【文章內(nèi)容簡介】 本區(qū)地震基本烈度，經(jīng)中國科學(xué)院地球物理研究所鑒定為 6 度，場地設(shè)防烈度采用7～ 度。 壩址區(qū)水文地質(zhì)條件簡單，地下水為基巖裂隙潛水，含水層埋 藏深度：左岸 14～ 33米，右岸 25～ 62 米。兩岸地下水補(bǔ)給河水。相對阻水層（ W〈 升 /分〉頂板埋藏深度：河床 5～ 25 米，左岸 25～ 35 米，右岸 25～ 90 米。一般正片巖透水性大于付片巖。 河水及地下水均為重碳酸鈣鎂型水 PH 值為 7～ 8，呈微弱堿性，對混凝土無侵蝕性。 引水隧洞地質(zhì)條件： 引水隧洞通過地帶沿線出露有正、付片巖兩類：付片巖主要為白云母石英納長片巖，正片巖為綠泥鈉長片巖，綠泥陽起鈉長片巖。巖石飽和抗壓強(qiáng)度約為 300～ 700 公斤 /平方厘米，屬中等堅(jiān)硬巖石。 巖石堅(jiān)固 系數(shù) f 和單位彈性抗力系數(shù) K0 的選定方法：因無試驗(yàn)資料，參考已建的相類似的工程比較選取。單位彈性抗力系數(shù) K0 是應(yīng)用野外巖體靜彈試驗(yàn)資料，選用以下公式計(jì)算作基本依據(jù)，再類比一些已建工程確定。 K0=E0/（ rb（ 1+181。）） 式中 E0—— 巖石變形模量； 181?！?巖石泊桑比； rb—— 遂洞跨度之半，取 1 米代入。 圍巖不同巖石堅(jiān)固系數(shù) f 值及單位彈性抗力系數(shù) K0 值表： 巖 性 f K0 綠泥鈉長片巖 巖石呈弱風(fēng)化 1～ 2 50～ 70 白云母石英鈉長片巖 新鮮完整 6～ 7 600 綠泥陽起鈉長片巖 新鮮完整 6～ 7 500 白云母石英鈉長片巖 巖石呈弱風(fēng)化 3 70～ 100 廠區(qū)地質(zhì)條件： 發(fā)電廠房位于大峽溝右側(cè)，尾水經(jīng)由尾水渠泄入大峽溝，再流入堵河河道。 主、副廠房基礎(chǔ)出露的付片巖主要為白云母石英鈉長片巖，正片巖為綠泥鈉長片巖。后者呈穿插分布。片理產(chǎn)狀忌的趨勢走向北西西，側(cè)向北北東，傾角大于 60o 在高程 以下呈微風(fēng)化或新鮮狀態(tài)，其上均呈弱風(fēng)化狀態(tài)。 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 巖 性 白云母石英鈉長片巖 硅化白云母石英鈉長片巖 綠 泥 鈉 長 片 巖 綠泥 化帶 斷層 破碎帶 風(fēng) 化 程 度 新鮮 或微 風(fēng)化 弱風(fēng)化 新 鮮 微風(fēng)化 新鮮 微風(fēng)化 弱風(fēng)化 弱風(fēng)化 容量（噸 /立方米） 飽和抗壓強(qiáng)度 （公斤 /平方厘米） 400 ～ 500 250 700 700~ 800 小于 700 小于 50 變形模量 E0=A 104 （公斤 /平方厘米） 10— 15 2— 3 10— 12 10 —12 5— 6 — 各種巖石飽和抗壓強(qiáng)度 Ru，變形模量 E0 等物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如下表： 樞紐布置情況 壩頂高程：▽ 252m；防浪墻▽ 壩段說明： 壩段號(hào) 壩段長（米） 說 明 2 3 20 4 20 5 20 6 20 升船機(jī) 7 16 非常溢洪道（表孔），溢流面高程▽ 238 8~13 16 潛孔溢洪道，溢流面高程▽ 223 14 20 原導(dǎo)流明渠底坎高 后封填，設(shè) 197 泄 水孔 15 16 放壩頂門庫， 15~16 之間的沿帶放電梯井 與對外道路相連 16 16 壩頂變壓器室 17 18 廠房壩段 D= 18 18 廠房壩段 D= 19 16 油泵間 20 21 22 23 16 8 16 16 與上壩公路相接 工程特性表 樞紐水文特性 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 序號(hào) 名 稱 單 位 數(shù) 量 備 注 1 流域面積 全流域 平方公里 11， 725 壩址以上 平方公里 11， 140 2 利用水文系列 年限 年 31 3 多年平均年逕流量 億立米 4 代表性流量 多年平均流量 立米 /秒 191 實(shí)測最大流量 立米 /秒 10， 600 1937 年 9 月 26 日 調(diào)查歷史最大流量 立米 /秒 12， 300 1867 年 設(shè)計(jì)洪水流量（ p=1%） 立米 /秒 13， 300 壩址洪水 校核洪水流量（ p=%） 立米 /秒 16， 600 壩址洪水 非常洪水流量（ p=%） 立米 /秒 17， 800 壩址洪水 施工初期導(dǎo)流流量 立米 /秒 800 枯水期 5 年一遇 5 泥沙 多年平均年輸沙量 萬噸 858 多年平均含沙量 公斤 /立米 1． 37 實(shí)測最大含沙量 公斤 /立米 45 6 天然水位 下游常水位 米 162 實(shí)測最低水位 米 黃龍灘站 1958 年 2月 25 日 （相應(yīng)流量） 立米 /秒 19 實(shí)測最高洪水位 米 黃龍灘站 1937 年 9月 26 日 （相應(yīng)流量） 立米 /秒 160， 00 調(diào)查最高洪水位 米 黃龍灘站 1867 年 水庫特性 序號(hào) 名 稱 單 位 數(shù) 量 備 注 1 水庫水位 正常高水位 米 設(shè)計(jì)洪水位（ p=1%） 米 壩址洪水位 校核洪水位（ p=%） 米 壩址洪水位 非常洪水位（ p=%） 米 253． 5 壩址洪水位 死水位 米 非常死水位 米 2 水庫面積 平方公里 32 正常高水位 3 水庫容量 總庫容 億立米 校核洪水位以下 調(diào)節(jié)庫容 億立米 死庫容 億立米 米以下 4 庫容系數(shù) 5 調(diào)節(jié)特性 季調(diào)節(jié) 6 徑流利用系數(shù) 樞紐下泄流量及相應(yīng)下游水位 序號(hào) 名 稱 單 位 數(shù) 量 備 注 1 設(shè)計(jì)洪水時(shí)最大下泄流 立米 /秒 12， 130 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 量 相應(yīng)下游水位 米 2 校核洪水時(shí)最大下泄流量 立米 /秒 14， 250 相應(yīng)下游水位 米 178． 0 3 非常洪水時(shí)最大下泄流量 立米 /秒 相應(yīng)下游水位 4 設(shè) 計(jì) 枯 水 段 調(diào) 節(jié)流 量（ p=95%） 立米 /秒 相應(yīng)下游水位 米 161． 6 主要建筑物特性 序號(hào) 名 稱 單 位 數(shù) 量 備 注 1 攔河壩 壩型 混凝土重力壩 壩頂高程 米 252 最大壩高 米 107 壩頂總長 米 371 攔河壩控制點(diǎn) 米 {X=； Y=} {X=； Y=} 2 泄洪建筑物 ⑴ 潛孔溢洪道 孔數(shù) 孔 6 堰頂高程 米 227 堰頂寬度 米 12 一孔 單寬流量 立米 /秒，米 116 設(shè)計(jì)情況 消能方式 挑流 差動(dòng)式鼻坎 閘門尺寸（寬高） 米 12 10 設(shè)計(jì)泄洪量（ p=1%） 立米 /秒 11， 140 六孔 校核泄洪量（ p=%） 立米 /秒 12， 220 六孔 ⑵ 表孔非常溢洪道 孔數(shù) 孔 1 堰頂高程 米 238 堰頂寬度 米 10 單寬流量 立米 /秒，米 101 校核情況 消能方式 挑流 扭曲斜鼻坎 閘門尺寸（寬高） 米 10 12 最 大泄洪量（ p=%） 立米 /秒 1， 010. ⑶ 深式泄水孔 孔數(shù) 孔 1 堰頂高程 米 197 單寬流量 立米 /秒，米 164 校核情況 消能方式 挑流 平滑鼻坎 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 孔口尺寸（寬高） 米 5 6 設(shè)計(jì)泄洪量（ p=1%） 立米 /秒 790 校核泄洪量（ p=% 立米 /秒 820 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 2 樞紐布置 廠房類型確定 本樞紐工程大壩壩體為混凝土重力壩，根據(jù)初 步判定，廠房類型可選擇的有壩后式廠房、河床式廠房、地下廠房和岸邊引水式廠房。 因本水電站樞紐壩址所在處河流堵河系山溪性河流，河谷狹窄、灘多流急，壩址處橫向空間較小。因此布置河床式廠房較不適宜，因?yàn)樘热舨贾脼楹哟彩綇S房，會(huì)使壩體段，特別是溢流壩段的長度減小，當(dāng)與洪水時(shí)不通順，不能達(dá)到要求的泄洪流量，不能達(dá)到防洪效果。 同時(shí)，因壩體的溢流壩段按照防洪設(shè)計(jì)要求，占用了較長的壩體長度。若布置為壩后式廠房，溢流壩段泄洪時(shí)，所產(chǎn)生的水霧以及震動(dòng)等將對廠房造成影響，甚至可能干擾廠房的正常運(yùn)行。并且廠房的尾水與溢流段的水流 相隔太近，尾水的消能效果得不到保證，對下游的沖刷影響較大。 若采用地下廠房，根據(jù)地形資料以及地質(zhì)資料，可以看到，僅有壩體右岸的山體內(nèi)適宜開挖地下廠房，而左岸下游側(cè)的地勢較為平坦，開挖地下廠房的穩(wěn)定性不好。但右岸側(cè)的山體山高坡陡，斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖石較為破碎，有多條巖層分界線。在長期的物理作用下，岸坡表層穩(wěn)定條件較差。因此右岸山體內(nèi)開挖地下廠房的條件同樣不理想，且開挖地下廠房的投資成本較高。 若廠房類型選用引水式廠房，則廠房只適宜布置在左岸下游側(cè)，因右岸地形地勢較陡，布置引水式廠房沒有合適的位置，并且開挖量比較 大，也很難保證穩(wěn)定。而在左岸下游側(cè)布置引水式廠房，則僅需開挖較少方量即可，且左岸的地質(zhì)條件相比右岸好得多。 綜合考慮，因地形位置因素，河床式廠房與壩后式廠房均不適宜，因地質(zhì)條件因素，地下廠房不適宜，且開挖地下廠房的成本較高。故本水電站樞紐工程廠房采用岸邊引水式廠房，在左岸上游側(cè)布置進(jìn)水口，通過引水隧洞或管道引水至左岸下游側(cè)的廠房。 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 3 主要設(shè)備的選擇 水輪機(jī)型號(hào)及主要參數(shù)選擇 水輪機(jī)是水電站中最主要的動(dòng)力設(shè)備之一，它關(guān)系到水電站的工程投資、安全運(yùn) 行、動(dòng)能指標(biāo)及經(jīng)濟(jì)效益等重大問題，因此在水能規(guī)劃的基礎(chǔ)上，根據(jù)水電站水頭和負(fù)荷的工作范圍，正確的進(jìn)行水輪機(jī)的選擇是水電站設(shè)計(jì)中的主要任務(wù)之一。 水輪機(jī)的選擇，在確定水輪機(jī)的型號(hào)和有關(guān)參數(shù)時(shí)，應(yīng)結(jié)合樞紐布置、工期安排以及水輪機(jī)的制造、運(yùn)輸、安裝和運(yùn)行維護(hù)等方面的因素，列出可能的水輪機(jī)待選方案，進(jìn)行各方案之間的動(dòng)能經(jīng)濟(jì)比較和綜合分析，力求選出技術(shù)上先進(jìn)可靠，經(jīng)濟(jì)上合理的水輪機(jī)． 水輪機(jī)機(jī)組臺(tái)數(shù)和單機(jī)容量選擇 當(dāng)機(jī)組臺(tái)數(shù)不同時(shí)，單機(jī)容量不同，水輪機(jī)的直徑、轉(zhuǎn)速、效率和吸出高等也就不同，從而引起工程 投資、運(yùn)行效益及產(chǎn)品供應(yīng)等情況的不同。 本水電站總裝機(jī)容量為 15W 千瓦，可考慮機(jī)組臺(tái)數(shù)為 1 臺(tái)、 2 臺(tái)、 3 臺(tái)、 4 臺(tái)。 從機(jī)組臺(tái)數(shù)與機(jī)電設(shè)備制造的方面考慮，采用 3 臺(tái)機(jī)組和 4 臺(tái)機(jī)組的情況下，單位千瓦消耗的材料太多，且制造工作量大，安裝時(shí)間也較多。且每臺(tái)機(jī)組的容量過小，水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的生產(chǎn)都較為麻煩。 從機(jī)組臺(tái)數(shù)與水電站投資的方面考慮，機(jī)組臺(tái)數(shù)過多時(shí)，相應(yīng)的輔助設(shè)備等也會(huì)增多，勢必會(huì)增加投資。但采用小機(jī)組時(shí)，廠房的起重能力、安裝場地、基坑開挖量等可縮減，減少投資。但在大多數(shù)情況下，機(jī)組臺(tái)數(shù)增多將會(huì)增加投資。 從機(jī)組臺(tái) 數(shù)與水電站運(yùn)行效率的方面考慮，較多機(jī)組臺(tái)數(shù)能使水電站有較高的平均效率。因此若選用 1 臺(tái)機(jī)組不適宜。 從機(jī)組臺(tái)數(shù)與水電站運(yùn)行維護(hù)的關(guān)系方面考慮，機(jī)組臺(tái)數(shù)多，運(yùn)行方式較為靈活，但同時(shí)管理人員增多，因此也不適宜選用過多的機(jī)組臺(tái)數(shù)。為了水電站的運(yùn)行可靠性和靈活性，一般應(yīng)不少于兩臺(tái)機(jī)組。并且為了接線等對稱，大多數(shù)情況下都希望選用偶數(shù)組機(jī)組臺(tái)數(shù)。 綜合考慮，本水電站樞紐選用兩臺(tái)機(jī)組，單機(jī)容量預(yù)算為 千瓦。 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 水輪機(jī)型號(hào)選擇 根據(jù)水文資料等，已知本水電站的設(shè)計(jì)水頭 mH 73r ? ， 最大水頭 mH ? ， 最