红石水电站zl式水轮机方案初设

1、河北工程学院毕业设计（论文）河北工程大学水利水电建筑工程毕业设计 红石水电站ZL式水轮机选型姓名：袁彬哲班级：水工专二班学号:133520203指导教师：简新平目 录设计总说明5第1章 红石河床式水电站基本资料71.1 流域概况与气候条件71.2 水文站与径流资料81.3 设计洪水分析成果91.4 工程地质条件111.5 水利动能121.6 坝线与坝型151.7 枢纽布置151.8 对坝基的处理意见161.9 红石河段水库特征161.10 红石河段HQ关系曲线17第2章 基本数据与重力坝设计202.1 准备工作202.1.1 防洪标准202.1.2 工程线选择202.1.3 有关数据的确定20

2、2.2 挡水重力坝段设计202.2.1 坝顶高程202.2.2 基本剖面和实用剖面形式222.2.3 荷载组合及其计算242.3 溢流坝设计262.3.1 孔口型式及尺寸布置272.3.1.1 孔口型式272.3.1.2 孔口尺寸及布置272.3.2 基本剖面设计292.3.3 实用剖面设计302.3.4 抗滑稳定分析30设计32校核32地震32在这三种工况下,溢流段坝体均满足稳定要求,说明选择的坝体剖面合理。322.3.5 消能防冲设计322.3.6 溢流重力坝的上部结构332.4 重力坝的分缝和廊道系统332.4.1 重力坝的分缝332.4.1.1 横缝布置332.4.1.2 纵缝的布置3

3、42.5 坝基处理342.6 重力坝的材料分区34第3章 水轮机选型设计353.1 水轮机的特征水头363.1.1 水轮机工作水头363.2 水轮机方案对比和型号的选择373.2.1 ZZ440型水轮机的主要参数的选择373.2.2 HL240型水轮机的主要参数的选择403.3 蜗壳设计423.3.1 蜗壳的型式及其主要参数的选择423.4 尾水管的型式和尺寸确定443.4.1 尾水管的型式443.4.2 尾水管尺寸的确定453.5 确定调速器、油压装置的型式和尺寸453.6 发电机的尺寸和重量463.6.1 发电机的主要参数463.6.2 发电机重量估算47第4章 枢纽总体布置474.1 坝

4、线的选择474.2 坝型选择比较484.3 枢纽布置48第5章 电站厂房的布置与设计495.1 主厂房各层间的布置495.1.1 发电机层的布置495.1.2 水轮机层的布置495.1.3 蜗壳层和尾水管层的布置505.1.4 安装间的布置505.2 主厂房各层高程布置505.2.1 机组安装高程（见前面第三章内容）505.2.2 尾水管顶部高程505.2.3 尾水管底部高程505.2.4 下部尾水管处基岩开挖高程505.2.5 水轮机地面高程515.2.6 主阀室的安装高程515.2.7 发电机定子安装高程515.2.8 发电机层楼板高程515.2.9 桥吊轨顶高程525.2.10 天花板高

5、程（或屋顶横梁底缘高程）525.2.11 屋顶高程525.3 主厂房平面尺寸的确定535.3.1 主厂房的长度535.3.2 主厂房宽度545.4 副厂房的布置555.4.1 中央控制室555.4.2 开关室和电缆室555.4.3 继电保护室，载波机室及其它555.5 起重机的选择565.5.1 发电机型号的选择565.5.2 桥吊的起重量565.5.3 桥吊跨度565.5.4 平衡梁565.5.5 吊车梁的选择565.6 装配场的布置565.6.1 装配厂平面位置565.6.2 装配厂高程565.6.3 装配厂的尺寸与布置575.7 有压进水口的布置575.7.1 有压进水口的类型575.7

6、.1.1 有压进水口的位置57谢辞60附图：61参考文献64设计总说明本设计课题的题目为红石水电站ZL式水轮机方案初步设计，用了12周时间对其主要内容进行设计分析和计算并绘制图纸。本设计主要涉及了以下内容：1、 按总装机容量为18万千瓦进行ZL式水轮机选型设计。包括根据总装机容量进行水轮机机组台数的确定、水轮机特征水头的计算分析确定，然后根据特征水头进行水轮机选型并进行各项参数的确定，本设计所选水轮机为ZZ440型水轮机，标称直径为5.5m，转速为107.1转每分钟，吸出高为-3.81m，安装高程为261.18m.并对调速器、油压装置进行了初步设计及对水轮发电机组的尺寸和重量进行了估算。 2、

7、重力坝的设计。包括:由设计洪水位290.9m和校核洪水位293.9m进行挡水重力坝的刨面尺寸的确定，稳定演算和坝体应力分析。挡水重力坝的坝定高程为296.04m,坝顶宽度为4m，坝底宽度为29.10m；溢流重力坝段的断面设计、闸墩的设计、消能方式的选择和设计、抗滑稳定演算。溢流重力坝采用开敞式设闸门的泄水方式及消力戽消能形式；坝体构造设计中有坝顶构造、廊道系统、坝缝设计、止水设计、帷幕灌浆等的设计。3、按左岸厂房布置方案进行枢纽总体布置。其中首先进行布置方案选择，本设计采用左岸厂房布置方案；其次进行厂房形式的选择，本设计采用河床式厂房；再次进行厂房的组成及各种建筑物相对位置的确定。4、进行河床

8、式主厂房的形状尺寸的总体设计及绘制相关图纸。首先计算河床式主厂房的轮廓尺寸包括主厂房的长度的计算及主厂房的宽度和各层高程的计算设计。以上为本设计的全部内容。关键字：红石水电站 水轮机 重力坝 河床式厂房 应力 稳定演算- 5 -Design general descriptionThe title of the subject of the design of Hongshi Hydropower Station ZL turbine project preliminary design, spent 12 weeks on the main content analysis and desi

9、gn calculation andDrawing.Thidsesign mainly involves the following contents: 1 according to the total installed capacity of 180000kilowatts for the design of ZL turbine type. According to the total installed capacity of turbine units of the determination, the calculation of turbine characteristic he

10、ad analysis identified, then according to the characteristics of water head of turbine type selection and the parameters determined the design selected water turbine ZL440 type turbine nominal diameter of 5.5m, rotate speed is 107.1revolutions per minute, the aspiration for -3.81m, installation heig

11、ht for 261.18m. and the governor, oil pressure device of preliminary design and of hydroelectric generating set size and weight were estimated. 2 Gravity dam design. Including: design flood level 290.9m and check flood water level 293.9m to carry out the plane dimension of the dam, the stability cal

12、culation and dam stress analysis. Retaining water gravity dam dam elevation as a 296.04m, crest width for 4m, width of the dam for 29.10m; design of overflow gravity dam section design, the pier, fire way choice and design, anti sliding stability calculation. Overflow gravity dam using open design g

13、ate discharge mode and energy dissipating energy dissipation form; structure design of the dam is structure of dam crest, corridor system, dam design, design of water stop curtain grouting design joint. 3 press the left powerhouse layout scheme for general layout. The first layout scheme selection,

14、is adopted in the design of the powerhouse arrangement scheme; secondly, the choice of plant form, this design uses the bed plant; again to determine the relative position of the plant composition and various buildings. 4 The overall design of the shape size of the main workshop of river bed and dra

15、wing relevant drawings. Firstly, the calculation of the main plant's length, the width of the main building and the calculation of the main building's width and the height of each layer are calculated.All the contents of this design.Keywords: Hongshi hydropower station hydraulic turbine grav

16、ity dam riverbed powerhouse stress stability analysis 第1章：红石河床式水电站基本资料图1一、流域概况与气候条件1、流域概况 红石水电站位于第二松花江的上游，在丰满水库干流回水的末端，坝址以上的流域面积为20300平方公里，其上游38公里处的水库末端为白山水电站。红石电站系松花江上游白山电站与丰满电站之间的一个梯级电站。 红石以上流域位于长白山脉的西北坡，发源于长白山的天池，分头道江、二道江，并在下两江口汇合成为第二松花江干流，流向西北。本流域南临鸭绿江上游，东北为图门江与牡丹江，其西南为浑江流域。 白山到红石区间的流域面积为1300平方公

17、里，较大支流均在右侧：有苇沙河，控制流域面积534平方公里；色洛河，控制流域面积456平方公里。此二大支流占全区间面积的76%，且流经山谷之中，河道的平均比降6左右。流域内为山林区，植被尚好。由于两支流长度相近，暴雨后的洪水集流较快，区间流量较大。红石流域概况见图1。2、气候条件红石以上流域处于高寒地区，冬季较长，积雪较深，夏秋季多雨。红石站的年降雨量变化在6001000毫米，多年平均雨量为854毫米。夏秋季（69月份）雨量约占全年雨量的（6070）%，年蒸发量据白山占观测资料统计，变化在8501174毫米。从红石站现有气象观测资料中统计，多年平均气温为3，最低气温-36.5，最高气温38，最

18、大风速为25.3m/s（西北方向），由于观测年限不长，这些气象数据仅供设计时参考。表1 红石站气温统计表月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年平均-19.2-15.3-5.44.913.117.631.621.013.05.3-5.5-15.23.0最高4.012.019.027.031.633.037.037.036.027.016.18.538.0最低-36.5-31.7-28.6-10.8-10.83.09.40.8-2.0-12.0-24.033.5-36.5红石河段冰期较长，一般在十月中旬即可见冰，十一月上旬开始流凌，十一月下旬开始封冻，直到次年四月上旬才进入

19、无冰期，整个冰期可达56个月。二、水文站与径流资料红石水文站位于坝址下游二公里处，1936年建站，1945年1950年缺测，解放后继续观测至今。白山水文站位于红石坝址上游约38公里处，1957年建站，连续观测至今。白山至红石区间各支流均未设站进行观测。在苇沙河上的夹皮沟仅有一处雨量站，约有20年的观测资料。因此区间的洪水参数主要石根据邻近地区河流的水文观测资料综合分析出来的。由于白山水库（有效兴利库容28亿m3）已经蓄水发电，红石坝址的天然来水将被调节，因此红石电站的年月径流主要石根据白山水库调节后的径流和白山坝址至红石坝址区间的径流综合而成。白山站的年月径流资料经插补延长可得1933年以来约

20、40余年的径流系列，其多年平均径流量为239m3/s；红石站的年月径流资料经插补延长也可得到40余年，其多年平均径流量为258m3/s。白山至红石间未进行过专门水文水文观测，仅有干流两站1957年以来同步对应的观测资料，区间的径流由两站相减而得。经红石站长短径流系列比较，采用1956年1971年的代表段系列，其多年平均流量为258m3/s。在这个代表段中既由明显得丰水段（1960-1964年），平均流量为297m3/s，也由枯水期（1967-1970年），平均流量为194m3/s。这个系列基本上可反应出径流的年际与年内的各种分布情况，详见表2和表5。各控制点的年月平均流量及年径流统计成果参见表

21、3和表4。表2 白山站年月平均流量表年份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年5638.634.557.6318524727106048336710969.543.73205739.235.437.4557418328272101026616690.446.72725844.240.182.329630928221214092.210167.451.81435941.434.263.329128925157330328623317445.62166041.738.775.2294507663448142038314890.447.03466137.334.072.429433

22、319350151245215811856.22306242.839.943.950139113620556643217313362.72276344.537.652.525020415681957660228713453.52686443.535.442.1715291392505129028113171.647.03206541.443.648.444552514410762528911782.946.32106641.236.262.156842331352964217816016954.12646747.640.673.734050228540824390374.159.430.718

23、36829.828.661.423720838231427429010688.978.81756937.136.842.330537162344031713310058.240.12087035.234.443.026836014216631498.096.387.643.51417131.928.559.820723461082672344026410149.6298平均39.836.257.3367.9368.1351.7461.6589.9292.5151.599.749.8239表3 红石、白山及区间多年月平均流量表月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年白山39

24、.936.2 57.4368368 352 461 589 292 15199.8 50.1 239 区间 3.82.6 3.8 33.3 30.723.3 36.7 50.5 24.7 11.56.6 3.5 19.2 红石43.7 38.8 61.2 401 369 375 498 640 317 163 106 53.6 258表4 白山、区间径流统计成果表控制点各种频率（P%）及对应流量值12510255075809095白山436408368336282232186176153134区间3935.731.928.423.218.414.213.511.19.0注：白山站的均值为239

25、 m3/s，CV=0.3，CS/CV=2；白红区间的均值为19.2 m3/s，CV=0.36，CS/CV=2。表5 白山红石站区间年径流表年份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年563.52.43.422.036.050.070.034.026.08.04.83.022.0572.72.42.538.028.022.019.070.018.012.06.23.218.7583.12.85.732.013.010.010.05.06.04.07.43.58.6592.62.14.416.020.017.021.031.034.022.03.03.214.7602.83.18.

26、925.049.052.039.080.027.010.06.33.225.5612.72.45.420.016.011.015.032.039.010.08.04.013.8623.02.73.035.034.09.017.034.020.09.010.04.315.1633.12.83.716.08.04.074.015.047.036.09.04.018.5643.02.53.050.020.08.06.090.03.09.05.03.116.9652.83.13.338.065.013.07.076.042.08.05.73.322.3662.82.52.653.042.021.071

27、.0111.022.08.08.03.929.0673.34.31.935.072.037.054.043.08.03.96.32.122.6682.02.04.343.014.026.031.021.028.012.06.15.616.3692.62.63.031.022.030.028.039.014.06.04.02.915.4702.42.43.060.026.014.025.031.015.05.76.23.016.2712.22.02.818.028.048.099.097.045.019.09.03.631.1平均2.82.63.833.330.823.336.650.624.6

28、11.46.63.519.2三、设计洪水分析成果石水红电站的设计洪水重点是研究区间的设计洪水。由于该区间未进行水文观测，而上下游站相减所得的洪水资料又精度太差，因此采用地区综合分析法，在本流域附近选用了六个参证站，进行统计分析，从而得出区间的洪水参数与设计成果，详见表6。表6 白山至红石区间设计洪水成果表项 目各种频率（P%）及对应流量值0.010.020.10.20.330.5123.351020洪峰流量(m3/s)4840445034503040274025002110172014601220872540三天洪量(亿m3)2.712.552.121.941.811.701.521.331.

29、21.080.880.68注：洪峰流量的均值为360 m3/s，Cv=1.2,Cs/Cv=2.5； 三天洪量的均值为0.45亿m3，Cv=0.72,Cs/Cv=2.0。造成红石以上流域的特大暴雨天气系统，主要是北上台风。其特点是降雨历程短，暴雨集中，强度较大，主要降雨历时集中在24小时内。区间的洪水一般集中在三天内，因此设计洪水过程线以三天洪量为控制。对于该区间的典型洪水过程线，由于红石与白山站1960年洪水相减的区间过程线不合理，因此借用了邻近流域且与区间主要支流集水面积相近的木萁河梨树沟站的1960年实测资料作为典型洪水。区间各种频率的设计洪水过程线成果见表7。白山水电站为多年调节水电站，

30、洪水泄量情况为：百年洪水泄量6900 m3/s，千年洪水泄量9950 m3/s，保坝洪水泄量17000 m3/s。根据红石站暴雨洪水季节分布特点和施工情况，确定分期洪水为汛前期（4月15日7月15日），大汛期（7月15日9月15日），大汛期后（9月15日封冻时）三个时段。施工期洪水的计算方法与大汛期设计洪水相同，也是采用临近站作为参考综合分析出区间的施工洪水，其成果见表8。 表7 白山至红石区间设计洪水过程线月日时典型Q1960年0.010.020.10.20.330.513.3510208.23473.0404382324298280264239193175146115780.0446422

31、3573203102922642131941611271092.0510482408376354334302244221184239131146315975064654384133743012742282791621511901130955878825776705567516430438193481930182015401420134012601140920835743467224522500236020001840174016301480119010808574968.24154048404450345030402740250021101460122087254044282380224019

32、001750164015501400113010308575277302167015801340123011601090990797725604494102241240117099391586081173559253844837213191106010008467807336926265054583823201615887582770064560657251841737931626819132731692585540507478433348317264227221106105764884504233983602902642201938.25110658755547043340738434828

33、0254212186497.7540512433398375354320258234195158791.65084804063753523323002422201831441084.54684423743463243062772232031691321378.54344123483213022842572071881571231673.34063843253002822652401931761471151968.53793583042802632482251811641371072270.038736731028626925323018516814011026166.4367348294271

34、255240218175159133104 表8 分期洪水成果表时段4月15日7月15日9月15日封冻时P%5102051020Qp(m3/s)3082612081047757四、工程地质条件 红石坝址在大地构造上属于华北地区辽东台背斜的北部边缘，坝址下游16公里处为性质补同的另一构造单元，即吉林海西褶皱带，中间以桦甸辉发河断裂所隔。坝址距离辉发河深大断裂边缘约5公里左右。 本地区出露的地层主要为前震旦系鞍山群之混合岩系，后期侵入各种岩脉。第三季末至第四季初之玄武岩分布在高山顶上。混合岩经历历次构造运动，产生变化较大，其构造线方向大致为北东东向和近东西向。 从前震旦纪吕梁运动开始，该地区即发生

35、褶皱、断裂、变质等作用，并隆起成山。桦甸辉发河大断裂也同时形成，大致为北东东向。以后历次构造运动都有不同程度的影响。 本区地震烈度：根据辽宁省地震局1975年关于红石电站的基本烈度报告中认为，该电站靠近桦甸辉南地震活动带，历史和近期均有地震发生，现今地震活动频繁，该地区具有一定的发震构造条件，认为红石电站地区地震烈度以此为7度为宜。 水库两岸山体雄伟高峻，无低凹垭口和单薄分水岭。构成库区的主要岩石为前震旦纪结晶类和少量后期穿插的岩层，均系不透水层。两岸玄武岩和底下水位分布高程均高于正常水位，故水库蓄水后无永久性渗漏的可能性。库区河谷狭窄，库边一般为基岩河岸，第四季覆盖不厚，植被茂密，不致产生大

36、的塌岸，固体径流来源有限。 坝区河谷呈U形，河谷底宽300400米，平水期河床宽170米左右，水深12米。两岸分布有不对称的漫滩与阶地，谷坡 20°35°，两岸山顶为玄武岩台地，比河床高200250米左右。坝址上游右岸漫滩长约600米，宽约80米，高出江面水位0.51米。左岸漫滩宽约50米左右，一级阶地宽6070米，比河床高713米，阶面平坦，延伸至上游250米左右趋于尖灭。 构成坝区的主要岩石为前震旦纪混合岩，中生代岩脉穿插在其中，第四季主要分布在河谷及两岸山体上。 混合岩：灰白色，由伟晶质脉体河基体熔合而成。脉体成分有石英、钾长石、斜长石、黑云母等。基体由原岩黑云母片岩

37、、斜长石闪岩组成。混合岩风化程度较低，岩石致密坚硬，抗风化能力强，但基体抗风化能力较差。 中生代岩脉多次侵入，分布密度和变化均较大，主要有以下岩类： 花岗岩（包括斜长花岗岩、花岗斑岩）：此类岩石为坝区分布最多的岩脉，宽度一般210米，个别宽达3040米，一般为浅肉红色，主要矿物成分有正长石、斜长石、石英及角闪石，泥石等组成。斑状-粗细粒结构（斑晶为正长石、斜长石等），块状结构构造，岩石性脆易碎，单块岩石致密坚硬，抗风化能力强。 花岗岩闪长岩：浅肉红色，中细粒花岗结构，块状结构构造，主要矿物成分有正长石、角闪石、石英和黑云母等。 煌斑岩：灰绿色或灰黑色，主要为细粒结构，略呈斑状，斑晶大部分为闪角

38、石及少量辉石，基质以斜长石为主。暗色矿物已多蚀变成绿色泥石化和炭酸盐化，岩石致密坚硬，脉细而密，穿插于上述岩石之中。 第四季坡残积层覆盖于两岸山坡，主要由亚砂土夹碎石和富含腐植质的表土组成，一般厚度15米，最厚者达1011米。构成左岸阶地的冲积层由上部的粉细砂（厚度约15米）和下部砂砾石（厚度约47米）组成。河床冲积的砂砾石层厚度达14米。 主要岩石的物理力学性质，以及室内岩石与混凝土摩擦试验结果详见表9和表11。 坝区岩石经受多次构造运动作用，断层、裂隙、岩脉均较发育。混合岩片理方向变化不大，但总的走向近北东东向，倾向西北，倾角变化较大，一般为60°70°。 坝区断层方向

39、主要有三组，最发育的为走向北东5°20°，以F6为代表，是斜穿河床通过坝基的断层，倾向下游，倾角一般为60°85°，有近水平与高角度两组擦痕为逆平推断层，宽度达915米，坝基部位宽度为1011米，该断层与坝线约成30°锐角相交，通过坝基长约55米左右。断层是由23条0.30.8米宽的断层泥和片状、砂砾状、角砾状夹层泥等物质组成的断裂破裂带，在深部仍胶结不好，虽系高角断层，对坝基变形及抗滑稳定仍造成不利的影响。 坝基岩石透水性微弱，坝下渗量极小。但由于渗透而产生的压力对坝基稳定将有一定影响。根据岩石的渗透性质，一般在25米深以上单位吸水量大于0.

40、03公升/分米，因而建议帷幕深度一般不少于2025米（由坝基岩面算起）；对断层破碎带部位，帷幕应考虑适当加强。 坝基范围内虽为抗风化的岩石，但由于构造复杂，断层、岩脉众多，纵横交错，节理发育。从钻孔中看，几乎是孔孔见岩脉、小断层和小破碎带，使岩体失去完整性，岩石风化程度相差悬殊。对坝区结合工程情况，将岩石风化状态分为全风化、半风化与新鲜岩石三类。坝基各地段岩石的风化深度参见表10。 从岩石的风化状态和岩石的强度来分析，作为高约40米的混凝土重力坝，建基面在半风化岩石的下部使可以的。这里所指的半风化岩石下部作为建基面标准是要求岩石具有一定的强度并较完整，节理裂缝基本无泥，通过固结灌浆岩石的完整性

41、能得到显著改善。建议开挖深度从地面算起：右岸57米，河床45米，左岸阶地10米左右，左岸山坡1012米。参照已有的试验成果，结合红石坝坡构造和岩石状态，建议坝基F6断层以右，混凝土与半风化岩石摩擦系数采用0.65，断层以左采用0.6，F6断层带采用0.45。五、水利动能 红石水电站是第二松花江上游白山水电站的下一梯级电站。电站的主要任务是发电，结合水库特性、地区要求可发挥养鱼等综合利用效益。 电站建成以后将同白山水电站一起投入东北主网，担任系统调峰、调相及少量事故备用，同时兼向吉林省盘石、桦甸地区供电。表9 室内岩石与混凝土摩擦试验成果汇总表岩石名称剪切面性质指标名称项目混凝土/岩石抗剪强度摩

42、擦系数tg剪应力P=6P=8P=10P=12/2/2/2/2混合岩半风化粗磨面组数5555算术平均值5.106.888.5010.440.86小值平均值4.506.407.009.600.76最小值4.505.607.009.000.70微风化细磨面组数5555算术平均值5.405.447.5410.680.83小值平均值4.504.936.738.400.67最小值4.204.806.008.400.60表10 坝基各地段岩石的风化深度表地段风化状态左岸山坡左岸阶地河床右岸备注覆盖层6124.5110.540.55.5岩石风化深度从地面算起全风化岩石6.514614.50.551.78半风化

43、岩石18211221613712.5 水库下游红石至丰满电站区间河段内，无防洪要求，加上红石水库小，部承担下游防洪任务。地区对农业用水、航运、过木、过鱼等均无要求。水库蓄水后提供了发展渔业的有利条件，需重点清库以利捕捞。 第二松花江白山至红石河段，河谷狭窄，沿江两岸无大的城镇、工矿企业及大片农田等重要保护对象；坝区地址条件较好，加之上游白山水电站的兴建，对第二松花江的天然来水进行多年调节，大大改善了天然来水的不均匀性，使红石水电站能以较少的淹没损失和工程量获得较好的电能指标。所以红石水电站设计蓄水位的选择取决于同白山水电站尾水位的合理衔接，以充分利用白山以下河段的水力资源。 鉴于白山水电站机组

44、安高程为286米，水轮机运行期间的吸出高HS=-5米左右等技术指标，并考虑白山坝下施工堆渣将壅高发电尾水位的情况，选用设计蓄水位为290米高程为宜。白山至红石区间河段集水面积不大，百分之九十来水经白山水库进行调节，红石水库库小，仅能考虑日调节，增加水库削落深度将增加电能损失，故水库水位削落过大显然是不适合的。根据上述情况，按日调节要求，并考虑在 必要时尚能满足以台机组担任事故备用八小时这个条件确定水库设计死水位为289米。东北地区电网大，发展快，而水力资源又较少，开发条件较好可用于调峰的电站为数不多。红石水电站不但上有白山电站调节，而且地理位置适中，因此适当加大装机容量以满足电力系统的要求是很

45、必要的。建议红石水电站装机容量的选择应考虑以下因素：（1）机组过水能力应与白山机组的总过水能力900m3/s相适应；（2）年利用小时数控制在2000小时左右；（3）参照国内机组的实际生产情况。- 65 -表11 岩石物理力学性质试验成果汇总表岩石名称指标计算值容重比重紧密度孔隙率吸水率抗压强度（/2）软化系数抗冻系数重量损失烘干饱和烘干饱和冻后混合岩半风化岩组数555555353算术平均值2.682.682.7497.670.950.1911761192087小平均值2.642.642.7096.970.360.1710761001211新鲜组数2211122210.770.980算术平均值2

46、.742.742.7598.911.090.1412959701288花岗岩半风化岩算术平均值2.682.692.7796.920.381314组数332223131算术平均值2.592.622.6996.283.710.7316971616508新鲜组数222222222222算术平均值2.602.622.7195.944.060.701789169116230.950.900.17辉斑岩半风化组数222222六、坝线与坝型 红石坝线的选择曾进行过大量的工作。曾对小陈木匠沟以上至鸡冠砬子一段的上坝段研究了四条坝线。经比较认为上坝线较为优越。后来又对小陈木匠沟以下至兰旗一段的下坝段选了三条坝线

47、作为当地材料坝的比较坝线，经地质勘察论证，下坝线地质条件较好。最后又对上坝线和下坝线进行了比较，认为上坝线地质条件较好，故推荐上坝线为选用坝线。 红石大坝坝型，经对当地材料坝和混凝土坝比较后，相应推荐混凝土宽缝重力坝及混凝土重力坝方案。后对混凝土重力坝方案又进行了分析，共比较了五种混凝土重力坝坝型，即重力坝、宽缝重力坝、空腹坝、支墩坝及空腹支墩坝。五种坝型在稳定及坝基应力条件上均可满足要求。重力坝和宽缝重力坝的优点是：结构简单、施工方便，但缺点是：混凝土及开挖工作量均较大。两种轻型支墩坝的主要优点是比重力坝可节省混凝土25%30%，但缺点是增加模板约三万平方米，施工麻烦。空腹坝属于混凝土重力坝

48、型，比重力坝能节约3.5万方混凝土，且可以结合坝体挡水降低围堰高度，有加快施工进度的条件，但缺点是空腹拱顶有一部分混凝土需采取较严格的温度控制措施，且有一部分倒悬模板，施工也较麻烦。鉴于红石坝基岩石比较破碎，有七级地震要求，轻型坝在坝基应力分布及横向抗震性能等方面要比重力坝型差些，因此不宜采用。至于前三种重力坝型工程量差别不大，考虑近些年来在东北地区修建的中等高度的混凝土坝如回龙山、参窝、太平哨等均采用混凝土重力坝型，施工实践经验比较丰富，因此建议采用混凝土重力坝型方案。 七、枢纽布置 本工程为坝式水电站，主要包括拦河大坝与发电厂房两大部分。 红石坝址主河床偏向右岸，左岸河床为河漫滩地，F6断层从左岸河床与坝轴线斜交约30°通过。该断层破碎带较宽，对溢流坝及厂房布置等有一定的不利影响。因此曾对左右岸厂房布置方案做过认真的