【正文】 口 Abstract The design on the the hydropower water diversion project Baoxinghe design method step and calculation described in detail, and made the necessary explanations and instructions referenced in the calculation formula parameters. The design of the water diversion project is the focus of the introduction of the design. Water diversion project mainly includes hydraulic calculation of water diversion project, water retaining dam site selection and layout, the design of the dam, stress calculations, stability in design, flood waters washed sand gate design, the spillway the sand washing gate stress calculation spillway red sand stability in design of the gate, the inlet design brief design. Norms and engineering in the design process, the design criteria for the design. Key words： The hydropower Baoxinghe water hub design； Retaining dam；Flushing sluice； the water inlet 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)的最后一個(gè)階段，也是最重要的一個(gè)階段。目的是檢驗(yàn) 我們對(duì)大學(xué)中所學(xué)知識(shí)的掌握情況，以及把所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中的情況。通過(guò)設(shè)計(jì)，使我們學(xué)會(huì)查閱資料、使用工程規(guī)范；學(xué)會(huì)利用已掌握的理論知識(shí)解決設(shè)計(jì)中的各種問(wèn)題，達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合，并加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解和掌握。根據(jù)設(shè)計(jì) 任務(wù)，正確運(yùn)用知識(shí)和規(guī)范，并與實(shí)際工程結(jié)合起來(lái)，是做好本次設(shè)計(jì)的前提。 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容：寶興水電站取水樞紐的設(shè)計(jì)。首先通過(guò)查閱資料對(duì)寶興電站做一定了解，然后開始設(shè)計(jì)，根據(jù)寶興河的地質(zhì)狀況及周邊環(huán)境，決定本次設(shè)計(jì)分為三個(gè)大塊：攔河壩的設(shè)計(jì)、沖沙泄洪閘的設(shè)計(jì)以及進(jìn)水口的設(shè)計(jì)。 這次設(shè)計(jì)是我們走向工作崗位前的一次“實(shí)戰(zhàn)演習(xí)”，它可以鞏固、聯(lián)系、充實(shí)、加深、擴(kuò)大我們所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)我們敢于創(chuàng)新的精神，并能正確地將獨(dú)創(chuàng)精神和科學(xué)的態(tài)度相結(jié)合，使我們初步掌握專 業(yè)設(shè)計(jì)的流程和方法，熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)等工具，以提高其工作效率。重要的是讓我們養(yǎng)成了嚴(yán)肅認(rèn)真，刻苦鉆研、實(shí)事求是的工作作風(fēng)和良好的工作、學(xué)習(xí)習(xí)慣。通過(guò)同學(xué)們?cè)谝黄鸬慕涣髋c協(xié)作培養(yǎng)大家的協(xié)同合作的工作作風(fēng)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，是一個(gè)獨(dú)立設(shè)計(jì)、創(chuàng)作的過(guò)程，其中的每一步和每一個(gè)環(huán)節(jié)都是對(duì)我們的考驗(yàn)和鍛煉，它將成為我們今后的學(xué)習(xí)和工作做鋪墊，提高我們多方面的能力。水電站設(shè)計(jì)是水利水電工程建設(shè)設(shè)計(jì)工作的重要組成部分，其中站址的選擇是個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，這主要是因?yàn)榉桨高x擇要考慮多方面的因素。此外，廠房中各設(shè)備的布置也要考 慮眾多因素。我們就是要針對(duì)設(shè)計(jì)中所遇到的具體問(wèn)題，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，參考相應(yīng)的書籍、規(guī)范以及一些實(shí)際工程資料，找到其解決方法。 在對(duì)設(shè)計(jì)圖的處理上，運(yùn)用了 AutoCAD 的基本知識(shí)，使得繪圖更加方便，快捷，從而避免了手工繪圖得種種不便，提高了工作效率。同時(shí)，也運(yùn)用了 Word 知識(shí)，使得我們對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)更加鞏固。 在吳老師的悉心指導(dǎo)下，在同組同學(xué)同學(xué)的幫助下，經(jīng)過(guò)三個(gè)月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)才得以順利完成，在此謹(jǐn)表衷心的感謝！ 限于本人水平，也限于時(shí)間，涉及中難免存在疏漏和不妥之處，敬請(qǐng)老師和同學(xué)們批評(píng)指正。 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 3 1 工程基本資料 工程概況 寶興水電站位于四川省寶興縣境內(nèi)東河上，主要由攔河閘壩首部樞紐、引水系統(tǒng)和地下廠房樞紐三部分組成。壩址距寶興縣城 ，廠址距寶興縣城約 ，寶興縣城至雅安 72 km，工程區(qū)內(nèi)有公路通過(guò)，對(duì)外交通較方便。電站共裝機(jī) 3 臺(tái)，單機(jī)容量 65MW，總裝機(jī)容量為 195MW。 根據(jù)國(guó)家新的防洪標(biāo)準(zhǔn) (GB5020194)及本工程實(shí)際情況，確定本工程為三等工程。主要建筑物為 3級(jí)。 攔河閘壩首部樞紐 主要建筑物自左向右依次布置有：電站 進(jìn)水口、左岸擋水副壩、沖沙泄洪閘（ 3 孔）、右岸擋水副壩。擋水副壩均為混凝土重力壩；攔河壩全長(zhǎng) ，壩頂高程 ，最大壩高 28m。壩址河床覆蓋層最深 50m，基礎(chǔ)防滲采用封閉式混凝土防滲墻。引水系統(tǒng)由引水隧洞、調(diào)壓室、壓力鋼管道三部分組成。 引水隧洞布置在左岸，總長(zhǎng) ，自進(jìn)口（底板高程 1326m）以平均縱坡 ‰降至調(diào)壓室處（底板高程 ）；隧洞埋深大多在 350～ 450m，最大 715m；隧洞沿線Ⅱ類圍巖占總長(zhǎng)的 73%；分布離散的斷層、破碎帶按Ⅳ Ⅴ類圍巖處理， 僅占總長(zhǎng)的 5％左右。引水隧洞全部采用馬蹄形斷面。在Ⅱ類和Ⅲ類圍巖段采用噴砼和掛網(wǎng)噴砼防護(hù)，設(shè)計(jì)洞徑為 ，底板混凝土襯砌厚20cm，噴砼厚度 10cm；在地質(zhì)條件較差的 IV 類圍巖段采用雙層鋼筋混凝土襯砌加固結(jié)灌漿和回填灌漿，設(shè)計(jì)洞徑 ，襯砌厚度 40cm；遇斷層破碎帶、過(guò)溝處上覆巖體厚度較薄等地段，則采取加大鋼筋混凝土襯砌厚度、或采用鋼內(nèi)襯外包鋼筋砼等方案進(jìn)行處理。隧洞采用鉆爆法施工，沿線布置有 7 條施工支洞。其中 7支洞布置在調(diào)壓室下游，除作為引水隧洞的施工通道外，還兼作調(diào)壓室和壓力管道的施工通道。 調(diào)壓室 位于引水隧洞的末端，距廠房水平距離約 300m，水流在調(diào)壓室底采用單洞單管一進(jìn)一出的布置方案。 調(diào)壓室 為地下埋藏式、 水 室式調(diào)壓室 ， 由上室通氣 洞、上室及豎井組成。 豎井 高 ()、內(nèi) 徑 10m，連接管（阻抗孔）長(zhǎng)、內(nèi)徑 ，上室長(zhǎng) 113m、橫斷面自 漸變?yōu)?、底板高程 ～ 。調(diào)壓室 全井采用鋼筋混凝土襯砌，厚度為 80～ 100cm。設(shè)計(jì)調(diào)壓室施工方法是：利用 7施工支洞作為其施工通道，導(dǎo)井開挖自下向上采用爬罐法施工，貫通后采用鉆爆發(fā)自下向上 進(jìn)行擴(kuò)挖，出渣及所有混凝土均經(jīng)7支洞運(yùn)輸，混凝土泵送入倉(cāng)。承包商可根據(jù)自己的設(shè)備、技術(shù)能力對(duì)此施工方 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 4 法提出替代方案，但必須滿足本合同規(guī)定的環(huán)保、水保要求。 壓力管道為埋管，由上平段、斜 井 段、下平段組成 ，最大單根長(zhǎng)度 。主管段管徑 D=，支管段管徑 D=，均布置鋼襯，鋼襯材質(zhì) 16MnR，厚度 20~36mm， 鋼管 外 回填混凝土 厚 60cm。主管末端布置 2 個(gè)“卜”型月牙肋岔管為三級(jí)供水。設(shè)計(jì)壓力管道施工方法為：（ 1）開挖：上、下平段和彎段采用鉆爆發(fā)全斷面開挖；斜井段采用“先導(dǎo)井，再開挖 ”的施工程序，導(dǎo)井分上下兩段，上段正導(dǎo)井長(zhǎng)度 140m，采用 LM— 200 型返井鉆施工，下段反導(dǎo)井長(zhǎng)度 143m，采用爬罐施工。（ 2）鋼管安裝：分三個(gè)工作面進(jìn)行，斜井段及上平段為一個(gè)工作面，始裝節(jié)為斜井下彎管段，從下向上安裝；下平段分兩個(gè)工作面，分別從下彎管始裝節(jié)及廠房端開始，向 8支洞交匯點(diǎn)處合攏。（ 3）交通：上部與調(diào)壓室公用 7支洞，下部用 8支洞。承包商可根據(jù)自己的設(shè)備、技術(shù)能力對(duì)此施工方法提出替代方案，但必須滿足本合同規(guī)定安全、工期要求。 廠房系統(tǒng)由主副廠房及安裝間、主變室 （兼尾閘室） 、母線洞、尾水系統(tǒng)、交通洞、通風(fēng)洞、出線洞 （兼排風(fēng)洞）、排水洞 等組成。主副廠房及安裝間 開挖尺寸： 72179。 179。 （長(zhǎng)179。寬179。高，下同），布置有巖壁吊車梁；主變洞開挖尺寸為： 179。 179。 （長(zhǎng)179。寬179。高）；進(jìn)廠交通洞總長(zhǎng) 188m，自安裝間右端墻進(jìn)廠，開挖尺寸 8179。 8m；尾水主洞總長(zhǎng) 213m，為無(wú)壓洞，最大開挖尺寸179。 ，尾水洞兼輔助進(jìn)風(fēng)洞，向主變室供風(fēng)；出線洞總長(zhǎng) 203m，連接主變室及洞外 GIS 開關(guān)站，開挖尺寸 7179。 ，出線洞兼作排風(fēng)洞；通風(fēng)洞位于廠房進(jìn)風(fēng)通道，通風(fēng)洞總長(zhǎng) 184m，兼事故交 通洞，開挖斷面 179。 。主副廠房及安裝間、主變洞采用分層鉆爆法開挖。 水文氣象和工程地質(zhì) 水文氣象 寶興河流域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，冬季受西風(fēng)帶氣流影響，寒冷少雨，夏季受東南暖濕氣流控制，溫濕而多雨，春季氣溫回升遲緩，多低溫天氣和春旱，秋季低溫天氣明顯，具有冬冷、春干、夏涼、秋潤(rùn)的特點(diǎn)。流域內(nèi)由于地勢(shì)高差懸殊，因此立體氣候顯著，海拔 1700m 以下屬亞熱帶氣候， 1700～ 3500m 呈現(xiàn)山地溫帶氣候， 3500m以上為山地寒帶氣候。氣溫由下游至上游隨海拔高 程升高而逐漸遞減。工程所在地寶興（ 1010m）多年平均氣溫 176。 寶興河流域位于青衣江～鹿頭山暴雨區(qū)的邊緣，受季風(fēng)和地形的影響，從地區(qū)降水看，差異比較大，總的趨勢(shì)是東、西河河谷地區(qū)的中崗、隴東、寶興、鹽 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 5 井為本流域的低值區(qū)，多年平均降水量 700～ 900mm。支流螞蝗溝、咔日溝、泥巴溝降水較多，年降水量在 1000～ 1400mm。本流域降水量具有南面大，北面小，山腰大，河谷小的特點(diǎn)。多年平均降水量寶興為 ，寶興為 。降水多集中在 5～ 10 月，占全年的 85%～ 90%。本流域夜間降雨較多，有 夜雨晝晴的特點(diǎn)。 寶興河的徑流主要來(lái)自降水，其次是地下水和高山融雪水補(bǔ)給，徑流具有豐沛穩(wěn)定和年季變化小的特點(diǎn)。徑流的年內(nèi)分配與降雨年內(nèi)分配基本相應(yīng)，豐水 +期（ 5～ 10 月）多年平均流量 ，占年徑流的 %，枯水期（ 11 月～翌年 4 月）多年平均流量 ，壩址處多年平均流量 。 工程地質(zhì) 調(diào)壓室 穹頂水平埋深 90m，垂直埋深 100m。調(diào)壓室地段地面坡度 45～55176。，地表大面積基巖裸露，地層巖性為震旦系厚層～中厚層白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r及薄層炭質(zhì) (硅質(zhì) )白云 巖，局部少量碳質(zhì)頁(yè)巖及硅質(zhì)條帶，白云巖產(chǎn)狀多變，總體傾角較緩 (一般均小于 30176。 )。巖體中斷裂構(gòu)造較發(fā)育，發(fā)育的裂隙主要有NNE、 NE～ NEE 及 NWW 三組，其中以傾向 NW(岸外 )的高角度為主。調(diào)壓室頂部巖體完整性差，為Ⅳ類巖體；井身段大部份圍巖為Ⅲ類，局部Ⅳ類。 壓力管道約在管軸線 1100m 高程以下位于侵入巖體中外，其余均位于白云巖中。白云巖中圍巖總體為Ⅲ類，局部為Ⅳ類。白云巖與侵入巖接觸帶約在管軸線1110m 高程左右，傾角約 25176。，傾向岸里；接觸帶巖體較破碎，屬Ⅳ～Ⅴ類圍巖；侵入巖中圍巖以Ⅱ類為主，局部Ⅲ類 ，斷裂破碎帶及其影響帶為Ⅳ類。 山體基巖為澄江 ～ 晉寧期第二期輝長(zhǎng)巖、第三期閃長(zhǎng)巖、第四期花崗巖組成的侵入雜巖，總體破碎程度較高、完整性相對(duì)較差。通過(guò)地下洞室圍巖巖體中的結(jié)構(gòu)面規(guī)模較大的有 F3(f9)、 F7(f15)、 F5(f21)、 f2 f2 f28 等，控制各不同部位的穩(wěn)定，規(guī)模相對(duì)較小的結(jié)構(gòu)面有 f f f f f1 f f2 f2 f26等，對(duì)局部穩(wěn)定有影響。主副廠房、安裝間及主變（尾閘）室圍巖總體為Ⅱ類，局部受斷層切割影響為Ⅲ～Ⅳ類；尾水洞洞身段基本屬Ⅲ類圍巖，局部斷層帶及影響帶屬 Ⅲ～Ⅳ類圍巖，出口段圍巖為Ⅳ類，明渠段基礎(chǔ)為漂 (塊 )石砂卵礫石；進(jìn)廠交通洞、通風(fēng)洞、出線洞等洞身段巖體完整性及裂隙發(fā)育規(guī)律與廠房、尾水洞基本相同。 交通條件 本工程地處寶興河支流東河上，首部樞紐～寶興縣城現(xiàn)有公路相通，寶興縣 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 6 城至廠 、壩 區(qū) 均 為三級(jí)公路，混凝土路面。寶興縣城～（雅安）飛仙關(guān)為三級(jí)公路，混凝土路面，從飛仙關(guān)起為 108 國(guó)道。其中，雅安～成都有成（都）雅（安）高速公路相通，對(duì)外交通方便。 首部樞紐距寶興縣城公路里程為 ，廠區(qū)距寶興縣城公路里程為。寶興縣城距雅安市為 72km，距成都為 218km。 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 7 2 設(shè)計(jì)依據(jù) 主要設(shè)計(jì)規(guī)范為： （ 1）《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（ GB5020194）； （ 2）《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（ SL25220xx）； （ 3）《水利水電工程進(jìn)水口設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL 28520xx； （ 4）《小型水力發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范（