【正文】 ） 山湘水電站的尾水管尺寸表hLB5D4h4h6L1h5肘管型式適用范圍13標(biāo)準(zhǔn)混凝土肘管混流式D1D2則本設(shè)計(jì)中 D1 =5m，D2=，山湘水電站尾水管主要尺寸如下：1) 進(jìn)水口直錐段直椎管進(jìn)口直徑D 2 = D3 = ，椎管的單邊擴(kuò)散角對混流式水輪機(jī)可取θ=5176。則：消力池護(hù)坦厚度：71第六章 電站廠房設(shè)計(jì)廠房的設(shè)計(jì)主要有以下內(nèi)容：機(jī)械選擇。= 所以下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)式水躍銜接，需要做消能工?？刂扑S位置的工程措施消能池的水力計(jì)算當(dāng)建筑物下游產(chǎn)生遠(yuǎn)驅(qū)式或臨界式水躍銜接時(shí)，為了改變這種不利的銜接形式，必須設(shè)法加大建筑物的下游水深，使水躍控制在緊靠建筑物之內(nèi)，并形成淹沒程度不大的水躍。=^.直線CD的坡度為1/m=1/^=1/x=y=^=所以切點(diǎn)C的坐標(biāo)為（，）確定反弧段圓心及半徑：反弧半徑按下式近似取值：R =10x/ （53）x =( + 21H +16)/( + 64) （54）式中H —堰上水頭， H = = (m) ；v —收縮斷面流速， v = / s ，詳見消能防沖計(jì)算。若選擇過小的單寬流量q，則會增加溢流壩的造價(jià)和樞紐布置上的困難。對于強(qiáng)度較高的且裂隙發(fā)育的基巖，壓應(yīng)力的安全系數(shù)采用20~25，對于中等強(qiáng)度的基巖采用10~20；對于強(qiáng)度較低且裂隙較少的基巖及半基巖采用5~10?？捎貌牧狭W(xué)偏心受壓公式計(jì)算。 計(jì)算公式與方法1） 水平截面上的邊緣正應(yīng)力假定任一水平截面上的垂直正應(yīng)力呈直線分布。若基巖較為堅(jiān)硬，也可將壩基面開挖成若干段傾向上游的斜面，形成鋸齒狀，以提高壩基面的抗剪刀能力。由式b式看出，滑動面傾向上游時(shí)，對壩體抗滑穩(wěn)定有利；傾向下游時(shí)，角由正變負(fù)，滑動力增大，抗滑力減小，對壩的穩(wěn)定不利。 校核情況時(shí)：h1%=, L=,hz=。本次設(shè)計(jì)以正常(設(shè)計(jì))洪水情況和校核洪水情況為例進(jìn)行荷載分析計(jì)算。同時(shí)，為了滿足設(shè)備布置、運(yùn)行、交通及設(shè)施的需要，經(jīng)過分析選取山湘水電站非溢流壩的壩頂寬度為6m，其中向上游側(cè)外挑1m，向下游側(cè)外挑2m（總寬度為9m）。為防波浪漫過壩頂，在靜水位以上還應(yīng)留有一定的超高。根據(jù)上述審查意見，結(jié)合地形地質(zhì)條件和樞紐布置要求。先假定一個(gè)水位，通過水位庫容曲線查出對應(yīng)的V2，再由公式（32）查得對應(yīng)的下泄流量q2。 水工建筑物級別根據(jù)GB5020194《防洪標(biāo)準(zhǔn)》和SL2522000《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》，山湘水電站工程等別屬Ⅱ等工程，水庫為大（2）型水庫，電站為中型電站。~，~。 消能防沖建筑物消力池的工程地質(zhì)條件與溢流壩段基本一致。緩傾角結(jié)構(gòu)面主要為層面和層間錯(cuò)動帶，一般層面（縫合面）粗糙呈鋸齒狀，吻合較好。43 －2 壩址分期設(shè)計(jì)洪水成果表 流量單位：m3/s時(shí) 段P(%)151020501月3121931442月5233252431643月167010107324751824月26601940161012707449月454030802440180091710月257018001460111059211月21101340101069228212月6333682611629月1日至次年4月30日521037403080241014309月1日至次年3月31日4980353028902230129010月1日至次年4月30日334024202010159099311月1日至次年4月30日321022801860144083210月1日至次年3月31日310021501740132073011月1日至次年3月31日22701500116083540912月1日至次年3月31日1570101076753324212月1日至次年2月28日730467356248113 壩址水位流量關(guān)系曲線山湘水電站壩址位于龍?zhí)菟徽旧嫌渭s200m處?！?，℃，℃；，；多年平均相對濕度86%；℃，℃，最低水溫3℃；；， m/s，相應(yīng)風(fēng)向NNE。/NW∠15176。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造相對較簡單，褶皺以舒緩短軸狀為主，斷裂相對稀疏，褶皺軸向和主斷裂面均呈北北東或北東向展布，而相應(yīng)的北西向張性或張扭性斷裂發(fā)育較弱。秋水有南北兩源。秋水是遠(yuǎn)水的最大支流，流經(jīng)湖北來鳳，湖南龍山，重慶酉陽、秀山，貴州松桃，湖南花垣、保靖、永順、古丈、沅陵等縣。本區(qū)所處大地構(gòu)造單元為鄂黔臺向斜黔北臺凹的一部分，俗稱揚(yáng)子準(zhǔn)地臺的東南緣—川湘凹陷帶（亦稱川鄂湘黔隆起褶皺帶武陵褶皺束）內(nèi)。河床往下游收窄進(jìn)入峽谷。河床與河谷兩岸的弱風(fēng)化巖體基本為Ⅲ級；一般強(qiáng)風(fēng)化巖體質(zhì)量在Ⅲ~Ⅳ級之間；微風(fēng)化或新鮮巖體質(zhì)量為Ⅱ級。秋水流域是遠(yuǎn)水的主要暴雨區(qū)，本流域洪水系降雨形成，4~9月份為汛期，壩址年最大洪峰流量多出現(xiàn)在5~9月份，其中6~7月份最集中，占全年的63%。出露地層為寒武系上統(tǒng)上組（∈323）和（∈324）的灰色、灰黑色厚至巨厚層白云巖、灰質(zhì)白云巖夾少量薄層白云巖，巖性均一，巖體的強(qiáng)度和剛度均較高。~。邊坡坡角30176。土料場分布在壩址兩岸的臺地、緩坡上， m~，總儲量19萬m3，有效儲量為16萬m3。一般取1～6小時(shí)，需化為秒數(shù)。第三章 樞紐布置、壩址選擇 壩址選擇 壩軸線的選擇壩軸線選擇原則石堤水電站預(yù)可行性研究報(bào)告審查意見中同意設(shè)計(jì)推薦的上壩址。左右岸非溢流壩選擇重力壩壩型。 hz為波浪中心線高于靜水位的高度，對于山區(qū)水庫，波浪要素按官廳公式計(jì)算如下:hl=（42）L= （43）hz =（πhl2/L）cth（2πH/L） （44）H為壩前水深，m。圖41 非溢流壩剖面尺寸圖 荷載計(jì)算及荷載組合1） 計(jì)算情況的選擇（以下各組合情況均取單位壩長計(jì)算）在設(shè)計(jì)重力壩剖面時(shí)，按照承載能力極限狀態(tài)計(jì)算荷載的基本組合和偶然組合。滲透力由上下游水位差H產(chǎn)生的滲流在壩內(nèi)或壩基面上形成的水壓力；浮托力是由下游水面淹沒計(jì)算截面而產(chǎn)生向上的水壓力。本工程也只進(jìn)行抗滑穩(wěn)定分析。設(shè)計(jì)3符合校核符合全部滿足要求，所以設(shè)計(jì)合理。故本設(shè)計(jì)應(yīng)力分析采用材料力學(xué)法。根據(jù)力的平衡條件即可求得： （425） （426）式中—分別為計(jì)算截面處上下游壩面水壓力強(qiáng)度（如有泥沙壓力和地震動水壓力時(shí)也應(yīng)計(jì)算在內(nèi)）；、—上下游壩面坡率，、為上下游壩面與鉛直面的交角。 計(jì)算結(jié)果本設(shè)計(jì)計(jì)算截面主要是壩基面，計(jì)算工況是正常和校核兩種情況。經(jīng)過分析比較后確定，本工程采用開敞式溢流泄洪，堰頂設(shè)有閘門，閘門頂高程高于正常蓄水位，利用閘門不同開啟度來調(diào)節(jié)庫內(nèi)水位和下泄流量，減少上游淹沒損失。 溢流壩段剖面設(shè)計(jì)溢流重力壩的基本剖面也呈三角形。經(jīng)過分析和參考已建工程，選定山湘水電站工程溢流壩采用底流消能。((1+8Fr178。= ht = 所以坎后為淹沒式水躍銜接。10(L/S)11004限制工況單位流量Q1max39。本設(shè)計(jì)中的各尺寸如下：L=5=，L1=D1=5=L2=LL1==，α=11176。其主要參數(shù)計(jì)算結(jié)果如下（詳細(xì)過程見計(jì)算書）： HL240型水輪機(jī)參數(shù)表序號項(xiàng)目HL2401模型轉(zhuǎn)輪參數(shù)推薦使用水頭范圍25452最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速n39。)^) = 相應(yīng)的下游水深為：ht == 因?yàn)閔c139。39。=yD = y0 + r cosａ=10+17180。因?yàn)槭锹俄斒介l門，由《水工建筑物》可知閘門面板的曲率半徑R與閘門高度H的比值，～，則曲率半徑：R==，取R=21m?？卓谝缌魇綖榱私档脱唔旈l門的高度，增大泄流，可采用帶有胸墻的溢流壩。 =)邊緣剪應(yīng)力為 邊緣正應(yīng)力為 上游邊緣主應(yīng)力為 下游邊緣主應(yīng)力為 式中 —分別為上下游邊緣的揚(yáng)壓力強(qiáng)度；其余符號同上。 =。理論法包括材料力學(xué)分析法和彈性力學(xué)分析法?！瑩Q算為1100KN/㎡。m)垂直力水平力↓↑→←↘＋↙自重()W1W2靜水壓力（）P1 P2 水重（）P3揚(yáng)壓力U1（） U2（） U3（） U4（）359 小計(jì)浪壓力（）P1 小計(jì) 總計(jì)Σ ↓→↙ 穩(wěn)定分析工程實(shí)踐和試驗(yàn)研究表明，巖基上混凝土重力壩的失穩(wěn)破壞可能有兩種類型：一種是壩體沿抗剪能力不足的薄弱層面產(chǎn)生滑動，包括沿壩與基巖接觸面的滑動以及沿壩基巖體內(nèi)連續(xù)軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生的深層滑動；另一種是在荷載作用下上游壩踵以下巖體受拉產(chǎn)生傾斜裂縫以及下游壩趾巖體受壓被壓碎引起傾壞。圖44 壩體所受水壓力圖計(jì)算公式水平水壓力： （49）垂直水壓力： （410）式中：H——計(jì)算點(diǎn)的作用水頭，m；——水的重度，；V ——水壓力體的體積，m3；正常工況下水壓力計(jì)算結(jié)果見表44，校核工況下水壓力計(jì)算結(jié)果見表45（過程見計(jì)算書）。由于本設(shè)計(jì)壩址基巖較好，采用先施工重力壩底板，再澆筑重力壩的方式。）16泥沙浮容重（KN/ m3）11重度砼（KN/ m3）24鋼筋砼（KN/ m3）25漿砌石（KN/ m3）22泥沙（KN/ m3）18水（KN/ m3）滲透壓力強(qiáng)度系數(shù)設(shè)防滲帷幕及排水孔（河床壩段）設(shè)防滲帷幕及排水孔（岸坡壩段）設(shè)防滲帷幕及排水孔（排水管帷幕處） 非溢流壩段剖面設(shè)計(jì) 壩頂高程壩頂高程應(yīng)高于校核洪水位，壩頂上游防浪墻頂?shù)母叱蹋瑧?yīng)高于防浪頂高程。上壩線即為預(yù)可階段推薦壩線。2） 計(jì)算工況計(jì)算工況分校核和設(shè)計(jì)兩種，由設(shè)計(jì)規(guī)范可知：混凝土壩按500年一遇（P=%）洪水設(shè)計(jì)，2000年一遇（P=%）洪水校核。m3/sVV2——入庫水量，下泄流量。巖性為奧陶系下統(tǒng)紅花園組(O1h)生物碎屑灰?guī)r和分鄉(xiāng)組（O1f）白云質(zhì)灰?guī)r，料場風(fēng)化層薄。兩岸邊坡穩(wěn)定。壩基下未發(fā)現(xiàn)有連續(xù)性較好的軟弱結(jié)構(gòu)面，一般層面（縫合面）粗糙呈鋸齒狀，吻合較好，層間錯(cuò)動帶和節(jié)理大多鈣質(zhì)膠結(jié)良好，因此壩基巖體抗滑穩(wěn)定性較好。~10176。綜合各次調(diào)查成果，秋水干流保靖至山湘河段調(diào)查到的大洪水年份有1849年、1909年、1927年、1931年、1954年和1963年等。河水和地下水對混凝土均無侵蝕性。壩址區(qū)位于宋農(nóng)—山湘背斜北端的NW翼，背斜軸部從壩址下游穿過。根據(jù)《秋水河流規(guī)劃報(bào)告》、《秋水山湘至塘口河段水電規(guī)劃復(fù)核報(bào)告》和山湘水電站的開發(fā)利用條件，山湘水電站的開發(fā)任務(wù)主要是發(fā)電，兼有改善庫區(qū)航運(yùn)、發(fā)展旅游等綜合效益。h。秋水干流全長427km，‰，流域面積18530km2，多年平均徑流量170億m3，山湘壩址控制流域面積5473km2，%。因此，本工程無水庫滲漏之虞。未發(fā)現(xiàn)有較大的斷層通過壩址區(qū)，實(shí)測的斷層規(guī)模小，破碎帶膠結(jié)良好。該站與壩址之間的區(qū)間面積為74km2，%，根據(jù)規(guī)范，壩址徑流可直接采用大溪水文站1951~2003年實(shí)測和插補(bǔ)徑流成果。－1。巖石以面狀風(fēng)化為主，沿構(gòu)造破碎帶楔形風(fēng)化，少見全風(fēng)化巖石，強(qiáng)風(fēng)化巖石主要分布于兩岸坡上部，下限埋深: m~； m~； m~。~；。地下水位在壩軸線上游較高，往下游基本與河水位持平。 防洪標(biāo)準(zhǔn)各水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)見下表：表24 永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)表 水工建筑物建筑物級別建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)p(%)設(shè)計(jì)校核溢流壩2非溢流壩2電站廠房2導(dǎo)墻、