资源描述
摘 要 - 5 -
一 概述 - 7 -
1.1地理位置 - 7 -
1.2水文与气象 - 7 -
1.2.1水文条件 - 7 -
1.2.2降水特性 - 8 -
1.2.3气象要素简述 - 8 -
1.2.4径流 - 9 -
1.2.5洪水 - 9 -
1.2.6 泥沙 - 10 -
1.3工程地质 - 10 -
1.4坝址工程地质条件及坝轴线选定 - 11 -
1.4.1坝址选择 - 11 -
1.4.2选定坝址的工程地质条件 - 11 -
1.4.3坝轴线选定 - 12 -
1.5建筑材料 - 13 -
1.6综合利用 - 13 -
二 重力坝挡水坝段设计 - 15 -
2.1 剖面设计 - 15 -
2.1.1 坝顶高程 - 15 -
2.1.2 基本剖面 - 16 -
2.1.3 坝顶宽度 - 17 -
2.2 荷载的计算：（取单宽计算） - 17 -
三 溢流坝段设计 - 22 -
3.1剖面设计 - 22 -
3.1.1单宽流量及长度 - 22 -
3.1.2堰顶高程 - 22 -
3.1.3 堰面曲线 - 23 -
3.1.4 反弧半径及戽角 - 23 -
3.1.5 消能及戽池长度 - 23 -
3.2荷载计算（取单宽计算） - 24 -
四 特征水头的选择 - 26 -
4.1校核洪水位 - 26 -
4.2 设计洪水位 - 26 -
4.3设计蓄水位 - 26 -
4.4设计蓄水位 - 27 -
4.5 设计低水位 - 27 -
五 水电站建筑物设计 - 28 -
5.1 水电站水轮机组的选型 - 28 -
5.1.1 HL310水轮机方案的主要参数选择 - 29 -
5.1.2 ZZ560水轮机方案的主要参数选择 - 30 -
5.1.3 ZZ460水轮机方案的主要参数选择 - 33 -
5.2 水电站水轮机组的选型方案比较及确定 - 33 -
六 蜗壳的选择 - 33 -
6.1 蜗壳的型式 - 33 -
6.2 蜗壳的断面形状 - 33 -
6.3 蜗壳的包角 - 34 -
6.4 蜗壳尺寸计算 - 34 -
6.5 尾水管尺寸计算 - 34 -
七 水轮机发电机外形尺寸估算 - 35 -
7.1主要尺寸估算 - 35 -
7.1.1 极距 - 35 -
7.1.2 定子内径 - 35 -
7.1.3 定子铁芯长度 - 35 -
7.1.4 定子铁芯外径Da - 35 -
7.2 外形尺寸估算 - 36 -
7.2.1平面尺寸 - 36 -
7.2.2轴向尺寸计算 - 36 -
7.3 发电机重量估算 - 37 -
八 调速系统，调速设备，油压装置的选择 - 38 -
8.1 调速功计算 - 38 -
8.2 接力器选择 - 38 -
8.2.1导叶接力器直径 - 38 -
8.2.2 最大行程 - 39 -
8.2.3 接力器容积计算 - 39 -
8.2.4 转桨式水轮机转轮叶片接力器 - 39 -
8.3 调速器选择 - 39 -
8.4 油压装置选择 - 40 -
九 起重机设备选择 - 40 -
十 厂房布置 - 40 -
10.1 厂房高度的确定 - 40 -
10.1.1 水轮机组安装高程 - 40 -
10.1.2 尾水管底板高程和主厂房基础开挖高程 - 41 -
10.1.3 水轮机层地面高程 - 41 -
10.1.4 发电机地板高程和安装场高程 - 41 -
10.1.5 吊车梁轨顶高程 - 41 -
10.1.6 天花板高程及屋顶高程 - 42 -
10.1.7 厂房总高 - 42 -
10.2.1机组段长度的确定 - 42 -
10.2.2 装配厂长度 - 42 -
10.2.3 厂房的长度的确定 - 42 -
10.2.4 主厂房的宽度的确定 - 42 -
十一 进水口拦污栅计算 - 43 -
11.1 进水口设计 - 43 -
11.1.1 进水口平台高程 - 43 -
11.1.2 进水口尺寸确定 - 43 -
11.2 拦污栅设计 - 43 -
十二 厂房稳定计算 - 44 -
12.1 正常运用情况（正常蓄水位85m） - 44 -
12.2 设计洪水位(88m) - 45 -
12.3 机组检修（正常蓄水位85m） - 46 -
十三 专题 ：机墩结构计算 - 47 -
13.1 基本资料 - 47 -
13.1.1 水轮机基本数据 - 47 -
13.1.2 发电机基本数据 - 47 -
13.1.3 其它设备重量 - 48 -
13.1.4 机墩型式及尺寸 - 48 -
13.1.5 机墩钢筋混凝土技术指标 - 48 -
13.2 荷载计算 - 49 -
13.2.1 垂直静荷 - 49 -
13.2.2 垂直动荷 - 49 -
13.2.3 水平动荷 - 49 -
13.2.4 发电机扭矩 - 50 -
13.3 计算情况及荷载组合 - 50 -
13.4 动力计算 - 50 -
13.4.1 强迫振动频率 - 50 -
13.4.2 机墩自振频率 - 50 -
13.4.3 共振检验 - 52 -
13.5 振幅检验 - 52 -
13.5.1 垂直振幅 - 52 -
13.5.2 水平横向振幅 - 52 -
13.5.3 振幅要求检验 - 53 -
13.6 强度计算 - 53 -
13.6.1 轴向正应力的计算 - 53 -
13.6.2 环向剪切应力的计算 - 54 -
13.6.3 主应力的计算 - 54 -
13.7 机墩静力计算 - 54 -
13.7.1 垂直正应力 - 54 -
13.7.2 剪应力 - 55 -
13.8 应力校核 - 56 -
13.8.1 正常情况下 - 56 -
13.8.2 短路情况下 - 57 -
13.8.3 飞逸情况下 - 57 -
13.9 配筋计算 - 57 -
参考文献 - 59 -
摘 要
沙溪口水电站位于福建省南平市上游的西溪上，属于河床式电站。
沙溪口水电站主要组成建筑物有溢流坝、非溢流坝、厂房和船闸。坝体为混凝土重力坝，溢流坝段位于河床中间，厂房位于河床右岸，船闸位于左岸。
水库设计洪水位88.00m，正常蓄水位为85.00m，校核洪水位88.5m，死水位82.00m。
非溢流坝坝顶高程91.5m，上游铅直，下游坡度1:0.85，溢流坝堰顶高程77.46m。溢流坝段全长320m，设有17孔溢流孔，每孔净宽16.0 m，沿主河槽宣泄绝大部分洪水。
设计水头16.31 m，电站总装机容量240MW，4台轴流式机组，每台60MW。水轮机型号为ZZ560-LH-750，转轮直径7.5m，水轮机安装高程68.0m，发电机层高程81.7m，安装场高程与发电机层同高。下游校核洪水位80.5m，主厂房顶高程为100.6 m，厂房长139m，宽29m。220kV开关站布置在尾水平台左侧。
船闸闸室130m×12m×2.5m（长×宽×最小水深），位于溢流坝右侧。
电站具备发电，航运过木的综合效益，是福建电网的骨干电厂。
关键词：河床式，溢流坝，非溢流坝，厂房， 设计洪水位，校核洪水位，正常蓄水位，死水位， 装机容量
Abstract
Shaxikou Hydropower Station lies at Xixi stream, upstream the city of Nanping in Fujian Province. It is a riverbed hydropower station.
The main structures of Shaxikou Hydropower Station consist of overflow spillway dam, non-overflow spillway dam, powerhouse and lock. The dams are concrete gravity dams. The overflow spillway dam lies in the centre of the riverbed. The powerhouse lies on the right, and the lock on the left.
The design flood water level of the reservoir reaches 88.00 meters. The normal water level 85. The checking flood water level is 88.5 meters. And the dead water level is only 82.00 meters.
The top of the non-spillway dam is at an elevation of 91.5 meters. The upstream of the dam is vertical, and the slope degree is 1:0.85. the crest of the weir is at an elevation of 80.0 meters. The overflow spillway dam is 320 meters long in total, with 17 openings each of 16 meters wide, discharging most flood flow along the main river channel.
The design cross-head is 16.31 meters. The project has a total installed capacity of 300MW. It houses 4 axial-flow turbines coupled with generators60MW each. The type of the turbine is ZZ560-LH-750. The diameter of the turbine is 7.5 meters. The runner setting is at an elevation of 68.0 meters. The generator floor is at an elevation of 81.7 meters. And it is the same with the service or erection bay. However, the checking tailwater lever is 80.5 meters. The top of the powerhouse is at an elevation of 100.6 meters. And the powerhouse is 139 meters long and 29 meters wide. 220kW switchyard is arranged on the platform at the left of downstream tailrace.
The lock with the dimension of 130m×12m×2.5m (L×W×Min.water depth) is located on the right side of the spillway.
Shaxikou Hydropower Station has the comprehensive benefits of generating electricity, navigation and floating wood. It is a very important power station in the electricity network of Fujian Province.
Keyword: River-type hydropower station，overflow dam，non-overflow dam，
plant. Design flood level，flood check level，Normal water level ，Installed capacity.
一 概述
1.1地理位置
闽江西溪为福建省最大河流上游的西支，流经十四个县市，与闽江北支建溪汇合于南平。西溪全长349公里，邵武至顺昌段河道坡降0.9%，已建安沙水电站位于沙溪中游末端，控制集水面积5184平方公里。富屯溪干流全长285公里，邵武至顺昌段河道坡降1.3%。其最大支流金溪，全长253公里，地形更为陡峻，河道坡降达1.5%，已建池潭水电站位于今溪中游控制集水面积4766平方公里。
沙溪口水电站位于沙溪和富屯溪汇合口下游6公里的西溪上，控制集水面积25562平方公里制，占闽江流域总面积的42%，流域内森林茂盛，覆盖良好，有较好的水土保持条件。
1.2水文与气象
1.2.1水文条件
西溪的降水量观测，解放前从1935年开始，但站点少，资料断续不全，精度较差。1952年起陆续增设雨量站，到1978年已达162处，平均158平方公里设有一个雨量站。蒸发量观测都是解放后开始，本流域共有16个观测站。枢纽区所需的气温，湿度，水温，风向，风力等气象要素的统计，是利用距坝区下游14公里的南平站。
水文测验：西溪最早于1938年7月在沙溪的沙县。永安设站观测水位和流量，1939年相继在宁化清流设水位站。富屯溪以洋口建站最早，于1944年5月设立，其他各站点均在解放前增设。一般都有二十年以上的实测资料。至1978年沙溪沙县站已积累三十年资料，富屯溪洋口站也有三四十年的实测资料。
西溪的花竹站，距沙溪，富屯溪汇合口下游约4公里，1953年11月设站。1957年停测，1960年9月恢复策流至1966年12月撤消，1979年恢复观测水位，汛期测流。
花竹站是西溪控制站，是本水电站水文计算的主要依据站，但仅有9年实测流量资料，而沙县控制站，控制集水面积9922平方公里，洋口站控制集水面积12669平方公里，两站总面积已控制坝址总面积的89%左右，其间无大支流汇入，为花竹站水文资料插补展延提供了良好的条件。
天然河道水位流量关系曲线，1979年3月在花竹站下游约1.5公里鲤鱼洲坝段社坝址上下水尺。同年青洲莱洲与梯级开发可能的官蟹，照口设水尺，观测水位，至9月停测。坝址水尺与花竹站相关，青州，官蟹两组水尺和莱舟，照口两组水尺分别与沙县站和洋口站相关，高水位历史洪水资料控制又分别按集水面积比的0.67次方作相应水尺的区间加入水量，接着以史提文撕法外延求得。
1.2.2降水特性
闽江西溪流域属亚热带季风气候，雨量充沛，暴雨频繁，由于地形影响，富屯溪上游为闽北高雨区，沙溪属于闽中低雨区，金溪与富屯溪中下游则为两者过度带。降雨量的地区分布有自东南向北递增趋势。花竹以上流域实测最小和最大年降水量在1236~2348毫米之间，多年平均降水量为1776毫米，六月为甚，占年降水量的37%左右。
高风西风槽和地面锋系列相伴出现成锋面雨，是本流域雨季最主要的天气形势，也是暴雨的主要成因，一般台风雨对本流域影响不显著，但强台风与其他天气系统相遇时，容易晾成洪患。
1.2.3气象要素简述
（1）气温
坝区年平均气温为19.3度，月平均气温在9度以上，最高气温》35.0度的日树，全年平均为40.4天，其中以七八月最多。最低气温《0度的天数，全年平均为7.6天，以一月份出现机会最多。极端最高气温为41.0度，出现在1953年8月1 日，极端最低气温为-5.8速，发生在1955年1月11日和1963年1月8日。
（2）湿度和水温
本流域气候湿润，坝区年平均相对湿度为79%，月平均最大达83%，发生在六月，月平均为78%，出现在七月。坝区多年平均水温为20.8度，极端最高水温达35度，极端最低水温为5.7度。
（3）蒸发
西溪花竹以上流域的蒸发量以邵武，延宁，将乐，清流，永安，沙县六站
的观测资料为计算依据，根据1952~1978年资料求得多年平均水面蒸发量为
970.3毫米，年最大蒸发量为1092.9毫米，年最小蒸发量为888.6毫米，年内
各月蒸发量以七月最大，为144.2毫米，二月最小为38.5毫米，陆地蒸发量
按水量平衡原理推求，多年平均为792.7毫米。
（4）风向风力
坝区年平均风速仅1.0秒米，全年各月以东北风占优势，定时最大风速
实测记录大于20秒米，出现在1962年6月，相应风向为西南风，发生大风日
数以7~9月频次较多。沙溪口水库大坝的设计最大风速建议采用25~30秒米。
1.2.4径流
本流域径流形成来至降水，花竹站具有1954~1956，1961~1966年实测资料，根据
九年实测资料与上下游的沙县，洋口，南平，七里街各站点流时资料，建立四种同
期上下游年月平均流量相关图，经比较选用最大误差较小，且较为简单的插补计算
花竹站的年月日平均流量，并将花竹站查补延伸而得1939到1978年工40年径流
系列。考虑支池潭径流系列教短，自1954年起才同步，故坝址多年平均流量用花
竹站1951~1978年流量系列计算为778秒立方米，径流模数30.4万立方米/秒*平方
公里。花竹站径流年内分配是很不均匀的，自一月递增，以六月最大，占全年流量
的24.5%，然后逐月递减，最小为12月，只占全年的2.7%，最大与最小月份比达
9倍左右，花竹径流年内见表1。
表1-1 花竹站径流年内分配表
名称
一月
二月
三月
四月
五月
六月
七月
八月
九月
十月
十一月
十二月
全年
月平均径流
267
407
618
1080
1730
2290
946
606
470
379
288
253
778
占年内（%）
2.86
4.36
6.6
11.0
18.3
15.5
10.14
8.49
5.84
4.80
5.89
2.71
100
花竹站最小流量根据沙县及洋口站1950~1978年实测资料进行插补计算，最小值发生在1968年，仅为78.8立方米每秒。
1.2.5洪水
西溪洪水由暴雨形成，特大洪水发生在4~6月，尤以六月发生机会最多，每当五，六月 由于高空西风槽，低涡特别活跃，地面低压锋系出现频繁，西南方向来的暖湿气流又加强，当两气团在流域上空交汇对峙时，形成静止锋，不仅降水持久且强度大，这是造成本流域大范围降水的主要天气系统，也是洪水的主要成因，本流域距台风源地远，东南面受云，博平等山脉阻挡，一般台风对本流域影响不大，若强台风与其它天气系统相遇也会造成洪灾。根据30年来的实测资料分析，较大洪水形成原因以及历史特大洪水大部分均属锋雨造成。
本流域洪水历时一次可达5~10天，一般5~7天可以包括最大洪量，锋型以C复峰和多峰居多。
本流域洪水历时一次可达5~10天，一般5~7天可以包括最大洪量，锋型以C复峰和多峰居多。
坝址洪水过程线，考虑了沙溪与富屯溪的洪水组合。
1.2.6 泥沙
坝址没有实测资料，采用洋口与沙县两站实测悬移质输沙率多年平均值，经年
径流比进行推算，并以洋口与沙县两站多年平均侵蚀模数综合分析的成果比较推得
坝址悬移质年输沙量为0.094公斤/立方米。推移质由于闽北地区无实测资料，参照
新安江罗桐埠站分析成果，按悬移质30%估计推得多年平均总输沙量为302万吨。
1.3工程地质
库区位于闽西北华夏地区，地层以前震旦第建欧群的一变质岩和燕山花岗岩体为主。
库区地层褶皱多呈复式，以向半构造为主习峰期褶皱形态较复杂，次数褶皱发育，华力近—即光期多属燕山期，大体可分为北东~北北东向。北西向和南北向三组，北东向断层多数压性，但也有弹性，北西向断层多数张性。南北向断层，则以压性为主。
电站所在地区地震基本烈度定位6度。
渗漏：库区群山环抱，地下分水岭高于设计蓄水位。库岔中无碳酸盐类分布，故无渗漏之滤。
矿产淹没：未发现有工业价值的矿产，因此不影响水库兴建。
库岸稳定：已查明，不稳定或滑块体有沙溪口公路上游600米右岸及沙溪口公路桥上游各有一块，规模估计约数万立方米。此两处距坝址约7公里，纵使坍滑对电站去影响。在绿水坑上游2200米处，岩层有侏罗系有顺坡向断层构成滑动面。经推算，认为不论是现在或蓄水以后都是稳定的。
原上坝址右岸距电站厂房约500米。边坡地形平缓。120米高程以上的坡积层经过多次滑动，趋于稳定状态，下部岩体风化裂发育，T4及附近岩体张开松弛，拉裂，但T4或类似T4的缓倾角结构面末出坡脚，高程80米以下基岩出露与河库风华岩无露头，片理结构均可延续，边坡下部不存在滑裂面，蓄水后也不可能在坡脚长生脆性破裂，酿成严重滑坡。
1.4坝址工程地质条件及坝轴线选定
1.4.1坝址选择
在西溪的花竹，鲤鱼州河段选定两个比较坝址，相距约500米，称为上下坝址，选坝会议认为：从地质条件上比较，上下坝址无质的差别，均可修建50米左右混凝土重力坝，相对下坝址较好。并要求对下坝址两岸坝头稳定条件及河库倾角软弱夹层分布和力学性质作进一步查明，以分析对坝基稳定的影响。综合其它条件，选定下坝址作为沙溪口水电站坝址。
1.4.2选定坝址的工程地质条件
坝址地层由石英片岩，长英片岩和云母片岩组成，左岸及左河床为石英片岩与云母长英片岩组成。河床礁滩部分及右岸则以云母长英片岩，夹石英片岩和云母片岩。岩性以石英片岩最坚硬，长英片岩次之，云母片岩最软，但抗压强度一般也有500公斤/平方厘米。岩走向是北东向，倾向下游偏右岸，倾角20度~50度之间变化。
坝址位于鲤鱼洲向斜西北翼，构造线以北东北北东为主，被向斜构造多呈小型复式褶皱，背斜紧密，向斜舒缓。揉褶多发育在云母片岩中，断裂以北东—北东向较发育，北北东，北西，北西西次之，断层宽度一般在0.13~3.0米，规模最大的北西，北西西向F50断层通过左河槽，宽10~15米。断层带由胶结角砾岩压碎岩组成，对工程地质条件影响不大。F50断层宽约30米，需作防渗处理。]
左右岸均无深层滑动的可能，左岸控制其过坡稳定的滑动面为片理面，在坝肩开挖后，坝肩上下游局部地区片理面和顺层撞压带，可能引起边坡失稳。左岸各种岩面的稳定坡角若坡高20~30米，大致可用45~60度。右岸大部由全风化和强风化组成，其稳定坡角建议40~45度。
可坝基下游不存在临空的地形条件，也没有发现有缓倾角的泥化层和贯穿河床的缓倾角结构面，认为基础是稳定的.
坝基岩面属裂隙性含水层，受构造断裂影响，方向性明显，局部断裂带和断裂影响带为较严重的透水带，经推算饶坝渗漏和坝基渗漏量约为500立方米/昼夜，相对降水层埋深度不大.
综上所说，认为本坝址对于径流式水电站来说是较理想的坝址。
1.4.3坝轴线选定
选定坝址后，对于原拟订的三条勘探线的勘1，因其上游临近左河床深潭，潭底最抵高程44.0米同时1，2勘线之间河床深槽存在F50，F6断裂聚汇带；3勘线下游右岸靠近冲沟。为此放弃勘2线上游和勘1线下游作为坝轴线比较范围。将坝轴线比较范围限在勘2线~勘1线之间，且在其间增设4线加密勘探，结果认为4勘线两岸新鲜基岩利用面较高，尤其右岸在4线附近岩体新鲜坚硬完整，可作为齿墙基础，因此从地质条件分析，认为勘4线作为坝轴线是合适的。
1.4.4岩石物理力学性质
坝基各类岩石室内物理性能实验成果见表4
表1-2 岩石室内物理性能实验成果
岩名称石
数量
容重
（克/立方厘米）
比
重
吸
水
率
（%）
孔
隙
率
（%）
近似垂直面抗压强度
（公斤/平方厘米）
软化
系数
实 验
组 数
干
湿
干
湿
石英片岩
最大值
最小值
平均值
2.74
2.72
2.73
2.74
2.73
2.74
2.78
2.76
2.77
0.24
0.11
0.17
0.81
0.72
0.53
1992
717.2
1478.8
1358
611.9
1078.2
0.86
0.61
0.76
8
云母长英片岩
最大值
最小值
平均值
2.73
2.69
2.71
2.74
2.70
2.72
2.8
2.76
2.78
0.24
0.20
0.22
0.24
0.81
0.52
1428.1
1157.7
1261.2
993.2
762.2
909.4
0.78
0.66
0.72
7
云母片岩
最大值
最小值
平均值
2.74
2.68
2.71
2.75
2.7
2.74
2.84
2.83
2.84
0.56
0.25
0.39
0.3
0.52
0.41
1680.5
925.8
1303.2
519.9
511.2
515.6
0.55
0.31
0.42
2
注：1.石英片岩近似平行于理面的二组干抗压强度平均值841.2公斤/平方厘米
2.云母片近似平行于理面的一组干抗压强度值296.7公斤/平方厘米
坝基由三种岩性组成。在坝体结构及裂隙发育程度并考虑软化系数较低的情况建议利用区内岩石抗压强度的1/10，其值表5。
岩石与岩石和岩石与混凝土抗剪强度实验，选取河床微风化~新鲜岩石，制备202020厘米试样确定，其成果见表6.
根据室内单点法实验组，结合坝基地形地质条件分析，设计实验，地质会商定，摩擦系数采用算术平均值，乘上折减系数0.85，粘聚力建议 采用算术平均值的1/5，见表7。
建筑物部位分段混凝土/岩摩擦系数建议值
右岸挡水段 f =0.5 船闸 f=0.45
溢流段 f=0.51 厂房段 f=0.50
各类岩石变形模具量建议值如下：
新鲜石英片岩 20104公斤/厘米2
新鲜云母长英片岩 15104公斤/厘米2
新鲜云母片岩 10104公斤/厘米2
1.5建筑材料
在坝址附近缺乏沙石料。土料在坝址上下游范围内均有分布。
1.5.1 涉沙净沙料场，沙的质量良好，初步估计储量15~20万立方米，运输条件较好，可供工程前期使用。
1.5.2 二公里半道口采石场为燕山早期花岗岩，无论质量储量均可满足要求，唯
对人工沙作实验论证。
1.5.3 土料最优开采地段为下坝址右岸，高程在120~170米，储量50~60万立方米以上，质量可满足围堰要求。
1.6综合利用
本工程以发电为站为主兼顾航运过木，投产后将接入福建省点系统运行。开发
本电站主要目的是适应福建省工农用电需要。
沙溪口水电站位于闽北电网中心，电站开发主要是向福州，三明，南平等地区供电，其范围主要在闽北，参加全省电力平衡，考虑水口电站投产后，福建华东联网，本电站负担适当的调峰任务。
有通航要求，估计近期过坝货运量为30~60万吨。木材过坝量1990年为20万
立方米，2000年为50万立方米。毛竹500~600万株。要求枢纽设置船闸，满足过
木及通航要求。
枢纽建成后，因水库小无力承担下游防洪，下游无灌溉要求。
表1-3 坝基岩石承载能力列举数值
岩 性
建议数据（公斤/厘米2）
垂直片理岩
平面片理岩
微风化~新鲜石英片岩
100
55
微风化~新鲜云母长英片岩
90
45
微风化~新鲜云母片岩
50
10
表1-4 岩石室内实验成果表
岩性
实验
条件
抗 剪
组
数
算术平均值
图解法
最小而乘法
tgY
C
tgY
C
tgY
C
云母
片岩
岩/岩
0.51
1.02
0.51
2.05
0.48
2.27
18
混/岩
0.57
2.72
0.55
3.1
0.51
3.42
9
云母
长英
片岩
岩/岩
0.53
2.70
0.53
2.77
0.51
3.14
11
混/岩
0.55
3.0
2
石英
片岩
混/岩
0.58
2.82
0.56
3.1
6
备注
分析中舍去少数偏大成果
表1-5 岩石抗剪强度指标建议值
岩石名称
边界条件
建 议 值
摩擦系数
粘聚力（C）公斤/厘米2
云母 片岩
岩/岩
0.43
0.38
云母长英片岩
岩/岩
0.45
0.54
云母 片岩
混/岩
0.48
0.54
云母长英片岩
混/岩
0.50
0.6
二 重力坝挡水坝段设计
2.1 剖面设计2.1.1 坝顶高程——————————2.1.2 基本剖面
2.1.3 坝顶宽度2.2 荷载的计算：（取单宽计算）
名 称
荷 载 （KN）
方 向
弯矩M（KNM）
自 重
13397.4
4843.39
静 水
压 力
662.1
4414.5
1969.1
2309.7
扬压力
6476.96
浪压力
142.21
=1.01.02247.01=2247.01KN
名 称
荷 载 （KN）
方 向
弯矩M（KNM）
自 重
13397.4
5013.53
静 水
压 力
676.89
4562.88
2114.3
2483.16
扬压力
6654.64
浪压力
142.21
=2221.93KNKN
=3497.77KN
3497.77KN
R=5183.73KN
5283.73=4319.77KN
三 溢流坝段设计
3.1剖面设计
3.1.1单宽流量及长度
272=19040
设计工况：a=0.8 20000
=（-Q）/a=(20000-19040)/0.8=1200
校核工况：a=1.0 21500
=（-Q）/a=(21500-19040)/1.0=2460
考虑发电用水，过船用水，等影响，此多余流量应能完全下泄，不再设其他泄水设施。溢流坝总长度为320m。3.1.2堰顶高程
=88-10.54=77.46m3.1.3=0.175=0.1759=1.575 =0.5=4.5m
=0.276=2.484m =0.2=1.8m
=0.281=2.529m =0.04=0.36m
斜披直线段坡度一般取1：0.65~1：0.75
3.1.4 反弧半径及戽角
E=88.5-60=28.5 K=0.174
由国标《DL5108—1999 6.3.1》得E/R=2.83
故R=12m
戽角：
根据已建工程经验，戽角过大将造成高涌浪，从而下游将产生过大水面波动，使下游岸坡和河床造成较大的冲刷，戽角过小消力戽内表面旋滚会趋于冲出戽外，易出现潜底混合流态，从而达不到最佳消能效果，经多方面比较选择戽角3.1.5 消能及戽池长度
3.2荷载计算（取单宽计算）
图3-1溢流坝剖面图
名 称
荷 载 （KN）
方 向
自 重
9312
桥 重
7200
设备重
196.2
闸墩重
1008
水 压 力
3845.52
290.82
608.22
扬压力
3789.5
浪压力
142.21
7267.46=6056.22KN
S==3696.91KN
=1.01.03696.91=3696.91KN
四 特征水头的选择
-
=（1%~3%）（）河床式水头损失小取1%4.1校核洪水位4.2 设计洪水位4.3设计蓄水位
图4-1 设计蓄水位四台机组发电4.4设计蓄水位
图4-2 设计蓄水位一台机组发电4.5 设计低水位
图4-3 设计低水位四台机组发电
图4-4 设计低水位一台机组发电
五 水电站建筑物设计
5.1 水电站水轮机组的选型
60MW=5.1.1 HL310水轮机方案的主要参数选择
=82.6%，由此可初步假定原型水轮机在该工况下的单位流量=1.4=86%
则=88.3r/s，初步假定=，则 n==41.8r/min,
选与之接近而偏大的同步转速n=60r/min
=89.6%，模型转轮直径=0.39m，则
=94.4%
效率修正值=94.4%-89.6%=4.8%，考虑到模型与原型水轮机在制造工艺上的差异，减去修正值（取1%），则=3.8%，由此可得原型水轮机在最优工况和限制工况下效率为
=89.6%+3.8%=93.4%
=+=82.6%+3.8%=86.4% 与假设值相近
单位转速修正值按下式计算：
则
按规定可不加修正，这时单位流量也可不加修正。
由此可见原来假定的=86%，，=正确，那么计算及选用结果
及各特征水头对应的即可计算出来，水轮机在，下工作时，其故
==1.39<1.4
则水轮机在最大引用流量=454.7
与特征水头，，相对应单位转速为：
==120.42r/min
==191.88r/min
= =133.71 r/min
在HL310型水轮机综合特性曲线上不包含高效率区，不考虑此方案。5.1.2 ZZ560水轮机方案的主要参数选择
=81%，由此可初步假定原型水轮机在该工况下的单位流量=2=86.8%
则=130r/s，初步假定=，则 n==73.8r/min,
选与之接近而偏大的同步转速n=75r/min,P=40
=89%，模型转轮直径=0.46m，则
)=0.362+0.638
其中=3.0m，=7.5m，H=16.31m则
=89%，由于最优工况接近于转角，故可采用=3%作为其修正值，从而可得原型水轮机最高效率为：=89%+3%=92%
已知限制工况下=81%，处于=与=之间，用内插值法得=81%+5.9%=86.9%（与假设值相近）
由于==1
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