清水江水利枢纽建设工程设计方案

清水江是沅水的上游主流河段，沅水是洞庭湖水系四水之中水能资源最丰富的河流。流域大致呈东西长、南北短的长方形。流域地势西南高而东北低，海拔高程在后纳诸河后至湖南省境内，与渠水汇合后称沅水。主流河长485km，流域平均宽度约相对湿度%该水电站坝址河段无实测径流资料，坝址径流采用上下游、干支流控制水文站径流表1－2坝址各频率年最大洪水成果表PP(%)1Q表1-3岩体物理力学指标建议值度3～75～9断断C′1~C′1~1~0．9~10．9~11~0．8~00．9~111坡度为30°~40°,右岸地形较左岸要陡，右坝肩上下游侧分布2条深切的冲沟(⑧、状为N45°~70°E，SE∠35°~65°,倾向上游微偏右岸，属横向谷；下游侧岩层产状为N70°~85°E，NW∠17°~25°,倾向下游，属横向谷。代表坝线位于坪内背斜较右岸相对发育。但由于岩层横切河床，倾向上游，倾角35°~65°,因此坝基软弱夹四段（Ptbn2L4）的长石石英砂岩夹细砂岩、砂板岩，岩层产状为N65°~85°E，NW∠15°~25°,单斜地层，倾向下游偏右岸，属斜向谷；岩体中发育一些软弱夹层和层间由于岩层倾向下游，岩层及夹层倾角为15°~25°,因此坝基存在浅层抗滑稳定问题。输条件便利，运距较短。表1-5坝址水位流量关系高程系统：黄海厂房设计洪水位（P＝1%)洪峰流量（P＝1%)保证出力（P＝90%)3压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。重力坝之所以得到广泛应用，是因为其具有以下几个方面的优点：置泄水孔，一般不需要另设溢洪道或泄水隧洞，枢纽布置紧凑。（5）施工方便。大体积混凝土可以采用机械化施工，在放样、立模和混凝土浇筑4、宽缝重力坝具有以下一些优点：充分利用了混凝土的抗压强度；扬压力显著降枢纽由以下部分组成：溢流坝段、非溢流坝段、厂房、通航建筑物。在进行水利枢mzh——安全超高，查《水工建筑物》有：该枢纽的安全级别为Ⅱ级，所以c0020-—2v20hz2=lLL常z2l0∶∶Φ2、基本剖面之所以采用三角形剖面，主要是根据重力坝的工作原理：依靠坝体自风化中部基岩，根据地质条件，将开挖线高程定为224m,既满足稳定要求又使施工面进行强度和稳定校核。混凝土重力坝在体型上应力求简单，便于施工，上游坝坡结合其防渗结构型式进混凝土重力坝下游坝坡可按常态混凝土重力坝断面的选择进行优选，按设计情况、校核情况分别计算荷载作用的标准值和设计值（设计值=标准值×分项系坝体自重W(kN)的计算公式：c3。c表3-1荷载作用的分项系数序号作用类别扬压力（可变作用）未规定的永久作用对结构不利未规定的不可控制可变作用4淤沙压力（永久作用）未规定的可控制可变作用未规定的永久作用对结构有利水压力（可变作用）浪压力冰压力土压力作用类别分项系数序号wHP)ssl-L浪压力对坝底中点的力矩M为:Ly=H-3；y荷载作用荷载作用地震浪压力冰压力力正常蓄水位情况设计洪水位情况冰冻情况校核洪水位情况地震情况设计情况+++++++++++++++++00+000+扬压力土压力+++++++++++++00+注1）应根据各种作用同时发生的实际可能性，选择计算中的最2，f,=00Y0Yd0YΣWΣMTRRRR42c2R4T2)R0ΣWΣMT R2，f,=0Y0Yd0YΣWΣMT 22RRRR42cR2RdR4T2)R0R2，f,=01Y0Y0YΣWΣMT2222RRRR42c2R4T2)R0ΣWΣMT R2，f,=.)≤R(.)0Y0Yd0YΣWΣMT22.22RRRR442cRR2R4T0d2)R0yyΣWTΣMσu=──+uyAIσd，即：y2)'-pd)ΣWTΣMyAIyyudmd-p')m2'd-2)u-m22)d-m2p''2（3-24）（3-25）（3-27）u-σu)md-p'+pd)m2u)--u-σu)m2d-p'+pd)u2du2)uyy'-pd12p、p'——计算截面在上、下游坝面所承受的水压力强度（如有淤沙ΣW——计算截面上全部垂直力之和（包括坝体自重、水重、淤沙）；ΣM计算截面上全部垂直力及水平力对于计算截面形心的力矩之和，以使上24udΣWTΣM666944.5yAIdyAIdp')2)u221d-p'+pd)22)22I=4udpupdΣWTΣM604167.873yAIu-σu)上游面水平正应力:y1下游面水平正应力:-p'+pdu22上游面主应力:2u-2)x2u2u下游面主应力:2)2I=4udyAIdyAId2σp'2)u22122)m2p'22x22I=4udpupdyAIyAIyAI上游面剪应力:dp'd)上游面水平正应力:2dp'd)2上游面主应力:u)22下游面主应力:pd)(2)2pd荷载上游水平水压力下游水平水压力上游水重下游水重浮托力渗透压力浪压力水平泥沙压力垂直泥沙压力表3-3非溢流坝坝基面正常蓄水位荷载计算表垂直力（kN）水平力（kN）00000070表3-4非溢流坝坝基面正常蓄水位荷载设计值荷载上游水平水压力下游水平水压力上游水重下游水重浮托力渗透压力浪压力水平泥沙压力垂直泥沙压力法向力标准值000切向力标准值0分法向力设计值切向力设计值力矩标准值力矩设计值项数表3-5非溢流坝坝基面校核洪水位荷载计算表荷载上游水平水压力下游水平水压力上游水重下游水重浮托力渗透压力浪压力水平泥沙压力垂直泥沙压力垂直力水平力偏心距7表3-5非溢流坝坝基面校核洪水位荷载设计值荷载上游水平水压力下游水平水压力上游水重下游水重浮托力渗透压力浪压力水平泥沙压力垂直泥沙压力法向力标准值切向力标准值分项系数1111111111法向力设计值切向力设计值力矩标准值力矩设计值表3-6非溢流坝层面正常蓄水位荷载标准值（高程261m）荷载上游水平水压力下游水平水压力上游水重下游水重浮托力渗透压力浪压力水平泥沙压力垂直泥沙压力垂直力水平力0000000偏心距00000000000000荷载上游水平水压力下游水平水压力上游水重下游水重浮托力渗透压力浪压力水平泥沙压力垂直泥沙压力表3-7非溢流坝层面正常蓄水位荷载设计值（高程261m）法向力标准值切向力标准值分法向力设计值切向力设计值力矩标准值力矩设计值项数表3-8非溢流坝层面校核水位荷载标准值（高程261m）荷载上游水平水压力下游水平水压力上游水重下游水重浮托力渗透压力浪压力水平泥沙压力垂直泥沙压力垂直力水平力000000偏心距000000000000荷载上游水平水压力下游水平水压力上游水重下游水重浮托力渗透压力浪压力水平泥沙压力垂直泥沙压力表3-9非溢流坝层面校核水位荷载设计值（高程261m）法向力标准值切向力标准值分法向力设计值切向力设计值力矩标准值力矩设计值项数也可不设。不设闸门时，堰顶高程等于水库的正常高水位，泄洪时库水位壅高，从而加大了淹没损失，但结构简单，管理方便，适用于泄洪量不大、淹没损失小的中小型工程；设置闸门的溢流坝，闸门顶高程大致与正常高水位齐平，堰顶高程较低，可利用闸门的开启高度调节库水位和下泄流量，适用soo3/sS有利于枢纽的布置，但增加了下游消能的困难，下游局部冲刷可能更严重，反之，个经济而又安全的单宽流量，必须综合地质条件，下游水深，枢纽布置，消能等诸而工程实践证明，溢流坝单宽流量宜采用如下数据值：对软弱岩石或裂隙发育qsHw=(Hw=(2222设校已知n、b、堰上水头，先计算ε、m，然后根据堰流公式计算Q,若满足QH kH/H与m/m关系HH/HsQQ表4—2泄流能力表Q0hh=-（4—5）H—库水位至坎顶高差，m；0012上游最高水位θ下游最高水位12kkkkH220.25k0.25kk全的。不能满足时，可通过模型试验，结合工程实际进行论证。设计中k另外，为了避免小流量时产生贴面流，淘刷坝脚，可在挑流鼻坎后面做一短段护ss2Cssx2(bH－y)2x2(bH－y)2nsSS—xCCxnXY闸墩的厚度与闸门形式有关，工作闸门采用的是弧形闸门，闸墩的最小厚度为1.5~2.0m，所以拟定中墩厚度为3m，边墩厚度为4m，工作闸门前设置检修闸门，初计算公式参照《水工钢结构》附录十一KZ——闸门行走支承系数；对滑动支承KZ=0.81；对于滚动式支承KZZcgggZCZcZC12TGGj12重固定式卷扬启闭机时，梁肋中距应与启闭机基础螺栓位置相吻合，桥面总宽为3.5~单位：厘米横梁与立柱的节点采用刚性联结，为了提高横梁的抗剪能力和减少节点应力集中，R20Y0Yd0YΣWΣMT2222RRRRRR2cR2RR2RRR0d0dRciii2)(R0表4-4溢流坝坝基面荷载标准值计算表（偶然组合）荷载自重上游水平水压力下游水平水压力上游水重浮托力渗透压力动水压力水平泥沙压力垂直泥沙压力垂直力(kN)水平力(kN)偏心距07表4-5溢流坝坝基面荷载设计值计算表（偶然组合）荷载上游水平水压力下游水平水压力上游水重浮托力渗透压力动水压力水平泥沙压力垂直泥沙压力法向力标准值切向力标准值分项系数11111111111111法向力设计值切向力设计值力矩标准值力矩设计值边闸墩末导水墙高度的计算0.5水片为紫铜片，第二道止水片可采用塑料或橡胶止水片。）；水片伸至溢流坝顶后，顺溢流坝顶延伸至下游鼻坎。在本设计中，采用尺寸为2.5m×3.0m(宽×高)上圆下方的标准廊道，廊道底高程的角度为0°~10°。成的帷幕，其中一排钻孔必须达到设计深度，其余各排的孔深为设计深度的(1/2～1/3)排防渗帷幕，钻孔斜向上游，倾角控制在5º以内（和垂直夹角）。帷幕厚度灌浆压力以不掀动基岩为原则应尽量取较大值，一般无混凝土盖重时为0.2~54船闸中心线298987根据船闸线数，可分为单线船闸和多线船闸。船闸线数的确定，取决于货运量与水平年内不能满足运量的需要时，或船闸所处河段的航运对国民经济具有特殊重要意xcfc最大船队、船舶的长度；当一次过闸有两个或多船队船舶纵向排列过闸时，为各设计最大船队、船舶的长度之和加上各船队、船舶间的停泊间隔长度。ccffcxcf是指闸室两侧墙面间的最小净宽度。当闸室墙底设置护角在闸室有效宽度内的高xcfccfcfcfcxcfη=-Ω2x2；项目闸室长度闸室有效宽度闸室槛上水深闸室断面系数项目闸室长度闸室有效宽度闸室槛上水深闸室断面系数D0.33（7-5）ww表7-2船舶空载干舷高度表驳船吨级（驳船吨级（t）空载干舷高度（m）表7-3船闸各部分高程计算结果表m序序号计算结果1上闸门门顶高程≥上游设计最高水位+安全超高+浪高2≥上游设计最高水位+安全超高+浪高3下闸门门顶高程≥中闸室设计最高通航水位+安全超高4上闸首墙顶高程≥上闸门门顶高程+设备安装结构高度5≥中闸门门顶高程+设备安装结构高度6下闸首墙顶高程≥下闸门门顶高程+设备安装结构高度≥下闸室墙顶高程7上闸室墙顶高程≥上游设计最高水位+空载干舷高度3058下闸室墙顶高程≥中闸室设计最高通航水位+空载干舷高度9上闸首门槛顶高程≤上游设计最低通航水位—门槛水深293.211下闸首门槛顶高程≤下游设计最低通航水位—门13下游引航道底高程≤下游设计最低通航水位—引航道最小深≤中闸室设计最低通航水位—门槛水深≤≤下游设计最低通航水位—门槛水深≤下游门槛高程上游导航及靠船建筑物顶高程下游导航及靠船建筑物顶高程111栏杆爬梯系船钩浮式系船柱栏杆爬梯系船钩浮式系船柱2kkk23oooo333kkoknC门扇高度h4mm支持段底板厚度4m支持段4mm底板厚度支持段对称式引航道轴线与船闸轴线重合，等待过闸的船舶（队）停靠在引航道一侧的靠船建筑物旁，船舶（队）沿曲线行驶，出闸可以沿直线。船闸速度快，船闸的通过能力较大。当引航道的宽度较小时，采用候过闸的船舶需停泊在闸首以外一定的距离处，船舶进出闸均沿都是直线，另一个方向的船舶进出闸按曲线行驶。这类引航道一般适用于岸上牵引过闸，或有明显的单向货流的情况。有时受地形或枢纽布置限制，引航道只能向同引航道的直线段应平行于船闸轴线，它由导航段L、调顺段L及停泊段L等三段11LLc123LL。取L=70m3D过渡段L4：当引航道的宽度与航道宽度不一致的时候，需用渐变的方法将其连44E制动段L5oB—设计最低通航水位时，设计最大船舶、船队满载吃水船底处的引航道宽度ocb—一侧等候过闸船舶、船队的总宽度(m)。c），2oHToo负Ω2；Bm=26.2mBn=16.75mBo=22.75mT=0.7mT=1.3mc表7-7上游引航道基本尺度表导航段调顺段停泊段过渡段制动段总长和过渡段重最小水深引航道宽度弯曲半径弯道加宽值断面系数口门宽度度表7-8下游引航道基本尺度表段m最小水深值—8段过渡段水面宽度数度段调顺段底宽导航段70572调顺段140停泊段7053过渡段（上游200）cc导航建筑物平面图11c12过闸方式过闸方式船队排筏（拖轮牵引）机动单船双向双向12