【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ted at the mountain , which is 250m from the work shop building and is type is differential motion.The workshop building is located at downstream ,the design level of the turbine is , the equipped capacitor is 104kw ,the clean width is , its whole length is 70m . The fix level of the turbine is m , the height of hydraulic trbine is , and the height of dynamo is , the level of the adjustment bay is m，too (lower than the downstream water level ) . So it is necessary to set up in the lower reaches of the retaining wall . Near the workshop building , there are switch station and the main transformer and so on .This design is concluded branch pipe.關(guān)鍵詞：水利樞紐；擋水建筑物；泄水建筑物；穩(wěn)定；應(yīng)力；水輪機(jī)；選型；引水隧洞；調(diào)壓室；廠房；岔管。水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)5第 1 章 設(shè)計(jì)基本資料 地理位置烏溪江屬衢江支流，發(fā)源于閩、浙、贛三省交界的仙霞嶺，于衢縣樟樹潭附近流入衢江，全長(zhǎng) 170 公里，流域面積 2623 平方公里。流域內(nèi)除黃壇口以下屬衢江平原外，其余均屬山區(qū)、森林覆蓋面積小，土層薄，地下滲流小，沿江兩岸巖石露頭，洪水集流迅速，從河源至黃壇口段，河床比降為 1/1000，水能蘊(yùn)藏量豐富。流域內(nèi)已建成兩座水電站，第一級(jí)為狄青水電站，壩址位于衢縣境內(nèi)烏溪江區(qū)山前巒處，壩址以上流域面積為 2151 平方公里。第二級(jí)為黃壇口水電站，壩址位于衢縣黃壇口公社。壩址以上流域面積為 2328 平方公里。 水文與氣象 水文條件山前巒壩址斷面處多年平均徑流量為 。表 11 壩址斷面處山前巒水位～流量關(guān)系水位(m) 流量(m 3/s) 10 50 100 200 500 1000 2022水位(m) 流量(m 3/s) 3000 5000 7500 10000 12500 15000山 前 巒 水 位 流 量 關(guān) 系 曲 線1201251301351401450 2022 4000 6000 8000 10000 12022 14000 16000流 量 (立 方 米 /s)水位(m)狄青水電站（壓力鋼管分岔管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專題）6圖 11 壩址斷面處山前巒水位～流量關(guān)系曲線表 12 電站廠房處狄青水位～流量關(guān)系水位(m) 115 116流量 (m3/s) 10 20 40 60 80 100 120水位(m) 流量 (m3/s) 140 160 180 200 400 700 1000水位(m) 流量 (m3/s) 1500 2022 3000 4000 6000 8000 10000狄 青 水 位 流 量 關(guān) 系 曲 線1121161201241281320 2022 4000 6000 8000 10000 12022流 量 (立 方 米 /s)水位(m)圖 12 壩址斷面處狄青水位～流量關(guān)系曲線 氣象條件烏溪江流域?qū)俑睙釒Ъ撅L(fēng)氣候，多年平均氣溫 ℃，月平均最低氣溫 ℃，最高氣溫 28℃。多年平均降雨為 1710mm ，雨量年內(nèi)分配極不均勻，6 三個(gè)月屬梅雨季節(jié)，降雨量占全年的 50%左右。9 月份會(huì)受臺(tái)風(fēng)過境影響，時(shí)有臺(tái)風(fēng)暴雨影響，其降雨量占全年的 25%左右。水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)7 表 13 水庫(kù)水位—面積、容積曲線高程( )m水庫(kù)面積 ( )2km總庫(kù)容( )6310m250 245 240 235 230 225 220 215 210 205 200 195 190 185 180 170 160 150 工程地質(zhì)庫(kù)區(qū)多高山峽谷，平原極少。地層多為白堊紀(jì)流紋斑巖及凝灰?guī)r分布，柱狀節(jié)理及順坡向節(jié)理裂隙普遍，斷裂構(gòu)造不甚發(fā)育，受水庫(kù)回水影響，可能有局部土滑、崩塌等情況，但范圍不會(huì)很大，因此庫(kù)區(qū)的岸坡穩(wěn)定問題是不嚴(yán)重的。唯壩前水庫(kù)左岸的梧桐口至壩址一段地形陡峭，順坡裂隙較為發(fā)育，經(jīng)調(diào)查有四處山坡因順坡裂隙切割，不夠穩(wěn)定，每處不穩(wěn)定巖體為 2?3 萬(wàn)立方米，在水庫(kù)蓄水過程中，裂隙中充填物受潮軟化，易崩塌、滑落，由于距壩趾較近，在施工過程狄青水電站（壓力鋼管分岔管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專題）8中應(yīng)注意安全。庫(kù)取未發(fā)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的礦床，僅湖南鎮(zhèn)上游破石至山前巒一帶有 30 余個(gè)舊礦，經(jīng)地質(zhì)部華東地質(zhì)局浙西隊(duì)調(diào)查，認(rèn)為無經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本工程曾就狄青、山前巒兩個(gè)壩址進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)工作，經(jīng)分析比較，選用了山前巒壩址。山前巒壩址河谷狹窄，河床僅寬 110m 左右，兩岸地形對(duì)稱，覆蓋層較薄，厚度一般在 以下，或大片基巖出露，河床部分厚約 2?4m。巖石風(fēng)化普遍不深，大部分為新鮮流紋斑巖分布，局部全風(fēng)化巖層僅 1m 左右，半風(fēng)化帶厚約2?12m，壩址地質(zhì)構(gòu)造條件一般較簡(jiǎn)單，經(jīng)壩基開挖僅見數(shù)條擠壓破碎帶，產(chǎn)狀以西北和北西為主，大都以高傾角發(fā)育，寬僅數(shù)厘米至數(shù)十厘米。壩址主要工程地質(zhì)問題為左岸順坡裂隙、發(fā)育，差不多普及整個(gè)山坡，其走向與地形地線一致，影響邊坡巖體的穩(wěn)定性。壩址地下水埋置不深，左岸為 11?26m，右岸 15?34m。巖石透水性小，相對(duì)抗水層（條件吸水量 ）埋深不大，一般在開挖深度范圍內(nèi)，故壩基和壩肩滲透極微，帷幕灌獎(jiǎng)深度可在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)揚(yáng)壓力對(duì)大壩的影響考慮選用。壩址的可利用基巖的埋置深度，在岸 10～12m，右岸 6～9m ，河中 6～8m，壩體與壩基巖石的摩擦系數(shù)采用 。引水建筑物沿線為流紋斑巖分布。巖石新鮮完整，地質(zhì)條件良好。有十余條擠壓破碎帶及大裂隙，但寬度不大，破碎程度不嚴(yán)重。廠房所在位置地形陡峻，覆蓋極薄，基巖大片出露，巖石完整，風(fēng)化淺，構(gòu)造較單一。有兩小斷層，寬 ?，兩岸巖石完好。本區(qū)地震烈度小于 6 度。 當(dāng)?shù)亟ㄖ牧媳竟こ绦枰[石約 186 萬(wàn)立方米，砂 67 萬(wàn)立方米。經(jīng)勘測(cè)，砂的粒徑偏細(xì)，礫石超粒徑的含量偏多，其他指標(biāo)均能滿足要求，但壩址附近幾個(gè)料場(chǎng)的儲(chǔ)量不能完全滿足設(shè)計(jì)要求。故不足的砂石料用軋石解決，軋石料場(chǎng)選在大壩左岸距壩址 ?12 公里范圍內(nèi)。不足的砂料用樓里村附近的幾個(gè)料場(chǎng)補(bǔ)充，距壩址 ?3公里。壩址至衢縣的交通依靠公路，衢縣以遠(yuǎn)靠浙贛鐵路。水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)9 既給設(shè)計(jì)控制數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)洪水位： ， 校核洪水位： ，校核洪水最大下泄流量 ，相應(yīng)8. 37/的水庫(kù)庫(kù)容 31947650? 設(shè)計(jì)蓄水位： 設(shè)計(jì)低水位： 190. 裝機(jī)容量： (兩臺(tái)機(jī))7kw萬(wàn)狄青水電站（壓力鋼管分岔管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專題）10第 2 章 樞紐布置、擋水及泄水建筑物 建筑物等級(jí)確定水庫(kù)總庫(kù)容 （由校核洪水位 238m 查得），主要建筑物為一等 ?級(jí)建筑物，次要建筑物為 3 級(jí)，臨時(shí)建筑物 4 級(jí) 樞紐布置 樞紐布置形式壩址附近河道蜿蜒曲折，多年平均徑流量 ，較小；河床坡度比降1/1000，故根地形條件選用有壓引水式地面廠房方案。上游山前巒斷面布置擋水建筑物及泄水建筑物，大壩右岸上游約 150m 處有天然凹口，在此布置引水隧洞進(jìn)水口。下游獲青處布置地面廠房，開關(guān)站等建筑物，具體位置見樞紐布置圖。 壩軸線位置比較選擇根據(jù)已知資料，山前巒壩址地形圖，選擇兩條壩軸線。a 線沿東西向與河道垂直，縱坐標(biāo) 76340，b 線也沿東西向，縱坐標(biāo) 76380。a 線總長(zhǎng) 449m，穿過左岸部分裂隙；b 線總長(zhǎng) 432m，避開左岸裂隙。由于壩軸線較短，穿過裂隙不多可作地基處理故選擇 b 線方案。 混凝土非溢流壩 剖面設(shè)計(jì) 基本剖面 壩高的確定表 21 吹程及風(fēng)速吹程 D(m) 計(jì)算風(fēng)速 Vf(m/s )基本組合（正常情況） 2200 （多年平均最大風(fēng)速 ~ 倍）特殊組合（校核情況） 2225 15（洪水期多年平均最大風(fēng)速）水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)11壩頂或壩頂上游防浪墻應(yīng)超出水庫(kù)靜水位高度 ：h? （21%2zch???1）式中： ——累計(jì)頻率為 1%的波浪高度 m1%2h ——波浪中心線高出靜水位高度 mz ——取決于壩級(jí)別和計(jì)算情況的安全超高ch內(nèi)陸峽谷水庫(kù)宜用官?gòu)d水庫(kù)公式計(jì)算： （2()mgLgDv??2） （2()ghgvv??3）式中： ——計(jì)算風(fēng)速（m/s），設(shè)計(jì)狀況宜采用洪水期多年平均最大風(fēng)速的fv~ 倍，校核狀況宜采用洪水期多年平均最大風(fēng)速；D——吹程（km），指壩前沿水面至對(duì)岸的最大直線距離，可根據(jù)水庫(kù)狀況確定。若庫(kù)形狹長(zhǎng)，應(yīng)以 5 倍平均庫(kù)面為準(zhǔn)。壩高=hmax??????設(shè)校設(shè) 計(jì) 洪 水 位校 核 洪 水 位（1）按基本組合（正常情況）計(jì)算： ??設(shè)狄青水電站（壓力鋼管分岔管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專題）12壩頂高程=設(shè)計(jì)洪水位+ h?設(shè) ?(2)按特殊組合（校核情況）計(jì)算： 壩頂高程 =校核洪水位+ ?校 ?綜上：壩頂高程取為 m。 壩底寬的確定由于電站形式為引水式，故壩上游側(cè)無有壓進(jìn)水口，上游壩坡坡度不受限制，取上游面坡度 ，同時(shí)用應(yīng)力條件和穩(wěn)定條件公式確定壩底的最小寬度。0??（1） 按應(yīng)力條件確定壩底最小寬度 （2??1021??????cHB4） ?為上游坡度，取 時(shí)可以得到： （2??10????cHB5）式中：B——壩底寬度，m；——基本剖面壩高，mH——壩體材料容重取值 ? ——水容重 10KN/m30 ——揚(yáng)壓力折減系數(shù),按規(guī)范壩基面取 ??????（2） 按穩(wěn)定條件確定壩底最小寬度水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)13假定上游庫(kù)水位與三角形頂點(diǎn)平齊，上游水深=壩高=，下游無水壩的荷載只考慮上游水平水壓力 P，壩體自重 G 及揚(yáng)壓力 U荷載設(shè)計(jì)值：重力設(shè)計(jì)值： ??揚(yáng)壓力設(shè)計(jì)值： 247U 靜水壓力設(shè)計(jì)值： 由《水工建筑物》表 41 查得 1 級(jí)水工建筑物 K= ()fWK????所以壩底寬由穩(wěn)定控制取 m= →B= 實(shí)用剖面 壩頂寬度 壩頂寬度 b=（ 8%～10%） H=~，且不小于 2m。本設(shè)計(jì)取 12m 剖面形態(tài)由上可知，穩(wěn)定條件為限制條件，所以采用上游壩面上部鉛直、而下部呈傾斜，這樣可利用部分水重來增強(qiáng)壩的穩(wěn)定性。折坡點(diǎn)起點(diǎn)位置應(yīng)結(jié)合引水、擋水建筑物的進(jìn)水高程來選定，一般為把高的 1/3~1/2（~），取折坡高程為 112+48=，坡度為 1:壩底總寬= ???狄青水電站（壓力鋼管分岔管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專題）141::圖 21 非溢流壩剖面圖 穩(wěn)定與應(yīng)力校核 原理及公式：本設(shè)計(jì)采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則，以分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算?；炷林亓畏謩e按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行下列計(jì)算和驗(yàn)算： 承載能力極限狀態(tài)：壩體斷面、結(jié)構(gòu)及壩基巖體進(jìn)行強(qiáng)度和抗滑穩(wěn)定計(jì)算，必要時(shí)進(jìn)行抗浮、抗傾驗(yàn)算；對(duì)需抗震設(shè)防的壩及結(jié)構(gòu)，尚需按 DL5073 進(jìn)行驗(yàn)算?；炷林亓渭皦紊辖Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)水工建筑物的級(jí)別，采用不同的水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級(jí)別，見下表 表 22 水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級(jí)別水工建筑物級(jí)別 水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級(jí)別1 Ⅰ水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)153 Ⅱ5 Ⅲ按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮下列兩種作用效應(yīng)組合：1）基本組合——持久狀況或短暫狀況下，永久作用與可變作用的效應(yīng)組合；2）偶然組合——偶然狀況下，永久作用、可變作用與一種偶然作用的效應(yīng)組合。 （2?????????KmdKQKGafRaS,1,0 ????6）式中： ——結(jié)構(gòu)重要系數(shù)，對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)的結(jié)構(gòu)及構(gòu)件，0?可分別取用 ； ——設(shè)計(jì)狀況系數(shù)，對(duì)應(yīng)于持久狀況、短暫狀況、偶然狀況，可分別取?用 ；——作用效應(yīng)函數(shù)；???S——結(jié)構(gòu)及構(gòu)件抗力函數(shù)；R——永久作用分項(xiàng)系數(shù)，見表 23；G?——可變作用分項(xiàng)系數(shù)，見表 23；Q——永久作用標(biāo)準(zhǔn)值；K——可變作用標(biāo)準(zhǔn)值；——幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值（可作為定值處理）；Ka——材料性能的標(biāo)準(zhǔn)值；f——材料性能分項(xiàng)系數(shù)，見表 24；m?——基本組合結(jié)構(gòu)系數(shù)，見表 251d對(duì)偶然組合，應(yīng)采用下列極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式狄青水電站（壓力鋼管分岔管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專題）16