【文章內(nèi)容簡介】 analysis， Construction Detail. 1 前言 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)教學(xué)要求，對水利水電專業(yè)本科畢業(yè)生進(jìn)行最后一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對“ TH”水電工程進(jìn)行重力壩設(shè)計(jì)。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)， 5 運(yùn)用以前在課堂上學(xué)習(xí)的知識來解決和處理實(shí)際中遇到的問題，提高了我的分析能力，也系統(tǒng)的鞏固了我綜合運(yùn)用基本理論的能力。 本次設(shè)計(jì)結(jié)合“ TH”水電站資料，重點(diǎn)進(jìn)行重力壩設(shè) 計(jì)，完成的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： （ 1）根據(jù)基本資料進(jìn)行 簡單的 水文水能計(jì)算， 特征水位的選擇，泥沙入庫計(jì)算。 （ 2） 樞紐設(shè)計(jì)任務(wù)和依據(jù)的確定， 擋水建筑物、引水建筑物、泄水建筑物等水工建筑物布置。 （ 3）非溢流壩的壩頂高程，壩頂、壩頂寬度的確定， 壩面坡度的選擇，對大壩 的基本 荷載 和特殊荷載計(jì)算，進(jìn)行了大壩的抗滑穩(wěn)定分析，以及大壩邊緣應(yīng)力的計(jì)算。 （ 4）泄水方式的選擇， 洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定， 溢流壩的剖面設(shè)計(jì)，孔口設(shè)計(jì)和消能計(jì)算。 （ 5） 對一、二期導(dǎo)流進(jìn)行了簡單的說明，對發(fā)電洞，導(dǎo)流洞，泄洪、沖沙洞進(jìn)行了簡單的計(jì)算和設(shè) 計(jì)。 （ 6）壩體細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計(jì)（包括壩頂構(gòu)造，分縫與止水，廊道系統(tǒng)，壩基防滲與排水，壩體材料的簡單分區(qū)） （ 7）地基處理 （包括壩基開挖與清理，壩基帷幕灌漿，壩基排水，壩基固結(jié)灌漿，軟弱帶處理） （ 8）廠房的簡單布置說明。 2 基本資料 工程概況 “ TH”水電站位于伊犁哈薩克自治州伊寧縣境內(nèi) ,伊犁哈什河瑪札爾峽谷出口處 ,西距伊寧市 51km ,附近有公路通往新源、尼勒克、伊寧市 ,交通較為方便。 6 壩址以上控制流域面積 8650 2km ,域內(nèi)雨量較多 ,草木茂盛 ,是天山西部林木主要產(chǎn)區(qū)之一。 該電站擬裝機(jī)容量為 50MW 左右 ,年發(fā)電量近期為 810KW h??遠(yuǎn)景為 810KW h??,保證出力 ,工作出力 。電站擬設(shè) 4 回路110KV 出線 ,兩回送往伊寧市中心變電所 ,兩回和上游梯級電站聯(lián)絡(luò) ,近期擔(dān)任系統(tǒng)調(diào)峰 ,工程等級屬三級。主體建筑物均按三級建筑物設(shè)計(jì)。 伊寧縣系城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的重點(diǎn)縣，根據(jù)伊寧縣“十五”水電農(nóng)村電氣化規(guī)劃的要求，近期全縣用電量將達(dá)到 億 kwh，同時(shí)伊寧縣靠近伊寧市，整個(gè)伊犁地區(qū)工農(nóng)業(yè)等發(fā)展快，規(guī)模較大，地域遼闊，電力缺口較大，為緩解缺電局面，因此在伊寧興建一座裝機(jī)容量較大的電站是很有必要的。同時(shí)伊寧縣目前小水電豐水低谷期電量富余，但豐水高峰期和枯水期供電不足，因此，興建“ TH”電站 是非常必要的。 水文 “ TH”水電站位于伊犁哈薩克自治州伊寧縣境內(nèi) ,伊犁哈什河瑪札爾峽谷出口處 ， 壩址以上控制流域面積 8650 2km ,域內(nèi)雨量較多 ,草木茂盛 ,是天山西部林木主要產(chǎn)區(qū)之一。根據(jù)近三十年的水文資料記載，多年平均月流量 120 3/ms,多年平均徑流量 ?108 3m ， 實(shí)測最大洪峰流量 830 3/ms。 “ TH”水電站附近有若干氣象站，其中距離“ TH”水電站最近的是伊犁氣象臺(tái)。根據(jù)伊犁氣象臺(tái)多年的氣象資料顯示如下： 1） 資料年限 29年 (1972 ～ 2021) 2） 多年平均氣溫 3） 歷年最高氣溫 (1995 年 8 月 13 日 ) 4） 歷年最底氣溫 (1989 年 1 月 29 日 ) 5） 多年平均 降雨量 6） 最大一日降水 (1986 年 2月 14 日 ) 7） 歷年平均蒸發(fā)量 1709mm 8） 最大凍土深度 62mm(1977 年 2月 10日 ) 9） 最大積雪深度 89cm(1989 年 2月 4日 ) 7 10） 歷年平均風(fēng)速 ,歷年最大風(fēng)速 40m/s。相應(yīng)風(fēng)向 WSW(1985 年 9月 21 日 )歷年最多風(fēng)向 SE。 地質(zhì) 本區(qū)位于阿吾勒力山西緣的中高山地區(qū) 阿吾勒力山為一圓形山體 ,山峰排列零亂與天上主脈相協(xié)調(diào) 主峰位于溫泉以南約 7Km,海拔 2046m,而哈什河大橋水面高程約 810m,相對高差 1100 多米 山頂多呈渾圓狀 ,沖溝受構(gòu)造控制多為東西向 ,西北及北東向 ,溝深底窄呈 V形 。 哈什河在阿吾勒力山瑪札爾峽谷中 ,河床寬 30m— 40m,河谷寬 100200m,呈 V字形 ,河流從坡約為 4%,河流出瑪札爾峽谷即為伊犁盤地 ,為堆積平坦地勢 ,河床漸為第四系物質(zhì) ,河流從坡變緩 。 阿吾勒力山北側(cè)為第三系及第四系組成的丘陵地帶 ,南側(cè)為鞏乃撕河谷 ,與哈什河河沿谷間的最薄山體約 1718Km。 任務(wù)和規(guī)模 該電站擬裝機(jī)容量為 50MW 左右 ,年發(fā)電量近期為 810KW h??遠(yuǎn)景為 810KW h??,保證出力 ,工作出力 。電站擬設(shè) 4 回路110KV 出線 ,兩回送往伊寧市中心變電所 ,兩回和上游梯級電站聯(lián)絡(luò) ,近期擔(dān)任系統(tǒng)調(diào)峰 , “ TH”電站的建立可以有效緩解伊犁地區(qū)的用電要求。 工程布置及主要建筑物 壩段位于 瑪札 爾峽谷出口上游約 1～ 范圍內(nèi) ,河流以北東 ?5 流徑壩質(zhì)后拐向西而出峽谷壩段河床寬 15～ 16m，河流兩岸坡角 ?40 ～ ?50 ，基本對稱，壩體座落在東圖津河組第二大層第二小層角礫凝灰?guī)r及其所夾繡鏡體凝灰質(zhì)砂巖上，巖性較均一。由于采用拱壩設(shè)計(jì)，工程量小，占地少，穩(wěn)定性好。 擋水建筑物為一座混凝土重力壩和一座粘土心墻的副壩。 導(dǎo)流洞兼作泄水、沖沙洞，故要與引水發(fā)電洞的進(jìn)口布置要相近，使發(fā)電洞的進(jìn)口保證“門前清”。 發(fā)電洞的進(jìn)水口及導(dǎo)流泄洪沖砂洞的進(jìn)水口均采用岸塔式布置，設(shè)有兩道閘門，一為工作閘門，一為檢修閘門，工作閘門后設(shè)有通氣孔。 發(fā)電站廠房設(shè)在發(fā)電洞的末端下游側(cè)的岸邊。其主要尺寸為： 8 主廠房長 （裝配廠長 ） 寬 。 副廠房廠長 寬 10m。 水力機(jī)械、電工、金屬結(jié)構(gòu)及采暖通風(fēng) 水輪機(jī)采用初選的 HL240LJ225，單機(jī)額定出力 Nr＝ 。單機(jī)額定流量 。 特征水頭如下： maxH = minH = dH = 安裝場位于主廠房左側(cè)，有公路直接與之相接。發(fā)電機(jī)層與安裝場同高程，主要布置發(fā)電機(jī)、調(diào)速器及機(jī)旁盤。發(fā)電機(jī)下面為水輪機(jī)層，除布置水輪機(jī)外，還布置濾水器及管路等。上游側(cè)蝶閥坑布置有四臺(tái)直徑為 閥。 安裝場下面為油泵室。其高程與水輪機(jī)層地面平齊。 主廠房上游側(cè)為電氣副廠房，共分兩層。上層 為電器副廠房，下層是母線廊道。 水電站的通風(fēng)是自然通風(fēng)，采光為通過落地窗采光。 消防措施 以預(yù)防為主，消防結(jié)合，嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范及有關(guān)政策；建筑結(jié)構(gòu)材料、裝飾材料采用非燃燒材料；建筑布置、交通道路組織、廠內(nèi)交通滿足防火要求；生產(chǎn)設(shè)備和備件采用符合國家行業(yè)規(guī)范防火要求的合格產(chǎn)品；所有消防及報(bào)警設(shè)備必須采用有公安消防部門生產(chǎn)許可證的合格產(chǎn)品，并按規(guī)程要求進(jìn)行安裝和檢測；利用水利水電工程水源充足的特點(diǎn)，充分發(fā)揮消防優(yōu)勢。 主廠房大門與公路相連接，在進(jìn)廠大門外設(shè)有消防車回車場，主變壓器和升壓站均有消防車道直 接到達(dá)。 主、副廠房內(nèi)消防分區(qū)、消防通道、消防疏散標(biāo)志及防火門窗等的設(shè)計(jì)等均符合有關(guān)規(guī)范要求。 樞紐建筑室內(nèi)外均設(shè)有消防給水系統(tǒng)，在主變壓器下設(shè)有事故集油池。主變壓器與近區(qū)變壓器留有防火間距，電站設(shè)有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，系統(tǒng)在功能上相互獨(dú)立，采用二總線制，同時(shí)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)與全廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相連。 9 施工 “ TH”水電站位于伊犁哈薩克自治州伊寧縣境內(nèi) ,伊犁哈什河瑪札爾峽谷出口處 ,西距伊寧市 51km ,附近有公路通往新源、尼勒克、伊寧市 ,交通較為方便。 工程布置特點(diǎn)和施工場地條件：本工程樞紐建筑物主要包括大壩、發(fā)電引水隧洞、導(dǎo)流、泄洪、沖沙洞和電站廠房等四部分 .水庫正常蓄水位 ,總庫容為 1400 萬 m3。大壩為混凝土重力壩 ,壩軸線長度 172m,壩頂高程 ,最大壩高 , 在溢流堰中部設(shè) 3 個(gè)支墩，溢流堰堰頂高程為 米，有壓引水隧洞長 270m，主洞斷面為圓型，洞徑 6m，導(dǎo)流、泄洪、沖沙洞斷面為城門型 (寬高 )。 環(huán)境保護(hù) “ TH”電站工程的興建其有利影響是明顯的、主要的。其中有利影 響均發(fā)生在工程實(shí)施后，影響較深遠(yuǎn)。另外，工程實(shí)施也將不可避免對區(qū)域的自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)環(huán)境將產(chǎn)生一定的不利影響，這種不利影響大部分發(fā)生在工程實(shí)施過程中，影響相對較輕。 3 水文水能計(jì)算 樞紐等級及建筑物級別 工程等級屬三級。主體建筑物均按三級建筑物設(shè)計(jì) 徑流調(diào)節(jié)計(jì)算 根據(jù)“ TH”水電站所在的伊犁托海水文站月平均實(shí)測流量表的年平均流量進(jìn)行 典型年的經(jīng)驗(yàn)頻率統(tǒng)計(jì)見表 31。 表 31 經(jīng)驗(yàn)頻率統(tǒng)計(jì)計(jì)算表 資料 經(jīng)驗(yàn)頻率及統(tǒng)計(jì)參數(shù)的計(jì)算 1 2 3 4 5 6 7 8 9 年份 年平 均流量X(m3/s) 序號 年份 大小排列Xi(m3/s) 模比系數(shù) Ki Ki1 (Ki1)2 P=m/(n+1) (%) 1970 122 1 1984 168 10 1971 136 2 1974 155 1972 102 3 1981 149 1973 143 4 1996 147 1974 155 5 1988 147 1975 145 6 1979 145 1976 106 7 1975 145 1977 101 8 1973 143 1978 102 9 1995 142 1979 145 10 1985 136 1980 92 11 1971 136 1981 149 12 1986 126 1982 110 13 1994 124 1983 100 14 2021 123 1984 168 15 1970 122 1985 136 16 1991 120 1986 126 17 1987 115 1987 115 18 1992 110 1988 147 19 1982 110 1989 90 20 1997 108 1990 105 21 2021 107 1991 120 22 1976 106 1992 110 23 1993 105 1993 105 24 1990 105 1994 124 25 1999 102 1995 142 26 1978 102 1996 147 27 1972 102 1997 108 28 1977 101 1998 96 29 1983 100 1999 102 30 2021 98 2021 107 31 1998 96 2021 98 32 1980 92 2021 123 33 1989 90 求和 3977 3977 11 平均 ?Q Cv= 模比系數(shù) （ Ki） = i?總平均流量大小排列流量 頻率（ P） =1?nm? 100% 變差系數(shù)計(jì)算 根據(jù)《工程水文學(xué)》公式： Cv= 1 )1(12???? nKini 因?yàn)??? ?ni Ki12)1( = n=33 Cv= 1 )1(12???? nKini = ?= 選配皮爾遜 型頻率曲線 表 32 PⅢ 配線成果表 頻率 (P%) 第一次配線 X = vC = sC = vC = 第二次配線 X = vC = sC =6 vC = 第三次配線 X = vC = sC =5 vC = pK XKX pp ?? pK XKX pp ?? pK XKX pp ?? 1 5 10 20 50 75 90 12 95 99 選擇三個(gè)代表年： 利用排列大小的流量和頻率選在三個(gè)代表年。 確定豐，平，枯頻率 豐水期 5% 流量 Q= m3/s 1984 年 豐水年 流量 Q=168 m3/s 平水 期 50% 流量 Q= m3/s 1991 年 平水年 流量 Q=120 m3/s 枯水期 9