【正文】 N: 水電站出力（功率） A: 水電站出力系數(shù) Q: 水電站引用流量 H: 水電站平均水頭 根據(jù)資料情況。水頭確定 初步設(shè)計(jì)水電站裝機(jī)3臺機(jī)組，由電站引用流量為40立方米每秒。但在本設(shè)計(jì)中為確定水電站引水段的進(jìn)口高程，死庫容由淤沙庫容求得。采用高堰形式，用開敞式冪曲線實(shí)用堰。①.水庫水量平衡方程在某一時段內(nèi)，入庫水量減去出庫水量，應(yīng)等于該時段內(nèi)水庫增加或減少的蓄水量。典型洪水過程線有最大洪水來量為 =300 立方米每秒。4. 供水灌溉：還有某供水，某水庫要保證上下游城鎮(zhèn)人民的生活用水，水利灌溉，利用電站尾水灌溉農(nóng)田。、附圖1．壩址區(qū)地形圖 1：5002．壩址河谷橫剖面圖 1：5003．壩址河谷縱剖面圖 1：5004．壩址下游水位流量關(guān)系曲線5．書庫水位庫容，面積關(guān)系曲線第2章 水文水利計(jì)算 水文水利計(jì)算包含以下六個方面內(nèi)容：樞紐等別及建筑物級別；選擇壩型；水文計(jì)算；水利計(jì)算；淤沙高程及死水位和水能利用計(jì)算 。、建筑材料南河流域地處山區(qū)，壩址附近土料缺乏，雖河流兩岸有坡地和少量梯田，但土質(zhì)多為砂土或砂壤土，且儲量較少。庫區(qū)及及支溝內(nèi)均有不透水的第三系紅色黏土巖，砂礫巖露出，此種巖石膠結(jié)致密，不會漏水，經(jīng)過對庫內(nèi)的勘探分析，水庫向外流域及下游漏水的可能性很小。（2），地質(zhì)構(gòu)造與地震。河床311米為沖洪積砂礫石層。大壩左端與茅廬山整體巖石較完整，基本抗水，作為壩肩是穩(wěn)定可靠的，亦無饒壩滲漏之患。 工程區(qū)在大地構(gòu)造單元上屬北秦嶺地槽之山前幼陷帶帶。、水文氣象 （1，）水文資料，年徑流；卵水河發(fā)源于北秦嶺西部的尖山，土棚，蘆子灘三個地方，自西北向東南流，于大壩下游16km處，流入鹽關(guān)河再流入西漢水。主要建筑材料為石料，儲量豐富，運(yùn)距較近，主要料場分布在壩址上下游兩岸兩公里范圍內(nèi)。 水文計(jì)算、確定樞紐等別以及建筑物級別樞紐等別根據(jù)四個方面確定：水庫庫容；裝機(jī)容量；防洪要求和城市供水灌溉。根據(jù)以上所述，最后確定樞紐等別為三等。水文計(jì)算用同倍比放大法計(jì)算。水量平衡方程為 式中 Q1——時段始的入庫流量，m3/s； Q2——時段末的出庫流量，m3/s； V1——時段始的水庫蓄水量，m3/s； V2——時段末的水庫蓄水量，m3/s； ——計(jì)算時段。泄流能力計(jì)算按： B：溢流堰總凈寬 c：上游坡度影響系數(shù) Q：流量 ：記入行進(jìn)流速的堰上水頭，對高堰，取H，對低堰，按照公式計(jì)算. 系行進(jìn)流速近似地取1 H：堰上水頭 g: 重力加速度 m：流量系數(shù) 以上公式參數(shù)等均見參考資料 [3]。 淤沙高程：按照兩種方法確定，一種是估算法，根據(jù)多年河流輸沙量和排沙估算；另外一種是耕具水庫的攔沙率和排沙比法確定。根據(jù)基本資料下游水位流量關(guān)系曲線，下游最小水位為單機(jī)發(fā)電時候的水位，查出水位為401米的高程。取出力系數(shù)為8。流域兩岸坡面林木叢生，植被良好。其中土石壩又分為土石心墻壩，土石斜墻壩，心墻堆石壩，混凝土面板堆石壩。混凝土重力壩要求防滲要好，重力壩適應(yīng)性廣，并且安全可靠，對地形地質(zhì)調(diào)教適應(yīng)性強(qiáng)，可以使用大體積混凝土機(jī)械施工，施工工藝簡單。支墩壩也是依靠重力維持穩(wěn)定的擋水建筑物，自重較輕，壩體工程量小。在地形給予符合的情況下，可以考慮修建土石壩。2）某工程壩址石料材料豐富，土料相對較少，適合建堆石壩，堆石壩的斷面較小，即使在當(dāng)?shù)赜型亮系那闆r堆石壩也是可以考慮的壩型。8）堆石壩施工比均質(zhì)土壩可少受雨天的影響，比混凝土壩可減少受溫度變化的影響。當(dāng)然，由于壩體不均勻沉降會直接影響到防滲面板，使其發(fā)生裂縫，降低防滲功能，有損大壩安全；但是可以對防滲面板進(jìn)行分縫，就可以降低面板的集中應(yīng)力。臨時建筑物有導(dǎo)流圍堰，導(dǎo)流洞和臨時工作橋等。 （4）、 樞紐中各建筑物布置要緊湊，盡量將同一工種的建筑物布置在一起，以減少聯(lián)結(jié)建筑。（1） 壩址：樞紐建筑物的布置要根據(jù)地形，以方便施工的原則，充分利用地形來布置樞紐建筑物。排沙孔排水作為防洪一個儲備。、壩頂構(gòu)造設(shè)計(jì) 防浪墻國內(nèi)外的面板壩普遍都在其頂部上游側(cè)設(shè)置不透水的擋墻，它即起當(dāng)水作用，又起擋土作用，也是防浪墻。根據(jù)資料[8]，防浪墻高度范圍4到6米，最后確定防浪墻高度4米。 。防浪墻與面板連接處設(shè)計(jì)垂直于面板的接縫，防浪墻底寬實(shí)際與墊層水平寬度相同。根據(jù)資料[8]，壩頂寬度一般取為5米到8米，壩頂設(shè)計(jì)公路通行，以方便人行。土質(zhì)防滲體的心墻壩，當(dāng)壩殼采用堆石料時，下游常用坡度為1：－1：，上游常用坡度為1：－1：。考慮到攔截雨水，防止沖刷壩面，同時便于觀測和檢修、設(shè)置排水設(shè)備，也可作交通之用，下游壩坡每隔20米高設(shè)一個馬道，共2條馬道，馬道寬取2米。所以在壩內(nèi)設(shè)計(jì)排水區(qū)。所以下游棱體與煙囪式的壩內(nèi)排水提互相連接，下游棱提的重要作用還有起到大塊石重力壓坡。取1：。趾板的厚度可小于相連接的面板厚度，取厚度h=，與面板的厚度相同。布置在趾板表面。為了有效地防止出現(xiàn)溫度裂縫，趾板施工縫間距采用15米。碾壓到足夠的密實(shí)度。以方便機(jī)械施工碾壓。、壩體主堆石區(qū)設(shè)計(jì) 主堆石體是面板壩的主體，一般包括上游堆石體，下游堆石體。要想使堆石壩料滿足高強(qiáng)度，低壓縮性和自由排水三項(xiàng)要求，從而達(dá)到控制沉降的目的。但細(xì)顆粒材料含量為時，也接近達(dá)到最大內(nèi)摩擦角的值。 混凝土面板設(shè)計(jì)混凝土面板設(shè)計(jì)有面板的形式尺寸設(shè)計(jì)；面板的混凝土及接縫設(shè)計(jì)；面板接縫止水設(shè)計(jì)。從壩頂沿壩坡一直延伸到周邊縫，方向與壩軸線垂直。面板采用二級配骨料。由于地形變化，為了減少面板受到的扭曲應(yīng)力，將按板分期施工，設(shè)置永久的水平施工縫，可按臨時施工縫處理。銅片止水最好選用延伸率不小于的純銅卷材，現(xiàn)場壓制。2 垂直施工縫：在墊層表面設(shè)置寬500毫米的水泥砂漿，墊層撓平，在其上鋪設(shè)油毛氈，在將W型止水安置其上，水平鋼筋穿過該施工縫。內(nèi)容包括：趾板地基開挖和灌漿；岸坡表層清理，削坡和壩基覆蓋層處理。充分利用枯水季節(jié)開挖河床部位。在進(jìn)行第二期開挖。b、開挖邊坡的控制：邊坡是風(fēng)化巖石，邊坡開挖控制在1：：。固結(jié)灌漿孔的布置，一般取梅花形，灌漿孔段深度以5米左右為最適宜，孔距設(shè)計(jì)為3米，孔口壓力控制在 。從上游1/6處到壩軸線承受中等水荷載，壩基開挖到的基巖露出。堆石體具有比較高的強(qiáng)度，可以維持比較陡的邊坡。 A；m：由試驗(yàn)確定； ：正應(yīng)力；：堆石抗剪強(qiáng)度。估算時，以塞沙那壩為基礎(chǔ)估算，結(jié)果為：=114毫米，=310， =110米，=54米。溢流堰頂高程由資料給出。 n；k：系數(shù)。根據(jù)資料[10]。 :相應(yīng)臨界水深是的水力半徑(m)。,：見資料[3]。:經(jīng)過計(jì)算,考慮綜合因素,。 :積分常數(shù),由初始段水力要素決定.,泄槽底板傾斜度設(shè)計(jì)為θ,傾斜坡度經(jīng)過計(jì)算得=,=。 R:取平均值。H2坎頂?shù)较掠嗡娴母卟?。挑坎的反弧半徑一般?。?10）h，h為坎頂水深。 、溢洪道挑坎與沖溝的處理 經(jīng)過計(jì)算，水舌長度為33米，根據(jù)地形情況，水流挑出去，不能全部挑到河床上，有一部分挑到河岸上。具體情況見樞紐布置圖。隧洞的進(jìn)、出口在開挖過程中容易塌方且易受地震破壞，應(yīng)選在覆蓋層、風(fēng)化層較淺，巖石比較堅(jiān)固完整的地段，避開有嚴(yán)重的順坡卸荷裂隙、滑坡或危巖地帶。4. 隧洞的縱坡，應(yīng)根據(jù)水力條件運(yùn)用要求、用途、上下游銜接、施工和檢修等因素綜合分析比較后確定。由于地勢決定，發(fā)電引水隧洞必須布置拐彎，以利于布置近廠房的壓力鋼管。②檢修時，下放檢修閘門之后，在洞內(nèi)水流放空過程中，需用通氣孔補(bǔ)氣。孔徑按資料[7]: ； a=/[] ； d=； :通氣孔的通氣量。并且減少滲漏。對于高流速隧洞還可使隧洞表面保持一定的平整度。因?yàn)闊o壓洞，縫不設(shè)止水。3．灌漿為了加固圍巖，減少山巖壓力，提高彈性抗力，減少滲漏，對圍巖采用固結(jié)灌漿。在洞內(nèi)水面以上，通過襯砌塞排水孔。（5）、壩后式廠房應(yīng)該盡可能靠近壩體，以減少小引水管路的工程量和水頭損失，對河床式電站，由于泄水建筑物占據(jù)了主河槽，廠房多布置在岸邊，但是應(yīng)該防止由于泥沙淤積造成尾水壅高，降低發(fā)電水頭；（6）、當(dāng)河床狹窄，不能平列布置溢流壩及廠房時，可以考慮采用壩內(nèi)式，溢流式，挑越式或地下式等廠房布置形式，以簡化樞紐布置，減少工程量，這樣布置的缺點(diǎn)是，壩體及廠房結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；（7）、引水式電站的廠房位置主要取決于地形和地質(zhì)條件，一般多布置在河道轉(zhuǎn)彎段，以便利用河道天然落差，增加發(fā)電水頭。配套發(fā)電機(jī)型號為YSL330/6116 。最小空隙取100毫米。 導(dǎo)流洞結(jié)合排沙孔，以放空作為校核。分段圍堰法的特點(diǎn)：分段圍堰法導(dǎo)流也稱為分期圍堰法，就是用圍堰將水工建筑物分段分期圍護(hù)起來進(jìn)行施工的方法。這種導(dǎo)流方法有：隧洞導(dǎo)流，明渠導(dǎo)流，涵管導(dǎo)流。根據(jù)地形地質(zhì)條件，改工程不適合采用分段圍堰法導(dǎo)流，河床比較窄，并且施工工期不長，河流流量也不是很大。設(shè)計(jì)反弧段半徑為17米，夾角設(shè)計(jì)為35度。排沙孔高程。2 導(dǎo)流建筑物的級別：根據(jù)資料[11]，取導(dǎo)流建筑物的級別為IV級。襯砌的時候?qū)⒍吹闹芫€分成若干段，按照應(yīng)力分段配鋼筋，將鋼筋焊扎起來。地形不好布置明渠導(dǎo)流，沒有有利于布置明渠的地形。但是隧洞導(dǎo)流的泄水能力有限，汛期洪水宣泄常常需要另外尋找出路，隧洞是造價(jià)比較昂貴和施工比較復(fù)雜的建筑物，所以導(dǎo)流隧洞最好與永久隧洞互相結(jié)合，統(tǒng)一布置。這種導(dǎo)流圍堰只有在比較寬闊的通航河道上施工，不允許斷航或者其他特殊情況下，才采用多斷多期導(dǎo)流方法。排沙孔與導(dǎo)流洞之間布置，排沙采用“龍?zhí)ь^”的形式布置，施工結(jié)束時封堵導(dǎo)流洞進(jìn)口段。 排沙孔結(jié)合導(dǎo)流洞設(shè)計(jì) 水工隧洞的功用：配合溢洪道宣泄洪水，有時也作為主要泄洪建筑物之用。取403米為水輪機(jī)安裝高程。壓力鋼管進(jìn)廠房的形式采用斜向式。凡是設(shè)置排水的地方，即不再做固結(jié)灌漿，做回填灌漿時，灌漿壓力不能太大，以免堵塞排水系統(tǒng)。灌漿孔錯開排列，按逐步加密法灌漿?？v縫需要鑿毛處理，縫內(nèi)設(shè)鍵槽，并設(shè)止水。由結(jié)構(gòu)計(jì)算和施工要求，厚度取洞徑的1/8。之間必須設(shè)計(jì)彎道，設(shè)計(jì)彎道半徑為112米，角度為25度。 []:通氣孔允許風(fēng)速,一般不超過4045米每秒. a:通氣孔斷面面積。通氣孔的進(jìn)口必須與閘門啟閉機(jī)室分開，以免在充氣、排氣時，由于風(fēng)速很大，影響工作人員的安全。進(jìn)水口高程根據(jù)淤沙高程,考慮死水位等因素,死水位為434米,進(jìn)行襯砌,閘門設(shè)計(jì)在井的底部,減少局部水頭損失,方程按公式計(jì)算：參照資料[7]。有壓隧洞的縱坡主要取決于進(jìn)、出口高程，要求全線洞頂在最不利的條件下保持不小于2米的壓力水頭。若因地形、地質(zhì)、樞紐布置等原因必須轉(zhuǎn)彎時，應(yīng)以曲線相連。在合理選定洞線方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)地形，地質(zhì)及水流條件，選定進(jìn)口位置及進(jìn)口結(jié)構(gòu)形式，確定閘門在隧洞中的布置?？紤]布置溢洪道挑坎在其他地方，避開沖溝，但是那樣布置，溢洪道轉(zhuǎn)彎角度太大，不符合規(guī)范要求。h=，坎頂單寬流量q=20米每秒，沖坑深度t=。下游沖刷坑深度按公式計(jì)算： T: 自下游水面到坑底的最大水墊深度，米，當(dāng)t h2時，t采用； Q：坎頂單寬流量，立方米每秒米； H：上下游水位差； k：沖刷系數(shù)。經(jīng)過計(jì)算得λ=。 =. 根據(jù)資料[7],在第一個波發(fā)生以后,因?yàn)椴粩喟l(fā)生波的反射,干涉與傳播,在圓弧中心角3,5等等,各點(diǎn)為水面最高點(diǎn),而2 ,4 等等,各點(diǎn)為水位最低點(diǎn),：見資料[7]。 k:超高系數(shù),其值查資料[3],表a6。為上段的坡角。謝才系數(shù)=。 溢流堰面曲線坐標(biāo)結(jié)果X12345678Y溢流堰原點(diǎn)下游堰面與直線段相接點(diǎn)的坐標(biāo)經(jīng)過計(jì)算得x=，y=。；當(dāng)p/1時。進(jìn)水渠導(dǎo)水墻由溢流堰兩側(cè)的邊墻向上游延伸而成。計(jì)算結(jié)果沉降量為25毫米。分析穩(wěn)定系數(shù)按照公式： A，m：土料抗剪強(qiáng)度系數(shù)； ：壩料的干密度； ：條塊底面中心點(diǎn)切線與水平線的夾角； h：塊的高度參照以往的工程經(jīng)驗(yàn)，所以能夠滿足穩(wěn)定要求。再者，混凝土面板堆石壩是用滲透很小的混凝土面板作為防滲體，滲透很小，對堆石體的穩(wěn)定不會造成很大的影響。壩軸線下游區(qū)，壩基開挖深到的均勻分布的堅(jiān)硬巖石。帷幕灌漿布置在趾板中部，帷幕灌漿孔的深度設(shè)計(jì)為水頭的1/3，帷幕深度一般設(shè)計(jì)為壩高的1/2到1/3。在清除節(jié)理，裂隙內(nèi)的填充物后，用高壓水沖洗干凈，灌入水泥漿或水泥沙漿。最大限度減少超挖欠挖，保證趾板尺寸。、趾板地基處理趾板地基處理的施工程序：趾板防線，剝離表層土，地質(zhì)測繪與復(fù)查，確認(rèn)或調(diào)整趾板線，正式開挖，基層處理，檢查驗(yàn)收，趾板鋼筋架設(shè)，趾板混凝土澆筑，趾板地基灌漿，最終驗(yàn)收。（2）、開挖施工程序與導(dǎo)流方式相互協(xié)調(diào)。4 垂直伸縮縫：為了防止兩岸壩頭周邊縫過度張開，兩岸壩頭各設(shè)置一條伸縮縫。1 周邊縫：在周邊縫底下鋪設(shè)瀝青混凝土墊層，該層將F型止水銅片托住周邊縫中設(shè)計(jì)雙重止水。在起始板與主板之間常常布置水平施工縫。含量不大于。面板混凝土強(qiáng)度等級不能小與。并且向底部逐漸增加，厚度t按照資料