A江坝后式厂房双曲拱坝设计说明书Word格式.docx

1、1.1.1枢纽概述 A江是我国东南地区的一条河流，流向自西向东，流经省南部地区，汇入东海，干流全长153公里，流域面积4860平方公里。根据流域规划拟建一座水电站，本设计任务是对A江水利枢纽进行设计。A江水利枢纽是一项同时兼顾防洪，发电，灌溉，渔业等综合作用的水利工程。坝址以上流域面积2761平方公里, 水库正常蓄水位为183.75m，汛前限制水位为182m，死水位为164m，设计水位为186.7m，校核水位为189.80m。电站多年平均发电量为5.08亿度，4台机组满载时的流量为338m3/s,尾水位103.5m。正常蓄水位时，水库面积为35.6平方公里，为发展养殖创造了有利条件，同时增加灌

2、溉面积250万亩。A江水利枢纽的主要组成建筑物有拦河大坝，坝后式厂房，泄水建筑物，过木筏道，开关站以及上坝公路等。拦河大坝为双曲拱坝，最大坝高为100.4m，主体工程量约为362860m3左右，坝顶宽8.5m，坝顶拱弦长约312m，坝底宽25.7m。坝后式厂房装有4台5万kW的发电机组，主厂房长81m，宽18m，副厂房长66m，宽10m，安装场长21m，宽18m,尾水管底高程为90.8m。发电机层高程114.8m。浅孔位于两岸，孔口宽8.5m，高8.0m，进口底高程为164.0m，出口底高程为154.0m；中孔位于水电站进水口两侧，孔口宽7.5m，高7.5m，进口底高程为135.0m，出口底高

3、程为130.0m。坎顶高程为117.4m,浅孔反弧半径为35m,中孔反弧半径为50m。过木筏道位于右岸。根据林业部的要求，每年木材过坝量为33.3万m3，起木材最大长度为10m，大头直径为100cm。开关站长66m，宽26m，位于左岸。1.1.2设计要求在明确设计任务及对原始资料进行综合分析的基础上，要求：（1）根据防洪要求，对水库进行洪水调节计算，确定坝顶的高程和泄水建筑物孔口尺寸。（2）通过分析，对可能的方案进行比较，确定枢纽组成建筑物的形式，轮廓尺寸及水利枢纽布置方案。（3）详细做出大坝设计，并通过比较确定坝的基本剖面和轮廓尺寸，拟定地基处理方案和坝身构造，进行水利计算、静力计算。（4）

4、对地基处理（待坝型选定后指定）进行设计，选择泄水建筑物的形式与轮廓尺寸，确定布置方案，拟订细部构造，进行水利计算、静力计算。（5）对A江水利枢纽各组成建筑物进行总体布置以及细部构造设计。1.2工程特性表表1-1 工程特性表水 库 特 性水库水位死水位高程164.00m汛前限制水位高程182.00m正常蓄水位高程183.75m设计洪水位高程186.70m校核洪水位高程189.80m主要建筑物大坝资料大坝级别级大坝型式双曲拱坝坝顶高程192.4m坝底高程92.00m最大坝高100.4m坝顶弦长312.00m坝顶厚度8.50m坝底厚度25.70m混凝土方量362860立方米泄水建筑物泄洪方式/孔口尺

5、寸进口高程出口高程两浅孔8.58m2164.0m154.0m两中孔7.57.5m2135.0m130.0m闸门形式检修闸门平板闸门，设在进口处工作闸门弧形闸门，设在出口处（表1-1）消能方式滑雪道式泄槽挑流对撞消能P=1下泄流量6600m3/sP=0.2下泄流量6880m3/s厂房最大引用流量338 m3/s装机容量45.0万kW引水道型式钢管数量4条内径4.6m第二章 设计资料A江是我国东南地区的一条河流，根据流域规划拟建一水电站。本设计的任务是对A江水利枢纽进行设计，其基本设计要求如下。2.1枢纽任务本工程同时兼有防洪，发电，灌溉，渔业等综合利用。水电站装机容量为20 万kW，多年平均发电

6、量5.08亿度。正常蓄水位183.75m，汛前限制水位182m，死水位164m,4台机满载时的流量338m3/s，尾水位103.5m，厂房形式为坝后式。本工程建成后，可增加保灌面积250万亩，减轻洪水对A江A市和A平原的威胁，在遇到P=0.02%和P=0.1%频率的洪水时，经水库调洪后，洪峰流量由原来的14900m3/s、11700m3/s分别削减为7600m3/s、6600m3/s，要求设计洪水时最大下泄流量限制为6600m3/s，正常蓄水位时，水库面积为35.6平方公里，可为发展养殖创造有利条件。此外，根据林业部的要求，每年木材过坝量为33.3万立方米，其木材最大长度为10m，大头直径为1

7、00cm。2.2基本资料2.2.1自然地理 2.2.1.1流域概况 A江为我国东南部的一条河流，流向自西向东，流经A省南部地区，汇入东海，干流全长153km，流域面积4860km2。 坝址以上流域面积2761 km2，流域境内为山区，平均高度662m，最高山峰达1921m，流域境内气候湿润，雨量充沛为热带气候。径流主要来自自降雨，小部分由地下水补给，每年49月为汛期，其中5、6月份为梅雨季节，河道坡降上游陡，下游缓，平均坡降6.320.97，因为河道陡，调蓄水能力低，汇流快，由暴雨产生的洪水迅速涨落，一次洪水过程线尖瘦，属于典型的山区性河流。流域境内以农林为主，森林茂盛，植被良好，水土流失不严

8、重，枢纽下游为A省的重要农副业基地A平原。坝址下游约50公里有县级城市两座，在河流入海处有省直辖市一座。2.2.1.2气候特性（1）气温 坝址处的多年的平均气温为17.3C，月平均气温最低（一月份）5C，最高（七月份）29C，实测极端最低气温8.2C，最高为40.6C。（2）湿度年平均相对湿度79左右，其中以6月份87为最大，1月份72为最少，日变化较大。（3）降雨量坝址以上流域的年平均降雨量为1680毫米，实测年最大降雨量为2389毫米，最少为1380毫米，雨量在年内分配不均，其中49月份的占年降雨量的75，5、6月份的占全年的1/ 3。 表21 各月雨量的雨型及日数统计表123456789

9、101112全年实际天数d3128300.3-10雨日mm10-30雨日30以上雨日（4）蒸发量：坝址处多年蒸发量为1349毫米，其中以7月份最大，月蒸发量217毫米，2月份为最小，月蒸发量45.4毫米。（5）风向风力实测最大的风速为71m/sec，风向西北偏西，吹程4.5公里，多年平均最大风速为：汛期12m/sec，非汛期13m/sec，风向基本垂直坝轴线，吹程4公里。（6）水库水温 据资料分析，各层水温的多年平均水温（TH）及年变幅（TC）按下列公式计算： TH =Tc其中：H为水深。2.2.1.3水文特征（1）正常径流根据资料分析，坝址处的多年平均径流量为100m3/s，多年均径流总量为

10、31.5亿m3，各频率的月平均量见表：表22 各频率的月平均流量月份频率（）多年平均116267324490689679346263331102121113186781792353645105373521772107377150502149891412162774426169780194712718422151374953669552365103162215295115616724100（2）洪峰流量和总量根据水文资料推算，坝址处的洪峰流量和总量如下：a.洪峰流量Q3310m3/s，Cv=0.45,Cs=4Cv, 皮型线，各频率流量如下表所示：表23 各频率流量表频率（）0.020.10.22

11、0备注流量1490011700m3/sb.洪峰总量三日洪水总量的均值W=3.5亿m3，Cv=0.38,Cs=3Cv,皮型线，各频率流量如下表所示：表24 各频率流量表0.01总量Wp7.946.85亿m3可能最大三日洪量为15/4亿m3。三日洪水过程线见附图c.施工期的设计洪水频率量表25 施工期的设计洪水频率量施工时段频率104月96月103月116月112月122月20871772136788482416731410107265459612751045784434332（3）固体径流量及水库淤积据水文站实测资料分析，年固体径流总量为331万吨，百年后水库淤积高程115m，淤沙容量为8.5k

12、N/m3，内摩擦角10。（4）其他本坝址地震烈度为7。2.2.2工程地质2.2.2.1库区工程地质库区岩性以火山岩和沉积岩为主，褶皱规模不大，均为背斜，两翼地层平缓，并且不对称。有较大的断层二条，这些褶皱和断层呈北东向展布，以压扭性为主，倾角较陡，延伸长度达几至几十公里，断层单宽1米左右。个别达10米以上。断层破碎都已胶结。库区水文地质简单，以裂隙水为主，地下分水岭均高出库水位以上。2.2.2.2坝址工程地质（1）地貌坝址处的河床宽度为100m，河底高程100m，水深13m。河谷近似“V”型，两岸约4060河床覆盖层由大块石、卵石组成。厚度约56m，两岸山坡为第四系覆盖层，厚度为510m左右。

13、（2）岩性和工程地质坝基为花岗岩，风化较浅，岩性均一，新鲜坚硬完整，抗压强度达120200MPa。坝址的地质构造简单，无大的地质构造，缓倾角节理延伸短，整体滑动可能性小。但陡倾角节理较发育，以构造节理为主，左右岸各有走向互相垂直的二组节理。其中一组近似平行于山坡等高线，方向见地形图，节理倾角约3590，节理面无夹泥存在。坝址处的水文地址较简单，未发现裂隙承压水。（3） 岩石的物理力学性质表26 岩石的物理力学性质表岩性或地质构造容重（kN/m3）孔隙率（%）抗压强度（MPa）弹性模量（MPa）摩擦系数粘着力（MPa）泊松比（）抗剪系数抗剪断系数干湿饱和混凝土基岩内部花岗斑岩27.328.12.

14、31902.21040.70.751.200.5基岩与混凝土0.20节理面0.651.0基岩与混凝土相对隔水层离基岩表面深15m。2.2.3筑坝材料2.2.3.1石料坝区大部分地区为花岗岩，基岩埋深浅，极易开采，且河床覆盖层中的块石、卵石可利用，因此筑坝石料极易解决。2.2.3.2砂料在坝下游勘探6个砂料场，最远料场离坝约9km，以石英破碎带的料场为主，初估砂料储量430万m3。经质量检验，砂石料符合规范要求。坝址处缺乏筑坝的土料。2.2.4库区经济库区除有小片盆地外，其余多为高山峡谷地带。耕地主要分布在小片盆地上，高山上的森林茂密。在正常蓄水位时，需迁移人口21444人，拆迁房屋19240间

15、，淹没、浸没耕地16804亩，淹没森林面积18450亩，淹没县社建造的二座小型水电站（装机2210kW）等，共需赔偿费4120万元。2.2.5其它2.2.5.1对外交通本坝址上游左岸30km处有铁路干线车站，另有公路与坝址下游50km的两座县城相通，两县城有公路和水路与河流入海处的直辖市相连，对外交通较为方便。2.2.5.2附属工厂和生活建筑区坝址下游两岸有较大的冲积台地，地形平缓面积较大，适宜布置工厂和生活建筑区。2.2.5.3负荷位置本电站主要供应坝下游A平原的农村生产用电及直辖市的工业用电，并担负A电网的部分调峰任务。2.2.5.4坝顶有双线公路布置的要求第三章 洪水调节3.1泄水建筑物型式选择 本工程已选定拱坝方案（见后），故泄水建筑物型式选择需要考虑拱坝结构的特点，其泄洪方式，有：表孔溢流、坝身开孔泄流（浅孔或中孔）、坝身溢洪道和利用导流隧洞泄洪等。（1）表孔溢流方案：突出优点是泄洪能力大，可减小孔口尺寸，闸门上的水压力小，操作检修方便；缺点是坝身单薄，需设置泄槽或滑雪道结构。实体的泄槽结构工程量较大，不经济，轻型的滑雪道结构易引起振动，稳定性不好。此