结合厂房和大坝的作用分析高重力坝的深层稳定性

水电站厂房课程设计计算说明书本课程设计以密云水利枢纽为对象。密云水库库区跨越潮、白两河，地处密云县城北20公里。两条河在密云县城以南约10公里处汇合成潮白河。潮河和白河的最低分水岭在金沟，高程为130米。潮河水库和白河水库在金沟连通。库水位在130米高程以上合成一个水库即密云水库。河流多年平均流量为350.50/ms（不是设计流量）。密云水库是以防洪及工农业供水为主要任务，兼有发电效益的综合利用水利工程。§1主要建筑物1.1挡水建筑物有潮河和白河主坝两座及副坝五处，为碾压式粘土斜墙土坝，最大坝高为白河主坝66.4m，潮河主坝56m，各副坝15.7-39m不等。1.2泄洪建筑物1.2.1溢洪道有潮河左岸、第二溢洪道。第一溢洪道为正常溢洪道，底坝高程140m，泄洪超过百年一遇的洪水，为五孔带胸墙式河岸溢洪道。第二溢洪道为非常溢洪道，与第一溢洪道配合宣泄千年一遇洪水，底坝高程为148.5m，为五孔开敞式河岸溢洪道。1.2.2隧洞(1)白河左岸发电隧洞：用作发电供水和下游工农业供水，并在调压井上游设泄水支洞，用以宣泄万年一遇特大洪水。进水塔进口底板高程为116.0m，洞径6m，洞长416m，底坡1400i。调压室为圆筒式，内径17.14m。调压室后接两根埋藏式压力水管，管径5.5m，管长125m。(2)潮河发电泄水隧洞：任务是施工导流、发电、灌溉、供水和泄洪。(3)走马庄放空隧洞：只在千年一遇洪水时参加泄洪，平时不用，主要任务是紧急放空。1.2.3坝下廊道为施工期的临时建筑物，施工导流采取潮、白两河分别导流的方式，故设白河导流廊道、潮河导流廊道，可宣泄20年一遇洪水。另有南石骆驼输水廊道，用以泄放3个流量的灌溉带用水。93.5100110120130140150160170180190200210220230240250240230220210200190180170电站引水系统枢纽布置图§2厂房枢纽位置的选择2.1挡水建筑物主坝的选择经比较，潮河地面高程高于白河坝址地面高程，故建白河电站比建潮河电站多出10m水头，每年可多发电400万度。所以，水电站设在白河，发电泄水可灌溉密云县以下耕地。不同组别的电站装机容量及机组台数情况如下：表2.1各课程设计组装机容量表单机容量机组台数发电机效率（%）水轮机效率（%）总装机四组15000kw69692.59万kw2.2压力引水系统和厂房枢纽布置的选择经对左右岸两个方案从地形、地质、施工条件和运行管理等几个方面进行分析和比较后认为，右岸方案洞线较短（427m），有合适布置调压室的位置，出口地形较低，电站尾水渠较短，调压室可布置在白色石英岩上，且接近对外铁路，爆破时附近村庄不受干扰。而左岸方案洞线相对较长，岩石破碎，铁路进厂要跨越河流，且尾水渠、厂房开挖量大，右岸方案优点明显较多，故取右岸方案。2.3电站厂房位置的选择也比较了两个方案：一是放在右岸下游小山沟上游地；二是放在泄洪支洞口。厂房若布置在泄洪支洞处，优点是引水隧洞和高压输水管道较短，厂房位于白色石英岩基上，有可能取消调压室。缺点是岸壁很陡，平行与河岸的裂缝较发育，岩石削坡后有崩塌的危险。厂房距坝太近，施工干扰大。另外，大约少利用5m的落差，尾水渠亦较长，下游反调节池的修建要做较高的堤坝。厂房若是布置在下游小山沟附近，其缺点是引水道较长（约510m），必须设调压室。优点是小山沟上游坡地地形较为平缓，地质条件好，修建厂房和调压室都是安全的，距坝较远，干扰小。为了保证安全和多利用5m水头，决定采用下游小山沟附近的方案。此方案中，厂房附近地形开敞，利用厂房枢纽的布置，而施工支洞处改为泄洪支洞，洞口发生过岩石崩塌现象。§3主厂房位置的选择主厂房左右位置的确定，是考虑到向右移动时，主厂房地基将遇到强烈风化的石灰岩，向左移动削坡工程显著，据此确定了主厂房的左右位置。厂房地区为辉绿岩地带，处于半风化状态，厂房后山头表面岩石风化强烈，在这样的岩体中开挖6根岔管将严重削弱山体。故将岔管放在山体外，做成明的，这样TS550/79-28悬式水轮机尺寸示意图D3D1D2D4D5h5h6h8h7h4h9h2h3h1厂房随之外移，据此确定了主厂房的前后位置。§4其它基本资料和设计依据4.1有关密云水电站工程概况的简要说明如前。4.2坝址地形图一张，如前。4.3坝型为斜墙土坝，依据发电量和装机容量，厂房按Ⅱ级建筑物设计。4.4电站下游尾水位表4.1各课程设计组电站下游尾水参数表电站最高尾水位（m）电站最低尾水位（m）水库正常蓄水位（m）当地计算海拨高程（m）四组93.993.214693.54.5水电站装机容量见表2.1，厂房布置在右岸。4.6电站设计水头：HP=46.2m。4.7水轮机表4.2各课程设计组水轮机情况表型号汽蚀系数转轮带轴重量（T）四组HL200—LJ—2250.1658.14.8蜗壳、尾水管尺寸：尺寸相关数据见5.1和5.24.9发电机图4.1D5发电机型号：TS550/79-28(SF15-28/550)。发电机尺寸示意图如图4.1所示（单位：mm），具体数据如下：h2=1100mm，h3=2400mm，h4=800mm，h6=4200mm，h7=1350mm，h8=2000mm，h9=500mm；D4=5000mm；D5=800mm，发电机主轴直径为400m。表4.3各课程设计组水轮发电机部分参数情况表组别h5D1D2D3发电机转子带轴重量（t）四组48006590852050201264.10机前阀直径：由蜗壳进口断面直径查《水力机械设计手册》（P175）得出。4.11电气主接线：输电电压110KV；主变压器型号：40500/110SFL—。4.12开关站面积：2长宽=7060m。4.13辅助设备：（1）调速器：100T3，尺寸：120.0150.0190.0cm；（2）油压装置：MHY-1.7，尺寸：100cm；高240cm。（3）机旁盘：每台机4块，每块38040240cm；（4）励磁盘：每台机5块，每块38090190cm。4.14对外交通：右岸公路。4.15尾水闸门启闭门机需占用4m宽的距离，要求门机上游侧至少预留2m人行道，下游侧预留40cm防护栏安装及轨道检修空间。