【正文】 堰頂?shù)亩ㄐ驮O(shè)計(jì)水頭=?。翰捎肳ES型溢流堰頂部曲線以堰頂為界分上游段和下游段兩部分上游段曲線用三圓弧：R1==(m) x1==(m)R2==(m) x1==(m)R1==(m) x1==(m) 下游段曲線，當(dāng)壩體上游面為鉛直時(shí)的計(jì)算公式為： 所以： y=按上式的的坐標(biāo)值如下表所示x(m)01234567y(m)0（2） 反弧段的設(shè)計(jì) 根據(jù)DL 5108—1999《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：對于挑流消能，R=(4～10)h,為校核洪水閘門全開時(shí)反弧段最低點(diǎn)處的水深。當(dāng)流速小于16m/s時(shí)取下限；流速較大時(shí)，宜采用較大值。取R=12(m)。（三）中間直線段 中間直線段與壩頂曲線和下部反弧段相切，坡度與非溢流壩段的下游坡相同坡度的下游直線段CD與曲線OC相切與C點(diǎn)，C點(diǎn)坐標(biāo) 可如下求的：對堰面求一階導(dǎo)數(shù) 直線CD的坡度為：所以，= =反弧曲線的上端與直線CD相切于D點(diǎn)，下端與鼻坎末端相切與E點(diǎn)。D點(diǎn)、E點(diǎn)及反弧段曲線的坐標(biāo)，可利用作圖法或分析法確定1）、確定反弧圓心點(diǎn)的坐標(biāo)（，）及直線與反弧切點(diǎn)D（，）的坐標(biāo)： 圓心高程： ▽。=+Rcos30186。= 所以： ==2）、直線與反弧切點(diǎn)D為： =Rcosβ+==所以：C（,）,D（,）,O（,），F(xiàn)（,）。圖32 溢流壩剖面圖、消能防沖設(shè)計(jì)通過溢流壩頂下泄的水流，具有很大能量，所以要采取有效的消能措施，保護(hù)下游河床免受沖刷。消能設(shè)計(jì)的原則：消能效果好，結(jié)構(gòu)可靠，防止空蝕和磨蝕，以保證壩體和有關(guān)建筑物的安全。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)壩址地形，地址條件，樞紐布置，壩高、下泄流量等綜合考慮。溢流壩常用的消能方式是：挑流消能、底流消能、面流消能和消力戽消能。 挑流消能是利用泄水建筑物出口處的挑流鼻坎，將下泄急流拋向空中，然后落入離建筑物較遠(yuǎn)的河床，與下游水流相銜接的消能方式。挑流消能通過鼻坎可以有效地控制射流落入下游河床的位置、范圍、和流量分布，對尾水變幅適應(yīng)性強(qiáng)，結(jié)果簡單，施工、維修方便。工程量小。但下游沖刷較嚴(yán)重，堆積物較多，尾水波動(dòng)與霧化較大。挑流消能適用于基巖比較堅(jiān)固的中、高水頭各類泄水建筑物，應(yīng)用較廣泛，較經(jīng)濟(jì)。底流消能：底流消能是通過水躍，將泄水建筑物泄出的急流轉(zhuǎn)變?yōu)榫徚?，以消除多余?dòng)能的消能方式。消能主要靠水躍產(chǎn)生的表面漩滾與底部主流間的強(qiáng)烈紊動(dòng)、剪切和摻混作用。底流消能具有流態(tài)穩(wěn)定、消能效果好、對地質(zhì)條件和尾水變幅適應(yīng)性強(qiáng)以及水流霧化很小等優(yōu)點(diǎn)，多用于中、低水頭。但護(hù)士坦較長，土石方開挖量和混凝土澆筑量一般都較大，與挑流消能比較，底流消能在經(jīng)濟(jì)方面往往不利。綜上所述：選用連續(xù)式挑流消能 挑流鼻坎的型式多樣，采用連續(xù)坎。根據(jù)試驗(yàn)，鼻坎挑射角度一般采用，本次設(shè)計(jì)采用。鼻坎高程一般高出最大下游水位1～2m，所以鼻坎高程為：+2=。鼻坎反弧半徑一般采用，為鼻坎上水深 水舌挑射距離按水舌外緣計(jì)算，其估算公式為： 其中： 為水舌挑射距離（m）；為重力加速度（）；為坎頂水面流速（m/s），；為挑射角度；為坎頂平均水深h在鉛直向的投影，；為坎頂至河床面的高差（m）。 1）、鼻坎處水流平均流速用水力學(xué)挑流消能的計(jì)算公式 式中：堰面流速系數(shù) 庫水位至坎頂?shù)母卟?== 因?yàn)? ，其中B為鼻坎處水面寬，h為坎頂平均水深 所以 = 所以反弧半徑R=(410)h==12m2）、坎頂平均水深：=3)、坎頂至河床面的高差：==4）、坎頂水面流速：=== =沖刷坑深度的估算公式為: 式中：為水墊厚度，即水面至坑底的距離（m）；q為單寬流量；H為上下游水位差（m）；K為沖坑系數(shù)，對于堅(jiān)硬較完整的基巖K=～，堅(jiān)硬但完整性較差的基巖K=～。 所以：= 水下挑距：△L=tK/tanβ= L＇=L+△L= 則： L/T= 滿足《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定要求，所以挑流形成的沖刷坑不會(huì)影響大壩的安全。進(jìn)水口段包括：進(jìn)水口、閘門室、通氣孔、攔污柵、平壓管和漸變段幾部分。進(jìn)水口高程的確定：校核洪水位 正常蓄水位 死水位 595m死庫容 179。水庫死水位高程為595m，根據(jù)《水利水電工程進(jìn)水口設(shè)計(jì)規(guī)范》SL285－2003，有壓式進(jìn)水口最小淹沒深度，防止產(chǎn)生貫流式漏斗漩渦考慮，最小淹沒深度可按下式估算：S=CVH1/2 式中 ； S閘門門頂?shù)陀谧畹退坏呐R界淹沒深度，m； H—閘門凈高，m； V—閘門斷面流速，m/s； C—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，C=～，對稱進(jìn)水的進(jìn)水口取小值，側(cè)向進(jìn)水的進(jìn)水口取大值。S=CVH1/2=42=進(jìn)水口尺寸擬定：式中：=（1～）D，取a== b= ()D=所以：閘門段： ～，閘門高H=4m，寬B=漸變段：事故閘門后接一漸變段，漸變段施工復(fù)雜，所以不宜太長。但為使水流平順，也不宜太短，~。洞身直徑d=，漸變段長度L=2=。漸變段長度由方形變?yōu)閳A形。通氣孔面積：式中：a為通氣孔斷面面積； 為進(jìn)水口進(jìn)水流量，一般為最大引水流量量，；為通氣孔允許風(fēng)速，壩式進(jìn)水口取70～80； =39247。80=沖沙底孔：靠近進(jìn)水口，施工前期的導(dǎo)流底孔可作為后期的沖沙底孔。本電站最大引用流量為39m3／s,廠房為壩后式廠房，采用從壩上直接引水，壩內(nèi)埋管，后接明鋼管引水至廠房機(jī)組。根據(jù)規(guī)范，我國一般采用以下規(guī)范：當(dāng)作用設(shè)計(jì)水頭在3070m時(shí)，為36m／s,設(shè)計(jì)水頭在70100m時(shí)為57m／s，明鋼管和地下埋管為46m／s，鋼筋混凝土管為24m／s。本工程壓力管道的設(shè)計(jì)流量為39m經(jīng)濟(jì)流速設(shè)計(jì)為3 m／s，需要管道直徑為D，根據(jù)公式計(jì)算：D= （4Q/πv）1/2=√(439/4)=Q壓力管道的設(shè)計(jì)流量為39v經(jīng)濟(jì)流速，取4設(shè)計(jì)洪水位（，校核洪水位（1000年一遇），表31 電站裝機(jī)容量與機(jī)組主要特性表項(xiàng) 目單 位數(shù) 值項(xiàng) 目單 位數(shù) 值裝機(jī)容量MW30水庫調(diào)節(jié)特性年調(diào)節(jié)機(jī)組臺數(shù)臺2機(jī)組安裝高程m多年平均發(fā)電量億kWh單機(jī)引用流量m3/s保證出力MW電站最大水頭m水輪機(jī)型號HLA153LJ138電站最小水頭m發(fā)電機(jī)型號SF1512/325電站加權(quán)平均水頭m年利用小時(shí)數(shù)H2937電站設(shè)計(jì)水頭m （1）、主廠房的上部結(jié)構(gòu)1 位置的選擇位置方案一、將廠房位置布置在右岸，通過地形可知它的開挖量大，且難以開挖，經(jīng)濟(jì)造價(jià)高，交通方便。方案二、將廠房位置布置在左岸，通過地形可知地形寬闊，它的開挖量小，可縮短工程期，且工程量小，經(jīng)濟(jì)造價(jià)相對較小。綜合上述方案，比較可以得到，按照方案二進(jìn)行施工。2 廠房的類型綜合地質(zhì)、地形條件可以知道，廠房選用壩后式廠房為益。且選擇立式發(fā)電機(jī)組。（1） 機(jī)組長度A 當(dāng)機(jī)組間距由發(fā)電機(jī)尺寸控制時(shí)=Lc=Db+B凈=Db—發(fā)電機(jī)風(fēng)罩外緣直徑Db=B凈—相鄰兩機(jī)組的通直凈寬，應(yīng)滿足調(diào)速器及機(jī)組盤的布置要求，一般不小于2m，按2m計(jì)算。所以Lc=B 當(dāng)機(jī)組驗(yàn)可知，△L=（）D1D1—水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑，D1=所以△L=，此處取1m為益（3）裝配場長度La==所以主廠房長度L=La+（n1）Lc+L1+L2=Lc=L1+L2+δ=+2=δ—兩蝸殼間混凝土厚度，金屬蝸殼取12m。L1+L2—蝸殼最大寬度，所以Lc=C 當(dāng)機(jī)組間距由尾水管尺寸控制時(shí)Lc= B+δ墩=3+4=7mB—尾水管出口寬，量得B尾=3mδ墩—尾水管閘墩厚度，尾水管閘墩厚度與墩由尾水閘門槽深度及設(shè)備布置決定，一般取2～3m，大型機(jī)組取3～4m，本電站δ墩=4m。所以Lc7m綜合上述結(jié)果，可得出Lc=7m。（2）按經(jīng)端機(jī)組段加長的確定。、高度設(shè)計(jì)1 、 水輪機(jī)的安裝高程當(dāng)選用混流立軸式水輪機(jī)，其安裝高程可用下式表示：Za=ZW+HS+b0/2 Hs==Zs = ZW+HS+b0/2=+—?dú)馕g系數(shù)，—?dú)馕g安全系數(shù)，H—水輪機(jī)的工作水頭，H=91m。X—系數(shù)，軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪中心至導(dǎo)葉中心距離與轉(zhuǎn)輪直徑D1的比值，▽—2 、 尾水管底部高程b0—導(dǎo)葉高度，3 、 廠房地基開挖高程S 尾水管底板厚度，巖基：S=～，土基：S=3～4m 水輪機(jī)尾層地面高程ρ混凝土蝸殼為進(jìn)口斷面在水輪機(jī)安裝高程以上的高度,。δ蝸殼頂部混凝土厚度。決定于結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和接力器的布置，～，大型機(jī)組可達(dá)2～3m。 主閥廊道地面高程Df 主閥外徑,（+）m(～)閥底至廊道地面的安裝檢修距離。 發(fā)電機(jī)定子安裝高程。 發(fā)電機(jī)層地面高程及安裝間地面高程風(fēng)罩墻高度， 吊車軌頂高程H吊=a++c+h=+3+1+=—?！踹\(yùn)部件與固定的機(jī)組或設(shè)備間的垂直安全距離，～,本結(jié)構(gòu)按剛性吊具計(jì)算?！蹉^極限位置時(shí)，吊鉤中心至吊軌頂?shù)墓潭?，—吊鉤的吊索連接距離，～ 廠房天花板高程 —橋吊在軌頂以上高度?！獦虻跣≤図敳坑嘞?，1 屋頂高程 h7屋頂結(jié)構(gòu)高度，包括層面大梁的高度，層面板厚度，層面保溫防水層的厚度等。綜合以上計(jì)算結(jié)果可得1主廠房總高以機(jī)組中心線為界，廠房寬度B可以分為上游側(cè)寬度B1和下游側(cè)寬度B2兩部分。B=B1+B2 B1=5m B2=B=考慮電站運(yùn)行、操作、維護(hù)、監(jiān)視方便、清除故障迅速，控制電纜等因素，布置在主廠房上游側(cè)，主廠房端部。1 中央控制室～,頂部設(shè)置天棚，天棚上部高度應(yīng)滿足維護(hù)檢修照明設(shè)備的要求，～。2 集覽室這是集中布置電纜的電纜夾層，位于中央控制室下層。,。,。3 發(fā)電機(jī)電壓配電裝置室發(fā)電機(jī)電壓母線通過開關(guān)柜與主變場連接升高電壓，開關(guān)室靠近主機(jī)房和主變場，以縮短電纜。 主變壓器場主變壓器場臨近開關(guān)室，布置在副廠房后，交通便利。 開關(guān)站 開關(guān)站布置在于主變壓器場臨近的廠房后的空地上。水電站廠房布置設(shè)計(jì)，包括發(fā)電進(jìn)水口、壓力管道、主廠房、副廠房、變壓器場、開關(guān)站的布置設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)繪圖，要求結(jié)構(gòu)合理、工藝性好、表達(dá)完整清晰，符合GB規(guī)定。第五章 施工組織設(shè)計(jì) 概 述，；，；河流相對平壩址多年平均降雨量 多年平均氣溫 ℃極端最低氣溫 ℃極端最高氣溫 ℃河床覆蓋層厚3～5m。本工程初步擬定用分段圍堰法導(dǎo)流，前期采用束窄的原河道導(dǎo)流，后期采用底孔導(dǎo)流，底孔斷面形狀采用矩形斷面。 圍堰設(shè)計(jì)本工程初步擬定用分段圍堰法，采用土石壩圍堰，采用就地取材和充分利用開挖棄用廢料作圍堰填料，而且構(gòu)造簡單，施工方便，易于拆除，工程造價(jià)低，可以在流水中，深水中或有覆蓋的河床上修建。 第六章 結(jié)束語通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我們把所學(xué)的知識連接在一起，能夠更多的掌握所學(xué)專業(yè)知識，倭深切感受到我們所學(xué)的知識過于淺薄，還不能了解工程中可能遇到的技術(shù)難題，應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)少。由此看來，在今后的工作中應(yīng)不斷提高自己的能力。路漫漫七修遠(yuǎn)兮！吾將上下而求索！我相信在這優(yōu)勝劣汰的社會(huì)競爭中，我們一定能讓自己不斷的提高自己的能力，確定好自己的人生目標(biāo)，扎扎實(shí)實(shí)的工作，融入社會(huì)，讓自己適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展要求。雖然這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間不長，但我獲益非淺，學(xué)到了很多的知識，同時(shí)為自己以后的工作和學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。59