紧水滩水电站枢纽布置及机墩设计

摘要J电站在瓯江上游干流梯级开发的第一级水电站，工程以发电为主，兼顾航运、放木及防洪等综合利用要求。瓯江流域处浙东南沿海山区，属于年调节水库。本次设计的水库死水位为2640M，正常蓄水位为2845M。根据历史洪水资料设计洪水（P01），水库的设计洪水位2905M。校核洪水位（P001）为29220M。根据地形地质的特点选择坝型为重力坝，坝长288M。其中溢流坝段长1075M，其中有7孔溢洪道，净宽735M。水电站进水口中心线高程257M。水电站装机容量为19万KW，四台机组单机475万KW。水轮机型号为HL220LJ300；为坝后厂房顶溢流式厂房，开关站布置在右岸。主厂房总宽定为19M，总长798M。水轮机安装高程为20204M。起重机选用电动双钩桥式起重机，最大起重量选2100吨，跨度选用16M。装配场长度取208M，进场公路布置在左岸。副厂房是为保证水电站正常运行需要，设置在主厂房与坝的间隙。主要布置各种机电辅助设备、房间、生产间和必要生活设施房间。ABSTRACTJPLANTISTHEFIRSTSTEPHYDROPOWERSTATIONINUPPERREACHESOFTHEOUJIANGRIVERTHEMAINPURPOSEOFTHEPROJECTISTOGENERATEELECTRICITY,BUTALSOCONSIDEREDTHEWOODSOFTHESHIPPINGANDPROTECTFLOODSOUJIANGRIVERBASINLOCATEDINTHESOUTHEASTAREAWHICHISNEARTHESAYINZHEIJANGPROVINCE,ANDTHEPLANTISAYEARADJUSTRESERVOIRTHISDESIGNDETERMINEDTHEDEADWATERLEVELIS2640M,THENORMALWATERLEVELIS2845MACCORDINGTOTHEHISTORICALFLOODDATEP01,THEDESIGNEDFLOODLEVELIS2905M,THEPROOFREADLEVELIS29220MP001ACCORDINGTOTHECHARACTERISTICSOFGEOLOGYANDTOPOGRAPHY,GRAVITYDAMWASCHOSENTHETOTALLENGTHOFTHEDAMIS288M,ANDTHEOVERFLOWDAMIS1205M,ANDEIGHIHOLESOVERFLOWCAUSESISSET,ANDTHELAST,THENETWIDTHIS100MTHEELEVATIONOFTHEWATERINTAKEOFTHEPLANTIS2542MTHETOTALELECTRICCAPACITYIS190,000KW,ANDFOURGENERATESWHOSECAPACITYIS47500KWWASINSTALLEDTHETYPEOFTHETURBINEISHL220LJ300THEUNITSAREINSTALLEDINTHEMAINPOWERHOUSETHEWIDTHOFTHEMAINPOWERHOUSEIS19M,THELENGTHIS798MALLKINDSOFAUXILIARYEQUIPMENTANDOTHERKINDSOFROOMSASSEMBLEINDEPUTYHOUSE目录摘要1ABSTRACT21水文地址情况与枢纽布置711流域概况712水文与气候713地形与地质9131水库区工程地质9132坝址地质1014天然建筑材料10141土料10142砂石料1015给定设计控制数据10151设计资料10152设计任务1116枢纽布置122水轮机1321特征水头的确定1322水轮机选型1623水轮机蜗壳及尾水管1724调速设备及油压设备选择183发电机1931发电机的尺寸估算1932发电机的重量估算204重力坝挡水坝段设计2241剖面设计22411坝顶高程的确定22412坝底宽的确定23413实用剖面2342非溢流坝段稳定应力计算25422校核洪水位下荷载26431设计洪水位下稳定计算27432校核洪水位下稳定计算2755坝内构造28551坝内廊道28552坝基处理28553坝体分缝286重力坝溢流坝段3061剖面设计30611堰顶高程的确定306111设计洪水位下30612堰面曲线31613下游反弧段32621设计洪水位下33622校核洪水位下34631设计洪水位下35632校核洪水位下3564溢流坝消能抗冲刷措施35挑距3565冲坑3666导墙高度367水电站厂房结构计算3771主厂房的特征高程37711水轮机安装高程37712尾水管底板高程37713水轮机层地面高程37714定子安装高程37715发电机层地面高程（定子埋入式）37716装配场地面高程37装配场与发电机层同高21205M。37717吊车轨顶的高程37718厂房顶部高程3872水电站主厂房长宽尺寸的确定38721主厂房宽度的确定38722主厂房长度的确定388水电站引水建筑物4181进水口高程4182压力钢管的布置4183压力钢管的厚度4284拦污栅及进水口闸门的设计4285通气孔的面积确定439专题发电机机座结构稳定计算4591荷载4692机墩静力计算47922垂直正应力48923剪应力48924主拉应力49925应力校核4993机墩动力计算50931机墩强迫振动频率50932机墩自振频率50933共振检验与动力系数确定51934振幅检验521水文地址情况与枢纽布置11流域概况紧水滩水电站在瓯江支流龙泉溪上，坝址以上流域面积2761平方公里。龙泉溪发源于浙闽交界仙霞岭、洞官山，河流长度153公里，直线长度77公里，平均宽度36公里。除龙泉县城附近及赤石仁三处有小片盆地外，其余地段多为峡谷，河床覆盖多以大块石和卵石组成，险滩较多。本流域东侧与瓯江支流小溪相邻，西侧与钱塘江支流乌溪江相邻，南侧为闽江支流松溪，北侧为瓯江支流松阴溪。河流四周均为岭南山系洞官山脉包围，山脉走向与河流流向一致，最高峰黄茅尖高达1921米，流域平均高度662米，河道坡降上游陡、下游缓，平均坡降为632097，因河道陡，河槽调蓄能力低，汇流快，由暴雨产生的洪水迅涨猛落，历时短，传播快，所以一次洪水过程尖瘦，属典型的山区性河流。龙泉溪是浙江省木材主要产地，境内森林茂盛，植被良好，水土流失不严重。本工程为瓯江干支流规划的五个梯级开发中的一级，以发电为主，兼顾航运、放木（竹）以及防洪等综合效益。电站建成后主要担任华东电网调峰并供电丽水、温州，将使丽、温两地区通过220千伏输电线路联系，形成浙南电力系统。为解决建坝后龙泉溪木材（竹）的流放和航运的发展，大坝左岸专门设置有货筏过坝建筑物。水库有153亿立方米的防洪库容，用以减轻下游丽水、碧湖地区防洪的负担。12水文与气候本地区地处浙东南沿海山区，属温带季风气候，气候温和，坝址区历年平均气温173，月平均气温以1971年7月份307最高，1962年1月份13最低，实测最高气温为407（1966年8月），最低气温81（1969年2月）。流域内气候湿润，历年平均相对湿度79，其中以6月份的87为最大，1月份的84为最小，实测最小相对湿度仅8。本流域距东海仅120180公里，水汽供应充沛，坝址以上流域年平均雨量为18338毫米，但在年内分配很不均匀，39月占年雨量为805，其中56两月为雷雨季节，降雨量占年雨量的三分之一，往往形成连绵起伏的洪水，本流域暴雨常出现在此期间，实测最大24小时雨量为2368毫米。79月间台风侵袭，也有暴雨出现，最大24小时雨量曾达1454毫米。流域多年平均降水日数为172天，最多达201天，最少145天。本流域4至8月为东南风，1至3月、9至12月一般为东北风及西北风。历年平均风速115米/秒，出现在1970年4月，风向西北偏西。坝址区可能发生最大风力为11级，相当于风速32米/秒。紧水滩坝址与石富站流域面积仅差41平方公里，占控制流域面积的15，故坝址处流量资料均不加改正，直接采用石富站资料。泥沙对紧水滩水库使用不会有严重的影响。表11厂区水位流量关系水位（M）202203204205206207208209210流量（M3/S）8024054088012801740230029003620水位（M）211212213214215216217218219流量（M3/S）438052006060700079408980100801120012340图11厂区水位流量关系曲线表12水库面积、容积高程（M）205215220225230235240面积（KM2）0132339577797容积（108M3）0005020350609251375高程（M）245250255260265270275面积（KM2）116136159183213245277容积（108M3）1925324055056257575高程（M）80285290295300面积（KM2）312352403481584容积（108M3）91010751271505177图12水库容积曲线13地形与地质131水库区工程地质水库周边地势高峻，无低矮分水岭，岩石坚硬较完整，虽有部分断层延伸库外，但断层胶结好，山体雄厚，且地下水位分布较高，故无永久渗漏之虑。由于库岸有第四系松散地层分布，岩石节理发育，水库暂时渗漏损失甚05010015020025030035005101520高程H容积V小，对水库蓄水无影响。库区岩石以山岩为主，物理地质现象以小型塌滑体居多，蓄水后小型的边坡再造虽有可能但不致产生大规模的边坡不稳定。本地区地震烈度为6度，可不考虑抗震设计，不计地震荷载。132坝址地质坝区位于90平方公里的“牛头山”花岗斑岩岩技的南缘，其中有后期的细粒花岗岩和小型的石英岩脉、细晶岩脉、辉缘岩脉侵入穿摘其间与围岩接触良好。混凝土/新鲜花岗斑岩抗剪摩擦系数07，凝聚力5千克/平方厘米，抗剪断摩擦系数10。混凝土/混凝土抗剪断摩擦系数125，凝聚力145103KPA。根据坝址区资料分析，紧水滩坝址两岸地形对称，岩性均一，较新鲜完整，风化浅，构造不甚发育，水文地质条件较简单，故属工程地质条件较好的坝址。14天然建筑材料141土料下村料场位于平缓的山坡上，高程300以下，主要为壤土，料场距坝址05千米，有效储量426700立方米。油坑料场位于500550米高程的低平山丘上，为粘土及壤土组成，料场距坝址15千米，有效储量747600立方米。142砂石料局村至小顺区六个料场，左右岸各三个，最远距坝址165公里。局村至坝址区十个料场，左岸4个，右岸6个，最远距坝址9公里。坝址至赤石区七个料场，最远距坝址122公里。共计23个料场，有效储量水下557000立方米，水上3094600立方米，合计3651600立方米。15给定设计控制数据151设计资料设计原始资料1份，附图3张。水能规划1校核洪水位29220M。校核洪水最大下泄流量13500M3/S2设计洪水位2905M。设计洪水最大下泄流量11000M3/S3设计蓄水位2845M4设计低水位264M5装机容量19万KW（3台）6机组机型自选7其它挡水建筑物及泄水建筑物1挡水建筑物混凝土重力坝2泄水建筑物混凝土溢流坝3其它引水建筑物压力钢管水电站建筑物坝后式地面厂房其它152设计任务1水能利用（无）2枢纽布置、挡水及泄水建筑物根据所给资料确定挡水及泄水建筑物的断面型式，并进行必要的稳定计算。确定溢流坝后消能工型式及尺寸，绘出挡水、泄水建筑物及消能工的剖面图。进行水利枢纽布置并绘出平面布置图。3水电站引水建筑物确定压力钢管的布置方式，以及钢管的材料，进行管身结构设计4水电站厂房根据所选机型和水位流量关系，确定厂房的轮廓尺寸，并对水电站厂房进行稳定计算，绘出水电站厂房各层的平面布置图和厂房的纵剖面图，上、下游立视图。进行厂区布置，绘出厂区布置图5其它发电机机座结构稳定计算16枢纽布置枢纽由非溢流坝段、溢流坝段、坝后式溢流厂房、开关站、进厂公路及上坝公路等组成。坝轴线垂直水流方向。坝顶高程29304米，坝基面高程200米，坝高9304M，坝长2705M。溢流坝段布置在河谷中间，总宽1205米。溢流前沿总宽735M,分八孔，有机组段闸墩宽6M，孔口宽85M，无机组段闸墩宽3M，孔口宽12M，采用鼻坎挑流消能，反弧半径30M。非溢流坝段布置在河谷两岸。采用溢流式厂房，厂房位于溢流坝坝趾处，厂房顶兼作溢洪道。电站厂房中间机组段长145米，总长68米。装配场长度208M，将装配场放在厂房左边。发电机层与装配场层同高，均为21220M。主厂房与坝设纵缝分开，厂房上部与坝体之间的空间较大，将副厂房布置于此。关于进厂公路，设计时考虑了两种方案。由于设计及校核情况下下游尾水位很高，设计情况下下游尾水位为2179M，校核情况下下游尾水位为22020M，而装配场的高程为21220M，采用公路进厂在丰水期公路有被淹的危险，但若采用隧洞进厂，则开挖量很大，费用也很高，而且尾水平台的启闭机也不易安装及检修，施工时运输也比较麻烦，故应考虑与装配场层同高的进厂公路，在洪水期电站工作人员从坝顶进厂，如新安江就是采取这种方式。引水道采用压力钢管，压力钢管布置在坝体内，进水口布置在溢流坝闸墩内，压力钢管与蜗壳之间用伸缩节相连。变压器布置在溢流坝顶，母线通过出线洞到坝顶，采用扩大单元接线，两台机组设一台主变。高压开关站设置在右岸，采用露天式，大小为30M乘45M。2水轮机21特征水头的确定1在校核洪水位下,四台机组满发，下泄流量Q13500M3/S,由厂区水位流量关系可得，尾水位尾22020M，库2922MH1098库尾098292222027056M2,在设计洪水位下，四台机组满发，下泄流量11000M3/S,由厂区水位流量关系得,尾水位尾2179M,库2905MH2098库尾0982905217971148M3,在设计蓄水位下,一台机组满发，由下列式子试算出该情况下对应的下泄流量和水头N981QHH099库尾尾FQ水电09509列表试算，得QM3/S库M尾MHMN万KW8028452028085535702845201948090946872284520195809048271284520194580904475当下泄流量为71M3/S时，一台机组满发，对应水头为80904M，即H38126M4在设计蓄水位下，四台机组满发，试算该情况下对应的下泄流量和水头，列表试算QM3/S库M尾MHMN万KW22528452029799681487539528452035793825922402845203798715852881284520317977219当下泄流量为2881M3/S时，四台机组满发，对应水头为79772M，即H479772M。5在设计低水位下，一台机组满发，试算该情况下对应的下泄流量和水头，列表试算QM3/S库M尾MHMN万KW80264202624124026420359781186191626420285997695947264202160662475当下泄流量为947M3/S时，一台机组满发，对应水头为60662M，即H560662M6在设计低水位下，四台机组满发，试算该情况下对应的下泄流量和水头，列表试算QM3/S库M尾MHMN万KW28882642031596821425395264203559291936336526420345938817922387264203455933919当下泄流量为387M3/S时，四台机组满发，对应水头为59339M，即H559339M综上，HMAX80904M，HMIN59399M坝后式水电站HR095HAV6674M22水轮机选型根据水头变化范围59339M80904M,在水轮机系列型谱表33表34中查出合适的机型为HL220HL220型水轮机的主要参数选择1转轮直径D1计算查水电站表36和图312可得HL220型水轮机在限制工况下单位流量Q11M1150L/S，效率890，由此可初步假定原型水轮机在该工况下单位流量Q11Q11M1150L/S，效率913。发电机的额定效率取为GR98,NRNGR/GR47500/984846939KWD12938MR1N98H9130746158939选用与之接近而偏大的标称直径D130M2转速N计算查水电站表34可得，HL220型水轮机在最优工况下单位转速N110M700R/MIN,初步假定N110N110M700R/MIN,HAV6674M,D130MN19557R/MIN10AVHD03257选择与上述计算值相近而偏大的同步转速N2143R/MIN。3效率及单位参数修正查表36可得HL220型水轮机在最优工况下的模型最高效率为MMAX91模型转轮直径D1M046MMAX11MMAX94615M则效率修正值为94691333。考虑到模型与原型水轮机在制造上的差异。常在已求得的值中再减去一个修正值，现取10，可得修正值为18，原型水轮机在最优工况和限制工况下的效率为MAXMMAX9123933M8923913与上述假定值相同单位转速的修正值1（1）001110MNMAX9130由于30000NM属大型调速器。调速柜、主接力器、油压装置三者分别选择。242接力器选择大型调速器常采用两个接力器来操作导水机构，油压装置额定油压25MP，接力器直径DSD100330404MB0/D10250MAXBH250948选用与之接近而偏大的450MM的标准接力器。接力器最大行程SMAX1418A0MAX，由N11R7858R/MIN,Q11MAX1081L/S,在模型综合曲线上查得，A0MAXA0MMAX301970MDZ3246SMAX1418A0MAX15197296两接力器总容积为VS0452030094M32MAX1SD243调速器的选择主配压阀直径D1130077（TS为导叶从全开到全关的直线TSVM关闭时间，取为4S），选用DT8025油压装置压力油罐的容积VK（1820）VS（1820）00941692188M3，选用HYZ253发电机31发电机的尺寸估算额定转速N2143R/MIN150R/MIN，选择悬式发电机。查表，对应SF6528/640,功率因数COS090则发电机额定容量SF为SFNF/COS47500/095588235KVA311主要尺寸估算1极矩6015CM445192FJSKP2定子内径DIDI53637CM145833定子铁芯长度LTLT17773CM查表71，C取26510243FIESCN55106定子铁芯长度LT主要受发电机的通风冷却和运输条件的限制。当LT/3时，通风较困难；当LT/25M时，一般采用现场叠装定子。4定子铁芯外径DANE1667RPMDADI53637601559652CM312外形尺寸估算3121平面尺寸估算1定子基座外径110PUWF258967301170折坡处K138110F坝基面K1125110PUWF432校核洪水位下稳定计算抗剪稳定公式下游尾水位面K139110PUWF3247016550折坡面K14110F坝基面K135110PUWF5坝内构造51坝内廊道灌浆廊道距坝底4M，距上游坝面12M，廊道宽3M，高4M。由于下游尾水位较高，产生较大的扬压力，为增加坝的安全稳定，在坝基面上设两个基础排水廊道以减小扬压力。两廊道距上游坝面距离分别为27M，45M沿灌浆廊道向上，间隔大概20M布置一层廊道，共分3层，各层的高程为2245M，2395M，25886M，每层纵向廊道布置向下游延伸的横向廊道，并在下游再布置一条纵向贯穿廊道作为连接。非溢流坝段除底层廊道横向不贯穿至下游外，其余横向廊道均贯穿，非溢流坝段横向廊道连接两排纵向廊道。廊道尺寸宽250M，高400M，由于上游坝面倾斜，故廊道上下并非垂直布置，而是向下游倾斜，这使得排水管亦倾斜布置，但角度不大，在允许的范围内。52坝基处理重力坝承受较大的荷载，对地基要求较高。然而天然基岩经受长期地质构造运动及外界因素的作用，多少存在着风化，节理，裂隙，破碎带等缺陷，因此，必须对地基进行适当的处理。地基处理一般包括坝基开挖清理，对基岩进行固结灌浆和防渗帷幕灌浆，设置基础排水系统，对特殊软弱带如断层，破碎带和溶洞等进行专门的处理。紧水滩峡谷而岸风化层零星分布，一般厚052米，所以坝基开挖比较容易帷幕灌浆作用是降低坝基的渗透压力，减少渗透流量，防止坝基内产生机械或化学管涌。帷幕灌浆是在靠近上游坝基布设一排或几排钻孔，利用高压灌浆填塞基岩内的裂隙和孔隙等渗水通道。防渗帷幕的深度因根据基岩的透水性，坝体承受水头和降低坝体渗透压力的要求确定。此外在基岩表面设置排水廊道。53坝体分缝横缝将坝体沿坝轴线方向分成若干坝段，其缝面常为平面，不设键槽，不进行灌浆，使各坝段独立工作。缝的宽度器取1CM，横缝间距具体见枢纽布置图，横缝止水用两道金属止水片（紫铜片或不锈钢片）和一道防渗沥青井。纵缝是为了适应混凝土的浇筑能力和减小施工期温度应力而设置的临时缝。本设计采用两条垂直纵缝，详细见图纸。为了加强坝体的整体性，缝面一般设置键槽，槽的短边和长边大致与第一及第二主应力相交，使槽面基本承受正压力。且键与槽互相咬合，可提高纵缝的抗剪强度。6重力坝溢流坝段61剖面设计611堰顶高程的确定6111设计洪水位下QS11000M3/SQO24699M3/S1100009247107777M3/S0QS当河谷狭窄、岩石坚硬、且下游水深较大时，应选择较大的单宽流量，本工程所处河谷狭窄、坝址两岸地形对称，岩性均一，较新鲜完整，风化浅，构造不甚发育，水文地质条件较简单，故属工程地质条件较好的坝址。单宽流量取为150。3/MSLQ/Q718M我国目前大中型混凝土重力坝，溢流孔净宽一般常用812M。本设计采用溢流式厂房，其四个压力水管的进水口布置在溢流坝闸墩之下，这种布置方式进水口闸门及拦污栅的提降与溢流坝顶闸门的操作互不干扰，布置和运行都比较方便，采用这种布置方式时，闸墩的厚度必须考虑布置进水口闸门井和拦污栅的需要，厚度需要增大，四个闸墩的尺寸相应的加宽定为6M，根据之前确定的一个机组段长度为145M，确定这四个闸墩间的溢流孔净宽为85M，根据初步确定的溢流前缘的宽度718M，再设置四个净宽为12M的溢流孔。其余的四个闸墩宽度取为3M，边墩宽度取为2M。最后确定的溢流前缘总净宽为853124735M溢流坝长LO7353264221075M计算堰上水头230HGMLQ求得H1586M流速水头02GVO堰顶高程2905158627484M堰顶高程及闸门尺寸综上堰顶高程为27484M闸门高度正常蓄水位堰顶高程安全超高284527484（0305）10M取10M。工作闸门一般布置在溢流堰顶点，以减少闸门高度。为了避免闸门局部开启时水舌脱离坝面而产生真空，将闸门布置在堰顶偏下游一些，以压低水舌使其贴坝面下泄。检修闸门位于工作闸门之前，为便于检修，两者之间留有13M的净宽，本设计取净宽15M。612堰面曲线溢流面曲线采用的为WES曲线，其曲线方程为YKHXNDN1即8523XY最大运行水头MAX29220274841736MMAXH校核洪水位堰顶高程定型设计水头，为使实际运行时M较大而负压绝对值较小，对于WESD剖面设计，常取（075095），取15MAXHD堰顶与上游采用三圆弧连接，参数如下表所示表21三圆弧参数R105HD85R202HD34R3004HD068B10175HD3122B2027HD4698B30281HD5013堰面形态如下图所示图21堰面形态613下游反弧段由于采用厂房顶溢流式，反弧段的高程应结合厂房的顶高程，根据厂房部分的计算，反弧段的底高程为2300M。200CCHGQTTO校核洪水位230622V试算HC0假定HC03TO1063假定HC04TO6210假定HC039TO6502假定HC0395TO6293假定HC0392TO622试算得HC0392反孤段半径R（410）HCO1568392取MR30鼻坎挑角，取3520坎顶高程。MHO234CS1图22溢流坝剖面图62稳定与应力校核作用在溢流坝上的荷载主要有坝体自重，上下游坝面上的水压力，扬压力，浪压力，泥沙压力，地震荷载，冰荷载，动水压力等，此处考虑了坝体自重，上下游坝面上的水压力，扬压力，其他力就暂不考虑。此溢流坝为一级主要永久建筑物，工况计算需考虑设计洪水位、校核洪水位，荷载计算如下表。621设计洪水位下表33设计洪水位下荷载名称荷载（KN）方向弯矩（KNM）方向自重666812542074131571611211891上游50129171540静水压力下游1178,713885613071738496605扬压力586222256947622校核洪水位下表34校核洪水位下荷载名称荷载（KN）方向弯矩（KNM）方向自重666812542074131573611314871上游58328196540静水压力下游1241,7141123140715794205扬压力612322456757稳定分析的主要目的是验算重力坝在各种可能荷载组合下的稳定安全度。工程实践和试验研究表明，岩基上的重力坝失稳破坏可能有两种情况一种是坝体沿抗剪能力不足的薄弱层面产生滑动，另一种是在荷载作用下，上游坝踵以下岩体受拉产生倾斜裂缝以及下游坝趾岩体受压发生压碎区而引起倾倒滑移破坏。为保证重力坝的安全可靠性，在结构设计的标准中，要明确规定出安全储备要求。其表达形式有定值安全系数法和分项系数极限状态法。下面就采取这两种方法验算稳定，定值系数法采用抗剪强度公式和抗剪断公式。631设计洪水位下抗剪稳定公式19538601297PUWFK632校核洪水位下抗剪稳定公式1247142589360PUWFK64溢流坝消能抗冲刷措施由于坝址处基岩良好，故采用挑流消能。挑距H1392H233M890158901250370KZL632HGVC931C挑距12494M2121121SINCOSINO/HGVVGL65冲坑97421089THHKTRR由于下游基岩质量较好，且水流沿河道较平顺，故抗冲刷措施比较简单。只需在溢流坝与非溢流坝交界处设200M宽的导水墙，下游岸坡做简单防浪措施即可。66导墙高度掺气水深HAHC3923MH导392314923M取H导50M7水电站厂房结构计算71主厂房的特征高程711水轮机安装高程HSBO/220210436075/220204尾712尾水管底板高程MHBZS83197250391220101713水轮机层地面高程1691204732714定子安装高程进人孔高（2M）圈梁高（1M）20773M12Z715发电机层地面高程（定子埋入式）上机架高度2077329813421205M定子高度23Z716装配场地面高程装配场与发电机层同高21205M。717吊车轨顶的高程轨顶高程取决于发电机主轴长度和发电机露出地板部分的高度，还要留有080M的安全距离，以保证起吊时不会碰到其他机组或墙壁。本电站厂房轨顶高程为22129M。6718厂房顶部高程厂房顶高程是在轨顶高程的基础上加上起重机高度和屋面结构的厚度，并留有一定空间。本电站厂房顶部高程为2300M。772水电站主厂房长宽尺寸的确定721主厂房宽度的确定主厂房宽度由发电机层、蝸壳层、起重机跨度分别决定A由蜗壳层决定的厂房宽度上游侧宽度L1机组中心线至上游涡壳外缘尺寸涡壳外包混凝土外墙厚9416M下游侧宽度L2机组中心线至下游涡壳外缘尺寸涡壳外包混凝土外墙厚8738M主厂房宽度LL1L218154M。B由发电层决定的厂房宽度L风罩直径2通道宽度外墙厚1036MC选择桥吊跨度为16M，根据前面算出的发电机转子重量,选择2100（T），跨度为16M的双小车桥式起重机。装配厂宽度采用与主厂房宽度相同。综上可得桥吊跨度为16米，再加上边墙厚度，得主厂房宽度19米。装配厂宽度采用与主厂房宽度相同19M。722主厂房长度的确定7221机组间距1L机组间距由蜗壳层，尾水管层和发电机层共同决定。机组段长度11MAXAXL式中，、机组段沿厂房纵轴线方向，在机组中心线两侧MAXLAX的最大尺寸。蜗壳层MAX34516IILR式中、蜗壳沿厂房纵轴线方向，在机组345IRI中心线两侧的最大尺寸蜗壳四周的混凝土厚度，取为1M。13380M1MAXAXL尾水管层AXMA2XBL式中尾水管宽度度，；B816尾水管混凝土边墩厚，。1124M1MAXAXL发电机层AXMA2XBL式中发电机风罩内径，94M发电机风罩壁厚，05M两台机组之间风罩外壁净距，一般取1520M，B1436M1MAXAXL经比较，确定机组段长度为145M。7222端机组段长度端机组段的附加长度L（0210）D1式中转论直径，M。（1D30M）1D考虑到下部块体在端部设置了检修集水井和渗漏集水井，根据需要，附加长度取为10M7223主厂房总宽度装配场长度L（1015）L（1421）M，考虑发电机转子，发电机上1机架，水轮机转轮，水轮机顶盖的尺寸，确定装配场的宽度为208M主厂房总长度4145208150798LNL218水电站引水建筑物81进水口高程水电站进水口在枢纽中的位置，应尽量使入流平顺，对称，不发生回流和漩涡，不出现淤积，不聚集污物，而泄洪时仍能正常进水。本电站采用坝式进水口有压进水口应低于运行中可能出现的最低水位，并有一定淹没深度，以免进水口前出现漏斗状吸气漩涡并防止有压引水道内出现负压。不出现吸气漩涡的最小淹没深度为SCRCV716M。D831260则进水口底高程为26471625784M82压力钢管的布置引水建筑物为压力钢管，采用单机供水压力钢管经济内径MHQD5241607925373MAX坝内埋管的经济流速为57，蜗壳进水口的直径为38M，综合考/S虑经济流速和蜗壳进水口直径，确定坝内埋管的直径为38M，对应管内流速为6，94，满足经济流速要求。/MS进水口由拦污栅，进口段，渐变段及输水管组成。进口采用三面收缩，底部水平的方式。顶部采用1/4椭圆曲线，方程为1215X6Y渐变段水平，由矩形闸门段到圆形钢管段采用圆角过渡，渐变段长度为66M。进口段水平，总长度为1215M。后接压力钢管圆弧转弯段，进口中心线高程为25294M，轴线处转弯半径R10M，转角53。后接斜直管段，轴线与下游坝坡平行，长5340M。再接圆弧转弯段，轴线处转弯半径R10M，转角53。后接水平段至蜗壳，水平段中心线高程为20219M。在钢管进入厂房前设一伸缩节，以适应变形。83压力钢管的厚度钢管计算厚DRMRHRTRAPA91071803649COS。取11MM。84拦污栅及进水口闸门的设计拦污栅的功用是防止漂木，树枝，树叶，杂草，垃圾，浮冰等漂浮物随水流带入进水口，同时不然这些漂浮物堵塞进水口，影响进水能力。此设计采用的坝式进水口一般为垂直拦污栅，平面形状为多边形。拦污栅通常由钢筋混凝土框架结构支承。拦污栅框架由柱及横梁组成，横梁间距一般不大于4米，本设计取18米拦污栅由若干栅片组成，每块栅片的宽度一般不超过25米，取，高度不超过4米，取18米。栅条的厚度由强度计算决定，通常厚8至12MM，本设计取10MM。拦污栅的总面积常按电站的引用流量及拟定的过栅流速反算得出，过栅流速以不超过10M/S为宜26479MVQA本设计取拦污栅高度为7M，半径35米，A7697M。图51拦污栅进水口设一道工作闸门，一道检修闸门，闸门孔口通常为矩形，工作闸门净过水断面一般为隧洞断面的11倍左右，检修闸门取与工作闸门相同。我国目前大中型混凝土重力坝，溢流孔净宽一般常用812M。本设计采用溢流式厂房，其四个压力水管的进水口布置在溢流坝闸墩之下，这种布置方式进水口闸门及拦污栅的提降与溢流坝顶闸门的操作互不干扰，布置和运行都比较方便，85通气孔的面积确定通气孔设在进水口工作闸门后，其功用是当引水道充水时用以排气，当闸门关闭放空引水道时，用以补气以防出现有害的真空。通气孔的面积常按最大进气流量除以允许进气流速得出。最大进气流量出现在闸门紧急关闭时，可近似认为等于进水口的最大引用流量。允许进气流速与引水道形式有关，对坝内埋管可取7080M/S。MAXQVA式中A通气孔的面积，2进水口的最大引用流量，MAXQ3/SV坝内埋管允许进气流速，M/S通气孔的直径取为12M，面积为，对应的进气流速为688M/S213M通气孔导向下游。9专题发电机机座结构稳定计算动力计算中的假定忽略机墩本身重，用一个作用与圆筒顶的集中质量代替原有圆筒的质量，使在此集中质量作用下的单自由度体系的振动频率与原来多自由度体系的最小频率接近机墩的振动作为单自由度体系计算，在计算动力系数和自振频率重，不计阻尼影响机墩的振动为在弹性限度内的微幅振动，力和变位之间关系服从虎克定律结构振动时的弹性曲线与在静质量荷载作用下的弹性曲线形式相似，从而可用动静法进行动力计算静力计算中的假定荷载沿圆周均匀分布，正应力取单宽直条，按矩形截面偏心受压构件计算任一水平截面的弯矩假定按底部固定，顶部自由的无限长薄壁圆筒公式计算扭矩产生的剪应力假定按俩端自由的圆筒受扭公式计算进人孔部分的扭矩剪应力假定按开口圆筒受扭公式计算孔边应力集中按圆筒展开后的无限大平板开孔公式计算温度应力计算假定圆筒底部为固定，顶部也受约束动力系数取1520，复核后修正，疲劳系数20，冲击系数2091荷载9111作用在机墩上的静荷载1机墩自重风罩自重P11054323550525KN圆筒自重P210822823542864KNP311/21680823515792KNP412815235987KN发电机层楼板荷载P5400KN发电机固定部分重量传来的荷载P65439KN机组转动部分重量传来的荷载P78201KN轴向水推力V3传来的荷载P8620KN2发电机层楼板自重及其活荷重KNA4023发电机定子重KA7534励磁机定子及附属设备重KNA7045上机架重KA935016下机架重水轮机重7269112作用在机墩上的动荷载1发电机转子连轴重KNB16738951702励磁机转子重KN823水轮机转子连轴重5434水轮机轴向水推力KB217045水平离心力正常运行时KNEGNB284532167010125飞逸时KEN73094167301012256发电机正常扭矩B6975172888KNM2457发电机短路扭矩MKNNXNBZ4902531479792机墩静力计算921利用公式913将上述各荷载换算成相当于单宽圆筒中心周长的荷载PI,PIRO89176211512P2059873P4P705967405561116595278