江北寧溪水利樞紐工程設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-24 21:54 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 序多，干擾大，事故可能性大，加固檢修困難，該地區(qū)壩址處為震旦紀(jì)砂巖，左岸風(fēng)化較嚴(yán)重，地質(zhì)條件并非很好，不太適宜修泄水隧洞。其次，河岸泄水道實(shí)用于兩種情況①壩型為土石壩，因?yàn)橥潦瘔我话悴辉试S壩身過(guò)水，多數(shù)情況是在地形較好的地方如埡口處修河岸泄水道來(lái)泄水。②壩型為重力壩，但河谷狹窄，布置壩身泄水道有困難時(shí)。本工程壩型已選為重力壩，并且設(shè)大量泄洪要求，河谷也較寬闊，不需要采用河岸泄水道的形式。雖然在所選主壩址附近有一埡口，但在那里修一土石副壩，在主壩處采用壩身泄水道更經(jīng)濟(jì)、更有效。 ：因壩址河段坡降并不大，不適宜用引水式廠房；水電站水頭較大，流量不大，也不宜采用河床式廠房，綜合考慮，用壩擋水，將廠房置于壩后，采用壩后式廠房。 ：放空建筑物是為了防洪和檢修等目的要放空水庫(kù)而布置的建筑物，有深孔、隧洞和涵管等。 ① 隧洞因其施工量大，施工難度大，速度慢，施工場(chǎng)地狹窄，容易出現(xiàn)事故，且施工和材料的費(fèi)用巨大，一般情況下盡量不采用隧洞的放空建筑物的形式，而且隧洞對(duì)地質(zhì)條件要求較高，需要堅(jiān)硬的地質(zhì)條件下才能施工。 ② 涵管一般用于土石壩中，它是將涵管埋在土石壩的河床底部，以避免高速水流沖刷，且涵管費(fèi)用較高，安裝困難。 ③本工程河床比較寬闊，經(jīng)過(guò)初步估計(jì)能夠布置下深孔放空建筑物和電站壩段，而且我們已經(jīng)擬訂了實(shí)體重力壩的壩型方案，重力壩中預(yù)留空洞，前期可作導(dǎo)流洞，后期作放空洞，這樣是比較經(jīng)濟(jì)的。3 調(diào)洪演算：：無(wú)論在水庫(kù)的規(guī)劃階段還是在已建水庫(kù)的管理運(yùn)用階段,由于不同階或同一階段所遇到的具體情況不同,往往是根據(jù)水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水,擬訂若個(gè)泄洪措施方案,通過(guò)調(diào)洪計(jì)算,分別求出下泄洪水過(guò)程、防洪特征庫(kù)容、特征水位、壩頂高程以及投資、效益等,然后在通過(guò)綜比較,選擇技術(shù)上可行且經(jīng)濟(jì)合理的水庫(kù)、泄洪建筑物及下游防洪工程的規(guī)模和有關(guān)參數(shù)。而在水庫(kù)的運(yùn)用管理階段,庫(kù)容和泄洪建筑物的尺寸是定值,這時(shí)的調(diào)洪計(jì)算是根據(jù)某種頻率的入庫(kù)洪水或預(yù)報(bào)的入庫(kù)洪水,在不同防洪限制水位時(shí),求出水庫(kù)的洪水位與最大下泄流量Qmax,為編制防洪調(diào)度規(guī)程、制訂防洪措施提供科學(xué)依據(jù),既要盡可能滿足下游防洪要求,又要保證水工建筑物的安全. ：根據(jù)水庫(kù)的水量平衡原理和水庫(kù)的蓄池關(guān)系組成方程組及，用已知（設(shè)計(jì)或預(yù)報(bào)）的入庫(kù)洪水過(guò)程線Q～t,由起調(diào)水位開(kāi)始，逐時(shí)段連續(xù)求解方程組，從而求得水庫(kù)出流過(guò)程q～t,這就是調(diào)洪演算的基本原理。根據(jù)壩址地址條件，確定大致的泄洪單寬流量q為80m3/（一般80~120）,按允許最大設(shè)計(jì)流量Qmax1%為百年一遇2800m3/s及確定的單寬流量q，初步計(jì)算溢流壩段前緣寬度B=Q/q=2800/80=35米。選定溢流堰堰頂高程H1，取為337米。選定起調(diào)水位H0起調(diào)水位一般選為防洪限制水位，但本工程未給出防洪限制水位，故從發(fā)揮工程效益的角度考慮，可取起調(diào)水位為正常水位，即H1=345米 。選定調(diào)洪過(guò)程（方案①：起調(diào)水位為345米，再來(lái)洪量=下泄量之前，由閘門(mén)控制，來(lái)多少泄多少。在來(lái)洪量＞下泄量后，閘門(mén)全開(kāi)，作為無(wú)閘門(mén)情況對(duì)待。對(duì)設(shè)計(jì)洪水情況，當(dāng)下泄洪水流量＞2800m3/s；對(duì)校核洪水情況，則重點(diǎn)在保壩，保持閘門(mén)全開(kāi)，不考慮下游安全泄量。方案②起調(diào)水位為堰頂高程，閘門(mén)全開(kāi)，作為無(wú)閘門(mén)情況對(duì)待，但設(shè)計(jì)洪水情況在下瀉洪水流量＞2800 m3/s時(shí)，則控制閘門(mén)開(kāi)度使下瀉量保持2800m3/s。以上兩方案均可行，推薦使用方案②。）這里采用雙輔助曲線半圖解法， 將改寫(xiě)成式中、（）和（）均可與水庫(kù)水位Z建立函數(shù)關(guān)系，因此，可根據(jù)選定的計(jì)算時(shí)段值、已知的水庫(kù)水位容積關(guān)系曲線，以及根據(jù)水力學(xué)公式算出的水位下泄流量關(guān)系曲線，事先計(jì)算并繪出曲線組：、（、,其中即是水位下泄流量關(guān)系曲線，其余兩條是半圖解法所必需的兩根輔助線WES堰的設(shè)計(jì)水頭Hd，~，由于最高水位不得超過(guò)350米，即有Hmax=350337=13米，Hd=13*=。堰高P＞，即為高堰，流量系數(shù)m只與H/Hd 有關(guān)，根據(jù)m=f（H/Hd），查得從345米開(kāi)始，即H=345337=8米開(kāi)始，對(duì)應(yīng)的每個(gè)m值。通過(guò)WES堰流量公式，根據(jù)《水利水電工程鋼閘門(mén)設(shè)計(jì)規(guī)范》，露頂式泄洪道閘門(mén)的孔口尺寸，在孔高為8米時(shí)，孔口寬度可取8，9，10，12，14，16，18，20米，列出幾組方案代入公式計(jì)算，得出閘門(mén)在不同水頭下的泄水量，參考下表：水位水深H流量系數(shù)m3501334912348113471034693458同時(shí)考慮水輪機(jī)引用流量（由于不可能總是三臺(tái)機(jī)組同時(shí)工作，故只考慮一臺(tái)機(jī)組引用流量），得出該樞紐的下瀉洪水流量。采用半圖解法進(jìn)行調(diào)洪演算，得出以下幾組方案。方案孔寬孔數(shù)最大泄量最高水位一設(shè)計(jì)1432600校核1434010二設(shè)計(jì)852440校核85〉3840三 設(shè)計(jì)952650校核954120由上表可知，方案一較佳，一方面充分利用了下游防洪設(shè)施的防洪能力，另一方面可使投資最省。4非溢流壩段經(jīng)濟(jì)剖面選擇 非溢流壩段的初步擬定壩頂高出水庫(kù)靜水位的高度按下式計(jì)算：Δh=2h1+h0+hc 式中 2h1 —— 波浪高度， h0 —— 波浪中心線高出靜水位的高度二者按 2h1=*D1/3 ， 2L1=（2h1） ，h0=4πh12 /2L1 計(jì)算 V——庫(kù)面風(fēng)速 D——庫(kù)面的波浪吹程 hc——安全超高 ，按下表采用安全超高值 壩的級(jí)別應(yīng)用情況123設(shè)計(jì)情況（基本組合）校核情況（特殊組合）壩頂高程或壩頂上游防浪墻頂高程按下列兩式計(jì)算，并選用較大值 ：壩頂高程=設(shè)計(jì)洪水位+Δh設(shè)壩頂高程=校核洪水位+Δh校代入數(shù)值計(jì)算，設(shè)計(jì)情況下：2h1= h0= 而hc=校核情況下：2h1= h0= 而hc=。由于沒(méi)有交通要求，壩頂寬可采用壩高的8%~10%，壩高大約為50米，所以壩頂寬度初擬為5米，上游邊坡為n1=0~，下游邊坡為n2=~，上游折坡點(diǎn)為泥沙淤積高程，320米，下游折坡點(diǎn)根據(jù)校核水位確定，排水管位置及灌漿廊道位置，尺寸如圖。上游起坡點(diǎn)取死水位320米，坡度0~，根據(jù)優(yōu)化剖面確定下游折坡點(diǎn)延長(zhǎng)線對(duì)應(yīng)上游校核洪水位，~，根據(jù)優(yōu)化剖面確定。 經(jīng)濟(jì)剖面選擇的原理和方法為了獲得經(jīng)濟(jì)合理的經(jīng)濟(jì)剖面，必須遵循以下三個(gè)原則：①壩體沿最危險(xiǎn)破壞面的最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不小于規(guī)范規(guī)定值：②壩體上游最小主壓應(yīng)力不小于規(guī)定值③壩體總工程量最小。對(duì)最常用的剖面形狀，共有5個(gè)參變數(shù)，即壩頂寬度B、上游壩坡n、上游起坡點(diǎn)高度y下游壩坡m和下游起坡點(diǎn)高度yo?？刂频臈l件主要是壩基面和上游起坡點(diǎn)處兩個(gè)水平截面上的穩(wěn)定條件和應(yīng)力條件。一般來(lái)說(shuō)，壩頂寬度稍有改變對(duì)壩體混凝土量影響極微，可根據(jù)構(gòu)造或交通要求預(yù)先定出。其它4個(gè)參數(shù)可按下述方法求得：即在1—1和2—2截面上，取應(yīng)力和穩(wěn)定安全系數(shù)為最小的允許值，分別列出一個(gè)穩(wěn)定方程式和一個(gè)應(yīng)力方程式、共4個(gè)方程式，可解出4個(gè)未知數(shù)n、m、yyo。此時(shí)，位于中間的各截面一般常能近似地滿足。這樣決定的應(yīng)力和穩(wěn)定剛好滿足條件的剖面就是經(jīng)濟(jì)剖面。（見(jiàn)計(jì)算說(shuō)明書(shū)） 成果分析及經(jīng)濟(jì)剖面的確定需滿足穩(wěn)定和應(yīng)力要求且單寬工程量最小，所以最終選定的剖面結(jié)果為NPROF=28 ZU= ZX= N= .30 M= .725 VOL= ICASE= 1 ZSEC= SY= S2U= S1D= KSH= KSL= ICASE= 2 ZSEC= SY= S2U= S1D= KSH= KSL= ICASE= 5 ZSEC= SY= S2U=
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