(水利水电毕业设计）疏勒河流域月亮湾一级水电

(水利水电毕业设计）疏勒河流域月亮湾一级水电站枢纽重力坝设计

  摘要

本设计主要是针对疏勒河流域月亮湾水电站初步设计-混凝土重力坝下坝址初步设计计。本设计共分五章内容，其中非溢流坝剖面设计和溢流坝剖面设计和细部构造都附有CAD图，非溢流坝段，验算坝体强度和稳定承载能力极限状态等。溢流坝段，进行水力计算，坝体强度和稳定承载能力极限状态验算等，对细部构造进行了简略的描述。

关键词：疏勒河流域月亮湾 水电站  重力坝  下坝址

Abstract

This design is mainly aimed at the bay of Shule River Basin Hydropower Station preliminary design - the preliminary design of concrete gravity dam. This design is divided into five chapters, including the non spillway and overflow section design profile design and detail structure with CAD diagram, non overflow section, such as bearing capacity limit state checking the strength and stability of the dam. Overflow section, hydraulic calculation, the strength and stability of bearing capacity limit state checking, the details are also described briefly.

Keywords: Shule river basin hydropower station dam site under the moon

1.1 工程概况

疏勒河流域月亮湾水电站位于甘肃省境内略阳县水干流上，为槟榔江胆扎至松山河口梯级电站规划中的第三个梯级，也是在建的最大水电站。该工程属一等大（1）型工程，其主要任务是发电，水库建成后具有库区航运、旅游等综合效益。电站安装6台单机容量360MW、总装机容量2160MW的混流式水轮发电机，保证出力946.5MW，年发电量99.57亿kW?h，年利用小时数4610h。水库正常蓄水位1223m，设计洪水水位高程分别为1225.88m，校核洪水水位高程分别为1226.6m，大坝、泄水建筑物按500年一遇洪水设计，5000年一遇洪水校核，死水尾1216.00m。

1.2 工程特征表

地形地貌构造剥蚀---中低山地形，不对称“U”形峡谷右岸较陡，左岸较缓，阶地不发育。

坝线长480m

覆盖层河床5-7m砂石层，左岸山麓堆积31.0m

地层岩性震旦系大红峪组第一、二段为中原层石英砂与板岩互层。

岩层产状层面倾向上游

软弱夹层据平洞竖井资料，右岸有软弱夹层13条，系顺层夹泥，左岸顺层夹泥6条，青层泥3条，建议摩擦系数为0.2~0.24。

风化情况弱风化下限：河床10~28m深（高程：左边75m，右边55m）左岸弱风化下限为115~105m高程同右岸

地质构造右岸小断层6~7条，左岸F122断层一条，构造简单，基本裂度为6度

岩层透水层坝基下部80~100m深的范围内W值均大于0.02L/（min. min）均需灌浆处理。

岩溶I83坝线上游2Km处，马圈子电站附近见溶洞

稳定性右坝肩上下游存在I、Ⅱ号不稳定岩体。

技术指标石英砂岩室内指标：抗压强度134~338mpa，弹性模量500~1000 mpa，泊桑值0.11~0.13，各岩层层面摩擦系数的估计建议值：

（1）石英砂岩层面摩擦系数为0.60~0.65，凝聚力0.38~0.50 mpa

（2）板岩层摩擦系数为0.4~0.45，凝聚力0.20~0.38 mpa

（3）层面夹泥摩擦系数为0.3~0.35，凝聚力为0.20~0.27 mpa

（4）切层泥摩擦系数为0.2~0.24，凝聚力为0.15~0.18 mpa。

2.水文气象

2.1 流域水文概况

全流域属于季风大陆性气候，冬季寒冷干燥，夏季高温多雨，年平均降雨量

为700mm，且多集中在夏季7、8两月。流域多年平均气温为10℃左右，日温度变化较大，离坝址较进的的气象站实测最高气温39℃，全年无霜期为180天。河道一般12月份缝冻，冰厚为0.4-0.6m，岸边可达1m。多年平均最大风速为23.7m/s，水库吹程3km。

2.2洪水分析计算

河流域水量丰沛，年径流主要由年降水量产生，年径流在地区与时间

上的分布与年降水基本一致。年径流在年季间变化悬殊，根据实测资料1956年至1952年的27年中，丰水年来水量达21.34×108m3，枯水年1981年仅为1.667×108m3，相差19.37×108m3约合12.8倍，且丰枯水年常连续发生，坝址处多年

平均年径流量为9.6×108m3。

一般由暴雨组成，本地区暴雨历时短、强度大，地面坡度陡，洪峰徒涨徒落。一次洪水历时一般3-5d，洪峰具有峰高量大的特点。

本流域洪水多发生在7、8两月，出现在7月的占34%，出现在8月的占66%，多年平均6-9月，洪量占全年径流的70%左右，3天洪量占6天洪量的70%以上，大水年由为集中。如1962年最大6天洪量占年径流量的比例达70%。

3.兴利调节和调洪计算

3.1底孔规模及死库容确定

方案一：主河槽从右到左分别为溢流坝部分，底孔部分及电站部分占满河槽，电站部分不得不向左岸山坡靠近。本方案的优点是电站进口紧邻底口孔，可利用底孔排砂，防止电站进水口淤积；缺点是建筑物之间太挤，布置场地紧张，当底孔放水时影响电站尾水位的稳定性，遇校核洪水位泄洪时保护电站不受淹没的工程措施复杂，此外电站厂房及进口引渠土石方开挖的工程量大。

方案二：主河槽从右到左分别为溢流坝部分、底孔部分。两岸山坡为非溢流部分，在右岸开凿一引水渠、隧洞。主坝址下游电站布置在隧洞出口，洞长约450m，其优点是：利用QL河拐弯处折回的自然地形条件，可增加6m的发电水头，电站厂房自成体系，互不干扰，场地开阔，校核洪水时，易于防护，其缺点是增加一条隧洞的工程量，多一项工程对施工不利。

比较上述两个方案，方案二虽增加了一条引水隧洞，相应增加了工程费用，但由于减少了土石开挖量，且增加了6m发电水头，封底的主要建筑物布置相对容易，比方案一更为合理，故方案二为推荐方案。

目录

前言4

1. 疏勒河流域月亮湾水电站重力坝工程概述5

1.1 工程概况5

1.2 工程特征表6

2. 水文气象6

2.1 流域水文概况7

2.2洪水分析计算7

3. 兴利调节和调洪计算7

3.1底孔规模及死库容确定7

3.2 兴利库容确定8

3.3 调洪演算10

4. 工程地质12

4.1 区域地质概况12

4.2 库区工程地质条件13

4.3 坝址工程地质条件13

4.4 各坝轴线工程地质条件14

5. 枢纽布置14

5.1 坝址选择14

5.2 坝轴线选择15

5.3 坝型选择16

5.4 枢纽布置17

1.设计洪水位情况下18

2.校核洪水位工况下18

6. 建筑物设计18

6.1 非溢流坝坝体设计18

6.1.1 坝顶高程确定18

6.1.2 初拟坝体剖面21

6.1.3 荷载计算22

1.基本荷载22

2.特殊荷载22

6.1.4 坝基面稳定计算23

6.1.5 坝体应力分析24

1）正常蓄水位工况下24

2）正常蓄水位+地震工况下25

6.2 溢流坝设计26

6.2.1 溢流坝堰面体型设计26

6.2.2 挑流消能水力要素的计算29

6.2.3 溢流坝面水面线计算31

6.3 泄洪冲砂闸设计32

6.3.2 泄洪冲沙闸的水力计算32

7. 构造设计36

7.1 坝顶构造36

7.2 廊道系统37

7.2.1 基础灌浆及排水合用廊道37

7.2.2 坝体检查及排水廊道38

7.2.3 其他廊道39

7.3 防渗系统39

7.4 横缝构造39

8.地基处理39

8.1 地基开挖与清理39

8.2 帷幕灌浆与固结灌浆39

8.2.1 固结灌浆39

8.2.2 帷幕灌浆40

8.3 断层、软基夹层处理40

参考文献41

总  结42

前言

本次毕业设计是根据根据教学要求，对水利水电专业本科毕业生进行的最后一项教学环节。本毕业设计内容为疏勒河流域月亮湾水电站水利枢纽工程，它基本包括了一般水利枢纽所需进行的坝工初步设计的全过程。

月亮湾一级水电站工程拟建于疏勒河干流玉门市昌马乡境内，该乡东邻嘉峪关市，北靠玉门市和安西县，南接肃北蒙古族自治县，西接敦煌市。依据疏勒河流域规划，月亮湾一级水电站处于疏勒河梯级开发中肃玉水电站与月亮湾二级水电站之间，为一座中坝引水式无调节水电站。电站厂址距玉门市昌马乡政府约10km，距玉门镇约81km，距黄土湾水电站的厂房约10km。

疏勒河是甘肃河西地区仅次于黑河的第二大河，全长约900km，全流域面积41250km2。疏勒河发源于青海省境内，源头两岸多为海拔4000m以上的高山，河流自东南流向西北，南面的疏勒河南山与北面的托勒南山对峙，海拔4500以上的山地终年积雪，冰川广布，陡峭壮观。干流经昌马峡出山后，进入河西走廊平原地段，河水漫流于冲洪积扇上，无固定河床。出山口以上称为昌马河，昌马河出山以后称之为疏勒河，流至玉门镇附近河道折转西去，经双塔水库调节后，流经双塔灌区，最后消失于安西戈壁盆地，是一条典型的内陆河。

疏勒河流域（含支流）水力资源理论蕴藏量为527.8MW，其中技术可开发的水力资源约238.53MW，年发电量约11.59亿kW?h，现已建成电站22座，装机容量100.58MW，年发电量4.78亿kW?h，尚有60%的技术可开发量尚未开发，开发前景广阔。

甘肃省境内昌马水库以上的疏勒河河段水力资源理论蕴藏量平均功率为224.7MW，年发电量约19.7亿kW?h，除昌马水库电站于2003年已建成外，再未有已建成电站。甘肃境内昌马水库以上约137km河段上，除我院2006年完成的《甘肃省疏勒河干流昌马水库以上河段水能规划报告》外，仅在1958年、1979年、2004年进行过几次水利普查。