清水河重力坝设计说明书(总24页)本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March第一章清水河某电站的工程条件1.1.气象、水文清水河流域属亚热带高原气候区，由于大气环流和流域地形影响，气候类型较为复杂，垂直变化十分明显，多年平均气温为14.1C。
流域内降水较多，但年内及地区分配极不均匀，年降雨量为1130mm，4～10月占全年降水量的86.5%。
支流独木河上游为多雨区，多年平均降雨量超过1200mm。
每年5～8月为暴雨集中的季节，降雨量占全年的60%。
坝址集雨面积为4328km2，多年平均流量76m3/s，多年平均来水量23.97亿m3，径流系数0.48。
流域洪水特性与暴雨特性和流域自然地理条件密切相关。
洪水过程一般从5月份开始，到10月份结束，汛期洪水较为频繁，年最大洪峰多出现在6～7月。
设计洪水标准（P=1%时），洪峰流量为5240m3/s，相应3天为洪量6.0亿m3。
校核洪水标准（P=0.1%）时，洪峰流量为7430m3/s，相应3天洪量为8.4亿m3。
坝址多年平均年输沙量52.8万t，主要集中在汛期，占全年输沙量的92.8%，其中5～7月来沙量占全年的73.8%。
1.2.工程地质电站地处云贵高原的黔中地区，区域内碳酸盐岩广布，属中低山岩溶山地地貌，地层自寒武系至三迭系均布分布。
区域地处黔北台隆、遵义断拱南部，属扬子准台地中稳定的III级构造单元，自中更新世以来，区域内无断裂活动迹象，构造环境稳定，地震基本烈度为6度。
水库河段均属峡谷型水库。
库区构造以南北向为主，北东向和北西向断裂也很发育。
南明河近坝6km库段大部分为横向谷，上游库段为走向谷，左岸为顺向坡；独木河库段大部为走向谷，右岸为顺向坡。
水库两岸山体雄厚，其间分布有多层隔水层和相对隔水层，不存在向邻谷渗漏问题。
水库库岸多为坚硬的灰岩、白云岩组成，一般稳定性较好。
局部以软岩为主的走向谷顺向坡地段，风化后抗剪强度和抗冲刷能力降低，蓄水后可能产生顺层塌滑，除近坝的南明河口左岸边坡外，其余边坡距坝址较远，规模不大，对库容和工程的建设无影响。
工程枢纽区河段，河谷断面呈不对称“V”型，左岸较缓，右岸较陡。
河床及两岸坡出露地层主要为吴家坪组（P w2）中厚层燧石条带灰岩、夹泥页岩、钙质页岩和少量泥灰岩，其中软岩占总厚度的19%，河床基岩大部裸露，岩层缓倾上游偏右岸。
该地层属弱岩溶含水层，在垂直层面方向可取相对隔水作用，防渗处理简单。
坝址附近天然建筑材料丰富，开采及运输条件均较好，坝址下游2km处有公路通过，距左右岸坝肩也仅12km。
1.3.设计标准电站正常蓄水位初拟为835m，装机容量60MW，保证出力10.1MW，多年平均发电量2.51亿kWh，装机年利用小时为4183h。
电站工程规模为大（二）型，属二等工程，主要挡水及泄水建筑物为2级，厂房为3级建筑物，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。
大坝及泄水建筑物正常运用洪水为100年一遇（P=1%），非常运用洪水标准为1000年一遇（P=0.1%）；厂房正常运用洪水标准为100年一遇（P=1%），非常运用洪水标准为200年一遇（P=0.5%）。
1.4.水库、水能参数正常蓄水位 835m水库死水位 820m装机容量 A 230Mw电站引用流量 129.4m3/s最大水头 64m最小水头 42.8m平均水头 55.5m历年最大风速： 25.0m/s多年平均最大风速： 16.0m/s设计洪水：100年一遇，坝址相应洪峰流量5240m3/s，相应下泄流量4593m3/s。
设计洪水位836.41m；校核洪水：1000年一遇，坝址相应洪峰流量7430m3/s。
相应下泄流量6654m3/s。
设计洪水位841.68m。
1.5.工程地质岩体力学指标f c(MPa)f c(MPa)第二章 枢纽总体布置2.1坝顶及防浪墙高程2.1.1校核洪水位情况坝的安全级别为Ⅱ级，查表3－10得, c h =0.4m ；在河谷剖面图中测得校核洪水位时B=147.1m D=5Bkm ， V 。
=16m/s ；16.281610007355.08.9220=⨯⨯=V gD ,在20～250之间,故h 为累积频率为5%的%5h m DV h l 456.07355.0160166.00166.0314531450=⨯⨯==%5%124.1h h ==565.0456.024.1=⨯m()8.04.10l h L ==m 55.5565.04.108.0=⨯m cth L H cth L h h lz 12.055.568.1042.55.5465.0222=⨯⨯⨯==ππππ%1h h h h z c ++=∆=0.4+0.12+0.565=1.1m防浪墙顶高程=校核洪水位+△h 校=841.68+1.1=842.78m .2.1.2设计洪水位情况坝的安全级别为Ⅱ级，查表3－10得, 5.0=c h m ；在河谷剖面图中测得设计洪水位下B=132.901m D=5Bkm V 。
=16m/s ；20V gD 44.25161000664505.08.92=⨯⨯=在20～250之间,故h 为累积频率为5%的%5h ；314500166.0D V h l = m 433.0664505.0160166.045=⨯⨯= ；%5%124.1h h = m 537.0433.024.1=⨯=；()8.04.10l h L = m 32.5433.04.108.0=⨯=；L H cth L h h l z ππ22= m cth 11.032.598232.5433.02=⨯⨯⨯=ππ； %1h h h h z c ++=∆=0.5+0.11+0.537=1.2m ；防浪墙顶高程=设计洪水位+△h 设=836.41+1.2=837.61m . 两者比较取大者即坝顶高程及防浪墙高程为. 842.78m2.2确定下游水位根据水力学公式Ri WC Q =，611R n C =得：3/22/13/51χi W n Q *=，其中： Q:下泄流量；n :粗糙系数，查水力学得：04.0=n ；W:河谷断面面积，单位2m ；:i 河底坡率，由地形图资料算得：00246.0=i ；χ：湿周，单位m ；下游水深在下游水位-流量关系曲线上量得，通过河谷断面剖面图和上述水力学公式，以1米为模数做图，对应与正常蓄水位的电站引用流量s m Q /4.1293=时下游水深m H 64.42=正，对应于校核洪水位时的下泄流量时，下游水深m H 9.252=校。
计算表格如下： 高程面积周长 距离 湿周 流量坡率 754 12.196909 25.033 12.197 12.836 14.73578 0.00246 756 44.483127 41.862 20.089 21.773 89.52755 0.00246 758 91.209505 56.223 26.624 29.599 241.4305 0.00246 760149.24705867.434 31.426 36.008 481.3788 0.00246 762216.752642 78.495 36.08 42.415 803.8426 0.00246 764 293.30991 89.19540.478 48.717 1213.391 0.00246 766378.47737399.655 44.69 54.965 1712.323 0.00246 768 471.89821109.88848.731 61.1572303.340.0024619 770 572.979777119.415 52.351 67.064 2993.293 0.00246 772 680.769885127.791 55.304 72.487 3787.946 0.00246 774 793.658779135.252 57.72 77.532 4677.126 0.00246 776 913.889153141.948 59.736 82.212 5689.958 0.00246 778 1032.293791148.393 61.443 86.95 6715.358 0.00246 7801155.730678154.33662.90791.4297839.3810.002462.3非溢流坝设计2.3.1基本剖面2.3.1.1坝底宽度确定设0=n 75.0=mB68.10475.01= 解得：B=78.51m 2.3.1.2校核洪水位下基本剖面的稳定计算取1m 为计算宽度,对应于下游水深为25.9m.01=WkN V W 1216.986212451.7868.104212=⨯⨯⨯==砼γ kN V W 57675.6147675.309.408.9213=⨯⨯⨯==水γkN H P 72176.5369368.1048.921212211=⨯⨯=⨯=γ kN H P 769.81969.408.921212222=⨯⨯==γkNU 4752.3776351.7126349.104282.400726349.10482.400864.1025=⨯+⨯+⨯++=运用抗剪断公式：∑∑+-=PAc U W f K S ''')(，代入数据得：17.3769.819672176.5369351.78900)4752.377636984.104768(1.1'=-⨯+-⨯=S K对于校核洪水位，'s K =3.17>2.5，稳定满足要求。
2.3.1.3校核洪水位下基本剖面的应力计算在一般情况下，坝的最大和最小都应力出现在坝面，在基本剖面中，考虑自重、水压力、扬压力时，由计算得：∑=kN W 03.68922 ∑-=kN P 78.46200 m kN M ⋅-=∑53.765793水平截面上的正应力为：kPa BW BW kPa B M B W yd yu32,1632644.132622=-==+=∑∑∑∑σσ坝踵、坝址处应力均满足符合强度指标，满足要求。
2.3.2实用剖面防浪墙顶高程1=校核洪水位+△h 校=841.68+1.1=842.78m . 防浪墙顶高程2=设计洪水位+△h 设=836.41+1.2=837.61m . 取坝顶高程为校核洪水位+△h 校=841.68+1.1=842.78m . 坝高m H 78.105)15752(78.842=--=.取坝顶宽度为坝高的9%，即坝顶宽度为m 5202.9%978.105=⨯，取为10m.2.3.2.1校核洪水位作用的稳定与应力计算实用剖面图如图：（1）稳定计算取1m 为计算宽度01=WkN V W 1216.986212451.7868.104212=⨯⨯⨯==砼γ kN V W 57675.6147675.309.408.9213=⨯⨯⨯==水γkN H P 72176.5369368.1048.921212211=⨯⨯=⨯=γ kN H P 769.81969.408.921212222=⨯⨯==γkN U 4752.3776351.7126349.104282.400726349.10482.400864.1025=⨯+⨯+⨯++=根据混凝土重力坝规范查得：75.3/12015.2/1020)(331.0V gD V V gL m -=，代入数据计算得：m L m 80.5=。