【正文】 心線高程不變,.泄槽底板設(shè)計：根據(jù)地形地質(zhì)，巖質(zhì)比較好。泄槽底板設(shè)計縱橫縫，其間距取10米。采用平縫，縫中設(shè)置止水。 消能防沖段設(shè)計由于地形要求,根據(jù)資料[3],鼻坎高程高出下游水位不小于2米,校核水位時相應(yīng)下游最高水位,采用連續(xù)坎,可以減少霧化,適用于下游巖基均勻,要求霧化小的比較好,所以選擇連續(xù)坎是很有利的.、溢洪道沿程水頭損失和局部水頭損失沿程水頭損失按資料[10],公式 ； ； 。 ； Re:雷若數(shù),明渠河道取500。 R:取平均值。 L:沿程長度,經(jīng)過估算取183米。經(jīng)過計算得λ=。R=。謝才系數(shù)c=。水力坡降J=。 速度v==,由于流速較大,沿程水頭損失較大,溢流堰與泄槽有個反弧段和連接段會產(chǎn)生局部水頭損失,由緩坡變化到陡坡會產(chǎn)生一點局部水頭損失,但是都不是很大,由于資料短缺,取沿程水頭損失的百分之五,.、水舌設(shè)計水舌長度按公式計算：見資料[3]。 L: 自挑坎頂算起的挑流水舌外緣與下游水面的水平距離，米； L~:沖坑最深點到挑坎坎頂?shù)乃骄嚯x，米； ：坎頂水面流速，米每秒，； θ：挑坎角度；：坎頂鉛直方向的水深，按照公式計算；h為坎頂法向平均水深。H2坎頂?shù)较掠嗡娴母卟?。?dāng)計算時可算到坑底； g：重力加速度； T：沖坑深度。下游沖刷坑深度按公式計算： T: 自下游水面到坑底的最大水墊深度，米，當(dāng)t h2時，t采用； Q：坎頂單寬流量，立方米每秒米； H：上下游水位差； k：沖刷系數(shù)。水頭損失估算法設(shè)計消能段：，損失水頭23米，估算得鼻坎處平均速度為v=。經(jīng)過計算得=；坎頂水面流速v=。所以法向水深為h=。根據(jù)資料[7]，取挑角θ=20度，則坎頂鉛直方向水深=。水舌長度為33米。挑坎的反弧半徑一般?。?10）h，h為坎頂水深。取半徑為10倍h，取7米。h=，坎頂單寬流量q=20米每秒，沖坑深度t=。河床比降為千分之八。挑坎位于壩軸線下游約150米處。壩軸線河床高程為400米，取399米。 利用水面曲線求消能段參數(shù)：?？紤]鼻坎處流速稍微大一點，取鼻坎處流速為22米每秒，。 、溢洪道挑坎與沖溝的處理 經(jīng)過計算，水舌長度為33米，根據(jù)地形情況，水流挑出去，不能全部挑到河床上，有一部分挑到河岸上。而且溢洪道的挑坎布置剛好位于沖溝的地方，沖溝在洪水來臨時候，必定有大量的水流經(jīng)過沖溝，若是挑坎修建在沖溝上，一定堵住水流去向，甚至水流會沖毀溢洪道挑坎?？紤]布置溢洪道挑坎在其他地方，避開沖溝，但是那樣布置，溢洪道轉(zhuǎn)彎角度太大，不符合規(guī)范要求。所以只有進行挑坎與沖溝處理。挑坎剛好位于沖溝的地方，為了溢洪道正常運行，沖溝部分要進行處理，考慮施工時要開挖溢洪道兩旁的山體，順便可以多開挖下游河岸，處理挑坎挑流時候的沖刷，在挑坎兩側(cè)開挖到最底高程，在旁邊設(shè)計一條1米深4米寬的水渠，繞過挑坎。防止洪水沖刷挑坎。這樣在洪水來臨的時候，水流不會沖毀溢洪道挑坎。下游右河岸岸坡也進行開挖處理，防止水流沖刷，把河岸開挖成順?biāo)鞣较虻男问?。具體情況見樞紐布置圖。第6章 隧洞及廠房平面設(shè)計 隧洞布置原則與路線選擇、水工隧洞總體布置原則應(yīng)該根據(jù)樞紐任務(wù)，對泄水建筑物進行總體規(guī)劃。在合理選定洞線方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)地形，地質(zhì)及水流條件，選定進口位置及進口結(jié)構(gòu)形式，確定閘門在隧洞中的布置。確定洞身縱坡及洞身斷面形狀和尺寸。根據(jù)地形，地質(zhì)，尾水位等條件及建筑物之間的相互關(guān)系選定出口位置，高程以及消能方式。、隧洞路線選擇1. 隧洞路線應(yīng)盡量避開不利的地質(zhì)構(gòu)造，圍巖可能不穩(wěn)定及地下水位高、滲水量豐富的地段，以減小作用于襯徹上的圍巖壓力和外水壓力。洞線要與巖層層面、構(gòu)造破碎帶和節(jié)理面有較大的交角，在整體塊狀結(jié)構(gòu)的巖體中，其夾角不易小于30度；在層狀巖體中，特別是層間結(jié)合疏松的高傾角薄巖層，其夾角不易小于45度。在高地應(yīng)力區(qū)，應(yīng)使洞線魚最大水平地應(yīng)力方向盡量一致，以減小隧洞的側(cè)向圍巖壓力。隧洞的進、出口在開挖過程中容易塌方且易受地震破壞，應(yīng)選在覆蓋層、風(fēng)化層較淺，巖石比較堅固完整的地段，避開有嚴(yán)重的順坡卸荷裂隙、滑坡或危巖地帶。2． 隧洞的路線應(yīng)力求短而直，這樣既可減小工程費用，方便施工，且有良好的水流條件。若因地形、地質(zhì)、樞紐布置等原因必須轉(zhuǎn)彎時，應(yīng)以曲線相連。對于低流速的隧洞，其曲率半徑不易小于5倍洞徑或洞寬，轉(zhuǎn)角不易大于60度，彎道兩端的直線段也不宜小于5倍洞徑或洞寬。泄水隧洞的進口應(yīng)力求水流順暢，否則會減小泄流能力，引起不利的流 態(tài)，甚至在一定條件下，在進口附近會形成串通性或間歇性漩渦。出口水流應(yīng)能與下游河道平順銜接，并于土石岜坡角及其他建筑物保持一定距離，以防沖刷和影響樞紐的正常運行。3. 隧洞應(yīng)有一定的埋藏深度，包括：洞頂覆蓋厚度和旁山隧洞岸邊一側(cè)的巖體厚度，統(tǒng)稱為隧洞的圍巖厚度。對于有壓隧洞，當(dāng)考慮彈性抗力時，圍巖厚度應(yīng)不小于3倍洞徑。4. 隧洞的縱坡，應(yīng)根據(jù)水力條件運用要求、用途、上下游銜接、施工和檢修等因素綜合分析比較后確定。無壓隧洞的縱坡應(yīng)大于臨界坡降。有壓隧洞的縱坡主要取決于進、出口高程，要求全線洞頂在最不利的條件下保持不小于2米的壓力水頭。有壓隧洞不宜采用平坡或反坡，因其不利于檢修排水。5. 對于長隧洞，選擇洞線時還應(yīng)注意利用地形、地質(zhì)條件，布置一些施工支洞、斜井、豎井，以便增加工作面，有利于改善施工條件，加快施工進度。某左岸巖石巖層比較厚，覆蓋層很少，這給予左岸布置廠房有利的條件，發(fā)電引水隧洞布置在左岸有足夠的覆蓋厚度。在壩址上游，地勢開闊，對于隧洞進水口選擇布置很有利。壩址地區(qū)巖層比較堅硬，又沒有斷層，巖層比較單一，只有石英砂巖一層巖層，在巖層下30米左右的地方又一層頁巖，但是比較薄，對隧洞的開挖不會又太大的影響。由于地勢決定，發(fā)電引水隧洞必須布置拐彎，以利于布置近廠房的壓力鋼管。 發(fā)電引水隧洞及廠房平面設(shè)計根據(jù)地形條件,右岸布置了溢洪道,根據(jù)需要,.、進口段結(jié)構(gòu)設(shè)計選擇隧洞的進水口常采用頂板和邊墻順?biāo)鞣较蛉媸湛s的平底矩形斷面，其體形應(yīng)符合孔口泄流底形態(tài)，避免產(chǎn)生不利底負(fù)壓和空蝕破壞，同時還應(yīng)盡量減少局部水頭損失，以提高泄流能力，應(yīng)將進口的上唇做成喇叭形曲線，曲線的形狀應(yīng)盡量與流線吻合。進水口高程根據(jù)淤沙高程,考慮死水位等因素,死水位為434米,進行襯砌,閘門設(shè)計在井的底部,減少局部水頭損失,方程按公式計算：參照資料[7]。 a:橢圓的長半軸,對于頂板曲線略等于閘門處的孔口寬度b。 b:橢圓的短半軸,對于頂板曲線,可以用h/(1/31/5)=d=,b=。邊墻曲線a=d=,b=,三面喇叭橢圓收縮的形式.進口設(shè)計攔污刪,由于是電站進水口,所以設(shè)置兩道攔污刪,前道實際粗?jǐn)r污刪,開啟檢修閘門前先在兩道閘門中間充水,便可以在靜水中起吊檢修閘門.通氣孔設(shè)計:在工作閘門后設(shè)置通氣孔,。 泄水隧洞設(shè)置通氣孔可起到下列作用：①當(dāng)閘門部分開啟時，閘門后的空氣被水流帶走，將形成不穩(wěn)定的負(fù)壓區(qū)，從而引起閘門振動和建筑物的氣蝕破壞；另一方面還將對閘門產(chǎn)生一個向下的拖曳力，增加了啟門力。為了消除閘門后的負(fù)壓，應(yīng)在門后設(shè)置通氣孔。②檢修時，下放檢修閘門之后，在洞內(nèi)水流放空過程中，需用通氣孔補氣。③在檢修閘門完成擋水任務(wù)之后，需要向工作閘門與檢修閘門之間充水，以便平壓開啟檢修閘門，此時可利用通氣孔排氣。通氣孔的進口必須與閘門啟閉機室分開，以免在充氣、排氣時，由于風(fēng)速很大，影響工作人員的安全。在無壓隧洞中，當(dāng)閘門全開時，所需的通氣量最大。應(yīng)據(jù)此計算所需的通氣孔面積。一般通氣孔面積約為隧洞斷面的10％左右。通氣孔斷面多為圓形，從洞身直通到水面以上。通氣孔不能與進入孔并用，也不能通入啟閉機室，否則因風(fēng)速很大，極不安全?？讖桨促Y料[7]: ； a=/[] ； d=； :通氣孔的通氣量。 :水流流速 A:閘門后泄水孔斷面面積,平方米。 []:通氣孔允許風(fēng)速,一般不超過4045米每秒. a:通氣孔斷面面積。 d:通氣孔直徑.經(jīng)過計算有=。[ ]取40米每秒。a=。d=.、洞身段設(shè)計 洞身的設(shè)計包含幾個方面：洞身的襯砌；襯砌的分縫；灌漿；排水和摻氣槽設(shè)計。引水進水口設(shè)計成矩形,以便布置閘門,設(shè)計矩形寬高相等,h=b,設(shè)置h,[7],=,：由于隧洞開挖巖石破碎，采用回天灌漿，可以發(fā)揮圍巖的彈性抗力作用。并且減少滲漏。在廠房前接壓力鋼管。之間必須設(shè)計彎道，設(shè)計彎道半徑為112米，角度為25度。為了保證水工隧洞安全有效地運行，泄水隧洞需設(shè)置襯砌，襯砌的作用是：1）限制圍巖變形，保證圍巖穩(wěn)定。2）承受圍巖壓力、內(nèi)、外水壓力和其它荷載，保證圍巖穩(wěn)定。3）防止隧洞滲漏。4)防止水流、泥沙、空氣和溫度變化、干濕變化等對巖石的沖蝕和破壞作用。5）減少隧洞表面糙率。對于高流速隧洞還可使隧洞表面保持一定的平整度。因圍巖穩(wěn)定性一般，根據(jù)實際情況采用單層襯砌，由整體鋼筋混凝土做成。由結(jié)構(gòu)計算和施工要求，厚度取洞徑的1/8。2．襯砌的分縫為適用施工能力、防止混凝土干縮和溫度應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫，混凝土襯砌中在相鄰分段間需設(shè)置伸縮縫、工作縫，有時還要設(shè)置沉降縫。沿洞軸線方向設(shè)置永久性橫向伸縮縫，分縫間距應(yīng)根據(jù)澆筑能力和溫度收縮可能對襯砌的影響等因素分析確定。一般可用5－12m。本工程中橫縫采用鍵槽縫，分段長度取10m。襯砌的伸縮縫或沉降縫表面混凝土不鑿毛，鋼筋也不穿過。因為無壓洞，縫不設(shè)止水?？v向工作縫應(yīng)根據(jù)澆筑分塊設(shè)在結(jié)構(gòu)內(nèi)力較小的部位，因而設(shè)置在頂拱、邊墻、底板交界附近?？v縫需要鑿毛處理，縫內(nèi)設(shè)鍵槽，并設(shè)止水。當(dāng)隧洞通過斷層破碎帶或軟弱地帶時，襯砌需要加厚。當(dāng)斷層破碎帶較寬，為防止因不均勻沉降而開裂，在襯砌厚度突變處，要設(shè)置橫向沉降縫，并做好止水。此外，在進口閘門室與漸變段、漸變段與洞身交接處以及襯砌地形式厚度改變，可能產(chǎn)生相對位移的部位，也需要設(shè)置環(huán)向沉降縫。沉降縫的縫面不鑿毛，分布鋼筋也不穿過，但縫內(nèi)應(yīng)填1－2cm厚的瀝青油氈填料。襯砌的縱向工作縫，必須進行鑿毛處理，接縫處做鍵槽，有受力筋通過，并適當(dāng)增加插筋。3．灌漿為了加固圍巖，減少山巖壓力，提高彈性抗力，減少滲漏，對圍巖采用固結(jié)灌漿。據(jù)資料[7]規(guī)定，灌漿孔深入圍巖5m。灌漿孔錯開排列，按逐步加密法灌漿。灌漿時應(yīng)加強觀測，防止洞壁發(fā)生變形破壞。為保證襯砌與圍巖緊密結(jié)合，從而使圍巖壓力均勻地作用在襯砌上，使巖層產(chǎn)生應(yīng)有地彈性抗力，并減少接觸滲漏，在頂拱部位進行回填灌漿。4．排水為降低作用在襯砌上地外水壓力，有時需要設(shè)置排水。本設(shè)計中，在洞底襯砌下埋縱向排水管。先在巖石內(nèi)挖排水溝，，四周填礫石，排水管通向下游。在洞內(nèi)水面以上，通過襯砌塞排水孔。排水孔間距取3m，排距4m，深入巖石3m,將地下水直接引入洞內(nèi)。凡是設(shè)置排水的地方，即不再做固結(jié)灌漿，做回填灌漿時，灌漿壓力不能太大，以免堵塞排水系統(tǒng)。5．摻氣槽水流沿泄槽下泄，流速沿程增大，水深沿程減小，即水流的空化數(shù)沿程遞減。于是水流經(jīng)過一段流程之后，就會產(chǎn)生水流空化現(xiàn)象?？栈鞯竭_高壓區(qū)，因空泡潰滅而使泄槽邊壁遭受空蝕破壞。高流速的泄水隧洞因空蝕而遭受破壞的問題相當(dāng)普遍，為防止和減輕空蝕，在反弧起點上游5m處設(shè)上上摻氣槽，反弧末端下切點處設(shè)下?lián)綒獠?，以后每?0m設(shè)置摻氣槽，向水流邊界通氣，提高低壓區(qū)的壓力，緩沖氣泡潰滅時的破壞作用。、機型選擇及廠房平面確定 水電站廠房布置原則：（1）、要求電站進口前水流平順，無旋渦及橫向水流；（2）、當(dāng)溢流壩與廠房段并列布置的時候，應(yīng)該盡量將前者布置在河道深槽，以保證泄水順暢；（3）、為減少下泄水流對發(fā)電和航運的不利影響，常常在溢流壩與其他建筑物之間設(shè)置導(dǎo)墻；（4）、當(dāng)河流含沙量大，壩前淤積嚴(yán)重時，應(yīng)該采取排沙措施，沖沙孔或排沙孔常常布置在廠房進水口附近，其高程可根據(jù)運用要求來確定。（5）、壩后式廠房應(yīng)該盡可能靠近壩體，以減少小引水管路的工程量和水頭損失，對河床式電站，由于泄水建筑物占據(jù)了主河槽，廠房多布置在岸邊，但是應(yīng)該防止由于泥沙淤積造成尾水壅高，降低發(fā)電水頭；（6）、當(dāng)河床狹窄，不能平列布置溢流壩及廠房時，可以考慮采用壩內(nèi)式，溢流式，挑越式或地下式等廠房布置形式，以簡化樞紐布置，減少工程量，這樣布置的缺點是，壩體及廠房結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；（7）、引水式電站的廠房位置主要取決于地形和地質(zhì)條件，一般多布置在河道轉(zhuǎn)彎段，以便利用河道天然落差，增加發(fā)電水頭。 隧洞洞身之后接壓力鋼管，最后進廠房，壓力鋼管是水平進廠房。壓力鋼管進廠房的形式采用斜向式。根據(jù)水電站出力和水能利用情況考慮，設(shè)計定3臺機組。參照資料[6]。 選擇混流式水輪機，其中HL220LJ140的型號的設(shè)計水頭要求可以在50米，最大水頭可以達到62米，最小的水頭要求36米。 。，最后確定水輪機型號為HL220LJ140 。配套發(fā)電機型號為YSL330/6116 。 根據(jù)水輪機和發(fā)電機的型號選定尺寸，確定廠房輪廓尺寸。取403米為水輪機安裝高程。由于電站比較小，取廠房尺寸可以不必太大。安裝間取9米的長度。 根據(jù)資料[6]。水電站廠房采用雙鉤橋機，取30噸橋機。B為端部間隙。最小空隙取100毫米。，取廠房寬度為12米。 排沙孔結(jié)合導(dǎo)流洞設(shè)計 水工隧洞的功用：配合溢洪道宣泄洪水，有時也作為主要泄洪建筑物之用。引水發(fā)電，或為灌溉，供水和航運輸水。排放水庫泥沙，延長使用年限，有利于水電站等的正常運行。放空水庫，用于人防或檢修建筑物。在水利樞紐施工