毕业设计(论文)-扎窝水电站引水隧洞设计说明书.doc
《毕业设计(论文)-扎窝水电站引水隧洞设计说明书.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计(论文)-扎窝水电站引水隧洞设计说明书.doc(84页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、西华大学毕业设计说明书 1 目 录 摘要摘要3 3 前言前言4 4 1 1 基本概况基本概况 5 5 2 2 设计基本资料设计基本资料 6 6 2.1 水文 .6 2.2 气象 .7 2.3 水库特性 .7 2.4 主要地质参数 .7 2.5 地震 .9 2.6 工程特性表 10 3 3 工程等别及防洪标准工程等别及防洪标准确确定定 1313 4 4 枢纽总体布置枢纽总体布置 1515 4.1 闸址的选择 15 4.2 闸线的选择 15 4.3 引水线路的选择 16 4.4 厂址及厂房形式的选择 18 4.5 枢纽的总体布置 18 5 5 确定引水隧洞洞型和尺寸确定引水隧洞洞型和尺寸 2222
2、 5.1 尺寸确定的计算过程 22 5.2 引水隧洞的水力计算 25 6 6 调压室的设置调压室的设置 3434 6.1 调压室稳定断面的设计 34 6.2 最高涌波水位的计算及调压室顶部高程的确定 35 6.3 增加负荷时的最低涌波计算 37 7 7 压力隧洞的衬砌计算压力隧洞的衬砌计算 4141 西华大学毕业设计说明书 2 7.1 三类围岩的衬砌 41 7.2 四类围岩的衬砌 54 7.3 五类围岩的衬砌 65 8 8 细部构造设计细部构造设计 7777 8.1 深孔进口处的细部构造 77 8.2 洞身细部构造 78 8.3 灌浆、防渗与排水 78 9 9 隧洞计算成果隧洞计算成果 808
3、0 1010 结论结论 8181 总结与体会总结与体会8282 谢辞谢辞8383 参考文献参考文献8484 西华大学毕业设计说明书 3 摘摘 要要 本次设计基于扎窝水电站前期勘察资料完成全部设计内容。设计内容主要 为引水发电系统中的压力隧洞,具体包括隧洞的选线、水力计算、隧洞尺寸拟 定、衬砌形式选择、衬砌配筋计算以及细部构造设计等。同时,对进水口、调 压室及压力钢管等结构也有少量涉及。在设计中,难点是衬砌设计,因为需根 据不同的围岩情况及不同的工况对引水隧洞进行分析计算,并且还要对计算结 果进行校核,以检验计算结果是否满足规范要求。 关键词关键词:扎窝水电站;引水发电隧洞;隧洞尺寸;水力计算;
4、衬砌厚度; 衬砌配筋;构造设计。 AbstractAbstract This design based on the preliminary investigation data of Zha Wo hydropower station and completed all the design content.The main contents of the design is the pressure tunnel diversion power generation system.Including the selection of line tunnel、Hydraulic calcul
5、ation, The tunnel size determination、Selection the form of lining、Lining reinforcement calculation and detail structure design Specifically.At the same time, on the water inlet, surge chamber and penstock structure also have a small amount involved. In the design, the difficulty is lining design, Be
6、cause we need according to the different surrounding rock and different working conditions to Analysis and calculation of diversion tunnel,And also to check the calculation results, in order to test the results whether meet the requirements specification. Keywords: Zha Wo hydropower station;Diversio
7、n tunnel; The tunnel size;Hydraulic calculation;Lining thickness of lining reinforcement;Structural design 西华大学毕业设计说明书 4 前前 言言 引水发电系统是整个水利枢纽工程中的重要项目,其中,水工隧洞又是引 水发电系统中的重要项目,其投资占整个引水发电系统的 40%左右,因此,设 计一个尺寸合理,线路最短,水头损失最小,运行成本低并且可靠的水工隧洞 尤为重要。另外,随着我国水利工程建设的步伐日益加快,现在越来越多的投 资者青睐地下电站,因此引水隧洞也得到了迅猛的发展,要想在水果隧洞的
8、选 择、布置和衬砌上既安全又经济,就只有对水工隧洞进行学习和研究,本次设 计就是在扎窝水电站的前期勘测设计资料上对水工隧洞的布置和设计,一方面 加强对整个水利工程知识的认识,还要了解和掌握水工隧洞设计的具体步骤和 方法,为以后的学习工作打下良好的基础。 西华大学毕业设计说明书 5 1 1基本概况基本概况 扎窝电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州黑水县境内,是黑水河干流水电 规划“二库五级”开发方案的第四个梯级电站。首部枢纽距茂县县城约 76km, 厂区距茂县县城约 60km,距成都 250km,213 国道黑水县公路从工程区通过, 下行经茂县、汶川、都江堰至成都,对外交通方便。电站采用引水式开发,
9、开 发任务为发电,兼顾下游环境生态用水,电站装机容量 150MW,工程枢纽由拦 河闸坝、取水口、引水隧洞、调压井、压力管道及地下发电厂房等水工建筑物 组成。 黑水河系岷江上游最大的支流,发源于羊拱山东麓,奶子沟在甘石坝处与 马河坝沟汇合后始称黑水河。黑水河自西北向东南流,在马桥处纳左岸支流打 古沟,流经黑水县城芦花镇后折向东流,至西尔下游与左岸大支流毛尔盖河相 汇后转向东南流,至扎窝下游有赤不苏沟从右岸加入,于沙坝乡下游的两河口 汇入岷江。黑水河干流全长(甘石坝两河口)122 km,流域面积 7240km2。 扎窝电站闸址位于龙坝沟沟口下游约 3km 的黑水河干流上,闸址以上集水 面积 578
10、5 km2。厂址位于赤不苏沟沟口以上约 200300m 的左岸,集水面积 765 km2。 电站正常蓄水位 1873.00m,调节库容 88.1 万 m3,具有日调节能力,总装 机容量 150MW,枯水期平均出力 46.3MW,多年平均发电量 6.58 亿 kW.h。扎窝 电站距离四川负荷中心较近,对外交通方便,电站规模适中,工期较短,技术 难度较小。兴建扎窝水电站既符合四川省发展水电支柱产业方针,也符合 “西 部大开发”的要求,同时对发展当地少数民族地区经济,加快当地丰富的水能 资源开发,尽快将资源优势转变为经济优势,使黑水县人民早日脱贫致富,提 高当地群众物质、生活水平都具有积极的推动作用
11、。因此,兴建扎窝电站是十 分必要的。 西华大学毕业设计说明书 6 2 2设计基本资料设计基本资料 2.12.1水文水文 2.1.12.1.1 径流径流 扎窝水电站闸址各径流特征值如下: 多年平均年径流量 34.7 亿 m3 多年平均流量 110.0m3/s 多年平均汛期(5 月10 月)流量 176.0m3/s 多年平均枯期(11 月翌年 4 月)流量 42.8m3/s 2.1.22.1.2 洪水洪水 黑水河洪水一般出现在 59 月,其中,67 月发生次数最多。扎窝水电站 闸、厂址不同频率的设计洪水成果见表 2-1。 表表 2-12-1 扎窝水电站设计洪水成果表扎窝水电站设计洪水成果表 流量:
12、流量:m m3 3/s/s 各频率设计流量 断面0.1%0.2%0.5%1%2%3.3%4%5%10%20%50% 闸址17401640149013901270119011601120991860654 厂址417384340306273249241230195161111 注:厂址为赤不苏沟天然情况下来流量 2.1.32.1.3 泥沙泥沙 扎窝水电站闸址多年平均悬移质年输沙量 163 万 t,多年平均含沙量 470g/m3。悬移质颗粒最大粒径 2.72mm,中数粒径 0.062mm,粒径大于 0.25mm 的沙重占 16.0%。悬移质泥沙颗粒级配见表 2-2。 表表 2-22-2 扎窝电站闸
13、址悬移质泥沙颗粒级配表扎窝电站闸址悬移质泥沙颗粒级配表 粒径(mm)0.0070.010.0250.050.100.250.51.02.0 小于某粒径沙 重百分数(%) 7.610.421.940.668.584.097.799.9100 西华大学毕业设计说明书 7 2.22.2气象气象 本工程气象特征引用就近的茂县气象站资料,根据茂县气象站气象要素统 计,多年平均气温 11,极端最高气温 31.8,极端最低气温-11.6,多年 平均年降水量 488.9mm,最大一日降水量 104.2mm,多年平均风速 3.7m/s,最 大风速 21.0m/s(相应风向 ENE),多年平均相对湿度 72%。
14、2.32.3水库特性水库特性 正常蓄水位: 1873.0m 汛期(5 月9 月)排沙运行水位: 1871.00m 死水位: 1871.00m 枯期(10 月次年 4 月)水库日调节运行水位: 18711873m 总库容: 404.5 万 m3 正常蓄水位回水长度: 3.97km 平均库水面宽: 184m 闸前水库深: 28.5m 2.42.4主要地质参数主要地质参数 引水隧洞及厂区围岩分类及力学指标建议值表见表 2-3, 闸址区各岩(土) 体开挖建议坡比见表 2-4,闸址区覆盖层物理力学参数建议值见表 2-5,工程区 岩体物理力学指标建议值表见表 2-6。 表表 2-32-3 引水隧洞及厂区围
15、岩分类及力学指标建议值表引水隧洞及厂区围岩分类及力学指标建议值表 变形模量泊松比岩体抗剪断强度普氏系数 单位弹性 抗力系数 EotgCfkK0 围岩类别 GPaMPaMPa -18100.250.81.00.60.8453545 -2 480.300.60.80.40.6342030 240.350.50.60.20.4231020 0.510.350.30.40.10.215 西华大学毕业设计说明书 8 表表 2-42-4 闸址区覆盖层各土层物理力学参数建议值表闸址区覆盖层各土层物理力学参数建议值表 抗剪指标 天然 密度 允许 承载力 压缩 模量 渗透系数凝聚 力 摩擦角 dFESK20C
16、分 类 名 称 g/cm3KpaMpacm/sMPa度 允许比降 层含漂砂卵砾石 (Q3al) 2.254505003040 2.2610- 2 2729 0.10.1 5 层含漂碎砾石土 (Q3sef) 2.1040045025302.410-3 2527 0.150. 2 层含漂砂卵砾石 (Q4al) 2.24505004050 6.7810- 2 2729 0.120. 15 层含漂砂卵砾石 (Q4al) 2.34004503040 5.1810- 2 2729 0.10.1 2 层崩坡积块碎石土 (Q4col+dl) 2.0620025015201.010-1 2527 0.070.
17、1 表表 2-52-5 闸址区岩(土)体开挖建议坡比闸址区岩(土)体开挖建议坡比 永 久 岩土类型(土层) 水 上水 下 临 时 覆盖层 1:1.25 3839 1:1.5 3334 1:1 强风化1:0.71:0.8 基 岩 弱风化1:0.31:0.4 注:覆盖层坡高大于 15m 应设置马道;基岩坡高大于 40m 应设置马道。 西华大学毕业设计说明书 9 表表 2-62-6 工程区岩体物理力学指标建议值表工程区岩体物理力学指标建议值表 抗剪强度 岩石天 然密度 岩石湿 抗压强 度 变 形 模 量 岩体/岩体混凝土/岩体 结 构 面 (不含泥) RwEotgCtgCtgC 岩 体 类 型 g/
18、cm3MPaGpaMPaMPaMPa 新鲜2.75 758 5 101 5 1.01 .2 1.01.5 0.91.0 1.01.2 0.750.850 变质 砂岩 弱风化2.71 556 0 810 0.91 .0 0.91.0 0.80.9 0.70.8 0.500.600 新鲜2.7 354 0 810 0.91 .0 0.80.9 0.800. 90 0.70.8 0.500.600 砂质 千枚岩 弱风化2.50 152 0 58 0.70 .8 0.60.7 0.600. 70 0.50.6 0.400.500 新鲜2.55 101 5 35 0.50 .6 0.30.4 0.60.
19、7 0.40.5 0.350.450 绢云母 千枚岩 弱风化2.40510 0.40 .5 0.10.2 0.50.6 0.10.2 0.30.40 2.52.5地震地震 根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001),工程区 50 年超越概率 10%的地震动峰值加速度为 0.2g,相应的地震基本烈度为度。 据四川省地震局工程地震研究所 2003 年 9 月提交的四川省黑水河柳坪电 站工程场地地震安全性评价报告:工程区 50 年超越概率 10%的地震动峰值加 速度为 0.33g,相应地震基本烈度仍为度。 西华大学毕业设计说明书 10 2.62.6工程特性表工程特性表 表表2-72-7工程
20、特性表工程特性表 序号名称单位数量备注 一水文 1流域面积 全流域km27240 闸址以上km25785 2利用水文系列年限年48 3多年平均年径流量亿m334.69 4代表性流量 多年平均流量m3/s110 实测最大流量m3/s12701977.6.20 调查历史最大流量m3/s1350 正常运用标准及洪水流量m3/s2%,1270 非常运用(校核)标准及洪水流量m3/s0.2%,1640 施工导流流量及标准m3/s20%,179 5泥沙 多年平均悬移质年输沙量万t148 多年平均含沙量g/m3427 多年平均推移质年输沙量万t9.66 二水库 1水库水位 校核洪水位m1854.21 设计洪
21、水位m1852.69 正常蓄水位m1873 汛期限制水位m1871 死水位m1871 2正常蓄水位时水库面积km2 3回水长度km3.97 4水库容积 正常蓄水位以下库容万m3442.4 西华大学毕业设计说明书 11 续表续表 2-7 调节库容万m388.1 死库容万m3354.3 5调节特性日调节 三下泄流量及相应下游水位 1设计洪水位时最大泄量m3/s1270 相应下游水位m1850.30 2校核洪水位时最大泄量m3/s1640 相应下游水位m1851.23 四工程效益指标 1装机容量MW150 2枯水年枯水期平均出力MW46.3 3多年平均发电量亿kW.h6.58 4年利用小时数H438
22、7 五淹没损失及工程永久占地 1淹没耕地亩148 2迁移人口人164 3房屋m2719 4工程永久占地万m25.0 六主要建筑物及设备 1挡水建筑物型式 地基特性覆盖层 地震基本烈度/设防烈度度VIII/VIII 坝顶高程m1875 最大坝高m34.5 坝顶长度m161 2泄洪冲砂建筑物 泄洪闸孔尺寸(宽*高)m3-107 孔口底高程m1844.5 冲砂闸孔尺寸(宽*高)m1-410 孔口底高程m1844.5 设计泄洪流量m3/s1270 西华大学毕业设计说明书 12 续表续表 2-7 校核泄洪流量m3/s1640 消能方式底流 3引水建筑物 设计引用流量m3/s213 4厂房 型式地下 地基
23、特性 厚层砂岩夹炭质 千枚岩 主厂房尺寸(长*宽*高)m 50.0117.64 0.77 水轮机安装高程m1775.35 5开关站 型式地面 地基特性覆盖层 面积(长*宽)41*12.5 6主要机电设备 水轮机台数台3 型号HLD113-LJ-295 额定出力MW51.5 额定转速r/min214.3 吸出高度m-3.0 最大工作水头m94.8 最小工作水头m78.3 额定水头m81 额定流量m3/s71.2 发电机台数3 型号SF50-28/630 单机容量MW50 额定功率因素0.85 额定电压kv13.8 西华大学毕业设计说明书 13 3 3工程等别及防洪标准确定工程等别及防洪标准确定
24、首部枢纽正常运用(设计)洪水标准为 50 年一遇,相应洪水流量 1270 m3/s;非常运用(校核)洪水标准为 500 年一遇,相应洪水流量 1640 m3/s。厂 区枢纽洪水标准按非壅水厂房确定,正常运用(设计)洪水标准为 100 年一遇, 相应洪水流量 519 m3/s;非常运用(校核)洪水标准为 200 年一遇,相应洪水流 量 553 m3/s(厂址正常与非正常运用洪水为赤不苏沟相应洪水加上电站引用流量 213 m3/s)。根据水闸设计规范(SL265-2001),水闸闸下消能防冲设计洪水 标准为 30 年一遇,相应洪水流量 1190m3/s。 各永久性主要水工建筑物洪水标准及洪峰流量见
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 毕业设计 论文 水电站 引水 隧洞 设计 说明书
链接地址:https://www.31doc.com/p-2172769.html