若水电站初步设计——毕业设计说明书.doc

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1、 目 录一 基本资料 概述4水文气象资料4工程地质与水文地质7设计基本数据11二 坝址、枢纽布置方案及坝型选择坝轴线的选择13坝型方案比较14枢纽总体布置15三 闸孔尺寸比选过闸设计流量及校核流量16堰型选择16门叶选择16闸孔单孔净宽（b0）、闸墩型式和厚度拟17堰顶高程确定和闸孔孔数、尺寸拟定17堰顶高程和闸孔孔数、尺寸的结论26四 WES堰的尺寸拟定27五 水面线的确定28六 坝顶高程确定31七 消能工的设计消能工计算与分析33消力池计算38消力池构造设计39八 公路桥尺寸拟定布置影响因素41结构形式及结构图42十一 坝基面稳定及应力计工程概况57工程等别和建筑物级别57所要分析在四种工

2、况57荷载具体计算58稳定计算与分析68应力计算与分析70十二 防渗及地基处理设计地基开挖73坝基的固结灌浆73坝基帷幕灌浆目的和条件74坝基排水75断层破碎带和软弱夹层处理75谢辞77主要参考文献及规范78附录若水电站上坝线枢纽总布置图 rs1若水电站上坝线大坝平面布置图 rs2上坝线大坝上、下游立视图 rs3闸坝消力池段标准断面图 rs4闸坝护坦段标准断面图 rs5公路桥结构图及挡水坝段断面图 rs6消力池段溢流面钢筋平面图 rs7消力池段溢流面钢筋剖面图 rs8中墩钢筋图 rs9消力池段溢流面钢筋平面布置图及中墩钢筋图 rs101 基本资料1.1 概述1.1.1工程概况若水电站位于沅水一

3、级支流巫水下游峡谷河段，下距会同县若水乡镇2km，距洪江市15km。坝址下游2km有洪江绥宁省级公路从若水乡镇经过，交通较为便利。 该工程原规划拟定正常蓄水位245m，由于水库兴建库区淹没损失大，且淹没省级重点保护单位高椅古民居。为避免库区高椅古民居淹没，早日实现中级电气化县目标， 2002年5月对若水河段规划进行了重新复核，使原一级开发改为二级开发，并经省厅审查通过。复核后本工程初拟正常蓄水位192m，迥水至高椅坝址，库容0.0738亿m3，装机16Mw ，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。1.1.2工

4、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192m时库容为0.0738亿m3，电站装机容量为16MW，根据水利水电工程等级划分及防洪标准SL252-2000规定，工程规模为小（1）型，工程等别为等。永久性建筑物闸坝、电站厂房等属4级建筑物，临时建筑物属5级。相应洪水标准为：1）大坝、发电引水隧洞等永久性主要建筑物的设计洪水重现期为50年（P=2%），校核洪水重现期为500年（P=0.2%）。2）电站主、副厂房、变电站及公路等建筑物的设计洪水重现期为30年（P=3.33%），校核洪水重现期为100年（P=1%）。1.2 水文气象资料 1）洪水 各频率洪峰流量详见

5、表2-1。坝 址 洪 峰 流 量 表表2-1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）水位流量关系曲线 下坝址水位流量关系曲线详见表2-2。下坝址水位流量关系曲线表表2-2 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）188.00189.0019

6、0.00191.00192.00193.00流量Q（m3/s）218026803240384044405040水位Z（m）194.00195.00196.00197.00198.00199.00流量Q（m3/s）564062406840744080408640下坝址水位流量关系图1801821841861881901921941961982000200040006000800010000 上坝址水位流量关系曲线详见表2-3。上坝址水位流量关系曲线表表2-3 高程系统：85黄海水位Z（m）184.23185.00186.00187.00188.00189.00流量Q（m3/s）36.525562

7、0106015402060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上坝址水位流量关系曲线图1821841861881901921941961982002020200040006000800010000 厂址水位流量关系曲线详见表2-4。厂址水位流量关系曲线表表2-4 高程系统：85黄海水位Z（m）179.12180.00181.00182

8、.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）2730327038504480514054805830 3）泥沙 多年平均含沙量： 0.089kg/m3 多年平均输沙量： 22.05万t 设计淤沙高程 ： 169.0m 淤沙内摩擦角 ： 100 淤沙浮容重 ： 0.9t/m34）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：

9、 2.1 多年平均风速： 1.40m/s 历年最大风速： 13.00m/s，风向：NE 水库吹程： 3.0km最大积雪厚度： 21cm 基本雪压： 0.25KN/m21.3 工程地质与水文地质1.3.1工程地质资料1.3.1.1 该工程区地震基本烈度小于度，不考虑地震荷载。1.3.1.2 基岩物理力学指标如下上坝址 下坝址：饱和抗压强度：2030MPa 饱和抗压强度：1525MPa抗剪指标： f砼/岩=0.60.65 抗剪指标： f砼/岩=0.60.62抗剪断指标： f砼/岩=0.80.9 抗剪断指标： f砼/岩=0.70.8 c=0.70.8MPa c=0.70MPa1.3.2 坝址工程地质

10、条件1.3.2.1 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181184m，河床宽136m，水深0.53.0m。坝轴线上游100350m，河床深槽较发育，一般槽宽2040m，槽深1114.5。当蓄水位192m 时，河谷宽161m ，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227m 以下坡角450，以上坡角250，山顶高程271m ；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292m 。坝址区除两岸均分布有宽度较窄，厚34m冲积阶地堆积及左岸分布厚13m残积

11、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0.10.6m，延伸长度均小于50m。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2536m。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%

12、，基本属弱透水岩体；防渗帷幕下限（q5lu）埋深，左岸5.220m，河床57m，右岸2.512m。1.3.2.2 下坝址工程地形、地质条件下坝址位于上坝址下游660m，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182183.5m，河床宽202m，右河床为浅滩，水深0.51.0m, 左河床为人工改造河槽，水深1.52.0m。当正常蓄水位192m时，河谷宽232m 。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324.74m；右岸坡角420450，基岩裸露,山顶高程315.25m.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，

13、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9.540m （高程225m 以上），右坝肩地下水位埋深3 23m（高程226m 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

14、透水或微透水带。坝基防渗帷幕下限（q5lu）埋深，左岸1028m，河床210m，右岸620m。1.3.2.3坝基岩石物理力学指标建议值表坝基岩石物理力学指标建议值表 表3-1岩石名称风化程度天然密度(g/cm3)饱和抗压强度(Mpa)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

15、.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2.722.7515200.50.5500.750.800.350.40453.54.51:0.51.3.3引水发电隧洞及厂房工程地质条件1.3.3.1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（040m）：地形坡角2860，上覆岩体厚618m，围岩为Zaj 2-4

16、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812m，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i临=1：0.5，i永久=1:0.75。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（40110m）：上覆岩体厚1866m，围岩为Zaj2-3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

17、及N10E，SE8085两组节理，面紧密闭合，延伸长0.51.0m。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4070m段属类围岩，f=45，K0=3540MPa/cm；平距70110m段属类围岩，f=67，K0=5055MPa/cm。洞身段（110350m）：上覆岩体厚24107m，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

18、至较完整，大部分洞段基本稳定，成洞条件较好，但局部洞段（310350m）劈理、节理较发育，稳定性较差。其中平距110310m段属类围岩，f=45，K0=3035MPa/cm；平距310350m段属类围岩，f=34，K0=1520MPa/cm。出口段（350m以后）：地形坡角1545，上覆岩体厚224m。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15m。强风化带下限埋深516m。该段位于地下水位

19、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，i临=1：0.5,i永久=1:0.75。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。1.3.3.2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1012m，阶面高程183184m，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1.01.8m，基岩为Zaj2-3、 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

20、要发育NE向、NEE向、NNW向及NWW向四组节理，面多闭合，延伸长15m。强风化带下限埋深25m，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Rg=4550Mpa，f砼/岩=0.60.65；弱风化绢云母板岩Rg=1520Mpa，f砼/岩=0.50.55；开挖坡比i临=1：0.31：0.5,i永久=051:0.75。1.3.4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

21、料180.85104 m3，土料77.5104 m3，石料988.22104 m3，储量基本能满足要求。1.3.4.1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 4m，无用层厚度仅0.5m。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2.5km较近外，其他料场运距较远达1014km。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

22、MPa-1，内摩擦角180，凝聚力23KPa。1.3.4.2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，磨园度较差，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0.51.5m，水下可采厚度1.52.0m。无用层厚度00.8m，最

23、厚2m，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：1.02.0m ,水下：1.52.0m。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25km。其他料场运距较远达9.528.5km。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。1.3.4.3石料共调查5个料场，总储量988.24104m3。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Rg=2

24、550Mpa。表部无用层为风化破碎岩石，厚度020m。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1km，应优先开采。独岩滩料场远距较远，达5.5km,可作为备用料场。各料场均无公路相通，需修建简易公路。1.4 设计基本数据1.4.1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。1.4.2主要技术规范及参考资料(1) 水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准SL252-2000(2) 混凝土重力坝设计规范DL5108-1999(3) 水电站厂房设计规范SD335-89(4) 水电站

25、进水口设计规范SD303-88 (5) 水利水电工程可行性研究报告编制规程DL5020-93 (6) 水工隧洞设计规范SD134-84(7) 水电站调压室设计规范DL/T5058-1996(8) 水利水电工程设计防火规范SDJ278-90(9) 水工设计手册相关册1.4.3 水库特征水位、下泄流量及下游水位1）下坝址：正常蓄水位：192.00m（190m）； 设计洪水位（P=2%）：193.75m，下泄流量Q=5220m3/s，相应下游水位193.3m；校核洪水位（P=0.2%）：199.4m，下泄流量Q=8440m3/s，相应下游水位198.67m；死水位：191.50m（189.5m）。2

26、）上坝址：正常蓄水位：192.00m（190m）； 设计洪水（P=2%）：下泄流量Q=5220m3/s，相应下游水位194.19m；校核洪水（P=0.2%）：下泄流量Q=8440m3/s，相应下游水位199.34m；1.4.4 水文气象资料 见前。1.4.5工程地质资料见前。1.4.6设计控制标准1.4.6.1稳定控制标准1.4.6.1.1大坝 基本组合（设计情况）： Kc1.05，k 3.0 特殊组合（校核情况）： Kc1.00, k2.51.4.6.1.2厂房抗浮安全系数 Kf1.10,1.4.6.2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

27、）1.4.6.3防渗设计标准相对隔水层控制线：35lu坝基设帷幕、排水，1=0.5，2=0.3 2 坝址、枢纽布置方案及坝型选择2.1 坝轴线的选择经地质勘测与调查，坝址选定在沅水一级支流巫水下游峡谷河段，河流弯曲河段下游。坝址下游2km有洪江绥宁省级公路从若水乡镇经过，交通较为便利。峡谷筑坝工程量相对较小，河流弯曲段下游，有利于引水发电隧洞及发电厂房的布置，该坝址处有上、下两条坝线可供选择。 上、下坝线地形、地质、水文地质条件比较表项目上坝线下坝线地形地貌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181184m，河床宽136m，水深0.53.0m。坝轴

28、线上游100350m，河床深槽较发育，一般槽宽2040m，槽深1114.5。当蓄水位192m 时，河谷宽161m ，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227m 以下坡角450，以上坡角250，山顶高程271m ；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292m下坝址位于上坝址下游660m，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182183.5m，河床宽202m，右河床为浅滩，水深0.51.0m, 左河床为人工改造河槽，水深1.52.0m。当正常蓄水位192m时，河谷宽232m

29、 。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324.74m；右岸坡角420450，基岩裸露,山顶高程315.25m地质条件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0.10.6m，延伸长度均小于50m。主要节理有四组。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。地层岩性坝址区除两岸均分布有宽度较窄，厚34m冲积阶地堆积及左岸分布厚13m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

30、长石砂岩、含砾砂岩、含砾砂质板岩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水文条件上坝线离河弯较远，受弯道水流影响比较小下坝线河床比较宽，水流流速比较小岩石风化情况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2536m。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。钻孔实验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

31、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5.220m，河床57m，右岸2.512m。据钻孔地下水位观测资料，左坝肩地下水位埋深9.540m （高程225m 以上），右坝肩地下水位埋深3 23m（高程226m 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1028m，河床210m，右岸620m2.1.1地形、地质方面：1

32、、上坝线坝区基岩的强度和抗风化能力都要比下坝线好；2、上坝线岩层走向与下坝线相比更有利于坝区的防渗；3、上坝线坝址处有断层（用一般的措施可以解决，如：设混凝土塞、接缝灌浆）、下坝线坝址处基岩较完整较为有利；4、上坝线的岩层透水性要好于下坝线的岩层透水性。2.1.2枢纽布置方面：该工程采用引水式地面厂房，河床宽度对枢纽布置影响不大，因此上、下坝线均可。2.1.3 施工条件方面：由于该工程工程量不大，施工强度也较小，对施工场地要求不高，上、下坝址均能满足施工场地要求。2.1.4 工程量：1、由于下坝线河床要比上坝线宽，因此下坝线的工程量、包括：混凝土的浇筑量、清基量、开挖量等要比上坝线要工程量要大

33、；2、由于地下水深浅和岩层的透水性不同，上坝线的帷幕灌浆量要比下坝线的工程量要小。 2.1.5 筑坝材料和水文气象在对该工程的影响也较小，上、下坝线区别不大。 综上所述，对上、下坝线的地形、地质方面、枢纽布置方面、施工条件方面、工程量、筑坝材料和水文气象这些因素进行综合比较，推荐该工程选用上坝线方案。2.2 坝型方案比较2.2.1自动翻板闸方案的自动翻板闸的闸室主要由闸门、转动较、支墩及底板组成，利用水力和重力的作用自动启闭。自动翻板闸不需要设置启闭机和工作桥，有结构简单、施工方便、工程量少、造价低廉等优点，并且闸室结构轻矮，抗震性能好。多用于中小型分洪闸和蓄水闸。2.2.2橡胶坝方案橡胶坝是

34、以高强力纤维为受力骨架，用合成橡胶粘合成的坝袋，锚固在闸底板上，用水或气充胀形成坝体挡水，其作用相当于活动的闸门。坝高一般为米，适宜建在水库的溢洪道、溢流坝和水流平稳、泥砂、漂浮物少、无推移质的河道或渠道上。它具有结构简单、施工方便、造价低、节省三材和抗震性能好的优点。但也存在着坝袋材料容易老化，耐久性和坚固性差，检修管理困难等缺点2.2.3土石坝方案：土石坝坝体庞大，筑坝材料用量多，且材料运距远，工程造价高。右岸虽可布置溢洪道，但溢洪道位置与引水隧洞平行，影响引水隧洞和下游厂房的安全，从技术、经济、安全考虑，放弃该方案。2.2.4闸坝方案：该方案按筑坝材料又分混凝土重力坝和浆砌石重力坝。两者

35、都能做到充分利用当地现有材料，泄洪建筑物容易布置，施工导流方便。比较而言，浆砌石重力坝水泥用量少，投资少，但不能实现机械化施工，且人工砌筑，坝体质量不易控制，工期较长，而混凝土重力坝可实现机械化施工，就目前的施工工艺、组织管理、机械化设备使用水平，混凝土重力坝为推荐坝型。在目前国内水利工程建设中，混凝土重力坝又分为实体、宽缝、空腹三种型式，该坝为低坝，为引水式发电站，坝内、坝后没有厂房布置要求，不宜做空腹重力坝。宽缝重力坝体型复杂，模板用量多，应力分布复杂，钢筋用量也多，施工困难，工期长。而实体重力坝虽工程量大些，但体型简单，机械化施工程度高，工期短，可提前发挥效益。使工程投资得到补偿。从多方

36、面综合考虑，混凝土实体闸坝的较其它方案优点较多，故为该工程推荐坝型。2.3 枢纽总体布置根据本工程开发的目的与要求及当地的地形、地质条件，大坝坝址及电站厂房厂址已经选定，则枢纽的总体布置基本确定。枢纽建筑物由大坝、引水隧洞、厂房等组成，由于是引水式电站，枢纽主要建筑布置比较分散，施工相互干扰比较小，但管理不太方便。3 闸孔尺寸比选3.1过闸设计流量及校核流量二十年一遇洪水时上游水位不雍高，即在上游为正常水位192.00m时泄洪量不小于3080 m3/s；设计洪水重现期为50年（P=2%），下泄流量5220m3/s；校核洪水重现期为500年（P=0.2%），下泄流量8440 m3/s。3.2堰型

37、选择本坝泄洪任务重，根据宽顶堰与实用堰堰型比较表，参考现有的设计案例，堰型选为泄流能力强的实用堰。宽顶堰与实用堰堰型比较表比较 堰型宽顶堰实用堰优点1. 构造简单，施工方便2. 自由泄流范围较大，泄流能力比较稳定3. 堰顶高程相同时，地基开挖量较小1. 自由泄流时，流量系数较大2. 选取适合的堰面曲线，可以消除波状水跃3. 堰高较大时，可采用较小断面，水流条件好缺点1. 自由泄流时，流量系数较小2. 下游产生波状水跃的可能性大1. 结构较复杂，施工较困难2. 淹没度增加时，泄流能力降低很快3.3 门叶选择本大坝设计洪水泄量大，闸孔数量多，挡水面积大。而闸门型式很多，各有特点（如下表），从材料、

38、制造安装水平、运行维护及使用年限等多方面考虑，选用弧形钢闸门比较经济合理。不同型式闸门功能比较表优点缺点平面闸门1. 可封闭大面积孔口2. 占顺水流方向的空间较小3. 门叶可移出孔口，检修方便4. 门叶可在孔口间互换5. 门叶可沿高度分成数段，便于组装6. 对移动式起闭机的适用性较好1. 需要较高的机架桥和较厚的闸墩2. 具有影响水流的门槽，容引起空蚀现象3. 埋设件数量较多4. 起门力较大弧形闸门1. 可封闭大面积孔口2. 机架桥的高度和闸墩的厚度较小3. 没有影响水流流态的门槽4. 起门力较小，且摩擦阻力对起门力的影响较小5. 埋设件的较少1. 需要较长的闸墩2. 门叶占据的空间位置较大3

39、. 不能提出孔口以外进行检修维护，不能在孔口之间互换4. 门叶承受的总水压力集中与铰处，传递给土建结构时需作特别处理翻板闸门1. 可利用水重自动操作2. 便于泄洪排沙3. 闸门便于安装，不需起闭设备，比较经济1. 只能在少数一、二种水位组合下动作，不能任意调节水位或流量2. 开门（多孔）时，下泄流量激增，河床和岸坡冲刷严重3. 门叶长期处于水下，检修维护困难4. 占闸首空间位置较长注：其他（如人字闸门、横拉闸门、三角闸门、浮箱闸门等）不做比较。弧形闸门弧形闸门与平面闸门不同之处，是门叶的面板呈弧形，并架设在两侧支臂上，支臂支撑在支铰上，可绕铰轴中心线转动而起闭孔口，通常，铰轴中心重和与弧形面板

40、的圆心，即作用在弧形面板上的水压力的合力永远通过铰心，故在闸门转动时，水压力不会引起较大的阻力。弧形面板曲率半径与门高的比值，露顶式闸门一般取为1.11.5，支铰位置设在泄水时不常受到水流和漂浮物冲击的高程上，一般溢流坝上的露顶式闸门，支铰位置约在（1/23/4）倍门高处，并高出校核洪水的水面线0.5-1.5m。弧形闸门门叶的梁格布置与平板闸门门叶相似。 本工程露顶式闸门设计门高为9.0m，则弧门面板曲率半径设计为18m，支铰高程为196.7m。反弧段曲率半径为8.57m。（计算见WES堰的尺寸拟定及水面线的确定）3.4 闸孔单孔净宽（b0）、闸墩型式和厚度拟定根据闸门型式、起闭能力、施工条件

41、和地质情况综合比较，查水工设计手册P6-9 （闸孔净宽（b0）参考表），弧形闸门露顶b0常用值618m，本工程初步拟定b0=12m。闸墩厚度中墩取3.0m,边墩取2.0m ，上游侧墩头为半圆形，下游侧墩头为半圆形。使水流能较平顺的流入，流出。3.5 堰顶高程确定和闸孔孔数、尺寸拟定泄流能力计算采用如下公式进行: （水力计算手册P128）式中：Q-过流量m3/sb-闸孔净宽mn-闸孔孔数H0-包括行近流速水头的堰前总水头，即H0=H+v02/2g mv0-行进流速m/sm-自由出流的流量系数，当P/Hd1.33，H0/H=1.0时，可忽略行近流速水头，则m=0.502当P/Hd1.33时，（水力计算手册P134，图3-