【正文】 Ⅰ區(qū)—為上下游最高水位以上壩體表層混凝土，在寒冷地區(qū)多采用2～3的抗凍混凝土，標號一般為C15，S4，D150土本設計采用3的C15混凝土Ⅱ區(qū)—為上下游水位變化區(qū)的壩體表層混凝土都采用厚3～5的抗?jié)B抗凍并具有抗侵蝕性的混凝土，標號一般為C15，S8，D200。見下圖U1=浪壓力 由L= ， H1= ，H1L/2屬深水波h=波浪高度/2+h0=+=垂直力水平力力臂力矩向上向下向右向左正負自重W151618W28287水壓力P11049613P26052523揚壓力U13014U2457U35599U41739U55850U60浪壓力pl13264400730 抗滑穩(wěn)定分析 水工建筑物時220式中：f——為接觸面摩擦系數——為壩基面以上的總鉛直力——為壩基面上的總水平力U——為作用在壩基面上的揚壓力由水工建筑物表28查得本壩基本組合容許最小抗滑穩(wěn)定安全系數[K]=[]滿足抗滑穩(wěn)定要求 應力分析1) 未記入揚壓力情況壩基面上垂直正應力為，剪應力為， 水平正應力，主應力，及，2)記入揚壓力情況水平正應力由以上計算看出不計揚壓力時 小于基巖的抗壓強度,滿足規(guī)范要求主應力 小于基巖的抗壓強度滿足規(guī)范要求記入揚壓力時 滿足規(guī)范要求。③ 支承壩頂的工作和交通橋，閘墩的尺寸和外形均需按這些要求設計。 閘門閘墩及工作橋設考慮經濟使用因素本設計采用弧形閘門作工作閘門，用平板閘門作檢修閘門平板門采用1212，寬為孔寬12，弧形門半徑R按規(guī)范R/H=～,=支鉸位置一般在1/2～3/4倍門高處即6～+8=弧形門最低點位置距堰頂靠后一段布置以保證水流沿堰面下泄牛腿距堰頂水平距離L= =閘墩的作用 ：① 將溢流壩分成若干孔，以便控制水流。參照國內外二十七項工程的實際尺寸點出的 關系圖，查用《水力計算手冊》P254消能比式中：q——單寬流量 H——從戽底起算的上游水頭，戽底取與原河床齊平高程161mH==將已知代入上式，得：查圖得：多數工程采用戽斗的反弧半徑介于12~20之間(《水工設計手冊》P6376)本設計采用R=12④ 戽坎高度a的確定為了防止泥沙或石塊卷入戽內，戽壩頂高于河床，對于戽端無切線延長時，有a=R(1cos),一般尾水深的1/6，高度不夠的可用切線延長加高（《水工設計手冊》）a=12x(1cos450)=尾水位=（）=。本電站工程下游地質條件良好，綜合考慮適用=450，② 戽底高程一般取與下游河床同高，厚則上要保證在各吸流量和下游水位條件均能發(fā)生穩(wěn)定戽流，戽底高程確定的較高時易形成挑流流態(tài)，太低時將增加開挖量，本設計取與下游河床同高即戽底高程為161。(2) 連續(xù)式消力戽的尺寸選擇① 挑射角度的選擇目前已建成的大多數工程采用450，當值較大時，發(fā)生穩(wěn)定戽流的下游水范圍較大。適用于尾水較深（大于躍后水深）且下游水位和下泄流量的變幅較小。④ 消力戽消能，挑流鼻坎潛沒在水下，形成自由水面，水流在戽內產生漩滾徑鼻坎將高速水流的挑至表面，可減輕對河床的沖刷，不需要做護坦。其問題在于，要防止反向漩流挾帶石塊磨蝕壩址地基，以及下池水流沖刷作用的危害，對下游水位和下池流量變幅的限制較嚴，下游水流在較長距離內不夠平穩(wěn)，影響發(fā)電和航運。適用于尾水位較深，地質條件較好的中高水頭各類池水建筑物，是運用非常廣泛的一種消能。② 挑流消能泄水建筑物的末端設置挑流鼻坎，利用集中急流的動能，把水股向下游河床的位置，范圍和流量分布對尾水變幅適應性強，結構簡單，施工維修方便，耗資省。① 底流消能底流消能是在壩下設置消力池等消能設施，通過水躍將池水建筑物泄出的急流轉變?yōu)榫徚?，以消除多殺能的消能方式，底流消能是具有流態(tài)穩(wěn)定，消能效果好，對地質條件和尾水變幅適應性強，可適用于高中低水頭，大中小流量的各類泄水建筑物，多用于低水頭，大流量的溢流重力壩。2） 溢流剖面堰型采用WES曲線 由《水工建筑物》表210查得=n= 曲線方程為 即3）直線段與WES曲線相切，坡率m=（xc,yc）由有 解得x=, y=則切點（x c,yc）為（，）(1)消能方式的選擇消能方式的選擇主要取決于水利樞紐的具體條件，施工條件消能效果與經濟比較選用，壩下消能防沖設計原則；應盡量利用水體內部撞擊摩阻的消能效果，盡量減小水體對固體邊界的沖刷磨蝕作用，限制下池水流對下游河床的沖刷范圍，使其不危及壩體，壩下建筑物的安全，不引起岸坡的塌坍和河床的過度沖刷。當壩頂布置移動式啟閉機時，壩頂寬度應滿足安裝門機軌道的要求，本設計取 82）壩高：最大壩高為壩頂高程建基面高程==3）基本剖面：根據工程經驗，上游壩坡系數常采用n＝0～，常做成鉛直上部或下部傾向上游，下游壩坡系數采用m＝～，～。（1）溢流壩段：布置在河床中斷主流位置以利于泄洪，其中泄洪孔初設14孔每孔12m閘墩及分縫：中孔分離閘孔并支承閘門工作橋其厚一般取3～5取4共七座邊墩：除支承上部結構外還起分隔溢流及非溢流壩段的作用厚取4m兩座縫墩：考慮不均勻沉降影響將縫設在閘墩中間,縫寬20共六座溢流壩段總長度：L=1214+24+134=228m 樁號 0+260～0+488（2）底孔壩段：孔數采用4孔尺寸為4 B2=44=16布置采用兩孔一組，中間隔墩為8邊墩為4總寬度L=44+8+44=40 樁號為0+220～0+260（3）非溢流壩段布置在兩岸，樁號為0+000～0+220，0+488～0588混凝土重力壩級別Ⅱ級，混凝土容重為24KN/m3，水容重為10 KN/m3壩基巖石容許壓應力為壩基落在較完整的半風化巖石上把體與基巖摩擦系數f=計算方法：穩(wěn)定計算用抗剪公式，應力計算用材料法，設計流量12400m3/s,，校核流量17500 m3/s,下游水位172，風速v=16m/s，吹程D= ，建基面高程160 擋水壩剖面設計 擋水壩壩頂高程的確定（1）校核洪水位情況：波浪高度 波浪長度 波浪中心線到靜水面的高度 安全超高按Ⅱ級建筑物查《水工建筑物》表111得=壩頂高出水庫靜水位+=（2）設計洪水情況：風速～16=波浪高度 波浪長度 波浪中心線到靜水位面的高度 安全超高查表得 =壩頂高出靜水位+= 擋水壩的剖面尺寸確定1）根據交通與運行管理的需要及啟閉機移動工作時的需要，壩頂應有足夠的寬度。⑤盡可能使樞紐中的部分建筑物早期投產，提前發(fā)揮效益。③在滿足建筑物強度和穩(wěn)定條件下，降低樞紐總造價和年運行費用。校核洪水情況下表孔下泄流量16200 m3/s，底孔下泄流量1000 m3/s，表孔凈寬B1為168，底孔為四孔4 樞紐布置合理安排樞紐中各個水工建筑物的相互位置為樞紐布置，其應遵循的一般原則：①壩址、壩及其重要建筑物的形式選擇和樞紐布置做到：施工方便，工期短，造價低。而底孔的運用便于施工導流，在運用中可兼作排沙以減少水庫淤積，同時也可更大程度放空水庫便于檢修。油壓裝置的工作能力由壓力油罐的額定油壓及總容量來標志，目前國內生產的油壓裝置，其額定油壓一般為 ，在不考慮轉輪漿液接力器和水輪機進水閥門接力器容量時，可用《水力機械》（516）式估算：式中：——壓力油罐總體積（）——導葉接力器的總體積（）查《水力機械》表52選與之接近且偏大的YZ4型分離式油壓裝置所以綜上所述總結如下：型水輪機調速器設備方案：接力器直徑 調速器主配壓閥直徑 調速器型號 型電器液壓調速器油壓裝置型號 型分離式油壓裝置附圖21 工作特性曲線和等效率曲線附圖22 出力限制線附圖23 Hs=f(N)輔助曲線和等吸出高度線附圖24 蝸殼斷面單線圖附圖25 蝸殼半圖解法計算圖附圖26 蝸殼平面單線圖附圖27 尾水管示意圖附圖28 發(fā)電機外形尺寸圖 壩軸線及壩型選擇 壩軸線選擇壩軸線的選擇主要是根據地質條件,地形條件,施工條件建筑材料供應和效益及遠景指標等因素選擇合理經濟的壩軸線.① 地質條件地質條件是壩址選擇的重要條件,太平哨電站曾選用兩條壩軸線(上壩軸線與下壩軸線),上下壩軸線相距200～300,地質條件基本相同,但下壩軸線與右岸巖石完整性較差,呈片狀破碎,風化也較深.② 地形條件在高山峽谷地區(qū)布置水利樞紐,減少開挖,壩址選在峽谷地段,壩軸線斷,壩體工程量小,但不利于泄水建筑物的布置,應考慮如何防止泥沙和漂木進入,取小建筑物,對與于有通航要求的樞紐,應主意通航建筑物與河道的連接.③ 施工條件壩址附近特別是其下游應有較開闊的地形,以便布置施工機械應在交通干線的附近,便于施工運輸,可與永久電網連接,解決施工用電問題,卻便于施工導流.④ 建筑材料壩址附近有足夠數量符合質量要求的天然建筑材料,對于材料分布埋置深度,開采條件以及施工期淹沒等問題都應認真考慮.⑤ 綜合效益對于不同壩址要綜合考慮防洪灌溉發(fā)電航運旅游等各個方面的經濟效益.綜上所述,并結合本設計情況,確定選用上壩線.根據資料選兩條壩線進行比較，上下壩線相距200300，地質條件基本相同，但下壩線右岸地形更單薄，左岸巖石完整性較差呈片狀破碎風化也較深而上壩線左岸比較完整河谷部分上壩線處巖石風化比下壩線輕許多故采用上壩線作為最終方案 壩型選擇(1)重力壩對地形、地址條件要求試用性強，,壩內應力較低,筑壩材料強度高,耐久性好,樞紐泄洪問題容易解決,便于施工導流.(2)拱壩拱壩壩體輕韌,彈性較好,是一種很優(yōu)越的壩型,但對地形條件和地質條件要求嚴格,地形要求左右兩岸對稱,在平面上向下游收縮的峽谷段,地質條件要求巖基較均勻,右岸較緩且下游擴大,因不宜修建拱壩.(3)土石壩可就地,就近取材,適應于不同地形,但土壩的泄洪需修溢洪道、泄洪洞，從而提高了工程造價.鑒于上述比較,壩型選用重力壩更為經濟合理?！魏湍Ｐ退啓C導葉數目 則 由（查得=== smax===3） 接力器容積的計算 《水力機械》式510 調速器的選擇大型調速器的型號是以主配壓閥的直徑來表征的，主配壓閥直徑d可由《水力機械》（515）式計算：d=式中：——導葉從全開到全關的直線關閉時間，——管內油的流速（）本設計選用 =4s ，=查《水力機械》表51選擇與之接近的DT100電氣液壓型調速器 液壓裝置的選擇油壓裝置是向水輪發(fā)電機的調速系數供給壓力油能源設備，設調速系統(tǒng)的重要組成設備。1）接力器直徑的選擇 參考《水力機械》式56D1==24 采用標準正曲率導葉式中為系數查《水力機械》表53得= 導葉高度===2） 接力器最大行程的計算應用《水力機械》（58）式接力器最大行程為：導葉最大開度可由模型的求得。3000 N水輪機調節(jié)是通過調速系統(tǒng)根據機組轉速的不斷地改變水輪機過流量來實現的。 見附圖28。 發(fā)電機的選擇 發(fā)電機型式的選擇水輪發(fā)電機的結構型式主要取決于水輪機的型式和轉速，同時要兼顧廠房的布置要求，本設計水輪機的額定轉速n=,故采用傘式水輪發(fā)電機。當出口斷面寬度過大時,可按水工結構要求加設中間設墩,它的厚度取(～)，出口擴散段內通常不加金屬里襯。～ 13176。,進口直徑D3= D2==2）中間彎肘段肘管是一段90176?！?9176。 彎肘形尾水管部分尺寸的確定由《水電設計手冊》查得HL240型水輪機轉輪流道尺寸 D=。尾水管的形式很多,常用的有直錐形,彎錐形和彎肘形, 大中型反擊式水輪機均采用彎肘形，本設計采用彎肘形，它不但可以減小尾水管開挖深度，而且具有良好的水力性能。結合及已知數據可以求出每個斷面的面積Fi, 根據下表28可就可以繪制曲線，見附圖25斷面02701158274320表28查圖得表29表2904590135180225270R6依據上表繪制蝸殼單線圖如附圖26。根據水電站規(guī)模本電站采用平頂梯形斷面混凝土蝸殼由《水力機械》附表以及附表二查得HL240型水輪機 Da=,Db=進口斷面流速 =式中ac查《水電站》進口斷面流量 =設計流量= m/s進口斷面面積F1==根據幾何關系確定進口斷面尺寸如下進口斷面面積應滿足下式解上面方程組得a1=， b1=， m1=在圖5中CH對角線為, k=m/a=當混凝土蝸殼的進水口斷面形狀確定后，其中間斷面形狀可由各斷面頂角點及底角點的變化規(guī)律來確定，本設計采用直線變化規(guī)律。, =～ ,本設計選用r=15176。斷面形式使用平頂梯形，本設計