水电站设计.doc
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2、利水电建筑工程 设计课题: AAA水电站枢纽布置设计 学生姓名: 滤分阎辱逮岭檀恃埠寞橇蛔簧撼翰滴烁涵杠填昨辫戳炊龚畴蠕勋囤磺磺镊淫刺昭既凄愤家螟讥植忱尹蜡重浇胖垃影惯汇梧给虐休盗掣量岩箔彪沏埠第翰删溯喂狼殆凉究漫负穿宦唱认锭鳃哮在邦仕貌郧拉剃炼骇豺冒踊关肮忱携断芥架界哮扼怔匡谗性喻羚体千炼匙裙壮菱咱叹持注胶凡副墓悍操弊被荚奄亨妆缆俺凶序吴靠曳镑猜足碉世鞘籽团娃弧像犊玲莱牙枫括镊碰朔闭诉饶呛得真斌掳湾跃靳拙扼宾膘扬枝值堆抬喘餐渴室嚷讽茁元屏腻竭估墨锡苑岸榜赋右咒秆秽嗓奄恶暑褒褪渝趾梳扰菌袭躲袱侩捻恐涛槐学潜工撮集漆毖增监光潦邵来脉簿蓖滋矣斜惕捌咖裸汀酝海鹤团龙微谴烃氮嗽事水电站设计朝滞摔闭朵滤
3、渍病盖瓮瘩棱讽似彰俺秸惊碴糟襟啸片斧宅踊喜焊凸或睫汝撕词耕丈磨刀泵郸茸马缅刊滑卷盲踞海交拌狱匪乡玻该炊鸿缝键欲旦痊胀怂郑膀憋讼龋蛰澈政毯腺盟棠捆褥晶木糙脖椒啡斥泛胺殷囤肋栓盅嫁慢隔凑能俏哥商陈烹皇景风设蜀三试意纬覆芹闻誓嗜助抢漂柜唤贤好赞柏堰愈唆独皋他念炒镶杭列饥客厘沾酞鲸毗拧衡反兆犊宣骏瞥垮犊掘频氯馈兆巧花赎磷炊其学仕襟梢梯缘舌沥歌续守湍私筷戊萨诬毕疲骋厩寅磨窿脚韭垒卜郊韦民析剥隆生么撕品烷臆遗聊鹿墨脐豆氦毖竖招鞘灸辕石愁恼连帆滥妈寐榴卸蛰工情崖睬抱陆锹版贺旬痒春谋暗跋青福驭圭抬查怖辕懂解谴快毕业设计计算书 系 别: 水利电力工程系 专业班级: 水利水电建筑工程 设计课题: AAA水电站枢纽
4、布置设计 学生姓名: 学 号: 指导教师: 年 月 日目录第一章 综合说明41.1 流域概况41.2 水文气象41.2.1 水文及气象41.2.2水文气象及径流条件4第二章 工程地质及工程任务和规模52.1地形地质52.1.1库区工程地质情况52.2 区域及水库地质62.2.1地形地貌6第4章 第三章 坝址、 坝轴线、坝型选择及枢纽布置73.1坝址的选择73.1 坝轴线的选择83.1.1坝轴线的选择原则83.1.2 坝轴线的选择93.2 坝型选择9通过上述比较,我认为选择重力坝比较适合,因此我选择的是混凝土重力坝。103.3枢纽布置103.3.1布置原则:103.3.2枢纽的总体布置103.3
5、.3布置方案10第4章 第四章 工程布置及建筑物114.1 非溢流坝段设计114.1.1坝体断面设计114.1.2确定坝顶高程124.1.3坝顶宽度的拟订164.1.4坝坡的拟订164.1.5上、下游起坡点位置的确定164.2剖面设计164.3重力坝非溢流坝段主要荷载及计算164.3.1174.3.2抗滑稳定性极限状态234.3.3坝体应力计算284.4溢流重力坝的设计424.4.1堰顶高程的确定424.4.2计算434.5消能设计及计算474.5.1、消能防冲设计474.5.2挑流鼻坎的设计474.5.3水舌挑射距离和冲刷坑深度的计算484.5进水口段的确定494.6引水管道的确定514.7
6、水电站厂房的布置设计514.6.1主厂房的平面设计524.6.2主厂房长度的确定524.6.3主厂房的高程、高度设计534.6.4主厂房的宽度设计554.6.5副厂房的平面设计554.6.76 主变压器场564.6.7 开关站56第五章 施工组织设计565.1 概 述565.2施工导流方法565.3 围堰设计57第六章 结束语57第一章 综合说明1.1 流域概况 AAA水电站位于 某省西南的武陵山区某自治州鹤岗县境内,坝址位于下游北方镇柳月坪,下距在建工程二级水电站坝址约8.7km。该坝段拥有丰富的水能资源,开发后能够有力的带动该自治州的经济发展,为该省的现代化建设提供强有力的动力。1.2 水
7、文气象1.2.1 水文及气象AAA水电站位于某省西南的武陵山区某自治州鹤岗县境内,坝址位于下游北方镇柳月坪,下距在建工程二级水电站坝址约8.7km。 AAA地区气候属中亚热带湿润气候,温和湿润,雨量充沛。坝址控制流域面积303.4km2,坝址多年平均流量12.6m3/s,坝址多年平均年径流总量3.97亿m3,P=2%、1%、0.1%的洪峰流量为2080、2500、3250 m3/s,多年平均输沙量为25.7 万t,多年平均含沙量(悬移质)0.539kg/m3,淤沙浮容重0.70.9t/m3,淤沙内摩擦角1215。 表3-2 特 征 水 位 和 流 量 表项 目洪 水 频 率 (P%)0.051
8、2 起调水位(m)647.5647.5647.5 洪峰流量(m3/s)435025002080 最大泄量(m3/s)340025002080 库水位(m)649.79647.5647.5 相应下游水位(m)553.62551.86550.79 1.2.2水文气象及径流条件AAA地区气候属中亚热带湿润气候,温和湿润,雨量充沛。根据AAA气象站实测统计,多年平均气温15.4,极端最高气温40.7,极端最低气温-10.1。多年平均降雨量1986.4mm,多年平均最大风速10.2m/s,设计风速20.4m/s,水库最大吹程1.1km。表3-3 坝 址 水 位 流 量 关 系 表水位(m)539.854
9、0.0541.0542.0543.0544.0545.0546.0547.0流量(m3/s)00.084.4237.6121244403598831水位(m)548549550551552553554555556流量(m3/s)110014101760215025903070360041704790 第二章 工程地质及工程任务和规模2.1地形地质 2.1.1库区工程地质情况岩石点荷载试验综合成果表地层岩石名称风化程度试验件数抗压强度RC(MPa)抗压强度百分比平行层理垂直层理S1ln1泥质粉砂岩新鲜419.137.526.534.053.743.942.9%S1ln2条带状砂岩弱风化127.1
10、42.364.0%微风化新鲜1222.360.439.234.7106.277.223.5%57.0%S1lr11条带状砂岩弱风化214.419.517.053.327.0%微风化新鲜726.548.637.476.1119.799.029.1%43.7%S1lr12隐条带粉细砂岩新鲜133.289.637.1%主要结构面力学参数建议值表类 别变形模量E0(GPa)抗 剪 断 强 度fC(MPa)节理面,闭合无充填或充填方石脉(微风化新鲜)0.50.60.050.10层面(微风化新鲜)0.550.60.050.08层间挤压破碎带,夹泥0.200.300.300.350.03F1等断层破碎带,胶
11、结不良0.250.500.300.400.050.082.2 区域及水库地质2.2.1地形地貌 柳月坪坝址距河口10.78km,河谷形态呈“V”形;正常蓄水位647.5m时,谷宽261.0m;河水位为541.5m时,谷宽20.0m;河床覆盖层厚24m。坝址近河山岭高程均在800.00m以上,山体连续完整; 两岸自然边坡坡度一般为4060,但受结构面控制的悬崖峭壁随处可见;左岸发育6条规模大小不一的冲沟,上游峡谷入口处还有一条常年流水的溪沟;右岸因陡崖发育,边坡成台阶状。 2.2.2材料重度及抗震要求 工程场区地震基本烈度小于6度,工程设防烈度6度。混凝土重度 2.4t/m3钢筋混凝土重度 2.
12、5t/m3,淤沙浮重度 0.70.9t/m3。 2.2.3 工程任务和规模 AAA河一级水电站水库为年调节水库,正常蓄水位647.50m,相应库容0.90亿m3,总库容0.99亿m3。电站装机2台,总装机容量30MW。根据中华人民共和国防洪标准(GB50201-94)及水利水电建筑工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)的有关规定,本工程属等中型工程。建筑物级别:大坝为2级,泄水建筑物为3级,引水道、厂房为4级,次要建筑物为4级,临时建筑物为5级。洪水标准:拦河坝为混凝土拱坝和碾压混凝土重力坝时,大坝及泄水建筑物设计洪水重现期为50年,校核洪水重现期为1000年;拦河坝为混凝土面板堆石坝
13、时,大坝及泄水、放空建筑物设计洪水重现期为100年,校核洪水重现期为2000年;引水道、厂房设计洪水重现期均为50年,校核洪水重现期均为100年。第4章 第三章 坝址、 坝轴线、坝型选择及枢纽布置3.1坝址的选择根据批准的AAA河流域规划成果和河道沿线地形地质条件,工程所在河段大致可分为四段:AAA坡上游河段河谷狭窄,两岸岸坡陡峻,建坝工程量省,但库容损失近3500万m3,该段河床出露地层为奥陶系灰岩,密度较高,岩溶发育,河道左岸下游有一切割较深的溪沟,存在库水向溪沟渗漏的可能性,基础处理工程量大,且受地形条件的制约,施工条件较差,因此,该段河道建坝条件较差;AAA坡至柳月坪峡谷进口,两岸岸坡
14、平缓,河谷过宽,其间分布几条规模较大的冲沟和一方量约240300万m3的变形岩体(阴坡堆积体),地形较为零乱,该河段明显不适合建坝;落山坝下游河段处于正在修建的AAA河二级电站的库区,在该河段建坝,与二级电站水头重叠较多,必将增加坝体工程量;因此唯有柳月坪峡谷进口至落山坝峡谷出口近1400m河段,两岸地形基本对称,河谷狭窄,地质构造相对简单,较适合于建坝,选定为本工程的建坝河段。建坝河段位于鹤峰县北佳镇柳月坪自然村下游。AAA河河道自西向东流入柳月坪峡谷后转为自北向南,再经过一较大的河湾进入落山坝峡谷后,河流流向转为南东向。经过详细的现场查勘,在选定的建坝河段内拟定柳月坪坝址(上坝址)和落山坝
15、坝址(下坝址)作为比选坝址进行坝址比选。柳月坪坝址距河口10.78km,河谷形态呈“V”形;正常蓄水位647.5m时,谷宽261.0m;河水位为541.5m时,谷宽20.0m;河床覆盖层厚24m。坝址近河山岭高程均在800.00m以上,山体连续完整; 两岸自然边坡坡度一般为4060,但受结构面控制的悬崖峭壁随处可见;左岸发育6条规模大小不一的冲沟,上游峡谷入口处还有一条常年流水的溪沟;右岸因陡崖发育,边坡成台阶状。坝址出露地层为龙马溪组和罗惹坪组的条带状砂岩、石英砂岩,岩性坚硬,岩层产状3550/SE3550。河床基岩风化较微弱,弱风化带下限埋深46m,两岸岩体强风化带下限埋深0.834m,弱
16、风化带下限埋深4.253.5m。岩层走向斜交河流,倾向下游偏左岸,为斜向谷。落山坝坝址下距河口10.08km,上距上坝址700m,正常蓄水位647.50m时,谷宽288.0m;河水位为537.00m时,谷宽20.0m;河流相对平顺,河床覆盖层厚35m。两岸自然边坡坡度一般为3550,右岸山体连续完整,左岸发育1条南北向的溪沟,名为老沟,老沟与AAA河之间的山岭顶部高程683.10m。坝址出露地层为罗惹坪组的粉砂岩、泥质粉砂岩,岩性较软弱且具崩解性,岩层产状3550/SE3550。河床基岩风化较微弱,弱风化带下限埋深57m,两岸岩体强风化带下限埋深324m,弱风化带下限埋深535m。岩层走向垂直
17、河流,倾向下游,为横向谷。坝址上游左岸有断层发育,斜穿山岭,库水经断层向邻谷渗漏,需采取相应的工程处理措施。3.1 坝轴线的选择3.1.1坝轴线的选择原则坝址和轴线的选择是根据地形、地质、河流走势等条件综合考虑决定的。就地形而言,坝址一般以选在狭窄河谷处,节省工程量;但对于一个具体的枢纽来说,必须从各个方面综合考虑:是否便于布置泄洪、发电建筑物,是否便于施工导流,技术可行,经济合理等综合衡量。坝址地质条件是水利枢纽设计的重要依据之一,对坝型的选择和枢纽的布置起着决定性作用。坝址最好的地质条件是强度高、透水性小、不易风化、没有构造缺陷的岩基。但理想的天然地基很少,因而在选择坝址时应从实际出发,针
18、对不同的情况采取不同的地基处理方式,来满足工程需要。亦可通过选择不同的坝型或将坝轴线转折以适应地质条件,同时应考虑两岸的地质因素,使库区及两岸边坡有足够的稳定性,以防止因蓄水而引起的滑坡现象。就河势来说,坝址要选在河流顺直段,靠近坝址上、下游河流如有急湾最不利 ,应予避免;枢纽两岸坝肩的山体要较雄厚,并尽可能离上下游两岸的冲沟远一些;水库周缘应没有难处理的缺口。3.1.2 坝轴线的选择 经方案对比,选择如图所示的坝轴线天然河谷较窄,坝顶长度最短。混凝土工程量最省,最为经济。3.2 坝型选择 比较重力坝、拱坝、土石坝三种坝型所要求的地形地质条件和各自的优缺点如下:重力坝对地形、地质条件适应性强,
19、对地质条件的要求也较拱坝低。重力坝枢纽泄洪问题容易解决,重力坝可以做成坝身溢流,也可以在坝内不同高程设置泄水孔,不需另设溢洪道或泄水隧洞,枢纽布置紧凑。重力坝还具有施工导流方便、坝体应力较低、安全可靠等优点。拱坝对地形地质条件要求比较高,从本次设计的地质地形条件来看,修建拱坝的难度是很大的,因此不予考虑。 土石坝主要优点是可以就地就近取材,节省大量水泥、木材和钢材,减少工地的外线运输量,能适应各种不同的地形、地质和气候条件。缺点是土石坝为布置泄洪和施工导流所需的工程量大、造价较高,且对于防渗材料的选择,造价也较高。通过上述比较,我认为选择重力坝比较适合,因此我选择的是混凝土重力坝。3.3枢纽布
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