引水式水电站布置调压室结构设计说明书

1、水利水电工程专业毕业设计摘 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。239.0m（千年一遇），相应的下泄流量4800.0m3/s；校核洪水位240.8m（万年一遇），相应的下泄流量8510.0m3/s；正常挡水位230.00m.本设计确定坝址位于山前峦附近，非溢流坝坝顶高程242.2m。坝底高程115m。最大坝高127.2m。上游坝坡为折坡，折坡度1：0.1，下游坝坡坡度1：0.763，溢流坝堰顶高程228.66m。引水遂洞

2、进口位于坝址上游凹口处，遂洞全长l=1140.0m。洞径d=10.0m，调压室位于厂房上游228右处，高程251m的山峦上，型式为差动式调压室。厂房位于下游荻青位置。设计水头 m，装机容量36.0万kw=18.0万kw，主厂房净宽 m，总长 m。水轮机安装高程124.35m，发电机层与装配场层同高，其高程为 m（比下游校核洪水位高 m）。厂房附近布置开关站，主变等。受地形限制，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。另外，本设计还专门对调压室进行水利计算和结构计算。由此可见，本设计是合理可行的abstract the wuxijiang hydropower statio

3、n 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 .the main construction conclude the water retaining structure (the concrete non over-fall dam)

4、 ,the release works (the concrete overfall dam) ,the diversion structure (pressure seepage tunnel ,the surge-chamber ) ,and the surface power station .the design water level is 237.5m ,its corresponding flow amount is 5400m3/s .the check level is 239.0m ,its corresponding flow is 9700m3/s .the regul

5、ar water retaining level is 231.0m .the dam site is near the former saddle .the crest elevation of the non-over-fall dam is 239.5m ,and the base elevation is 115.0m ,the max height of the dam is 124.5 m ,the upstream dam slope is 1:0.1 ,the downstream dam slop is 1:0.8 ,the spillway crest elevation

6、is 221.81m .the inducer of the seepage tunnel is located at the recess place ,the length of tunnel is 1138.8 m ,the diametric of which is 8 m .the surge-chamber is located at the mountain , which is about 221.81m from the work shop building and is type is differential motion.the workshop building is

7、 located at downstream ,the design level of the turbine is 94.6 m , the equipped capacitor is 17104kw ,the clean width is 18.98 m , its whole length is 68.6 m . the fix level of the turbine is 115.8 m , and the height of dynamo is 126.455m . near the workshop building , there are switch station and

8、the main transformer and so on .addition, the design of the surge tank devoted to the calculation of water and structural calculations. it can be seen that the design is reasonable and feasible目录摘 要abstract目录第一章 设计基本资料1.1地理位置1.2水文气象1.2.1水文条件1.2.2气象条件1.3工程地质1.4交通状况1.5控制数据第二章 枢纽布置、挡水及泄水建筑物2.1枢纽布置2.1.1

9、枢纽布置形式2.1.2坝轴线选择2.2挡泄水建筑物2.2.1坝顶高程确定2.2.2挡水建筑物2.2.2.1基本剖面2.2.2.2实用剖面2.3稳定及应力2.3.1设计洪水位2.3.1.1坝底断面2.3.1.2折坡面校核2.3.1校核洪水位2.4泄水建筑物2.4.1堰顶高程2.4.2溢流坝实用剖面设计2.4.3应力及稳定2.4.3.1设计洪水位2.4.3.2校核洪水位2.5坝内构造2.5.1坝顶结构2.5.1.1非溢流坝2.5.1.2溢流坝2.5.2坝体分缝2.5.2.1给缝2.6地基处理2.7溢流坝消能防冲第三章 水能规划3.1特征水头的选择3.2水轮机选型比较3.2.1hl200方案3.2.

10、2hl180方案3.2.3方案比较3.2.4水轮机安装高程3.3蜗壳尺寸计算3.4尾水管尺寸计算3.5调速系统第四章 水电站引水建筑物4.1隧洞整体布置4.1.1水平方向4.1.2垂直方向4.2细部构造4.2.1隧洞洞径4.2.2隧洞进口段4.2.3拦污栅4.2.4闸门断面尺寸4.2.5进口高程计算4.2.6压力管道设计第五章 发电机第六章 主厂房尺寸及布置6.1主厂房长度确定6.1.1长度6.1.1.1装配场长度6.1.1.2主厂房长度l06.1.2宽度6.2各层高程确定6.2.1发电机定子安装高程6.2.2发电机层楼板高程6.2.3装配场层高程6.2.4轨道面高程6.2.5厂房顶高程6.3

11、起重设备6.4厂区布置第七章 专题部分调压室7.1调压室功用7.2托马断面计算7.3涌浪计算7.2.1简单式调压室7.2.2阻抗式调压室7.2.3.差动式调压室7.3结构设计7.3.1应力计算7.3.2配筋参考文献结语第一章 设计基本资料1.1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。1.2水文气象1.2.1水文条件湖南镇坝址断面处多年平

12、均径流量为83.0m3/s。表1-1 坝址断面处山前峦水位流量关系曲线水位（m）122.71123.15123.5124.04125.4126.6128.5流量（m3/s）105010020050010002000水位（m）130.1132.6135.3137.6139.8141.8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）115115.17115.39115.57115.72115.87116流量（m3/s）1020406080100120水位（m）116.13116.25116.37116.47117.05117.

13、9118.5流量（m3/s）1401601802004007001000水位（m）119.45120.3121.97123.2125.65127.8129.8流量（m3/s）150020003000400060008000100001.2.2气象条件乌溪江流域属副热带季风气候，多年平均气温10.4，月平均最低气温4.9，最高气温28；7、8、9月份会受台风过境影响，时有台风暴雨影响。1.3工程地质本工程曾就获青、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

14、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。坝址主要工程地质问题为左岸顺坡裂隙、发育，差不多普及整个山坡，其走向与地形地线一致，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0.01l/dm）埋深不大，一般在开挖深度范围内，故坝基和坝肩渗透极微，帷幕灌奖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69

15、m，河中68m，坝体与坝基岩石的摩擦系数采用0.68。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。有两小断层，宽0.50.8m，两岸岩石完好。本区地震烈度小于6度。1.4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。1.5控制数据a .校核洪水位：240.8m，校核最大洪水下泄流量8510.0m3/s.b .设计洪水位：239.0m，设计洪水最大下泄流量4800.0m3/sc .设计蓄水位：232.5md .设计低水位：192.0me .装机

16、容量： 36.0万kw第二章 枢纽布置、挡水及泄水建筑物2.1枢纽布置2.1.1枢纽布置形式因坝址附近河道蜿蜒曲折，多年平均径流量83.0m3/s，较小；河床坡度比降1/1000，故根地形条件选用有压引水式地面厂房方案。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。2.1.2坝轴线选择根据已知资料，山前峦坝址地形图，选择两条坝轴线。a线沿东西向与河道垂直，纵坐标76341，b线也沿东西向，纵坐标76370。a线总长462m，穿过左岸部分裂隙；b线总长470m，避开左岸裂隙。由于

17、坝轴线较短，穿过裂隙不多可作地基处理故选择a 线方案。2.2挡泄水建筑物2.2.1坝顶高程确定根据水电站装机20.8万kw，水库总库容2043.54108m3，取工程规模为大（1）型，主要建筑物级别：1级，次要建筑物：2级，临时建筑物：4级。坝顶超出静水位高度hh = 2hl+ho+hc (2-1)2hl累计频率为1%的波浪涌高（m）ho波浪中线高出静水位高度（m）hc取决于坝的级别和计算情况的安全超高（m）根据查资料，采用计算风速v0 =14.0m/s.在枢纽布置图上量得吹程d=575 m采用官厅水库公式：= (2-2)故l m=4.75 m，l m为平均波高由 (2-3)得tm=1.74s

18、又由 (2-4)得hm=0.154 m 所以=0.154/（239-125）=1.3510-3，查表（2-12）得hm/ h=2.4，所以h1=2.40.154=0.370 mh z= =3.140.3702/4.75=0.090 m (2-5)hc-查水工建筑物（上）河海大学出版社 p53表2-8基本组合：hc=0.7m，特殊组合hc=0.5m 设计洪水位+h设=239+0.372+0.09+0.=240.35 坝顶高程=hmax校核水位+h校=240.8+0.372+0.09+0.5=242.13取坝顶高程为242.20m 查坝轴线工程地质剖面图，得出可利用基岩最低点高程115.0m，由此

19、知大坝实际高度为242.20-115.0=127.20m2.2.2挡水建筑物2.2.2.1基本剖面由于电站形式为引水式，故坝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，如（如图2-1）所示： （图2-1） b/h= (2-6) 联立 b= (2-7) b坝底宽度;h实际坝高（基本剖面h=239.0-115.0=124.0m）;坝体材料容重，；水的容重，；扬压力折减系数,按规范坝基面取0.25；k基本组合安全系数;计算得：入=0 ，b=94.66mn=00.2,下游坡m=0.60.85,坝顶宽约为坝高的0.70.9，故取n=0.1，m=0.763 b

20、/h满足要求，此时 b=98.61m详见（图2-2） （图2-2）2.2.2.2实用剖面坝顶宽度=8%10%h=10m，灌浆廊道距坝底6m，廊道宽高=3 m4m2.3稳定及应力本设计采用定值安全系数法进行抗滑稳定分析，采用材料力学法进行应力分析。混凝土重力坝及坝上结构设计时，应根据水工建筑物的级别，采用不同的水工建筑物结构安全级别，见下表。 表2-1水工建筑物结构安全级别水工建筑物级别水工建筑物结构安全级别 1 2、3 4、5 按照承载能力极限状态作用基本组合设计时应考虑的基本作用一般包括：1.坝体及其上永久设备自重2.静水压力3.相应正常蓄水位或防洪高水位时的扬压力4.淤沙压力5.相应正常蓄

21、水位或防洪高水位的重现期50年一遇风速引起的浪压力6.冰压力（与浪压力不并列）7.相应于防洪高水位时的动水压力偶然作用一般包括：8.校核洪水位时的上下游静水压力9相应于校核洪水位时的扬压力10.相应于校核洪水位时的浪压力11.相应于校核洪水位时的动水压力1.地震作用基本组合1:正常蓄水位情况，作用包括1，2，3，4，5基本组合2:防洪高水位情况，作用包括1，2，3，4，5，7偶然组合1:校核洪水位情况，作用包括1，4，8，9，10，11偶然组合2:地震情况，作用包括1，2，3，4，5，12抗滑稳定安全系数：k=作用于滑动面以上的力在铅直方向投影的代数和作用于滑动面以上的力在水平方向投影的代数和

22、u -作用于滑动面上的扬压力f -滑动面上的抗剪摩擦系数k -抗滑稳定安全系数表4-2 抗滑稳定安全系数k荷载组合1级坝2级坝3级坝基本组合1.101.051.05特殊组合11.051.001.00特殊组合21.001.001.00假定任一水平截面上的垂直应力呈直线分布，采用材料力学偏心受压公式计算。 作用于计算截面以上全部荷载的铅直分力总和作用于计算截面以上全部荷载对截面形心的力矩总和b - - 计算截面沿上下游方向的宽度2.3.1设计洪水位 计算简图2.3.1.1坝底断面自重gg1=0.523.5401=1880kn 方向铅直向下力臂b1=46.64 m 力矩m1= g1b1=188046

23、.64=87683 knm 方向逆时针g2=10127.2123.5=29892 kn方向铅直向下力臂b2=40.13 m力矩m2= g2b2=2989240.13=1204946.52 knm 方向逆时针g3=0.59.81【（98.61-14）（98.61-14）/0.763】=11024.45 kn 方向铅直向下力臂b3=7.10 m力矩m3= g3b3=782735.60 knm 方向逆时针b 水平静水压力pp1=0.59.81(98.61-14)2/0.763=75419.28kn 方向水平向右力臂b1=41.33 m 力矩m1= p1b1=75419.28kn 41.33 m= 3

24、117078.84 knm 方向顺时针p2=0.59.81（132.4-115）=1485.04 kn 方向水平向右力臂b2=5.80 m力矩 m2= p2b2=1485.04 kn5.80 m=8613.23 knm 方向顺时针c可利用水重ww1=49.81（239-155）=3296.16 kn 方向铅直向下力臂b1=47.31 m力矩m1= w1 b1=3296.16 kn47.31 m=155941.33knm方向逆时针w2=0.59.8(155-115)=784.80 kn 方向铅直向下力臂b2=47.98 m力矩m2= w2 b2=39224.30 knm方向逆时针w3=0.59.

25、81(132.4-115)2/0.763=1946.31 kn方向铅直向下力臂b3=41.20 m力矩m3= w3b3=81180.59 knm 方向顺时针d.扬压力u u1 =98.61(132.4-115)9.81=16832.4 kn 方向铅直向上力臂b1=0力矩m1=0u2 =0.20（127.2-17.4）(98.61-11) 9.810.5=9436.81kn方向铅直向上力臂b2=9.10 m力矩m2= u2 b2=85874.93 knm 方向顺时针u3=0.29.8111(127.2-17.4)=2369.70 kn 方向铅直向上力臂b3=43.81 m力矩m3= u3b3=1

26、03816.71 kn 方向铅直向上u4=4739.41 力臂b4=45.64 m力矩m4=216306.67 knm 方向顺时针浮托力系数1.0，渗透力系数1.1，静水压力系数1.0，水工建筑物安全级别为级，故结构重要系数0为1.1=-1502284.95knm =124312.17 kn =（75419.28-1485.04）kn=333.68 kn/ m2=2187.6 kn/ m2所以满足应力要求！k= =1.141.1 满足抗滑稳定要求！2.3.1.2折坡面校核折坡面计算简图a.自重g g1=1023.5(242.2-155) =20492 kn 方向铅直向下力臂b1=27.046m

27、 力矩m1=554226.632 knm 方向逆时针g2=0.523.554.0922/0.763 =45058.78kn 方向铅直向下力臂b2=4.015m 力矩m2=180926.021knm 方向逆时针b水平静水压力pp=0.59.81(242.2-155)2=37296.021kn 方向水平向右力臂b=28 m 力矩m= pb=1044311.38 knm 方向顺时针c扬压力uu1 =64.09217.49.81=10940.12 kn 方向铅直向上力臂b1=0力矩m1=0u2 =3730.344kn方向铅直向上力臂b2=6.018 m力矩m2= u2 b2=22449.21 knm

28、方向顺时针u3=914.684kn 方向铅直向上力臂b3=28.564 m力矩m3= 26110.57 knm 方向顺时针u4=1829.369 kn力臂b4=29.713 m力矩m4=5435.431 knm 方向顺时针m=-422365.459knmw-u=52237.706 kn=198.18 kn/ m2=1431.97 kn/ m2折坡面足应力要求2.3.1校核洪水位 计算简图a重g (同设计水位)b水平静水压力pp1=77624.78 kn 方向水平向右力臂b1=41.93 m矩m1= 3254807.03 knm 方向顺时针p2=2246.294 kn 方向水平向右力臂b2=7.

29、13 m力矩 m2=16023.564 knm 方向顺时针c.可利用水重ww1=3366.92 kn方向铅直向下力臂b1=47.31 m力矩m1= 159282.93 knm方向逆时针w2=784.8 kn方向铅直向下力臂b2=47.98 m力矩m2= 39224.30 knm方向逆时针w3=5141.7656 kn方向铅直向下力臂b3=43.867 m力矩m3= 22555.22 knm方向顺时针d.扬压力u u1 =20701.592 kn 方向铅直向上力臂b1=0力矩m1=0u2 =8358.2 kn 方向铅直向上力臂b2=9.10 m力矩m2= 76059.64 knm 方向顺时针u3

30、=2253.16 kn 方向铅直向上力臂b3=43.81 m力矩m3= 98710.975 kn 方向铅直向上u4=4506.322 kn 方向铅直向上b4=45.64m力矩m4=205668.52 knm方向顺时针=-1175791.184knm=96881.950 kn=64071.713 kn= =256.974 kn/ m2=1707.980 kn/ m2所以满足应力要求！k= =1.0280.95，所以满足抗滑稳定要求！2.4泄水建筑物2.4.1堰顶高程已知设计洪水位为239.0 m时，对应的下泄流量为4800m3 / s,由于坝基岩较好，取校核状况下的单宽流量q=70m3 / sm

31、，校核时发电用水流量q0=180 m3 / s ,则通过溢流前缘的流量q为： (2-8)q 过溢流前缘的泄流量（m3 / s）;q s通过枢纽下泄的总流量（m3 / s）;q0通过泄水孔，水电站发电，及其其它建筑物下泄的流量（m3 / s）;取1.0计算;q=4800-1.0180=4620 m3 / s故溢流前缘净宽l0=q/ q=4620/70=66 m，取5孔，每孔净宽b=14 m，闸墩厚度取d=2.0m，则溢流前缘总宽l= l0+（n-1）d=70+2（5-1）=78 m计算堰上水头 （校核状况q下） (2-9)其中：淹没系数，取1.0计算；侧收缩系数，=0.90到0.95之间，取0.

32、90计算；m流量系数，设计水头下取m=0.5计算；b0溢流前缘净宽，（m）则=【702/（1.020.920.5229.81）】1/3=10.34 m所以堰顶高程为239.0-10.34=228.66 m，239.00-228.66+闸门安全超高（1到2 m）=11.44 m，取闸门高为12.00 m.2.4.2溢流坝实用剖面设计设计堰上水头hd=11.50 m.本次设计溢流面采用wes曲线，已知wes曲线方程为xn=khdn-1yhd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=2.0, n=1.85）l1: x1.85=2h d 0.85 y (2-10)l2: (2-11

33、)l3: (2-12)把l1 定在原点o（即从溢流坝顶开始作wes曲线，分别对曲线l1l2 关于x求导得：l1：y=0.0631.85 x0.85 (2-15)l2: y=1/0.763 (2-16)由于两直线扎起a点相切，故有：0.0631.85 x0.85=1/0.763，解得：x=17.24，y=12.22ad=12.22 m，ca=7.92 m上游反弧段为三段圆弧：r1=0.5 hd=0.511.50=5.75 m,.a=2.01 mr2=0.2 hd=0.211.50=2.30 m，b=0.282 hd=3.24 m考虑到倒悬部分不容易安装模板，施工也不方便，故把反弧段向下游平移。如

34、下图所示下游反弧段设计 (2-17)其中：to 总有效水头（m）;h c o临界水深（m）; 流速系数；to=240.8-136.4=104.4 m试算得：h c o=1.60 m，反弧段半径r=（6-10）h c o=(9.6-16) m,取r=16 m，校核情况下游尾水位为136.4 m，从安全角度考虑，如果下游水淹没坝顶，水流的挑射将受到影响，故挑流坎坎顶应高于下游最高尾水位1-2 m，取1 m，则坎顶高程为137.4 m，挑射角一般取150-300，为较好的挑射水流，采用较大挑射角，本设计采用=300，作图后可知，反弧段与直线相切点高程为141.55 m，反弧段最低点高程为135.26

35、 m，ab=12.72 m，gf=20.72 m,ge=20.25 m,ef=0.47 m.故溢流坝坝段坝底宽度为102.35 m。2.4.3应力及稳定2.4.3.1设计洪水位a 自重自重gg=147535.10 kn方向铅直向下力臂b=14.55 m力矩m= 2146664.81 knm 方向逆时针b扬压力uu1 =17470.53 kn方向铅直向上力臂b1=0力矩m1=0u2 =7993.60 kn 方向铅直向上力臂b2=9.72 m力矩m2=77697.79 knm 方向顺时针u3=1925.11 kn 方向铅直向上力臂b3=45.68 m力矩m3= 87939.02 knm 方向顺时针

36、u4=3850.23 kn 方向铅直向上力臂b4=47.51 m力矩m4=182924.43 knm 方向顺时针c水平静水压力pp1=11529.15 kn 方向水平向右力臂b1=56.83 m力矩m1=655201.59 knm 方向顺时针p2=63365.71 kn 方向水平向右力臂b2=37.89 m力矩m2=2400926.75 knm 方向顺时针p3=14850.38 kn 方向水平向左力臂b3=5.8 m力矩m3=86132.20 knm 方向逆时针d 利用水重ww1=2890.42 kn 方向铅直向下力臂b1=49.18 m力矩m1= 142150.86 knm方向逆时针w2=7

37、84.8 kn 方向铅直向下力臂b2=48.51 m力矩m2= 38070.65 knm 方向逆时针=-1026527.184 knm=118595.956 kn=60044.48 kn=507.77 kn/ m2=1859.956 kn/ m2满足应力要求！k= =1.343091.1，满足抗滑稳定要求！2.4.3.2校核洪水位a 自重g同设计情况下）b扬压力uu1 =21486.74 kn方向铅直向上力臂b1=0力矩m1=0u2 =7796.45 kn方向铅直向上力臂b2=9.72 m力矩m2=75781.49 knm 方向顺时针u3=1877.63 kn 方向铅直向上力臂b3=45.68

38、 m力矩m3= 85770.14 knm 方向顺时针u4=3755.27 kn 方向铅直向上力臂b4=47.51 m力矩m4=178412.88 knm 方向顺时针c水平静水压力pp1=13536.16 kn 方向水平向右力臂b1=56.83 m力矩m1=769259.97 knm 方向顺时针p2=63365.71 kn 方向水平向右力臂b2=37.89 m力矩m2=2400926.75 knm 方向顺时针p3=22462.94 kn 方向水平向左力臂b3=7.13 m力矩m3=160160.748 knm 方向逆时针d 利用水重ww1=2890.42 kn 方向铅直向下力臂b1=49.18

39、m力矩m1= 142150.86 knm方向逆时针w2=784.8 kn 方向铅直向下力臂b2=48.51 m力矩m2= 38070.65 knm 方向逆时针 m=-1057100.613 knmw-u=114989.295 knp=54438.93 kn=518.02 kn/ m2=1728.96 kn/ m2所以满足应力要求！k= =1.4363381.05所以满足抗滑稳定要求！2.5坝内构造2.5.1坝顶结构2.5.1.1非溢流坝坝顶宽10m，两边设1.0m的栏杆，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。2.5.1.2溢流坝溢流坝段坝上布置门机轨道，溢

40、流堰上设置两个闸门，上游侧事故检修闸门，堰顶布置工作闸门。闸墩宽度2，故溢流坝段总长78m。2.5.2坝体分缝2.5.2.1给缝溢流坝段和非溢流坝段纵缝间距均为20m，具体位置见正图2.5.3坝内廊道沿灌浆廊道向上，间隔30m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。除灌浆廊道外，其余廊道尺寸宽2m，高2.5m，由于上游坝面由上至下均倾斜，故第一层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。2.

41、6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，除适当国深表层砼塞外，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填充物，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了裂隙，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。2.7溢流坝消能防冲采用挑流消能挑流鼻坎出流断面式挑流水力计算的依据，单宽流量q=70m3/ s时该断面平均水深hc和平均流速vc 为： (2-17) (2-18 (2-1

42、9)其中zc-上游水位到坎顶的高度（m）；l-泄流边界的长度（m）；ks-水流边界绝对粗糙度（混凝土ks=0.00061）；g-重力加速度zc=239.0-132.4=101.6 ml3.24+(228.66-141.55)/ s i n+21682.656/360=135.88 m将已知l=135.88 m zc=101.6 m ks=0.00061 代入式得：=0.805vc=0.805（29.81101.6）0.5=35.94m/ shc =q/ vc =70/35.94=1.95 m挑距 =116.95 m挑流冲刷坑深度t的估算 (2-20)其中q-单宽流量q=70m3/ s；z-上下

43、游水位差z=240.8-136.4=104.4 m；k- 1.21.5，取1.5计算t=1.5701/2104.41/4=40.12m下游水深t=136.4-115=21.4 m则ts=t-t=40.12-21.4=18.72 m=6.255故消能防冲设计合理！由于下游基岩较好，而且水流沿河道平顺，因此抗冲刷措施比较简单，只需在溢流坝与非溢流坝交界处设置2 m宽的导墙，下游坡做简单防浪措施即可。第三章 水能规划3.1特征水头的选择nf=n tf=9.81qhtf 3-1)nf发电机出力nt水轮机出力f发电机效率取97t水轮机效率nf9.81q(总 (3-2)h上下游水头差nf9.81q（hh）

44、总8.492hq (2-22)校核洪水位240.8m 3台机组满发时，hmin=123.90 m；1台满发，另外2台停机时，hmax=114.07 m设计洪水位239.0 m ， 3台机组满发时，hmin=111.64 m；1台满发，另外2台停机时，hmax=112.33 m；设计蓄水位232.2 m 3台机组满发时，hmin=105.25 m；1台满发，另外2台停机时，hmax=105.97 m；设计低水位192.0m，3台机组满发时，hmin=65.46 m；1台满发，另外2台停机时，hmax=66.45 m；综合上述，hmax=114.07 m hmin=65.46 m 其中取hav =

45、0.5（hmax + hmin）=0.5（114.07 m+65.46 m）=89.77 m 对于引水式电站hav = hr =89.77 m3.2水轮机选型比较根据水头工作范围和设计水头查资料选择水轮机型是为hl200 或hl1803.2.1hl200方案1.转轮直径d1查表水电站3-6得限制工况下单位流量qim=950l/s=1.15m3/s效率m89.4，由此初步假定原型水轮机在此工况下的单位流量qi qin=0.95m3/s,效率90.7, 水轮机额定力nr=6.0104 kw97, 设计水头hr=hav=90.84 m=2.93m (3-3)取之相近而偏大的标称直径d13.0m2转速

46、n计算hl200最优工况下mmax=90.7%,模型转轮直径d1m=0.46m，单位转速n110m=68.0prm，水轮机转速n：=214.7 prm，选择与之相近的同步转速n=214.3 prm，磁极对数p=14.3效率及单位参数修正hl200型水轮机在在最优工况下的模型最高效率mmax=90.7%，模型转轮直径d1 m=0.46m，max= =92.3%，则效率修正系数为=92.3%-90.7%=1.6%。考虑到原型与模型在制造工艺质量上的差异，常在中减去一个修正值，现取=0.6%，则可得效率修正值=1%，由此可得原型水轮机在最优工况和限制工况下的效率为：max=mmax+=90.7%+1

47、.0%=91.7%=m+=89.4+1.0%=90.4%（与上述假设相同）n= 则=1.44%3.0%按规定，单位转速可不加修正，同时，流量也不加修正，故d1=3.0 m. n=214.3 prm 4、工作范围检验在hr,nr条件下, q11max=nr/（9.81 d12hr1.5）=0.908 m3/ s0.950 m3/ s则水轮机的最大引用流量qmax= q11max d12 hr0.5=77.43 m3/ s与特征水头hmax hmin hr相对应的单位转速为n111 min= =60.195 prmn111max= =79.46 prmn111r= =67.85 prm在hl200

48、型水轮机模型综合特性曲线上分别绘出q11max=0.908 3/ s，n111max=79.46 prm，n111 min=60.195 prm 3条直线所围成的水轮机工作范围基本上包括了该特性曲线的高效率区，因此，所选hl200型水轮机d1=3.0m，n=214.3 prm是合理的！5、吸出高度hs计算 由水轮机设计工况参数n111r= 67.85 prm，q11max=0.908 m3/ s查表3-6（水电站教材）得hl200的气蚀系数为m=0.088，查得气蚀修正系数m=0.02, 取多年平均尾水位123.4m, 计算得hs=0.168 m-4.0 m 吸出高度满足要求3.2.2hl18

49、0方案1、转轮直径d1查表水电站得限制工况下单位流量qim=860l/s=0.86m/s模型效率m89.5%,初步假定92%,取与之相近且偏在标称直径d13.3m2、转速n计算最优工况下n10m67.or/min, 假定n10n10m=212.84 prm,取与之相近且偏大的同步转速n214.3prm 3、效率修正及单位参数修正max=mmax+=92.0%+2.5%=94.5%=m+=889.5+2.5%=92.0%（与上述假设相同）n= 则=2.7%3.0%按规定，单位转速可不加修正，同时，流量也不加修正，故d1=3.3 m, n=214.3 prm4、工作范围检验n111max= =87

50、.416 prmn111r= =76.44 prm5、吸出之度hs确定0.62m-4.0 m 故吸出高度满足要求！3.2.3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901256880090.7%0.088 90125 67 720 92% 0.083原 型工作水头（m）转轮直径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）65.46114.073.0214.36.0106/97%77.430.17 65.46114.07 3.3 214.36.0106/97% 7 6.35 0.62比较之后选择机型hl1803.2.4水轮