【某水电站枢纽布置及挡水、泄水建筑物设计计算案例7900字（论文）】

11.1工程等级确定 11.2枢纽布置 1 1 2 21.3非溢流坝段设计 21.1.1剖面设计 2 6 71.4溢流坝段设计 一等；装机容量N=36万kW,对应的工程等别为二等。选取其中较高的等别作型，主要建筑物级别为1级，次要建筑物级别为3级。1.2枢纽布置体工程量和防止泄洪水流不顺5。根据资料可知，坝址处两岸地形不对称，复盖层较薄，岩石风化普遍不枢纽由许多建筑物组成，主要包括拦河坝、厂房、开关站和坝顶建筑物1.3非溢流坝段设计满足条件，通过多次改动和校核计算，最终选定适宜的坝体剖面6。库水位的大小来计算基本剖面的坝高H,接着计算在稳定和强度要求及相应坝高下的最小坝底宽度B,最后选定三角形的上下游坡度的数值。公式章3节1(1)按应力条件确定坝底最小宽度求得λ=-0.2<0,此时坝的上游面应当是有倒悬的倒坡，这样不仅对施工不利，而且空库时，坝的下游边缘有可能产生相对较大的拉应力，可以取λ=0,式中：H——基本剖面高度，为校核洪水位与坝基面的高差；计算结果为B=85.32m。(2)按稳定条件确定得坝底最小宽度式中：K—一抗滑稳定安全系数，取K=1.05;f——滑动面的摩擦系数，取f=0.68;比较两种方案取较大值，则B=89.85m,考虑到实际的情况和进行相关计算后，令下游坡度m=0.8,满足最小底宽要求。(1)坝顶高程式中：h₁%——累积频率等于1%时的波浪高度，m,按式(3-6)计算；h₂——波浪中心线超过静水位的高度，m,按式(3-8)计算；本组合(正常情况)时h=0.7m,特殊组合(校核情况)时其中：△h—一坝顶或防浪墙顶至相应水位的高差，按式(3-4)计算。和波长(适用于v。<20m/s,D<20km)。在正常运用条件(即正常蓄水位和设计洪水位)下，采用相常运用条件(即校核洪水位)下，选用相应洪水期多年平均D——风区长度(有效吹程),m;本设计中D=1.6km。H——水库上游水位，m。注意式中的h,当时，波高的累积频率为5%;1000时，波高的累积频率为10%。累积频率P(%)的波高h,与平均波高h的比值，可由P及水深H按下表3-1查取。12345式中：H——水深，m;h%——累积频率1%的波高，m。正常蓄水位(2)坝底高程根据湖南镇水电站山前峦坝轴线工程地层剖面图，可查得坝底(即基岩开挖(3)坝顶宽度下，坝顶宽度取为坝高的8%～10%,同时大于3m,即坝顶宽度在10.12m12.65m的范围内且大于3m,可取坝顶宽度为12米。(4)剖面形态游折坡的起坡点位置应综合考虑应力及实际情况选定，设在坝高的1/3-2/3内，的距离为60m,则折坡点高程为▽=173.5m。根据工程经验，一般上游坡坡度n=0～0.2,下游坡坡度m=0.6～0.8,坝底宽度约为0.7-0.9倍的坝高，取n=0.18,m=0.80,求得坝底总宽为B=110.8m。坝体剖面如图3-1。混凝土在运用期和浇筑期都可能因为各种难以避免的因素产生伸缩变形和一般情况下，排水管至上游坝面的距离约为倍的水头，同时大于2米，所以取排水管至上游坝面的距离为7米。排水管的材料经分析最终选用预制多孔混凝土，排水管内径取20cm,间距取3m。(1)基础帷幕灌浆廊道廊道宽度一般为2.5~3m,高度一般为1.0~1.5m,取廊道宽为3m,高为1.5m。断面型式选用上圆下方的城门洞形，廊道底部到基岩的距离应当大于1.5倍的廊道底宽，故廊道底部到基岩面的距离取为5m。廊道上游壁到上游坝面的距离应大于0.05~0.1倍水头，且大于于4~5m,因此可以取为7米，可以有效减小渗透透压力不能过大。本设计中坝高大于70米，查《水工建筑物》书表4-10中的帷幕伸入相对不透水层的要求，对应的相对不透水层的单位吸水率w值应小于形成一个封闭的挡水帷幕，本设计中取深入不透水层的厚度为4米。(2)基础排水廊道(3)纵向排水检查廊道纵向排水检查廊道靠近坝的上游侧，每隔15~30m高差设一层，其上游壁面到上游坝面的距离，应当大于0.05~0.1倍的水头，且大于3m。本设计取每30m高差设一层纵向排水廊道，其上游壁距上游坝面7m,取宽2.0m,高2.5m。各层成，特殊组合除了对应的基本荷载外，还应当包括一种或多种特殊荷载5。自重压力扬压力淤沙压力浪压力力压力土压力正常蓄★★★★★★校核洪★★注：本设计中地震烈度小于6级，所以可不考虑地震荷载；对基本组合和偶然组合可分别用式(3-9)和式(3-10)计算，式中各个系数的式中：Yo—一结构重要性系数，本工程对应的结构安全级别工级，对应的ψ——设计状况系数，持久设计状况取1.00,短暂设计状况取0.95,偶然设计状况取0.85;Ya——承载能力极限状态基本组合的结构系数状态时Ya₁=1.2,混凝土抗压极限状态时Ya₁=1.8fR—一作用面上的抗剪断摩擦系数，等于标准值f除以对应的分项系验算坝址抗压强度时，应按照承载能力极限状态，按式(3-13)和(3-14)分别计算基本组合和偶然组合两种情况，作用效应函数S(*)和抗力函数R(*)分JR—一坝基面对形心轴的惯性矩，m⁴;f.——混凝土抗压强度，根据材料性能确定。式中：T—一坝基面的形心轴到坝踵的距离式中：Tc一一计算截面形心轴到上游面距离，m。1.4.1溢流坝剖面设计此时通过溢流堰的Q为：Q,—一通过枢纽的总下泄流量，m³1s;(3孔口尺寸由第二章中的调洪演算可知溢流坝前缘总宽B=60m,分为5孔，每孔宽12.0m,求出设计情况和校核情况对应的下泄单宽流量分别为q设=72.12m²/s、式中：Ha——定型设计水头，等于堰顶最大作用水头的75%～95%,取为y合(直线段的坡度与非溢流坝段的坡度相同，斜率为1:0.80)。直线方程设为：求得C=-9.92,交点坐标为(x,y)=(17.26,11.67),则下游直线段方程为a鼻坎高程校核洪水位对应的下泄流量Q=6916.20m³1s,此时相应的下游水位为为V坎=137m。b鼻坎挑射角c鼻坎反弧半径φ——流速系数；求得φ=0.88。假设h,判断式(3-26)等号两侧是否相等或十分接近，如果相等或十分接近，则假设正确，否则重新假定再次试算，最终试算得h.=2.6鼻坎反孤段半径R一般采用(4～10)h,经计算取R=24m。求得：鼻坎超出基本剖面距离h=23.5m,反弧段与直线段切点高H₂=142.79m,L/h=0.31<0.5,不需要进行应力计算。溢流坝总底宽B′=L+B=118.11m。溢流坝剖面形态见图3-3。代入交点y坐标，得到x方向的坐标差值，求得△x=0.37m。则需要将将堰面曲线向右移动0.37m,上游面顶部第三条圆弧与上游铅直坝L不计入水面以下的水舌长度，只计入空中部分。这种设计方法将使得设计偏于φ—一流速系数，按经验公式求得φ=0.88;式中：t——水垫厚度，m,从水面开始计算直到坑底；k——冲刷系数，与基岩的地质条件有关，考虑到基岩较为完整，查表取为0.8;用冲坑最大水垫厚度tk减去原河床的水深t,可以得到冲坑本身最大深度t,求得最大冲坑水垫厚度tk=27.40m,冲坑本身最大深度t,=5.84m。用L/t的比值来评价挑流消能设计的效果，L/t,的数值越大越安全，越小刷，挑流消能的冲坑最低点距坝址的距离不应小于2.5倍冲坑深度，计算求得,满足要求，不会对坝体产生不利影响。闸门，将检修闸门设置在工作闸门之前，五个