下游尾水位較深，單寬流量變化范圍較小，且水位變幅不大或有漂流的情況。但面流式消能壩下游有波浪發(fā)生，甚至幾公里范圍內(nèi)的水面都不穩(wěn)定，對電站及航運不利，容易沖刷兩岸。戽流消能有較好的效能效果和較小的沖刷范圍，工程量也較小，適用于尾水較深、變幅較小的情況。但消力戽的底部旋滾會把下游河床沙石帶入戽內(nèi)

34、，并隨戽內(nèi)旋滾運動，磨損消力戽及壩面，增加了維修養(yǎng)護費用，下游水面波動綿延較長的范圍，易沖刷河岸，對航運不利。挑流消能利用鼻坎將泄下的高速水流向空中拋射，使水流在空中擴散，并摻入大量空氣，然后跌入下游河床水墊中，一般不需對下游河床設(shè)保護工程，可大大節(jié)省工程費用，同時設(shè)計與施工均較方便簡單，運用也較安全可靠。只要有足夠的水頭，能保證水舌有一定的挑距，使沖坑遠(yuǎn)離建筑物，一般適用于基巖比較堅固的高壩或中壩。比較以上四種消能方式，可采取挑流式消能方式。通過計算的出挑流消能水舌的挑射距離L=35.63m，沖刷坑深度Tk=11.2m具體的消能計算詳見設(shè)計計算書第三章，經(jīng)過計算，沖刷坑深度不會危及主體建筑物

35、的安全。三：閘門、閘墩及導(dǎo)墻設(shè)計1：閘門的選擇直升式平板閘門的門葉結(jié)構(gòu)簡單，便于制造、安裝和運輸；閘門可吊出孔口，便于檢修和維護；互換性好，各孔閘門可以互換，工作們可以兼做檢修門用；布置緊湊，所需閘墩長度或閘門井尺寸較小，閘墩受力條件好，配筋簡便；啟閉設(shè)備構(gòu)造簡單，便于使用移動式啟閉機。但平板閘門啟門力較大，需要較大的啟閉設(shè)備；由于啟門高度較大，工作橋的支墩或支承排架較高；由于設(shè)置了門槽，閘墩較厚；過閘水流產(chǎn)生低壓漩渦，易造成閘門槽空蝕。弧形閘門啟閉省力，可降低啟閉設(shè)備的造價；弧門無需門槽，可減薄墩厚，水流條件也較好，但由于閘門支承較長，故閘墩較長；閘墩設(shè)計較復(fù)雜，鋼筋用量較多，制作安裝也較平

36、板門復(fù)雜，由于弧形閘門不能提出孔口，故檢修維護不如平板門方便，不能用于檢修門。本工程中工作閘門選定為弧形閘門，檢修閘門可以選用平板閘門。2：閘墩的確定墩中分縫可避免地基的不均勻沉降所引起的止水不嚴(yán)問題，但閘墩厚度需要增大，本工程壩軸線出地基情況良好，不會發(fā)生嚴(yán)重的不均勻沉降，因此溢流壩段采取跨中分縫。本樞紐的工作閘門采用弧形閘門，根據(jù)需要，可以不設(shè)置門槽，但工作閘門為平板閘門，需要設(shè)置門槽，長和寬都初步定為1米，墩長定為15米。閘墩的斷面形狀應(yīng)使水流平順，減小孔口水流的側(cè)收縮，閘墩的上游可采用半圓形，墩尾逐漸收縮為流線型。3：邊墩和導(dǎo)墻邊墩設(shè)在溢流壩的兩側(cè)，以分隔溢流壩段和非溢流壩段，并作為邊

37、跨橋梁和閘門的支承體。為了防止壩面水流向兩側(cè)漫溢，邊墩應(yīng)向下游延伸形成導(dǎo)墻，導(dǎo)墻的墻頂應(yīng)高于摻氣后溢流水面11.5米。經(jīng)計算，導(dǎo)墻高度為3.99米，反弧段可以做成水平的。具體計算過程詳見設(shè)計計算書第三章。為了防止出現(xiàn)溫度裂縫，沿導(dǎo)墻每隔15米作一道伸縮縫，在護坦部分可和護坦分縫一致?？p可做成鉛直的，縫內(nèi)做簡單的止水設(shè)備。導(dǎo)墻頂部厚度為0.52.0米，可取為1.5米。第六章 深孔壩段設(shè)計一：深孔型式根據(jù)泄水孔中水流的流動狀態(tài)可將泄水孔分為有壓和無壓兩大類型。 從水力學(xué)條件考慮，無壓深孔泄流能力大，沿程損失比有壓深孔小，可略而不計。但無壓泄水孔的無壓段，因流速大，壓力小，帶來了高速水流的摻氣、氣蝕

38、以及明滿流交替出現(xiàn)等問題，流態(tài)相對較壓力管段復(fù)雜，因此孔內(nèi)凈空余幅要求大，對體型布置及襯砌不平整度要求較高。有壓深孔內(nèi)阻力大，流速小，過流斷面大，而且孔內(nèi)壓力比較穩(wěn)定，氣蝕可能較小，水流流態(tài)較好。 從運行條件考慮，無壓深孔水力學(xué)條件較復(fù)雜，有摻氣、氣蝕等問題，在體型設(shè)計或施工上稍有疏忽運行中就可能出現(xiàn)問題。工作門和檢修門均布置在進(jìn)口段，管理、操作雖然比較方便，但若工作門處發(fā)生問題，維修處理困難。有壓深孔內(nèi)壓力穩(wěn)定，一般不會出現(xiàn)氣蝕問題。工作門和檢修門雖分設(shè)兩段，管理操作不甚方便，但同時出現(xiàn)事故的可能性較小，而且易于控制洞內(nèi)泄流條件。 從結(jié)構(gòu)要求考慮，無壓深孔結(jié)構(gòu)受力明確，工作閘門能承受水壓力，

39、門后為無壓孔段，沒有內(nèi)水壓力的作用，對坡段防滲、穩(wěn)定均較有壓深孔壓力管道簡單。 從施工條件考慮，有壓深孔帶有長的無壓明流泄水道，采用矩形或城門洞形，放樣控制、澆筑、施工均較便利，有利于加快施工。無壓深孔采用圓形斷面或矩形斷面帶隅角加圓，有的還加全斷面鋼板襯護，與無壓深孔相比，施工較復(fù)雜。從目前國內(nèi)外已建工程或正在設(shè)計施工的工程來看，無壓深孔選用較多。本工程也可選用無壓壩內(nèi)泄水道方式。二：放空計算 要求在一個月內(nèi)將庫水位由正常高水位放空至發(fā)電死水位。深孔底部高程由淤沙高程和發(fā)電死水位決定。淤沙高程為108米，發(fā)電死水位為正常高水位減最有利工作深度。本工程的正常高水位為140米，最有利工作的發(fā)電死

40、水位為128米，進(jìn)口中心線高程為111米。深孔斷面可取為正方形，初擬孔口尺寸為32米2（寬高），共計2個泄水深孔。經(jīng)計算放空總時間T=21.3天30天，符合放空要求。具體的計算詳見設(shè)計計算書第四章。三：壩身泄水孔的體型設(shè)計無壓壩身泄水孔包含有較短的壓力段和較長的無壓段。壓力段又分為進(jìn)口段、事故檢修門槽和壓坡段三個部分，壓坡段下游側(cè)設(shè)工作閘門。檢修閘門采用平板門，工作閘門多采用弧形門。明流段自上游至下游按順序布置直線段、拋物線段和反弧段。1：進(jìn)口型式根據(jù)中國電力出版社出版的混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范中所介紹的，進(jìn)口段各部分的體型可按如下方式設(shè)計。頂曲線AB段采用橢圓曲線，長半軸可取為進(jìn)口段末端的孔高h(yuǎn)

41、1，短半軸可取為長半軸的1/3。h1=6米，所以AB段的曲線可表示為。BC段為AB段在B點處的切線，其坡度J1一般取為1：4.51：6.5，可取 J1= 1：5.5。AC段的長度約為0.81.0h1，可近似取AC段長為4.8米。AC段側(cè)面曲線可采用1/4橢圓，短半軸b2可取為（0.220.27）B,B為泄水孔的正常寬度，由放空計算的B=4.5米。取b2=1米，a2=3b2=3米。上游面A切點以上的垂直高度不一小于1倍進(jìn)口末端的孔高。CD段為一條空口，其寬度約為5倍止水寬度m。當(dāng)?shù)卓椎牡装甯哂诤哟矔r，可采用圖示之半圓連接。點C與點E位于同一高程，點E處可稍加圓角。EF為壓坡段，其坡頂取稍低于BC

42、段的頂坡，坡度J2可取為1：4.01：6.0， EF段水平長度最小可為h2。當(dāng)事故檢修閘門的止水為下游止水時，應(yīng)在EF段的段首設(shè)置通2：泄水孔無壓段和反弧段無壓段緊接在短有壓段之后，無壓段泄水孔的底緣曲線常設(shè)計為拋物線，拋物線方程一般可采用。明流段的反弧段一般采用單圓弧式，末端為挑坎。鼻坎高程可取略高于下游水位，以保證發(fā)生自由挑流。可取鼻坎高程為113米，經(jīng)計算反弧段半徑R=10米。3：閘門型式閘門一般布置在深孔的平直段上，需設(shè)置工作閘門和檢修閘門。一般工作閘門采用弧形閘門，檢修閘門采用平板門。如圖所示。4：通氣孔在深孔進(jìn)行充水或放空過程中，閘門后需要排氣和補氣，特別是當(dāng)動水下使用閘門時，問題

43、更為嚴(yán)重，會引起孔內(nèi)局部真空，形成負(fù)壓，為此需要緊接閘門后設(shè)置通氣孔。目前依據(jù)水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范，設(shè)于泄水道中的工作閘門或事故檢修閘門，其門后通氣孔面積可按下列經(jīng)驗公式計算。，5 深孔導(dǎo)墻高度的確定導(dǎo)墻的墻頂應(yīng)高出摻氣后溢流水面0.51.5米。第七章 電站壩段設(shè)計一：引水建筑物1：進(jìn)水口進(jìn)水口是水電站水流的進(jìn)口，按水流條件可分為無壓進(jìn)水口和有壓進(jìn)水口。在需要利用庫容調(diào)節(jié)發(fā)電流量，水庫消落深度較大時，或者需要將水流直接引入水輪機輸入壓力管道時，須用有壓進(jìn)水口。因此本工程可選用有壓進(jìn)水口。有壓進(jìn)水口有壩式、岸式、塔式幾種，其中壩式進(jìn)水口適用于壩后式廠房。壩式進(jìn)水口位于混凝土壩或河床式電站廠

44、房的上游壩體內(nèi)，成為統(tǒng)一整體，通常每臺機組有單獨的進(jìn)水口。進(jìn)水口的進(jìn)口高程應(yīng)按水電站運行中可能出現(xiàn)的最低水位決定，應(yīng)在引水道頂部以上有一定的淹沒深度，以保證不進(jìn)入空氣和不產(chǎn)生漏斗狀吸氣漩渦。同時進(jìn)水口閘門底坎高程還應(yīng)在淤沙高程以上。鋼管的直徑應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較確定。進(jìn)口段頂板曲線目前廣泛采用1/4橢圓曲線，進(jìn)水口頂板常做成斜坡，以便于施工。兩側(cè)邊墻的輪廓可用橢圓或圓弧等曲線。根據(jù)國內(nèi)外實踐經(jīng)驗，喇叭口頂板的橢圓曲線方程式為：。式中： a = 11.5D,通常采用1.1D=4.2米。b = D/3D/2，取b= D/3=1.4米。D 壓力鋼管的直徑。所以喇叭口頂板的橢圓曲線為：。進(jìn)口流速一般不宜

45、過大，進(jìn)口面積建議不小于下列公式計算值。式中：A 引水道斷面面積（接漸變段末端）。 引水道中心線與水平面之間的夾角。C 收縮系數(shù)，一般取C=0.60.7，可取C=0.65。進(jìn)口短的長度無一定標(biāo)準(zhǔn)，在滿足工程結(jié)構(gòu)布置需要及進(jìn)水可能允許的尺寸與水流順暢條件下原則上要求布置緊湊。2：閘門段閘門是引水道和進(jìn)水段的連接段，其體形主要根據(jù)所采用的閘門、門槽以及結(jié)構(gòu)的受力條件而決定。閘門孔口常采用矩形，其寬度一般等于或稍小于壓力管道直徑D，高度一般等于或稍大于壓力管道直徑D。可采用4.23.8米2（高寬）的閘門，工作閘門和檢修閘門之間間隔2m。閘門段的長度常取決于閘門及啟閉設(shè)備的需要，并考慮引水道檢修通道要

46、求。3：漸變段漸變段是由閘門段（通常為矩形斷面）到壓力引水管道（通常為圓形）的過渡段，其斷面面積和水流應(yīng)逐漸變化，是水流不產(chǎn)生渦流并盡量減小水頭損失。由矩形變到圓形通道采用在四角加圓角過渡。如圖7.1所示。圓弧的中心位置和圓角半徑 r 均按直線規(guī)律變化。壩式進(jìn)水口的漸變段長度一般取壓力管道直徑的1.01.5倍，可取為5米。漸變段軸線通常為直線。4：攔污柵為了攔阻漂浮物，進(jìn)水口前一般要設(shè)置攔污柵。攔污柵可以布置成垂直的或傾斜的，進(jìn)水口可以是多邊形的或平面的。本工程可采用傾斜布置和平面攔污柵。攔污柵結(jié)構(gòu)簡圖5：通氣孔在引水道進(jìn)行充水或放空過程中，閘門后需要排氣和補氣，特別是當(dāng)動水下使用閘門時，問題

47、更為嚴(yán)重，會引起壓力管內(nèi)局部真空，形成負(fù)壓，為此需要緊接閘門后設(shè)置通氣孔。通氣孔面積可按下列經(jīng)驗公式計算。，。式中： a 通氣孔的斷面面積（米2）。Qa 通氣孔的充分通氣量（米3/秒）。Va 通氣孔的允許風(fēng)速（米/秒），一般采用40米/秒。VW 閘門孔口的水流流速（米/秒）。A 閘門后管道的面積。其中VWA=Qmax=35.4/3,計算得0.105米2，可取通氣孔直徑為0.4米。6：平壓管為減少檢修閘門的啟門力，需要設(shè)置平壓管，根據(jù)閘門段結(jié)構(gòu)特點，設(shè)置在工作閘門上，以便于檢修7：壓力鋼管布置從水庫將水流在有壓狀態(tài)下輸送給水輪機的管道，采用壩內(nèi)埋管的形式，傾斜式布置，由于引水道較短，機組臺數(shù)量只

48、有2臺，可以采用單管供水，即一管一機。壓力鋼管上彎道的轉(zhuǎn)彎半徑取倍管徑,23.46.8，可取為7m。根據(jù)進(jìn)水口和水輪機之間的高差和水平距離，鋼管可布置成傾斜的、垂直的和水平的。當(dāng)進(jìn)水口和水輪機之間的高差較大而水平距離較小的情況下，采用垂直布置，當(dāng)情況恰好相反時可采用水平布置。本工程中進(jìn)水口和水輪機之間的高差和水平距離均較大，可采用傾斜式布置。二：電站廠房建筑物廠房設(shè)計時，主要是進(jìn)行廠房的立面、平面布置。若布置合理，今后運行就很安全方便，投資也會很省。由于影響廠房布置的因素很多。因受地形、地質(zhì)、水文、氣象等不同因素的影響，很難作到定型化，必須因地制宜、充分論證比較后才能確定。廠房布置應(yīng)滿足下列一

49、些原則:（1）盡可能選擇有利的地形地質(zhì)條件，廠房不要布置在滑坡或陡坡地段；（2）盡量使水流平順進(jìn)出廠房，以減少水頭損失，防止淤積和沖刷；（3）盡量使廠內(nèi)外交通方便；盡量節(jié)約投資，并使運行管理方便。1：水輪機轉(zhuǎn)輪直徑的確定根據(jù)設(shè)計資料，水輪機采用PO-266-BM-134，轉(zhuǎn)輪直徑為1.34米。廠房各高程的確定：2：主廠房安裝高程的確定：1水輪機安裝高程任何類型的廠房在設(shè)計時，都要首先確定安裝高程，安裝高程確定后，其余尺寸才能確定。安裝高程的確定，必須根據(jù)水輪機的吸出高度來定出，這樣才能避免水輪機轉(zhuǎn)輪不受氣蝕破壞。水輪機的吸出高度為水輪機轉(zhuǎn)輪氣蝕最危險點到下游尾水位的最小距離。水輪機的吸出高度為

50、 式（63）式中： 設(shè)計水頭，m；電站廠房的海拔高程，m；水輪機的氣蝕系數(shù)，有水輪機的綜合特性曲線查處；氣蝕系數(shù)修正系數(shù)。水輪機安裝高程為為107.4m（設(shè)計資料給出） 2、主廠房開挖高程在水輪機的安裝高程確定后，由此往下繪出尾水管的剖面圖，再確定一個合理的尾水管底板厚度，即可以確定廠房最低點的開挖高程?，F(xiàn)根據(jù)資料尾水管底部高程為103.5m，尾水管底部混凝土保護層厚度取為1m（范圍是1-2m），故廠房基礎(chǔ)開挖高程為103.5-1.0=102.5m。3、水輪機層高程安裝高程確定后，由此往上確定出蝸殼頂板厚度，其頂面即為水輪機高程。蝸殼頂板厚度是由結(jié)構(gòu)受力條件定出的。常見電站的蝸殼頂板厚一般為1

51、.54m。樞紐電站為高水頭電站，采用金屬蝸殼，內(nèi)水壓力由金屬板承受，蝸殼外圍的混凝土主要承受上部傳來的荷載，混凝土與鋼板之間設(shè)有墊層，彼此之力互不傳遞?，F(xiàn)取蝸殼頂板厚4m，故水輪機層高程為107.4。4、發(fā)電機層高程發(fā)電機層是安放水輪機發(fā)電機及其輔助設(shè)備和儀表盤的場地，也是運行人員巡回檢查機組、監(jiān)視儀表的場所。發(fā)電機層到水輪機層之間的高度，主要由機組主軸長短決定，主軸長、二者高差大，水輪機層層高就大，軸短即相反。一般水輪機層層間高度不能小于34m，否則無法布置機電輔助設(shè)備。由于資料所給發(fā)電機安裝高程為112.7m，故可取發(fā)電機層高程為112.7m。5、吊車軌頂高程橋吊的跨度與安裝高程決定著發(fā)電

52、機層以上主機房的空間大小。該空間除了布置發(fā)電機的上部及機旁盤、調(diào)速器等設(shè)備以外，還要足以吊運機組的最大及最長部件而不影響其他機組的正常運行。最大部件一般是發(fā)電機轉(zhuǎn)子或水輪機轉(zhuǎn)輪。主副鉤的極限位置由制造廠家給出。吊運部件與周圍建筑物及設(shè)備之間的最小間距，水平方向為0.4m，垂直方向為0.61.0m。據(jù)此，可以在廠房橫剖面上繪出吊運大部件的位置，并確定吊車軌頂高程。，屋頂高程減去吊車卷揚機高度（1m），再考慮吊車檢修時有l(wèi) m左右的檢修高度，再減去屋頂大梁高度與屋面厚度（1.5m）即為吊車軌頂高程6、屋頂高程資料所給發(fā)電機層到屋頂?shù)母叨葹?1.2米，故屋頂高程為113+11.2=124.2m。附資

53、料：水輪機安裝高程為107.4米發(fā)電機安裝高程為112.7米尾水管底部高程為103.5米機組間距7.0米主廠房寬度為11.2米主廠房長度為28米。水輪機形式采用PO-266-BM-134，轉(zhuǎn)輪直徑為1.34米。7尾水管可采用彎肘形，它是由進(jìn)口直錐段、肘管和出口擴散段組成的。由金鐘元水力機械中推薦的尾水管尺寸可確定本工程中的尾水管尺寸見下表： hLB5D4h4h6L1h56.512.56.83.3753.3751.694.553.053：主廠房平面尺寸的確定： 1、機組段的長度：機組段長就是2臺機組的中心線之間的距離 ，應(yīng)由發(fā)電機層、水輪機層、蝸殼層最大需要的尺寸來確定。由于資料已給主廠房長度=

54、28m，根據(jù)廠房總長的計算公式： （式65）式中：廠房沿縱軸全長，m；n機組臺數(shù)；機組段長，m；安裝間長度，m；左端機組段加長，m；右端機組段加長，m。因為吊車在起吊任何物體時，吊鉤必須正對機組中心。因吊車本身有一定寬度，起吊最邊上一臺機組時，吊鉤對準(zhǔn)中心后，廠房必須延長一個才能放下吊車。故邊機組段較中間的機組段要長些。初步估算時，為機組水輪機轉(zhuǎn)輪直徑，根據(jù)資料，所以，。右端增加值的確定：因機組段長為機組中心到中心之距離為L值，而右邊最邊一臺機組還有一半的蝸殼結(jié)構(gòu)，蝸殼外還應(yīng)有結(jié)構(gòu)厚度，故右邊機組要適當(dāng)延長一個，才能以縫和安裝間聯(lián)接，。安裝間是機組安裝和檢修的場地，任何電站均應(yīng)設(shè)置。平常運行時

55、，為一空曠無物的房間，不設(shè)任何設(shè)備在內(nèi)，但吊車必須要能覆蓋此房間的主要部分。安裝間與主廠房聯(lián)在一起，一般廠房內(nèi)，它不在左端就在右端，而且與對外交通線密切聯(lián)系，才便于設(shè)備由公路或鐵路運進(jìn)來組裝。安裝間的高度一般與發(fā)電機層同高，才便于共用一臺吊車。安裝間高程在下游尾水洪水位以上。與外界交通線聯(lián)接時，門前應(yīng)有一平段，便于回車，也安全，以免汽車或火車下坡時沖入主機段，撞壞機組，有一平段便于降低車速。安裝間的功用既然是安裝和檢修機組，它就應(yīng)能放下機組的主要部件，一般為下列五大件：發(fā)電機轉(zhuǎn)子帶軸、上機架、下機架、水輪機頂蓋、水輪機轉(zhuǎn)輪及軸。這五大件在安裝或檢修時，放在安裝問中，彼此應(yīng)有l(wèi) m左右的間隔，以

56、便運行人員檢查維修時操作方便。因此安裝間的面積應(yīng)以放下這五大件為準(zhǔn)。在初步設(shè)計時，可按下式估算尺寸： 第八章 樞紐布置方案本樞紐的主要任務(wù)是防洪抗旱，其次是發(fā)電，所以本樞紐主要由擋水建筑物、泄水建筑物、發(fā)電建筑物、放空建筑物（水庫檢修或特殊情況下使用）組成。各建筑物的布置要求：溢流壩段主要宣泄汛期洪水，為使下泄的洪水大體上沿原河道主流方向平順地與下游銜接，不致沖刷壩基和其它建筑物的基礎(chǔ)，一般應(yīng)盡量布置在原河道主流部分；深孔壩段主要用于放空，放空時流量較小，沖刷問題不明顯，對其它建筑物也不會有太大影響，因此無特殊要求；廠房壩段主要用于發(fā)電，其布置基本要求是交通便利，盡量利用附近平地地形布置開關(guān)站

57、等各種電氣設(shè)備，使發(fā)電機出線長度縮短，并便于管理。由此可擬定以下方案：方案：從左岸到右岸，分別布置非溢流壩段、溢流壩段、深孔壩段、非溢流壩段。壩段盡量設(shè)置在左岸。由所給資料可知，整個大壩所處于一個狹小的峽谷中，水流在壩址處轉(zhuǎn)向，比較適合地下式廠房，交通運輸主要靠左岸的公路干線，為了便于運輸水輪機等大型機械設(shè)備，可將電站設(shè)置在左岸，詳細(xì)平面布置參見樞紐布置圖。第九章 細(xì)部構(gòu)造及地基處理一：壩頂構(gòu)造壩頂上、下游設(shè)欄桿，并在壩頂兩側(cè)設(shè)人行道，人行道一般高出路面2030厘米。 壩頂路面應(yīng)有一定的橫向坡度，取為2，傾向上游，并設(shè)置相應(yīng)的排水管將集水引至上游水庫。溢流壩壩頂有工作橋和交通橋，二者應(yīng)盡量結(jié)合

58、使用。工作橋的高度要滿足工作閘門與檢修閘門啟閉的要求。二：壩的分縫為了滿足施工要求以及為了防止壩在運行期間由于溫度變化和地基不均勻沉降等導(dǎo)致壩體出現(xiàn)裂縫，在壩體內(nèi)需要進(jìn)行分縫。1：橫縫橫縫垂直于壩軸線設(shè)置，將壩體分成若干個壩段。橫縫間距設(shè)為20米。橫縫有永久縫和臨時縫兩種。永久縫可分為沉降縫、溫度縫和兼有兩種作用的溫度沉降縫。本工程可采用溫度沉降縫，永久橫縫內(nèi)需要設(shè)置專門的止水，止水材料有金屬片、橡膠、塑料和瀝青等。對于高壩或很重要的壩，需設(shè)兩道止水，中間設(shè)瀝青井，前面設(shè)混凝土塞。當(dāng)止水失效時，混凝土塞可起臨時止水作用。第一道止水離上游面約0.52.0米，一般采用1.01.5毫米厚的紫銅片，每

59、側(cè)埋入混凝土中的長度約為2025厘米。第二道止水也可用不銹鋼片或鍍鋅鋼片。在氣候溫和地區(qū)止水片可采用塑料，在寒冷地區(qū)可采用橡膠。瀝青井為方形或圓形，其一側(cè)可用預(yù)制混凝土塊，長11.5米，后510厘米。瀝青井尺寸大致為2020至3030厘米，井內(nèi)灌注的填料由號或號石油瀝青、水泥和石棉粉組成，井內(nèi)設(shè)加熱設(shè)備。2：縱縫為了適應(yīng)混凝土澆筑能力和減小施工期溫度應(yīng)力，常用平行于壩軸線方向的縱縫把一個壩段分成幾塊澆筑，待壩體降低到穩(wěn)定溫度后再進(jìn)行接縫灌漿，使壩段結(jié)成整體。本工程可采用垂直縱縫，間距可取為20米。為了使縫面能夠傳遞剪力，常在縫上設(shè)置三角形鍵槽，槽的短邊和長邊分別大致與第一和第二主應(yīng)力方向正交。3：水平施工縫上、下層澆筑塊之間的水平施工縫是新老混凝土的結(jié)合面，澆筑塊的厚度可取為2.5米，施工時按50厘米的澆搗層連續(xù)澆筑。在基巖表面需用0.9米的薄層澆鑄以利散熱、減少溫升、防止開裂。水平施工縫一般不設(shè)止水，可在廊道前靠上游邊處的水平縫間插一道長0.5米的止水片。三：壩體及壩基排水1：壩體排水在壩體的橫縫面內(nèi)雖已經(jīng)設(shè)置了止水，