毕业设计（论文）河床式水电站设计及混凝土蜗壳结构计算.doc

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1、中文摘要沙溪口水电站计划建在福建省南平市上游的西溪上，是闽江流域的一个梯级电站，属于河床式水电站。本电站主要组成建筑物有溢流坝、非溢流坝、厂房和船闸。坝体型式为混凝土重力坝，溢流坝段布置于河床中部，厂房布置在河床右岸，船闸布置在左岸。非溢流坝坝顶高程93m，上游面坡度为1:0.2，下游面坡度1:0.80，溢流坝堰顶高程82.78m。溢流坝段全长340m，设有18孔溢流孔，每孔净宽取为17.0 m，沿主河槽宣泄绝大部分洪水。水库正常蓄水位为88.00m，设计洪水位为90.00m，校核洪水位为91.00m，死水位为84.00m。电站设计水头为10.3m，总装机容量为320MW，安装有4台轴流式水轮

2、发电机组，每台装机容量为8MW。水轮机型号均为ZZ560-LH-850，转轮直径为8.5m，水轮机安装高程66.47m，发电机层高程86.005m，取安装场高程与发电机层同高。下游校核洪水位81.50m，主厂房顶高程为108.00 m，厂房总长148.2m，宽74m。220kV及110kV开关站布置在尾水平台右侧。船闸闸室100m20m2.5m（长宽最小水深），位于溢流坝左侧。沙溪口水电站具备发电，航运，过木等的综合效益，是福建电网的骨干电厂。关键词沙溪口水电站、河床式厂房、重力坝、溢流坝、水轮机、发电机、抗滑稳定性、扬压力、轴流式水轮机、发电机层结构设计AbstractShaxikou Hy

3、dropower Station is prepared to built at Xixi stream, upstream the city of Nanping in Fujian Province. It is one of the cascade development in the Minjiang river basin. It is a powerhouse in river channel.The main structures of Shaxikou Hydropower Station is consist of overflow spillway dam, non-ove

4、rflow 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 is located on the left. The top of the non-spillway dam is at an elevation of 93 meters. The upstream of the dam i

5、s vertical, the lower slope degree is 1:0.2,and the upper slope degree is 1:0.80. the crest of the weir is at an elevation of 82.78 meters. The overflow spillway dam is about 340 meters long in total, with 18 openings each of 17 meters wide, discharging most of the flood flow along the main river ch

6、annel.The normal water lever of the reservoir is 88.00 meters,while the design flood water level of the reservoir reaches at 90.00 meters. The checking flood water level is about 91 meters. And the dead water level is only 84.00 meters.The design cross-head is 10.3 meters. The project has a total in

7、stalled capacity of 320MW. It houses four axial-flow turbines coupled with generators 8MW each. The type of the turbine is ZZ560-LH-850. The diameter of the turbine is 8.50 meters. The runner setting is at an elevation of 66.47 meters. The generator floor is at an elevation of 86.005 meters. And it

8、is the same with the service or erection bay. However, the checking tailwater lever is 81.5 meters. The top of the powerhouse is at an elevation of 108 meters. And the powerhouse is about 146.2 meters long and 74.0 meters wide. 220KV anf 110KV switchyard is located on the platform at the right side

9、of downstream tailrace.The lock with the dimension of 100m20m2.5m (LWMin.water depth) is located on the left side of the spillway.Shaxikou Hydropower Station has the comprehensive benefits of generating electricity,shipping transportation， navigation afloating woods and etc. It has a very important

10、position in the electricity network of Fujian Province.KEYWORDSShaxikou Hydropowerstation， power house in river channel， concrete gravity dam， over flow dam， combinatory， hydro-generator， stability against sliding， uplift pressure，axial flow type turbine， structure design of generator floor， 目录中文摘要-

11、 1 -ABSTRACT- 2 -目录- 4 -1.1 流域概况- 6 -1.2 水文气象条件- 6 -1.3 水库地质- 9 -1.4 坝址工程地质条件及坝轴线选定- 10 -1.5 建筑材料- 13 -1.6 综合利用- 13 -1.7 枢纽布置- 14 -第二章 重力坝挡水坝段设计- 15 -21剖面设计- 15 -211坝顶高程- 15 -21剖面设计- 16 -211坝顶高程- 16 -212坝顶宽度- 17 -213廊道的布置- 18 -214剖面形态- 18 -22坝体稳定分析和应力校核- 19 -221设计洪水位时- 19 -222校核洪水位时- 23 -第三章重力坝溢流坝段设

12、计- 28 -31溢流坝段孔口尺寸拟定- 28 -32溢流坝段剖面设计- 28 -321堰顶高程- 29 -322堰面曲线- 29 -323 消能方式- 30 -33坝体稳定分析和应力校核- 32 -331设计洪水位时- 32 -332校核洪水位时- 35 -第四章 水电站建筑物设计- 40 -41 特征水头的选择- 40 -42 水电站水轮机组的选型- 41 -4ZZ460水轮机方案的主要参数选择- 42 -4ZZ560水轮机方案的主要参数选择- 45 -4HL310型水轮机方案的主要参数选择- 47 -43 蜗壳和尾水管的计算- 51 -44 发电机的选择与尺寸估算- 53 -441 水轮

13、机发电机主要尺寸估算- 53 -442 发电机外形平面尺寸估算- 54 -443发电机外形轴向尺寸计算- 55 -444 发电机重量估算- 56 -45 调速器与油压装置的选择- 57 -451 调速功计算- 57 -452 接力器的选择- 57 -453 调速器的选择- 58 -454 油压装置- 59 -46 厂房起吊设备的选择- 59 -47 主厂房各层高程及长宽尺寸的确定- 60 -471 水轮机组安装高程- 60 -472 尾水管地板高程和厂房基础开挖高程- 60 -473 水轮机层地面高程- 61 -474发电机楼板高程和安装场高程- 61 -475 吊车梁轨顶高程- 62 -47

14、6 屋顶面高程- 62 -477 厂房总高- 62 -478 主厂房平面尺寸的设计- 62 -48 水电站厂房的稳定计算- 63 -第五章 混凝土蜗壳的结构计算- 67 -5.1 内力计算- 67 -5.1.1荷载及其计算- 67 -5.1.2 载常数计算- 68 -5.1.3形常数计算- 68 -5.1.4内力计算- 69 -5.2配筋计算- 71 -5.2.1顶板- 71 -5.2.2边墙，按照对称配筋- 71 -5.3抗裂计算- 71 -5.3.1顶板- 72 -5.3.2 边墙- 73 -参考文献- 74 -后记- 76 - 1.1 流域概况闽江西溪为福建省最大河流上游的西支，流经福建

15、省十四个县市，与闽江北支建溪汇合于南平市。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%。其最大支流为金溪，全长253公里，地形更为陡峻，河道坡降高达1.5%，已建池潭水电站位于金溪中游，控制集水面积为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 水文气象条件1. 水文气象情况西溪的降水量观测，解放前从1935年开始，但站点少，资料断续

16、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。1

17、957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、莱舟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

18、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。2. 降水特性福建闽江西溪流域属亚热带季风气候，雨量充沛，暴雨频繁，由于地形的影响，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为两者的过渡带。降雨量地区分布有自东南向北递增的趋势。花竹以上流域实测最小和最大年降水量在12362348毫米之间，多年平均降水量1776毫米，六月降水最多，约占全年总降水量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。

19、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度的日数，全年平均为40.4天，其中以七八月份为最多。坝区最低气温0度的天数，全年平均为7.6天，以一月份出现的机会最多。坝区极端最高气温41.0，出现在1953年8月1 日，极端最低气温-5.8，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蒸发量以邵武，延宁，将乐，清流，永安，

20、沙县六站观测资料为计算的依据，根据19521978年资料求得，多年平均水面蒸发量970.3mm，年最大蒸发量1092.9mm，年最小蒸发量888.6mm，年内各月蒸发量以七月最大，为144.2mm，二月最小为38.5mm，陆地蒸发量按水量平衡原理推求，多年平均为792.7mm。（4）风向风力坝区年平均风速仅为1.0秒米，全年各月东北风占优势，定时最大风速实测记录大于20m/s，出现在1962年的6月，相应的风向为西南风，发生大风日数以79月的频次较多。沙溪口大坝的设计最大风速建议值采用2530秒米。4. 径流本流域径流形成至降水，花竹站具有19541956及19611966年实测资料，根据九年

21、实测资料与上下游的沙县，洋口，南平，七里街各站点的流时资料，建立了四种同期上下游年月平均流量的相关图，经比较得选用最大误差较小，且较为简单的插补计算花竹站年月日平均流量，并将花竹站查补延伸而得1939到1978年间的40年径流系列。考虑支池潭径流系列较短，从1954年起才同步，故坝址多年平均流量采用花竹站19511978年流量系列计算得为778秒立方米，径流模数为30.4万立方米/秒平方公里。花竹站径流年内分配很不均匀，从一月递增，六月最大，占全年流量24.5%，然后逐月的递减，最小为12月，只占全年流量的2.7%，最大与最小月份比达9倍，花竹径流年内分配可见见表1。表1-1 花竹站径流年内分

22、配表名称一二三四五六七八九十十一十二全年月平均径流267407618108017302290946606470379288253778占年内比例（%）2.864.366.611.018.315.510.148.495.844.805.892.71100花竹站最小流量可以根据沙县及洋口站19501978年实测资料进行插补计算得，最小值在1968年，仅为78.8m3/s。5. 洪水西溪洪水由暴雨形成，特大洪水发生在46月，尤其以六月发生机会最多，每年五，六月份由于高空西风槽，低涡特别的活跃，地面低压锋系出现较为频繁，西南方向来的暖湿气流又加强，当两气团在流域上空交汇时，将形成静止锋，不仅降水持久且

23、强度大，这是造成本流域大范围降水主要的天气系统，也是洪水主要成因，本流域距台风源地较远，东南面受博平等山脉的阻挡，一般台风对本流域的影响不大，若强台风与其它天气系统相遇也将会造成洪灾。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与锋雨造成。本流域洪水历时一次可达5至10天，一般5至7天可以包括最大洪量，锋型以C复峰及多峰居多。对于入库的洪水，通过计算入库洪峰与天然洪峰的相对增值在0.25%至1%之间，可见影响非常小，建议本水电站直接采用坝址设计洪水。坝址洪水过程线，考虑将沙溪与富屯溪的洪水相组合。6. 泥沙坝址没有实测的资料，考虑采用洋口与沙县两站实测悬移质输沙率多年

24、平均值，经过年径流比推算，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约为0.094公斤/立方米。推移质由于闽北地区无实测资料，可参照新安江罗桐埠站的分析成果，按悬移质的30%进行估计，推得多年平均总输沙量为302万吨。1.3 水库地质库区位于闽西北的华夏地区，地层以前震旦第建欧群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，次数褶皱较发育，华力近即光期属于燕山期，大体可分成北东北北东向。北西向和南北向三组，北东向断层多属压性，但也有弹性的，北西向断层多属张性。南北向断层，则是以压性为主。电站所在地区地震基本烈度定位6度。渗漏

25、：库区群山环抱，地下分水岭高于水库设计蓄水位。库岔中无碳酸盐类岩石分布，故无渗漏之虑。矿产淹没：未发现有工业价值的矿产，因此不会影响水库的兴建。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的一块，规模估计总计约数万立方米。此两处距坝址约为7公里，纵使坍滑对电站也无影响。在绿水坑上游侧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应该是稳定的。原上坝址右岸距电站厂房约为500米，边坡地形较平缓，120米高程以上坡积层经过多次滑动，已经趋于稳定，下部岩体风化较发育，T4和附近岩体张开松弛，拉裂，T4的缓倾角结构面末出坡脚，高程

26、80米以下的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 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，以分析其对坝基稳定的影响。综合其它条件，选定下坝址作为沙溪口水电站的坝址。2选定坝址的工程地质条件坝址地层是由石英片岩、长英片岩和云母片岩所组成，左岸、左河床由石英片岩与云母长英片

27、岩组成。河床礁滩部分及右岸则为云母长英片岩，夹石英片岩和云母片岩。岩性以石英片岩最为坚硬，长英片岩次之，云母片岩最软，但其抗压强度一般也有500kg/cm2。岩层走向为北东向，倾向下游偏右岸。坝址位于鲤鱼洲向斜的西北翼，构造线以北东北北东为主，被向斜构造多呈小型复式褶皱，背斜较紧密，向斜较舒缓。揉褶多发育在云母片岩之中，断裂以北东北东向较为发育，北北东，北西，北西西次之，断层宽度在0.133.0米，规模最大的北西，北西西向F50断层通过左河槽，宽为1015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30米，需作防渗处理。左右岸均无深层滑动可能，左岸控制其过坡稳定的滑动

28、面的为片理面，在坝肩开挖后，坝肩上下游局部地区片理面和顺层撞压带，可能会引起边坡失稳。左岸各种岩面的稳定坡角若坡高为2030米，可用4560。右岸大部由全风化和强风化所组成，其稳定坡角建议为4045。坝基下游不存在临空地形条件，也没有发现有较缓倾角泥化层和贯穿河床的缓倾角结构面，可以认为基础是稳定的。坝基岩面属于裂隙性的含水层，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，经推算得绕坝渗漏和坝基渗漏量约为500立方米/一昼夜，相对降水层的埋深不大。综上所述，可认为本坝址对于径流式水电站来说是比较理想的坝址。3坝轴线选定选定坝址后，对于原拟订三条勘探线的勘1，因上游临近左河

29、床深潭，潭底最底高程为44.0米，同时1，2勘线之间河床深槽存在F50，F6等断裂聚汇带；3勘线下游右岸靠近冲沟。为此放弃勘2线的上游和勘1线的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线附近的岩体新鲜坚硬完整，可作为齿墙基础，因此从地质条件分析，认为勘4线作为坝轴线是最合适的。4 岩石物理力学性质坝基各类岩石的室内物理性能实验成果见表12表1-2 岩石室内物理性能的实验成果岩石名称数量容重（g /cm3）比重吸水率（%）孔隙率（%）近似垂直面抗压强度（kg/cm2）软化系数实验组数干湿干湿石英片岩最大值

30、最小值平均值2.742.722.732.742.732.742.782.762.770.240.110.170.810.720.531992717.21478.81358611.91078.20.860.610.768云母长英片岩最大值最小值平均值2.732.692.712.742.702.722.82.762.780.240.200.220.240.810.521428.11157.71261.2993.2762.2909.40.780.660.727云母片岩最大值最小值平均值2.742.682.712.752.72.742.842.832.840.560.250.390.30.520.41

31、1680.5925.81303.2519.9511.2515.60.550.310.422注：1.石英片岩近似平行于理面的两组干抗压强度平均值为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为296.7公斤/平方厘米。坝基是由三种岩性所组成的。在坝体结构及裂隙发育程度并考虑软化系数较低情况建议利用区内岩石抗压强度1/10，其值可表13。岩石与岩石，岩石与混凝土之间抗剪强度实验，选取河床微风化新鲜岩石，制备202020厘米试样确定，其成果可见表14。根据室内单点法实验组，结合坝基得地形地质条件分析，摩擦系数可采用算术平均值，乘上折减系数0.85，粘聚力建议可采用算术平均值

32、的1/5，见表15。建筑物部位的分段混凝土/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各类岩石变形的模具量建议值如下： 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的石英片岩10055微风化新鲜的云母长英片岩9045微风化新鲜的云母片岩5010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二乘法tgYCtgYCtgYC云母片岩岩/岩0.511.

33、020.512.050.482.2718混/岩0.572.720.553.10.513.429云母长英片岩岩/岩0.532.700.532.770.513.1411混/岩0.553.02石英片岩混/岩0.582.820.563.16备注分析中舍去少数偏大的成果表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0.430.38云母长英片岩岩/岩0.450.54云母片岩混/岩0.480.54云母长英片岩混/岩0.500.6长英片岩混/岩0.550.6F4岩/岩岩/岩混/岩0.40/1.5 建筑材料在坝址附近缺少沙石料。土料在坝址的上下游范围内

34、均有分布。1. 涉沙净沙料场，沙的质量良好，初步估计储量约为1520万立方米，运输条件较好，可供工程前期施工时使用。2. 二公里半道口采石场岩石为燕山早期花岗岩，无论质量储量均可满足要求，唯需人工沙作实验论证。3. 土料最优开采地段为下坝址的右岸，高程在120170米左右，储量为5060万立方米以上，质量可满足围堰施工强度要求。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

35、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3060万吨。木材过坝量1990年为20万立方米，2000年为50万立方米。毛竹500600万株。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任务，下游无灌溉要求。1.7 枢纽布置由沙溪口的水文地质资料可知，坝址位置设计洪水位90.00m ，对应下游水位可由下泄流量在流量与下游水位关系曲线查得 79.7.00m ,水头为 10.m 。校核洪水位 91.00m ,同理可查得下游水位 81.50m ，水头为 9.50m ，汛期限制水位88.00 m ，设计低水位84.00m。本电站水头不高，水深较小，水头在20m

36、左右，水深不足40m，初步设计选择采用河床式厂房发电；洪水期下泄流量较大，河床较宽，可以选择溢流坝表孔泄洪；两岸山体不高，地质状况一般，选择重力坝挡水；考虑通航过木过竹需要，设置较高通航能力的船闸。考虑河床式水电站枢纽布置特点，为保证洪水季节泄水安全迅速，保证水流流态平稳，防止产生回流，初步将泄水建筑物即溢流坝布置在河床中间。经综合分析，确定了().左岸船闸河床中部溢流坝右岸厂房布置方案，和().左岸厂房河床中部溢流坝右岸船闸布置方案进行比选。().左岸船闸中部溢流坝右岸厂房布置方案考虑主河槽位于左河床靠近左岸3050m之间，开挖至弱风化岩层需至48.00m高程左右，初步设计布置船闸易于通航需

37、求；沿坝轴线自此至右岸500600m之间，开挖至弱风化岩层需至57.00m高程左右，初步设计选择布置溢流坝和河床式厂房，考虑溢流坝洪水期泄洪不对电厂发电造成影响，其间用重力挡水坝衔接；考虑河流右岸交通便利，山坡较缓，易于出线进厂布置，而将河床式厂房置于右岸，且右岸现有铁路线沿河岸通过坝址，将厂房布置在右岸有利于利用铁路在工程施工时建筑材料的转运及机电设备安装时机电设备的运输。枢纽布置沿坝轴线从左岸至右岸的水工建筑物依次为：重力挡水坝、船闸、溢流坝、重力挡水坝、河床式厂房，开关站初步布置于河道右岸装配厂下游。().左岸厂房中部溢流坝右岸船闸布置方案由于厂房布置在左岸原主河槽处，厂房施工时需开挖土

38、石方较第一种方案小，相对节省工程投资。但由于开关站布置在河岸处，需要大量块石护岸，所以厂房施工开挖所产生的石料可用于开关站地基铺填，因此，在开挖问题上两种方案实际工程费用相差不大。综上，初步设计采用().方案，即左岸船闸河床中部溢流坝右岸厂房方案，并采用重力坝挡水，溢流坝泄洪，底流消能。本工程按水利水电枢纽工程等级划分设计标准，确定工程等别为二等，主要建筑物级别二级，次要建筑物级别三级，临时建筑物级别为四级。第二章 重力坝挡水坝段设计沙溪口水利枢纽河床较宽，初步选择用重力坝挡水，由于重力坝坝体与地基的接触面积大，受扬压力的影响也大。扬压力的作用会抵消部分坝体重量的有效压力，对坝的稳定和应力情况

39、不利，故需采取各种有效的防渗排水措施，以消减扬压力，节省工程量。沙溪口水利枢纽在洪水季节上下游水位均较高扬压力较大，初步设计坝型不能采用基本坝型剖面，需做一定调整。此外，沙溪口坝址处岩石抗剪性能较差，应注意大坝的抗滑稳定分析的研究。基本设计参数：a).水位。上游设计洪水位：90.00m； 校核洪水位：91.00m；正常蓄水位（汛期限制水位）88.00m；下游设计洪水位：79.7m；下游校核洪水位：81.50m；正常蓄水位（一台机组发电）：64.67m。b).坝底高程。坝底高程取未风化岩石边界开挖线49.00m。c).材料重度。混凝土重度可由水工建筑物荷载设计规范取大体积混凝土结构=24.0 K

40、N/ , 水的重度取=9.81 KN/。d).岩石抗剪强度。由沙溪口水电站基本情况简要说明中表7得岩石抗剪强度指标建议值知，云母长英片岩与混凝土边界摩擦系数f=0.5，粘聚力c=0.6kg/c，K=3.0，K=1.0521剖面设计211坝顶高程坝顶高程由静水位+相应情况下的风浪涌高和安全超高。即：坝顶高程=静水位+h （2-1）式中：h=hl%+hz+hc 式中：hl%累积频率为1%的波浪高度，m；hz波浪中心线高出静水位的高度，可用hz =计算，m；hc取决于坝的级别和计算情况的安全超高，m；波浪要素hl%由官厅水库公式计算，得 式中：hm波浪高，当=20250时，为累计频率5%的波高；当=

41、2501000时，为累计频率10%的波高； V0计算风速，m/s； D风区长度，即吹程，可由坝前水域形状确定，m；21剖面设计211坝顶高程坝顶高程由静水位+相应情况下的风浪涌高和安全超高。即：坝顶高程=静水位+h （2-1）式中：h=hl%+hz+hc （2-2）式中：hl%累积频率为1%的波浪高度，m；hz波浪中心线高出静水位的高度，可用hz =计算，m；hc取决于坝的级别和计算情况的安全超高，m；波浪要素hl%由官厅水库公式计算，得 （2-3） （2-4）式中：hm波浪高，当=20250时，为累计频率5%的波高；当=2501000时，为累计频率10%的波高； V0计算风速，m/s； D风

42、区长度，即吹程，m；a).设计洪水位情况：计算风速v0取为20m/s；设计洪水位下吹程D为3. 00km；得h5%=mLm=由荷载设计规范查表得h5%/ hm=1.95, h1%/ hm=2.42，所以h1%=2.42/1.95h5%=1.26mhz= （2-5）= =0.473m hc=0.5m则h=h1%+hz+hc=1.26+0.473+0.5=2.233m坝顶高程=正常蓄水位+h=85.5+2.998=92.233mb).校核洪水情况：计算风速v0取为16m/s；校核洪水位下吹程D为3. 00km；得hm=765mLm=由荷载设计规范查表得hp5%/ hm=1.95, hp1%/ hm

43、=2.42 所以h1%=2.42/1.95h5%=2.89/1.92hm=0.95mhz= hc=0.4m则h=h1%+hz+hc=0.95+0.336+0.4=1.686m坝顶高程=正常蓄水位+h=91.00+1.686=92.686m坝顶桥梁采用装配式钢筋混凝土结构，桥下会有过流，为使工作桥与水流保持一定距离。并考虑其他因素，取重力坝坝顶高程取93.00m212坝顶宽度非溢流坝的坝顶宽度一般可取为坝高的8%10%（即2.723.4），且不小于3m。由本水利枢纽非溢流坝坝高=93.00-49=44m可初步取坝顶宽度为4m，为了满足设备布置和双线交通的要求，最终选定坝顶宽度为10m。213廊道

44、的布置坝体内灌浆廊道上游壁到上游坝面的距离应不小于0.050.10倍水头，且不小于45m，取4m，宽度2.53m，取2.5m。高度34m，取3m。坝体纵向排水检查廊道考虑坝高较小，只设基础排水廊道，高取2m，宽取1.5m。灌浆廊道距离基岩面距离不宜小于1.5倍底宽，即1.52.5=3.75m，取4m。214剖面形态因本水利枢纽坝址摩擦系数较小，所以不能按常规坝体设计。1. 按应力条件确定坝底最小底宽（取=0.125） （2-6）其中，河床底高程49m，H=93-49=44m2. 按稳定条件确定坝底最小底宽 （2-7）其中，K=1.05，f=0.5,其余同上。取坝底宽度40m。取上游折坡点为69.0m。 上