水电站课程设计任务书(2012.02sunwen)(1).doc

水电站课程设计任务书(2012.02sunwen)(1) 作者： 日期：2 个人收集整理 勿做商业用途水电站课程设计任务书及指导书 兰州交通大学水利水电工程系2012年2月一、原始资料及设计条件1 概述1.1 工程概况某水电站位于沅水一级支流巫水下游峡谷河段，下距会同县若水乡镇2,距洪江市15。坝址下游2有洪江绥宁省级公路从若水乡镇经过，交通较为便利。 该工程初拟正常蓄水位191，迥水至高椅坝址，库容0。0708亿m3,装机16，是一座以发电为主，兼有防洪、旅游等综合效益的水电工程，枢纽建筑物由溢流闸坝、重力式挡水坝、右岸引水发电隧洞和引水式厂房组成。1.2。 工程等别和建筑物级别本工程以发电为主,兼有防洪、旅游等综合效益.水库正常蓄水位191时库容为0。0708亿m3,电站装机容量为16。2 水文气象资料2.1 洪水 各频率洪峰流量详见下表1.表1 坝 址 洪 峰 流 量表频率（%）0。10.20。5123。335102050坝址洪峰流量（m3/s）9420844071606190522045403990308022201190厂址洪峰流量（m3/s)98008790746064605460475041803240234012602.2 水位流量关系曲线（1）下坝址水位流量关系曲线详见下表2。表2 下坝址水位流量关系曲线表 （高程系统：85黄海） 水位Z（m）182。44183.00184.00185。00186。00187。00流量Q(m3/s）36.518552291213101730水位Z（m）188。00189.00190。00191。00192。00193。00流量Q（m3/s)218026803240384044405040水位Z（m）194.00195。00196.00197。00198。00199.00流量Q(m3/s）564062406840744080408640(2）上坝址水位流量关系曲线详见下表3。表3 上坝址水位流量关系曲线表 (高程系统:85黄海）水位Z（m）184。23185.00186.00187.00188。00189.00流量Q(m3/s）36.5255620106015402060水位Z（m）190.00191.00192。00193.00194.00195.00流量Q(m3/s）265032703890451051305750水位Z（m）196。00197。00197.50198.00199.00199。50流量Q（m3/s）637069907300761082308540(3)厂址水位流量关系曲线详见下表4.表4 厂址水位流量关系曲线表（高程系统：85黄海) 水位Z（m）179.12180.00181。00182。00183.00184.00185。00流量Q（m3/s）30263600980138018002250水位Z（m）186。00187。00188.00189。00190.00190。5191.00流量Q（m3/s）27303270385044805140548058302。3 泥沙 多年平均含沙量: 0.089 多年平均输沙量: 22。05万 设计淤沙高程 ： 169.0 淤沙内摩擦角 : 100 淤沙浮容重 : 0。92.4 气象 多年平均气温： 16.6 极端最高气温： 39。1 极端最低气温： 8.6多年平均水温： 18.2 历年最高气温： 34.1 历年最低气温: 2.1 多年平均风速： 1。40 历年最大风速: 13。00，风向：NE 水库吹程： 3。0最大积雪厚度： 21 基本雪压: 0.253工程地质与水文地质3.1 工程地质资料（1)该工程区地震基本烈度小于度，不考虑地震荷载。（2）基岩物理力学指标如下上坝址 饱和抗压强度：2030 抗剪指标: f砼/岩=0。60。65 抗剪断指标： f砼/岩=0。80。9 c=0。70.8 下坝址饱和抗压强度：1525 抗剪指标： f砼/岩=0。60。62抗剪断指标： f砼/岩=0。70.8c=0。703.2 坝址工程地质条件（1）上坝址工程地形、地质条件上坝址位于河流弯曲段下游,流向2790，基本为“U型横向河谷.河床基岩裸露，高程181184，河床宽136，水深0。53.0.坝轴线上游100350，河床深槽较发育，一般槽宽2040，槽深1114.5.当蓄水位192 时，河谷宽161 ，左岸冲沟较发育，坝轴线上、下游分别分布2 及3 冲沟，边坡具下陡上缓特征，高程227以下坡角450，以上坡角250，山顶高程271 ;右岸地形较平顺，上游有一小冲沟分布，边坡较陡峻，坡角350450，山顶高程292。坝址区除两岸均分布有宽度较窄，厚34冲积阶地堆积及左岸分布厚13残积堆积外，基岩大部分裸露，出露的主要岩性为砂质板岩、绢云母板岩夹长石砂岩、厚层长石砂岩、含砾砂岩、含砾砂质板岩. 坝区岩层走向与河流交角700800，倾上游偏左岸，坝址区构造较简单，仅上游见F1断层及物探探测的F3断层，破碎带宽0.10.6,延伸长度均小于50。主要节理有四组。坝区岩石风化受岩性与地形等因素影响,长石砂岩抗风化能力较强，风化较浅;板岩、绢云母板岩抗风化能力较弱，风化深度较大，两岸山顶受地形切割呈弧立小山包，则强风化深达2536。据钻孔压水试验和地下水观测资料，坝区岩体透水性较差,地下水位坡降陡达4050，埋藏较浅，远高于设计正常蓄水位.坝基岩体透水率小于5lu占96.8，基本属弱透水岩体;防渗帷幕下限（q5lu）埋深，左岸5。220,河床57，右岸2。512。（2)下坝址工程地形、地质条件下坝址位于上坝址下游660，基本为“U”型横向谷，河流流向2650，河床大部分为冲积砂砾石覆盖，河床高程182183.5,河床宽202，右河床为浅滩，水深0。51。0m， 左河床为人工改造河槽，水深1.52。0.当正常蓄水位192时，河谷宽232 。两岸地形对称，边坡较陡峻。左岸坡角400430，为崩坡积物所覆盖，山顶高程324.74;右岸坡角420450，基岩裸露，山顶高程315.25。坝区除少部分为第四系松散堆积物覆盖外,基岩大部分裸露，出露的主要岩性有绢云母板岩夹中薄层长石砂岩。坝区地质构造较简单,断层未见。岩层产状N200250E,SE600700，其走向与河流交角600650,倾向上游偏左岸。坝区岩石风化主要受岩性所控制，坝基及坝肩大部分为绢云母板岩，其抗风化能力较弱，两岸肩强风化相对较深。据钻孔地下水位观测资料，左坝肩地下水位埋深9。540（高程225以上)，右坝肩地下水位埋深3 23（高程226 以上)，远高于蓄水位。据钻孔压水试验资料表明，基岩的透水性与岩体风化程度密切相关，强风化带及弱风化带上部岩体节理裂隙较发育，岩体完整性较差，透水性较强，为中等透水带，弱风化带中下部和微风化岩体透水性较差，基本为弱透水或微透水带。坝基防渗帷幕下限(q5lu）埋深，左岸1028，河床210,右岸620。(3）坝基岩石物理力学指标坝基岩石物理力学指标建议值在下表1-5中列出.表1-5 坝基岩石物理力学指标建议值表 岩石名称风化程度天然密度（g/cm3）饱和抗压强度()砼与岩石抗剪强度砼与岩石抗剪断强度弹性模量（GPa)抗冲流速（m/s)临时开挖坡比备注fC（MPa)fc（MPa）长石砂岩含砾砂岩强2。52.630350.50.5500.70.750。30。3534451：0.5上坝址弱2。72.7545500.60。6500.90。950。80。9810781:0。3砂质板岩强2。542。568100。400.4500。550.600.100.1522。5231：0。75上坝址弱2。752.7620250。550。600.800.850。450。5068451：0。5绢云母板岩强2.52.55680。380。4000.500。550.080。101222.51:0.75下坝址弱2。722。7515200.50。5500。750。800.350。40453。54.51:0。53.3 引水发电隧洞及厂房工程地质条件(1）引水发电隧洞下坝址引水隧洞进口位于坝线右岸上游，洞段穿越河间地块,出口位于河湾下游9#冲沟口附近。洞轴向N16W.进口段（040)：地形坡角2860，上覆岩体厚618，围岩为Zaj 2-4岩组灰绿色绢云母板岩，劈理发育，岩层产状N20E，SE65,倾向洞外偏右侧，与洞轴线交角36，主要发育产状N70W，SE78,N50W,SW87及N10E ，SE85三组节理，面多闭合平直，延伸长0。51.0。强风化带下限埋深812，岩体因节理裂隙发育较破碎,成洞条件差，建议采取明挖。开挖坡比，。洞脸边坡由于受层面与多组节理组合切割稳定性较差,建议采取加固处理措施。洞身段（40110）：上覆岩体厚1866，围岩为Zaj23岩组上部灰白色厚层状长石砂岩,围岩呈弱微风化状态。岩层产状N22E，SE64，与洞轴线交角38.主要发育N5060W，SW8587及N10E,SE8085两组节理，面紧密闭合，延伸长0。51.0.该段位于地下水位以下，岩体完整性较好，基本稳定，成洞条件较好。其中平距4070段属类围岩,f=45，K0=3540；平距70110段属类围岩，f=67,K0=5055.洞身段（110350)：上覆岩体厚24107，围岩为Zaj2-3、Zaj2-2岩组灰绿色绢云母板岩夹中厚层长石砂岩，围岩呈弱微风化状态,岩层产状N22E,SE64，与洞轴线交角38，板岩内产状N15E，NW75劈理较发育.主要发育N5060W及N10E两组高倾角节理，面平直闭合，延伸长0.51.0m.该段位于地下水位以下,岩体完整至较完整,大部分洞段基本稳定，成洞条件较好，但局部洞段（310350）劈理、节理较发育，稳定性较差。其中平距110310段属类围岩，f=45，K0=3035；平距310350段属类围岩，f=34，K0=1520。出口段（350以后)：地形坡角1545，上覆岩体厚224。围岩为Zaj2-2岩组灰绿色绢云母板岩夹长石砂岩,板岩内劈理发育。岩层产状N15E，SE6570，倾向洞内偏右侧，与洞轴线交角31.主要发育N30E，NW35，N85W，SW86，N15W,SW79及N80E ，NW36四组节理，面多闭合，延伸长15。强风化带下限埋深516m。该段位于地下水位以下，岩体因节理、劈理发育完整性差，成洞条件差，建议采取明挖，开挖坡比,。由于N10E及N80E，倾向洞外的两组缓倾角节理较发育,加上与NWW向、NNW向高倾角节理组合形成不稳定块体，对洞脸边坡与开挖边坡稳定不利，建议采取锚固处理措施.（2）厂房下坝址厂房位于河弯下游9冲沟出口的冲积堆积级阶地一带，阶地宽1012，阶面高程183184,后山坡坡角45，基岩裸露。阶地上部为灰褐色粉质粘土，下部为砂砾石，厚1.01。8，基岩为Zaj23、 Zaj2-2岩组灰绿色绢云母板岩夹灰白色长石砂岩。岩层产状，N1520E，SE6570，板岩劈理发育，主要发育NE向、NEE向、NNW向及NWW向四组节理，面多闭合，延伸长15。强风化带下限埋深25，厂房基础持力层为弱风化岩体，其强度满足建筑物地基应力要求。但NE及NEE向两组缓倾角（3536）节理较发育,且倾向坡外,对厂房开挖边坡稳定不利,建议采取加固处理措施。推荐的岩体物理力学指标建议值：弱风化长石砂岩，；弱风化绢云母板岩Rg=1520,;开挖坡比, 。3.4 天然建筑材料本阶段勘察按普查精度要求进行，除对原规划料场进行复核外，重点对石料进行了勘测,共勘查储量：砂砾料180。85104 m3，土料77。5104 m3,石料988.22104 m3，储量基本能满足要求.(1)土料共调查了7个料场，总储量77.5104 m3，均分布在团河级阶地，为黄褐色、红棕色粘土、土层较密实，呈可塑硬塑状，中 低压缩性。料场分布面积大，有用层厚度3 4，无用层厚度仅0.5。除高标、若水两料场有少量农田及柑桔林外,其他产地均为荒地，开采条件好。除若水料场运距为2。5较近外，其他料场运距较远达1014。各料场距公路较近，运输方便，推荐料场土的物理力学指标：天然含水量26，最优含水量22，最大干密度1。561。60g/cm3，压缩系数Va1-2=0.32，内摩擦角180，凝聚力23。（2）砂砾料共调查26个料场,总储量180.85104 m3，其中砂约46.39104 m3，砾134。46104 m3，水上66.56104 m3，水下114。29104 m3，主要分布在团河、巫水、沅水等河流。团河的砂料场，砾石成分板岩较多，磨圆度较差,粗砾含量偏高，砂约占1520%,砂砾石质量较差.巫水、沅水的砂砾料场,砾石成份主要为砂岩，石英砂岩等，磨园较好，含泥较少，砂约占2040。质量较好.团河、巫水河的料场单个储量较小，一般13104 m3.水上可采厚度0。51.5，水下可采厚度1。52。0。无用层厚度00。8，最厚2，开采较为方便。沅水的料场单个储量较大，一般1030104 ，可采厚度水上:1。02。0 ,水下：1。52。0。基本没有无用层,开采条件好。八宋、陈田、若水、胡家湾、上江西团、下江西团、红庙湾、陡滩料场,远距近,仅25。其他料场运距较远达9.528。5。除三洲、高椅料场不通公路,运输不便外，其他料场距公路均较近，运输较方便。（3）石料共调查5个料场,总储量988。24104 m3。除独岩滩料场为估算储量外，其他四个料场均实测断面，用平行断面法计算储量.5个料场均位于库内两岸。为Zaj2、Zaj3的厚层砂岩、含砾砂质板岩、含砾砂岩等，弱风化岩石较坚硬,饱和抗压强度。表部无用层为风化破碎岩石，厚度020。靠近河岸边为弱风化岩石,山坡无用层厚度较大，开采条件较差.芦塘等四个料场运距近,小于1，应优先开采。独岩滩料场远距较远，达5。5,可作为备用料场。各料场均无公路相通，需修建简易公路。4 设计基本数据4.1 工程开发的任务若水水电站工程开发的任务是以发电为主，兼顾防洪、旅游、生态治理等综合利用，它的兴建将促进会同县工农业生产的发展.4。2 主要技术规范及参考资料水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准SL252-2000混凝土重力坝设计规范DL51081999水电站厂房设计规范SD33589水电站进水口设计规范SD303-88水利水电工程可行性研究报告编制规程DL5020-93水工隧洞设计规范SD134-84水电站调压室设计规范DL/T50581996水利水电工程设计防火规范SDJ278-90水工设计手册第七册4.3 水库特征水位、下泄流量及下游水位(1）下坝址正常蓄水位：191.00; 设计洪水位(P=2%）：193。75，下泄流量Q=5220m3/s，相应下游水位193.3；校核洪水位（P=0。2):199.4，下泄流量Q=8440m3/s，相应下游水位198.67；死水位：190。50。（2）上坝址正常蓄水位:191。00； 设计洪水位(P=2）：194。78，下泄流量Q=5220m3/s,相应下游水位194。15；校核洪水位（P=0.2）：200.24，下泄流量Q=8440m3/s，相应下游水位199.34；死水位：190。50。4。4 水文气象资料 见前.4.5 工程地质资料见前。5 设计控制标准5。1 稳定控制标准 大坝 基本组合（设计情况）: Kc1.05，k3.0 特殊组合（校核情况）: Kc1。00, k2.5 厂房抗浮安全系数 Kf1。105。2 应力控制标准 基础面不出现垂直拉应力最大垂直压应力小于地基允许承载力（地基承载力安全系数取2）5。3 防渗设计标准 相对隔水层控制线:35lu坝基设帷幕、排水,，。6、设计要求6。1 确定厂房轮廓尺寸，包括长度、宽度和高度，确定各层高程;6.2 绘制出厂房横剖面图（A3米格纸）；6.3 提交设计说明计算书一份.10