某水電站廠房機(jī)組選型及調(diào)壓室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

某水電站廠房機(jī)組選型及調(diào)壓室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-PAGE６４--PAGE１-目錄全套圖紙加V信153893706或扣3346389411TOC\o"1-2"\h\z摘要 ３Abstract ４第一章設(shè)計(jì)基本資料 ６1.1地理位置 ６1.2水文與氣象 ６1.3工程地質(zhì) ８1.4交通狀況 ８1.5既給設(shè)計(jì)控制數(shù)據(jù) ９第二章樞紐布置、擋水及泄水建筑物 ９2.1樞紐布置 ９2.2擋水及泄水建筑物 ９2.3壩內(nèi)構(gòu)造 ２２2.4溢流壩消能抗沖刷措施 ２３第三章水能規(guī)劃 ２４3.1特征水頭Hmax、Hmin、Hr、Hav的選擇 ２４3.2水輪機(jī)選型比較 ２５第四章水電站引水建筑物 ３０4.1引水隧整體布置 ３０4.2細(xì)部構(gòu)造 ３１第五章水電站廠房 ３９5.1廠房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu) ３９5.2主廠房尺寸 ４７5.3廠區(qū)布置 ４９第六章專題：調(diào)壓室結(jié)構(gòu)計(jì)算 ５０6.1荷載計(jì)算 ５０6.2配筋計(jì)算 ５８參考書目 ６５摘要烏溪江水電站座落于浙江省烏溪江，湖南鎮(zhèn)，屬于梯級(jí)開(kāi)發(fā)電站，根據(jù)地形要求，其開(kāi)發(fā)方式為有壓引水式。壩區(qū)地質(zhì)條件較好，主要建筑物（砼非溢流壩），泄水建筑物（砼溢流壩），引水建筑物（有壓引水遂洞，調(diào)壓室），地面廠房。水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水位238.0m（千年一遇），相應(yīng)的下泄流量4600m3/s；校核洪水位240.0m（萬(wàn)年一遇），相應(yīng)的下泄流量8350m3/s；正常擋水位230.0m.。本設(shè)計(jì)確定壩址位于山前巒附近，非溢流壩壩頂高程241.0m。壩底高程113m。最大壩高128.0m。上游壩坡坡度1：0.15，下游壩坡坡度1：0.74，溢流壩堰頂高程229.3m。引水遂洞進(jìn)口位于壩址上游凹口處，遂洞全長(zhǎng)1064m。洞徑8.0m，調(diào)壓室位于廠房上游210m左右處，高程245m的山巒上，型式為大井小井分離布置差動(dòng)式調(diào)壓室。廠房位于下游荻青位置。設(shè)計(jì)水頭94.6m，裝機(jī)容量4×4.0=16萬(wàn)kw，主廠房?jī)魧?7.0m，總長(zhǎng)77.0m(包括裝配廠及端部副廠房)。水輪機(jī)安裝高程116.1m，發(fā)電機(jī)層高程124.5m，安裝場(chǎng)層高程124.5m。廠房附近布置開(kāi)關(guān)站，主變等。受地形限制，尾水平臺(tái)兼作公路用，壩址與廠區(qū)通過(guò)公路（公路段和遂洞段）連接，形成樞紐體系。另外，本設(shè)計(jì)還對(duì)調(diào)壓室結(jié)構(gòu)進(jìn)行了布置結(jié)構(gòu)計(jì)算。由此可見(jiàn)，本設(shè)計(jì)是合理可行的。AbstractTheWuxijianghydropowerstationislocatedinHuNanTowninZheJiangprovince,whichbelongstoachainofexploitation.Accordingtothedemandoftopographicform,Ichoosediversionhydropowerstation.Thegeologyconditionisgood.Themainconstructionconcludethewaterretainingstructure(theconcretenon–over-falldam),thereleaseworks(theconcreteover–falldam),thediversionstructure(pressureseepagetunnel,thesurge-chamber),andthesurfacepowerstation.Thedesignwaterlevelis238.0m,itscorrespondingflowamountis4600m3/s.Thechecklevelis240.0m,itscorrespondingflowis8350m3/s.Theregularwaterretaininglevelis230.0m.Thedamsiteisneartheformersaddle.Thecrestelevationofthenon-over-falldamis241.0m,andthebaseelevationis113m,Themaxheightofthedamis128.0m,Theupstreamdamslopeis1:0.15,thedownstreamdamslopis1:0.74,thespillwaycrestelevationis225.0m.Theinduceroftheseepagetunnelislocatedattherecessplace,Thelengthoftunnelis1064m,thediametricofwhichis8.0m.Thesurge-chamberislocatedatthemountain,whichis210mfromtheworkshopbuildingandistypeisdifferentialmotion.Theworkshopbuildingislocatedatdownstream,thedesignleveloftheturbineis94.0m,theequippedcapacitoris16×104kw,thecleanwidthis17.0m,itswholelengthis77.0m.Thefixleveloftheturbineis116.1m,andtheheightlfdynamois124.5m,theleveloftheadjustmentbayisalso124.5m(thesameasthedownstreamwaterlevel).Neartheworkshopbuilding,thereareswitchstationandthemaintransformerandsoon.關(guān)鍵詞：水利樞紐；擋水建筑物；泄水建筑物；穩(wěn)定；應(yīng)力；水輪機(jī)；選型；引水隧洞；調(diào)壓室；廠房。第一章設(shè)計(jì)基本資料1.1地理位置烏溪江屬衢江支流，發(fā)源于閩、浙、贛三省交界的仙霞嶺，于衢縣樟樹(shù)潭附近流入衢江，全長(zhǎng)170公里，流域面積2623平方公里。流域內(nèi)除黃壇口以下屬衢江平原外，其余均屬山區(qū)、森林覆蓋面積小，土層薄，地下滲流小，沿江兩岸巖石露頭，洪水集流迅速，從河源至黃壇口段，河床比降為1/1000，水能蘊(yùn)藏量豐富。1.2水文與氣象1.2.1水文條件湖南鎮(zhèn)壩址斷面處多年平均徑流量為83.0m3/s。表1-1壩址斷面處山前巒水位～流量關(guān)系曲線水位（m）122.71123.15123.5124.04125.4126.6128.5流量（m3/s）105010020050010002000水位（m）130.1132.6135.3137.6139.8141.8流量（m3/s）300050007500100001250015000表1-2電站廠房處獲青水位～流量關(guān)系曲線水位（m）115115.17115.39115.57115.72115.87116流量（m3/s）1020406080100120水位（m）116.13116.25116.37116.47117.05117.9118.5流量（m3/s）1401601802004007001000水位（m）119.45120.3121.97123.2125.65127.8129.8流量（m3/s）150020003000400060008000100001.2.2氣象條件烏溪江流域?qū)俑睙釒Ъ撅L(fēng)氣候，多年平均氣溫10.4℃，月平均最低氣溫4.9℃，最高氣溫28℃；7、8、9月份會(huì)受臺(tái)風(fēng)過(guò)境影響，時(shí)有臺(tái)風(fēng)暴雨影響。1.3工程地質(zhì)山前巒壩址河谷狹窄，河床僅寬110m左右，兩岸地形對(duì)稱，覆蓋層較薄，厚度一般在0.5m以下，或大片基巖出露，河床部分厚約2～4m。巖石風(fēng)化普遍不深，大部分為新鮮流紋斑巖分布，局部全風(fēng)化巖層僅1m左右，半風(fēng)化帶厚約2～12m，壩址地質(zhì)構(gòu)造條件一般較簡(jiǎn)單，經(jīng)壩基開(kāi)挖僅見(jiàn)數(shù)條擠壓破碎帶，產(chǎn)狀以西北和北西為主，大都以高傾角發(fā)育，寬僅數(shù)厘米至數(shù)十厘米。壩址主要工程地質(zhì)問(wèn)題為左岸順坡裂隙、發(fā)育，差不多普及整個(gè)山坡，其走向與地形地線一致，影響邊坡巖體的穩(wěn)定性。壩址地下水埋置不深，左岸為11～26m，右岸15～34m。巖石透水性小，相對(duì)抗水層（條件吸水量0.01L/dm）埋深不大，一般在開(kāi)挖深度范圍內(nèi)，故壩基和壩肩滲透極微，帷幕灌獎(jiǎng)深度可在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)揚(yáng)壓力對(duì)大壩的影響考慮選用。壩址的可利用基巖的埋置深度，在岸10～12m，右岸6～9m，河中6～8m，壩體與壩基巖石的摩擦系數(shù)采用0.68。引水建筑物沿線為流紋斑巖分布。巖石新鮮完整，地質(zhì)條件良好。有十余條擠壓破碎帶及大裂隙，但寬度不大，破碎程度不嚴(yán)重。廠房所在位置地形陡峻，覆蓋極薄，基巖大片出露，巖石完整，風(fēng)化淺，構(gòu)造較單一。有兩小斷層，寬0.5～0.8m，兩岸巖石完好。本區(qū)地震烈度小于6度。1.4交通狀況壩址至衢縣的交通依靠公路，衢縣以遠(yuǎn)靠浙贛鐵路。1.5既給設(shè)計(jì)控制數(shù)據(jù)a.校核洪水位：240.00m，校核最大洪水下泄流量8350m3/s。b.設(shè)計(jì)洪水位：238.00m，設(shè)計(jì)洪水最大下泄流量4600m3/s。c.設(shè)計(jì)蓄水位：230.00md.設(shè)計(jì)低水位：198.00me.裝機(jī)容量：4×40MW第二章樞紐布置、擋水及泄水建筑物2.1樞紐布置2.1.1樞紐布置形式因壩址附近河道蜿蜒曲折，多年平均徑流量83.0m3/s，較??；河床坡度比降1/1000，故根地形條件選用有壓引水式地面廠房方案。上游山前巒斷面布置擋水建筑物及泄水建筑物，大壩右岸上游約100m處有天然凹口，在此布置引水隧洞進(jìn)水口。下游獲青處布置地面廠房，開(kāi)關(guān)站等建筑物，具體位置見(jiàn)樞紐布置圖。2.1.2壩軸線位置選擇根據(jù)已知資料，山前巒壩址地形圖，選擇軸線應(yīng)滿足：盡量選擇在河谷狹窄的地方；盡量避開(kāi)較大的裂隙；滿足施工條件的要求。綜合考慮后選擇的壩軸線與左岸的交點(diǎn)坐標(biāo)為（20679191，3176358），與右岸的交點(diǎn)坐標(biāo)為（20679640，3176358），穿過(guò)右岸部分裂隙，避開(kāi)左岸裂隙；壩軸線總長(zhǎng)約440m，。由于壩軸線較短，穿過(guò)裂隙不多可作地基處理。2.2擋水及泄水建筑物2.2.1壩高確定根據(jù)水電站裝機(jī)16萬(wàn)kw，水庫(kù)總庫(kù)容15.84×108m3，取工程等級(jí)為一等，主要建筑物級(jí)別：1級(jí)，次要建筑物：3級(jí)，臨時(shí)建筑物：4級(jí)。2.2.1.1壩頂超出靜水位高度△h的計(jì)算本水電站未給出風(fēng)速資料，參照工程經(jīng)驗(yàn)，校核情況取浪高影響h=0.8m，設(shè)計(jì)情況取浪高影響h=0.5m。hc——查《水工建筑物》（上）河海大學(xué)出版社P53表2-8基本組合：

hc=0.7m，特殊組合hc=0.5m△h設(shè)=h+

hc=1.5m△h校=h+

hc=1.0m2.2.1.2壩頂高程設(shè)計(jì)洪水位+△h設(shè)=239.5m壩頂高程=校核洪水位+△h校=241.0m取壩頂高程為241.0m查壩軸線工程地質(zhì)剖面圖，得出可利用基巖最低點(diǎn)高程113.0m，由此知大壩實(shí)際高度為241.0-113.0=128.0m。2.2.2擋水建筑物——混凝土重力壩2.2.2.1基本剖面由于電站形式為引水式，故壩上游側(cè)無(wú)有壓進(jìn)水口，上游壩坡坡度不受限制，a．由應(yīng)力條件公式確定壩底的最小寬度：（2-1）b．由穩(wěn)定條件公式確定壩底的最小寬度：（2-2）式中B——壩底寬度；H——實(shí)際壩高（基本剖面H=238-113=125m）；——壩體材料容重，取24；——水的容重,取10；α——揚(yáng)壓力折減系數(shù)，取0.3；K——基本組合安全系數(shù)，查《水工建筑物》表2—7為K=1.1。兩種條件所求得的壩底寬度分別為：B=86.26m及B=96.29m。初步擬定壩底寬度為92.5m，下游坡度為m=92.5/125=0.74。2.2.2.2實(shí)用剖面考慮運(yùn)行交通及施工的要求壩頂寬度取為：B=(8%～10%)H=11m灌漿廊道距壩底5m，距上游壩面14.7m，廊道寬2.5m，高3m為了利用水重增加穩(wěn)定，上游面距壩底50m處以下設(shè)一折坡，坡度取為：n=0.15實(shí)際的壩底寬度為B=92.5+50×0.15=100m剖面示意圖如下：2.2.2.3壩底面的應(yīng)力及穩(wěn)定分析（1）荷載的計(jì)算（圖中壩底面設(shè)有上下游排水，揚(yáng)壓力有三次折減，折減系數(shù)自左至右分別為：α=0.25；α1=0.2；α2=0.5）計(jì)算結(jié)果列表如下：表2-1設(shè)計(jì)狀況下的荷載計(jì)算荷載名稱荷載符號(hào)荷載值（KN）荷載方向作用力臂（m）對(duì)截面形心的彎矩值（KNm）自重W146257↓24.353561357.95水壓力P178125→41.673255468.75P21824←3.76748.8P37500↓46.25346875P41349.8↓42.957906.42揚(yáng)壓力U111940.25↑43513430.75U22823↑3290336U310019.5↑110019.5U44798.9↑40191956浪壓力PL14.4→1251800表2-2校核狀況下的荷載計(jì)算荷載名稱荷載符號(hào)荷載值（KN）荷載方向作用力臂（m）對(duì)截面形心的彎矩值（KNm）自重W146257↓24.353561357.95水壓力P180645→42.333413971.4P22668←7.720543.6P37650↓46.25353812.5P41974.4↓41.4581838.88揚(yáng)壓力U112325.25↑43529985.75U22979↑3295328U310715.5↑110715.5U45803.9↑40232156浪壓力PL5.8→127736.6注：表中荷載值為壩體單位長(zhǎng)度1m的荷載大小。（2）穩(wěn)定分析計(jì)算利用下述公式計(jì)算：

（2-3）式中：——抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)（設(shè)計(jì)情況取1.1，校核情況取1.05）；——滑動(dòng)面上的抗剪摩擦系數(shù)（采用0.68）；——作用在滑動(dòng)面以上的力在鉛直方向投影的代數(shù)和；——作用在滑動(dòng)面以上的力在水平方向投影的代數(shù)和；——作用在滑動(dòng)面上的揚(yáng)壓力。計(jì)算結(jié)果為：設(shè)計(jì)情況下：=1.12>1.1，滿足穩(wěn)定要求；校核情況下：=1.08>1.05，滿足穩(wěn)定要求。（3）應(yīng)力分析計(jì)算利用下述公式計(jì)算：a．水平截面上的邊緣正應(yīng)力：（2-4）式中——作用在計(jì)算截面以上全部荷載的鉛直分力總和；——作用在計(jì)算截面以上全部荷載對(duì)截面形心的力矩總和；——計(jì)算截面沿上下游方向的寬度。b．邊緣剪應(yīng)力：（2-5）式中——分別為計(jì)算截面上下游的水壓力強(qiáng)度；——分別為上下游壩面坡率。c．鉛直截面上的邊緣正應(yīng)力：（2-6）式中——分別為上下游邊緣揚(yáng)壓力強(qiáng)度。d．邊緣主應(yīng)力：（2-7）（2-8）計(jì)算結(jié)果列表如下：表2-3壩底面應(yīng)力計(jì)算表設(shè)計(jì)情況1371.851138.65-205.8842.630.9623.51402.701762.20校核情況1371.021248.7-197.55924.129.6683.81346.601932.60注：表中各應(yīng)力值單位為（KPa）。經(jīng)過(guò)計(jì)算，壩底面沒(méi)有出現(xiàn)拉應(yīng)力，剖面滿足應(yīng)力條件要求。2.2.2.4上游折坡點(diǎn)所在平面的應(yīng)力分析荷載的計(jì)算計(jì)算結(jié)果列表如下：表2-4設(shè)計(jì)狀況下的荷載計(jì)算荷載名稱荷載符號(hào)荷載值（KN）荷載方向作用力臂（m）對(duì)截面形心的彎矩值（KNm）自重W120644.8↓22.25459346.8W235703.2↓2.0874262.66水壓力P128125→25703125揚(yáng)壓力U13046.9↑24.574649.05U24593.75↑3.2514929.7浪壓力PL14.4→751080表2-5校核狀況下的荷載計(jì)算荷載名稱荷載符號(hào)荷載值（KN）荷載方向作用力臂（m）對(duì)截面形心的彎矩值（KNm）自重W120644.8↓22.25459346.8W235703.2↓2.0874262.66水壓力P129645→25.67760987.2揚(yáng)壓力U13128.1↑24.576638.45U24716.25↑3.2515327.81浪壓力PL5.8→77446.6應(yīng)力分析計(jì)算采用計(jì)算公式同式（2-4）～（2-8）計(jì)算結(jié)果列表如下：表2-6上游折坡點(diǎn)所在平面應(yīng)力計(jì)算設(shè)計(jì)情況429.51331.80985.60729.3429.502061.10校核情況299.81425.401054.80780.5299.802205.90注：表中各應(yīng)力值單位為（KPa）。經(jīng)過(guò)計(jì)算，上游折坡點(diǎn)所在平面沒(méi)有出現(xiàn)拉應(yīng)力，剖面滿足應(yīng)力條件要求。2.2.3泄水建筑物—混凝土溢流壩2.2.3.1堰頂高程考慮到基巖存在擠壓破碎帶，故取設(shè)計(jì)狀況下的單寬流量q=65m3/s,則溢流壩前緣總凈寬L=4600/65=70.7m，設(shè)計(jì)狀況下洪水下泄量忽略發(fā)電引水部分。溢流堰閘孔數(shù)初定n=5,每孔凈寬b=14m計(jì)算堰上水頭（設(shè)計(jì)狀況下）Q=LmH2/3（2-9）式中Q=4600m—流量系數(shù),設(shè)計(jì)水頭下取0.5—側(cè)收縮系數(shù),取=0.9g—重力加速度，取g=9.81計(jì)算得Ho設(shè)=10.3m校核狀況下Q=LmH2/3（2-10）式中Q=8350,=0.9,m=0.5計(jì)算得Ho校=15.3m,堰頂高程=設(shè)計(jì)洪水位–Ho設(shè)=227.7m堰頂高程=校核洪水位-Ho校=224.7m考慮閘門的布置要求，初定堰頂高程為：▽=224.7m,正常蓄水位230m取閘門高度10m，閘墩厚度d=4m2.2.3.2溢流壩實(shí)用剖面設(shè)計(jì)（1）溢流面曲線堰頂最大水頭=校核洪水位-堰頂高程=15.3m設(shè)計(jì)堰上水頭 Hd=85%=13.0m溢流面曲線采用WES曲線Xn=KHdn-1y（2-11）式中Hd—定型設(shè)計(jì)水頭K．n—與上游壩面坡度有關(guān)的系數(shù)和指數(shù)（查手冊(cè)知k=2.0,n=1.85）則Y=x1.85/(2×13.00.85)=x1.85/17.7堰頂點(diǎn)上游橢圓曲線+=1（2-12）取a=0.3b=a/(0.87+3a)=0.17則橢圓方程為：對(duì)WES曲線求導(dǎo)，令其結(jié)果為下游壩面坡度，得出曲線與直線段切點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x=20.31，代入壩面直線方程：y=x/0.74-13.3得出y=14.15，代入曲線方程得出y=14.83，據(jù)此，將溢流壩頂點(diǎn)向下游平移（14.83-14.15）×0.74=0.5m。直線段為原基本剖面壩面直線。下部反弧段采用圓弧曲線，由R/H=0.3～0.7確定反弧半徑為R=32m。（2）消能設(shè)計(jì)擬采用挑流消能方式：下游最高尾水位136.1m，根據(jù)鼻坎應(yīng)高出下游水深1～2m,取鼻坎高程為137m，高度為h=137-113=24m；鼻坎挑角取α＝25o由圖量得鼻坎伸出基本剖面長(zhǎng)度L=13.0m。由于L/h=13.0/27=0.48＜0.5，不必驗(yàn)算鼻坎截面應(yīng)力。反弧處水深計(jì)算查《水力學(xué)》（下）P53取=0.95，由公式（2-13）式中To——總有效水頭Hco——臨界水深（校核洪水位閘門全開(kāi)時(shí)反弧處水深）φ——流速系數(shù)查表取0.9設(shè)計(jì)情況下：To=238-136.1=101.9m；單寬流量q=4600/70=56.7m/s經(jīng)試算得：hco=1.41m；反弧段流速v=q/hco=56.7/1.41=46.6m/s校核情況下：To=240-136.1=103.9m；單寬流量q=8350/70=119.3m/s經(jīng)試算得：hco=2.42m；反弧段流速v=q/hco=119.3/2.42=49.3m。2.2.3.3壩底面的應(yīng)力及穩(wěn)定分析荷載的計(jì)算計(jì)算方法與非溢流壩相同，結(jié)果列表如下：表2-7設(shè)計(jì)狀況下的荷載計(jì)算荷載名稱荷載符號(hào)荷載值（KN）荷載方向作用力臂（m）對(duì)截面形心的彎矩值（KNm）自重W154740↓14.252258410動(dòng)水壓力PX972←2423328PY3773.73↓38.75146232.04靜水壓力P177746.55→41.673239699P21824←6.3711618.88P37500↓53397500揚(yáng)壓力U111940.25↑49.75594027.4U22823↑38.75109391.3U310019.5↑9.7597690.13U44798.9↑40191956表2-8校核狀況下的荷載計(jì)算荷載名稱荷載符號(hào)荷載值（KN）荷載方向作用力臂（m）對(duì)截面形心的彎矩值（KNm）自重W154740↓14.252258410動(dòng)水壓力PX1867.4←2444817.6PY7274.88↓38.75281901.6靜水壓力P180072.55→41.673336623P22668←6.3716995.16P37650↓53405450揚(yáng)壓力U112325.25↑49.75613181.2U22979↑38.75115436.3U310715.5↑9.75104476.1U45803.9↑40232156注：表中荷載值為壩體單位長(zhǎng)度1m的荷載大小。（2）穩(wěn)定分析計(jì)算利用公式（2-3）計(jì)算：計(jì)算結(jié)果為：設(shè)計(jì)情況下：=1.24>1.1，滿足穩(wěn)定要求；校核情況下：=1.22>1.05，滿足穩(wěn)定要求。（3）應(yīng)力分析計(jì)算利用公式（2-4）～（2-8）計(jì)算：計(jì)算結(jié)果列表如下：表2-9壩底面應(yīng)力計(jì)算表設(shè)計(jì)情況608.11786.35-91.221321.913.7978.2621.8302764.50校核情況544.11895.6-81.611402.712.21032556.3102933.60注：表中各應(yīng)力值單位為（KPa）。經(jīng)過(guò)計(jì)算，壩底面沒(méi)有出現(xiàn)拉應(yīng)力，剖面滿足應(yīng)力條件要求。2.3壩內(nèi)構(gòu)造2.3.1壩頂結(jié)構(gòu)2.3.1.1非溢流壩壩頂寬11m，兩邊設(shè)欄桿，路面中間高，兩略邊低，呈圓拱狀，以便于排水，道路兩旁設(shè)排水管，具體布置見(jiàn)大圖。2.3.1.2溢流壩溢流壩段壩頂較非溢流壩段向上游伸出4m，向下游伸出8.5m，故壩頂總寬為23.5m，壩上布置門機(jī)軌道，溢流堰上設(shè)置兩道閘門，上游側(cè)設(shè)事故檢修閘門，堰頂稍偏下游布置工作閘門。閘墩寬度4m，邊墩2m，故溢流壩段總長(zhǎng)86m，閘門門槽深1m寬1.5m。2.3.2壩體分縫2.3.2.1縱縫溢流壩段和非溢流壩段縱縫間距均為25m，具體位置見(jiàn)正圖2.3.2.2橫逢溢流壩段的橫逢分在閘墩中間，每個(gè)閘墩分一逢；非溢流壩段分逢從溢流壩段兩側(cè)邊墩起每隔25m分一條橫逢。上游側(cè)設(shè)有三道止水片。具體見(jiàn)正圖。2.3.3壩內(nèi)廊道沿灌漿廊道向上，間隔30m布置一層廊道，共分三層，每層縱向廊道布置向下游延伸的橫向廊道，并在下游再布置一條縱向貫穿廊道作為連接。非溢流壩段除底層廊道橫向不貫穿至下游外，其余橫向廊道均貫穿，非溢流壩段橫向廊道連接兩排縱向廊道。為了進(jìn)一步減小揚(yáng)壓力以利于壩體的穩(wěn)定，壩基面上下游布置了兩道主排水廊道。灌漿廊道尺寸寬3m，高4m，除灌漿廊道外，其余廊道尺寸寬2m，高3m，由于上游壩面折坡點(diǎn)較低，故廊道上下垂直布置，排水管亦垂直布置。2.3.4壩基地基處理壩址處巖基抗?jié)B性較好，故防滲帷幕灌漿處理比較簡(jiǎn)單。左岸有斷層破碎帶貫穿整個(gè)山坡，故需進(jìn)行灌槳加固處理，除適當(dāng)國(guó)深表層砼塞外，仍需在較深的部位開(kāi)挖若干斜并和平洞，然后用砼回填密實(shí)，形成由砼斜塞和水平塞所組成的剛性支架，用以封閉該范圍內(nèi)的破碎填充物，限制其擠壓變形，減小地下水對(duì)破碎帶的有害作用。河床段及右岸靠近河床段了裂隙，采用砼梁和砼拱進(jìn)行加固，具體分法是將軟弱帶挖至一定深度后，回填砼以提高地基局部地區(qū)的承載力。2.4溢流壩消能抗沖刷措施消能方式采用挑流消能挑距按下式計(jì)算（2-14）式中L——水舌距(m)；V1——坎頂水面流速（m/s）可取坎頂平均流速V的1.1倍；α——鼻坎挑射角度；h1——坎頂平均水深在鉛直方向的投影；h2——坎頂至河床表面高差（m）；g——重力加速度。計(jì)算得L＝248.7m沖刷坑深度按下式計(jì)算（2-15）式中——沖刷坑深度H——上下游水位差hk——取決于出坎單寬流量g的臨界水深，——取決于巖石抗沖刷能力的無(wú)因次參數(shù)，對(duì)于堅(jiān)硬巖石Kr1=0.7~人1此處取1.1t——下游平均水深計(jì)算得tr＝8.2m。L/=248.7/8.2=30.3＞5，滿足要求。由于下游基巖質(zhì)量較好，且水流沿河道較平順，故抗沖刷措施比較簡(jiǎn)單。只需在溢流壩與非溢流壩交界處設(shè)1m寬的導(dǎo)水墻，下游岸坡做簡(jiǎn)單防浪措施即可。第三章水能規(guī)劃3.1特征水頭Hmax、Hmin、Hr、Hav的選擇3.1.1最大水頭Hmax校核洪水位下四臺(tái)機(jī)組滿發(fā)情況：上游水位為240m，忽略發(fā)電引用流量，由下泄流量8350m/s查狄青水位流量曲線得下游水位為128.15m。取水頭損失為3%，則最大水頭為Hmax=（240-128.15）×3%=108.49m設(shè)計(jì)洪水位下四臺(tái)機(jī)組滿發(fā)情況：同樣，Hmax=（238-123.94）×3%=110.64m設(shè)計(jì)蓄水位下一臺(tái)機(jī)組發(fā)電情況：上游水位為230m，效率η=η水×η電=90%×96%=86.4%假定單機(jī)引用流量Q，由式Q=N/9.81Hη試算得出最大水頭為Hmax=111.24m，此時(shí)Q=42.4m/s綜上，最大水頭為111.24m3.1.2最小水頭Hmin取設(shè)計(jì)低水位下四臺(tái)機(jī)組滿發(fā)情況：上游水位為198m，效率η=86.4%同樣假定單機(jī)引用流量Q，由式Q=N/9.81Hη試算得出最小水頭為Hmin=78.97m，此時(shí)Q=59.76m/s3.1.3平均水頭Hav平均水頭=上游平均水位-下游平均水位-水頭損失對(duì)于引水式電站，上游平均水位為壓力前池正常水位與最低水位平均值，即（230+198）/2=214m下游平均水位取四臺(tái)機(jī)組滿發(fā)情況，同樣經(jīng)過(guò)試算可得出平均水頭為Hav=94.6m，此時(shí)Q=50.0m/s3.1.4設(shè)計(jì)水頭Hr引水式電站取Hr=Hav=94.6m3.2水輪機(jī)選型比較根據(jù)水頭工作范圍和設(shè)計(jì)水頭查資料選擇水輪機(jī)型,適合的有HL200和HL180兩種型號(hào)，下面將對(duì)它們比較方案進(jìn)行選擇。3.2.1HL200水輪機(jī)方案的主要參數(shù)選擇3.2.1.1轉(zhuǎn)輪直徑D1查《水電站》表3-6得限制工況下單位流量=950L/S=0.95m3/S效率＝89.4％，由此初步假定原型水輪機(jī)在此工況下的單位流量＝=0.95m3/S,假定效率η＝91.1％水輪機(jī)額定力Nr=4×104／96％＝41700kW設(shè)計(jì)水頭Hr=Hav=94.6m=2.31m（3-1）取之相近而偏大的標(biāo)稱直徑D1＝2.5m3.2.1.2轉(zhuǎn)速n計(jì)算查《水電站》表3-4HL200最優(yōu)工況下單位轉(zhuǎn)速=68r/min，初步假定原型==68r/minr/min（3-2）選用與之接近的同步轉(zhuǎn)速n=250r/min3.2.1.3單位轉(zhuǎn)速n的修正值查《水電站》表3-4，HL200最優(yōu)工況下ηMmax=90.7%,模型轉(zhuǎn)輪直徑D1M=0.46m則原型效率其中——模型最優(yōu)工況下效率；D1M——模型轉(zhuǎn)輪直徑?？紤]制造工藝差異性，取與假定值相同。（3-3）由于，故單位轉(zhuǎn)速可不加修正，也可不加修正最后求得η＝91.1%，D1＝2.5m，n=250r/min3.2.1.4工作范圍檢驗(yàn)在Hr，Nr條件下（3-4）則水輪機(jī)最大引用流量Qmax=Q1maxD12=49.24m3/S與特征水頭Hmax、Hmin、Hr相對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速為3.2.1.5吸出高度Hs計(jì)算設(shè)計(jì)工況下參數(shù)=77.11r/min=811L/s氣蝕系數(shù)＝0.084修正值＝0.019（3-5）式中——水輪機(jī)安裝位置的海拔高程，在初始計(jì)算時(shí)取下游平均水位海拔110m；H——水輪機(jī)設(shè)計(jì)水頭。計(jì)算得Hs＝0.134m,3.2.2HL180方案主要參數(shù)選擇3.2.2.1轉(zhuǎn)輪直徑D1查《水電站》表3-6得限制工況下單位流量=860L/S=0.86m3/S效率＝89.5％，由此初步假定原型水輪機(jī)在此工況下的單位流量＝=0.86m3/S,假定效率η＝90.8％水輪機(jī)額定力Nr=4×104／96％＝41700kW設(shè)計(jì)水頭Hr=Hav=94.6m=2.43m取之相近而偏大的標(biāo)稱直徑D1＝2.5m3.2.2.2轉(zhuǎn)速n計(jì)算查《水電站》表3-4HL180最優(yōu)工況下單位轉(zhuǎn)速=67r/min，初步假定原型==67r/min選用與之接近的同步轉(zhuǎn)速n=250r/min3.2.2.3效率修正及單位參數(shù)修正查《水電站》表3-4，HL180最優(yōu)工況下ηMmax=92%,模型轉(zhuǎn)輪直徑D1M=0.46m則原型效率考慮制造工藝差異性，取與假定值相同。由于，故單位轉(zhuǎn)速可不加修正，也可不加修正最后求得η＝90.8%，D1＝2.5m，n=250r/min

3.2.2.4工作范圍檢驗(yàn)在Hr，Nr條件下則水輪機(jī)最大引用流量Qmax=Q1maxD12=49.48m3/S與特征水頭Hmax、Hmin、Hr相對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速為

3.2.2.5吸出之度Hs確定設(shè)計(jì)工況下參數(shù)=77.11r/min=814L/s氣蝕系數(shù)＝0.081修正值＝0.019計(jì)算得Hs＝0.42m,3.2.3HL200和HL180方案比較表3－1方案參數(shù)對(duì)照

項(xiàng)目HL200HL180模型參數(shù)推薦用水頭范圍（m）最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速n10＇（r//min）最優(yōu)單位流量Q10＇（L/S）最高效率bMmax(%)√氣蝕系數(shù)包含高效率區(qū)的多少90~1256880090.7%0.084較多90~1256772092%0.081較多原

型工作水頭（m）轉(zhuǎn)輪直徑D1（m）轉(zhuǎn)速n(r/min)最高效率額定出力Nr(kw)最大引用流量Qmax(m3/s)√吸出高度（m）71~1172.525093.4%4170049.240.13471~1172.525094.3%4170049.480.42比較之后選擇機(jī)型HL1803.2.4水輪機(jī)安裝高程水輪機(jī)采用立軸式，安裝高程按下式計(jì)算：Zs＝ω＋HS＋bo／2（3-6）式中ZS－水輪機(jī)安裝高程ω－設(shè)計(jì)水尾位，bo-導(dǎo)葉高度,bo=0.2D1=0.5mHs-吸出高度求得ZS＝116.1m第四章水電站引水建筑物4.1引水隧整體布置4.1.1洞線布置（水平位置）根據(jù)洞線布置要求，隧洞進(jìn)口段設(shè)在坐標(biāo)（20679660，3176318）處洞線起始沿南北向正向延伸，至第一個(gè)拐彎處的坐標(biāo)為（20679600，3176850），至第二個(gè)拐彎處的坐標(biāo)為（20679428，3177158），至第三處的坐標(biāo)為（20679390，3177300）使洞線方向北偏東9度直至廠房。整條線路上所有節(jié)理，斷層破碎帶均與洞線以較大的角度相交，且壓力管道出口處地勢(shì)較陡，便于布置。4.1.2垂直方向隧洞進(jìn)口斷面為矩形，漸縮至主閘門段，過(guò)閘門段之后由矩形漸變圓形，至壓力管道處再度漸變，隧洞段坡降0.4％，至壓力管道后以45度角向下拐彎至坐標(biāo)高程116.1m（水輪機(jī)安裝高程）后水平布置分岔管直至廠房。4.2細(xì)部構(gòu)造4.2.1隧洞洞徑設(shè)計(jì)水位下四臺(tái)機(jī)滿發(fā)隧洞流量Q＝4Qmax=197.92m3/S假定有壓隧洞中的經(jīng)濟(jì)流速v=4m/s,采用圓形斷面，則隧洞直徑=7.94m，取D=8.0m。4.2.2隧洞進(jìn)口段根據(jù)地形條件隧洞采用洞式進(jìn)水口。4.2.2.1閘門孔口斷面斷面寬度略小于洞徑，取7.8m，高度略大于洞徑，取8.2m。斷面面積A=7.8×8.2=63.96m2斷面流速v=Q/A=197.92/63.96=3.1m/s通氣孔面積根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式取通氣孔面積為4m24.2.2.2進(jìn)口高程閘門頂?shù)陀谧畹退坏难蜎](méi)深度為：m（4-1）式中Scr——閘門低于最低水位的臨界淹滅深度c——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取C＝0.6d——閘門孔口高度考慮半個(gè)浪高0.3m，進(jìn)水口底部高程為：▽=198-6.2-0.3-8.2=183.3m4.2.2.3攔污柵斷面過(guò)柵流速取v=0.8m/s，斷面凈面積為A=Q/v=197.92/0.8=247.4m2進(jìn)口段底面為平面，頂部采用橢圓曲線連接，攔污柵與閘門之間側(cè)墻用直線連接方式。橢圓曲線長(zhǎng)軸a=(1.0~1.5)D，取12m短軸，取4m則橢圓曲線方程為：斷面采用矩形，柵片傾斜60°放置。進(jìn)口頂高h(yuǎn)=8.2+4=12.2m寬度b=m中間設(shè)置隔墩，估算每片攔污柵寬度為5m進(jìn)口布置如圖：4.2.2.4閘門段及漸變段、事故閘門與檢修閘門之間間距約0.4h=3.28m，考慮門槽布置，閘門段長(zhǎng)取8m，閘門段后斷面漸變?yōu)閳A形，漸變段長(zhǎng)度為（1.5~2）D=12m~16m，取15m。4.2.3攔污柵設(shè)計(jì)設(shè)支墩寬2m，共計(jì)18個(gè)柵片，每個(gè)柵片6×h=2.6×3.5m2,柵條厚取10mm，間距取84mm。其結(jié)構(gòu)示意圖如下：在高程215m處設(shè)置攔污柵清污平臺(tái)。4.2.4壓力管道設(shè)計(jì)管道內(nèi)徑估算，（4-2）取6.4m。式中Qmax——鋼管最大設(shè)計(jì)流量；Hr——設(shè)計(jì)水頭岔管采用卜型布置各分管內(nèi)徑均用經(jīng)濟(jì)直徑公式估算。估算壓力管道主管段全長(zhǎng)160m。上游如需調(diào)壓室，則布置在最靠近廠房地面高程的地方。4.2.5調(diào)壓室設(shè)計(jì)4.2.5.1根據(jù)近似準(zhǔn)則判斷是否要設(shè)調(diào)壓室廠房上游=6.13s>2~4s；（4-3）所以引水隧洞上必須設(shè)置調(diào)壓室。式中L——壓力水道（包括螨殼及尾水管）長(zhǎng)度，m；g——重力加速度，9.81；H——設(shè)計(jì)水頭，m；Tω——壓力水道的慣性時(shí)間常數(shù)，s。4.2.5.2計(jì)算托馬斷面（4-4）式中——隧洞洞線總長(zhǎng)——隧洞斷面面積此時(shí)水位取死水位，引水隧洞糙率取小糙率，鋼管采用大糙率死水位4臺(tái)機(jī)組滿發(fā)對(duì)應(yīng)的隧洞流量Q＝245.76m3/s（4-5）式中hw0——隧洞段水頭損失hwmo——壓力管道段水頭損失hwo=hf+hwhf－沿程水頭損失hw－局部水頭損失隧洞段水頭損失hwo=hw+hf=（1.4~1.62）m壓力管道部分hwmo=hfm+hwfm=9.26m。則H1=HO-hwo-3hwmo=65.4m則=406.64.2.5.3調(diào)壓室選擇設(shè)計(jì)（1）阻抗式取大井?dāng)嗝鏋镕=410m2，大井直徑D=22.85m。增荷情況取m=0.5，（由2臺(tái)機(jī)組增加到4臺(tái)）最高低浪計(jì)算：水頭損失取大值1.62m參數(shù)＝77.62（4-6）（4-7）=3.52＝3.52×1.62＝4.08m;為達(dá)到平衡設(shè)計(jì)，取則阻抗孔口水頭損失hco=13.08×1.62=21.19b．減荷情況取丟棄全負(fù)荷計(jì)算最高涌浪計(jì)算：水頭損失取小值1.4m參數(shù)＝103.93S==72.75m（4-8）XO==0.019（4-9）最高涌浪由下式經(jīng)過(guò)試算得出：（4-10）經(jīng)過(guò)試算，Xm=-0.103涌浪水位為Zm=XmS=-7.49m由于，（4-11）不滿足平衡設(shè)計(jì)。重新假定η值為7.5，，可以滿足平衡設(shè)計(jì)。此時(shí)，可見(jiàn)，阻抗式調(diào)壓室不適用。（2）差動(dòng)式計(jì)算托馬斷面時(shí)計(jì)入底部流速的影響：（4-12）為了避開(kāi)破碎帶，升管與大井分開(kāi)布置。升管直徑取8m，與隧洞洞徑相同。斷面面積為=50.265m2，大井直徑初選18m，斷面面積為=254.469m2+=304.734m2＞282.03m2，滿足波動(dòng)衰減條件。a.突增負(fù)荷情況取m=0.5，（由2臺(tái)機(jī)組增加到4臺(tái)）最低涌浪計(jì)算：水頭損失取大值1.62m（4-13）最大下降水位：（4-14）則水由大井流進(jìn)升管的孔口阻抗系數(shù)為： ==16.08（4-15）阻抗損失：m（4-16）阻抗孔口面積為：（4-17）式中——水由大井流進(jìn)升管的孔口流量系數(shù)，取0.8。b．核算最高涌浪丟棄全負(fù)荷計(jì)，流量減小到0。最高涌浪計(jì)算：水頭損失取小值1.4m水升管由流進(jìn)大井的孔口阻抗系數(shù)為：==28.59（4-18）式中——水由升管由流進(jìn)大井的孔口流量系數(shù)，取0.6。用試算法計(jì)算：假定最高波動(dòng)水位Zm相應(yīng)大井水體積為：（4-19）升管溢流量為：（4-20）溢流水舌厚度：（4-21）式中M——堰頂流量系數(shù)，取1.5；B——堰頂周長(zhǎng)，m。堰頂高于靜水位高度：（4-22）進(jìn)入大井水的體積為：（4-23）經(jīng)試算最高波動(dòng)水位Zm為–15.5m升管溢流量為溢流水舌厚堰頂高于靜水位高度：最低涌浪水位=198–6.92=191.08m最高涌浪水位=230+15.5=245.5m從進(jìn)水口到調(diào)壓室處坡降為0.4%,進(jìn)水口處閘門中心線高程?=187.3m調(diào)壓室處隧洞中心線高程?=184.1m溢流堰頂高程?=230.0+2.38=232.38m差動(dòng)式調(diào)壓室由兩個(gè)直徑不同的圓筒組成，其底部阻力孔口與外面的大井相通，它綜合地吸取了阻抗式與溢流式調(diào)壓室的優(yōu)點(diǎn)，并且多用與高水頭地質(zhì)條件好的地形，與本電站相符合。第五章水電站廠房5.1廠房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)5.1.1水輪機(jī)發(fā)電機(jī)外形尺寸5.1.1.1主要尺寸（1）極距（5-1）式中Sf——發(fā)電機(jī)額定客量（KVA）；——系數(shù)，取8~10此時(shí)取9；P——磁極對(duì)數(shù)P=12。（2）定子內(nèi)徑（5-2）（3）定子鐵芯長(zhǎng)度（5-3）式中C——系數(shù)查表C=4×10-6~6.5×10-6取C=5×10-6（4）定子鐵芯外徑（5-4）5.1.1.2外形尺寸估算（1）定子機(jī)座外徑（5-5）（2）風(fēng)罩內(nèi)徑St>20000KVAD2=612+240=852mm（3）轉(zhuǎn)子外徑D3=Di=451cm（4）下機(jī)架最大跨度10000<St<100000KVAD4=D5+60=410cm其中D5為水輪機(jī)坑直徑，查表為350cm。（5）推力軸承外徑D6和勵(lì)磁機(jī)外徑D7查表得D6=300cm；D7=200cm5.1.1.3軸向尺寸計(jì)算（1）定子機(jī)座高度ne=250>214r/min，（2）上機(jī)架高度懸式承載機(jī)架，上機(jī)架高度h2=0.25Di=113cm（3）推力軸承高度勵(lì)磁機(jī)高度h4和永磁機(jī)高度h6，副勵(lì)磁機(jī)h5h3=170cmh4=210cm（其中機(jī)架高度800mm）h5=100cmh6=70cm（4）下機(jī)架高度懸式h7（5）定子支座支承面至下機(jī)架支承面或下?lián)躏L(fēng)板之間的距離懸式非承載機(jī)架h8（6）下機(jī)架支承面至主軸法蘭底面距離h9=100cm（7）轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度無(wú)風(fēng)扇時(shí)，取h10（8）發(fā)電機(jī)主軸高度發(fā)電機(jī)總高H=h1+h2+…+h9-h7=1124cm主軸高h(yuǎn)11=0.8H=899cm5.1.2發(fā)電機(jī)重量（5-6）式中K1——系數(shù)，懸式K1=8~10，這里取9發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重約為Gf=158t發(fā)電機(jī)飛軸力矩估算（5-7）5.1.3水輪機(jī)蝸殼及尾水管水頭范圍78.97~111.24>40m，故采用金屬蝸殼，對(duì)于D1=2.5m<3m的高水頭混流水輪機(jī)，采用圓形焊接或鑄造結(jié)構(gòu)蝸殼半徑：Vc—蝸殼斷面流速座環(huán)外徑Da=4200mm，內(nèi)徑D6=3400mm表5-1蝸殼漸變段內(nèi)徑數(shù)據(jù)表斷面φiρi(mm)ai=ra+ρi(mm)Ri=ra+2ρi(mm)034515923867545913001484375952432255136936445013321012423517475941651101337644775120939321441536757423017375973046927443213尾水管尺寸（標(biāo)準(zhǔn)混凝土肘管）h=2.6D1=7.15m，L=4.5D1=12.375m，B5=2.72D1=7.48mD4=h4=1.35D1=3.713m,h6=0.675D1=1.856mL1=1.82D1=5.005mmh5=1.22D1=3.355m5.1.4調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)速設(shè)備選擇5.1.4.1調(diào)速功計(jì)算A=（200~250）QD1>30000N.m（5-8）（屬大型調(diào)速器）式中Hmax—最高水頭D1——水輪機(jī)直徑5.1.4.2調(diào)速器選擇（1）接力器直徑ds=（5-9）根據(jù)手冊(cè)選擇ds=350mm的標(biāo)準(zhǔn)接力器（2）接力器最大行程Smax=1.4a0max（5-10）a0max——水輪機(jī)導(dǎo)葉最大開(kāi)度由綜合特性曲線上查得a0Mmax=30mma0max=a0Mmax則Smax=0.228m（3）接力器容積計(jì)算（5-11）（4）主配閥直徑（5-12）式中選用導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間Ts=4S油管中流速v=4.5m/s根據(jù)主配閥直徑查手冊(cè)選用DT-100型電氣液壓型調(diào)速器5.1.4.3油壓裝置選擇VK=（18~20）VS=1.06~1.18m3選用組合式油壓裝置HYZ-1.6組合型油壓設(shè)備。5.1.5水輪機(jī)閥門及其附件由一根輸水管向幾臺(tái)機(jī)組供水時(shí)，需設(shè)進(jìn)水閥，水頭較大，故選用蝴蝶閥（配套設(shè)備：伸縮節(jié)、空氣閥、旁通閥）（5-13）壓力油源及設(shè)備:a.油泵輸油量V=80L/minb.油壓裝置>4.5VS=4.5×0.08=0.36m3取組合式油壓裝置HYZ-4.0油壓裝置的外形及尺寸如下：表5-2：油壓裝置外形尺寸型號(hào)油罐長(zhǎng)度寬n(mm)總高H油罐高h(yuǎn)油罐外徑HYZ-1.62400mm170032702370φ1028HYZ-4.02950mm200044503050φ1300進(jìn)水閥附件旁通閥：直徑取φ400mm,空氣閥：直徑φ=400mm.為便于進(jìn)水閥安裝有拆卸、附設(shè)伸縮節(jié)。5.1.6起重機(jī)設(shè)備選擇1、設(shè)備型號(hào)臺(tái)數(shù)選擇：最大起重量158t，機(jī)組臺(tái)數(shù)4臺(tái)，選用一臺(tái)雙小車起重機(jī)，跨度14m（根據(jù)廠房?jī)魧挻_定）具體尺寸參數(shù)如下：表5-3工作參數(shù)表名義起重量（t）單臺(tái)小車起重量（t）跨度Lkm起重高度m速度（m/min）單臺(tái)小車重（t）起升運(yùn)行主鉤副鉤主鉤副鉤小車大車2×1001002015261613.727.719起重機(jī)最大輪壓起重機(jī)總重（t）電動(dòng)機(jī)（型號(hào)/KW）總?cè)葜兀↘W）單臺(tái)小車起重量(t)起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行主副小車大車61.594JZR2-51JZR2-22-6JZR2-41-89310020-1812×2/5×2/11×2主要尺寸小車輪距LT小車輪距KT大車輪距K大梁底面至輕道距F起重機(jī)最大寬度B輕道中心距起重機(jī)外端距離B1軌道面至起重機(jī)頂端距離H4400200044006509200460370軌道面至緩沖器距離H1車軌中心至緩沖器外端距離操作室底面至軌道面h3兩小車吊鉤間極限位置推薦用大車軌道吊鉤至軌道吊鉤至軌道中心距離hh11200198029003100主鉤副鉤L1L2Qu-100124070011001600平衡梁吊點(diǎn)至大車軌頂極限位置189mm吊具：雙小車平衡梁尺寸表5-5平衡梁參數(shù)吊鉤起重量（t）平衡梁起重量(t)aa1a2a3bhh1自重(t)2×10020037803100145070013009406545785.2主廠房尺寸5.2.1長(zhǎng)度5.2.1.1機(jī)組段長(zhǎng)度蝸殼層L=5.74+5.11=10.85m尾水管層L=B+2δ2=6.86+2.4=9.26mC、發(fā)電機(jī)層L=φ+b+2δ=8.52+2×0.5+4=13.52m式中B——尾水管寬度;δ2——尾水管邊墩砼厚度取1.2m;φ3——發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑;δ3——發(fā)電機(jī)風(fēng)罩壁厚，一般取0.3~0.4m；b——兩臺(tái)機(jī)組之間風(fēng)罩外壁的凈距，一般取1.5~2.0m；但因機(jī)組間布置樓梯，一般取3-4m；最終取機(jī)組段長(zhǎng)度為13.5m。5.2.1.2端機(jī)組段長(zhǎng)度L=7.5m5.2.1.3裝配場(chǎng)長(zhǎng)度1.0~1.5機(jī)組段長(zhǎng)度再由吊車極限位置同時(shí)控制，確定裝配場(chǎng)長(zhǎng)度為15m，再設(shè)置端部副廠房，最終確定廠房段總長(zhǎng)77m。5.2.2寬度由于廠房設(shè)置蝴蝶閥，故廠房寬度取決于下部尺寸，結(jié)合橋吊的標(biāo)準(zhǔn)跨度，取廠房寬度為17m。裝配場(chǎng)寬度與主廠房相同。5.2.3廠房各層高程確定5.2.3.1水輪機(jī)安裝高程HL180-LJ-2505.2.3.2尾水管底板高程（5-14）式中h1——尾水管高度（m）bo——導(dǎo)葉高度（m）5.2.3.3水輪機(jī)層樓板高程=ZS+r2+h3=118.5m（5-15）式中r2—蝸殼進(jìn)口半徑h3—蝸殼進(jìn)口斷面上部尺寸5.2.3.4發(fā)電機(jī)定子安裝高程=+h1+h2=121.5m（5-16）式中h1——水輪機(jī)進(jìn)人孔高h(yuǎn)2——孔頂深梁高5.2.3.5發(fā)電機(jī)層樓板高程（定子埋入式）=+h=121.5+2.93=123.8m，取為124.5m采用發(fā)電機(jī)層和裝配場(chǎng)層同高方案，裝配廠高程124.5m。該高程低于校核情況下游水位，但高于設(shè)計(jì)情況下游水位?？紤]洪水期對(duì)外交通，將主廠房大門作成止水門，洪水時(shí)關(guān)閉，暫時(shí)中斷對(duì)外交通，人員經(jīng)高處通道進(jìn)出。5.2.3.6吊車軌頂?shù)母叱?134.5m；5.2.3.7廠房頂部高程=140.0m。5.3廠區(qū)布置廠房部分依山而建，可利用場(chǎng)地面積狹小，又因廠房尾水管尺寸較長(zhǎng)故考慮將副廠房布置在廠房下游，廠房東面有一定面積的平整場(chǎng)地，故考慮廠房東側(cè)布置開(kāi)關(guān)站（220KV）廠房西側(cè)布置主變和110KV開(kāi)關(guān)站，公路廠房西側(cè)過(guò)來(lái)，因廠房后身依傍山坡，無(wú)法作交通用，故考慮以尾水平臺(tái)作公路用，公路空心蓋板下面布置電葫蘆起吊運(yùn)送閘門。根據(jù)布置需要取下游副廠房總寬7.3m，尾水平臺(tái)總寬3.9m，故尾水管長(zhǎng)度需加長(zhǎng)至15.4m。副廠房共分四層，最上層布置直接生產(chǎn)用房，（中控室，繼電保護(hù)盤室等）具體布置見(jiàn)正圖，第二層布置電纜層，第三層布置出線層，其作用是將電傳至廠房西側(cè)的主變。最下一層布置事故油層。第六章專題：調(diào)壓室結(jié)構(gòu)計(jì)算6.1荷載計(jì)算假設(shè)井壁與底板剛性連接，為埋于巖石中的調(diào)井受力計(jì)算：6.1.1基本假定：根據(jù)文克爾的假定，巖石為均勻彈性介質(zhì)，當(dāng)井壁及地板向巖石的方向變位時(shí)，巖石產(chǎn)生的抗力與變位成正比，P=ky;井壁與巖石緊密結(jié)合，其間的摩擦力已能維持井壁自重，故井壁的垂直位移為0；底板受到井壁傳來(lái)的對(duì)稱徑向力（拉力或壓力）所引起的變位與井壁撓曲變位相比很小可忽略不計(jì)。故假設(shè)底板沒(méi)有水平變位；井壁及底板厚度與直徑相比較薄，可用薄殼與薄板理論計(jì)算。6.1.2計(jì)算步驟：6.1.2.1求出大井底部的定端力矩、剪力及撓度：當(dāng)井壁底端固定，承受內(nèi)力壓力作用時(shí)，井壁底部的定端力矩公式MF=（6-1）式中R——井壁中心線半徑t——井壁襯砌厚度r——水的容重E——襯砌材料的彈性摸量μ——襯砌材料的泊松比H——水位高度β——系數(shù)，β=＝1.036D——撓曲勁度D==4.72×105計(jì)算得：MF=-269.7KNm/m定端剪力公式為：VF=（6-2）式中各符號(hào)意義同上，計(jì)算得：VF=563.48KN/m抗撓勁度公式為：=2βD（6-3）計(jì)算得：=9.78×105KNm/m6.1.2.2求出底板端部的定端力矩、剪力及撓度：底板的定端力矩和抗撓勁度同環(huán)行板：平均外半徑b=9.3m，內(nèi)半徑a=1.86m。底部的定端力矩公式為：Mr=（6-4）式中——荷載強(qiáng)度 ——特性長(zhǎng)度l===1.3 ——底板撓曲剛度 ==2.186×106δ——底板厚度，取1.0m。K′——彈性系數(shù)C1C2C3C4由下面方程求得：C1Z1+C2Z2+C3Z3+C4Z4+1=0C1Z1′+C2Z2′+C3Z3′+C4Z4′=0由z==1.82，查表求得Z1=0.8367Z2=-0.7953Z3=0.1588Z4=-0.1056Z1′=-0.3612Z2′=-0.8509Z3′=-0.15943Z4′=0.1056Z1″=-0.5945Z2″=-0.364Z3″=0.098Z4″=-0.2175由z==9.10，查表求得Z1=80.85Z2=20.72Z3=0.032144Z4=-0.0003616Z1′=67.14Z2′=-43.58Z3′=0.049289Z4′=0.03427Z1″=13.375Z2″=-75.78Z3″=-0.0003718Z4″=-0.0002613分別代入方程可解得：C1=-0.0016C2=-0.01555C3=-5.8146C4=-8.9139再由q=588.6KN/m2l=1.3m代入式（6-4）求得Mra=-843.94KNm/mMrb=-670.97KNm/m抗撓勁度公式為S=-(∑CnZn″+∑CnZn′)（6-5）式中∑Zn′及∑Zn″同上，∑Cn由下述方程組求得：C1Z1（a）+C2Z2（a）+C3Z3（a）+C4Z4（a）=0C1Z1′（a）+C2Z2′（a）+C3Z3′（a）+C4Z4′（a）=1C1Z1（b）+C2Z2（b）+C3Z3（b）+C4Z4（b）=0C1Z1′（b）+C2Z2′（b）+C3Z3′（b）+C4Z4′（b）=0代入得C1=0.0011C2=-0.00524C3=0.48719C4=-8.7725將相應(yīng)數(shù)值代入式（6-5）得：內(nèi)緣Sa=3.998×106外緣Sb=8.88×105傳遞系數(shù)Cab==0.2226.1.2.3對(duì)井壁和底板進(jìn)行力矩分配MO=MF+△MV0=VF+△V△M由井壁與底板不平衡力矩及抗撓度分配求得，不平衡彎距為：Mrb-MF=-670.79+269.79=401.09KNm分配比為：=0.524（直井）1–0.524=0.476（底板）分配彎距401.09×0.524=210.17401.09×0.476=190.92故筒底最終彎距為M0=-269.7–210.17=-479.87KNm剪力為V0=563.48+1.036×210.17=781.22KN6.1.2.4求出升管底部的定端力矩、剪力及撓度：計(jì)算方法與大井相同，利用公式（6-1）及（6-2）計(jì)算可得：定端力矩為MF=-236.89KNm定端剪力為VF=-236.89KN6.1.2.5求出沿井壁的力矩、剪力及環(huán)向力的分布x由井底向上計(jì)取，在距離底板x處的力矩Mx、剪力Vx、傾角、變位Yx及環(huán)向力Tx分別用下式計(jì)算：Mx=Vx==Yx=（6-6）Tx=其中：φ=ξ=ψ=θ=計(jì)算結(jié)果列表如下：表6-1大井井壁荷載分布表xβxφψθξ0011100.50.5180.81220.22380.5180.294211.0360.4864-0.12340.18160.30491.51.5540.213-0.20370.00410.211422.0720.0502-0.1708-0.06030.11052.52.59-0.0245-0.1032-0.06380.039433.108-0.0431-0.0462-0.04470.00193.53.626-0.036-0.0112-0.0236-0.012444.144-0.02190.0047-0.0086-0.01344.54.662-0.00990.009-0.0004-0.009455.18-0.00250.00760.0025-0.00515.55.6980.0010.00460.0028-0.001866.2160.00190.00210.002-0.00016.56.7340.00160.00050.00110.000677.2520.00130.00010.00070.0006續(xù)：MxVxdy/dxYxTx-479.87781.220.001755-0.00088-1450.4-167.903467.35720.0011380.000228375.1327-3.49282206.75650.0005570.0006341042.59657.1980951.058390.0001730.0006521072.74359.23526-23.5633-1.6E-050.00054888.228241.46717-41.4469-7.7E-050.000407669.845522.11513-34.2032-7.2E-050.000311511.97067.924852-21.0789-4.6E-050.000258425.00860.404615-9.65175-2.1E-050.000237390.072-2.33755-2.31535-3.5E-060.000233382.9636-2.646080.8663935.03E-060.000235387.1449-1.83721.803898.01E-060.000239393.1412-0.987161.5411337.92E-060.000241396.242-0.315350.9871846.81E-060.000241396.4196-0.171390.6746966.19E-060.000239393.47086.1.2.6求出升管的力矩、剪力及環(huán)向力的分布同樣利用公式（6-6）計(jì)算，結(jié)果列表如下：表6-2升管井壁荷載分布表xβxφψθξ0011100.55310.5180.81220.22380.5180.29421.10621.0360.4864-0.12340.18160.30491.65931.5540.213-0.20370.00410.21142.21242.0720.0502-0.1708-0.06030.11052.76552.59-0.0245-0.1032-0.06380.03943.31863.108-0.0431-0.0462-0.04470.00193.87173.626-0.036-0.0112-0.0236-0.01244.42484.144-0.02190.0047-0.0086-0.01344.97794.662-0.00990.009-0.0004-0.00945.5315.18-0.00250.00760.0025-0.00516.08415.6980.0010.00460.0028-0.00186.63726.2160.00190.00210.002-0.00017.19036.7340.00160.00050.00110.00067.74347.2520.00130.00010.00070.0006續(xù)：MxVxdy/dxYxTx-236.89528.020.000915-0.00014-486.097-51.948272.33170.0006110.0002981061.42930.3390194.609930.0003090.0004421571.23350.46693.2159260.0001040.0004321535.81640.86193-32.28387.73E-080.0003761336.31924.61376-33.8461-3.6E-050.0003161125.07211.11704-23.3989-3.5E-050.000275977.96372.608156-12.4114-2.3E-050.000252897.9831-1.2094-4.53991-9.4E-060.000243864.7661-2.14244-0.17342-2.1E-070.00024855.4015-1.842571.3405524.49E-060.00024854.8792-1.096231.4856926.23E-060.00024855.2044-0.497831.0564426.28E-060.00024852.4543-0.092580.578415.73E-060.000238846.9314-0.021510.3672025.41E-060.000236838.6426.1.2.7