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1、水电站工程工程选址工程总体布置及主要建筑物设计方案1.1 设计依据1、工程等级及建筑物级别某某水电站工程是一座以发电为主，兼有灌溉、防洪等综合效益的水利枢纽工程。枢纽建筑物主要由水泥沙浆浆砌石重力坝坝、发电引水系统及发电厂房等组成。本工程水库系年调节水库，水库正常蓄水位376.09m,水库正常库容1.2万m3,电站总装机800kw。根据防洪标准(GB50201-2000)及水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000),水库为小型水库，电站为小型电站，枢纽工程等别属V等，工程规模为小(2)型。大坝挡、泄水建筑物按5级建筑物设计，发电引水系统及发电厂房按5级建筑物设计，其它临时建筑物按5
2、级建筑物设计。2、洪水标准及洪水位根据已确定的各建筑物设计级别，按防洪标准(GB50201-2000)水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)水电站厂房设计规范(SL266-2001)以及溢洪道设计规范(SL253-2000)中有关规定，确定各建筑物洪水标准，各建筑物洪水标准及相应洪水位见表5-1。表5-1主要建筑物洪水标准及相应洪水位建筑物建筑物级别洪水重现期及相应洪水位设计洪水重现期(年)相应上游水位(m)相应下游水位(m)校核洪水重现期(年)相应上游水位(m)相应下游水位(m)水泥沙浆520378.81100379.4浆砌石重(2号8(2号力坝378.16378.5m)7m
3、)发电厂房510339.8820340.1(注：引水建筑物进水口洪水标准同大坝)3、采用的主要技术规程设计中采用的主要技术规范如下：(1)防洪标准(GB50201-2000)；(2)水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)；(3)浆砌石坝设计规范(SL25-91)；(4)混凝土拱坝设计规范(SL282-2003)；(5)水电站进水口设计规范(SD303-88)；(6)水工隧洞设计规范(SL279-2002)；(7)水电站调压室设计规范(DL/T5058-1996)；(8)水电站厂房设计规范(SL266-2001)；(9)水工碎结构设计规范(SL/T191-96)；(IO)水利水电
4、工程钢闸门设计规范(DL/T5019-95)；(11)溢洪道设计规范(SL253-2000)；(12)碎重力坝设计规范(SL5108-1999)；(13)水工建筑物荷载设计规范(DL5077-1997)；(14)水工建筑物抗震设计规范(SL203-97)。4、设计基本资料(1)基本资料水文气象基本资料多年平均气温为197C,1月平均气温为97C,7月平均气温为27.4C,最低气温为-4.2,最高气温为39.9,坝址库面吹程0.2km,厂址水位流量关系见表2-9。泥砂资料某某水坝址泥沙淤积高程为369.OOmo特征水位与流量各频率洪水、流量及相应水位见表4-2及表5-1。最大引用流量3.8m7s
5、,单机发电引用流量1.56m7s和0.68m7s0地震烈度根据2001年颁布的中国地震动峰值区划图(GB1830-2001)查得,工程区地震动峰值加速度为0.05g,根据水工建筑物抗震设计规范(SL2003-1991)的规定，建筑物可不作抗震计算和设防。坝基岩石物理力学指标坝址基岩岩性为弱风化砾岩，工程地质勘察坝址岩体物力学参数建议值见表3-2O建筑物设计主要控制指标根据相关规范要求，浆砌石坝设计主要控制指标如下：大坝抗滑稳定：基本荷载组合的抗滑稳定安全系数Kc1.05,特殊荷载组合的抗滑稳定安全系数Kc2L00；基本荷载组合的浆砌石抗压力不大于44MPa;特殊荷载组合不大于(2)工程开发任务
6、工程等别某某水电站工程是一座以发电为主，兼有灌溉、防洪等综合效益的水利枢纽工程。枢纽建筑物主要由水泥沙浆浆砌石重力坝坝、发电引水系统及发电厂房等组成。本工程水库系年调节水库，水库正常蓄水位376.09m,水库正常库容1.2万m3,电站总装机800kwo根据防洪标准(GB50201-2000)及水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000),水库为小型水库，电站为小型电站，枢纽工程等别属V等，工程规模为小(2)型。大坝挡、泄水建筑物按5级建筑物设计，发电引水系统及发电厂房按5级建筑物设计，其它临时建筑物按5级建筑物设计。发电某某水电站设计水头36.5m,引用流量316m3s,设计装机80
7、0kwo该电站为季调节，多年平均发电量243.17万kwh,保证出力99kw,可参与县电网调峰运行。防洪某某水水库控制集雨面积21.2km2,正常库容1.2万m3,当发生10年一遇洪水时，经某某水水库调节消减洪峰流量后可明显减免水库下游洪涝灾害。(3)可行性研究报告审查意见1、为充分利用当地的水力资源，发展小水电，同意采用自筹资金兴建某某水电站;2、原则同意“可研报告”所选择的坝址；对大坝采用水泥沙浆浆砌石重力坝坝，基本同意水库正常蓄水位376.09m,相应库容L2万m,电站装机475kw03、基本同意“可研报告”推荐的厂坝址方案和隧洞引水开发方案。基本同意“可研报告”中采用的坝型和枢纽总布置
8、，本工程枢纽属V等小（2）型，永久建筑物为5级；大坝和发电厂房的设计标准为20年一遇，校核洪水标准为100年一遇。工程建成后，年均可发电量475万kwh,有利于缓解全县的电力供需矛盾，有利于某某小河水力资源的开发利用。工程符合某某小河流域水资源开发利用规划要求，具有水库淹没损失小、投资省、见效快的特点，社会经济效益显著，具有综合效益。因此，现在建设某某水电站是十分必要的，宜尽早实施。受e桂竹帽镇某某水电站委托，我院承担了本工程初步设计报告编制任务，在初步设计阶段，根据发展计划委员会对“可研报告”的批复和设计审查意见以及结合业主的开发建设意见，对某某水电站引水隧洞及厂、坝址再次进行了水文、地质调
9、查工作，对工程任务、工程规模、枢纽建筑物布置、水力机械、电气等布置作了进一步分析论证。1.2站址选择1、坝址选定本次现场踏勘及方案比较，1号坝址在某某村新屋挤下游处建坝，2号在龙坑里下游出口处建坝，两坝址两岸地形比较对称，左岸相对平缓开阔，为较对称的“U”型河谷，右岸及河床基岩裸露，岩性为紫红色弱风化砾岩，该处地形地质条件较适宜建电站。并开展初步设计阶段的地勘和设计工作。2、坝型选定在可行性研究报告的审查意见中，同意大坝坝型采用水泥沙浆浆砌石重力坝。在充分利用水力资源的基础上，为了不淹没上游村庄、农田及本工程坝址地质条件为控制，本工程适宜采用水泥沙浆浆砌石重力坝坝型。因此，经全面经济技术比较，
10、确定大坝坝型采用以埋石碎水泥沙浆浆砌石重力坝坝型。3、厂址选定某某水电站厂址选定，为充分利河床自然落差，厂址选在距大坝下游坝址下游右岸2600m处的茶亭下转弯处。厂房开挖工程量不大，无淹没占地，尾水渠不长，出流条件好，经济较为明显等优点。枢纽工程布置的基本原则为：(1)满足各个建筑物在布置上的要求，保证其在设计工作条件下能正常运行；(2)在满足建筑物稳定和强度的前提下，降低枢纽总造价和年运行费用；(3)枢纽中各个建筑物布置紧凑、美观、协调。枢纽主要建筑物由大坝、发电引水系统、发电厂房等组成。1号坝址在某某村新屋挤下游处建坝，2号在龙坑里下游出口处建坝，1号最大坝高8.99m,2号最大坝高12.
11、83m,溢洪道布置在坝顶中部，为水泥沙浆浆砌石重力坝。发电引水隧洞布置在右岸山体中，全长约2012.24m,进口底板高程370.00m,o发电厂房布置在大坝下游约2600m处的茶亭下转弯处。为地面式厂房，其尺寸为19.6277.77.35m(长X宽义高)，装机3台，装机容量800kw0根据坝址工程地质条件、水库运行要求、工程开发任务及建筑物组成情况，经上述方案比较，选定如下工程总体布置方案：枢纽建筑物由大坝、发电引水系统、发电厂房等建筑物组成，大坝采用采用水泥沙浆浆砌石重力坝坝，溢洪道布置在坝顶中部，采用无闸控制泄流、消能方式采用挑流消能，电站采用引水式电站，发电引水隧洞布置在大坝右岸山体内,
12、隧洞全长2012.24m,分别由进水口、有压隧洞、压力钢管组成，其中隧洞与发电岔管连接采用明管方式。发电厂房位于大坝下游260OnI处，为地面式发电厂房，开关站布置在厂房左侧，生活区布置在厂房左侧,尾水与河道采用尾水明渠连接。1.4主要建筑物1、挡水建筑物(1)结构布置和材料挡水坝型选择a、体形参数根据本工程的地形、地质和淹没等条件，大坝大坝采用浆砌石重力坝，1号坝最大坝高8.99m,m,坝长4L043,其中泄流长度21.Omo,2号坝最大坝高12.83m,m,坝长56.041m,其中泄流长度20.Omo大大坝体型几何特征见表52、5-3项目单位几何尺寸正常蓄水位m376.09非溢流坝顶高程m
13、379.49基础底r程m371.0基础底宽m6.121基础底板齿槽高程m370.5下游鼻坎坎顶高程m373.0溢流坝长m21.0表5-21号大坝体型几何特征值表表5-32号大坝体型几何特征值表项目单位几何尺寸正常蓄水位m376.09非溢流坝顶高程m378.82基础底高程m366.49基础底宽m9.784基础底板齿槽高程m361.99下游鼻坎坎顶高程m370.981溢流坝长m20.0b坝体结构大坝为实用堰,消能形式为面流消能,坝体采用m7.5水泥沙浆浆砌石，为满足防渗和稳定要求上下游均设齿槽,齿槽深O.5m,宽0.3m。齿槽用cl5碎浇筑。根据工程地质条件和建筑物布置要求，原大坝基础座落在弱风化
14、岩层上，最大开挖深度约L4m。为增加大坝基础底板的抗滑稳定性，现坝基上游设齿槽嵌入微风化岩层。坝顶高程的确定某某水电站正常蓄水位选择主要在某某河流域梯级开发规划方案的基础上进行全面优化和方案比较，尽量提高调节性能（增加调节库容和水头），同时不增加过大的淹没损失，达到梯级开发经济效益最佳为目的。某某水电站正常蓄水位选择主要在镇江河流域梯级开发规划方案的基础上进行全面优化和方案比较，尽量提高调节性能（增加调节库容和水头），同时不增加过大的淹没损失，达到梯级开发经济效益最佳为目的。坝址上游IOokm处为某某村粮田，根据本次调查测376.09m以下无淹没林地及耕地。某某水电站水库正常蓄水位的选择在充分
15、利用水力资源的基础上，主要以不淹没某某村粮田及本工程坝址地质条件为控制目标，本阶段选定正常蓄水位为376.09m。大坝横断面尺寸大坝采用水泥沙浆浆砌石重力坝，A：1号坝非溢流坝顶高程379.49m,溢流坝顶高程376.09m,上游坡比为1:0,下游坡比为1:0.8,最大坝高8.99m,坝顶长41.043m,其中溢流坝段长21.OOmo大坝基础顺水流方向长6.121moB：2号坝非溢流坝顶高程378.82m,溢流坝顶高程376.09m,上游坡比为1:0,下游坡比为1:0.8,最大坝高12.83m,坝顶长56.04Inl,其中溢流坝段长20.OOmo大坝基础顺水流方向长9.784mo设计上下游坝脚均设齿槽，齿槽深0.6m。（2）大坝结构安全复核堰体抗滑稳定复
