水电站厂房设计(引水隧洞和厂房)毕业设计说明书(编辑修改稿)

水电站厂房设计(引水隧洞和厂房)毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

本区地震基本烈度，经中国科学院地球物理研究所鉴定为 6 度，场地设防烈度采用7～ 度。 坝址区水文地质条件简单，地下水为基岩裂隙潜水，含水层埋 藏深度：左岸 14～ 33米，右岸 25～ 62 米。 两岸地下水补给河水。 相对阻水层（ W〈 升 /分〉顶板埋藏深度：河床 5～ 25 米，左岸 25～ 35 米，右岸 25～ 90 米。 一般正片岩透水性大于付片岩。 河水及地下水均为重碳酸钙镁型水 PH 值为 7～ 8，呈微弱碱性，对混凝土无侵蚀性。 引水隧洞地质条件： 引水隧洞通过地带沿线出露有正、付片岩两类：付片岩主要为白云母石英纳长片岩，正片岩为绿泥钠长片岩，绿泥阳起钠长片岩。 岩石饱和抗压强度约为 300～ 700 公斤 /平方厘米，属中等坚硬岩石。 岩石坚固 系数 f 和单位弹性抗力系数 K0 的选定方法：因无试验资料，参考已建的相类似的工程比较选取。 单位弹性抗力系数 K0 是应用野外岩体静弹试验资料，选用以下公式计算作基本依据，再类比一些已建工程确定。 K0=E0/（ rb（ 1+181。 ）） 式中 E0—— 岩石变形模量； 181。 —— 岩石泊桑比； rb—— 遂洞跨度之半，取 1 米代入。 围岩不同岩石坚固系数 f 值及单位弹性抗力系数 K0 值表： 岩 性 f K0 绿泥钠长片岩 岩石呈弱风化 1～ 2 50～ 70 白云母石英钠长片岩 新鲜完整 6～ 7 600 绿泥阳起钠长片岩 新鲜完整 6～ 7 500 白云母石英钠长片岩 岩石呈弱风化 3 70～ 100 厂区地质条件： 发电厂房位于大峡沟右侧，尾水经由尾水渠泄入大峡沟，再流入堵河河道。 主、副厂房基础出露的付片岩主要为白云母石英钠长片岩，正片岩为绿泥钠长片岩。 后者呈穿插分布。 片理产状忌的趋势走向北西西，侧向北北东，倾角大于 60o 在高程 以下呈微风化或新鲜状态，其上均呈弱风化状态。 西华大学毕业设计说明书 7 岩 性 白云母石英钠长片岩 硅化白云母石英钠长片岩 绿 泥 钠 长 片 岩 绿泥 化带 断层 破碎带 风 化 程 度 新鲜 或微 风化 弱风化 新 鲜 微风化 新鲜 微风化 弱风化 弱风化 容量（吨 /立方米） 饱和抗压强度 （公斤 /平方厘米） 400 ～ 500 250 700 700~ 800 小于 700 小于 50 变形模量 E0=A 104 （公斤 /平方厘米） 10— 15 2— 3 10— 12 10 —12 5— 6 — 各种岩石饱和抗压强度 Ru，变形模量 E0 等物理力学性质指标如下表： 枢纽布置情况 坝顶高程：▽ 252m；防浪墙▽ 坝段说明： 坝段号 坝段长（米） 说 明 2 3 20 4 20 5 20 6 20 升船机 7 16 非常溢洪道（表孔），溢流面高程▽ 238 8~13 16 潜孔溢洪道，溢流面高程▽ 223 14 20 原导流明渠底坎高 后封填，设 197 泄 水孔 15 16 放坝顶门库， 15~16 之间的沿带放电梯井 与对外道路相连 16 16 坝顶变压器室 17 18 厂房坝段 D= 18 18 厂房坝段 D= 19 16 油泵间 20 21 22 23 16 8 16 16 与上坝公路相接 工程特性表 枢纽水文特性 西华大学毕业设计说明书 8 序号 名 称 单 位 数 量 备 注 1 流域面积 全流域 平方公里 11， 725 坝址以上 平方公里 11， 140 2 利用水文系列 年限 年 31 3 多年平均年迳流量 亿立米 4 代表性流量 多年平均流量 立米 /秒 191 实测最大流量 立米 /秒 10， 600 1937 年 9 月 26 日 调查历史最大流量 立米 /秒 12， 300 1867 年 设计洪水流量（ p=1%） 立米 /秒 13， 300 坝址洪水 校核洪水流量（ p=%） 立米 /秒 16， 600 坝址洪水 非常洪水流量（ p=%） 立米 /秒 17， 800 坝址洪水 施工初期导流流量 立米 /秒 800 枯水期 5 年一遇 5 泥沙 多年平均年输沙量 万吨 858 多年平均含沙量 公斤 /立米 1． 37 实测最大含沙量 公斤 /立米 45 6 天然水位 下游常水位 米 162 实测最低水位 米 黄龙滩站 1958 年 2月 25 日 （相应流量） 立米 /秒 19 实测最高洪水位 米 黄龙滩站 1937 年 9月 26 日 （相应流量） 立米 /秒 160， 00 调查最高洪水位 米 黄龙滩站 1867 年 水库特性 序号 名 称 单 位 数 量 备 注 1 水库水位 正常高水位 米 设计洪水位（ p=1%） 米 坝址洪水位 校核洪水位（ p=%） 米 坝址洪水位 非常洪水位（ p=%） 米 253． 5 坝址洪水位 死水位 米 非常死水位 米 2 水库面积 平方公里 32 正常高水位 3 水库容量 总库容 亿立米 校核洪水位以下 调节库容 亿立米 死库容 亿立米 米以下 4 库容系数 5 调节特性 季调节 6 径流利用系数 枢纽下泄流量及相应下游水位 序号 名 称 单 位 数 量 备 注 1 设计洪水时最大下泄流 立米 /秒 12， 130 西华大学毕业设计说明书 9 量 相应下游水位 米 2 校核洪水时最大下泄流量 立米 /秒 14， 250 相应下游水位 米 178． 0 3 非常洪水时最大下泄流量 立米 /秒 相应下游水位 4 设 计 枯 水 段 调 节流 量（ p=95%） 立米 /秒 相应下游水位 米 161． 6 主要建筑物特性 序号 名 称 单 位 数 量 备 注 1 拦河坝 坝型 混凝土重力坝 坝顶高程 米 252 最大坝高 米 107 坝顶总长 米 371 拦河坝控制点 米 {X=； Y=} {X=； Y=} 2 泄洪建筑物 ⑴ 潜孔溢洪道 孔数 孔 6 堰顶高程 米 227 堰顶宽度 米 12 一孔 单宽流量 立米 /秒，米 116 设计情况 消能方式 挑流 差动式鼻坎 闸门尺寸（宽高） 米 12 10 设计泄洪量（ p=1%） 立米 /秒 11， 140 六孔 校核泄洪量（ p=%） 立米 /秒 12， 220 六孔 ⑵ 表孔非常溢洪道 孔数 孔 1 堰顶高程 米 238 堰顶宽度 米 10 单宽流量 立米 /秒，米 101 校核情况 消能方式 挑流 扭曲斜鼻坎 闸门尺寸（宽高） 米 10 12 最 大泄洪量（ p=%） 立米 /秒 1， 010. ⑶ 深式泄水孔 孔数 孔 1 堰顶高程 米 197 单宽流量 立米 /秒，米 164 校核情况 消能方式 挑流 平滑鼻坎 西华大学毕业设计说明书 10 孔口尺寸（宽高） 米 5 6 设计泄洪量（ p=1%） 立米 /秒 790 校核泄洪量（ p=% 立米 /秒 820 西华大学毕业设计说明书 11 2 枢纽布置 厂房类型确定 本枢纽工程大坝坝体为混凝土重力坝，根据初 步判定，厂房类型可选择的有坝后式厂房、河床式厂房、地下厂房和岸边引水式厂房。 因本水电站枢纽坝址所在处河流堵河系山溪性河流，河谷狭窄、滩多流急，坝址处横向空间较小。 因此布置河床式厂房较不适宜，因为倘若布置为河床式厂房，会使坝体段，特别是溢流坝段的长度减小，当与洪水时不通顺，不能达到要求的泄洪流量，不能达到防洪效果。 同时，因坝体的溢流坝段按照防洪设计要求，占用了较长的坝体长度。 若布置为坝后式厂房，溢流坝段泄洪时，所产生的水雾以及震动等将对厂房造成影响，甚至可能干扰厂房的正常运行。 并且厂房的尾水与溢流段的水流 相隔太近，尾水的消能效果得不到保证，对下游的冲刷影响较大。 若采用地下厂房，根据地形资料以及地质资料，可以看到，仅有坝体右岸的山体内适宜开挖地下厂房，而左岸下游侧的地势较为平坦，开挖地下厂房的稳定性不好。 但右岸侧的山体山高坡陡，断裂构造发育，岩石较为破碎，有多条岩层分界线。 在长期的物理作用下，岸坡表层稳定条件较差。 因此右岸山体内开挖地下厂房的条件同样不理想，且开挖地下厂房的投资成本较高。 若厂房类型选用引水式厂房，则厂房只适宜布置在左岸下游侧，因右岸地形地势较陡，布置引水式厂房没有合适的位置，并且开挖量比较 大，也很难保证稳定。 而在左岸下游侧布置引水式厂房，则仅需开挖较少方量即可，且左岸的地质条件相比右岸好得多。 综合考虑，因地形位置因素，河床式厂房与坝后式厂房均不适宜，因地质条件因素，地下厂房不适宜，且开挖地下厂房的成本较高。 故本水电站枢纽工程厂房采用岸边引水式厂房，在左岸上游侧布置进水口，通过引水隧洞或管道引水至左岸下游侧的厂房。 西华大学毕业设计说明书 12 3 主要设备的选择 水轮机型号及主要参数选择 水轮机是水电站中最主要的动力设备之一，它关系到水电站的工程投资、安全运 行、动能指标及经济效益等重大问题，因此在水能规划的基础上，根据水电站水头和负荷的工作范围，正确的进行水轮机的选择是水电站设计中的主要任务之一。 水轮机的选择，在确定水轮机的型号和有关参数时，应结合枢纽布置、工期安排以及水轮机的制造、运输、安装和运行维护等方面的因素，列出可能的水轮机待选方案，进行各方案之间的动能经济比较和综合分析，力求选出技术上先进可靠，经济上合理的水轮机． 水轮机机组台数和单机容量选择 当机组台数不同时，单机容量不同，水轮机的直径、转速、效率和吸出高等也就不同，从而引起工程 投资、运行效益及产品供应等情况的不同。 本水电站总装机容量为 15W 千瓦，可考虑机组台数为 1 台、 2 台、 3 台、 4 台。 从机组台数与机电设备制造的方面考虑，采用 3 台机组和 4 台机组的情况下，单位千瓦消耗的材料太多，且制造工作量大，安装时间也较多。 且每台机组的容量过小，水轮机和发电机的生产都较为麻烦。 从机组台数与水电站投资的方面考虑，机组台数过多时，相应的辅助设备等也会增多，势必会增加投资。 但采用小机组时，厂房的起重能力、安装场地、基坑开挖量等可缩减，减少投资。 但在大多数情况下，机组台数增多将会增加投资。 从机组台 数与水电站运行效率的方面考虑，较多机组台数能使水电站有较高的平均效率。 因此若选用 1 台机组不适宜。 从机组台数与水电站运行维护的关系方面考虑，机组台数多，运行方式较为灵活，但同时管理人员增多，因此也不适宜选用过多的机组台数。 为了水电站的运行可靠性和灵活性，一般应不少于两台机组。 并且为了接线等对称，大多数情况下都希望选用偶数组机组台数。 综合考虑，本水电站枢纽选用两台机组，单机容量预算为 千瓦。 西华大学毕业设计说明书 13 水轮机型号选择 根据水文资料等，已知本水电站的设计水头 mH 73r  ， 最大水头 mH  ， 最。