【正文】 /s 。/s） ，它是限制工況下的 Q1p值，查表 3739。1r?水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 47 式中：Nr——水輪發(fā)電機(jī)額定出力（kW） N r=8/= 萬 kw Hr——設(shè)計(jì)水頭（m） ，取 。/s 查 ZZ460 水輪機(jī)模型綜合特性曲線可得，σ 取 。7）吸出高度 HsHs=10–▽/900–(σ+△ σ)H （411）式中： ▽－－水輪機(jī)安裝高程（m） ，取 。/s6）工作范圍檢驗(yàn)與特征水頭 Hmin 、H max 、H min 、H r對應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速為： n’1max =nD1/ = 60（48） n’1min =nD1/ = 60（49） n’1r =nD1/ = 60（410）在 ZZ460 水輪機(jī)模型綜合特性曲線上繪出 Q’1max=179。/s （46）河床式水電站設(shè)計(jì)及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計(jì)算則水輪機(jī)最大引用流量為：Q’max=Q’1max D12 = = m179?！?n’1/n’10M = 1= 1=%3%maxMa/? △ Q’1/Q’10M = 1= 1=%3%x.所以單位轉(zhuǎn)速、單位流量均可不加修正。Q’10M —— 模型水輪機(jī)最優(yōu)工況下的流量值（m179。M1Q?0= ，從而該工況下原型水輪機(jī)效率???0η = + =與假定值 %相近。10/DHnav??水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速一般采用發(fā)電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，選擇與上述計(jì)算值相近的發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 n=60r/min，P=50。1r?)(93/2??根據(jù)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑模型水輪機(jī)尺寸系列的規(guī)定，由上述計(jì)算出的轉(zhuǎn)輪直徑，選用比計(jì)算值稍大的轉(zhuǎn)輪直徑值。/s η——原型水輪機(jī)的效率（%） ，由限制工況下的模型水輪機(jī)的效率修正可得，由于轉(zhuǎn)輪直徑未知，△ η 為知，可先估算效率修正值△η =7%，限制工況下的模型水輪機(jī)的效率為 η =%，η =η mm+△ η=%。/s） ，它是限制工況下的 Q1p值查表 37 得39。1r?式中：Nr——水輪發(fā)電機(jī)額定出力（kW） N r=8/= 萬 kw Hr——設(shè)計(jì)水頭（m） ，取 。?Q=490m /s Z 下 = H= N= 3Q=480m /s Z 下 = H= N=Q=470m /s Z 下 =6468m H= N=由圖得設(shè)計(jì)低水位，一臺機(jī)組發(fā)電時，Q=489 m /s,對應(yīng) H=,Z 下 =由以上水頭值可得：最大水頭 H =最小水頭 H =加權(quán)平均水頭為 H = H160%+ H 20%+ H 20% （41）avmaxmin=++=(其中 H1 為正常蓄水位四臺機(jī)組滿發(fā)時的水位)設(shè)計(jì)水頭 H = H = （42）rav4． 2 水 電 站 水 輪 機(jī) 組 的 選 型在水輪機(jī)型普表查得可選水輪機(jī)有： ZZ460，ZZ560，HL310 四種型號，下面進(jìn)行選型比較計(jì)算。假設(shè)四個下瀉流量 Q，從水位流量關(guān)系圖上查出相應(yīng)的下游水位。由 ，可得 Q～N 關(guān)系曲線。?Q=400m /s Z 下 = H= N=Q=450m /s Z 下 = H= N=Q=500m /s Z 下 = H= N=由插值得正常蓄水位，一臺機(jī)組發(fā)電時，Q=405 m /s,對應(yīng) H=,Z 下3=5） 設(shè)計(jì)低水位時，四臺機(jī)組發(fā)電。假設(shè)四個下瀉流量 Q，從水位流量關(guān)系圖上查出相應(yīng)的下游水位。由 可得 Q～N 關(guān)系曲線。33） 正常蓄水位時，四臺機(jī)組發(fā)電。1） 設(shè)計(jì)洪水位 ，由上下水尺水位~流量關(guān)系曲線可查得對應(yīng)設(shè)計(jì)洪水流量為 20500 m /s 時的下游水位為 ，則此時水頭為 。機(jī)組臺數(shù)型號選定后，先擬定廠房下部塊體結(jié)構(gòu)布置，并估計(jì)以上各層的各種要求，訂出主廠房各層及副廠房的高程及布置。 6MWy? 22/?邊緣為壓應(yīng)力，所以也是穩(wěn)定。mM ?W= B=上游面垂直正應(yīng)力= 0239。分項(xiàng)系數(shù)法進(jìn)行擋水壩段穩(wěn)定分析S(*)=960++960+5568+++++++2?W— =??R(*)= = KNACcfRR??????(*).??????滿足壩段穩(wěn)定。3．3．1．2 溢流壩的穩(wěn)定分析河床式水電站設(shè)計(jì)及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計(jì)算表 33 設(shè)計(jì)洪水時壩基面上荷載計(jì)算抗滑穩(wěn)定計(jì)算1)抗剪強(qiáng)度 ??.)(?????KPUWfKN作用力 作用力引起的彎矩序號 作用類別 作用方向計(jì)算結(jié)果 單位作用方向力作用點(diǎn) 計(jì)算結(jié)果 單位1 ↓ 960 + 181762 ↓ + 自重3 ↓ 960 + 117764 ↓ 5568 + 5 ↓ + 6 ↓ + 1 7 ↓ + 水平向 → 8321 + 豎直向 1 ↓ + 23 2上游側(cè)靜水壓力豎直向 2 ↓ + 23．67 水平向 ← 3下游側(cè)靜水壓力 堅(jiān)直向 ↓ + 水平向 ← 4 動水壓力 豎直向 ↓ + 1 ↑ 0 02 ↑ 3 ↑ 揚(yáng)壓力4 ↑ KN 水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 41 2)抗剪斷強(qiáng)度公式 ?? ??339。3． 3． 2　 校 核 洪 水 位 時河床式水電站設(shè)計(jì)及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計(jì)算3．3．2．1　荷載計(jì)算自重 逆 時 針逆 時 針逆 時 針逆 時 針逆 時 針mKNM . .)8.(???????????水壓力上游水壓力 ??????逆 時 針逆 時 針順 時 針mKNMp ???? ?????下游水壓力 順 時 針逆 時 針）（ ..0 90)5(???????動水壓力因?yàn)闆]有反弧段，所以不考慮水流離心力，只考慮斜坡直線段上的漸變流時均動水壓力，方向垂直于過水?dāng)嗝?，漸變流時均壓力作用分項(xiàng)系數(shù)為 。 6By??? ???2/mkN下游面垂直正應(yīng)力= 0239。水平截面上的邊緣正應(yīng)力=.)( ???????? KACf所以滿足抗滑穩(wěn)定。??KNhpsmvq smgHZ ???????揚(yáng)壓力圖 32 設(shè)計(jì)洪水位時揚(yáng)壓力分布圖??順 時 針順 時 針順 時 ..430424321???????浪壓力，冰壓力，地震荷載影響較小，不予考慮?？梢圆蛔鱿Τ?，做護(hù)袒即可，但是考慮到增加溢流壩壩體自重，使之更加穩(wěn)定，仍然設(shè)置消力池。根據(jù)公式， （38）xR05.??, （39）?Hvx （310）smg/???求得 x=,R=,取 R=10m。39。k=2， n= 。由于校核洪水位為 91m，堰頂高程為 ，所以， Hmax=； k、n 為上游md 7H,)~65.()~7.( d????取堰面坡度有關(guān)的系數(shù)。3．2．1　堰頂高程根據(jù)公式， 求得 （34）2/30Hgm?εLQ?95.,???根據(jù) V=Q/A，求得 V=H= （35）??堰頂高程==。通常它也是由基本三角形剖面修改而成，內(nèi)部與非溢流壩段相同。則溢流前沿總凈寬 L0=L+(n1)d=nb+(n1)d=1817+172=340m。取孔數(shù) n 為 18 孔，溢流壩孔口形式采用初步設(shè)計(jì)采用開敞式溢流堰，則每空凈寬 b=L/n=290/18=，取 。 設(shè)計(jì)工況下， Q =20500 m3/ss則 Q=Q αQ 0==20300m3/s （32） s式中 Q ——通過樞紐下泄流量；sQ 0——通過泄水孔、水電站及其他建筑物的下泄流量；α——系數(shù)，正常運(yùn)用時取 至 ，校核情況取為 。設(shè)計(jì)洪水流量 20500 m3/s，設(shè)計(jì)洪水位為 90m，一臺發(fā)電機(jī) N=8 萬千瓦。要有足夠的下泄能力，使水流平順的流過壩面，避免產(chǎn)生振動和空蝕。 6MWy?? 22/?邊緣為壓應(yīng)力，所以也是穩(wěn)定。m?M W= B=44m上游面垂直正應(yīng)力= （212）239。分項(xiàng)系數(shù)法進(jìn)行擋水壩段穩(wěn)定分析S(*)=+()=960+12672+8640++??W!.2=R(*)= = （211）ACcfRR??? ????(*).??????滿足壩段穩(wěn)定。2．2．2　校核洪水位時（ ）,41?2．2．2．1　荷載計(jì)算自重 順 時 針逆 時 針逆 時 ./2)(.?????水壓力上游水壓力河床式水電站設(shè)計(jì)及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計(jì)算逆 時 針逆 時 針順 時 ..)(. )(12 2???????下游水壓力 順 時 針逆 時 針）（ ..0 90)5(??????? 揚(yáng)壓力 由于揚(yáng)壓力較大，壩體設(shè)有防滲帷幕和上下游主副排水系統(tǒng)，由規(guī)范DL50771997，壩基面滲透壓力揚(yáng)壓力強(qiáng)度系數(shù)為：α = α = α =圖 23 校核洪水位時揚(yáng)壓力分布圖水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 順 時 針順 時 針順 時 . . 52)9(.68..204421431?????浪壓力圖 24 校核洪水位時浪壓力分布圖壩前水深 Hm=42m≥Lm/2=，為深水波PL=r0（L L+2hL+h0）L L/2 r0（L m/2） 2 =(++)+ /? == （28）M= 順 時 ??????2．2．2．2 擋水重力壩的穩(wěn)定分析河床式水電站設(shè)計(jì)及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計(jì)算表 22 校核洪水時壩基面上荷載計(jì)算抗滑穩(wěn)定計(jì)算1)抗剪強(qiáng)度 （29）??.)(?????KPUWfKN2） 抗剪斷強(qiáng)度公式 ?? ??339。 6By??? ???2/mkN下游面垂直正應(yīng)力= 0239。水平截面上的邊緣正應(yīng)力=..)( 3???????? ?KPACf所以滿足抗滑穩(wěn)定。取上游折坡點(diǎn)為 。1. 按應(yīng)力條件確定壩底最小底寬（取 =）?mHBc .)(5.)()2()1(10 ????????????? （26）其中， ， ， ，30/?3/4KNC??.1??河床底高程 49m，H=9349=44m2. 按穩(wěn)定條件確定壩底最小底寬 （27）mfHBc ???????????????????????其中，K=，f=,其余同上。灌漿廊道距離基巖面距離不宜小于 倍底寬，即 =，取 4m。高度 3~4m，取 3m。由本水利樞紐非溢流壩壩高==44m 可初步取壩頂寬度為 4m，為了滿足設(shè)備布置和雙線交通的要求，最終選定壩頂寬度為 10m。即：壩頂高程▽=靜水位+Δh （21）式中：Δh=h l%+hz+hc （22）式中：h l%——累積頻率為 1%的波浪高度，m；hz——波浪中心線高出靜水位的高度，可用 hz = 計(jì)算，mLHct?2%1m；hc——取決于壩的級別和計(jì)算情況的安全超高，m；波浪要素 hl%由官廳水庫公式計(jì)算，得 （23） 312020)vgD(?? （24）)(?式中：h m——波浪高，當(dāng) =20～250 時，為累計(jì)頻率 5%的波高；當(dāng)20vg=250～1000 時，為累計(jì)頻率 10%的波高；20D V0——計(jì)算風(fēng)速，m/s； D——風(fēng)區(qū)長度，即吹程，m；水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 a).設(shè)計(jì)洪水位情況：計(jì)算風(fēng)速 v0取為 20m/s；設(shè)計(jì)洪水位下吹程 D 為 3. 00km；得 h5%= )(276. 121 ????Lm= 54..).(30. ?由荷載設(shè)計(jì)規(guī)范查表得 h5%/ hm=, h1%/ hm=，所以 h1%=h5%=hz= （25）mLHct?2%1= ?= hc=則 Δh=h1%+hz+hc=++=壩頂高程=正常蓄水位+Δh=+=b).校核洪水情況：計(jì)算風(fēng)速 v0取為 16m/s；校核洪水位下吹程 D 為 3. 00km；得 hm= )(67. 2212 ????Lm= m43..).(?由荷載設(shè)計(jì)規(guī)范查表得 hp5%/ hm=, hp1%/ hm= 所以 h1%=h5%=hm=hz= = hc=?2%1 ??則 Δh=h1%+hz+hc=++=壩頂高程=正常蓄水位+Δh=+=壩頂橋梁采用裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，橋下會有過流，為使工作橋與水流保持一定距離。由《沙溪口水電站基本情況簡要說明》中表 7 得巖石抗剪強(qiáng)度指標(biāo)建議值知，云母長英片巖與混凝土邊