狄青水電站壓力鋼管分岔管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專題說(shuō)明書

目錄TOC\h\z\t"標(biāo)題1,2,標(biāo)題2,3,標(biāo)題3,4,(1)x,1,樣式標(biāo)題1+段前:0.5行段后:0.5行,1,樣式標(biāo)題1+段前:0.5行段后:0.5行1,2"目錄 1摘要 3Abstract 4第1章設(shè)計(jì)基本資料 51.1地理位置 51.2水文與氣象 51.2.1水文條件 51.2.2氣象條件 61.3工程地質(zhì) 71.4當(dāng)?shù)亟ㄖ牧?81.5既給設(shè)計(jì)控制數(shù)據(jù) 91.5.1設(shè)計(jì)洪水位 91.5.2校核洪水位 91.5.3設(shè)計(jì)蓄水位 91.5.4設(shè)計(jì)低水位 91.5.5裝機(jī)容量 9第2章樞紐布置、擋水及泄水建筑物 102.1建筑物等級(jí)確定 102.2樞紐布置 102.2.1樞紐布置形式 102.2.2壩軸線位置比較選擇 102.3混凝土非溢流壩 102.3.1剖面設(shè)計(jì) 102.3.2穩(wěn)定與應(yīng)力校核 142.3.3混凝土壩的材料與構(gòu)造 282.3.4地基處理 282.4混凝土溢流壩 292.4.1溢流壩孔口尺寸的確定 292.4.2溢流壩堰頂高程的確定 302.4.3閘門的選擇 312.4.4溢流壩剖面 312.4.5溢流壩穩(wěn)定驗(yàn)算 342.4.6溢流壩的結(jié)構(gòu)布置 372.4.7消能與防沖 37第3章水電站廠房 393.1水輪機(jī)的選擇 393.1.1特征水頭的選擇 393.1.2水輪機(jī)型號(hào)選擇 413.1.3水輪機(jī)安裝高程 463.2廠房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu) 473.2.1發(fā)電機(jī)外形尺寸估算 473.2.2發(fā)電機(jī)重量估算 493.2.3水輪機(jī)蝸殼及尾水管 493.2.4調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)速設(shè)備選擇 503.2.5水輪機(jī)閥門及其附件 523.2.6起重機(jī)設(shè)備選擇 543.3主廠房尺寸及布置 543.3.1長(zhǎng)度 543.3.2寬度 553.3.3廠房各層高程確定 553.4廠區(qū)布置 57第4章水電站引水建筑物 584.1引水隧洞整體布置 584.1.1洞線布置（水平位置） 584.1.2垂直方向 584.2細(xì)部構(gòu)造 584.2.1隧洞洞徑 584.2.2隧洞進(jìn)口段 584.3調(diào)壓室 604.3.1調(diào)壓室功用 604.3.2設(shè)置調(diào)壓室的條件 614.3.3壓力管道設(shè)計(jì) 614.3.4計(jì)算托馬斷面 614.3.5計(jì)算最高涌波引水道水頭損失 654.3.6計(jì)算最低涌波引水道水頭損失 684.3.7調(diào)壓室方案比較 70第5章岔管專題設(shè)計(jì) 775.1岔管的布置原則 775.2岔管形式的選擇 775.3設(shè)計(jì)工況分析、荷載計(jì)算和允許應(yīng)力要求 775.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 785.4.1管壁厚度的計(jì)算 785.4.2岔管體形設(shè)計(jì) 795.4.3肋板計(jì)算 82參考文獻(xiàn) 87摘要AbstractTheDiQinghydropowerstationislocatedinHuNanTowninZheJiangprovince,whichbelongstoachainofexploitation.Accordingtothedemandoftopographicform,Ichoosediversionhydropowerstation.Thegeologyconditionisgood.Themainconstructionconcludethewaterretainingstructure(theconcretenon–over-falldam),thereleaseworks(theconcreteover–falldam),thediversionstructure(pressureseepagetunnel,thesurge-chamber),andthesurfacepowerstation.Thechecklevelis238m,itscorrespondingflowis7000m3/s.Thedesignwaterlevelis235.5m,itscorrespondingflowamountis5000m3/s.Thedamsiteisneartheformersaddle.Thecrestelevationofthenon-over-falldamis240.35m,andthebaseelevationis112.0m,Themaxheightofthedamis12Theinduceroftheseepagetunnelislocatedattherecessplace,Thelengthoftunnelis1100m,thediametricofwhichis8.2m.Thesurge-chamberislocatedatthemountain,whichisTheworkshopbuildingislocatedatdownstream,thedesignleveloftheturbineis94.89m,theequippedcapacitoris17.0×104kw,thecleanwidthis19.6m,itswholelengthis70m.Thefixleveloftheturbineis115.24m,theheightofhydraulictrbineis117.98m,andtheheightofdynamois125.84m,Neartheworkshopbuilding,thereareswitchstationandthemaintransformerandsoon. Thisdesignisconcludedbranchpipe.第1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，于衢縣樟樹潭附近流入衢江，全長(zhǎng)170公里，流域面積2623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。215123281.2水文與氣象1.2.1水文條件山前巒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圖1-1壩址斷面處山前巒水位～流量關(guān)系曲線表1-2電站廠房處狄青水位～流量關(guān)系水位(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)15002000300040006000800010000圖1-2壩址斷面處狄青水位～流量關(guān)系曲線1.2.2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℃。多年平均降雨為1710mm，雨量年內(nèi)分配極不均勻，4、5、6三個(gè)月屬梅雨季節(jié)，降雨量占全年的50%左右。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，其降雨量占全年的25%左右。表1-3水庫(kù)水位—面積、容積曲線()()()1.3工程地質(zhì)庫(kù)區(qū)多高山峽谷，平原極少。地層多為白堊紀(jì)流紋斑巖及凝灰?guī)r分布，柱狀節(jié)理及順坡向節(jié)理裂隙普遍，斷裂構(gòu)造不甚發(fā)育，受水庫(kù)回水影響，可能有局部土滑、崩塌等情況，但范圍不會(huì)很大，因此庫(kù)區(qū)的岸坡穩(wěn)定問題是不嚴(yán)重的。唯壩前水庫(kù)左岸的梧桐口至壩址一段地形陡峭，順坡裂隙較為發(fā)育，經(jīng)調(diào)查有四處山坡因順坡裂隙切割，不夠穩(wěn)定，每處不穩(wěn)定巖體為23萬(wàn)立方米庫(kù)取未發(fā)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的礦床，僅湖南鎮(zhèn)上游破石至山前巒一帶有30余個(gè)舊礦，經(jīng)地質(zhì)部華東地質(zhì)局浙西隊(duì)調(diào)查，認(rèn)為無(wú)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本工程曾就狄青、山前巒兩個(gè)壩址進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)工作，經(jīng)分析比較，選用了山前巒壩址。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24m。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212m，壩址地質(zhì)構(gòu)造條件一般較簡(jiǎn)單，經(jīng)壩基開挖僅見數(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1126m，右岸1534m。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0.50.8m，兩岸巖石完好。本區(qū)地震烈度小于6度。1.4當(dāng)?shù)亟ㄖ牧媳竟こ绦枰[石約186萬(wàn)立方米，砂67萬(wàn)立方米。經(jīng)勘測(cè)，砂的粒徑偏細(xì)，礫石超粒徑的含量偏多，其他指標(biāo)均能滿足要求，但壩址附近幾個(gè)料場(chǎng)的儲(chǔ)量不能完全滿足設(shè)計(jì)要求。故不足的砂石料用軋石解決，軋石料場(chǎng)選在大壩左岸距壩址0.812公里范圍內(nèi)。不足的砂料用樓里村附近的幾個(gè)料場(chǎng)補(bǔ)充，距壩址2.53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)1.5.1設(shè)計(jì)洪水位：，設(shè)計(jì)最大洪水下泄流量1.5.2校核洪水位：，校核洪水最大下泄流量，相應(yīng)的水庫(kù)庫(kù)容1.5.3設(shè)計(jì)蓄水位：1.5.4設(shè)計(jì)低水位：1.5.5裝機(jī)容量：(兩臺(tái)機(jī))第2章樞紐布置、擋水及泄水建筑物2.1建筑物等級(jí)確定水庫(kù)總庫(kù)容（由校核洪水位238m查得），主要建筑物為一等1級(jí)建筑物，次要建筑物為3級(jí)，臨時(shí)建筑物4級(jí)2.2樞紐布置2.2.1樞紐布置形式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150m2.2.2壩軸線位置比較選擇根據(jù)已知資料，山前巒壩址地形圖，選擇兩條壩軸線。a線沿東西向與河道垂直，縱坐標(biāo)76340，b線也沿東西向，縱坐標(biāo)76380。a線總長(zhǎng)449m，穿過(guò)左岸部分裂隙；b線總長(zhǎng)432m，避開左岸裂隙。由于壩軸線較短，穿過(guò)裂隙不多可作地基處理故選擇b線方案。2.3混凝土非溢流壩2.3.1剖面設(shè)計(jì).1壩高的確定表2-1吹程及風(fēng)速吹程D(m)計(jì)算風(fēng)速Vf(m/s)基本組合（正常情況）220022.5（多年平均最大風(fēng)速1.5~2.0倍）特殊組合（校核情況）222515（洪水期多年平均最大風(fēng)速）壩頂或壩頂上游防浪墻應(yīng)超出水庫(kù)靜水位高度：（2-1）式中：——累計(jì)頻率為1%的波浪高度m——波浪中心線高出靜水位高度m——取決于壩級(jí)別和計(jì)算情況的安全超高內(nèi)陸峽谷水庫(kù)宜用官?gòu)d水庫(kù)公式計(jì)算：（2-2）（2-3）式中：——計(jì)算風(fēng)速（m/s），設(shè)計(jì)狀況宜采用洪水期多年平均最大風(fēng)速的1.5~2.0倍，校核狀況宜采用洪水期多年平均最大風(fēng)速；D——吹程（km），指壩前沿水面至對(duì)岸的最大直線距離，可根據(jù)水庫(kù)狀況確定。若庫(kù)形狹長(zhǎng)，應(yīng)以5倍平均庫(kù)面為準(zhǔn)。壩高=（1）按基本組合（正常情況）計(jì)算：壩頂高程=設(shè)計(jì)洪水位+(2)按特殊組合（校核情況）計(jì)算：壩頂高程=校核洪水位+綜上：壩頂高程取為240.35m.2壩底寬的確定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，取上游面坡度，同時(shí)用應(yīng)力條件和穩(wěn)定條件公式確定壩底的最小寬度。（1）按應(yīng)力條件確定壩底最小寬度為上游坡度，取時(shí)可以得到：（2-5）式中：B——壩底寬度，m；——基本剖面壩高，m——壩體材料容重取值23.5KN/m3——水容重10KN/m3——揚(yáng)壓力折減系數(shù),按規(guī)范壩基面取0.3（2）按穩(wěn)定條件確定壩底最小寬度假定上游庫(kù)水位與三角形頂點(diǎn)平齊，上游水深=壩高=240.35m，下游無(wú)水壩的荷載只考慮上游水平水壓力P，壩體自重G及揚(yáng)壓力U荷載設(shè)計(jì)值：重力設(shè)計(jì)值：揚(yáng)壓力設(shè)計(jì)值：靜水壓力設(shè)計(jì)值：由《水工建筑物》表4-1查得1級(jí)水工建筑物K=1.10所以壩底寬由穩(wěn)定控制取m=0.79→B=.2實(shí)用剖面.1壩頂寬度壩頂寬度b=（8%～10%）H=10.268m~12.835m，且不小于2m。本設(shè)計(jì)取12m.2剖面形態(tài)由上可知，穩(wěn)定條件為限制條件，所以采用上游壩面上部鉛直、而下部呈傾斜，這樣可利用部分水重來(lái)增強(qiáng)壩的穩(wěn)定性。折坡點(diǎn)起點(diǎn)位置應(yīng)結(jié)合引水、擋水建筑物的進(jìn)水高程來(lái)選定，一般為把高的1/3~1/2（42.78~85.57），取折坡高程為112+48=160.0m，坡度為1:0.15壩底總寬=圖2-1非溢流壩剖面圖2.3.2穩(wěn)定與應(yīng)力校核原理及公式：本設(shè)計(jì)采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則，以分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算?；炷林亓畏謩e按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行下列計(jì)算和驗(yàn)算：混凝土重力壩及壩上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)水工建筑物的級(jí)別，采用不同的水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級(jí)別，見下表表2-2水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級(jí)別按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮下列兩種作用效應(yīng)組合：式中：——結(jié)構(gòu)重要系數(shù)，對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)的結(jié)構(gòu)及構(gòu)件，可分別取用1.1、1.0、0.9；對(duì)偶然組合，應(yīng)采用下列極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式——偶然組合結(jié)構(gòu)系數(shù)，見表2-5表2-3作用分項(xiàng)系數(shù)表2-4材料性能分項(xiàng)系數(shù)表2-5結(jié)構(gòu)系數(shù)按照承載能力極限狀態(tài)，應(yīng)計(jì)算下列兩種作用組合。承載能力極限狀態(tài)作用的基本組合和偶然組合按表2-6規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。持久狀況下正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)按長(zhǎng)期組合計(jì)入“基本組合由下列永久和可變作用產(chǎn)生的效應(yīng)組合”的有關(guān)作用進(jìn)行計(jì)算。壩體在施工和檢修情況下應(yīng)按短期組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。作用值大小及其組合應(yīng)按照建筑物施工與檢修具體條件確定。表2-6承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)包括：壩體混凝土與基巖接觸面的抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)：核算壩基面抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)時(shí)，根據(jù)規(guī)定，應(yīng)按材料的標(biāo)準(zhǔn)值和作用的標(biāo)準(zhǔn)值或代表值分別計(jì)算基本組合和偶然組合。壩趾抗壓強(qiáng)度承載能力極限狀態(tài)：核算壩趾抗壓強(qiáng)度時(shí)，根據(jù)規(guī)定，應(yīng)按材料的標(biāo)準(zhǔn)值和作用的標(biāo)準(zhǔn)值或代表值分別計(jì)算基本組合和偶然組合。壩體選定截面（壩基面與折坡面）下游端點(diǎn)的抗壓強(qiáng)度承載能力極限狀態(tài)：核算壩體選定計(jì)算截面下游截面端點(diǎn)抗壓強(qiáng)度時(shí)，根據(jù)規(guī)定，應(yīng)按材料的標(biāo)準(zhǔn)值和作用的標(biāo)準(zhǔn)值或代表值分別計(jì)算基本組合和偶然組合。.2正常使用極限狀態(tài)：按材料力學(xué)方法進(jìn)行壩體上、下游面混凝土拉應(yīng)力驗(yàn)算，必要時(shí)進(jìn)行壩體及結(jié)構(gòu)變形計(jì)算；復(fù)雜地基局部滲透穩(wěn)定驗(yàn)算。按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮下列兩種效應(yīng)組合：壩體及結(jié)構(gòu)的混凝土應(yīng)按所處環(huán)境條件、使用條件、結(jié)構(gòu)部位和結(jié)構(gòu)型式及施工條件，滿足耐久性要求。正常使用極限狀態(tài)作用效應(yīng)的短期組合采用下列設(shè)計(jì)表達(dá)式正常使用極限狀態(tài)作用效應(yīng)的長(zhǎng)期組合采用下列設(shè)計(jì)表達(dá)式正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)包括：應(yīng)按作用的標(biāo)準(zhǔn)值分別計(jì)算作用的短期組合和長(zhǎng)期組合。核算壩體上游面的垂直應(yīng)力時(shí)，應(yīng)按作用的標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算作用的長(zhǎng)期組合。計(jì)算公式為：式中：——計(jì)算截面上全部作用對(duì)截面形心的力矩之和，，逆時(shí)針方向?yàn)檎?；核算壩體下游面的垂直應(yīng)力時(shí)，應(yīng)按作用的標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算作用的短期組合。計(jì)算公式為：計(jì)算成果：.1設(shè)計(jì)狀況:滿足要求。壩址抗壓強(qiáng)度承載能力極限狀態(tài)：滿足要求。長(zhǎng)期組合下壩踵不出現(xiàn)拉應(yīng)力（運(yùn)行期）滿足要求。短期組合下壩趾不出現(xiàn)拉應(yīng)力（完建）滿足要求。折坡面：圖2-3非溢流壩荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖（折坡面）滿足要求。折坡點(diǎn)正常使用極限狀態(tài)的抗拉驗(yàn)算：長(zhǎng)期組合下壩體上游垂直面不出現(xiàn)拉應(yīng)力（運(yùn)行期）滿足要求。短期組合下壩體下游面不出現(xiàn)拉應(yīng)力（完建）滿足要求。.2設(shè)計(jì)狀況:圖2-4非溢流壩荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖（壩基面） 滿足要求。壩址抗壓強(qiáng)度承載能力極限狀態(tài)：滿足要求。長(zhǎng)期組合下壩踵不出現(xiàn)拉應(yīng)力（運(yùn)行期）滿足要求。短期組合下壩趾不出現(xiàn)拉應(yīng)力（完建）滿足要求。折坡面：圖2-5非溢流壩荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖（折坡面）滿足要求。折坡點(diǎn)正常使用極限狀態(tài)的抗拉驗(yàn)算：長(zhǎng)期組合下壩體上游垂直面不出現(xiàn)拉應(yīng)力（運(yùn)行期）滿足要求。短期組合下壩體下游面不出現(xiàn)拉應(yīng)力（完建）滿足要求。.3校核狀況:圖2-6非溢流壩荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖（壩基面） 滿足要求。壩址抗壓強(qiáng)度承載能力極限狀態(tài)：滿足要求。長(zhǎng)期組合下壩踵不出現(xiàn)拉應(yīng)力（運(yùn)行期）滿足要求。折坡面：圖2-7非溢流壩荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖（折坡面）滿足要求。折坡點(diǎn)正常使用極限狀態(tài)的抗拉驗(yàn)算：長(zhǎng)期組合下壩體上游垂直面不出現(xiàn)拉應(yīng)力（運(yùn)行期）滿足要求。2.3.3混凝土壩的材料與構(gòu)造材料采用的混凝土編號(hào)為構(gòu)造.1壩頂結(jié)構(gòu)采用實(shí)體結(jié)構(gòu)，頂面按路面設(shè)計(jì)，在壩頂上布置排水系統(tǒng)和照明設(shè)備.2壩體分縫橫縫將壩體沿壩軸線方向分成若干壩段，其縫面常為平面，不設(shè)鍵槽，不進(jìn)行灌漿，使各壩段獨(dú)立工作?？p的寬度器取1cm，橫縫間距為20m，橫縫止水用兩道金屬止水片（紫銅片或不銹鋼片）和一道防滲瀝青井?？v縫是為了適應(yīng)混凝土的澆筑能力和減小施工期溫度應(yīng)力而設(shè)置的臨時(shí)縫。本設(shè)計(jì)采用兩條垂直縱縫，距離為為了加強(qiáng)壩體的整體性，縫面一般設(shè)置鍵槽，槽的短邊和長(zhǎng)邊大致與第一及第二主應(yīng)力相交，使槽面基本承受正壓力。且鍵與槽互相咬合，可提高縱縫的抗剪強(qiáng)度。.3壩內(nèi)廊道除基礎(chǔ)帷幕灌漿廊道寬3m高3.5m外，其余廊道尺寸寬2.0m，高3.0m。2.3.4地基處理開挖與清理壩基帷幕灌漿帷幕灌漿是在靠近上游壩基設(shè)一排或幾排鉆孔，利用高壓灌漿填塞基巖內(nèi)的裂縫和孔隙等滲水通道，在基巖中形成一道相對(duì)密實(shí)的阻水帷幕。其作用是：降低壩基的滲透壓力，減少滲透流量；防止壩基內(nèi)產(chǎn)生機(jī)械或化學(xué)管涌，即防止基巖裂縫中的充填物被帶走或溶濾。壩基排水設(shè)施布置橫向及縱向排水廊道大小為2.4混凝土溢流壩2.4.1溢流壩孔口尺寸的確定下瀉流量的確定按千年一遇設(shè)計(jì)假設(shè)最大下泄流量全部從溢流壩頂過(guò)流，可能遭遇檢修或其他應(yīng)急情況，故發(fā)電流量作為安全儲(chǔ)備（設(shè)計(jì)）（校核）孔口尺寸設(shè)計(jì)情況：取單寬流量為：溢流前沿總凈寬：（2-18）按規(guī)范閘墩取為3.0m（1.4+0.8×2），邊墩取為2.0m（2-19）式中：——溢流段總寬度——孔數(shù)——沒孔凈寬——閘墩寬度

——邊墩寬度校核情況：取單寬流量為：溢流前沿總凈寬：按規(guī)范閘墩取為3.0m（1.4+0.8×2），邊墩取為2.0m故按校核情況設(shè)計(jì)2.4.2溢流壩堰頂高程的確定設(shè)計(jì)情況：（2-20）式中：L——溢流前緣總凈寬，m；m——流量系數(shù)，與堰型有關(guān)，非真空實(shí)用剖面堰在設(shè)計(jì)水頭下一般為0.49~0.50；——側(cè)收縮系數(shù)，與閘墩形狀，尺寸有關(guān)，一般為0.90~0.95；——重力加速度；——壩頂溢流的堰頂水頭，m 堰頂高程=設(shè)計(jì)洪水位-H 校核情況： 堰頂高程=校核洪水位-H故堰頂高程取為223.3m2.4.3閘門的選擇閘門高度=正常蓄水位-堰頂高程+安全超高選擇平面閘門，按規(guī)范所給值，又閘孔凈寬=12m，所以閘門取為13工作閘門一般布置在溢流堰頂點(diǎn)，以減少閘門高度。為了避免閘門局部開啟時(shí)水舌脫離壩面而產(chǎn)生真空，將閘門布置在堰頂偏下游一些，以壓低水舌使其貼壩面下泄。檢修閘門位于工作閘門之前，為便于檢修，兩者之間留有1~3m的凈寬，本設(shè)計(jì)取凈寬1.5m。2.4.4溢流壩剖面溢流前沿：溢流段：（溢流面曲線采用WES曲線）（2-23）K、n——與上游壩面坡度有關(guān)的系數(shù)和指數(shù)（查設(shè)計(jì)手冊(cè)知k=2,n=1.85）圖2-8堰面曲線圖直線段：直線段采用與基本剖面一樣的坡度，直線段方程為：溢流段與直線段的切點(diǎn)的坐標(biāo)為:(20.19m,反弧段設(shè)計(jì)選擇挑流消能由校核洪水位下查得下游水位22.8m圖2-9反弧段及挑流鼻坎 故滿足要求圖2-10溢流壩剖面圖2.4.5溢流壩穩(wěn)定驗(yàn)算設(shè)計(jì)狀況:圖2-11溢流壩荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖滿足要求。壩址抗壓強(qiáng)度承載能力極限狀態(tài)：滿足要求。長(zhǎng)期組合下壩踵不出現(xiàn)拉應(yīng)力（運(yùn)行期）滿足要求。短期組合下壩趾不出現(xiàn)拉應(yīng)力（完建）滿足要求。校核狀況:圖2-12溢流壩荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖滿足要求。壩址抗壓強(qiáng)度承載能力極限狀態(tài)：滿足要求。長(zhǎng)期組合下壩踵不出現(xiàn)拉應(yīng)力（運(yùn)行期）滿足要求。2.4.6溢流壩的結(jié)構(gòu)布置 2.4.7消能與防沖圖2-13消能計(jì)算簡(jiǎn)圖鼻坎的形勢(shì)和尺寸鼻坎采用平順連續(xù)式的,高程比下游水位高出兩米,即坎頂高程為138m.挑射距離和沖刷坑深度的估算——沖刷坑系數(shù)，對(duì)于堅(jiān)硬完成巖石??；堅(jiān)硬但完整性較差的巖石；軟弱破碎的巖石。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)2m寬的導(dǎo)水墻，下游岸坡做簡(jiǎn)單防浪措施即可。第3章水電站廠房3.1水輪機(jī)的選擇3.1.1特征水頭、、選擇（3-1）式中：Q——發(fā)電流量（）；H——發(fā)電水頭（m），，——取為3%H設(shè)計(jì)低水位下，一臺(tái)機(jī)組發(fā)電表3-1試算表190120.0116.0074.00×0.9772247.0190140.0116.1373.87×0.9784140.1190141.5116.1473.86×0.9785030.1H1=71.64m設(shè)計(jì)低水位下，兩臺(tái)機(jī)組滿發(fā)表3-2試算表190200.0116.4773.53×0.97119646.9190300.0116.7673.24×0.97178768.3190290.0116.7373.27×0.97172874.5190280.0116.7073.30×0.97166981.7190285.2116.7273.28×0.97170036.4H2=71.08m正常蓄水位下，一臺(tái)機(jī)組發(fā)電表3-3試算表23080.0115.72114.28×0.9774381.923090.0115.80114.20×0.9783621.023091.5115.81114.19×0.9785007.3H3=110.76m正常蓄水位下，兩臺(tái)機(jī)組滿發(fā)表3-4試算表230180.0116.37113.63×0.97166407.3230185.0116.40113.60×0.97170984.6230184.0116.39113.61×0.97170075.3H4=110.20m設(shè)計(jì)洪水位下，兩臺(tái)機(jī)組滿發(fā)表3-5試算表235.5180.0+5000124.65110.85×0.97162336.1235.5188.0+5000124.66110.84×0.97169535.7235.5188.6+5000124.66110.84×0.97170076.8H5=107.51m校核洪水位下，兩臺(tái)機(jī)組滿發(fā)表3-6試算表238200.0+7000126.94110.06×0.97180715.1238190.0+7000126.93110.07×0.97171694.8238188.2+7000126.93110.07×0.97170068.3H6=107.7水頭的確定（引水式電站）3.1.2水輪機(jī)型號(hào)選擇根據(jù)該水電站的水頭工作范圍71.08～110.76，查《水電站》教材型譜表選擇合適的水輪機(jī)型有HL200和HL180兩種?，F(xiàn)將這兩種水輪機(jī)作為初選方案，分別求出其有關(guān)參數(shù)，并進(jìn)行比較分析。HL200型水輪機(jī)方案主要參數(shù)選擇.1轉(zhuǎn)輪直徑查《水電站》表3-6得，限制工況下單位流量，效率，由此初步假定原型水輪機(jī)在此工況下的單位流量,效率η＝91.4％。水輪機(jī)額定出力（3-2）（對(duì)大中型發(fā)電機(jī)）設(shè)計(jì)水頭（3-3）取之相近標(biāo)稱直徑。.2轉(zhuǎn)速n計(jì)算查表3-4可得HL200型水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的單位轉(zhuǎn)速初步假定（3-4）取與之接近的同步轉(zhuǎn)速214.3r/min.3效率修正值的計(jì)算HL200最優(yōu)工況下,模型轉(zhuǎn)輪直徑則原型效率為：（3-5）其中：——模型最優(yōu)工況下效率——模型轉(zhuǎn)輪直徑則效率正修正值＝93.7％－90.7%=3.0%考慮到模型與原型水輪機(jī)在制造工藝上的差異，上面求得的中的減去1%，得最終的效率正修正值=2.0%，=+=90.7%+2.0%=92.7%（與假設(shè)相同）單位轉(zhuǎn)速n的修正值（3-6）故單位轉(zhuǎn)速可不加修正，也可不加修正最后求得η＝91.4%，，==68r/min，，n=214.3r/min.4工作范圍檢驗(yàn)在已知=94.89，=87628.9Kw的條件下得：（3-7）則水輪機(jī)最大引用流量：（3-8）與特征水頭、、相對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速為（3-9）（3-10）（3-11）在HL200型水輪機(jī)的模型綜合特征曲線上分別繪出，=和=的直線，這三根直線所圍成的區(qū)域就是水輪機(jī)的工作范圍，基本上包含了較多的高效區(qū)。.5吸出高度Hs計(jì)算由水輪機(jī)設(shè)計(jì)工況下的參數(shù)，在《水電站》中圖2-26查得＝0.02（3-12）其中：——水輪機(jī)安裝位置的海拔高程，初始計(jì)算取下游平均水位海拔；（的值取半臺(tái)水輪機(jī)的額定流量對(duì)應(yīng)的下游水位的海拔高程。由此查得下游水位為115.48米，即=115.48m。）——模型氣蝕系數(shù)，查模型綜合特性曲線得＝0.09；——?dú)馕g系數(shù)修正值，查表得＝0.02；——水輪機(jī)設(shè)計(jì)水頭經(jīng)過(guò)計(jì)算得HL180型水輪機(jī)方案主要參數(shù)選擇.1轉(zhuǎn)輪直徑查《水電站》表3-6得，限制工況下單位流量，效率，由此初步假定原型水輪機(jī)在此工況下的單位流量,效率η＝91.3％。水輪機(jī)額定出力（對(duì)大中型發(fā)電機(jī)）設(shè)計(jì)水頭取之相近標(biāo)稱直徑。.2轉(zhuǎn)速n計(jì)算查表3-4可得HL180型水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的單位轉(zhuǎn)速初步假定取與之接近的同步轉(zhuǎn)速187.5r/min.3效率修正值的計(jì)算HL180最優(yōu)工況下,模型轉(zhuǎn)輪直徑則原型效率為：其中：——模型最優(yōu)工況下效率——模型轉(zhuǎn)輪直徑則效率正修正值＝94.8％－92%=2.8%考慮到模型與原型水輪機(jī)在制造工藝上的差異，上面求得的中的減去1%，得最終的效率正修正值=1.8%，=+=94.8%+1.8%=96.6%（與假設(shè)相同）單位轉(zhuǎn)速n的修正值故單位轉(zhuǎn)速可不加修正，也可不加修正最后求得η＝91.3%，，==68r/min，，n=187.5r/min.4工作范圍檢驗(yàn)在已知=94.89，=87628.9Kw的條件下得：則水輪機(jī)最大引用流量：與特征水頭、、相對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速為在HL180型水輪機(jī)的模型綜合特征曲線上分別繪出，=和=的直線，這三根直線所圍成的區(qū)域就是水輪機(jī)的工作范圍，只包含較少的高效區(qū)。.5吸出高度Hs計(jì)算由水輪機(jī)設(shè)計(jì)工況下的參數(shù)，在《水電站》中圖2-26查得＝0.02其中：——水輪機(jī)安裝位置的海拔高程，初始計(jì)算取下游平均水位海拔；（的值取半臺(tái)水輪機(jī)的額定流量對(duì)應(yīng)的下游水位的海拔高程。由此查得的下游水位為115.58米，即=115.58m——模型氣蝕系數(shù)，查模型綜合特性曲線得＝0.078；——?dú)馕g系數(shù)修正值，查表得＝0.02；——水輪機(jī)設(shè)計(jì)水頭計(jì)算得HL200和HL180方案比較表3-7方案參數(shù)對(duì)照表項(xiàng)目HL200HL180模型參數(shù)推薦用水頭范圍（m）最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速n110最優(yōu)單位流量Q110（L/S）最高效率(%)氣蝕系數(shù)包含高效率區(qū)的多少90～1256880090.7%0.09多90～1256772092%0.078少原型參數(shù)工作水頭（m）轉(zhuǎn)輪直徑D1（m）轉(zhuǎn)速n(r/min)額定出力Nr(kw)最大引用流量Qmax(m3/s)吸出高度（m）71.08～110.763.3214.387628.9100.78－0.5771.08～110.763.8187.587628.9103.10.57比較之后選擇機(jī)型HL2003.1.3水輪機(jī)安裝高程 式中：——水輪機(jī)安裝高程；——設(shè)計(jì)尾水位；——導(dǎo)葉高度；——吸出高度求得3.2廠房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)3.2.1發(fā)電機(jī)外形尺寸估算基本尺寸（1）極距（3-13）式中：—發(fā)電機(jī)額定容量（KVA）—取8～10，此時(shí)取9P—磁極對(duì)數(shù)，P=14（2）定子內(nèi)徑（3-14）（3）定子鐵芯長(zhǎng)度（3-15）式中：C——系數(shù)查表C=4×10-6~6.5×10-6，此處取為——額定轉(zhuǎn)速214.3r/min（4）定子鐵芯外徑（3-16）平面尺寸（1）定子機(jī)座外徑（3-17）（2）風(fēng)罩內(nèi)徑（3-18）（3）轉(zhuǎn)子外徑（3-19）（4）下機(jī)架最大跨度（3-20）為水輪機(jī)機(jī)坑直徑，=460cm（5）推力軸承外徑和勵(lì)磁機(jī)外徑（3-21）軸向尺寸計(jì)算（1）定子機(jī)座高度時(shí)，（3-22）（2）上機(jī)架高度判別型式采用懸式發(fā)電機(jī)（3-23）上機(jī)架高度（3-24）（3）推力軸承高度勵(lì)磁機(jī)高度和永磁機(jī)高度，副勵(lì)磁機(jī)取180cm（3-25）取220cm（其中機(jī)架高100cm）（3-26）取100cm（3-27）取80cm（3-28）（4）下機(jī)架高度懸式非承載機(jī)架（3-29）（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（3-30）（6）下機(jī)架支承面主主軸法蘭底面距離取100cm（3-31）（7）轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度有風(fēng)扇時(shí)（3-32）（8）發(fā)電機(jī)主軸高度（3-33）（9）定子鐵芯水平中心線至法蘭盤底面距（3-34）3.2.2發(fā)電機(jī)重量估算（3-35）式中：——發(fā)電機(jī)總重量（t）——系數(shù)，懸式=8～10，這里取9所以，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重==260.6t3.2.3水輪機(jī)蝸殼及尾水管水頭范圍大于40m，采用金屬蝸殼，對(duì)于=3.3m，高頭混流水輪機(jī)，采用圓形焊接或鑄造結(jié)構(gòu)蝸殼半徑：（3-36）式中：——蝸殼斷面流速，可由教材查得，在這里，——蝸殼包角；——相應(yīng)的最大流速，由水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑查得：座環(huán)外徑=520cm，內(nèi)徑=440cm，則：表3-8蝸殼漸變段內(nèi)徑數(shù)據(jù)表00260.0260.030°59.7319.7379.475°94.4354.4448.8120°119.4379.4498.8165°140.0400.0540.0210°158.0418.0576.0255°174.1434.1608.2300°188.8448.8637.6345°202.5462.5665.0尾水管尺寸3.2.4調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)速設(shè)備選擇調(diào)速功計(jì)算（3-37）式中：——最高水頭——水輪機(jī)直徑（3-38）綜上所述，屬大型調(diào)速器，接力器和油壓裝置應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算和選擇。接力器選擇①接力器直徑計(jì)算：采用兩個(gè)接力器操作導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，選額定油壓為2.5MPa，則每個(gè)接力器直徑為：（3-39）式中：——標(biāo)準(zhǔn)正曲率導(dǎo)葉參數(shù)，由，查得選與之接近而偏大的ds=450mm②接力器最大行程：由在模型綜合特性曲線上查得選（3-40）式中：——水輪機(jī)導(dǎo)葉最大開度（3-41）采用系數(shù)1.8則③接力器容積計(jì)算：（3-42）調(diào)速器的選擇大型調(diào)速器的型號(hào)是以主配壓閥的直徑來(lái)表征的，主配壓閥的直徑（3-43）選用，選擇與之相鄰而偏大的DT-100型電氣液壓型調(diào)速器。表3-9調(diào)速器型號(hào)尺寸圖調(diào)速器機(jī)械柜尺寸基礎(chǔ)板尺寸電器柜尺寸重量型號(hào)l1×b1×h1（mm）L×B（mm）M×N×H（mm）（Kg）DT-100700×800×13001200×1500440×800×23601206圖3-1調(diào)速器尺寸示意圖油壓裝置（3-44）于是選用組合式油壓裝置HYZ-水輪機(jī)閥門及其附件水頭較大，故選用蝴蝶閥（配套設(shè)備：伸縮節(jié)、空氣閥、旁通閥）（3-45）式中：——進(jìn)口段直徑；——系數(shù)，，為水電站的最大凈水頭查蝴蝶閥的直徑型譜圖得，壓力油源及設(shè)備，取組合式油壓裝置HYZ-4.0表3-10油壓裝置型號(hào)尺寸圖型號(hào)油罐長(zhǎng)度m（mm）寬n(mm)總高H(mm)油罐高h(yuǎn)(mm)油罐外徑（mm）HYZ-4.029502000445030501300HYZ-2.524001700406028601024圖3-2組合式油壓裝置示意圖3.2.6起重機(jī)設(shè)備選擇臺(tái)數(shù)選擇：最大起重量260.6t，機(jī)組臺(tái)數(shù)2臺(tái)，選用一臺(tái)雙小車起重機(jī)，跨度16m（根據(jù)廠房?jī)魧挻_定）表3-11橋機(jī)工作參數(shù)表名義起重量t單臺(tái)小車起重量（t）跨度（l）m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2×1502×1502516201613.733.523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45.0122JZR2-52JZR2-22-6JZR2-41-81192×15025-3/30×2/7.5×2/11×4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H44002000440014093004604300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hh1中心距離1200920．024003100主鉤副鉤L1L2Qu-10084024011001600平衡梁吊點(diǎn)至大車軌頂極限位置6103.3主廠房尺寸及布置3.3.1長(zhǎng)度機(jī)組中心距需要根據(jù)下部塊體以及各樓層的具體布置來(lái)確定。下部塊體：機(jī)組中心距=蝸殼沿廠房縱軸線的長(zhǎng)度+（L=5.40+6.60+3.0=15.0m取為16.0式中：——保護(hù)層厚度1.5考慮到柱子、發(fā)電機(jī)層樓梯布置、發(fā)電機(jī)風(fēng)罩以及梁的相互位置關(guān)系要求L=18.0米端機(jī)組中心線至廠房外端距離考慮到蝸殼層集水井和發(fā)電機(jī)層副廠房的布置，以及層間樓梯的布置與梁的沖突，端機(jī)組段長(zhǎng)度為17.25米安裝場(chǎng)長(zhǎng)度機(jī)組段長(zhǎng)度（其中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪需要考慮2m裝配廠和發(fā)電機(jī)同高程，可利用端部機(jī)組段部分場(chǎng)地，再由吊車極限位置同時(shí)控制，確定裝配場(chǎng)長(zhǎng)為19.35m，廠房段總長(zhǎng)64.15m。（其中主廠房長(zhǎng)度為57.9m3.3.2寬度由于廠房設(shè)置蝴蝶閥，故廠房寬度取決于下部尺寸下游側(cè)塊體結(jié)構(gòu)的厚度=中心線至下游側(cè)蝸殼外緣尺寸++外墻厚度=6.08+1.00+1.50=8.58m取為上游側(cè)塊體結(jié)構(gòu)的厚度=中心線至上游側(cè)蝸殼外緣尺寸+蝶閥室寬度++外墻厚=4.49+1.00+4.00+1.50=10.99m取為11.00m取主廠房寬度為8.50+11.00=19.50m,副廠房寬取為8.00m,尾水平臺(tái)取為3.3.3廠房各層高程確定水輪機(jī)安裝高程（3-46）尾水管底板高程（3-47）式中：h——尾水管高度（m）——導(dǎo)葉高度（m）水輪機(jī)層地面高程（3-48）式中：——水輪機(jī)安裝高程——蝸殼尺寸——蝸殼頂部外包混凝土的厚度定子安裝高程發(fā)電機(jī)層地面高程<校核洪水位126.93m>裝配場(chǎng)地面高程為方便布置公路，采用發(fā)電機(jī)層和裝配場(chǎng)層同高方案，同時(shí)裝配廠層和進(jìn)場(chǎng)公路同高，并在尾水平臺(tái)和公路低于校核洪水部分加設(shè)擋水墻。擋水墻高=校核洪水位+0.5m=127.43m吊車軌頂高程考慮到最大吊運(yùn)部件的尺寸選擇：廠房頂部高程由吊車軌頂高程加上相應(yīng)得吊車尺寸以及廠房屋頂大梁、安全超高，經(jīng)適當(dāng)調(diào)整得：=144.74m3.4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，故考慮廠房西側(cè)布置開關(guān)站，主變，尾水平臺(tái)兼作公路，從廠房北側(cè)過(guò)來(lái)，繞到廠房西側(cè)，進(jìn)入裝配場(chǎng)。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）具體布置見正圖，第二層布置電纜層（與發(fā)電機(jī)層同高），第三層布置出線層（水輪機(jī)層頂），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池。公路副廠房尾水渠←公路開關(guān)站主變安裝場(chǎng)主廠房開關(guān)站公路副廠房尾水渠←公路開關(guān)站主變安裝場(chǎng)主廠房開關(guān)站圖3-5廠區(qū)布置示意圖第4章水電站引水建筑物4.1引水隧洞整體布置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)（20679705，3176230）處洞線起始沿南北向斜向延伸，至坐標(biāo)（20679705，3176530）處附再度反向變線拐角30度，至坐標(biāo)（20679400，3177080）向東偏25度直至調(diào)壓室。整條線路上所有節(jié)理、斷層破碎帶均被避開或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，后漸變成圓形，再變?yōu)榫匦沃鏖l門段，過(guò)閘門后由矩形漸變圓形，至壓力管道處再度漸變，隧洞段坡降0.5％，至壓力管道后以45度角向下拐彎坐高程115.24m（發(fā)電水輪機(jī)安裝高程）后水平布置直至廠房。4.2細(xì)部構(gòu)造4.2.1隧洞洞徑 隧洞采用圓形斷面，有壓隧洞經(jīng)濟(jì)流速2.5~4.5m/s，取為4m/s 流量采用設(shè)計(jì)水頭下，兩臺(tái)機(jī)機(jī)組最大引用流量Qmax=2×100.78=201.56m3 A===50.4m2（4-1） 取為8.20米（4-2）4.2.2隧洞進(jìn)口段隧洞進(jìn)口形式及漸變段形式由隧洞洞線地質(zhì)圖可知隧洞進(jìn)口可選用洞式進(jìn)口,隧洞進(jìn)口頂部采用橢圓曲線連接，俯視為直線型喇叭口，內(nèi)部斷面為矩形1.1A=55.44，取漸變段高度與圓形隧洞同高，即h=8.2m，那么，寬度b=1.1A/8.2=6.76m，取為b=7.00m漸變段長(zhǎng)度擴(kuò)散角圖4-1進(jìn)口漸變段尺寸圖進(jìn)口具體形式根據(jù)國(guó)內(nèi)外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，喇叭口頂板的橢圓方程為：（4-3）其中：a=(1.0~1.5)D通常取1.1D；由上取取為10.00m；取為3.50m。4.2.2為便于清污及減小水頭損失，過(guò)柵流速不大于1m/s攔污柵垂直凈面積攔污柵高=（10+8.2）/sin41=27.74m柵片厚度為30mm，寬度為50mm，柵條間距經(jīng)計(jì)算=0.769攔污柵寬度設(shè)2個(gè)寬為0.6m的帶槽中墩，中墩凈距為5m驗(yàn)算：隧洞進(jìn)口頂部高程，底部高程用戈登公式估算臨界淹沒深度Scr（4-4）其中：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＝；對(duì)稱取水時(shí)取小值0.55d——閘門孔口高度mv——閘門斷面的水流速度m/s最終?。篠cr=6.3m即隧洞進(jìn)口頂部高程：（4-5）隧洞進(jìn)口底部高程：▽=（4-6）4.3調(diào)壓室4.3.1調(diào)壓室功用為了改善水錘現(xiàn)象，常在有壓引水隧洞與壓力管道銜接處建造調(diào)壓室。調(diào)壓室利用擴(kuò)大的斷面和自由水面反射水錘波將有壓引水系統(tǒng)分成兩段：上游段為有壓引水隧洞，調(diào)壓室使隧洞基本上避免了水錘壓力的影響；下游段為壓力鋼管，調(diào)壓室可以減輕位于其下游的壓力鋼管中的水錘壓力。4.3.2設(shè)置調(diào)壓室的條件設(shè)置上游調(diào)壓室（4-7）式中：L——壓力水道長(zhǎng)度（隧洞L=1100m，m/s鋼管L=250m，）H——設(shè)計(jì)水頭94.89m<24s時(shí)，可不設(shè)上游調(diào)壓室計(jì)算得所以本電站需要設(shè)置上游調(diào)壓室。設(shè)置下游調(diào)壓室尾水道很短，不需要設(shè)置尾水調(diào)壓室4.3.3壓力管道設(shè)計(jì)管道內(nèi)徑估算（4-8）式中：——鋼管最大設(shè)計(jì)流量；H——設(shè)計(jì)水頭岔管處管道直徑的確定岔管采用正Y型布置。岔管處管道直徑由大變小估算壓力管道段全長(zhǎng)254.3.4計(jì)算托馬斷面計(jì)算托馬斷面應(yīng)采用可能出現(xiàn)最低水位極其引用流量，但由于低水位下機(jī)組出力受阻，不可能達(dá)到如此大的流量，故本設(shè)計(jì)采用設(shè)計(jì)水頭及其對(duì)應(yīng)的機(jī)組最大引用流量機(jī)型計(jì)算。引水道采用最小糙率，壓力鋼管采用最大糙率4.3.4（1）沿程水頭損失計(jì)算選用糙率（最小）（2）局部水頭損失①攔污柵處（4-9）——污染物附著影響系數(shù)，機(jī)械清污=——與柵條形狀有關(guān)系數(shù)2.42——與柵柱形狀有關(guān)系數(shù)1.67——柵條厚或直徑0.03m——柵柱厚0.6m——柵條凈距0.11m——柵柱凈距5m過(guò)柵平均流速（4-10）②喇叭口段（取減縮段面積）（4-11）③閘門段（2個(gè)平板閘門）（4-12）④三個(gè)漸變段（4-13）⑤隧洞轉(zhuǎn)彎處（4-14）（4-15）（4-14）4.3.4（1）沿程水頭損失糙率取最大值0.013岔管前：（4-15）岔管后：（2）局部水頭損失①轉(zhuǎn)彎段共兩處分岔管（一個(gè)正Y分叉，一個(gè)轉(zhuǎn)彎）蝶閥處全開時(shí)4.3.4（4-16）式中：L——引水隧洞長(zhǎng)1100m——引水道斷面面積52.78m2——引水道水頭損失系數(shù)——引水道通過(guò)流量Q時(shí)的水頭損失——壓力管道通過(guò)流量Q時(shí)的水頭損失為了保證穩(wěn)定性和加快削減速度，實(shí)際調(diào)壓室的面積還應(yīng)比托馬斷面大，工程中往往將其乘以1.05，所以得：4.3.5計(jì)算最高涌波引水道水頭損失調(diào)壓室最高涌波按水庫(kù)正常蓄水位極其相應(yīng)流量進(jìn)行設(shè)計(jì)，用水庫(kù)校核洪水位極其相應(yīng)流量進(jìn)行校核，引水道取最小糙率n=0.0124.3.5（1）沿程水頭損失計(jì)算選用糙率（最?。?）局部水頭損失①攔污柵處過(guò)柵平均流速②喇叭口段（取減縮段面積）③閘門段（2個(gè)平板閘門）④三個(gè)漸變段⑤隧洞轉(zhuǎn)彎處4.3.5（1）沿程水頭損失計(jì)算選用糙率（最?。?）局部水頭損失①攔污柵處過(guò)柵平均流速②喇叭口段（取減縮段面積）③閘門段（2個(gè)平板閘門）④三個(gè)漸變段⑤隧洞轉(zhuǎn)彎處4.3.6計(jì)算最低涌波引水道水頭損失計(jì)算調(diào)壓是最低水位，采用水庫(kù)最低水位極其對(duì)應(yīng)的發(fā)電引用流量。引水道取最大糙率n=0.016（1）沿程水頭損失計(jì)算選用糙率（最大）（2）局部水頭損失①攔污柵處過(guò)柵平均流速②喇叭口段（取減縮段面積）③閘門段（2個(gè)平板閘門）④三個(gè)漸變段⑤隧洞轉(zhuǎn)彎處==4.3.7調(diào)壓室方案比較簡(jiǎn)單式調(diào)壓室（1）丟棄全負(fù)荷時(shí)的最高涌波水位計(jì)算：（4-17）式中：L——引水隧洞長(zhǎng)1100m——引水道通過(guò)流量Q時(shí)的水頭損失——對(duì)應(yīng)于Q時(shí)的引水道流速——壓力水道斷面面積——調(diào)壓室斷面面積設(shè)計(jì)情況：經(jīng)計(jì)算：校核情況：經(jīng)計(jì)算：（2）丟棄全負(fù)荷時(shí)第二振幅計(jì)算：（4-18）設(shè)計(jì)情況：經(jīng)計(jì)算：校核情況：經(jīng)計(jì)算：（3）增加負(fù)荷時(shí)最低涌波計(jì)算：（一臺(tái)機(jī)增加到兩臺(tái)機(jī)滿發(fā)）（4-19）經(jīng)計(jì)算：4.3.7（1）阻抗孔面積S與增加負(fù)荷時(shí)的最低涌波計(jì)算：（4-20）式中：——升管斷面面積，取與引水道相同——大室斷面面積，——壓力管道斷面面積，經(jīng)計(jì)算：阻抗孔面積：(4-21)式中：——水自大室流入升管（或壓力水道）時(shí)的孔口阻抗損失相對(duì)值——水自大室流入升管（或壓力水道）時(shí)的孔口流量系數(shù)，取經(jīng)計(jì)算：阻抗直徑：（2）丟棄全負(fù)荷時(shí)的最高涌波水位計(jì)算：①設(shè)計(jì)情況：——水自升管（或壓力水道）流入大室時(shí)的孔口阻抗損失相對(duì)值(4-22)——水自升管（或壓力水道）流入大室時(shí)的孔口流量系數(shù)，取假定：最高涌波水位（凈水位以上）與丟棄負(fù)荷前庫(kù)水位（凈水位以下）之間所需的大井容積：(4-23)經(jīng)升管頂溢入大室溢流量：(4-24)升管頂部溢流厚度：(4-25)式中：M——堰頂流量系數(shù)取1.8B——溢流前沿長(zhǎng)（半個(gè)周長(zhǎng)）升管堰頂在靜水位以上的高度：(4-26)從升管頂溢入大井和孔口溢入大井的水量V(4-27)(4-28)(4-29)令：需要進(jìn)行進(jìn)一步試算表4-1試算成果表WQy'△hZBXBXmaxabV-10.0003194.54981.5052.312-7.687-6.020-7.8310.1240.8734008.768-12.0003761.10972.7872.144-9.855-7.717-9.3970.1040.8663372.774-11.3003562.81375.7582.202-9.097-7.124-8.8490.1100.8693569.853-11.3103565.64575.7152.202-9.108-7.132-8.8570.1100.8693566.866-11.3123566.21275.7062.202-9.110-7.134-8.8580.1100.8693566.269最終試算得②校核情況：表4-2試算成果表WQy'△hZBXBXmaxabV-10.0003211.26285.4392.387-7.613-5.699-7.4850.1300.8743995.823-12.0003777.82276.7422.222-9.778-7.319-8.9820.1080.8683361.544-11.2003551.19880.1372.287-8.913-6.672-8.3830.1160.8713588.227-11.2633569.04579.8652.282-8.981-6.723-8.4300.1150.8703569.214最終試算得.7.3.1簡(jiǎn)單式調(diào)壓室具體布置參數(shù)調(diào)壓室最高水位=校核洪水位-=252.09m，加上2m的裕度可得頂高程為254最低涌波水位=設(shè)計(jì)低水位- =175.92m。隧洞坡降0.5％，隧洞頂高程＝178.2最低涌波水位與引水道頂部高程間的安全裕量2m，不滿足要求。.2差動(dòng)式調(diào)壓室具體布置參數(shù)堰頂高程=校核洪水位-=238=246.98m最低涌波水位=設(shè)計(jì)低水位- =190.0－4.72=185.28m。隧洞坡降0.5％，隧洞頂高程＝183.7－1100×0.5％＝178.2大井D=19大井頂高程=設(shè)計(jì)洪水位-=238＋11.263＝249.263m加上2米的裕度，取為251.3最低涌波水位與引水道頂部高程間的安全裕量2m即要求最低涌波水位178.2+2=180.2m滿足要求其中阻抗孔口面積，直徑表4-3調(diào)壓室參數(shù)比較調(diào)壓實(shí)類型最低涌波水位引水道頂部高程頂高程簡(jiǎn)單式175.92178.2254.1差動(dòng)式185.28178.2251.3由上表可以看出簡(jiǎn)單式調(diào)壓室的安全裕量不滿足要求，是不合理的，差動(dòng)式調(diào)壓室較簡(jiǎn)單式更合理且有優(yōu)勢(shì)：頂高程較低可減少開挖量（具體的工程量可以進(jìn)一步計(jì)算得出，在這里僅以頂高程做說(shuō)明的一個(gè)方面），在本設(shè)計(jì)中選用差動(dòng)式調(diào)壓室升管和大井分開布置，具體的尺寸及布置見圖。調(diào)壓室設(shè)計(jì)說(shuō)明與總結(jié)一般來(lái)講，計(jì)算上游調(diào)壓室最高涌浪時(shí)，庫(kù)水位采用水庫(kù)正常蓄水位，管道中的流量采用相應(yīng)的最大機(jī)組流量，并考慮瞬時(shí)全部丟棄負(fù)荷，引水道的摩阻損失及糙率要采用可能出現(xiàn)的最小值，并以水庫(kù)校核洪水位極其相應(yīng)工況進(jìn)行校核；計(jì)算上游調(diào)壓室最低水位時(shí)，上游庫(kù)水位取最低設(shè)計(jì)水位，機(jī)組突然增開一臺(tái)，引水道的摩阻損失及糙率要采用可能出現(xiàn)的最大值。（參見《水工隧洞和調(diào)壓室》調(diào)壓室部分，水工建筑物設(shè)計(jì)叢書潘家錚主編水利電力出版社）在本設(shè)計(jì)中充分考慮到了以上的要求，與實(shí)際狀況存在的差異在所難免。第5章岔管專題設(shè)計(jì)5.1岔管的布置原則應(yīng)結(jié)合地形地質(zhì)條件，與主管線路布置、水電站廠房布置協(xié)調(diào)一致，布置方案應(yīng)作技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，并符合下列原則：1）結(jié)構(gòu)合理，安全可靠，不產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中和變形。2）水流平順，水頭損失小，減少渦流和震動(dòng)。分岔后流速宜逐步加快。對(duì)于重要工程的岔管宜作水利學(xué)模型實(shí)驗(yàn)。3）制作、運(yùn)輸、安裝方便。4）經(jīng)濟(jì)合理。本設(shè)計(jì)中的具體布置見樞紐布置圖及細(xì)部構(gòu)造圖。5.2岔管形式的選擇應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，影響因素包括制作和土建費(fèi)用、水頭損失、內(nèi)水壓力的大小、岔管尺寸和受力條件、布置形式、工程經(jīng)驗(yàn)等。在本設(shè)計(jì)中采用月牙肋岔管，對(duì)稱Y形布置。5.3設(shè)計(jì)工況分析、荷載計(jì)算和允許應(yīng)力要求表5-1埋藏式岔管計(jì)算工況和荷載組合荷載組合基本荷載組合特殊荷載組合運(yùn)行工況正常運(yùn)行工況放空（檢修）工況特殊運(yùn)行工況水壓試驗(yàn)工況地震工況內(nèi)水壓力正常蓄水位靜水壓力正常工況最高壓力*ˇ特殊工況最高壓力*ˇ地下水壓力ˇ灌漿壓力及未凝固混凝土荷載ˇ水壓試驗(yàn)壓力ˇ管道放空內(nèi)外氣壓差ˇ地震荷載在本設(shè)計(jì)中分為荷載基本組合（正常運(yùn)行工況）及特殊荷載組合（特殊運(yùn)行工況）兩種工況進(jìn)行設(shè)計(jì)，荷載在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上就考慮內(nèi)水壓力p，正常運(yùn)行工況下的p取正常工況最高壓力，特殊運(yùn)行工況p取特殊工況最高壓力。（地下水壓力、灌漿壓力、未凝固混凝土壓力等均不考慮。）正常工況最高壓力對(duì)應(yīng)于水庫(kù)正常水位，特殊工況最高壓力對(duì)應(yīng)于最高發(fā)電水位，即校核洪水位。正常工況最高壓力：特殊工況最高壓力：鋼材選用16MnR，，泊松比，線膨脹系數(shù)鋼的彈性模量地下埋藏式岔管距主廠房不宜太近。其埋深可計(jì)入巖石抗力，允許應(yīng)力取值與明岔管相同；若不計(jì)入巖石抗力，根據(jù)地質(zhì)條件，允許應(yīng)力可比明岔管提高10%30%。若不滿足埋深的情況下，不計(jì)巖石抗力，允許應(yīng)力取值與明岔管相同。5.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.4.1管壁厚度的計(jì)算月牙肋岔管膜應(yīng)力區(qū)的管壁厚度按下式計(jì)算（5-1）月牙肋岔管局部應(yīng)力區(qū)的管壁厚度按下式計(jì)算（5-2）式中：——內(nèi)水壓力（N/mm2）；——該節(jié)鋼管最大內(nèi)半徑（mm）；——該節(jié)鋼管半錐頂角；——焊縫系數(shù)，取0.95、分別