【正文】 在水庫區(qū)北部，雅河口以上至回龍山一帶廣泛分布，為陸相火山巖建造，主要為安山巖、安山質凝灰?guī)r、流紋巖等。庫岸巖石在雅河口以上為侏羅紀火山碎屑巖類，以下為震旦紀變質巖和混合質變質巖，地下水位較高，不會向鄰谷產永久性滲漏。河谷部分，下壩線巖石普遍風化較深，而上壩線只有個別地段風化較深。前震旦系為經受中等程度混合巖化作用的變質巖系，包括黑云母斜長石注入片麻巖、黑云母混合片麻巖和大理巖，前者分布在左岸，后者分布在右岸，兩者為整合接觸。壩址區(qū)兩岸發(fā)現(xiàn)有斷層三條，其中一條為平推斷層（F3）位于左岸，走向NE36176。據分析F1就是區(qū)域性的太平哨大斷裂，在右壩頭西北約300米處通過。F1與F2對建筑物均無直接影響。河谷部分的開挖深度（自基巖面算起）約為2—7米，相應于此開挖標準，河床部位巖石風化較淺，實際上可挖至微風化巖石。左岸F3斷層以及局部破碎帶可按常規(guī)辦法處理。此坡地形陡峭，基巖裸露，南坡較緩，坡度一般約20176。本地段發(fā)現(xiàn)斷層共七條，但規(guī)模均很小，寬度大都在一米以內。 引水隧洞和廠房區(qū)工程地質條件渾江在中下游地段，側向侵蝕作用十分強烈，形成迂回曲折的蛇曲地貌，為修建引水式電站提供了有利的地形條件。隧洞均將在黑云母混合片麻巖中通過，沿洞線未發(fā)現(xiàn)斷層，且洞頂上部覆蓋新鮮巖體很厚，達80—160米，深部裂隙已趨閉合，因此工程地質條件較好，建議采用：f=6—7,k0=500。廠房后山坡地形坡度約50176。第二組傾角稍緩，為40176?？烧J為后山邊坡基本上是穩(wěn)定的，建議在開挖時基本上沿著上述兩組裂隙挖成階梯狀邊坡，對已經位移或張開寬度較大的巖塊予以清除，對局部不穩(wěn)定巖塊可采取相應的加固措施。土壩護坡用石料場，選擇了葫蘆頭和榆樹底兩處。24′—126176。其相鄰流域北為第二松花江，東為鴨綠江干流，西側為遼河流域左岸支流渾河、太子河，南為鴨綠江右岸支流蒲石河、 河。以下，極端最低氣溫發(fā)生在一月份，并在30176。 水文資料渾江桓仁以下，干流有桓仁、回龍山、沙尖子水文站，支流有二戶來、普樂堡及太平哨水文站。渾江的洪水主要由急劇而強烈的暴雨形成，暴雨多集中在三天， 其中強度最大的暴雨又多集中在一天之內。這對洪水分析提供了可靠的歷史資料。由于上游桓仁電站庫容較大，對洪水起一定的調蓄控制作用，故區(qū)間洪水對下游梯級起主要作用。由于本電站承接上游桓仁等梯級水庫對渾江豐富水量的調節(jié)，故能以較少庫容獲得較好的能量指標。庫區(qū)老營溝附近雖發(fā)現(xiàn)有鉛鋅礦，但據遼寧省地質局調查，該礦儲量有限，規(guī)模不夠，未能納入國家開采計劃，僅有生產隊組織開采。（死水位190米，設計洪水位(P=1%)，東北地區(qū)工農業(yè)生產不斷提高，現(xiàn)有電源特別是水電遠遠不能滿足系統(tǒng)負荷增長的需要。）考慮到施工技術條件，引水洞洞徑不宜超過12米，否則的話，可考慮采用兩條引水隧洞的方案，應結合機組數(shù)的選擇合理確定。2）機組臺數(shù)與水電站投資的關系當選用機組臺數(shù)較多時，不僅機組本身單位千瓦的造價多，而且相應的閥門、管道、調速設備、輔助設備、電氣設備的套數(shù)增加，電氣結構較復雜，廠房平面尺寸增加，機組安裝，維護的工作量增加，因而水電站單位千瓦的投資將隨臺數(shù)的增加而增加，但采用小機組時，廠房的起重能力、安裝場地、機坑開挖量都可以縮減，因而有減小一些水電站的投資，在大多數(shù)情況下，機組臺數(shù)增多將增大投資。大多數(shù)情況下機組臺數(shù)用偶數(shù)，本設計引水式水電站的總裝機容量為16萬 千瓦，屬中型水電站，我國的建成的中型水電站一般采用4—6臺機組，由于上述各種因素，本設計選用4臺機組。98﹪=40000247。 水輪機參數(shù)計算 HL240型水輪機方案主要參數(shù)選擇1）轉輪直徑的計算查表3—6和圖3—12得HL240型水輪機在限制工況下的單位流量=，效率=%，由此可以初步假定原水輪機的單位流量==, 效率=92%.式中：——水輪機標稱直徑——水輪機單位流量 查得=1240L/s=——設計水頭 ——水輪機額定出力 代入式中得采用與其相近的標準轉輪直徑=2）轉速計算= r/min式中 ——單位轉速采用最優(yōu)單位轉速 r/minH——D1——采用選用的標準直徑D1=采用與其接近的同步轉速n= r/min3）效率及單位參數(shù)修正查表3—6可得HL240型水輪機在最優(yōu)工況下的模型最高效率=%,模型轉輪直徑D=,由公式：=1(1) =1()=%則 ==%92%=%考慮模型與原型水輪機的質量差異,常在減去一個修正=%,=%=+=92%+%=%=+=%+%=% (與假設基本相同)因為, = 1=%3%所以，不需要修正。在滿足4m吸出高度的前提下,從圖可查知(=115 r/min, =′=1000 L/s, M=%,%.D1==選用與之接近的標準直徑D1=2） 轉速：式中 ：n1’——單位轉速，采用n1’=’= r/minH——水頭采用H=Hp=n= (r/min)=采用與其接近的同步轉速n= r/min 磁極對數(shù) p=183）效率及單位參數(shù)的修正軸流轉漿式水輪機的原型最高效率采用效率修正值，對不同裝置角計算結果列表如表24葉片轉角10176。10176?！?10176。在水輪機的工作水頭范圍以內取三個水頭, 并繪制每個水頭下的工作特性曲線如附圖21（a）,在該圖上以某一效率為常數(shù)作平行線，他與諸曲線相交并可得出各交點上的H,N值，然后依H，N值將各點落在HN的坐標場中，并繪制成一光滑曲線如附圖21(b)，即為該效率的等效率曲線，計算表2－6表2－6 等效率曲線計算表 868686878787888888898989909090919191919191909090898989888888878787868686水輪機最大出力受到發(fā)電機額定出力和水輪機5%出力貯備線的雙重限制，在運轉綜合特性曲線圖上，H≥Hr時的出力線為N=Hr的一段垂直直線，HHr時水輪機出力受5%出力貯備線的限制,A點與B點的連線即為出力線。而相應于的工況點流量 等吸出高度曲線的繪制1）根據等效率曲線計算表中的和N 作不同水頭下N=f()的輔助曲線2）在向相應的模型綜合特性曲線上，佐以各水頭下為常數(shù)的水平線，它與氣蝕系數(shù)線交于許多點，記下各點的和值并將其列入表 其中的值可由Hr查得3）由上述已知的可在N=f()輔助曲線上查得相應的N值并記入表中有公式Hs=10，計算出不同之相應的吸出高Hs并列入表中。 斷面形狀及包角的選擇從蝸殼的鼻端至蝸殼進口斷面之間的夾角稱為蝸殼包角,常用來表示,對于混凝土蝸殼由于勘測流量較大,允許的流速減小,允許流速較小,通常采用包角為180176?！?5176。查《水電站設計手冊》(水利機械卷)表1215,可知Da=， Db= 圖的繪制根據《水電站》的公式(23)和(24)式可知中間斷面面積Fi與包角的關系為,所以是直線繪制輔助曲線,在進口斷面做出若干個中間斷面,如圖24。彎肘形尾水管由進口直錐段中間肘管段和出口擴散段三部分組成。,本設計選用8176。,本設計取12176。本設計中水輪發(fā)電機的型號采用推薦型號為SF4556/900，即：立式空冷水輪發(fā)電機，額定容量為45MW，磁極個數(shù)為56個，定子鐵芯外徑9000， SF4556/900型水輪發(fā)電機有關資料如下（查《水電站機電設計手冊》水力機械卷）：定子外徑： Da=900定子內徑： Di=842定子長度： Lt=135定子機座高度： h1=2590上機架高度： h2=838推力軸承高度： h3=870勵磁機高度： h4=2070永磁機及轉速繼電器高度： h6=455定子支撐面至下機架支撐面距離： h8=785轉子磁軛軸向高度： h10=1980發(fā)電機主軸高度： h11=2035（副） h11=7020（主）定子水平中心線至法蘭底面距離： h12= 6120法蘭盤地面至發(fā)電機層地板高度： H=9055定子支承至發(fā)電機層地板高度： h=3428機座外徑： D1=10170風罩內經： D2=12800轉子外徑： D3=8390水輪機機坑直徑： D5=6000下機架最大跨度： D4=7760推力軸承裝置外徑： D6=3200勵磁機外徑： D7=2640/3000布置特點說明：上機架埋入地板內、勵磁機及其機架在其上露出地面，推力軸承在下機架之上。調速功 《水力機械》式54式中：H——水輪機的最大水頭 Hmax=Q——最大水頭下發(fā)出額定出力時的流量D1—由得最大水頭下發(fā)出額定出力的流量由繪制的運轉特性曲線圖上查得=%=（288463—360579N）式中：——原形和模型水輪機導葉軸心圓的直徑。 泄洪方式選擇及調洪演算根據重力壩要求和其自身特點選擇表孔泄流和底孔泄流相結合，溢流壩泄流泄量大，可減小孔口尺寸，閘門上壓力小操作方便，且其經濟性最好。②樞紐布置應當滿足各個建筑物在布置上的要求，保證其在任何工作條件下正常工作。⑥樞紐外觀應與周圍環(huán)境相協(xié)調在條件下注意美觀。本設計采用直線坡，上游面坡率為0，： 溢流壩面曲線設計定型設計水頭 Hs =(－)75～95%取Hs=12 Hs/Hzmax=12/=查表得: 3，故滿足要求．1）堰頂上游側采用四分之一橢圓曲線，其方程為：其中a= 由a/b=+3a 解得b=(aHs)2= bHs= (bHs)2=曲線方程為： 156m～。底流消能的主要問題在于，護坦板較厚較長，開挖量大，投資較大，斷面落差H值大，水頭較多時，護坦的前部承受較高的流速，易于發(fā)生空蝕及磨損，動水作用力及脈幼荷載問題也較突出。③ 面流消能利用鼻坎將高速水流挑至尾水表面，在主流表面河床之間形成反漩流，使高速不流與河床隔開，避免了對臨近壩址處河床的沖 ，一般不需做護坦。其問題與面流消能大體相同。但涌浪的曲率和高度都較大，且戽坎下游的水深范圍較大，但涌浪的曲率和高度都圈套，且戽坎下游的入水角也較大，沖刷能力較強，當 值較小時，則形成穩(wěn)定戽流的下游水深范圍較小，海浪稍平緩，下游局部沖刷問題稍輕。溢流壩壩面曲線如下圖 洪水下泄流量校核在擬定的孔口尺寸下利用公式 校驗泄洪能力1）在通過設計洪水時 淹沒系數(shù)=1 H0== m為流量系數(shù)查《水力學》 H0/Hd= 為側收縮系數(shù) 當孔為中孔時b/B=12/16= ==當孔為邊孔時 = b/B=12/20==11100滿足泄洪要求2）當通過校核洪水時 =1 H0== H0/Hd=，m= 17500 滿足泄洪要求 底孔過流能力驗算底孔設計流量920 校核流量1000 孔口尺寸4 采用孔口出流公式 底孔包括喇叭口段，門槽，閘門及出口部分存在局部損失 設計洪水情況下 =239 四孔泄量=4239=956 〉920 滿足泄洪要求校核洪水情況下 四孔泄量=4257=1028 ，滿足泄量要求。閘墩中檢修門門槽寬 （cm）=門槽深 閘門長度按各部分要求大致設為25m 頭部使用半圓形，尾部使用流線型閘墩寬4m尾部尺寸r== L== 其簡圖如下工作橋墩頂高程：弧形閘門全開時最高點高程+安全超高 計算說明 計算內容1）抗滑穩(wěn)定計算2）壩基最小、最大應力計算3）壩基面上下游邊緣主應力計算 計算工況只做正常蓄水位情況下的基本組合計算 計算單元與計算截面取最大剖面出1m計算單元 擋水壩穩(wěn)定及應力分析 荷載計算選擇工況為正常蓄水位情況自重：W1==1/2241=W2=1/28241=靜水壓力：p1=1/210=p2=1/210112=605揚壓力：重力壩建成后在上，下游水位差的作用下，水流繞過壩體，壩基和兩岸壩頭向下游滲透，在某個截面上，由于滲透引起的水壓力稱為滲透壓力，由下游水深引起的水壓力稱為浮托力，滲透壓力與浮托力之和稱為揚壓力。設計用3的 C15混凝土Ⅲ區(qū)和Ⅳ區(qū)—分別為上下游最低水位以下壩體表層混凝土和靠近地基的基礎混凝土，對抗?jié)B強度和低熱要求較高，多采用2～3，標號C20,S12,D200,對于Ⅳ區(qū)還要求為低熱混凝土Dw. 本設計采用3的C15混凝土Ⅴ區(qū)—為壩體內部混凝土，都