【正文】 算。 表 64 校核過流能力計(jì)算表 ? ε H0(m) m Q( s/m3 ) 設(shè)計(jì)洪水 校核洪水 校核出的流量均比相應(yīng)的設(shè)計(jì)流量稍大，所以滿足要求。 表 62 我國的經(jīng)驗(yàn)對各種地質(zhì)的地基單寬流量的經(jīng)驗(yàn)取值 河床地基土質(zhì) 細(xì)砂、粉砂 砂壤土 壤土 堅(jiān)硬粘土 Q( s/m3 .m) 5～ 10 10～ 15 15～ 20 15～ 25 注 :根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn) ,擬取 q=20 s/m3 .m 閘室總凈寬的估算 : 按下式計(jì)算 : 0L = Q/q ( m ) 式中 :Q 為設(shè)計(jì)或者校核流量； q為單寬流量 。 20 ????? gVhH ?上 ? = 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 hs = ≤ H0 = 故水流為自由出流。對于那種上下游水位變幅大，并且過閘流量很大的的工程 ，只需在閘室設(shè)置一道胸墻就可以了。 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 6 水閘的水力計(jì)算 水閘的水利設(shè)計(jì)內(nèi)容包括： ① 閘孔總凈寬的計(jì)算及閘孔尺寸的確定； ② 水閘的防滲排水設(shè)計(jì)； ③ 水閘的消能防沖設(shè)施的設(shè)計(jì)。 為了減少和防止由于溫度變化、地基的不均勻沉降以及混凝土干縮引起的裂縫，對于閘室底板必須沿垂直水流方向進(jìn)行分段，即設(shè)置若干道順?biāo)鞣较虻挠谰每p。同時(shí)造價(jià)的高低、啟閉機(jī)的容量也是會對閘門的選擇提供一定的參考價(jià)值。 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 閘墩用以分隔閘孔支承閘門上部所以橋梁及設(shè)備的重量以及閘門的重量，并將閘門傳來的水壓力和上部結(jié)構(gòu)的重量和荷載傳遞個(gè)底板。 條件 ① 平底板結(jié)構(gòu)：是工程中最常用的的一種形式。所以只有右岸具備成洞條件，因此將進(jìn)水口設(shè)置在右岸。 進(jìn) 水 口 條 件 右岸為凹岸，河道主流線偏右岸，有利于進(jìn)水口布置。 薄板狀板巖與中厚層砂質(zhì)灰?guī)r互層，夾少量千枚巖及砂巖、板巖互層夾千枚巖 . 河 床 覆 蓋層條件 河床覆蓋層厚度一般 40～ 50m，最厚 60m。 表 41 上、下閘址綜合比較 項(xiàng) 目 上 閘 址 下 閘 址 地 形 地 貌 左岸Ⅰ級階地，地形平緩，右岸為基巖陡坡，河谷為不對稱的“ U”型斜橫向谷。河床覆蓋層深厚（上閘址最大厚度 60m，下閘址最大厚度 ）。實(shí)在是不能避開的情況下要采用適當(dāng)?shù)牡鼗幚矸椒ㄟM(jìn)行妥善的處理。 表 33 平原區(qū)水閘樞紐工程分等指標(biāo) 工程等別 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 規(guī) 模 大 (1)型 大 (2)型 中型 小 (1)型 小 (2)型 最大過閘流量 (m3 /s) ≥ 5000 5000～ 1000 1000～ 100 100～ 20 ＜ 20 防護(hù)對象的重要性 特別重要 重要 中等 一般 水閘樞紐中的水工建筑物的等別劃分 ,其級別應(yīng)按表 34確定。下面連接著黑河塘水電站，上面是黑河水電站。 就調(diào)節(jié)庫容而言，汛期排沙運(yùn)用水位越高，調(diào)節(jié)庫容損失就越大。 1993 年洪水在南坪站實(shí)測系列中略小于 1987 年，可提出作為特大值，排于 1987 年之后，重現(xiàn)期為 20年。 圖 21 下閘址所在地的流量 水位關(guān)系曲線 表 22 羌河口電站各月徑流分配表 月 份 數(shù) 值 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 全年 多年平均徑流（ m3/s） 32.1 41.6 44.9 38.9 43.5 40.2 19.7 12.1 8 3 7 11.6 多年平均 月徑流分配（ %） 10.6 13.3 14.8 12.9 13.9 13.3 100 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 由于羌河口水電站附近的水文站修建的時(shí)間比較近，所以將各處的水文資料進(jìn)行補(bǔ)插延長從而得到所需要的完整的水文數(shù)據(jù)。 區(qū)內(nèi)覆蓋層按其物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和成因，自下而上可分為三層：第①層為沖洪積堆積的含漂（塊）砂卵礫石層，主要分布于階地及現(xiàn)代河床中下部，厚 48～ 51m，結(jié)構(gòu)密實(shí)；第②層為現(xiàn)代河床沖積堆積的含漂（塊）砂卵礫石層，結(jié)構(gòu)松散，局部有架空現(xiàn)象，厚 5～ 8m，主要分布于現(xiàn)代河床表淺層。都存在閘基滲漏、繞壩滲漏和滲透變形穩(wěn)定、以及抗滑穩(wěn)定等問題，雖然如此如若采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧邆湫藿ㄋl條件。同時(shí)有什么不對或者不完善的地方也希望得到您的斧正！ 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 2 基本資料 羌河口水電站作為白水江水流域電站規(guī)劃的一庫七級方案中的第三級，是一座典型的專門以發(fā)電為主的低閘引水式開發(fā)電站。在首部樞紐布置后就進(jìn)行閘室的布置以及防滲消能設(shè)施的布置，在擬定閘孔尺寸是要注意單寬流量的選擇。而水能資源作為儲存量大、開發(fā)技術(shù)比較成熟的清潔能源正在被大量利用。本次設(shè)計(jì)需要熟練運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)專業(yè)知識，通過查找收集所需設(shè)計(jì)參數(shù)和資料，并在老師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成全部設(shè)計(jì)內(nèi)容。首先進(jìn)行整個(gè)羌河口水電站首 部閘壩樞紐和相關(guān)建筑物的等別劃分。 Bottom reinforcement 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 1 前言 隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對能源的依靠越來越重。 羌河口水電站作為白水江水流域電站規(guī)劃的一庫七級方案中的第三級，上面是黑河水電站，下面連接著黑河塘水電站，是一座典型的專門以發(fā)電為主的低閘引水式開發(fā)電站。利用這些數(shù)據(jù)做出 整個(gè)設(shè)計(jì)的平面布置圖、立視圖、閘室的平面圖、閘室的剖面圖等等。上閘址處于黑河廠房的上游大約 240m，下閘址位于黑河廠房下游大約 260m左右，上、下閘址之間相距約 500m。 W/NE∠ 65～ 75176。 河床左岸階地為沖洪堆積的含漂（塊）砂卵礫石層，厚約 60～ 70m，結(jié)構(gòu)密實(shí)；右岸 1880m高程以上基巖裸露，坡腳分布有崩坡積塊碎石土，厚度較小，一般厚約 5～ 8m，結(jié)構(gòu)較松散；河床覆蓋層為含漂（塊）砂卵礫石層。 表 23 羌河口電站設(shè)計(jì)年徑流成果見表 時(shí) 段 均值（ m3/s） CV CS/CV P=10% P=50% P=90% 年（ 5～ 4月） 2 豐水期（ 5～ 10月） 2 枯水期（ 11～ 4月） 2 1987 年洪水為南坪站實(shí)測系列中的首大，洪峰流量 363 m3/s，在實(shí)測系列中量級突出。 表 25 各汛期排沙運(yùn)用水位方案計(jì)算成果 汛期排沙運(yùn)用水位（ m） 水庫總淤積量 (萬 m3) 剩余調(diào)節(jié)庫容（萬 m3） 年均不定期敞泄沖沙次數(shù)（次） 3 2 計(jì)算結(jié)果表明，隨汛期排沙運(yùn)用水位抬高，庫尾泥沙淤積高程隨之抬高，庫區(qū)總的淤積量增加。礦物成份中有長石、石英、基性巖屑、綠泥石、碳酸鹽、伊利石、方解石、水晶、角閃石等。 關(guān)于羌河口水電站有關(guān)的臨時(shí)性建筑 物以及永久性建筑物的具體等別劃分情況 。他應(yīng)該從水閘的運(yùn)用要求以及功能特點(diǎn)著手，然后還要綜合考慮所處閘址的地形地貌、地質(zhì)條件、水流情況、周圍的環(huán)境因素、施工管理以及后期的運(yùn)行管理等因素等，最后做出合理的經(jīng)濟(jì)與技術(shù)分析，選出最理想的閘址。而且盡量離Ⅰ ,Ⅱ公路遠(yuǎn)一些。并且上閘址對黑河電站和陵江電站運(yùn)行相互干擾較大，要求兩個(gè)電站基本同步運(yùn)行，對梯級電站的調(diào)度要求較高。河谷與巖層走 向交角較大，屬斜橫向谷。 基本同上閘址。 區(qū)內(nèi)出露的基巖地層為黑河組上段第二層灰色薄板狀板巖與中厚層砂質(zhì)灰?guī)r互層，夾少量千枚巖及為砂巖與板巖互層夾千枚巖。因此閘室底板必須具有足夠的整體性、堅(jiān)固性、抗?jié)B性和耐久性。 過去為了充分利用混凝土材料的抗壓性能，從而減薄底板的厚度，減少鋼筋的用量，節(jié)省工程投資而在堅(jiān)實(shí)或中等密實(shí)的地基上采用這種底板形式，但是其缺點(diǎn)很突出：其結(jié)構(gòu)受力不明確，計(jì)算比較復(fù)雜困難，之前采用了此種形式底板的工程失事的比較多所以目前已經(jīng)很少采用了。閘墩的長度與底板長度一樣采用 10m?？紤]到平面閘門制造簡單，而且安裝管理方面也十分方便，再者就是維護(hù)上也很方便。參照《水工建筑物》第 5版、張世儒《水閘》以及 SL2652021《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》在閘墩中間設(shè)置鉛直止水，邊墩與翼墻間以及上游翼墻本身采用水平止水。 考慮到本次工程設(shè)計(jì)的閘址位于覆蓋層上，地質(zhì)條件不好，再加上施工的復(fù)雜性，在此我們選擇平底板結(jié)構(gòu)的寬頂堰作為下閘壩的堰型。 具體計(jì)算數(shù)值見下表 61。 在設(shè)計(jì)洪水工況時(shí)： e/H=≥ ， 所以為堰流 。剩余 設(shè)為沖砂閘，在需要的時(shí)候沖砂閘兼做泄洪閘。 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 總的來說，地下輪廓線的布置型式主要有以下四種： 1：鋪蓋與板樁結(jié)合布置的型式； 2：平底式，主要水平防滲設(shè)施為鋪蓋、淺齒墻等； 3：雙向水頭水閘的防滲布置型式； 4：平底式結(jié)合排水減壓孔。鋪蓋與翼墻、底板之間設(shè)沉陷縫，鋪蓋在靠近底板與翼墻的部分，一般都應(yīng)加厚，做成齒墻。底板長度可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)擬定：對于砂土和砂壤土，可?。?～ ） H（ H為上、下游最大水位差）。其成果雖為近似值，但還是比較接近實(shí)際的。 ③ 改進(jìn)阻力系數(shù)法 改進(jìn)阻力系數(shù)法是利用獨(dú)立的函數(shù)將閘基進(jìn)行分段簡化計(jì)算與此同時(shí)計(jì)算出各分段的阻力系數(shù)最后在將不合適的阻力系數(shù)進(jìn)行修正后再次進(jìn)行分析計(jì)算 ,這是一種非常綜合的計(jì)算方法 ，計(jì)算的精度比較其他幾種方法有所提高 ,是目前采用的比較多的一種方法。 其中： xL =10m， S1=S2=1m。239。 當(dāng) 39。239。239。0ShJ? = = 防止流土破壞的出口段容許坡降值 [J]應(yīng)滿足表 72的規(guī)定 。39。239。 ① 在設(shè)計(jì)工況洪水位時(shí) 39。c )()( ? = 39。39。 39。h 所以在這里可以直接引用，所以就有 ch =， 39。39。消力池末端厚度可采用 2t ，但不宜小于 。 ① 在設(shè)計(jì)工況洪水位時(shí) q=258/= m3/s H== HqkL 2? = ??? m ② 在校核工況洪水位時(shí) q=359/= m3/s H== HqkL 2? = ??? m 這兩取值都偏大，存在較大誤差，接下來采用第二種方法計(jì)算。 選擇消力池厚度是選擇最不利情況時(shí)的消力池厚度作為 其 厚度的最終值，所以取 t=。 考慮到消力池與閘室的連接段有一斜坡，參照 SL 2652021《水閘規(guī)范》將該段斜坡的坡度擬定為 1:5，而消力池與閘室底板高程差為 1m所以利用解三角形可知道該斜段水平投影長度為5m，所以最終確定消力池長度 sjL ： sjL =13+5=18m。 ? ?cj hhL ?? 39。 平底板消力池的長度 sjL 可以按下式計(jì)算 jsj LL ?? ? ?cj hhL ?? 39。239。ch d 表 81 消力池深度試算結(jié)果 d(m) 01T (m) chT01 cchh39。 m) 上游水頭 T為 ： T=18581853=5m， v0=q/T=， 由 gavTT 2 200 ?? T=5m， 可得 T0=。0239。39。 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 30 8 水閘消能防沖設(shè)計(jì) 初步擬定在閘室后設(shè)置一消力池作為主要的消能設(shè)施，在消力池之后設(shè)置一段距離的海曼作為輔助消能設(shè)施，并在海曼的末端設(shè)置合適的防沖槽，同時(shí)在消力池及海曼的兩邊設(shè)置翼墻與護(hù)坡。???TT? = ) ] ()103[ 1 2 (2 ??= 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 29 ???? ，應(yīng)予修正。???TT? = ) ] ()103[ 1 2 (2 ??= ???? ，應(yīng)予修正。? =，說明不需要修正，即按照上面的方法計(jì)算，當(dāng) 39。???TT? 式中： 0h — 以算出的進(jìn)、出口損失值； 39。 各段阻力系數(shù)計(jì)算如下： ① 進(jìn)口段：將齒墻簡化為短板樁，板樁入土深度為 1m，鋪蓋厚度為 1m，故 S=1+1=2 T=10按式 )( 2/30 ?? TS?計(jì)算進(jìn)口段阻力系數(shù) 01? 為 ： 01? =? ?? 102 2/3）（ ② 齒墻水平段： 021 ??SS ， m1?L ， m8?T ，按 T SSL xx )( 21 ????計(jì)算齒墻水平段阻力系數(shù) 1x? 為 ： ?????? 8 )( 212 ）（T SSL xx? ③ 齒墻垂直段： m1?S