重力壩廠房設(shè)計說明書畢業(yè)論文(存儲版)

　　

【正文】 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/ = n’1min =nD1/ = n’1r =nD1/ = 在 ZZ560 水輪機模型綜合特性曲線上繪出 Q’1max=179。004）單位轉(zhuǎn)速、單位流量的修正△ n’1 = n’10M （ 1）maxMa/?△ Q’1 =Q’10M （ 1）x式中： n’ 10M —— 模型水輪機最優(yōu)工況下的轉(zhuǎn)速值（r/min） 。η——原型水輪機的效率（%） ，由限制工況下的模型水輪機的效率修正可得，由于轉(zhuǎn)輪直徑未知，△ η 為知，可先估算效率修正值△ η =%，限制工況下的模型水輪機的效率為 η =%，η =η +△mmη=%+%=%。σ－－氣蝕系數(shù)，由水輪機的設(shè)計工況參數(shù) n’1r =，Q’ 1M =179。/s） 。代入計算得 D1= = =)H/(39。由 ，可得 Q～N 關(guān)系曲線。?Q=1600m /s Z 下 = H= N=Q=1700m /s Z 下 = H= N=Q=1800m /s Z 下 = H= N=由插值得正常蓄水位，四臺機組發(fā)電時 Q= m /s,對應(yīng) H=,Z3下 =4） 正常蓄水位時，一臺機組發(fā)電。第 四 章 水 電 站 建 筑 物 設(shè) 計水電站建筑物的尺寸是由水輪機和發(fā)電機的主要尺寸來決定的，初步設(shè)計要首先選擇水輪機、發(fā)電機的型號，確定其安裝高程。河床式水電站設(shè)計及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計算 ??KNhpmvq smgHZ . /???????揚壓力圖 32 設(shè)計洪水位時揚壓力分布圖順 時 針順 時 針順 時 ... ????浪壓力，冰壓力，地震荷載影響較小，不予考慮。3　3　1　2 溢流壩的穩(wěn)定分析表 34 設(shè)計洪水時壩基面上荷載計算抗滑穩(wěn)定計算1)抗剪強度作用力 作用力引起的彎矩序號 作用類別 作用方向計算結(jié)果 單位作用方向力作用點 計算結(jié)果 單位1 ↓ 960 + 181762 ↓ + 自重3 ↓ 960 + 117764 ↓ 5568 + 5 ↓ + 6 ↓ + 1 7 ↓ + 水平向 → + 豎直向 1 ↓ + 上游側(cè)靜水 壓力豎直向 2 ↓ + 23 水平向 ← 3下游側(cè)靜水壓力 堅直向 ↓ + 水平向 ← 4 動水壓力 豎直向 ↓ + 1 ↑ 0 02 ↑ 3 ↑ 5 揚壓力4 ↑ KN 河床式水電站設(shè)計及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計算 ??.)(?????KPUWfKN2)抗剪斷強度公式 ?? ??339。得：1) 堰頂下游曲線與直線段的切點坐標(biāo)，根據(jù) cxydxy??,.得 ，最終解得 x=，y=，直線方程：y=,39。 （33）3．2　溢 流 壩 段 剖 面 設(shè) 計溢流壩基本剖面的確定原則與非溢流壩相同，剖面除應(yīng)滿足強度、穩(wěn)定和河床式水電站設(shè)計及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計算經(jīng)濟條件外，其外形尚需考慮水流運動要求。應(yīng)使下泄水流對河床不產(chǎn)生危及壩體安全的局部沖刷，不影響樞紐中其他建筑物的正常運行。.)( ??????????? KPACf （210）滿足抗滑穩(wěn)定條件。 上游坡 n=，下游坡 m=圖 21 擋水壩段剖面圖2．2　壩 體 穩(wěn) 定 分 析 和 應(yīng) 力 校 核2．2．1　設(shè)計洪水位時（ ）,412?2．2．1．1　荷載計算自重 順 時 針逆 時 針逆 時 ./2)(.?????水壓力上游水壓力 逆 時 針逆 時 針順 時 )(. 305.)(512 22???????河床式水電站設(shè)計及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計算下游水壓力 順 時 針逆 時 針）（ .. 142)7(.5122??????? 揚壓力 由于揚壓力較大，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，壩基面滲透壓力揚壓力強度系數(shù)為：α = α = α =圖 22 設(shè)計洪水位時揚壓力分布圖順 時 針順 時 針順 時 . )1(5..?????浪壓力圖 23 設(shè)計洪水位時浪壓力分布圖壩前水深 Hm=41m≥Lm/2=，為深水波PL=r0（L L+2hL+h0）L L/2 r0（L m/2） 2 =(++)+ /? == M= 順 時 ??????2．2．1．2　擋水重力壩的穩(wěn)定分析表 21 設(shè)計洪水時壩基面上荷載計算河床式水電站設(shè)計及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計算抗滑穩(wěn)定計算1) 抗剪強度 ??.)(?????KPUWfKN2) 抗剪斷強度公式 ?? ??339。2．1．3　廊道的布置壩體內(nèi)灌漿廊道上游壁到上游壩面的距離應(yīng)不小于 ~ 倍水頭，且不小于 4~5m，取 4m，寬度 ~3m，取 。c).材料重度。第 二 章 重 力 壩 擋 水 壩 段 設(shè) 計沙溪口水利樞紐河床較寬，初步選擇用重力壩擋水，由于重力壩壩體與地基的接觸面積大，受揚壓力的影響也大。考慮河床式水電站樞紐布置特點，為保證洪水季節(jié)泄水安全迅速，保證水流流態(tài)平穩(wěn)，防止產(chǎn)生回流，初步將泄水建筑物即溢流壩布置在河床中間。有通航要求，估計近期過壩貨運量為 30~60 萬噸。建筑物部位的分段混凝土/巖摩擦系數(shù)建議值河床式水電站設(shè)計及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計算 右岸擋水段 f = 船閘 f= 溢流段 f= 廠房段 f=各類巖石變形的模具量建議值如下： 新鮮石英片巖 20104 公斤/厘米 2 新鮮云母長英片巖 15104 公斤/厘米 2 新鮮云母片巖 10104 公斤/厘米 2表 13 壩基巖石承載能力列舉數(shù)值建議數(shù)據(jù)（公斤/厘米 2）巖 性垂直片理巖 平面片理巖微風(fēng)化 ~新鮮的石英片巖 100 55微風(fēng)化~ 新鮮的云母長英片巖 90 45微風(fēng)化 ~新鮮的云母片巖 50 10表 14 巖石室內(nèi)實驗成果表抗 剪算術(shù)平均值 圖解法 最小二乘法巖性實驗條件 tgY C tgY C tgY C組數(shù)巖/巖 18云母片巖混/巖 9巖/巖 11云母長英片巖混/巖 2石英片巖混/巖 6備注 分析中舍去少數(shù)偏大的成果表 15 巖石抗剪強度指標(biāo)建議值 建 議 值巖石名稱 邊界條件摩擦系數(shù) 粘聚力（C ）公斤/厘米 2云母片巖 巖/巖 云母長英片巖 巖/巖 云母片巖 混/巖 云母長英片巖 混/巖 長英片巖 混/巖 F4 巖/巖 巖/巖混/巖 / 建 筑 材 料在壩址附近缺少沙石料。為此放棄勘 2 線的上游和勘 1 線的下游作為壩軸線比較范圍。F50 斷層寬 30 米，需作防滲處理。綜合其它條件，選定下壩址作為沙溪口水電站的壩址。礦產(chǎn)淹沒：未發(fā)現(xiàn)有工業(yè)價值的礦產(chǎn)，因此不會影響水庫的興建。推移質(zhì)由于閩北地區(qū)無實測資料，可參照新安江羅桐埠站的分析成果，按懸移質(zhì)的 30%進(jìn)行估計，推得多年平均總輸沙量為 302 萬噸。花竹站徑流年內(nèi)分配很不均勻，從一月遞增，六月最大，占全年流量 %，然后逐月的遞減，最小為 12 月，只占全年流量的 %，最大與最小月份比達(dá) 9 倍，花竹徑流年內(nèi)分配可見見表 1。壩區(qū)極端最高氣溫 ℃，出現(xiàn)在 1953 年 8 月 1 日，℃，發(fā)生在 1955 年 1 月 11 日和1963 年 1 月 8 日。同年青洲、萊舟與梯級開發(fā)可能的官蟹，照口設(shè)水尺，觀測水位，至 9 月停測。永安設(shè)站觀測水位和流量，1939 年相繼在寧化清流設(shè)水位站。富屯溪干流全長 285 公里，邵武至順昌段河道坡降 %。電站設(shè)計水頭為 ，總裝機容量為 320MW，安裝有 4 臺軸流式水輪發(fā)電機組，每臺裝機容量為 8MW。本電站主要組成建筑物有溢流壩、非溢流壩、廠房和船閘。220kV 及 110kV 開關(guān)站布置在尾水平臺右側(cè)。 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。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。降雨量地區(qū)分布有自東南向北遞增的趨勢。（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)量河床式水電站設(shè)計及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計算以七月最大，為 ，二月最小為 ，陸地蒸發(fā)量按水量平衡原理推求，多年平均為 。根據(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。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。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。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。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。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。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。要求樞紐設(shè)置船閘，滿足過木及通航要求。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。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。由《沙溪口水電站基本情況簡要說明》中表 7 得巖石抗剪強度指標(biāo)建議值知，云母長英片巖與混凝土邊界摩擦系數(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。灌漿廊道距離基巖面距離不宜小于 倍底寬，即 =，取 4m。水平截面上的邊緣正應(yīng)力=mM ?W= B=44m上游面垂直正應(yīng)力= （212）239。 設(shè)計工況下， 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)，正常運用時取 至 ，校核情況取為 。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==。根據(jù)公式， （38）xR05.??, （39）?Hvx （310）smg/???求得 x=,R=,取 R=10m。水平截面上的邊緣正應(yīng)力=分項系數(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。1） 設(shè)計洪水位 ，由上下水尺水位~流量關(guān)系曲線可查得對應(yīng)設(shè)計洪水流量為 20500 m /s 時的下游水位為 ，則此時水頭為 。?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，一臺機組發(fā)電時，Q=405 m /s,對應(yīng) H=,Z 下3=5） 設(shè)計低水位時，四臺機組發(fā)電。1r?式中：Nr——水輪發(fā)電機額定出力（kW） N r=8/= 萬 kw Hr——設(shè)計水頭（m） ，取 。10/DHnav??水輪機的轉(zhuǎn)速一般采用發(fā)電機的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，選擇與上述計算值相近的發(fā)電機標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 n=60r/min，P=50。/s （46）則水輪機最大引用流量為：Q’max=Q’1max D12 = = m179。1r?河床式水電站設(shè)計及混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)計算式中：Nr——水輪發(fā)電機額定出力（kW） N r=8/= 萬 kw Hr——設(shè)計水頭（m） ，取 。D 1=2）選擇水輪機的轉(zhuǎn)速 n = = r/min139。△ n’1 / n’10M = 1= 1=%3%maxMa/?% △ Q’1 / Q’10M = 1= 1=%3%axa/.所以單位轉(zhuǎn)速、單位流量均可不加修正。σ－－氣蝕系數(shù)，由水輪機的設(shè)計工況參數(shù) n’1r =，Q’ 1M =179。/電站機組臺數(shù)為 4 臺，所以，電站最大引用流量為4Q’max=4==