乌溪江水电站水库设计 说明书打印

1、完整设计图纸请联系本人，参见豆丁备注。 HYPERLINK :/ docin /lzj781219 :/ TOC o 3-3 h z t 标题 1,1,标题 2,2,图名,1,孙的1,1,孙的2,2,孙的3,3 HYPERLINK l _Toc232190560 摘 要 PAGEREF _Toc232190560 h HYPERLINK l _Toc232190561 Abstract PAGEREF _Toc232190561 h HYPERLINK l _Toc232190562 第一章 设计基本资料 PAGEREF _Toc232190562 h HYPERLINK l _Toc2321

2、90563 流域概况和地理位置 PAGEREF _Toc232190563 h HYPERLINK l _Toc232190564 水文与气象 PAGEREF _Toc232190564 h HYPERLINK l _Toc232190565 水文条件 PAGEREF _Toc232190565 h HYPERLINK l _Toc232190566 表1-1 坝址断面处（山前峦）水位流量关系曲线 PAGEREF _Toc232190566 h HYPERLINK l _Toc232190567 气象条件 PAGEREF _Toc232190567 h HYPERLINK l _Toc2321

3、90568 工程地质 PAGEREF _Toc232190568 h HYPERLINK l _Toc232190569 交通状况 PAGEREF _Toc232190569 h HYPERLINK l _Toc232190570 既给设计控制数据 PAGEREF _Toc232190570 h HYPERLINK l _Toc232190571 第二章 水能规划 PAGEREF _Toc232190571 h HYPERLINK l _Toc232190572 水头Hmax、Hmin、Hr选择 PAGEREF _Toc232190572 h HYPERLINK l _Toc232190573

4、 3.1.1 Hmax 的可能出现情况（水头损失按2%计）： PAGEREF _Toc232190573 h HYPERLINK l _Toc232190575 、Hmin的可能出现情况（水头损失按2%计）： PAGEREF _Toc232190575 h HYPERLINK l _Toc232190577 水轮机选型比较 PAGEREF _Toc232190577 h HYPERLINK l _Toc232190578 3.2.1 HL200水轮机方案的主要参数选择 PAGEREF _Toc232190578 h HYPERLINK l _Toc232190579 HL180水轮机方案主要参

5、数选择 PAGEREF _Toc232190579 h HYPERLINK l _Toc232190580 HL200和HL180方案比较 PAGEREF _Toc232190580 h HYPERLINK l _Toc232190582 3.2.4 水轮机安较高程 PAGEREF _Toc232190582 h HYPERLINK l _Toc232190583 第三章 枢纽布置、挡水及泄水建筑物 PAGEREF _Toc232190583 h HYPERLINK l _Toc232190584 枢纽布置 PAGEREF _Toc232190584 h HYPERLINK l _Toc232

6、190585 枢纽布置形式 PAGEREF _Toc232190585 h HYPERLINK l _Toc232190586 坝轴线位置比较选择 PAGEREF _Toc232190586 h HYPERLINK l _Toc232190587 挡水及泄水建筑物 PAGEREF _Toc232190587 h HYPERLINK l _Toc232190588 坝高确定 PAGEREF _Toc232190588 h HYPERLINK l _Toc232190589 坝顶超出静水位高度h PAGEREF _Toc232190589 h HYPERLINK l _Toc232190590 挡

7、水建筑物：砼重力坝 PAGEREF _Toc232190590 h HYPERLINK l _Toc232190591 坝基面： PAGEREF _Toc232190591 h HYPERLINK l _Toc232190595 2.2.3 泄水建筑物：砼溢流坝 PAGEREF _Toc232190595 h HYPERLINK l _Toc232190596 校核洪水位： PAGEREF _Toc232190596 h HYPERLINK l _Toc232190597 表2-5设计状况下坝基面稳定计算： PAGEREF _Toc232190597 h HYPERLINK l _Toc232

8、190598 坝内构造 PAGEREF _Toc232190598 h HYPERLINK l _Toc232190599 坝顶结构 PAGEREF _Toc232190599 h HYPERLINK l _Toc232190600 溢流坝消能防冲措施 PAGEREF _Toc232190600 h HYPERLINK l _Toc232190601 第四章 水电站引水建筑物 PAGEREF _Toc232190601 h HYPERLINK l _Toc232190602 引水隧洞整体布置 PAGEREF _Toc232190602 h HYPERLINK l _Toc232190603 洞

9、线布置（水平位置） PAGEREF _Toc232190603 h HYPERLINK l _Toc232190604 洞线布置（垂直方向） PAGEREF _Toc232190604 h HYPERLINK l _Toc232190605 细部构造 PAGEREF _Toc232190605 h HYPERLINK l _Toc232190606 隧洞洞径 PAGEREF _Toc232190606 h HYPERLINK l _Toc232190607 隧洞进口段 PAGEREF _Toc232190607 h HYPERLINK l _Toc232190608 4.2.3 进水口高程 P

10、AGEREF _Toc232190608 h HYPERLINK l _Toc232190609 4闸门断面尺寸 PAGEREF _Toc232190609 h HYPERLINK l _Toc232190610 进口底高程的计算（以死水位192m为准） PAGEREF _Toc232190610 h HYPERLINK l _Toc232190611 隧洞渐变段 PAGEREF _Toc232190611 h HYPERLINK l _Toc232190612 压力管道设计 PAGEREF _Toc232190612 h HYPERLINK l _Toc232190613 调压室设计 PAG

11、EREF _Toc232190613 h HYPERLINK l _Toc232190614 第五章 水电站厂房 PAGEREF _Toc232190614 h HYPERLINK l _Toc232190615 5.1 厂房内部结构 PAGEREF _Toc232190615 h HYPERLINK l _Toc232190616 5.1.1 水轮机发电机外形尺寸估算 PAGEREF _Toc232190616 h HYPERLINK l _Toc232190617 5.1.4 调速系统，调速设备选择 PAGEREF _Toc232190617 h HYPERLINK l _Toc23219

12、0618 5.1.5 水轮机阀门及其附件 PAGEREF _Toc232190618 h HYPERLINK l _Toc232190620 5.1.6 起重机设备选择 PAGEREF _Toc232190620 h HYPERLINK l _Toc232190621 5.2 主厂房尺寸 PAGEREF _Toc232190621 h HYPERLINK l _Toc232190622 5.2.1 长度 PAGEREF _Toc232190622 h HYPERLINK l _Toc232190623 5.2.2 宽度 PAGEREF _Toc232190623 h HYPERLINK l _

13、Toc232190624 5.2.3 厂房各层高程确定 PAGEREF _Toc232190624 h HYPERLINK l _Toc232190625 5.3 厂区布置 PAGEREF _Toc232190625 h HYPERLINK l _Toc232190626 参考书目 PAGEREF _Toc232190626 h 摘 要乌溪江水电站座落于浙江省乌溪江湖南镇，属于梯级开发电站，根据地形要求，其开发方式为有压引水式。坝区地质条件较好，主要建筑物（砼非溢流坝），泄水建筑物（砼溢流坝），引水建筑物（有压引水遂洞，调压室），地面厂房。乌溪江水电站水库设计洪水位238m（千年一遇），相应的

14、下泄流量4800m3/s；校核洪水位240m（万年一遇），相应的下泄流量8500m3/s；正常挡水位232m.本设计确定坝址位于山前峦附近，非溢流坝坝顶高程2m。坝底高程112m。上游坝坡坡度1：67，下游坝坡坡度1：0.80，溢流坝堰顶高程221m。引水遂洞进口位于坝址上游凹口处，遂洞全长m。洞径m，调压室位于厂房上游260m左右处，高程255m的山峦上，型式为差动式（大、小井分离式）。厂房位于下游荻青位置。设计水头m，装机容量4=万Kw，主厂房净宽m，总长70m。水轮机安装高程11m，发电机层高程m，安装场层高程m（比下游校核洪水位128 m略低）。厂房附近布置开关站，主变等。受地形限制，

15、为了减少开挖量，尾水平台兼作公路用，坝址与厂区通过盘山公路连接，形成枢纽体系。由此可见，本设计是合理可行的。Abstract The Wuxijiang hydropower station is located in HuNan Town in ZheJiang province ,which belongs to a chain of exploitation .According to the demand of topographic form ,I choose diversion hydropower station . The geology condition is good

16、.The main construction conclude the water retaining structure (the concrete non over-fall dam) ,the release works (the concrete over fall dam) ,the diversion structure (pressure seepage tunnel ,the surge-chamber ) ,and the surface power station .The design water level is 238m ,its corresponding flow

17、 amount is 5400m3/s .The check level is m ,its corresponding flow is 9700 m3/s .The regular water retaining level is 232m .The dam site is near the former saddle .The crest elevation of the non-over-fall dam is m ,and the base elevation is 112m ,The max height of the dam is m ,The upstream dam slope

18、 is 1: ,the downstream dam slop is 1: ,the spillway crest elevation is 226m .The inducer of the seepage tunnel is located at the recess place ,The length of tunnel is 1100m ,the diametric of which is m .The surge-chamber is located at the mountain , which is 260m from the work shop building and is t

19、ype is differential motion.The workshop building is located at downstream ,the design level of the turbine is m , the equipped capacitor is 17104Kw ,the clean width is 16m , its whole length is 72m . The fix level of the turbine is m , and the height lf dynamo is m , the level of the adjustment bay

20、is m (higher than the downstream water level ) . Near the workshop building , there are switch station and the main transformer and so on .This design layout the bent structure inside the main workshop building and calculate its distributed steel. 关键词：水利枢纽；挡水建筑物；泄水建筑物；稳定；应力；水轮机；选型；引水隧洞；调压室；厂房；发电引水隧洞

21、。 第一章 设计基本资料流域概况和地理位置 乌溪江属衢江支流，发源于闽、浙、赣三省交界的仙霞岭，于衢县樟树潭附近流入衢江，全长170公里，流域面积2623平方公里。 流域内除黄坛口以下属衢江平原外，其余均属山区、森林覆盖面积小，土层薄，地下渗流小，沿江两岸岩石露头，洪水集流迅速，从河源至黄坛口段，河床比降为1/1000，水能蕴藏量丰富。水文与气象水文条件湖南镇坝址断面处多年平均径流量为。实测最大洪峰流量为5440 m3/s，（1954年），千年一遇洪水总量（4日）为11.0亿立方米，洪峰流量为11300m3/s。万年一遇洪水（4日）总量为16.2亿立方米，洪峰流量为16600m3/s。保坝洪水

22、总量为17.2亿立方米，洪峰流量为22000m3/s。表1-1 坝址断面处（山前峦）水位流量关系曲线水位（m）流量（m3/s）105010020050010002000水位（m）流量（m3/s）300050007500100001250015000表1-2电站厂房处获青水位流量关系曲线水位（m）115116流量（m3/s）1020406080100120水位（m）流量（m3/s）1401601802004007001000水位（m）流量（m3/s）15002000300040006000800010000气象条件乌溪江流域属副热带季风气候，多年平均气温，月平均最低气温，最高气温28。多年平均降

23、雨为1710mm ，雨量年内分配极不均匀，4、5、6三个月属梅雨季节，降雨量占全年的50%左右。7、8、9月份会受台风过境影响，时有台风暴雨影响，其降雨量占全年的25%左右。工程地质库区多高山峡谷，平原极少。地层多为白垩纪流纹斑岩及凝灰岩分布，柱状节理及顺坡向节理裂隙普遍，断裂构造不甚发育，受水库回水影响，可能有局部土滑、崩塌等情况，但范围不会很大，因此库区的岸坡稳定问题是不严重的。唯坝前水库左岸的梧桐口至坝址一段地形陡峭，顺坡裂隙较为发育，经调查有四处山坡因顺坡裂隙切割，不够稳定，每处不稳定岩体为23万立方米，在水库蓄水过程中，裂隙中充填物受潮软化，易崩塌、滑落，由于距坝趾较近，在施工过程中

24、应注意安全。库取未发现有经济价值的矿床，仅湖南镇上游破石至山前峦一带有30余个旧矿，经地质部华东地质局浙西队调查，认为无经济价值。本工程曾就获青、项家、山前峦三个坝址进行地质勘测工作，经分析比较，选用了山前峦坝址。山前峦坝址河谷狭窄，河床仅宽110m左右，两岸地形对称，覆盖层较薄，厚度一般在0.5m 以下，或大片基岩出露，河床部分厚约24m。岩石风化普遍不深，大部分为新鲜流纹斑岩分布，局部全风化岩层仅1m左右，半风化带厚约212m，坝址地质构造条件一般较简单，经坝基开挖仅见数条挤压破碎带，产状以西北和北西为主，大都以高倾角发育，宽仅数厘米至数十厘米，规模及影响范围均不大，坝址的主要工程地质问题

25、为左岸顺坡裂隙发育，差不多普及整个山坡，其走向与地形线一致，影响边坡岩体的稳定性。坝址地下水埋置不深，左岸为1126m，右岸1534m。岩石透水性小，相对抗水层（条件吸水量）埋深不大，一般在开挖深度范围内，因此坝基和坝肩渗透极微，帷幕灌浆深度可在设计时根据扬压力对大坝的影响考虑选用。坝址的可利用基岩的埋置深度，在岸1012m，右岸69m，河中68m，详见坝址地质剖面图。坝体与坝基岩石的摩擦系数采用。引水建筑物沿线为流纹斑岩分布。岩石新鲜完整，地质条件良好。有十余条挤压破碎带及大裂隙，但宽度不大，破碎程度不严重。厂房所在位置地形陡峻，覆盖极薄，基岩大片出露，岩石完整，风化浅，构造较单一。有两小断

26、层，宽，两岸岩石完好。本区地震烈度小于6度。交通状况坝址至衢县的交通依靠公路，衢县以远靠浙赣铁路。既给设计控制数据a .校核洪水位：240m，校核最大洪水下泄流量8500m3/s，相应的水库库容108m3b .设计洪水位：，设计洪水最大下泄流量4800m3/sc .设计蓄水位：232.00md .设计低水位：192.00me .装机容量：4万Kw=万Kwf .砼采用C20,容重取为KN/m3,水的容重取为9.81 KN/m3第二章 水能规划水头Hmax、Hmin、Hr选择3.1.1 Hmax 的可能出现情况（水头损失按2%计）：1、设计洪水位，全部机组发电：由Q泄=4800m3/s查获青处水位

27、流量关系曲线的下游水位：Z下=124.18m，H毛=Z上Z下=113.82mH净=%H毛=1m2、 校核洪水位，全部机组发电：由Q泄=8500m3/s查获青处水位流量关系曲线的下游水位：Z下=12m，H毛=Z上Z下=111.67mH净=9%H毛=m3、 正常蓄水位，一台机组发电：QH=AQH=8.3QH(因为N=万千瓦，属中型水电站)试算过程：表2-1试算过程Q（）Z（m）Z(m)(m)(m)(万KW)20232115.17112.164023211111.866023211116.43111.77 由NQ关系曲线，N=万KWQ=5 Z=115.5673m=m%=m、Hmin的可能出现情况（水

28、头损失按2%计）：设计低水位时全部机组发电：设计低水位（即设计死水位）+机组满发 Z=5.6*4=万千瓦，即水轮机出力为试算 表2-2试算过程Q（）Z（m）Z(m)(m)(m)(万KW)400300116.7675.24200116.4775.53 由NQ关系曲线，N=万KW Z=116.95m=192.00-116.78=75.05m%75.05m即m的确定加权平均水头=5%H校+10%H设+50%H正iv+5%H正i+10%H死i+20%H死iv 引水式水电站=m水轮机选型比较根据该水电站的水头工作范围11，查水电站教材型谱表选择合适的水轮机型有HL200和HL180两种。现将这两种水轮机

29、作为初选方案，分别求出其有关参数，并进行比较分析。 HL200水轮机方案的主要参数选择1、转轮直径D1：查表水电站3-6得限制工况下单位流量Q11M=950L/s3/s,效率M，由此初步假定原型水轮机在此工况下的单位流量Q11Q11M3/s，效率91。取gr=97%,则水轮机额定力Nr=5610497*103KW设计水头Hr为m，所以：=m，取与之相近而偏大的标称直径D1m2、转速n计算：HL200最优工况下转速n110M68r/min假设n110n110M68r/min 则 取n=250r/min取偏大并与之相近的同步转速n250r/min 。3、效率及单位参数的修正HL200最优工况下Mm

30、ax=90.7%,模型转轮直径D1M则原型效率Mmax：模型最优工况下效率； D1m：模型转轮直径。则效率正修正值 maxMmax= 2.5%,取1%，则%，max=Mmax+%，=M+%，与假设值基本相同。单位转速n的修正值=0.82%3%，所以单位转速可不加修正，同时单位流量也可不加修正。综上，转轮直径D1=2.75m以及转速n=250r/min的计算及选用是正确的。最后求得91%，D12.75m，n=250/min。4、工作范围检验：水轮机在Hr、Nr条件下工作时：所以水轮机最大引用流量Qmax=Q11max D12=m3/s与特征水头Hmax、Hmin、Hr相对应的单位转速为： 在图上

31、做出工作范围。5、吸出高度Hs计算H：水轮机安装位置的海拔高程，初始计算取下游平均水位海拔，本工程取为125m；：模型气蚀系数，查模型综合特性曲线得0.088；：9；H：水轮机设计水头。计算得Hsm4m，吸出高度满足要求。HL180水轮机方案主要参数选择1、转轮直径D1：查表水电站3-6得限制工况下单位流量Q11M=860L/s=0.86m3/s,效率M89.5，由此初步假定原型水轮机在此工况下的单位流量Q11Q11M=0.86m3/s，效率。取gr=97%,则水轮机额定力Nr=10497万KW设计水头Hr为m，所以：=取与之相近而偏大的标称直径D12.75m2、转速n计算： HL180最优工

32、况下转速n110M假设n110n110M67r/min 则 取偏大并与之相近的同步转速n250r/min 3、效率及单位参数的修正HL180最优工况下Mmax=92%,模型转轮直径D1M=则原型效率Mmax：模型最优工况下效率； D1m：模型转轮直径。则效率正修正值 maxMmax= 2.4%,取1%，则=1.4%，max=Mmax+=93.4%，=M+=90.9%，与假设值相同。单位转速n的修正值%3%，所以单位转速可不加修正，同时单位流量也可不加修正。综上，转轮直径D1=2.75m以及转速n=250r/min的计算及选用是正确的。最后求得91%，D12.75m，n=250r/min。4、工

33、作范围检验：水轮机在Hr、Nr条件下工作时： =0.846 = 5、吸出高度Hs计算H：水轮机安装位置的海拔高程，初始计算取下游平均水位海拔，本工程取为112m；：模型气蚀系数，查模型综合特性曲线得0.083；：气蚀系数修正值，有m查表得9；H：水轮机设计水头。计算得Hsm4m，吸出高度满足要求。HL200和HL180方案比较方案参数对照表：（31）项 目HL200HL180模型参数推荐用水头范围（m）最优单位转速n10（r/min）最优单位流量Q10（L/S）最高效率bMmax(%)气蚀系数包含高效率区的多少9012568100090.7%少901256780092%多原 型工作水头（m）转

34、轮直径D1（m）转速n(r/min)额定出力Nr(kw)最大引用流量Qmax(m3/s)吸出高度（m）2.75250577307411625057730由表可知，HL200和HL180具有相同的工作水头范围和转速，但是HL180的高效区远远大于HL200的高效区，运行效率高，安装高程高，故比较之后选择HL180机型。3.2.4 水轮机安较高程Zs=+Hs+ZS：水轮机安装高程；：设计水尾位；bo：导叶高度，为1；Hs：吸出高度。求得ZSm。第三章 枢纽布置、挡水及泄水建筑物枢纽布置枢纽布置形式因坝址附近河道蜿蜒曲折，多年平均径流量/s，较小；河床坡度比降1/1000，故根地形条件选用有压引水式

35、地面厂房方案。上游山前峦断面布置挡水建筑物及泄水建筑物，大坝右岸上游约150m处有天然凹口，在此布置引水隧洞进水口。下游获青处布置地面厂房，开关站等建筑物，具体位置见枢纽布置图。坝轴线位置比较选择根据已知的山前峦坝址地形图，选择两条坝轴线进行方案比较。a线沿东西向与河道垂直，纵坐标76350；b线也沿东西向且与河道垂直，纵坐标76388。a线总长440m，穿过左岸较多裂隙；b线总长450m，基本避开了左岸裂隙。由于坝轴线增加不多（10m），地基处理费用相对多浇注少量混凝土要昂贵的多，所以选择b线方案。挡水及泄水建筑物坝高确定wm3，属级工程，主要建筑物级别：1级，次要建筑物级别：2级，临时建筑

36、物级别：4级。2.1坝顶超出静水位高度hh = hl+ho+hchl：1%情况下波浪涌高；ho：波浪中线高出静水位高度；hc：安全超高；H:5%情况下波浪涌高。V:风速。d：吹程。该水库缘地势高峻，故采用官厅水库计算公式 Vf =20m/s，D=10Km hc：查水工建筑物（上）河海大学出版社 P53表2-8基本组合：hc=，特殊组合hc= 设计洪水位+h设+hc=239.71m.2 坝顶高程=max 校核洪水位+h校+hc=24 取坝顶高程为m。.3 查坝轴线工程地质剖面图，得出可利用基岩最低点高程m，由此知大坝实际高度为-11=1m挡水建筑物：砼重力坝.1基本剖面由于电站形式为引水式，故坝

37、上右侧无有压进水口，上游坝坡坡度不受限制，同时用应力条件和稳定条件公式确定坝底的最小宽度 B/H= 联立 B=B：坝底宽度H：实际坝高（基本剖面H=238-112=126m）c ：坝体材料容重0 ：水的容重1 ：扬压力折减系数k：基本组合安全系数f：坝体与坝基岩石的摩擦系数，采用 计算得： B=100m 根据工程经验，一般上游坡n=00.2,下游坡0.85,坝顶宽约为坝高的，故取n=67，上游折坡点高程为172m；m=0.8，下游折坡点高程为224m 此时 取B=1m.2实用剖面坝顶宽度=8%10%H=12m灌浆廊道距坝底5m，距上游坝面12m，廊道宽3m，高m.3稳定及应力计算校核洪水位坝基

38、面： 表2-1设计状况下坝基面稳定应力计算： 抗滑稳定计算综上，=G1+G2+G3+P2+P4U1p1-p2 = kn= kn故满足抗滑稳定要求。应力计算（计入扬压力） =：上游面正应力；：下游面正应力； B：计算截面沿上下游方向的宽度，见上图，取为m；M：所有外力对计算截面形心的弯矩矢量和。求得=KPa，=KPa, 故应力满足要求。上游折坡面（172m高程处）表2-2设计状况上游折坡面稳定应力计算：荷载名称垂直力(KN)水平力(KN)力臂(m)弯矩(KNm)自 重G1G214664G3水 压 力P122P20P30P40浪压力P1扬 压 力U1U226 抗滑稳定计算综上，=G1+G2U1U2

39、=KN =P1+P1P2=KN 满足要求=M1+M2M3M1M2M1+M2= KN.m =KPa=1036KPa：上游面正应力；：下游面正应力； B：计算截面沿上下游方向的宽度，见上图，取为m；M：所有外力对计算截面形心的弯矩矢量和。故应力满足要求。 泄水建筑物：砼溢流坝.1 堰顶高程设计状况下洪水下泄可通过溢流坝和电站厂房两个部分，经过水能规划知，厂房部分下泻流量为m3/s，故坝体下泻流量为m3/s。坝址岩基状况良好，故对于设计洪水位的坝体下泻流量4543.2m3/s,取设计状况下的单宽流量q=100m2/s,则溢流前缘总净宽L为m。溢流堰取4孔，每孔净宽10m，考虑到闸墩中设横缝，故闸墩取

40、为4m，溢流坝每个坝段的长度为10m，故溢流前缘总净宽L为50m，溢流坝总长度L0为66m。计算设计状况下堰上水头：Q=LmH02/3m：流量系数 设计水头下取0.49；：侧收缩系数，一般取为，本设计取为0.9；g：重力加速度。 经计算，H0为m。溢流坝高度取m。在校核洪水位下 ，不满足要求。故可求得在校核洪水位下，堰顶高程为221.07m。计算设计状况下堰上水头： 正常蓄水位232m， 所以闸门高度=正常蓄水位堰顶高程+安全超高（0.2）=232 +1=m，考虑到闸门高宽比的要求，结合闸门设计规范，取闸门高度为12m。.2 溢流坝实用剖面设计设计堰上水头Hd=ma . 溢流面曲线采用WES曲

41、线 Xn=KHdn-1y Hd定型设计水头 Kn 与上游坝面坡度有关的系数和指数（查手册知k=5） 即溢流面幂曲线方程为y=x。上游用三段圆弧连接。 则d d d R1d R2dR3d反孤段设计查水力学（下） P53 取， q=118.96m3/s(校核状况下泄流量)To：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5；下游最高尾水位128.3. m，取挑坎高程138m试算得：hco=m则反孤段半径R10hco=m 鼻坎挑角200。.3溢流坝稳定应力计算将溢流坝简化为以下模型设计洪水位：表2-5坝基面稳定计算：荷载名称垂直力（KN）水平力（KN）自重 G1G

42、27050G355225静水压力P1P2P3扬压力U1U2 抗滑稳定计算根据抗剪强度公式：满足要求。正常蓄水位232m。表2-5坝基面稳定计算：荷载名称垂直力（KN）水平力（KN）自 重G 静 水 压 力P1 P28829P40扬压力U1U28829抗滑稳定计算验算抗剪强度 ：满足要求故满足抗滑稳定要求。坝内构造坝顶结构.1非溢流坝坝顶宽12m，两边设挡浪墙，兼做坝顶栏杆使用；路面中间高，两边低，呈圆拱状，以便于排水，道路两旁设排水管，具体布置见大图。.2溢流坝为便于布置上游侧检修闸门和工作闸门，溢流坝段坝顶较非溢流坝段向上游伸出，具体尺寸见大图。坝上布置门机轨道，溢流堰上设置两个闸门，上游侧

43、检修闸门，堰顶略下游布置工作闸门。闸墩宽度4m，故溢流坝段总长66m，闸门门槽深1.5m宽2m。坝体分缝.1 横缝溢流坝段和非溢流坝段纵缝间距均为25m，具体位置见正图坝内廊道沿坝基帷幕灌浆廊道向上，间隔25m布置一层廊道，共分四层，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或两条、三条纵向贯穿廊道作为连接。非溢流坝段最高的两层靠近按坡的横向廊道贯穿至下游，其余层横向廊道均均不贯穿。灌浆廊道尺寸为3m(宽高)，距坝基面和上游面的距离分别为5m、5+。其余廊道尺寸宽m，高2.2m。为较为充分的减小扬压力，灌浆廊道在满足防渗的基础上尽量靠近了上游，这使得最下层排水管是倾斜布置的，但角

44、度不大，在允许的范围内。坝基地基处理由于坝址处岩基抗渗性较好，故防渗帷幕灌浆处理比较简单。左岸有断层破碎带贯穿整个山坡，故需进行灌桨加固处理，除适当加深表层砼塞外，仍需在较深的部位开挖若干斜并和平洞，然后用砼回填密实，形成由砼斜塞和水平塞所组成的刚性支架，用以封闭该范围内的破碎充填物，限制其挤压变形，减小地下水对破碎带的有害作用。河床段及右岸靠近河床段的裂隙，采用砼梁和砼拱进行加固，具体分法是将软弱带挖至一定深度后，回填砼以提高地基局部地区的承载力。溢流坝消能防冲措施由于坝址处基岩较好，为了减少造价，采用较为经济的挑流消能这种消能方式。挑距L：水舌距(m)；：坎顶水面流速（m/s）可取坎顶平均

45、流速的倍；：鼻坎挑射角度，本工程为300；h1：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。计算得Lm。tr=tr：冲刷坑深度；H：上下游水位差；hK：取决于出坎单宽流量q的临界水深，：取决于岩石抗冲刷能力的无因次参数，对于中等的岩石=1.4，此处取1.4；计算得trm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2m宽的导水墙，下游岸坡做简单防浪措施即可。第四章 水电站引水建筑物引水隧洞整体布置洞线布置（水平位置）根据洞线布置要求，隧洞进口处设在坐标（20679705，3176235）处，洞线起始沿南北向正向延

46、伸，至坐标（20679704，3176336）处转向北偏西270，至坐标（20679354，3177154）处转向北偏东60，直至厂房。整条洞线与所有节理、断层破碎带均有较大的夹角，且压力管道出口处地势较陡，便于布置。洞线布置（垂直方向）1、隧洞进口断面为矩形，后渐变成圆形，再变为矩形闸门段，过闸门段后又由矩形渐变到圆形，至压力管道处再度渐变，隧洞段坡降5 。接压力钢管后以45度角向下拐弯到高程m处（水轮机安装高程），然后水平布置直至厂房。细部构造隧洞洞径设计水头下四台机全发电时隧洞流量：QNf/Hr)=270m3/sNf：发电机额定出力；：效率；Hr：设计水头隧洞直径=mv：有压遂洞经济流速

47、，取为4m/s。隧洞进口段隧洞进口顶部采用椭圆曲线连接，俯视时成直线型喇叭口，内部断面为矩形。a=(1.01.5)D取12m取4m 进水口高程初步估计进水口宽度B为18m。设置中墩、立柱和横梁、拦污栅后，经验算，过栅流速为1m/s，所以估计的进水口宽度是较为合适的。具体验算过程见后面的调压室部分。进口布置如图： 设一个中墩宽m，另设四个立柱各宽，共计30个栅片，每个栅片bh=2.52,栅条厚取10mm，间距100mm。在高程211m处设置拦污栅清污及检修平台。闸门断面尺寸bh=2m2通气孔面积根据经验公式取通气孔面积为2m2进口底高程的计算（以死水位192m为准）v=Q/(bh)=/sv：闸门

48、断面流速；Scr：闸门低于最低水位的临界淹灭深度；C：经验系数，估计为非对称进水，故取C0.7；D：闸门孔口高度。为安全起见，取Scr=6m即隧洞进口底高程H186m隧洞渐变段压力管道设计管道经济内径估算：Qmax：钢管最大设计流量；H：设计水头；岔管采用非对称y型布置，各分管内径均用经济流速来计算。对于压力钢管来说，经济流速取为5.07m/s。D1=m；D2=m；D3=m。调压室设计估算压力管道段全长260m上游如需调压室，则布置在最靠近厂房地面高程255m的地方根据近似准则判断是否要设调压室上游Tw=24s，故需要设上游调压室。L：压力水道（包括螨壳及尾水管）长度，m；g：重力加速度；H：

49、设计水头Tw：压力水道的惯性时间常数，s。厂房下游Lw）LW：压力尾水道长度；TS：导叶关闭时间；v：恒定运行尾水道中的流速；：水轮机安装工程；Hs：吸出高度。求得Lw=16m真实长度=15.4m，故下游可不设洞压室。计算托马断面Fk=L：隧洞洞线总长；f：隧洞断面面积。此时的计算条件为：上游死水位（192m），引水隧洞可能的最小糙率（0.012），压力钢管采用可能的最大糙率(0.0125)。死水位4台机组满发对应的隧洞流量Qm3/s。 H1=H0hw03hwm0 hw0：隧洞段水头损失； hwmo：压力管道段水头损失。hwo=hf+hwhf：沿程水头损失；hw：局部水头损失，。隧洞段水头损失

50、 压力管道部分C-谢才系数安全系数 1.05 则Fk2.3调压室选择设计1、差动式最低涌浪Zmin计算（死水位，引用流量最大，流量从0.5QQ）=zmin=选大中面积m2m2,升孔m2,引水隧洞长m，断面积f56。72m/s,V0=4m/s,hwo计算得最低涌浪m，阻抗孔面积2第五章 水电站厂房5.1 厂房内部结构5.1.1 水轮机发电机外形尺寸估算1、极距sf发电机额定客量（KVA）kj取810 此时取10P磁极对数 P=122、定子内径 Di=2P/=cm3、定子铁芯长度ltC系数 查表C=410-610-6ne额定转速 250r/min4、定子铁芯外径DaneDa=Di+=ne外形尺寸估

51、算。1、定子机座外径D1 D1a2、风罩内径D2St20000KVA D2=D1+=915cm 3、转子外径D3 D3=Di-2S=m 4、下机架最大跨度10000214r/min2、上机架高度判别型式采用悬式发电机上机架高度 3、推力轴承高度 励磁机高度h4和永磁机高度h6，副励磁机h5h3=1800mmh4=2200mm（其中机架高度800mm）h5=1000mmh6=700mm4、下机架高度 h7i=cm5、定子支座支承面至下机架支承面或下挡风板之间的距离h8悬式悬式 6、转子磁轭轴向高度h10，有风扇时h10=lt+(7001000)mm=2400mm7、下机架支承面主主轴法兰底面距离

52、h9=1000mm8、h11=（0.70.9）H H=h1+h2+h9-h7=11.68m h11=0.8H，我们取9992mm9、定子铁芯水平中心线至法兰盘底面距h12 发电机重量估算K1系数，悬式K1=810，这里取8发电机转子重量=f 采用2*100t双小车桥吊 水轮机蜗壳及尾水管水头范围72.911340m，故采用金属蜗壳，对于D1=2.75m3m的高水头混流水轮机，采用圆形焊接或铸造结构蜗壳半径：Vc蜗壳断面流速座环外径Da=4550mm，内径Db=3650m表5-1蜗壳渐变段内径数据表角度（）（m）(m)(m)345300255210 1651207530尾水管尺寸（标准砼肘管）（见附图）D1=2750mmD1=12375mm，1=7150mm， b01=550mm水轮机转轮流道尺寸：5.1.4 调速系统，调速设备选择1、调速功计算Hmax最高水头 （属大型调速器）D1水轮机直径2、 a 接力器选择 bo/D1=0.2 bo=直径ds=D1选择与之相近且偏大的ds=400mm的标准接力器 b 最大行程 Smax=(1.41.8)a0maxa0max水轮机导叶最大开度a0max= a0 MmaxSmax=1.8*193=347mmC、接力器容积计算故