朱家滩水电站设计水工建筑物课程设计 精品Word下载.docx
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坝址以上渭河干流长分别为373.5km，平均比降3.5‰。
林家村水位站控制流域面积30661km2，渭河流经甘肃、宁夏、陕西三省（区），甘肃省境内流域面积占林家村以上总面积的85%，宁夏占11.07%，陕西境内占1.3%。
1.4气象资料
多年平均气温12.9℃，最高气温41.6℃（1973.8.8），最低气温-13.9℃（1977.1.30）；
多年平均降雨量683.4mm，实测最大降雨量948.6mm（1964），实测最小降雨量434.5mm（1977）；
多年平均陆地蒸发量550mm，水面蒸发量800mm。
流域内降雨显著的特征是时空分布不均，降雨量随地形海拔高程垂直变化大，山区高而川道低，二是年内分配不均衡，7、8、9、10四个月降雨量占全年的59.7%；
三是年际丰枯变化大，丰枯比为2.26。
1.5水文资料
朱家滩枢纽布置在坪头镇上游3.2km的渭河主干流上，在小水河汇入口下游1.8km处。
电站坝址以上控制流域面积29874.80km2，其下游28Km处有林家村水文站，控制流域面积30661km2，该区间流域面积786.2km2，占林家村水文站以上流域面积的2.56%。
林家村水文站建于1934年，至今已有68年的径流、洪水、泥沙系列资料（1934～2001年）。
朱家滩处无实测资料，但其控制流域面积与林家村水文站控制流域面积仅相差2.56%，就以林家村水文站为参证站来分析该座水电站的水文特性，朱家滩水电站进行水文分析。
1.5.1洪水
坝址以上渭河干支流上未建大型蓄水工程，故林家村洪水不需要进行还原计算，直接采用该站实测洪水资料。
洪峰流量选样的方法采用年最大值法，即每年只选取最大一次的瞬时洪峰流量作为频率计算样本。
作年最大洪峰流量与历时关系图（图2-3），在1944-2001年的58年系列中，大洪水有1954年、1959年、1981年，一般洪水有1949年、1988年；
而干旱年有1982年、1974年、1994年。
历年洪水丰枯交替出现，变幅较大。
一般间隔3-4年，多者7-8年就会出现一次丰水年。
根据林家村（1944～2001）58年系列洪水资料，加1933年历史调查洪水Q=6890m3/S，进行频率分析采用皮-Ⅲ型频率曲线目估适线，得出林家村水文站不同频率的洪峰流量，再用面积比拟法换算到朱家滩水电站坝址处，其洪水成果详见表。
表1—1洪峰流量成果表
站名
各种频率年径流量（亿m3）
0.10%
0.33%
0.50%
1%
2%
3.30%
10%
林家村
9782
7995
7378
6356
5346
4626
3072
朱家滩
9614
7858
7251
6247
5254
4547
3019
1.5.2泥沙
林家村水文站每年平均悬移质输沙量为1.5771亿t，推移质输沙量为0.0287亿t。
1.5.3河道水位流量关系曲线
天然情况下各断面水位流量关系曲线采用均匀流计算公式：
式中：
A——断面过水面积
R——水力半径
C——谢才系数，C=R1/6/n，n为糙率
i——河道断面处纵向比降
坝址河段纵比降i=3.5‰，河床糙率n=0.057，原河段天然河床断面水位流量关系曲线如下图。
根据各站坝址处河段纵向比降i和n，可得各站坝址水位流量关系曲线。
见图1—1。
图1—1原河段天然河床断面水位流量关系曲线
1.6地质资料
本区属稳定性较差地区，区内次级构造活动痕迹明显，在基岩山体中，“X”型节理和小的褶曲较发育，在多期岩浆侵入活动影响下，岩体非常破碎。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）规定，工程区抗震设防烈度为7°
，设计基本地震加速度为0.2g。
1.6.1坝址区工程地质概况
（1）地形地貌
工程区位于秦岭中低山区，渭河蛇曲发育，自西向东流经本区，地面高度675m（渭河河谷）~1243.8（强家山）。
渭河两岸山体陡峻，基岩大都裸露，局部表层覆盖少量坡积物和第四系黄土及黄土状土。
渭河河道宽度200~400m，两岸阶地呈不对称发育，左岸大多数被侵蚀，右岸残留一级、二级及三级阶地，一级阶地高出河床4~5m，最宽可达400~500m，二、三级阶地仅残存一小部分。
河谷两岸支流分布有一级阶地，阶地堆积物二元结构清晰，上部黄土、壤土夹碎石，下部卵（砾）石。
（2）地层岩性
上坝址引水枢纽位于码头村东北渭河干流上，该段河谷部宽150～300m，宽38～45m，河床高程679～683m，河漫滩表面高程682.31～686.59m，河床漫滩堆积的卵石层厚度13.0～22.1m。
左坝肩山坡岩石体裸露，坡面倾角40～50度。
右坝山坡高呈687.0m以下岩体裸露，岸坡陡立，以上为黄土斜坡，坡面角度20度左右，无不良物理地质现象。
地质特性从上至下概况如下：
中沙层（Q4a1+p1）：
黄褐色，长石、石英质，均粒结构，稍湿—饱和，松散—稍密状态，层厚1.6-6.5m。
卵石层（Q4a1+p1）：
由石英岩、花岗岩碎块组成，亚园形，一般粒径5-8cm，最大30cm，充填沙15%。
该层遍布场地，稍密状态，层厚3.9-14.7m。
漂石层（Q4a1+p1）：
由石英岩、花岗岩碎块组成，亚园形，一般粒径20-25cm，最大90cm，充填沙10%，松散—稍密，分布广，层厚1-13.6m。
园砾层（Q4a1+p1）：
由石英岩碎块组成，亚园形，一般粒径2-15mm，最大约50cm，充填沙10%，夹卵石薄层，松散—稍密状态，在左岸呈凸镜体分布，层厚2-5.1m。
基岩层（r5）：
花岗岩，浅褐色，主要矿物为长石，石英岩次之，或黑云母，中粒结构，块状结构，少量裂隙，中等风化。
基岩埋深17-26.3m，岩石分类为Ⅱ类。
坝址处地层强透水层，渗透系数K=85.6m/天。
中砂层有振动液化的可能，应挖去。
1.6.2坝址基岩物理力学参数
坝基砂卵石层物理、力学指标建议值表如下表1—2。
表1—2砂卵石层物理力学指标建议值表
地貌
地层
渗透系数（m/d）
允许水力坡降
（i）
承载力基本值f0
（kpa）
变形模量
E0
（Mpa）
摩擦系数f
6
砂卵石
55
0.1
380
26
0.55
两坝肩弱风化花岗岩岩体裂隙发育，比较破碎，岩石和饱和单轴抗压强度Rb=90～100MPa，岩体纵波速度Vp=2000～3750m/s，完整系数Kv=0.11～0.39，岩体的基本质量指标BQ=237～378，基本质量级别III～IV级，岩体物理、力学指标建议值如下表1—3。
表1—3坝基岩体力学指标建议值表
岩石名称
密度
抗剪断强度
泊桑比
ρ
f′
c
μ
g/cm3
—
Mpa
Gpa
花岗岩
2.45
0.8
0.6
5
0.3
第二章工程总体布置
根据《水利水电工程等级划分及防洪标准》（SL252-2000）规定，朱家滩装机9600kw，为五等工程，即小
（2）型水电工程，其主要建筑物为5级建筑物。
故朱家滩水电站枢纽设计洪水标准为10年一遇，相应洪峰流量Q=3019m3/s，校核洪水标准为50年一遇，相应洪峰流量为Q=5254m3/s，厂区防洪标准为30年一遇洪水设计，相应洪峰流量Q=4547m3/s，50年一遇洪水校核，相应洪峰流量Q=5254m3/s。
经多方案比较，朱家滩水电站选择枢纽布置在朱家滩村上游300m的渭河主干流上，上游距小水河汇入口1.8km。
进水闸、冲砂闸布置在左岸，厂区布置在朱家滩下游100m渭河一级阶地上，该处的主流靠左岸，河岸开阔有利于布置水电站建筑物。
本引水枢纽工程由三大部分组成，拦河溢流坝、冲沙闸及进水闸，附属工程有上游防渗、下游消能工程，包括消力池、海漫、防冲槽，工程范围内的两岸翼墙及护岸工程。
右岸为进水闸，与溢流坝轴线夹角为34°
，闸底板表面高程为681m，闸孔宽为2.5m，设胸墙顶部高程为695m，底部高程为685m,胸墙高10m。
闸室用C30砼浇筑，闸门为宽2.5m，高4m的平面铸铁闸门。
坝轴线垂直河道，坝布置在河中及左岸。
溢流坝长130m，坝高14m，坝底宽15.3m，坝顶高程687.5m，坝底高程678.0m。
坝体内填充M7.5浆砌石，表面为C15混凝土。
冲沙闸布置在右岸靠近进水口一侧，冲沙闸3孔，每孔宽4m。
冲沙闸为敞开式，上部设11m高胸墙，闸门为4×
5m的平面铸铁闸门，四扇。
左边墩厚2m，中墩宽2m，右边墩宽2m。
闸底板顶面高程679m，闸关闭后闸门顶高程684m，。
闸室顶部高程700m，工作闸门闸墩净高16m，上设启闭机及启机房；
检修闸门闸墩净高11m。
坝、冲沙闸下游均采用底流消力池消能，在坝址下游设消力池,消力坎等,促使水流在限定范围内产生水跃,通过水流内部的旋涡、摩擦、掺气和撞击消耗能量。
消力池底高程678.0m，池长39m，深2m，池尾槛高程为680.0m，池用C25混凝土浇筑。
有关设计规范见表5-1。
表2-1有关设计规范
序号
名称
标准编号
1
水利水电工程等级划分及洪水标准
SL252—2000
2
防洪标准
GB50201—94
3
水利工程水利计算规范
SL104—95
4
水利水电工程设计洪水计算规范
SL44—93
水工建筑物荷载设计规范
DL5077—1997
建筑结构荷载规范
GB50009—2001
7
水工混凝土结构设计规范
SL/T191—2008
8
水工钢筋混凝土结构设计规范（试行）
SDJ20—78
9
堤防工程设计规范
GB50286—98
10
城市防洪工程设计规范
CJJ50—92
11
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