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围滩水电站枢纽大坝设计

文档名称:围滩水电站枢纽大坝设计
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文档名称:围滩水电站枢纽大坝设计
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上传者:ekchszhsz
添加时间:2019/05/21
内容摘要:
L西水剩
技术与应用·2014年第9期
围避〖站誣细大设计
叶雄俊
(山西省水利水电劼测设计研究院,山西太原030024)
[摘要]介绍了围滩水电站エ程概况,对大坝进行了合理化设计,指出水电站的兴建,对合理开发利用丹河水
资源,调整晋城市水源结构,改善工业和城市生活用水的供水条件具有十分重要的作用。该设计方法可为类
似工程提供借鉴。
关键词]坝顶超高;溢流坝;泄流;稳定计算;应力分析;围滩水电站
中图分类号]TV551
[文献标识码]C[文章编号]1004-7042(2014)09-0045-02
工程概况
厚的C40抗神磨钢筋混凝土。坝基上游侧设4.0m深
围滩水电站位于晋城市东部,跨泽州县和晋城市的齿槽,下游侧设3.0m深的齿槽,并设1.5m厚的
城区2县(区),工程枢纽位于泽州县金村镇围滩村东C15素混凝土垫层。
北的丹河干流上,距晋城市区30km,是晋城市生活和
冲砂闸段布置在溢流坝段右侧,单孔布置,长
工业用水的水源地之一。枢纽坝址以上控制流域面积7.5m,底板高程443.0m。底孔进口设检修平板钢闸
2418.5km2。
门,闸门尺寸3.5mx3.5m,坝顶设启闭机房,采用卷扬
工程为枢纽大坝为浆砌石(堆石混凝土)重力坝,机启闭;尾部设弧形工作闻门,闻门尺寸3.5mx3m,
工程等别为V等,枢纽大坝防洪标准为50年一遇设闻墩顶部设启闭机房,采用卷扬机启闭。底孔四周采
计,500年一遇校核。柩纽大坝由溢流坝段、挡水坝段用钢筋混凝土结构,内侧为1.0m厚的C40抗冲磨混
和冲沙闻段组成,总库容878万m3,最大坝高55.5m。凝土,外侧为1.0m厚的C25钢筋混凝土结构。坝体
2大坝设计
结构与挡水坝段一致。
2.1坝型选定
2.3水力计算
枢纽位于石山区,河道狭窄,适宜于修建重力坝,2.3.1溢流坝泄流计算
设计对砌石坝和混凝土坝进行比较,综合两种材料坝
根据《溢洪道设计规范》,开敞式“WES”型实用堰
的优点,设计选用砌石重力坝型式,坝体采用M7.5小的泄流能力按相关公式计算,泄流能力见表1。
石子砂浆砌块石,表面采用混凝土及钢筋混凝土。
2.3.2冲沙底孔泄流能力计算
2.2大坝体形设计
冲沙闻底板高程442.3m,根据径流调节确定的
挡水坝段坝顶宽8m,上游面高程449.0m以上正常蓄水位为471.0m,洞顶高程445.8m,其进水口
为垂直边坡,以下边坡为1:0.2,下游面高程475.0m全部淹没在水面下,水流为压力流,泄量计算采用《混
以上为垂直边坡,以下边坡为1:0.8,坝顶高程480.5m,凝土重力坝设计规范》孔口泄流能力计算公式,经计
防浪墙顶高程481.7m,最大坝高55.5m,最大坝底宽算,水位一泄量关系见表1。
51.32m
表1堪顶水位与泄量关系表
溢流坝段布置在主河槽,总长44-m,最大坝底宽「水位」神洪洞、溢洪道、总神量」水位」泄洪洞、滋洪道、总泄量、
(m2-s)/(
52.45m,溢流堰浄宽40m,堰顶高程471.0m,堰面采
47
213
0
2134772361235」1471
用“WES”曲线,曲线下接1:0.85的陡坡段,陡坡末尾
297478123911563「1802
设挑流反弧,反弧半径18m,挑流鼻坎高程44-m,「431211231441472119131216
挑角21°,反弧圆心角50°。为便于交通,在堰顶布置4142340560402461230s12354
交通桥,桥宽5m。上游侧449.0m高程以上采用垂直
4752296378661481125027372987
边坡,449.0m以下边坡为1:0.267,溢流面采用1.0m
476232
1163
45
技术与应用
SHANXI WATER RESOURCES
2.3.3下游消能设计
计算截面选取溢流坝与非溢流坝最高坝段,并采
溢流坝段消能方式采用挑流消能,其中:设计洪用《混凝土重力坝设计规范》相应公式进行计算。计算
水和校核洪水情况下挑距分别为55.4m和67.3m;设结果见表3。
计洪水和校核洪水情况下最大冲刷坑深度分别为
表3大坝应力计算成果表单位:kg/cm3
9.23m和18.20m
设计洪水
工况
正常蓄水位
校核洪水
冲刷坑深度是从河道地面算至冲坑底部,根据地
应力
不计扬计入扬不计扬计人扬不计扬计入扬
压カ」压力」压カ」压カ「压カ「压力
质资料,河床的实际覆盖层厚度为10~12m,设计洪水
时不会在基岩面形成冲坑;校核水位下,为18.22,小
溢流し上15.7614184641.733950.725
下「9.3
9.1410
于许可的最大后坡1/2.5,因此,冲刷坑不会危及坝趾
上8.7017.2117.244.57「6.743.60
非溢流坝
安全
下「6.7116,498.206538.7316.61
2.4重力坝稳定分析
从表中可以看出,在各种荷载组合下,坝基应力
重力坝稳定分析包括溢流坝段和非溢流坝段两均为压应力,满足规范要求。
部分。对坝体抗滑稳定计算按规范要求考虑以下三种2.6坝体防渗与排水
情况:沿坝体墊层混凝土与基岩接触面滑动;沿浆砌2.6.1坝体防渗
面与垫层混凝土接触面滑动;浆砌石体之间滑动,计
工程枢纽大坝采用浆砌石(堆石混凝土),坝体防
算选取最不利的坝段,取单宽进行计算。
渗采用在大坝上游面布设1.5m厚的C25钢筋混凝
计算工况分为三种:基本组合情况下,正常蓄水土面板,坝后布设10m厚的C25钢筋混凝土护面。
位为自重+正常蓄水位时的静水压力+场压力+泥沙压
在大坝桩号0+033.5,0+0775和0+97.5处设计
力+浪压力;设计洪水位为自重+设计洪水位时的静水3条坝体横缝,同时兼坝面俾缩缝;在大坝柱号0+
压力+扬压力+泥沙压力+浪压力+动水压力。特殊组合017.5,0+0445,0+0555,0+066.5和0+112.5处设计
情况下,校核洪水位为自重+校核洪水位时的静水压5条坝面伸缩缝,缝宽20mm,横缝和伸缩缝在上游防
力扬压力+泥沙压力+浪压カ+动水压カ。采用《浆砌渗面板内设2道止水,第一道为紫铜片止水,铜片厚
石坝设计规范》坝体抗滑稳定计算公式
4mm、宽442mm,第二道为651橡胶止水带,止水带
溢流坝与非溢流坝各取最大坝断面,取单宽进行厚12mm、宽300mm;在挡水坝段伸缩缝的下游混凝
计算。计算结果见表2。
土护面内水位以下设一道橡胶止水带,溢流坝面伸缝
表2稳定安全系数表
全断面设两道止水,一道为橡胶止水,一道为紫铜片
みら、项/热萝计算的抗滑抗剪断强度计算的城规范介
止水。
稳定安全系数k滑稳定安全系数安全系数
2.6.2坝体排水
溢流坝非溢流坝溢流坝非溢流坝k
排水分为坝内排水和坝基排水。坝内排水在坝体
基在正常蓄水位」14516043246-1530内的廊道下游側布置一排排水管,排水管中心距廊道
组合设计洪水位1081137138
特殊
下游侧墙0.5m,采用直径150mm的预制无砂混凝土
组合校核
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