1、江北河宁溪重力坝枢纽及深孔泄水建筑物设计1目录第一部分设计说明书 .5第 1 章 基本资料 .51.1 流域状况 .51.2 枢纽的设计依据 .51.3 水文气象资料 .61.3.1 河流特征 .61.3.2 洪峰流量 .61.3.3 洪峰单位过程线 .71.3.4 多年平均降雨天数、中水年月流量 .71.3.5 坝址处水位流量关系 .71.3.6 库水位面积；库水位容积曲线 .71.3.7 气温情况 .71.3.8 其它资料 .81.4 坝址及地形情况 .81.5 筑坝材料 .81.5.1 当地材料 .81.5.2 外来材料 .101.5.3 交通情况： .101.6 施工动力、机械、劳动力
2、情况 .10第二章枢纽布置 .102.1 枢纽等别和建筑物等别 .102.2 根据枢纽任务确定枢纽建筑物组成 .112.3 坝型的初步选择 .122.4 坝型的进一步步选择 .122.5 主要建筑物的型式选择 .132.5.1 泄水建筑物 .132.5.2 电站建筑物 .132.5.3 放空建筑物 .132.6 调洪演算 .142.6.1 洪水过程线的确定 .142.6.2 相关曲线图 .152.6.3 设计洪峰流量和校核洪峰流量 .162.6.4 调洪演算的原理 .162.6.5 调洪演算的方案 .172.6.6 调洪演算的结果及分析 .182.7 重力坝挡水坝段剖面尺寸初拟 .192.7.
3、1 坝顶高程的确定 .192.7.2 坝顶宽度的确 .202.7.3 上、下游边坡坡度确定 .20武汉大学水利水电学院2.7.4 上、下游折坡点确定 .202.7.5 排水管位置及灌浆廊道位置、尺寸确定 .202.8 重力坝溢流坝段剖面尺寸初拟 .212.9 重力坝枢纽布置方案 .21第三章非溢流坝段设计 .243.1 非溢流坝段设计 .243.1.1 经济剖面的选择原理 .243.1.2 经济剖面选择电算方法 .243.1.3 成果分析及最终断面选择 .243.2 非溢流坝的稳定及边缘应力分析（手算） .253.2.1 抗滑稳定计算原理 .253.2.2 抗滑稳定计算方法 .263.3 坝体
4、应力计算分析 .263.3.1 坝体应力计算目的 .263.3.2 坝体应力计算方法 .26第四章溢流坝段设计 .274.1 溢流坝段剖面形状的确定 .274.2 消能设计 .284.2.1 消能方式选择 .284.2.2 鼻坎高程、挑射角及反弧半径确定 .294.2.3 消能验算 .304.3 闸门、闸墩及导墙设计 .314.3.1 闸门选择 .314.3.2 闸墩设计 .324.3.3 导墙 .32第五章电站坝段设计 .335.1 引水建筑物 .335.1.1 压力钢管直径 .335.1.2 进口建筑物及主要设备 .335.1.3 闸门选择、拦污栅、通气孔等设施 .355.1.4 压力钢管
5、的布置 .355.2 电站厂房建筑物 .365.2.1 水轮机转轮直径的确定 .365.2.2 水轮机安装高程 .365.2.3 尾水管底部高程 .375.2.4 发电机安装高程 .375.2.5 蜗壳 .38第六章深孔泄水建筑物设计 .406.1 深孔的作用 .406.2 深孔形式的选择 .406.3 基本尺寸初拟 .416.3.1 深孔尺寸、底板高程 .41江北河宁溪重力坝枢纽及深孔泄水建筑物设计36.3.2 坝段宽度的确定 .426.4 深孔体型设计 .426.5 闸门、启闭设施设计 .43第七章细部构造 .447.1 重力坝构造 .447.2 坝顶构造 .447.2.1 非溢流坝坝顶构
6、造 .447.2.2 溢流坝坝顶构造 .457.3 坝体分缝 .457.4 坝体排水 .477.5 坝内廊道系统 .477.6 坝体混凝土分区 .48第八章重力坝地基处理 .498.1 重力坝地基处理要求 .498.2 坝基的固结灌浆 .498.3 帷幕灌浆 .508.4 坝基排水 .50第九章施工导流设计 .509.1 导流目的 .509.2 导流方案的选择 .51第二部分 计算说明书 .53第十章调洪演算 .5310.1 调洪演算的目的 .5310.2 调洪演算的基本原理和方法 .5310.3 调洪基本资料 .5410.3.1 流量系数确定 .5510.4 方案拟定 .5510.5 计算下
7、泄流量 .5610.6 调洪演算过程 .5710.6.1 泄流量与水位关系曲线 .5710.6.2 设计、校核情况下来水曲线 .5710.6.3 设计情况调洪计算 .5810.6.4 校核情况调洪计算 .6010.6.5 调洪结果分析 .63第十一章非溢流坝段设计 .6411.1 剖面优化电算结果 .6411.2 非溢流坝段的稳定分析计算 .7111.2.1 设计情况稳定分析计算 .7111.2.2 设计情况稳定计算 .7311.2.3 校核情况稳定分析计算 .7411.2.4 坝体应力电算 .76第十二章溢流坝段设计 .85武汉大学水利水电学院12.1 溢流坝段剖面形状的确定 .8512.2
8、 消能验算 .8812.2.1 设计情况消能验算 .8812.2.2 校核情况消能验算 .89第十三章水面线计算 .90第十四章蜗壳水力计算 .93第十五章深孔坝段放空计算 .9515.1 放空方式选择 .9515.2 放空计算过程 .95参考文献 .98结束语&致谢词 .99江北河宁溪重力坝枢纽及深孔泄水建筑物设计5第一部分设计说明书第 1 章 基本资料1.1 流域状况江北河为我国某一大河的一条支流，全长约 170km，中、上游河道曲折，流经于山地之间，两岸高地环列，到坝址处缩窄成瓶口，河宽仅百余米，坝址至下游六公里一段，河床窄，水流急，再经 3km 以后，河槽渐宽水流渐缓，又经 7km 以
9、后，河道又转陡，自坝址至下游 50km，落差达 150m，且集中于三处，为本河流梯级开发创造了有利条件，宁溪水利枢纽即列为第一梯级。下游至河口河长 20km 左右为河口平原，当洪水超过 3500m3/s 时，即泛滥成灾。流域面积共 3200km2，共计人口 65 万人，中上游地处山脉丘陵地带，大部分以农业为主，在流域内无主要的矿产和工业城市。仅在河口有一中等城市，有轻工业及加工业，离坝址 90km 处之珞城，是我国一主要工业城市，所发电力与珞城、河口及附近小的电站组成电力系统。本枢纽主要任务为发电，兼作防洪之用。 1.2 枢纽的设计依据本枢纽经过技术经济调查以及水利、水能计算，提出了如下参数，
10、作为进行建筑物设计的依据。特征水位正常高水位： 345.0 m死水位（淤积结果）： 320.0 m武汉大学水利水电学院发电死水位（最低工作水位）： 333.0 m最有利工作深度： 12 m水库下游防洪标准P=1%时的安全泄量： 2800m3/s水库上游最高限制水位：350 米水电站资料装机容量： 2700kw台数： 3 台水轮机容量： HL123每台引用流量： 30m3/s厂房尺寸（机组三+装配间）主厂房长： 40 米主厂房宽： 11 米发电机主板距屋顶高： 18 米本枢纽的电站装机，除考虑相应的运转备用及重复容量外，且承担系统事故备用任务。1.3 水文气象资料1.3.1 河流特征本河流域以降
11、雨为洪水之成因，一般在五月间即开始涨水。最大洪水量多发生在七月，每年 5、6、7 三个月降水占全年的 48%，比较集中，洪水期为510 月，13 月为最枯水期，P=50%洪水量仅为 120 m3/s，P=10洪水流量为85 m3/s；114 月同 P=5%的洪水流量为 420 m3/s，P=10%的洪水流量为 360 m3/s。1.3.2 洪峰流量根据水文分析，各频率下的洪水流量列于表 1。江北河宁溪重力坝枢纽及深孔泄水建筑物设计7表 1-1 各频率下的洪水流量表频率p%2 1 0.2 0.1 0.05流量m3/s3150 4050 6100 7000 79001.3.3 洪峰单位过程线依据观
12、测资料，推测五天历时的洪峰单位过程线列于表 2。表 1-2 五天历时的洪峰单位过程线表时间段（天）0 1 1.062 3 4 5流量（%）1089 100 57 32.519 121.3.4 多年平均降雨天数、中水年月流量表 1-3 多年平均降雨天数、中水年月流量表项目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12中水年月流量 20 70 60 180 470 790 810 800 320 530 200 160年平均降雨天数 1.2 3 1 .3 3 5 5 6 5 4 4 3.2 3.21.3.5 坝址处水位流量关系表 1-4 坝址处水位流量关系表水位（m）309 310 311
13、 312 313 314 315 316流量（m3/s ）140 350 660 1100 1620 2180 2820 35001.3.6 库水位 面积；库水位 容积曲线表 1-5 库水位面积；库水位容积曲线表水位（m） 315 320 325 330 335 340 345 350面积（km2） 6.3 12.8 23.5 31.7 40.9 57.5 68.5容积（亿m3）0.158 0.342 0.762 1.66 2.89 4.63 7.15 9.991.3.7 气温情况本流域气候属于温和地区，植物全年均可生长，甚少降雪，冬季平均温度为 8.5，河水无冰冻现象，夏季平均气温为 27.4，7、8 月最高平均为武汉大学水利水电学院28.6，各月温度见表 6。表 1-6 气温情况表()月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12多年平均温度7.9 9.9 13.4 18.6 23.2 25.3 29.7 39.825.4 19.3 14
