紧水滩水电站及坝内埋管设计计算书

1、紧水滩水电站及坝内埋管设计计算书目录第一章 自然地理及工程地质41. 1流域概况41.2水文与气候41.3地形与地质61.3. 1水库区工程地质61.3.2坝址地质61.4天然建筑材料71.4. 1 土料 71.4.2砂石料71.5既给设计控制数据7第二章扌当水建筑物72. 1基本剖面的拟定72. 1. 1坝高确定72. 1.2实用剖面92. 2非溢流坝段坝基而稳定及应力校核102. 2. 1设计洪水位10第三章泄水建筑物163.1溢流坝段剖面基木尺寸163. 1. 1堰顶高程确定 163.1.2溢流坝实用剖而设计173. 2消能工设计 193. 2. 1 挑距 193. 2. 2冲坑深度 1

2、93.2.3导墙高度 2033溢流坝段坝基而抗滑稳定校核203. 3. 1设计洪水位203. 3.2校核洪水位223. 3.3正常蓄水位23第四章 机电设备及辅助设备的选择254.1特征水位254. 1. 1 h可能出现情况254. 1.2 hmin可能出现情况274. 1.3设计水头284. 2水轮机选型284. 2. 1转轮直径d1 284.2.2 转速 n 294. 3发电机尺寸估算314. 3. 1发电机主要尺寸314. 3. 2 平而尺寸 324. 3.3轴向尺寸324. 3.4发电机重量估算334. 4调速器及油压装置的选择334. 4. 1调速器334. 4. 2油压装置354.

3、 5金属蜗壳及尾水管尺寸354. 5. 1金属蜗壳尺寸354. 5.2尾水管尺寸 364. 6起重设备选择与尺寸36第五章水电站厂房 385.1主厂房各层高程确定385. 1. 1水轮机安装高程385. 1.2尾水管底板高程385. 1.3水轮机层地面高程385. 1.4定子安装高程 395. 1.5发电机层地面高程395. 1.8厂房顶部高程 395. 1.9厂房基础开挖高程395. 2厂房主要尺寸的确定405. 2. 1机组间距405.2.2主厂房长度405.2.3主厂房宽度41第六章水电站引水建筑物 416. 1压力钢管的布置416. 1. 1进水口型式416. 1.2压力钢管内径 42

4、6. 1.3闸门尺寸426. 1.4启闭设备426. 1.5渐变段426. 1.6上、下弯段436. 1.7进水口高程436. 1.8进水口布置436.1.9拦污栅436. 2水头损失计算436. 2. 1沿程水头损失 436. 2. 1局部水头损失 4465压力钢管周围混凝土配筋486. 6判断混凝土开裂情况 516. 6. 1未开裂情况516. 6.2内圈部分开裂情况546. 7抗外压稳定校核 54参考文献561自然地理及工程地质流域概况紧水滩水电站在瓯江支流龙泉溪上，坝址以上流域而积2761km2o龙泉溪 发源于浙闽交界仙霞岭、洞官山，河流长度153km,直线长度77km,平均宽度36k

5、m0 本工程为瓯江干支流规划的五个梯级开发屮的一级，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1. 53亿立方米的防洪库容，用以减轻下游丽水、碧湖地区防洪的负担。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17. 3°c,月平均气温以1971年7月份30. 7°c最高，1962年1月份13°c最 低，实测最高气温为

6、40. tc （1966年8月），最低气温-81 °c （1969年2月）。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1. 15m/s,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32m/so紧水滩坝址与石富站流域面积仅差41km2,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。石富站根据实测及外延长的 1951至1976年共26年径流资料,求得多年平均流量为100秒立米。泥沙对紧水 滩水库使用不会有严重的影响。表1-1厂区

7、水位流量关系：水位(m)202 203 204 205 206 207 208 209 210流量(m3/s)80 240 540 880 12801740230029003620水位(m)211 212 213 214 215 216 217 218 219流量(m3/s)4380520060607000794089801008011200 12340图1-1厂区水位流量关系曲线表1-2水库面积、容积：高程(m)205 215 220 225 230 235 240面积(km2) 0 1.3 2.3 3.9 5.7 7.7 9.71.375容积(108m3)00. 050. 2 0. 350

8、. 6 0. 925面积(km2) 11.613.615.918.321.324.5容积(108m3)1.9 2.5 3.2 4. 055. 056. 257. 575高程(m)280 285 290 295 300面积(km2) 31.235.240.348. 158.427.7高程(m)245 250 255 260 265 270 275容积(108m3)9. 1010. 7512. 715. 0517. 7图1-2水库容积曲线地形与地质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。库区岩石以山岩为 主，物理地质现象以小型塌滑休居多，蓄水后小型的边坡再造虽有可能但不致产

9、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。坝址地质紧水滩峡谷长约300米，坝址上游河谷为东西向，进入坝址后转为南北向, 水流湍急，河流径急滩折向南偏东流出峡谷，在坝址上游转变和下游急滩两地段， 水流集屮冲刷形成深潭。河流深切,河谷呈“v”型，两岸地形坡度：200-220米高程为35度,220-260 米高程为45度,260-340米高程为50-60度，河底高程约200米，谷宽80-100米， 一般枯水期水而宽度：50米，水深1-3米。坝区位于90km2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

10、岩接触良好。混凝土/新鲜花岗斑岩抗剪摩擦系数0. 7,凝聚力5kg/cm2,抗剪断摩擦系 数l.oo混凝土/混凝土抗剪断摩擦系数1.25,凝聚力1.45x 103kpao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。天然建筑材料土料: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0. 5km, 有效储量426700m3o油坑料场:位于500550m高程的低平山丘上，为粘土及壤土组成，料场距坝 址1. 5km,有效储量747600m3 o砂石料：局村至小顺区六个料场,左右岸各三个，最远

11、距坝址16. 5km。局村至坝址区十个料场，左岸4个，右岸6个，最远距坝址9km。坝址至赤石区七个料场，最远距坝址12. 2km。共计23个料场，有效储量水下557000m3,水上3094600m3,合计3651600m3o 既给设计控制数据1 校核洪水位：29250m,校核最大洪水下泄流量14900m3/s2. 设计洪水位:29050m,设计洪水最大下泄流量11700m3/s3 设计蓄水位:284.50m4 设计低水位:264. 00m5装机容量:4x4. 75万kw,即19万kw挡水建筑物基本剖面的拟定坝高确定根据水电站装机19万kw,水库总库容14. 1 x 108m3,取工程规模为大型

12、，主要建筑物级别：3级，次要建筑物:4级，临时建筑物:5级。坝顶超出静水位高度ah h 2hl+ho+hc2h波浪涌高ho波浪中线高出静水位高度he安全超高1. 2hl0. 166vf5/4dl/3式中：v f ?为计算风速，设计情况宜采用洪水期多年平均最大风速的1. 52倍，校核情况宜采用洪水期多年平均最大风速；d?库面吹程(km),指坝前沿水面至对岸的最大直线距离，可根据水库形状确 定。但若库形特别狭长，应以5倍平均库面宽为准。多年平均风速 vf=(l. 52 0) x 1. 15=1. 7252 3m,取 vf=2m吹程由地形图上量得d二0. 7km套用官厅水库公式得：2hl=2hl=0

13、. 0166vf5/4dl/3=0. 0166x25/4x0. 71/3=0. 035m2. 浪高 2l110. 42hl0. 821二 10. 4x (2hl)0. 8=10. 4x0. 0350. 8=0. 713m3. 0. 005m4. he-查水工建筑物(上)河海大学出版社基本组合:?hco. 7m,特殊组合hco. 5m坝顶高程 设计洪水位+zh设290. 478m坝顶高程校核洪水位+ah校292. 238mah 设=2hl+ ho+hc二0. 035+0. 005+0. 7=0. 74ah 校=2hl+ ho+hc二0. 035+0. 005+0. 5=0. 54：？坝顶二291

14、. 24, 293. 04取坝顶高程为294m大坝高度可利用基岩最低点高程196. 00m,大坝实际高度为294. 00-196. 0098. 00m2. 1. 1.4坝底最小宽度确定应力条件:取 0, 24/, 9. 81/, 0.271稳定条件:取 0. 7, 1. 1, 0, 24kn/m3, 9. 81kn/m3, 0. 274. 1同吋满足应力和稳定要求取77. 5取上游坡0,由可得0下游坡0. 75,取0. 75上游折坡点高程一般在坝高的1/3-2/3范围内，故取折射坡点高程 196+34230,所以 34x0. 15+96. 5x0. 7577. 5实用剖而图2-1非溢流坝剖面图

15、非溢流坝的坝顶宽度一般可取坝高的810 %,并不小于2m,根据坝顶双 线公路交通要求，坝顶b取为lomo坝顶高程294. 00m,坝底高程196. 00m,折坡点高程230. 00m,上游坝坡坡 度1:0. 15,下游坝坡坡度1:0. 75,坝顶宽10. 00m,坝底宽77. 50m,上游侧5. 10m, 下游侧72. 40mo灌浆廊道距坝底4m,距上游坝面5m,廊道宽2. 5m,高3m。坝体纵向排水检查廊道一般靠近坝的上游侧，每隔15-30米高差设置一层，取25米高差。非溢流坝段坝慕而稳定及应力校核设计洪水位(持久状况)自重gl=l/2x5. 1x34x24=2080. 8g2=l/2 x7

16、2.4x 96. 5 x 2483839. 2g3=l/2x (3. 5+16. 8) x10x24=2436ml= g1x38. 75-2/3x5. 1)=73556. 28m2二 g2x (3& 75-5. 1-1/3x72.4)=797869. 72m3= g3x 38. 75-5. 1-10-3. 5 =66137. 4静水压力上游:px=l/2x9. 81x94. 52=43802. 88py=l/2x9.81x5. ix (94. 5+60. 5) =3877. 4mx二pxx 1/3x94. 5二 1379790. 72my=py x (38. 75-c)=141098.

17、59e二(60. 5x2+94. 5)/(60. 5+94. 5) x 5. 1/3二2. 36m下游:px/=l/2x9. 81x22. 42=2469. 93py/=l/2 x9.81x22.4x16. 8=1845. 85mx/ =px/x 1/3x22. 4=18442. 1my/ =py/x (3& 75-1/3x 16. 8)=61189. 93扬压力ul=77. 5x22. 4x9. 81=17030. 16u2=l. 2x 1/2x72. 1x (1+0. 3)x6. 3x9. 81=3475. 68m2=u2 x (38. 75-e)=125699.3e=(0. 3x

18、2+1)/(1+0. 3) x6. 3/3=2. 58m3=u3x (2/3x71. 2-3& 75)=65845. 44浪压力过小，忽略不计。ew二2436+2080. 8+83839. 2+3877. 4+1845. 85-17030. 16-3475. 68-7553. 97二66019.44lm二73556.28+797869.72+66137. 4-1379790. 72+141098. 591+18442. 1-61189. 93-125699.3-65845. 44=-535421.3表2-1坝基面持久状况稳定应力计算(设计洪水位)名称荷载(心)方向弯矩(kwi)方向自重

19、 88356.08 i 937563.4静水压力上游 43802. 88- 1379790.723877. 4 i 141098. 59 下1845. 85 i 61189. 93扬压力 28059.81t 252733合计 66019.44i 535421.341332.95 ->稳定分析1 摩擦公式:1. 15?k1. 12抗剪断强度公式：4. 17?3(其中f0. 7,f 'l2,c' 1.2)满足要求。3极限状态法：rl. 0, frl. 3, cr3. 0, rdl. 2sx43802.88-2469. 9341332. 95x 17030. 16-1. 1 x

20、l w2080. 8+2436+83839. 2+3877. 4+1845. 85-1. 07553. 97-1.2x3475.6864568. 91rxl.2/ frxlw+1.2/ crxa90602.07因为r&srx/rd故满足抗滑稳定要求。校核洪水位(偶然状况)自重gl=l/2x5. 1x34x24=2080. 8g2=l/2 x72.4x 96. 5 x 2483839. 2g3=l/2x (3. 5+16. 8) x 10x24=2436m2= g2x (38. 75-5. 1-1/3x72. 4)=797869. 72m3二 g3x 38. 75-5. 1-10-3.

21、5 =66137. 4静水压力上游:px=l/2 x 9. 81x96. 52=45676. 6py=l/2x9. 81x5. 1 x (96. 5+62. 5)=3977. 46mx=pxx1/3x96. 5=1469263. 5my=py x (38. 75-e) =144700e= (62. 5x2+96. 5)/(62. 5+96. 5) x5. 1/3=2. 37m下游:px/=l/2 x 9. 81x24. 32=2896. 35py/二 1/2x9. 81x24.3x 18. 23=2172. 27mx/ =px/ x1/3x 24. 3=23460. 44my/ =py/x (

22、38. 75-1/3x24. 3)=66580. 08扬压力ul=77. 5x24.3x9. 81=18474. 68u2 二 1. 2x1/2x6.3x (1+0. 3) x72.2x 9. 81=3480. 5u3=l. 2x 1/2x72.2x0.3x71.2x9. 81=9077. 34m2=u2 x (38. 75-e)=125889.7e二(0. 3x2+1)/(1+0. 3) x6. 3/3=2. 58m3=u3x (2/3x71. 2-3& 75)=79124. 15工 w二2436+2080. 8+83839. 2+3977. 46+2172. 27-1469263.

23、 5-2896. 35=63473.21m二73556. 28+797869. 72+66137. 4-1469263. 5+144700+66580. 08-23460. 44-125889. 7-79124. 15=-635133. 59表2-2坝基而偶然状况稳定应力计算(校核洪水位)名称荷载(km) 方向弯矩(knm)方向自重 88356.08 i 937563.4静水压力上游 45676. 6-> 1469263. 53977.46! 144700 下游 2896. 35- 23460. 442172. 27i 66580. 08扬压力 283764.84 t 228473合计

24、63473.21 i 635133.5942780.25 ->稳定分析1 摩擦公式:1.07kl. 12抗剪断强度公式:3. 95?3(其中f0. 7,f t.2,c 1.2)满足要求。3 极限状态法：rl.o, frl.3, cr3.0, rdl.2sx42780. 25ew2080. 8+2436+83839. 2+3977. 46+2172. 27-1. 0x18474-1. 1x9077. 34-1.2x3480. 564568.91rxl.2/ frxsw+1.2/ crxa88110.2因为r&srx/rd故满足抗滑稳定要求。正常蓄水位(持久状况)自重g1 二 1/2

25、x5. 1x34x24二2080. 8g2=l/2x72. 4x96. 5x2483839. 2g3=1/2x (3. 5+16. 8) x 10x24=2436ml二 g1 x38. 75-2/3x5. 1)=73556. 28m2= g2x (38. 75-5. 1-1/3x72. 4)=797869. 72m3二 g3x 38. 75-5. 1-10-3. 5 =66137. 4静水压力上游:px=l/2x9.81x88. 52=38417. 19py=l/2x9. 81 x5. 1 x (88. 5+54. 5)=3577. 22mx=pxx 1/3x88. 5=108848. 71m

26、y=py x (38. 75-e)二3962321. 4e= (54. 5x2+88. 5)/(54. 5+88. 5) x5. 1/3=2. 35m扬压力u2=l. 2x 1/2x26. 55x71.2x9. 81=11126. 66m1=u1x (38. 75-e)=149411.76c=(0. 3x2+1)/(1+0. 3) x6. 3/3=2. 58m2二u2x (2/3x71. 2-38. 75)二96987. 386工 w二76675. 74二4544636. 544表2-3坝基面偶然状况稳定应力计算(正常洪水位) 名称荷载(心)方向弯矩(kwi)方向 自重 88356.08 i

27、937563.4静水压力上游 38417. 19 f 1108848.713577.22 i 3962321.4扬压力 15256 t 246399. 14合计 76677.22 i 4544636.54438417. 19->稳定分析1摩擦公式：14k1. 13 极限状态法：rl. 0, frl. 3, cr3. 0, rdl. 2sx42780. 25lw76675. 74rxl.2/ frxsw+1.2/ crxa101777.6因为r&srx/rd故满足抗滑稳定要求。泄水建筑物溢流坝段剖而基本尺寸垠顶高稈确定设 n=aq0h q0 设=n/ai 1=190000 / (8

28、. 5x94. 5)=236. 54 m3/sq=qs-a q0=l 1700-0. 9 x 236. 54=11487. 11 m3/s 坝址岩基状况良好, 故取设计状况下的单宽流量q=137. 5 m2/sl=q/q=11487. 11/137. 5=83. 5m 取 l=83. 516x4+6. 5x3l0 =16x4+6. 5x3+6. 5x4+3x3=118. 5mq=l e m(2g)l/2 1103/2ho 7. 5mh= h0-v2/2g7. 5故堰高?堰顶二?校-h290. 5-7. 5283m闸高 290. 5-283+0. 58m溢流坝实用剖面设计图3-1溢流坝剖面图溢流

29、面曲线采用wes曲线xnkhdn-lyhd?定型设计水头,hd75%-95%h 7. 13-9. 03m 取 8mk.n ?与上游坝而坡度有关的系数和指数(查手册知k2, nl.85)曲线方程 y=xl.85/(2hdo. 85) dy/dx=l. 85x0. 85/(2ildo. 85) =1/0. 75 切点 x=13. 77m y=8. 85m表 3-lyxl.85/11.7x(m) 36912y(m) 0.652.354.988.48堰顶点上游椭圆曲线+1hd=8ma=0. 3a/b=0. 87+3aab=0. 169ahd=2. 4m bhd=l. 352m故椭圆方程为+1倒悬高度d

30、 h/2 4. 8取d5m反弧段：采用挑流消能，按校核洪水期允许下泄流量q14900m3/s查得下游最高水位为 220. 37 米，故 t1292. 5-220. 3772. 13m取q80m3/s,由水力学计算得：72. 13to-总有效水头hco-临界水深(校核洪水位闸门全开时反弧处水深)流速系数 查表取0.95试算得hco3. 887m则反孤段半径r二(610)hc0二(233389)m取r=25m鼻坎挑角0 =25 °鼻坎高程 220. 37+(1-cos25) x 25222m最低点高程 222-(l-cos25) x25220. 37m消能工设计挑距：a 25°

31、 hlhc0cos25° 3.523h2222-19626m挑距：163.62m式中：l-水舌距mvi-坎顶水面流速(m/s)可取坎顶平均流速v的1. 1倍，取38. 87ma -鼻坎挑射角度hl-坎顶平均水深在铅直方向的投影h2-坎顶至河床表面高差(m)g-重力加速度冲坑深度tr-冲刷坑深度mh-上下游水位差mhk-取决于出坎单宽流量q的临界水深,g为重力加速度。-取决于岩石抗冲刷能力的无因次参数,对于坚硬岩石krlo. 71.1此处取1.0计算得tr33. 8t/ts l/tr-t& 39故抗冲满足要求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

32、在溢流坝与非溢流坝交界处设2. 00m宽的导水墙，下游岸坡做简单防浪措施 即可。导墙高度掺气水深 hah/1-cc0.538ae-0.02aenv/r3/20.014135.14/3.8875/20. 24c0. 122ha2. 38mh 导 2. 38+1. 53. 88m 取 h 导 4. 0m溢流坝段坝基面抗滑稳定校核设计洪水位(持久状况)自重gl=l/2x5. 1x34x24=2080. 8g2=l/2 x72.4x 96. 5 x 24=83839. 2m3二 g3x 41.25-2. 5二 162750静水压力上游 px=l/2 x9.81x94.5x (94. 5+7. 5) =

33、47279. 3pyl=l/2x5. 1x9. 81 x (94. 5+60. 5)=3877.4mx=pxx 1/3x94. 5=1489298my=py x (41. 25-e) =150776. 53下游 px/=1/2x9. 81x22. 42=2461. 13mx/ =px/x 1/3x22. 4=18376. 44扬压力ul=22. 4x82.5x9. 81=18128. 88u2=l. 2x 1/2x (1+0. 3) x9. 81x72. 1x6. 1=3475. 68u3=l. 2x 1/2x0.3x76.4x72. 1 x9. 81=9726. 8m2=u1x (41. 2

34、5-c) =134404. 55e二(0. 3x2+1)/(1+0. 3) x6. 3/3=2. 58m3=u2 x (2/3x76. 4-41. 25)=94187. 8 zw=62667. 5工m二-299762. 5s=lp=44818表3-3坝基面持久状况稳定应力计算(设计洪水位) 名称荷载(心)方向弯矩(km)方向水压力上游 44818 f 4 i 150776. 53扬压力 31330. 68 t 228592. 35合计 62667.5 i 299762.544818 ->稳定分析1摩擦公式：1k1. 12抗剪断强度公式:3.89?3(其中f0.

35、7,f 'l2,c' 1.2)满足要求。3极限状态法:rl.o, frl.3, cr3. 0, rdl.2 sx44818lw60999. 9rxl.2/ frxsw+1.2/ crxa89307 因为r&srx/rd故满足抗滑稳定要求。校核洪水位(偶然状况)自重g1=1/2x5. 1x34x24=2080.8g2=l/2 x72.4x 96. 5 x 24二83839. 2m3二 g3x 41.25-2. 5二 162750静水压力上游 px=l/2 x9.81x96.5x (7. 5+96. 5) =49226. 58py 1 二 1/2x5. 1x9.81x (9

36、6. 5+62. 5)二3977. 5mx=pxx 1/3x96. 5=1583455my=py x (41. 25-e)=154683. 42下游 px/=1/2x9. 81 x24. 32=2905. 21mx/ =px/x 1/3x24. 3=23532.2扬压力ul=24. 3x82. 5x9. 81=19666. 6u2=l. 2x 1/2x (1+0. 3) x9. 81x72.2x6. 1=3370u3=l. 2x 1/2x0.3x72.2x76.4x9. 81=9740. 29m2=u2 x (41.25-c) =130318e二(0. 3x2+1)/(1+0. 3) x6.

37、3/3=2. 58m3=u2 x (2/3x76. 4-41. 25)=94318. 47 zw=61321.26工m二-380901s=lp=46321表3-3坝基面偶然状况稳定应力计算(校核洪水位)名称荷载(心)方向弯矩(km)方向水压力上游 46321 f 5 i 154683. 42扬压力 32778 t 224636合计 61321.26 i 38090146321->稳定分析1摩擦公式：1k1. 12抗剪断强度公式:3. 73?3(其中f0. 7,f 'l2,c' 1.2)满足要求。3极限状态法:rl.o, frl.3, cr3. 0

38、, rdl.2 sx46321lw59672. 8rxl. 2/ frx sw+1. 2/ crxa 88082因为r&srx/rd故满足抗滑稳定要求正常蓄水位(持久状况)自重g1=1/2x5. 1x34x24=2080.8g2=l/2 x72.4x 96. 5 x 24二83839. 2m3= g3x 41.25-2. 5二 162750静水压力上游:px=l/2 x9.81x 1. 5+88. 5 x 87=38406. 15py二 1/2x9. 81x5. ix (88. 5+54. 5)=3577. 22mx=pxx 1/3x88. 5=1132981. 4my二pyx (41

39、.25-e)二 141277. 7e=(l. 5x2+88. 5)/(1. 5+88. 5) x5. 1/3=1. 73m 扬压力u1 二 1.2/2x 1+0.3 x88. 5x6. 1x9.81=4130. 82u2=l. 2x 1/2x88. 5x76. 4x9. 81=11939. 28ml二u1x (41.25-e)二 159738. 8e=(0. 3x2+1)/(1+0. 3) x6. 3/3=2. 58m2=u2x (2/3x76. 4-41. 25)=115612. 03工w二77628em二 17977. 8zp38406. 15表2-2坝基面持久状况稳定应力计算(正常蓄水位

40、) 名称荷载(心)方向弯矩(kwi)方向 自重 88356.08 i 937563.4静力上游 38406. 15->1132981.413577. 22 i 3141277. 7扬压力 16070t275350. 83合计 77628i17977.838406. 15->稳定分析1.摩擦公式:1.41k1. 12抗剪断强度公式:5?3(其中f0. 7,f t2,c 1.2)满足要求。3极限状态法：rl.o, frl.3, cr3. 0, rdl. 2 sx 38406. 15zw77628rxl. 2/ frx zw+1. 2/ crxa 240841. 6因为r&srx

41、/rd故满足抗滑稳定要求。机电设备及辅助设备的选择特征水头h、hmin> hr的选择h可能出现情况nf二9. 81qhq 总ii-上下游水头差nf二9. 81q(h-ah) n总二8. 5hq 考虑1%的水头损失校核洪水位(292. 5m),四台机组全发电由q泄二14900 m3/s查厂区水位流量曲线得:h下二220. 37m 11=292. 5-220. 37=72. 13mh 净(1-1%) 72. 1371.4m设计洪水位(290. 5m),四台机组全发电由q设=11700 m3/s查厂区水位流量曲线得:h下二218. 44m h二290. 5-218. 44二72mh 净(1-1

42、%)7271. 34m设计蓄水位(284. 5m),-台机组发电19万kw属中型电站,a=8. 31, n二9. 81qh n =aqh,考虑2%水头损失nf 4.75/97%4. 8969 万 kw设 q1 二80m3/s,查得 h 下二202mn二8 31 x80x (284. 5-202) x98%=5. 375 万 kw设 q2=100m3/s,查得 h 下=202. 125mn=8. 31x 100x (284. 5-202. 125) x98%=6. 71 万 kw设 q3=50m3/s,查得 ii 下二201. 81mn=8. 31x50x (284. 5-201. 81) x9

43、8%=3. 37 万 kw由以上三组数据作nq图图4-1 n'q图由 n=4. 89 万 kw 查得:q二73 m3/s再由 q二73 m3/s 查得:h 下二201. 87mh净82. 63m设计蓄水位(284. 5m),四台机组发电nf 19/97%19. 59 万 kw设 ql=80m3/s,查得 ii 下=202mn=8. 31x80x (284. 5-202) x98%=5. 375 万 kw设 q2=100m3/s,查得 h 下=202. 125mn=8. 31x100x (284. 5-202. 125) x98%=6. 71 万 kw设 q3=150m3/s,查得 h

44、下二202. 44mn二8 31 x 150x (284. 5-202. 44) x98%=10. 03 万 kw设 ql=220m3/s,查得 h 下二202. 88mn=8. 31x220x (284. 5-202. 88) x98%二 14. 62 万 kw设 q2=250m3/s,查得 ii 下二203. 03mn=8. 31x250x (284. 5-203. 03) x98%=16. 59 万 kw设 q3=300m3/s,查得 h 下二203. 2mn=8. 31x300x (284. 5-203. 2) x98%=19. 86 万 kwh净79. 6m综上所述,h=83mhmi

45、n可能出现情况设计低水位(264. 0m),四台机组全发电设 ql=200m3/s,查得 h 下二202. 6mn=8. 5x200 x (264-202. 6) x 97%二 10. 23 万 kw设 q2=500m3/s,查得 h 下二203. 9mn=8. 5x500x (264-203. 9) x97%=24. 47 万 kw设 q3=700m3/s,查得 h 下二204. 5mn=8. 5x700 x (264-204. 5) x97%=33. 92 万 kw由以上三组数据作n、q图图4-2 n'q图由 n=19. 59 万 kw 查得:q=393m3/s再由 q=393 m

46、3/s 查得:h 下二203. 51mahmin=264-203. 51=60. 5m设计水头加权平均水头hav二50% h设+30%h+20%hmin50%x71. 34+30%x83+20%x60. 572. 67m坝后式 hr=0. 95hav=69m水轮机选型比较由工作水头范围60. 5-83m查表得:选用hl220水轮机转轮直径d1查表水电站3-6得限制工况下单位流量查表得限制工况ql/m=l. 15 m3/s, n m=89. 0%,由此初步假定原型水轮机在此工况下的单位流量初设q1/ =ql/m=l. 15 m3/s, n m=90. 8% 式屮：nr?水轮发屯机额定出力(kw)

47、, 4台机组情况，已知发屯机额定出力。，ngr96%, nrngr/ngr47500/0. 9748969kwhr?设计水头(m),坝后式hro. 95 hav69mh?原型水轮机的效率(%),由限制工况下的模型水轮机的效率修正可得。根据水轮机转轮直径模型水轮机尺寸系列的规定，由上述计算出的转轮 直径，选用比计算值稍大的转轮直径值d13m。转速nhl220最优工况下转速n 10/m=70. or/min式中:ilav ?加权平均水头(m), hav=72. 67mo di ?转轮直径(m),dl 取为3.0m。nlo/ ?采用略高于最优单位转速的设计单位转速(r/min),取 nl0/= nl

48、0/m=70. 0r/mino水轮机的转速一般采用发电机的标准转速，选择与上述计算值相近的发 电机标准转速取n=214. 3r/min ,磁极对数2p二28。效率修正n m=91% dlm=0. 46m原型效率um-模型最优工况下效率dim-模型转轮直径效率正修正值 h h -h m=93. 8%-91%=2. 8%取 e =1%a an =1.8% n = n m+a n 二91%+1 8%二92. 8%n = n m+a n =89. o%+l 8%二90. 8%与假定值相同 anlo/ nio/m=-l=o. 97%<3%n> qi/可不加修正最后求得 q =90. 8%, dl=3. 0m, n214. 3r/min水轮机型号:hl220?lj?330工作范圉检验=1. 14 m3/s<l. 15 m3/s最大引用流量 q二 qi/ d12ilrl/2=79. 67 m3/s与特征水头h、hmin. hr相对应的单位转速为nl/min二ndl/hl/2二70. 57r/minnl/=ndl/ilmin 1/2=82. 65r/minnl/r=ndl/hr1/2=77. 4r/min在 hl220