樱子水电站设计（大坝、厂房部分）之三水利工程专业

1、 第 1 页I贵州樱子水电站设计（大坝、厂房部分）之三(正常蓄水位：1382.249m)摘 要贵州樱子河电站水库无防洪、航运、灌溉等任务，电站建成后的主要任务是发电，水库的正常蓄水位及设计洪水位 1388.40m，校核洪水位 1390.164m，死水位 1385.00m，水库的兴利库容为 95 万 m3，水库的死库容为 679 万 m3总库容为 813 万 m3；电站的多年平均发电量为 6470 万 kWh，装机容量为 1.6 万 kW，保证出力为 1496kW，设计水头是 39.8m，设计援用流量为 46.0m3/s，大坝和水电站的工程大小均属于小(1)型，且工程级别为级。该电站的主要建筑物

2、有：冲沙底孔、主副厂房，升压站，大坝、引水建筑物。大坝是一变圆心变外半径的双曲拱坝，坝体的最上面高度为69.347m，坝体的最下面厚度为 11.600m，坝顶宽 5.000m。为防止坝基渗漏，在坝基靠近上游侧进行帷幕灌浆，并且为了减少坝基的扬压力，灌浆帷幕的后面是排水孔。 樱子水电站为径流式电站，用混凝土双曲拱坝住当水位形成发电水头，应用左岸隧洞引水发电，厂房和开关站均为地上式。本次毕业设计为贵州樱子河水电站的初步设计，设计内容主要有：引水建筑物布置、水电站厂房设计、工程总枢纽布置、大坝布置及应力和稳定计算、冲沙底孔布置。关键词：双曲拱坝，引水建筑物，取水口，冲沙底孔，厂房。 第 2 页II

3、Abstract Guizhou yingzi River hydropower station reservoir flood control, shipping, irrigation and other tasks, power station after the completion of the main task is power, the reservoir normal water level and the design flood level 1389.00m and check flood level 1389.64m water level 1385.00m die,

4、dead storage reservoirs 679 million m3, Hennessy capacity 95 million m3, with a total capacity of 813 million m3; plant annual average generating capacity for 64.7 million kW / h, installed capacity is 1.6 million KW, ensures that the output 1496kW, design head is 39.8m, design reference flow 46.0m3

5、/s, reservoir and power station engineering scale are small (1) type, and the engineering level to the fourth grade. The main building of the power station are: dam, diversion structures, sand 第 1 页IIIbottom, main and auxiliary power plant, booster station. The dam is a double curvature arch dam var

6、iable centres outside radius, the maximum dam height of 69.347m, bottom thickness 11.600m, the width of 5.000m. To prevent dam foundation leakage, the curtain grouting is carried out near the dam foundation, and the uplift pressure of dam foundation is reduced, and the drainage hole is arranged afte

7、r grouting curtain. Yingzi hydropower station on Regulating Runoff of hydropower station, the concrete hyperbolic arch dam to intercept water generation head, the left bank diversion tunnel, workshop and switch station are on the ground. The graduation design for the preliminary design of Guizhou yi

8、ngzi River hydropower station, design content mainly includes: dam layout and force and stability calculation, red sand bottom hole layout, diversion tunnel layout, hydropower station plant design, engineering,general layout of the project. . Keywords: hyperbolic arch dam, diversion structures, sand

9、 bottom, plant 第 2 页IV 第 1 页1 目录摘 要.IABSTRACT.II第一章综合说明 .3 1.1 概述.3 1.1.1 工程概况 . 3 1.1.2 设计要求.4 第 2 页2 1.2 工程特性表.4 1.2.1 水库特性表 .4 1.2.2 樱子河径流年内分配表.4 1.2.2 樱子河电站设计洪水成果表.4 1.2.4 施工设计洪水成果表.5第二章 设计资料.6 2.1 枢纽任务.6 2.2 地 质.6 第 1 页3 2.2.1 区域地质概况.6 2.2.2 水库区工程地质条件.7 2.2.3 坝址区工程地质条件.7 2.2.4 引水系统工程地质条件.8 2.2.

10、5 厂房及开关站工程地质条件.9 2.2.6 天然建筑材料.9 2.2.7 主要工程地质结论.9 第三章 规模.11 3.1 水库规模 .11 3.1.1 正常蓄水位选择.11 第 2 页4 3.1.2 死水位选择.11 3.1.3 装机容量的选择.11 3.2 工程选址、选线及总布置.12 3.2.1 坝址选择.12 3.2.2 厂址选择.13 3.2.3 坝线选择.13第四章 机电施工及环境保护.14 第 1 页5 4.1 机电及金属结构.14 4.1.1 水力机械及主要附属设备.14 4.1.2 采暖通风.15 4.1.3 接入系统方式及电气主接线.15 4.2 消防.15 4.3 施工

11、.16 4.3.1 施工条件.16 4.3.2 导流、度汛标准及导流方案.16 4.4 环境保护 .16 4.4.1 环境影响评价.16 第 2 页6 4.4.2 环境保护措施.16结语 .20参考文献.21致谢.22附录一.23 第 1 页7 第一章 综合说明1.1 概述1.1.1 工程概况樱子河电站位于纳雍县西南部新房乡小骂仲村境内，距纳雍县城45km，电站属三岔河干流(黔中水利枢纽以上)规划电站的第五梯级，主要任务为发电。供电经过新房变、化乐变、三家寨变对水城县东部三乡供电，剩余电量由双水变送入水城主干网。樱子河电站位于新房乡与阳长镇交界处的三岔河上游骂仲河段上，坝址以上集雨面积 253

12、4km2,多年平均流量 41m3/s，水库正常蓄水位1388.00m，兴利库容 95 万 m3，校核洪水位 1389.21m,总库容 813 万m3，为日调节水库；电站装机容量 1.6 万 kW，让出力在 1496kW，让年发电量 6470 万 kWh 左右，设计流量为 46.0m3/s，设计水头 39.8m。三岔河位于东经 104018106018,北纬 2601827000之间，发源于威宁县香炉山乡银洞村，河流流经威宁二塘、水城、纳雍、六枝、普定、织金、平坝县境，于清镇市、黔西县、织金县交界处的化屋基与乌江主要河流六冲河汇流，流过鸭池河段后始就为乌江。沿河两岸汇入的主要一级支流共有 17

13、条，其中：左岸 7 条，右岸 10 条。 第 2 页8三岔河全长 325.6km，总落差 1397.9m，平均比降 4.29，流域面积7264km2。樱子河电站位于纳雍县新房乡小骂仲村的骂仲河段，属三岔河干流(黔中水利枢纽以上)规划电站的第五梯级，坝址以上河流长度120km，平均比降 6.93，流过的面积为 2534km2，占三岔河总面积的34.9%。 第 1 页9 1.1.2 设计要求要求：(1)根据防洪要求，对水库进行洪水调节计算，确定坝顶的高程和泄水建筑物孔口尺寸。(2)通过分析，对可能的方案进行比较，确定枢纽组成建筑物的形式，轮廓尺寸及水利枢纽布置方案。(3)详细做出大坝设计，并通过比

14、较确定坝的基本剖面和轮廓尺寸，拟定地基处理方案和坝身构造，进行水利计算、静力计算。(4)对泄水建筑物（待坝型选定后指定）进行设计，选择泄水建筑物的形式与轮廓尺寸，确定布置方案，拟订细部构造，进行水利计算、静力计算。(5)对樱子河水利枢纽各组成建筑物进行总体布置以及细部构造设计。 1.2 工程特性表1.2.1 水库特性表表 1-1 水库特性表正常蓄水设计洪水校核洪水位死水位汛前限制水 第 2 页10位位位1388.40m 1388.40m1390.164m 1385.00m 182m 1.2.2 樱子河径流年内分配表 樱子河电站坝址以上流域径流主要由降雨补给，历年径流量的年内变化相对稳定，但由于

15、降水量在年内分配不均，致使径流在年内的变化较大，510 月径流量占全年的 84.9%，枯水期的 6 个月水量仅占全年的 15.1%。坝址处年内径流分配成果见表 1-2 表 1-2 樱子河径流年内分配表 月 份567891011121234全年月平均流量（m3/s）37.2134 11734.635.456.924.714.610.49.488.177.7241占全年%7.726.924.27.2 7.111.85.0 3.0 2.1 1.8 1.7 1.5 100 1.2.3 樱子河电站设计洪水成果表 三岔河流域洪水主要由暴雨形成，影响流域暴雨的主要天气形势是两高切变型。流域 510 月为汛期

16、，洪峰主要是由一日暴雨形 第 1 页11成，一次洪水过程的洪量主要集中在三日内。三岔河牛吃水河段的历史洪水曾进行过两次调查，以 1950 年洪水较可靠，洪峰流量为 1110m3/s。实测较大洪水两次：1991 年洪峰流量 1960m3/s；1999 年洪峰流量 1230m3/s。经分析，1991 年洪水重现期为 165 年，1999 年洪水重现期为 50 年，1950 年洪水重现期为36 年。对牛吃水站的洪水计算，将 1991 年及 1999 年洪水从实测资料中提出作为历史洪水，以历史洪水和实测系列共同组成不连序系列进行排频计算。樱子河电站洪水计算采用面积比拟法(指数：洪峰流量为0.67，一日

17、洪量为 0.85，三日洪量为 0.90)将牛吃水站洪水计算成果修正到坝址处，求出不同设计频率下的洪峰流量和洪量成果见表1-3。 表 1-3 樱子河电站设计洪水成果表设计频率P(%)项 目均值Cv Cs/Cv0.2 0.5123.3351020洪峰流量 (m3/s)611 0.4842120 1851 1652 1453 1314 1194 995 794 一日洪量 (亿m3)0.37 0.46 3.5 1.19 1.05 0.95 0.84 0.77 0.70 0.60 0.48 牛吃水 三日洪量 (亿m3)0.85 0.43 3.5 2.56 2.28 2.07 1.85 1.69 1.56

18、 1.341.10 樱 洪峰流量 (m3/s)607 0.4842106 1839 1641 1443 1305 1186 989 789 第 2 页12一日洪量 (亿m3)0.3660.46 3.5 1.17 1.04 0.94 0.83 0.76 0.7 0.590.48子河三日洪量 (亿m3)0.842 0.43 3.5 2.53 2.26 2.05 1.84 1.68 1.55 1.321.091.2.3 施工设计洪水成果表根据工程施工要求和洪峰出现时间，作出牛吃水水文站四个月，五个月，六个月，七个月 6 个分期时段的频率计算洪水成果。然后将牛吃水站施工分期洪水成果按面积比修正（修正系

19、数为 0.67）到樱子河电站坝址处，即得樱子河电站坝址处施工设计洪水成果，见表 1-5。 樱子河电站天然状况下施工设计洪水成果表四个月五个月六个月七个月分期频率12.13.31 1.14.30 11.13.31 12.14.30 11.14.3010.14.3011.15.3110%(m3/s)37.9101.390.6101.3126.1304.9387.320%(m3/s)30.760.867.264.291.8219.5244.3 第 1 页13 第 2 页14 第二章 设计资料2.1 枢纽任务根据国家电力公司贵阳勘测设计研究院 1995 年编制的三岔河干流(普定以上)水利水电规划报告成

20、果，普定以上梯级开发方案为八级开发：下扒瓦出水洞狮子口阳长一级阳长二级木底河湾河阿珠。樱子河电站(规划成果中称为阳长一级)为第四级，第三级狮子口电站原规划为高坝方案开发，由于水库淹没损失过大等原因，现已改为分两级低坝开发，原址改名金狮子(二级)电站，按梯级编序，金狮子(二级)电站为三岔河干流上的第四梯级，相应地樱子河电站变为三岔河干流上的第五梯级。此外，樱子河电站下游原规划中的第六梯级木底河电站现已更名为“黔中水利枢纽”，已建成的阳长二级电站将被其淹没。按三岔河干流(普定以上)水利水电规划报告，三岔河干流开发方针为：“以供水为主兼顾发电”，“各梯级的主要开发任务应具体分析确定”。根据规划成果及

21、从目前三岔河开发形式分析，下扒瓦、黔中水利枢纽以供水为主要开发任务，其它梯级主要以发电为主。樱子河电站水库无防洪、航运、灌溉等任务，电站建成后，主要任务为发电，还可为库周发展农业灌溉、养殖等提供有利条件，促进地区经济发展。 第 1 页152.2 地 质2.2.1 区域地质概况樱子河电站位于纳雍县西南部新房乡与阳长镇交界处的三岔河上游骂仲河段上，流域地处中国二级梯形地带的贵州高原西北部山区，总体地势西高东低。区内地貌从分水岭至河谷依次形成了大娄山期、山盆期和乌江期（即峡谷期）等三期剥夷面和多级阶地，地形起伏较大，多呈山高坡陡之势，以中山地形为主。工程区河谷为高山峡谷，多为溶蚀、侵蚀形成岩溶河谷地

22、貌。工程区出露地层主要有石炭系下统摆佐组(C1b),中统黄龙群(C2hn)，上统马平群(C3mp)；二叠系下统梁山组(P1L)、栖霞组(P1q)、茅口组(P1m)，上统峨嵋山玄武岩组(P2)、龙潭组(P2L)、长兴组(P2c)及大隆组(P2d)；地表面为各种成因零星分布的第四系(Q)覆盖层。工程区域所属大地构造单元的一级构造单元为扬子准地台，二级构造单元为扬子台褐带，三级构造单元为六盘水断陷和遵义断拱，四级构造单元为威宁北西向构造变形区和毕节北东向构造变形区；整个工程区位于毕节北东向构造变形区西南部，临近威宁北西向构造变形区东北部。2.2.1 水库区工程地质条件樱子河电站位于纳雍县西南部新房乡

23、与阳长镇交界处的三岔河上游骂仲河段上，流域地处中国二级梯形地带的贵州高原西北部山 第 2 页16区，总体地势西高东低。区内地貌从分水岭至河谷依次形成了大娄山期、山盆期和乌江期（即峡谷期）等三期剥夷面和多级阶地，地形起伏较大，多呈山高坡陡之势，以中山地形为主。工程区河谷为高山峡谷，多为溶蚀、侵蚀形成岩溶河谷地貌。工程区出露地层主要有石炭系下统摆佐组(C1b),中统黄龙群(C2hn)，上统马平群(C3mp)；二叠系下统梁山组(P1L)、栖霞组(P1q)、茅口组(P1m)，上统峨嵋山玄武岩组(P2)、龙潭组(P2L)、长兴组(P2c)及大隆组(P2d)；三叠系下统飞仙关组(T1f)和永宁镇组(T1y

24、n)，中统关岭组(T2g)；工程区内未发现下第三系(E)地层；地表面为各种成因零星分布的第四系(Q)覆盖层。工程区域所属大地构造单元的一级构造单元为扬子准地台，二级构造单元为扬子台褐带，三级构造单元为六盘水断陷和遵义断拱，四级构造单元为威宁北西向构造变形区和毕节北东向构造变形区；整个工程区位于毕节北东向构造变形区西南部，临近威宁北西向构造变形区东北部。区内无活动断层分布，地震基本烈度为度，地震动峰值加速度为 0.05g，地震动反应谱特征周期为 0.35s，区域地质构造稳定性良好。1.3.2 水库区工程地质条件樱子河电站库区出露地层主要为上古生界二叠系地层，分别为下统茅口组（P1m）和上统峨嵋山

25、玄武岩组（P2）及零星分布的第四系覆盖层，灰岩分布河段以岩溶地貌为主；玄武岩分布河段地形地貌以侵蚀切割形成的平缓脊状山岭与浑圆状缓丘地貌为主。水库 第 1 页17建成后，库水面将处于深切的峡谷之中，属峡谷型水库。库区位于阳长向斜南西翼，中坝背斜南东翼，区内无滑坡、泥石流等不良物理地质现象存在，也无区域性断裂地质构造通过。区域性不明原因断裂构造 F1、F2 、F3、F4、F5和 F6距离库区较近,库区还发育有次一级的地质构造，但对成库地质条件影响不大。库区岩溶的发育按岩性可分为岩溶化地层和非岩溶化地层。岩溶化地层为二叠系下统茅口组(P1m)的灰岩地层，岩溶主要发育在两岸受地表水和地下水侵蚀的灰岩

26、体中，岩溶形式有岩溶漏斗、溶蚀洼地、溶沟、溶槽以及溶蚀裂隙等，岩溶形态变化较大。在立火杆至吴家寨的库区右岸有串珠状岩溶漏斗发育，并有天生桥在库区右岸连续展布,水库不存在库中库问题。非岩溶化岩层为二叠系上统峨嵋山玄武岩组(P2)地层，为水库区相对隔水层，分布于库区灰岩地层下游的库首位置，玄武岩地层整体倾向河床下游，对水库向邻谷发生地下分水岭渗漏能起到良好的阻隔作用。樱子河电站整个库区处在深切河谷之中，沿岸无低洼邻谷，地表及地下分水岭高大雄厚，库首出露地层为二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2）玄武岩，向两岸延伸较远，隔水性能良好。库区虽然大部处于茅口组（P1m）灰岩地层中，但不存由灰岩地层通往大坝下游

27、河床的岩溶通道，水库建成后，除可能沿坝址岩石裂隙内产生向下游的绕坝渗漏外，不存在其它渗漏问题。库区两岸山体大部分基岩裸露，岩性主要由灰岩及玄武岩组成，岩石坚硬，整个库区内无大的滑坡、泥石流等潜在不良物理地质现 第 2 页18象存在。两岸除在局部峡谷岸坡见有裂隙切割形成即将失稳的危岩体，以及在局部河段由于构造断裂影响存在局部崩塌，在河床上见小规模崩塌岩块外，大部分岸坡稳定性很好。在库首玄武岩分布地段,水库蓄水以后，由于库首及库区下游两岸为裸露坚硬玄武岩，柱状节理裂隙和岩石风化对库岸稳定影响不大，整个库区内库岸总体比较稳定，也不存在岸边再造问题。水库蓄水后，库水引起的地下水位抬升对四周山坡上的农作

28、物耕种不会造成影响，也不会引起四周耕种土地产生土壤盐渍化，大坝下游和邻谷不存在浸没问题。1.3.3 坝址区工程地质条件推荐坝址区河谷深切，两岸坡地形坡度较陡，呈基本对称的“V”形谷，坝址区出露地层为二叠系上统峨嵋山玄武岩(P2)，河床内第四系冲积覆盖层厚 5m，两岸坡面上第四系残坡积覆盖层厚02m，坝址区无断裂地质构造发育，两岸无剧烈的不良物理地质现象。表层玄武岩中节理裂隙发育，主要有 NE 和 NW 向两组，强风化层较厚。坝址区无不良地质构造破碎带，无岩溶现象，水文地质条件简单，采取适当措施处理后，宜建当地材料坝。1.3.4 引水系统工程地质条件发电引水线路位于坝址左岸，岸坡地形较陡，系统由

29、取水口、压力引水隧洞和压力管道共同组成，均处于二叠系上统峨嵋山玄武岩(P2)地层中，无破坏性地质构造和严重不良物理地质现象。有压隧洞洞身临河距离大于 20m，斜直段埋深在 2535m 之间，埋深 第 1 页19较大，围岩分类为-类，成洞条件具备；压力管道较短，可直接利用玄武岩强风化层及弱风化层基岩面作地基持力层，基础稳定。1.3.5 天然建筑材料天然石料场位于坝址左岸上游山体内，距坝址约 400m, 运距较短。出露地层为二叠系下统茅口组(P1m)灰岩地层，岩性为灰色厚层块状灰岩，岩石坚硬致密，强度高，质纯，不存在碱活性反应问题。料场区坡面基岩大部裸露，第四系覆盖层较薄。可开采范围：长345m，

30、宽 120m,有用层储量经计算达 157 万 m3。辅助料场位于坝址区下游左岸，紧靠纳雍县新房乡营盘乡公路旁，距坝址 4.5km，出露地层为三叠系下统永宁镇组(T1yn)灰岩，岩性为灰岩夹泥质灰岩及钙质泥页岩，有用层储量 30 万 m3。其储量、质量完全能满足工程砂石骨料取料要求。土料场选择在位置三岔河与彭家沟交汇处下游主河道左岸小山坡中部，距坝址约 250m。土料场地表为耕植土，厚 0.5m，下为可塑状粘土，厚 46m，土质良好，开采方便，可开采范围：长 351m，宽 24m,，储量达 5 万 m3以上，能满足土料取料要求。1.3.6 主要工程地质结论 (1) 库区两岸基岩裸露，岸坡陡峭，库

31、岸稳定，淹没损失小，地表分水岭高大雄厚，无低凹邻谷。区域性断裂构造距库区相对较远，无活动性断裂构造通过，无滑坡、泥石流等不良物理地质现象存在。虽然库区内灰岩地层中岩溶发育，但受库首玄武岩地层分布 第 2 页20控制，岩溶管道与下游的连通性较差，成库条件好。(2) 坝址为基本对称的“V”形河谷，出露主要地层为二叠系上统峨嵋山玄武岩(P2)，河床内第四系冲积覆盖层厚 5m，两岸坡面上第四系残坡积覆盖层厚 02m。坝址区无断裂地质构造发育，两岸无剧烈的不良物理地质现象。表层玄武岩中节理裂隙发育，主要有 NE 和 NW 向两组，强风化层较厚。坝址区水文地质条件简单，工程地质条件良好。 (3) 厂房及开

32、关站出露地层均为二叠系上统峨嵋山玄武岩(P2)，厂房基础第四系覆盖层相对较深, 开关站基岩裸露，工程地质条件均可满足建设要求。(4) 施工围堰地段河床堆积砂、砾、卵石层，结构松散，厚度大，透水性特强，建议采用土石围堰，以堆积层作基础持力层，同时对地基作帷幕防渗处理。(5) 施工导流隧洞位于坝址左岸，稳定性较好。主要工程地质问题是：进出口段处于风化带，建议对洞身衬砌和清除洞脸边坡表层松动岩石；洞身位置较低，建议作好施工排水。(6) 天然石料场选择两处，分别位于坝址左岸上游 500m 和坝址左岸下游 4.5km，总有用层储量不少于 187 万 m3。两处石料场均易于开采，储量丰富，岩质好，能满足工

33、程建设需要。 第 1 页21 第三章 规模3.1 水库规模3.1.1 正常蓄水位选择樱子河电站上游金狮子二级电站装机 2 万 kW，正常尾水位1388.00m；下游为黔中水利枢纽，其正常蓄水位 1335.00m，相应的回水尖灭点水位 1338.80m。本次设计，在不影响金狮子二级电站正常运行及充分利用河段水能资源的原则下，综合确定水库正常蓄水位。选择1382.00m、1384.00m、1386.00m、1388.00m四个正常蓄水位进行分析比较，得出以下结论：随着正常蓄水位的提高，樱子河电站年发电量逐渐增加，经济效益越好；电站淹没的房屋、人口及耕地随正常蓄水位的抬高增幅很小。另外，考虑到当樱子

34、河电站正常蓄水位高于1388.40m时，会淹没上游金狮子二级电站正常尾水位。3.1.2 死水位选择樱子河电站建成后运行受控于金狮子二级电站。两电站相距较近，引用流量相差不大，单从运行方式上看，不需要太大的调节库容。但从本电站在电网中工作位置考虑，应设置一定的负荷备用库容和事故备用库容，同时考虑预留一定的库容承接两电站坝址区间来水量，经计算，以上三部分共计需调节库容约 90 万 m3。因选定正 第 2 页22常蓄水位为 1388.00m，达到调节库容约 90 万 m3的死水位为1385.13m。因此，本电站的死水位不得高于 1385.13m。选择1382.00m、1383.00m、1384.00

35、m、1385.00m、1386.00m五个死水位进行比较，后得出如下结论：在死水位低于1385.00m时，随着死水位提高，年发电量不断增加，当死水位从1385.00m提高到1386.00m时，水库不能满足日调节要求，枯水期有122天的时间，来水不能满足单机40%出力的要求，电站不能发电，因此，发电量反而会减少。最终确定电站死水位为1385.00m，相应死库容679万m3。3.1.3 装机容量的选择樱子河电站正常蓄水位1388.00m，平均流量尾水位1343.82m，最大毛水头45.18m，最小毛水头41.75m，最大净水头42.68m，最小净水头39.25m，加权水头39.8m。根据水轮机特性

36、曲线分析，出力系数取7.8。拟定装机容量34000kW、35000kW、28000kW、36300kW共4个方案进行了分析比较。得出如下结论：随着装机容量的增加，多年平均发电量也在逐步增加，但增加的幅度变小，而随着装机容量的增加，电站的年利用小时数相应降低；方案1和方案2没有充分利用水资源，且单位千瓦投资偏大；方案4投资偏高且年利用小时数偏小，单位电能投资偏高；方案3经济指标比较合理，水资源利用也较充分，加之樱子河电站的上一级金狮子二级电站有日调节性能，樱子河电站不受保证出力的约束。故推荐装机容量为28000kW，年利用小时4044h。 第 1 页233.2 工程选址、选线及总布置3.2.1

37、坝址选择设计中选择了蜂子岩坝址、骂仲河坝址和吴家寨坝址进行比较。经对峰子岩坝址和骂仲河坝址进行比较，峰子岩坝址因坝体方量大；坝基、坝肩防渗处理难度较大；库区淹没比骂仲河坝址多淹没田 120 亩，土 380 亩，搬迁农户 16 户 65 人，淹没年产煤 15 万 t小型煤矿一座，首先否定。吴家寨坝址引水因引水系统较长，布置了有压引水和无压引水方案进行比较，比较结果，无压引水方案比有压引水方案投资少1915.21 万元，因此推荐无压引水方案作为该坝址的发电引水方案。表表 3-13-1 上坝址引水系统有压与无压引水方案投资比较表上坝址引水系统有压与无压引水方案投资比较表 单位：万元序号比较部位有压方

38、案无压方案备注一取水口273.53211.7661.77二引水隧洞及施工支洞5890.923286.882604.03三调压井（压力前池）592.341340.214-747.88四压力钢管231.84246.79- 第 2 页24149.46五合 计7000.855085.641915.21吴家寨坝址(上坝址)工程总体布置方案为：在三岔河干流第四梯级金狮子二级电站厂房下游约 750m 处建砼重力坝挡水，大坝坝顶高程 1394.50m，最大坝高 19m。岸塔式取水口位于坝址左岸上游20m 处，孔口尺寸 4.54.5m，取水口有压短洞后接消力池，城门洞形，底宽为 7m，高从 5.6m 渐变至 6

39、.52m，总长 34.60m。消力池后接城门型无压隧洞，断面尺寸 59.02m，总长 2985.77m，比降1/1000。引水隧洞未端通过扩散段接压力前池，扩散段长 52m，压力前池长 50m，宽 27m。压力前池未端分别引两根长度为 68.41m 的2800 压力钢管向发电厂房供水。骂仲河坝址(中坝址)经方案比选(见坝线、坝型选择段落)后推荐工程总体布置为：在骂仲河坝址兴建细石砼埋块石双曲拱坝拦河蓄水，紧靠左坝肩上游建岸塔式取水口，接有压引水隧洞和压力管道输水进入水轮机组，在推荐厂址建厂房发电，供水方式为联合供水。具体布置见本节(5)中所述。经比较，上坝址主要建筑物大坝比中坝址低 40.7m

40、，工程量（含泄洪、冲沙及消能设施）远比中坝址少，但其引水系统线路比中坝址长 2.8km，导致工程总投资反而比中坝址大。经概算，上坝址工程总投资 6882.29 万元，比中坝址多 2330.64 万元，因此，本 第 1 页25次设计，选择中坝址作为推荐坝址。3.2.2 厂址选择在推荐坝址河段末端，左岸有彭家沟，右岸有大骂仲小支流汇入主河道，两汇口处均可布置厂房。经比较，左岸厂址与右岸厂址相比，具有引水线路短、厂房土石方开挖量少、开关站及上坝公路更易于布置等优点，故本次设计中选定影子渡口现有跨河人行索桥左岸下游 50m 的彭家沟小支流汇口处为推荐厂址。3.2.3 坝线选择推荐坝址河段短，两岸坡地形

41、较陡，地质条件较好，可以满足拱坝和重力坝，但坝轴线几乎是唯一的，布置多条坝线进行比较的意义不大。首先，坝线上移的可行性差，因距影子渡口现有跨河人行索桥上游约 240m 处即为玄武岩与灰岩地层的地表分界线，且距索桥上游 140m 处的右岸坡发育有一小冲沟，将地面线切割成“V”形，如将坝轴线及上游施工围堰置于灰岩地层上，工程地质可以满足建设要求，但水文地质条件较差，将存在坝基和坝肩岩溶渗漏，防渗帷幕灌浆工程量将大为增加且处理难度较大，引水隧洞线加长，造成工程投资增加；又如将坝轴线置于小冲沟与前述分界线之间 100m的河段内，因有冲沟影响，对拱坝右坝肩稳定不利。其次，坝线下移，虽可缩短发电引水隧洞长

42、度，但由于左岸山脊地形高度逐渐降低，不能满足建坝要求，且因与河流方向近于平行的岸坡地形线走向发生外向突变，对拱坝左坝肩稳定不利。鉴此，本次设计中推荐坝轴线位于影子渡口索桥上游约 130m 处，紧靠右岸小冲沟下游侧。 第 2 页26 第 1 页27 第四章 机电施工及环境保护4.1 机电及金属机构4.1.1 水力机械及主要附属设备1、机组选型选择樱子河电站总装机 1.6 万 kW，电站装机台数的选择主要对28000kW、35333.3kW 两个方案进行比较。从技术性比较，3 台机组运行灵活性增加，发电保证率高。但是 3 台机组运行控制不如 2 台机组方便，运行检修量增大。经济性比较：方案 2 比

43、方案 1 每年发电量多 97 万 kWh，但是多 1 台机组，相应的机组辅助设备、电气设备及厂房面积增加，总投资增加 315.24 万元。根据现在电网电价，该部分投资需要 16 年才能收回成本。因些推荐 28000kW 的装机方案。设计中选 HL820、HLA551C、HL240、HLA501 四种转轮进行比较，HLA551C 运行范围包括高效益区，额定工况和最优工况点效益最理想，机组效益最高，单机引用流量最小。故推荐水轮机型号为：HLA551C-LJ-170，额定功率 8333kW，转轮直径 1.70m，额定流量23.0m3/s，额定转速 300r/min。配套发电机型号为：SF8000-2

44、0/3250。额定容量 10000kVA，额定功率 8000kV，额定电压 6.3kV，额定转速 300r/min。 第 2 页282、蝶阀、调速器、桥机及主变压器蝶阀型号为：JZH-00/2800，公称压力 1.0MPa，油压装置操作。调速器型号为：中型高油压高速器 GKT-5000 型。 主厂房桥机型号为：50/10t 双钩桥式起重机。跨度 13.5m。主变压器型号为：S9-20000/38.5-6.3。一次电压 38.5kV，二次电压 6.3kV。3、油、汽、水系统透平油、绝缘油系统分开设置。透平油系统选择 3m3运行油桶和清油桶各 1 个，配备 2CY-1.1/14.5-1 齿轮油泵

45、2 台、ZJCQ1KY 真空滤油机和 LY-50 压力滤油机各 2 台；绝缘油系统选择 7m3运行油桶和清油桶各 1 个，配备 2CY-1.1/14.5-1 齿轮油泵 2 台、ZJB1KY真空滤油机和 LY-50 压力滤油机各 2 台。低压空汽系统选择 SLG15 空压机 2 台，配 3m3储气罐 2 只。本电站采用专用贮气罐，不设高压供气系统。技术供水：自流供水，从两台机组的进水阀前取水，用联络管连接，以达到取水口互为备用的目的，该供水方式比较可靠，不再设置备用供水水源。消防供水：自流供水，由高位水池供水。设消防栓 3 个，水带92 条，水枪 92 个。生活供水：自流供水，由厂房后约 2.5

46、km 处泉水点取得。 第 1 页294.1.2 采暖通风主厂房通风主要以排除厂内发热设备余热为主。夏季主厂房发电机层以自然通风为主，其它部位除主厂房发电机层和中控室等以外，均采用机械通风。副厂房内的中控室采用恒温恒湿空调机；通信室采用 VRV-分体式空调机；直流室选用防爆型空调机。冬季，发电机层利用发电余热采暖，中控室等装设空调的地方用空调采暖，其他地方设置电暖器采暖(有防火防暴的地方除外)。4.1.3 接入系统方式及电气主接线樱子河电站建成后，新建一回 5km 的 35kV 架空线路与电力系统相连接，落点为新房变电站，并入水城县主干电网。送电容量：扣除厂用电后为 1.56 万 kW，送电回路

47、：一回。考虑到电站的装机特点及地理环境，机组发变侧选用单母线接线，发电机电压侧选用扩大单元接线。4.2 消防主要生产场所和主要设备以采用水喷雾和消防栓灭火为主；电气火灾和油类火灾采用移动式消防器具扑灭初期火灾，并根据防护对象的特征，配置一定数量的手提式、推车式灭火器。对少数特殊、贵重的设备，采用高效能的专用灭火装置加以防护。 第 2 页304.3 施工4.3.1 施工条件樱子河电站距纳雍县城 45km，距水城 64.5km，距纳雍阳长镇12.5km。从纳雍县城出发，走 301 省道至阳长镇，再沿阳长至营盘乡公路走约 10km 分岔即可到达坝址，交通条件较好。本工程的施工用水主要考虑以三岔河河水

48、作为水源。生活用水由坝址左岸上游约 2.5km 处的泉水点取得，经净化消毒后送至用户。本工程的施工用电由坝址下游右岸约 1.2km 处的大骂仲接入，新架设 10kV 输电线路总长约 2.5km，配 3 台变压器（厂房 1 台125kVA、大坝 160kVA、料场 1 台 200kVA），施工结束后 200kVA 变压器作为厂用变。工程建设物资水泥、钢材、木材、油料等由纳雍或水城供应，火工产品由贵阳供应，煤炭、房建材料、生活物资等可就近由阳长供应。4.3.2 导流、度汛标准及导流方案本工程规模属小(1)型工程，大坝为 4 级建筑物。根据水利水电工程施工组织设计规范（SL3032004 规定），相

49、应的导流建筑物应为 5 级，导流建筑物对应的洪水重现期为 510 年。本次设计采用 5 年一遇洪水重现期作为导流设计标准。大坝坝体施工期临时度汛洪水标准取 10 年一遇洪水（P=10%）， 第 1 页31相应入库洪峰流量 990m3/s，相应水库最高水位为 1353.08m。由于坝址位于峡谷河段，河床狭窄，岸坡较陡，河谷形状系数约为 3，且洪枯流量变幅较大，不可能采用分期导流或明渠导流方式，故设计中采用围堰一次断流、隧洞导流方式。经比选，采用枯期导流时段为 12 月次年 4 月，导流设计流量 Q20=64.2m3/s。4.4 环境保护4.4.1 环境影响评价樱子河电站在施工期解决了社会部分劳动

50、就业问题；在运行期，也需要一定数量的技术人员和管理人员，不仅为社会增加了就业机会，改善了周围的环境和增添了新的景观，改善当地的交通等基础设施，带动当地相关产业的发展，有利于人民生活水平的提高，具有较好的社会效益。樱子河电站符合加快水电开发,使流域水资源得到更为合理的开发利用，通过发电的经济效益,将促进流域经济可持续发展。工程的兴建，对环境产生有利影响的同时，也造成一些不利影响，除水库淹没、工程永久占地产生的永久性不利影响之外，工程施工及其它不利因素可以通过采取防治或改善措施予以减免，工程建成后，不会对区域自然、生态环境产生大的改变。从环境保护角度出发，工程建设利大于弊，经济、社会效益显著。4.

51、4.2 环境保护措施1、水生生态环境保护措施 第 2 页32(1) 鱼类保护措施：在库尾、库中和坝下建立鱼类增殖放流站，定期播一定数量的鱼种。(2) 保证河道生态需水量对策措施：根据河道生态需水量为4.55m3/s，水库初蓄期采用在左坝段内靠近河床边设一棵 800 钢管放水，正常运行期采用电站尾水满足下游生态用水。2、陆生生态环境保护措施(1) 植物保护措施：建库后，要实行退耕还林，坡度在 25以上的地段应采取乔、灌、草合理种植的措施，以尽快恢复植被，保持水土；工程管理单位应设置生态环境管理人员，提高环境意识。(2) 陆生动物保护措施：严禁在施工区及其周围捕猎野生动物、水生经济动物和各种留鸟、

52、候鸟；维护自然生态系统的食物链关系，重视对非淹没区的人、畜和施工人员毒蛇咬伤防治和防疫工作；制定施工人员起居和饮食卫生制度，防止传染性疾病暴发和流行。3、水环境保护措施(1) 基坑废水：对基坑初期废水向基坑投加絮凝剂，静置、沉淀，剩余污泥定时人工清理；对经常性基坑废水，导流期间，在大坝基坑内修建 2 个沉淀池，并投入絮凝剂，静置、沉淀。(2) 生活废水：对主要生活污水选择 WSZ 型一体化设备进行处理后进行消毒，再修建蓄水池进行利用；对其它现场生活污水修建4 座公厕，处理后用于农田或林草灌溉。4、空气环境护措施(1) 粉尘防治措施：优先选择先进、低尘施工工艺；在开挖、 第 1 页33爆破高度密

53、集区，采取洒水措施以及速粉沉降；料场采用洒水、覆盖草袋等降尘措施；加强场内交通道路管理和维护，做到路面常年平坦、无损、经常清扫；配备洒水车一台，洒水次数不少于 3 次/d。(2) 废气控制措施：对施工人员发放防尘土口罩等进行保护；在敏感点区域加强洒水等降尘措施。5、声环境保护措施选用符合国家有关标准的施工机具，加强设备的维护和保养，保持机械润滑，降低运行噪声。6、生活垃圾处理措施在施工生活区设置三个垃圾桶和一个垃圾池，每 37 日将收集的垃圾外运至阳长镇，同当地生活垃圾一起集中处理。7、生态环境保护措施(1) 划定施工区和施工人员活动范围线，严禁施工人员到范围线以外活动；(2) 加强对施工人员

54、和周围居民的环保宣传、教育；(3) 编制环境保护手册，明确工程管理人员、施工人员的周围居民的环保行为规范；(4) 优化施工组织设计，减小对施工区周围环境、动植物的影响；(5) 控制和降低施工噪声、削减空气污染物排放。8、社会环境保护措施(1) 人群健康保护措施：1) 加强卫生宣传管理工作；2) 建立并完善疫情报告网络；定期开展灭鼠、灭蚊蝇活动；定期对施工区食品卫生进行监督检查；加强施工区饮用水消毒、监测工作；3）加 第 2 页34强工程区内食堂、餐馆的卫生管理；4）施工区公共厕所与食堂相距30m 以上；固定的生活垃圾点距食堂 50m 以上。(2) 注意对废弃物进行清理 对办公生活区和临时工棚进

55、行病媒生物灭杀：主要是灭鼠、蚊和蝇。(3) 卫生防疫措施：1) 健康资料建档；2）检疫；3) 建立疫情监控和应急措施。(4) 施工饮用水卫生：施工人员饮用水水质符合生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）；定期对生活饮用水进行水质监测。 第 1 页35结语时间过得真快，转眼间大学四年的时光就快没了。好怀恋刚进大学时的那段时光。那时对大学充满着好奇与幻想。如今就要毕业了，在毕业前的为期两个月的毕业设计里，我感觉自己学到了很多东西。虽然有点累，但是感觉很充实。首先做这次的拱坝设计让我更加清晰的认识到作为一名设计工作者的那份艰辛。以前在外面看见一座大坝感觉没什么想法，但现在看见一座大坝能让我联想

56、到很多大坝设计的方方面面与其结构构造。其次这次毕业设计之后，有了整体上的认识，加上手算的流程，翻阅一本本的参考书，从心底佩服水利业的前辈们。理论知识只是一个参考，更重要的是取决于实际情况。有的时候理论上的东西不能将相关图形直接投影到脑袋里，即便是可以也不是很完整。对 CAD 操作不熟的我，在为期两个月的毕业设计里让我更加熟练的掌握其操作要领，还有在写设计和计算书时。对于设计的严格性让我深有体会，设计工作者不仅仅对图要求的那么严格与苛刻就连文字的大小与行列都要求的那么严格与精准。能够成功的做完一个设计真的很不容易。在这次的毕业设计里还让我学的了另一种东西，那就是学会累去查找规范。有时设计时当你遇

57、到了各种各样的问题时这就需要我们自己去查找规范和看书，去解决遇到的问题。我觉得作为一名水利工作者真的很了不起，我们建造的东西是极其神奇的，我们要为此而感到骄傲与自豪。我们要把理论与实践 第 2 页36相结合去为我们的祖国建造更加完美的大坝，用于服务广大的人民群众。我是一名水利工作者我感到很骄傲。 第 1 页37参考文献1 SL282-2003. 混凝土拱坝设计规范S.北京：中国水利水电出版社,2003.2 SL 252-2000，水利水电工程等级划分及洪水标准S. 北京: 中国水利水电出版社，20003 SL226-2001，水电站厂房设计规范S. 北京: 中国水利水电出版社，20014 SL

58、279-2002，水工隧洞设计规范S. 北京: 中国水利水电出版社，20025 华东水利学院.水工设计手册(第五卷混凝土坝)M.北京:水利电力出版社,1982.6 潘家铮. 水工隧洞和调压室M. 北京：水力水电出版社，19927 杨永祥，赵素芳. 建筑概论M. 北京：中国建筑工业出版社，19908 祁庆和. 水工建筑物M. 北京：中国水利水电出版社，19819 张治滨，季奎，王筱生，等. 水电站建筑物设计参考资料M. 北京：中国水利水电出版社，199710 吴持恭. 水力学M. 北京：高等教育出版社，200311 华东水利学院.水工设计手册(第七卷水电站建筑物)M.北京：水利电力出版社,198

59、2.12 左东启，顾兆勋，王文修. 水工设计水手册M. 北京：水力 第 2 页38水电出版社，198913 周之豪，沈曾源，李惕先，等. 水利水能规划M. 北京：中国水利水电出版社，1996 第 1 页39致谢 为期两个月的毕业设计，在我的人生里时一段很值得怀恋的日子。我学到了很多东西。我的毕业设计是在邹爽老师的精心指导和大力支持下完成的。她以热情和耐心为我们指导毕业设计，每个星期我们都有两次的答疑时间，老师为我们答疑有时候连早饭都没有时间吃，对此我很感谢我们的邹爽老师。同时我还要感谢我的学校给了我这次学习的机会，让我能学到这么有用的东西。感谢我的所以受我以业的恩师，没有你们的教导和知识的沉淀

60、，我是每那么容易就能完成这次的毕业设计的。 第 2 页40附录1 1、坝体基本剖面的确定坝体基本剖面的确定1、校核洪水位和设计洪水位的确定校核洪水位和设计洪水位的确定（1）因为设计洪水位和正常蓄水位同高，则m40.1388正设ZZ（2）溢流面净宽为 50m,取等宽 5 孔，查规范，取闸门高度为 7m，则：，由堰流公式,其mHZZ40.13810 . 7-40.1388-闸正堰232 HgBmQs中，则:smQms32106, 9 . 0,93. 0,47. 0校。mHZZmH164.1390915. 7249.1382915. 7校堰校校，2、坝顶高程的确定坝顶高程的确定（1）由地形线确定的开