【正文】 界摩擦系數(shù) f=，粘聚力 c’=㎡，K’=，K=2． 1　 剖 面 設(shè) 計2．1．1　壩頂高程壩頂高程由靜水位+相應(yīng)情況下的風(fēng)浪涌高和安全超高?；炷林囟瓤捎伞端そㄖ锖奢d設(shè)計規(guī)范》取大體積混凝土結(jié)構(gòu)γ = KN/ , 水的重度取 γ = KN/ 。壩底高程取未風(fēng)化巖石邊界開挖線 。 上游設(shè)計洪水位：； 校核洪水位：；正常蓄水位（汛期限制水位）；下游設(shè)計洪水位：；下游校核洪水位：；正常蓄水位（一臺機組發(fā)電）：。此外，沙溪口壩址處巖石抗剪性能較差，應(yīng)注意大壩的抗滑穩(wěn)定分析的研究。揚壓力的作用會抵消部分壩體重量的有效壓力，對壩的穩(wěn)定和應(yīng)力情況不利，故需采取各種有效的防滲排水措施，以消減揚壓力，節(jié)省工程量。本工程按水利水電樞紐工程等級劃分設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，確定工程等別為二等，主要建筑物級別二級，次要建筑物級別三級，臨時建筑物級別為四級。但由于開關(guān)站布置在河岸處，需要大量塊石護岸，所以廠房施工開挖所產(chǎn)生的石料可用于開關(guān)站地基鋪填，因此，在開挖問題上兩種方案實際工程費用相差不大。樞紐布置沿壩軸線從左岸至右岸的水工建筑物依次為：重力擋水壩、船閘、溢流壩、重力擋水壩、河床式廠房，開關(guān)站初步布置于河道右岸裝配廠下游。經(jīng)綜合分析，確定了(Ⅰ).左岸船閘河床中部溢流壩右岸廠房布置方案，和(Ⅱ).左岸廠房河床中部溢流壩右岸船閘布置方案進行比選。本電站水頭不高，水深較小，水頭在20m 左右，水深不足 40m，初步設(shè)計選擇采用河床式廠房發(fā)電；洪水期下泄流量較大，河床較寬，可以選擇溢流壩表孔泄洪；兩岸山體不高，地質(zhì)狀況一般，選擇重力壩擋水；考慮通航過木過竹需要，設(shè)置較高通航能力的船閘。 樞 紐 布 置由沙溪口的水文地質(zhì)資料可知，壩址位置設(shè)計洪水位 ，對應(yīng)下游水位可由下泄流量在流量與下游水位關(guān)系曲線查得 ,水頭為 。要求樞紐設(shè)置船閘，滿足過木及通航要求。木材過壩量 1990 年為20 萬立方米，2022 年為 50 萬立方米。沙溪口水電站位于閩北電網(wǎng)中心，電站開發(fā)主要是向福州，三明，南平等地區(qū)供電，其范圍主要在閩北，參加全省電力平衡，考慮水口電站投產(chǎn)后，福建華東聯(lián)網(wǎng)，本電站負擔(dān)適當(dāng)?shù)恼{(diào)峰任務(wù)。 綜 合 利 用本工程以發(fā)電為站為主兼顧航運過木，投產(chǎn)后將接入福建省點系統(tǒng)運行。2. 二公里半道口采石場巖石為燕山早期花崗巖，無論質(zhì)量儲量均可滿足要求，唯需人工沙作實驗論證。土料在壩址的上下游范圍內(nèi)均有分布。根據(jù)室內(nèi)單點法實驗組，結(jié)合壩基得地形地質(zhì)條件分析，摩擦系數(shù)可采用算術(shù)平均值，乘上折減系數(shù) ，粘聚力建議可采用算術(shù)平均值的 1/5，見表1—5。在壩體結(jié)構(gòu)及裂隙發(fā)育程度并考慮軟化系數(shù)較低情況建議利用區(qū)內(nèi)巖石抗壓強度 1/10，其值可表 1—3。2. 云母片近似平行于理面的一組干抗壓強度值為 公斤/平方厘米。將壩軸線比較范圍限在勘 2 線~勘 1 線之間，且增設(shè) 4 線加密勘探，結(jié)果認(rèn)為 4 勘線兩岸新鮮基巖利用面較高，尤其右岸在 4 線附近的巖體新水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 13 鮮堅硬完整，可作為齒墻基礎(chǔ)，因此從地質(zhì)條件分析，認(rèn)為勘 4 線作為壩軸線是最合適的。3 壩軸線選定選定壩址后，對于原擬訂三條勘探線的勘 1，因上游臨近左河床深潭，潭底最底高程為 米，同時 1，2 勘線之間河床深槽存在 F50，F(xiàn)6 等斷裂聚匯帶；3 勘線下游右岸靠近沖溝。壩基巖面屬于裂隙性的含水層，受構(gòu)造斷裂影響，方向性明顯，局部斷裂帶和斷裂影響帶為較嚴(yán)重的透水帶，經(jīng)推算得繞壩滲漏和壩基滲漏量約為 500立方米/一晝夜，相對降水層的埋深不大。右岸大部由全風(fēng)化和強風(fēng)化所組成，其穩(wěn)定坡角建議為 40~45176。左右岸均無深層滑動可能，左岸控制其過坡穩(wěn)定的滑動面的為片理面，在壩肩開挖后，壩肩上下游局部地區(qū)片理面和順層撞壓帶，可能會引起邊坡失穩(wěn)。斷層帶由膠結(jié)角礫巖壓碎巖組成，對工程地質(zhì)條件影響不大。壩址位于鯉魚洲向斜的西北翼，構(gòu)造線以北東北北東為主，被向斜構(gòu)造多呈小型復(fù)式褶皺，背斜較緊密，向斜較舒緩。巖性以石英片巖最為堅硬，長英片巖次之，云母片巖最軟，但其抗壓強度一般也有 500kg/cm2。2 選定壩址的工程地質(zhì)條件壩址地層是由石英片巖、長英片巖和云母片巖所組成，左岸、左河床由石英片巖與云母長英片巖組成。并要求對下壩址兩岸壩頭穩(wěn)定條件及河庫傾角軟弱夾層分布和力學(xué)性質(zhì)作進一步查明，以分析其對壩基穩(wěn)定的影響。原上壩址右岸距電站廠房約為 500 米，邊坡地形較平緩，120 米高程以上坡積層經(jīng)過多次滑動，已經(jīng)趨于穩(wěn)定，下部巖體風(fēng)化較發(fā)育，T4 和附近巖體張開松弛，拉裂，T4 的緩傾角結(jié)構(gòu)面末出坡腳，高程 80 米以下的基巖出露與河庫風(fēng)華巖無露頭，片理結(jié)構(gòu)均可延續(xù)，邊坡下部不存在滑裂面，蓄水后不可能在坡腳長生脆性破裂，釀成嚴(yán)重滑坡。在綠水坑上游側(cè) 2200 米處，巖層有侏羅系有順坡向斷層構(gòu)成滑動面。庫岸穩(wěn)定：已查明，不穩(wěn)定或滑塊體有沙溪口公路上游 600 米右岸及沙溪口公路橋上游的一塊，規(guī)模估計總計約數(shù)萬立方米。庫岔中無碳酸鹽類巖石分布，故無滲漏之慮。電站所在地區(qū)地震基本烈度定位 6 度。北西向和南北向三組，北東向斷層多屬壓性，但也有彈性的，北西向斷層多屬張性。 水 庫 地 質(zhì)庫區(qū)位于閩西北的華夏地區(qū)，地層以前震旦第建歐群一變質(zhì)巖和燕山花崗巖體為主。6. 泥沙壩址沒有實測的資料，考慮采用洋口與沙縣兩站實測懸移質(zhì)輸沙率多年平均值，經(jīng)過年徑流比推算，以洋口與沙縣兩站多年平均侵蝕模數(shù)綜合分析的成果比較推得壩址懸移質(zhì)年輸沙量約為 公斤/立方米。對于入庫的洪水，通過計算入庫洪峰與天然洪峰的相對增值在 %至 1%之間，可見影響非常小，建議本水電站直接采用壩址設(shè)計洪水。根水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 11 據(jù) 30 年來的實測資料分析，較大洪水形成原因以及歷史特大洪水大部分均屬與鋒雨造成。表 11 花竹站徑流年內(nèi)分配表名稱 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 全年月平均徑流267 407 618 1080 1730 2290 946 606 470 379 288 253 778占年內(nèi)比例（%）66 11.018.315.5494091100花竹站最小流量可以根據(jù)沙縣及洋口站 1950~1978 年實測資料進行插補計算得，最小值在 1968 年，僅為 。考慮支池潭徑流系列較短，從 1954 年起才同步，故壩址多年平均流量采用花竹站 1951~1978 年流量系列計算得為 778 秒立方米，徑流模數(shù)為 萬立方米/秒平方公里。沙溪口大壩的設(shè)計最大風(fēng)速建議值采用 25~30 秒米。（3）蒸發(fā)西溪花竹以上流域蒸發(fā)量以邵武，延寧，將樂，清流，永安，沙縣六站觀測資料為計算的依據(jù)，根據(jù) 1952~1978 年資料求得，多年平均水面蒸發(fā)量，年最大蒸發(fā)量 ，年最小蒸發(fā)量 ，年內(nèi)各月蒸發(fā)量以七月最大，為 ，二月最小為 ，陸地蒸發(fā)量按水量平衡原理推河床式水電站設(shè)計及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計算求，多年平均為 。（2）濕度和水溫本流域氣候濕潤，壩區(qū)年平均相對濕度為 79%，月平均最大達 83%，發(fā)生在六月，月平均為 78%，出現(xiàn)在七月。壩區(qū)最低氣溫≤0 度的天數(shù)，全年平均為 天，以一月份出現(xiàn)的機會最多。高風(fēng)西風(fēng)槽和地面鋒系列相伴出現(xiàn)成鋒面雨，是本流域雨季最主要的天氣形勢，也是暴雨的主要成因，一般臺風(fēng)雨對本流域影響不顯著，但強臺風(fēng)與其他天氣系統(tǒng)相遇時，容易晾成洪患。降雨量地區(qū)分布有自東南向北遞增的趨勢。壩址水尺與花竹站相關(guān)，青州，官蟹兩組水尺和萊舟，照口兩組水尺分別與沙縣站和洋口站相關(guān)，高水位歷史洪水資料控制又分別按集水面積比的 次方作相應(yīng)水尺的區(qū)間加入水量，接著以史提文撕法外延求得。天然河道水位流量關(guān)系曲線，1979 年 3 月在花竹站下游約 公里鯉魚洲壩段社壩址上下水尺。1957 年停測，1960 年 9 月恢復(fù)策流至 1966 年 12 月撤消，1979 年恢復(fù)觀測水位，汛期測流。至1978 年沙溪沙縣站已積累三十年資料，富屯溪洋口站也有三四十年的實測資料。富屯溪以洋口建站最早，于 1944 年 5月設(shè)立，其他各站點均在解放前增設(shè)。水文測驗：西溪最早于 1938 年 7 月在沙溪的沙縣。蒸發(fā)量觀測都是解放后開始，本流域共有 16 個觀測站。 水 文 氣 象 條 件1. 水文氣象情況西溪的降水量觀測，解放前從 1935 年開始，但站點少，資料斷續(xù)不全，精度較差。其最大支流為金溪，全長 253 公里，地形更為陡峻，河道坡降高達 %，已建池潭水電站位于金溪中游，控制集水面積為 4766 平方公里。西溪全長 349 公里，邵武至順昌段河道坡降 %，已建安沙水電站位于沙溪中游末端，控制集水面積 5184 平方公里。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 5 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。關(guān)鍵詞沙溪口水電站、河床式廠房、重力壩、溢流壩、水輪機、發(fā)電機、抗滑穩(wěn)定性、揚壓力、軸流式水輪機、發(fā)電機層結(jié)構(gòu)設(shè)計河床式水電站設(shè)計及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計算AbstractShaxikou Hydropower Station is prepared to built at Xixi stream, upstream the city of Nanping in Fujian Province. It is one of the cascade development in the Minjiang river basin. It is a powerhouse in river channel.The main structures of Shaxikou Hydropower Station is consist of overflow spillway dam, nonoverflow spillway dam, powerhouse and lock. The dams are concrete gravity dams. The overflow spillway dam lies in the centre of the riverbed. The powerhouse lies on the right, and the lock is located on the left. The top of the nonspillway dam is at an elevation of 93 meters. The upstream of the dam is vertical, the lower slope degree is 1:,and the upper slope degree is 1:. the crest of the weir is at an elevation of meters. The overflow spillway dam is about 340 meters long in total, with 18 openings each of 17 meters wide, discharging most of the flood flow along the main river channel.The normal water lever of the reservoir is meters,while the design flood water level of the reservoir reaches at meters. The checking flood water level is about 91 meters. And the dead water level is only meters.The design crosshead is meters. The project has a total installed capacity of 320MW. It houses four axialflow turbines coupled with generators 8MW each. The type of the turbine is ZZ560LH850. The diameter of the turbine is meters. The runner setting is at an elevation of meters. The generator floor is at an elevation of meters. And it is the same with the service or erection bay. However, the checking tailwater lever is meters. The top of the powerhouse is at an elevation of 108 meters. And the powerhouse i