重力坝毕业设计说明书(总)

第1页共52页第一部分设计说明书1概述1.1工程地理位置大华桥水电站位于云南省怒江州兰坪县兔峨乡境内澜沧江上游河段上，距兰坪县城77km，是澜沧江干流水电基地上游河段规划的八座梯级电站中的第六级，电站距黄登水电站约40km；下邻距苗尾水电站约60km。1.2流域概况澜沧江是湄公河上游在中国境内河段的名称，藏语拉楚，意思为“獐子河”。它也是中国西南地区的大河之一，是世界第六长河，亚洲第三长河，东南亚第一长河。澜沧江源出青海省唐古拉山，源头海拔5200米，主干流总长度2139千米，澜沧江流经青海、西藏和云南三省，在云南省西双版纳傣族自治州勐腊县出境成为老挝和缅甸的界河，后始称湄公河。湄公河流经老挝、缅甸、泰国、柬埔寨和越南，于越南胡志明市流入中国南海。1.3水文气象资料（1）洪峰流量根据水文分析，各频率下的洪水流量列入下表所示。表1.3-1下坝址各频率洪水成果表频率(%)0.010.020.050.10.20.5125102050Qm（m³/s）160001500013700127001160010400931083006950593048903500（2）洪峰单位过程线依据观测资料，88个小时的单位洪峰流量如表1.3-2所示，其过程线如图1.3-1所示。第2页共52页表1.3-2坝址单位洪水过程表小时（h）流量（%）小时（h）流量（%）小时（h）流量（%）06.473081.056026.14212.483273.206225.42425.623467.326424.97647.193660.856624.51860.393856.016823.921066.674051.707022.881267.974247.457221.701469.284444.317420.461669.934640.527619.411871.244837.527818.042073.865034.978017.122279.085232.298216.412490.205430.398415.6226100.005628.638614.842892.165827.398814.12图1.3-1单位洪水过程线（3）水库水位~库容关系0204060801001200816243240485664728088流量（%）时间（h）第3页共52页表1.3-3水位~库容曲线水位（m）水库库容（万m3）水位（m）水库库容（万m3）1406.040.001455.0610743.741410.2748.771460.3813677.171414.96280.931465.1816940.411420.03634.351470.1920457.561424.761137.671472.3022077.481430.171908.361473.3922867.101434.962929.911475.0724418.051440.204319.941476.3725363.791445.126151.281479.2827934.601450.008285.061480.2528854.22图1.3-2水位~库容曲线（4）坝址水位流量关系00.511.522.53x1041400141014201430144014501460147014801490库容（万m3）水位（m）第4页共52页表1.3-4坝址水位流量关系表流量（m3/s）水位（m）流量（m3/s）水位（m）5551406.7668441419.628131407.6278101420.581211408.8888441421.6715901409.9099321422.6919961411.01110841423.7524381412.13122001424.7829001413.25134001425.8133661414.29146001426.8438501415.26158001427.924449416.42170001429.0251461417.57182001430.0259311418.66195001430.95（5）其它资料1）坝址区地震基本烈度为Ⅵ度2）风速及风区长度：重现期为50年的年最大风速为30.5m/s，多年平均最大风速为16.3m/s计算，风区长度为400m；3）淤沙情况：坝前淤沙高程为1406.9m，泥沙浮重度为9.0kN/m3，内摩擦角s为15°；1.4坝址区地质构造资料坝址处坝基岩体以中等坚硬的板岩和坚硬的石英砂岩互层为主，二者比例基本为1：1，层面闭合，结合紧密，微风化岩体完整性较好（RQD为50%~70%），从岩体强度、抗变形能力上石英砂岩较好，而板岩较差。河床坝基岩体质量以Ⅲ1类为主，两岸石英砂岩多为Ⅲ1~Ⅳ1、板岩多为Ⅲ2~Ⅳ1类，承载力总体能满足要求。坝基断裂构造不发育，两岸岩层层序对应关系正常，主要结构面为单一的横河向、陡角度略倾向下游的层面，且多为胶结较好的硬性结构面，对坝基稳定影响较小。第5页共52页表1.4-1坝址区岩体力学参数表岩性岩石饱和抗压强度岩石饱和抗拉强度岩石饱和密度泊松比模量值岩体/岩体允许承载力抗剪断抗剪变模E0弹模Esf′c′fMPaMPag/cm3GPaMPaMPa板岩402.52.770.23690.900.800.656砂岩0.208101.01.550.7岩石与混凝土间抗剪断强度参数'f=0.85~0.95，粘聚力'c=0.80~0.95MPa；抗剪强度参数f=0.65.1.5筑坝材料（1）当地材料。勘测结果如下。1）砂：河沙A：在坝址下游3~5km处，颗粒较粗，其主要颗粒直径在0.5~1.0之间，.30065dmm，不均匀系数/603021dd。砂均在正常河水附近，含泥量约为3.5%，沿河有公路可通。河砂B：在坝址下游20km处，粒径较小，.50032dmm，不均匀系数20。2）石料：岩石物理性质：比重为2.65t/m3,干抗压极限强度为140MPa，饱和抗压极限强度为105MPa，经过25次冻融后抗压极限强度为105MPa。3）土料：有黏土、沙壤土及土皮土风化料，其分布、储量及性质见表1.5-1、1,5-2。第6页共52页表1.5-1建筑材料性质表土壤名称土壤特性河砂A河砂B黏土沙壤土土皮山土壤干容重（kPa）16161716.616孔隙率0.450.420.350.380.398内摩擦系数f（自然含水量）0.600.550.350.300.60内摩擦系数f（饱和含水量）0.600.550.240.280.50粘结力c（kPa）001001000渗透系数K（cm/s）2.0×10-36.0×10-34.0×10-71.0×10-51.0×10-3天然含水量（%）2017最优含水量（%）191822.5压缩模量E（kPa）1200010000表1.5-2当地材料分布及储量表部位IIIIIIIV材料石料砂壤土黏土石料位置坝址上游2km右岸坝址上游2km左岸坝址上游1.3km左岸坝址上游3.5km右岸可开采量（万m3）1585104）卵石：在本河流下游支流河口处有卵石80×104m3，粒径在1~20cm，质地良好，可作为混凝土骨料。（2）外来材料1）水泥：坝址处下游有一大水泥厂，可供给本工程以足量的水泥；第7页共52页2）钢筋：可从兰坪县城运取；3）木材：距工地40km的地区可大量供应。（3）交通情况坝址处交通便利，公路、铁路均与外界相通，可满足本工程的设备与材料的运输要求。1.6工程枢纽任务与效益根据澜沧江流域工农业生产发展需要及县河干流自然地理及社会经济条件，并结合现状开发情况及现场查勘规划设想，确定大华桥水电站的开发任务是：以发电为主，兼顾农业灌溉、防洪、城镇工业、居民生活供水、人畜饮水、短途航运等综合利用效益。2枢纽选择和布置2.1枢纽建筑物组成、工程等级及建筑物级别划分2.1.1枢纽建筑物组成根据澜沧江流域的开发任务，大华桥水电站的效益主要是发电效益，其次是兼顾农业灌溉、防洪、城镇工业、居民生活供水、人畜饮水、短途航运等综合利用效益。故该工程的永久建筑物包括挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、电站厂房、开关站等。为便于施工，还需要导流建筑物、施工围堰等临时建筑物。2.1.2工程等级及建筑物级别确定本工程正常蓄水位H=1477m，相应库容V=2.93亿m³,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(见表2.1-1)确定本工程的规模为大（2）型，工程等级为二等，再根据《永久性水工建筑物的级别》（表2.1-2)得相应永久建筑物级别为2级，次要建筑物为3级。最后根据《山区、丘陵区水利水电永久性水工建筑物洪水标准[重现期（年）]》（表2.1-3）得该工程设计洪水重现期500年，校核洪水重现期2000年。第8页共52页表2.1-1水利水电工程分等指标工程等别工程规模水库总库容(108m3)防洪治涝灌溉供水发电保护城镇及工矿企业的重要性保护农田(104亩)治涝面积灌溉面积供水对象装机容量(104亩)(104亩)重要性(104kW)I大(1)型≥10特别重要≥500≥200≥150特别重要≥120Ⅱ大(2)型10～1.0重要500～100200～60150～50重要120～30Ⅲ中型1.0～0.10中等100～3060～1550～5中等30～5IV小(1)型0.10～0.01一般30～515～35～0.5一般5～1V小(2)型0.01～0.001530.51注：1、水库总库容指水库最高水位以下的静库容；2、治涝面积和灌溉面积均指设计面积。表2.1-2永久性水工建筑物的级别工程等别永久性建筑物的级别主要建筑物次要建筑物I13Ⅱ23Ⅲ34IV45V55第9页共52页表2.1-3山区、丘陵区水利水电永久性水工建筑物洪水标准[重现期（年）]项目水工建筑物级别12345设计1000～500500～100100～5050～3030～20校核土石坝可能最大洪水（PMF）或10000～50005000～20002000～10001000～300300～200混凝土坝、浆砌石坝5000～20002000～10001000～500500～200200～1002.2坝址、坝型的选定2.2.1坝址、坝型选择的原则坝址、坝型选择是水利枢纽设计的重要内容，二者相互联系，不同的坝址可以选用不同的坝型，同一个坝址也应考虑几种不同的枢纽布置方案并进行比较。在选择坝址、坝型时，应研究枢纽附近的地形地质条件、水流条件和建筑材料、施工条件、枢纽布置等：(1)地质条件。地质是坝址、坝型选择的主要依据之一。拱坝、重力坝需建在岩基上；土石坝则岩基、土基均可修建。坝址选择应该注意一下几个方面的问题：①对断层破碎带，软弱夹层要查明其产状、宽度（厚度）、充填物和胶结情况，对垂直水流方向的陡倾角断层应尽量避开，对具有规模较大的垂直水流方向的断层或是存在活断层的河岸，均不应选择坝址。②在顺向河谷（指岩层走向与河流方向一致）中，总有一岸只与岩层倾向一致的顺向坡，当岩层倾角小于地形坡角，岩层又有软弱结构面时，在地形上存在临空面，这种岸坡极易发生滑坡，应当注意。③对于岩溶地区，要掌握岩溶发育规律，特别要注意潜伏溶洞、暗河、溶沟和溶槽，必须查明岩溶对水库蓄水和对建筑物的影响。第10页共52页④对土石坝，应尽量避开细砂、软粘土、淤泥、分散性土、湿陷性黄土和膨胀土等土基。(2)地形条件。河谷狭窄，地质条件良好，适宜修建拱坝；河谷宽阔，地质条件较好，可选用重力坝或支墩坝；河谷宽阔、河床覆盖层深厚或是地质条件较差，且土石、沙砾等当地材料储量丰富，适宜修建土石坝。在高山峡谷区布置水利枢纽，应尽量减少高边坡开挖。坝址选在峡谷地段，坝轴线短，坝体工程量小，但不利于泄水建筑物等的布置，因此需综合考虑。(3)筑坝材料。坝址附近应有足够的符合要求的天然建筑材料。(4)施工条件。便于施工导流，坝址附近特别是其下游应有开阔地形，便于布置施工场地；距离交通干线近，便于交通运输；可与永久电网连接，解决施工用电问题。(5)综台效益。选择坝址应综合考虑防洪、灌溉、发电、航运、旅游、环境等