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旮旯水电站溢流坝设计综述

文档名称:旮旯水电站溢流坝设计综述
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上传者:常青树
添加时间:2019/05/21
内容摘要:
技术与应用
SHANXI WATER RESOURCES
旮旯水电站溢流坝设计综述
李佑杰
(山西省水利水电勘测设计研究院,山西太原030024)
[摘要]介绍了旮見水电站工程概况,通过对交城县水电站工程布置的详调查确定溢流坝的位置,阐述了滋
流坝坝体、进水闸、冲沙闸的设计方案及施工要点,经过对溢流坝的水力计算和结构稳定分析确定该溢流坝
的布置是安全可靠的。
关键词]溢流坝;综述;设计方案;旮晃水电站
中图分类号]TV652.1
「文献标识码]C.[文章编号]1004-7042(2013)02-0038-02
工程概况
3溢流坝设计
旮旯水电站是一座小水电代燃料引水式电站工
为方便取水并尽量使泥沙不进入引水渠道,对取
程。经现场踏勘,结合工程场址的地形、地质、工程布水口位置的地形地貌、地层岩性、地质构造、坝基渗
置、工程量、施工条件、投资等综合比较后确定工程取漏、绕坝渗漏及渗透稳定等进行深人细致的分析后,
水枢纽的坝址选在交城县会立乡田家沟村南1km处确定在垂直文峪河河道主水流方向设拦河溢流坝,在
文峪河于流上河流弯道的下游侧,西社乡野则河村北溢流坝右岸布置冲沙闻及进水闻。
2km处文峪河干流右岸的旮旯滩上。设计引水流量
溢流坝最大坝高5.4m,坝轴线长53.0m,河床高
6m3/s,主要建筑物包括溢流坝、神沙闻、进水闸、引水程968.50m,坝基高程965.50m,坝顶高程970.90m,
渠道、引水隧洞、压力前池、压力管道、电站厂房和交顶宽1.91m,坝体最大宽度8.8m,上游坝面设为垂
通桥等。
直,溢流坝面采用Ⅲ型折线实用堰接半径为6.54m的
在取水枢纽处垂直水流方向建有长53.0m、最大反弧流线型坝面,消能采用底流消能结构型式。坝体
坝高为5.4m、底宽8.8m、顶宽1.91m,坝顶高程结构采用M7.5浆砌石,坝面采用0.3m厚的C30钢
970.90m的浆砌石溢流坝,溢流坝左岸坝头处平行水筋混凝土护面。消力池长15m,深1.0m,尾坎顶宽
流方向设重力式浆砌石挡墙。
0.6m,底面高程967.70m,采用M7.5浆砌石结构,后
工程等别和标准
接浆砌石、格栅石笼海漫及抛石防冲槽。长度分别为
旮旯水电站装机容量1500kW,多年平均发电量10m,20m和10.46m,厚度分别为0.6m,0.8m和2m
470万kW?h,属小(二)型工程,工程等别为V等,主(最深处),抛石防冲槽上游坡度1:4,下游坡度1:2,底
要建筑物为5级,次要建筑物为5级,临时性建筑物部中间平直段宽2m。消力池及海漫段表面设置排水
为5级。
孔,排水孔间距2m,梅花形布置,采用直径50mm的
旮旯水电站为无压引水式水电站,依据《小型水PVC排水管,底部铺设0.,2m厚碎石反滤层。结合溢流
力发电站设计规范》,取水枢纽、引水渠道、水电站厂坝伸缩缝,消力池中部设2道伸缩缝,跨度分别为
房等建筑物的防洪标准为20年一遇洪水设计,50年18m,18m和17m,缝宽2cm,缝内填塞聚乙烯闭孔
一遇洪水校核。20年一遇设计洪水标准时,洪峰流量泡沫塑料板,外部用沥青砂浆密封。
327m3/s,对应水位972.75m;50年一遇校核洪水标准
由于进水闻和冲沙闻均位于溢流坝右侧,省道祁
时,洪峰流量776m/s,对应水位94.28m。
方线(S320)位于溢流坝左侧,在溢流坝顶面设置人行
根据《中国地震动峰值加速度区划图》及《中国地钢筋混凝土墩,墩台间距0.5m,墩台宽0.35m,中部
震动反应谱特征周期区划图》,工程区所在地地震动直段长0.65m,两侧为半圆形构造,半径0.175m,净
峰值加速度值为0.15g,反应谱特征周期0.408,地震高0.3m。
基本烈度为7°,建筑物抗震设防烈度为7。
溢流坝段左侧设重力式M7.5浆砌石防洪堤,顶
38山踽水利
山西水利
技术与应用·2013年第2期
宽0.5m,临河侧地面以上净高3.88m,地面以下本荷载和特殊荷载两种
6.1m防渗刺墙,迎水面直立,背水面坡度1:0.5,溢流3.2.3抗滑稳定安全系数
坝段防洪堤长7m。
根据溢流坝地质资料可知,坝基下持力层范围内
为避免坝基渗透破坏,坝基采用高压定喷防渗不存在软弱夹层和软弱结构面,在岩层结构上不存在
墙,防渗墙伸入基岩1.0m。防渗墙结构型式为定喷折不稳定因素,因此不存在深层滑动问题。
接,喷射方向与墙体轴线夹角20°,利用三管法施工。
根据《砌石坝设计规范》,溢流坝体抗滑稳定计算
3.1溢流坝水力计算
选取最不利的坝段,取单宽1m进行计算。经计算,基
溢流坝为无调蓄工程,按20年一遇洪水标准设本组合工况时,抗滑稳定安全系数为1.53,大于允许
计,50年一遇洪水标准校核。
值1.2;特殊组合工况时,抗滑稳定安全系数为1.07
按开敝式溢流堰泄流公式计算
大于允许值1.0,说明溢流坝是稳定的。
0=cmo: Bv2g H
3.2.4溢流坝渗流稳定计算
式中:Q一流量,m/s;
依据《碾压式土石坝设计规范》要求,此次渗流计
B溢流堰净宽,
算考虑以下工况:临水侧为最高挡水位,背水侧为相
互。一计入行进流速的堰上总水头,m
应水位。
重力加速度,m/s2;
渗流计算采用北京理正软件开发公司编制的《渗
m流量系数;
流计算分析软件》,计算方法采用有限元法,计算断面
上游面坡度影响修正系数,当上游面为铅为枢纽溢流坝断面。
直面时,取1.0;
计算参数棖据地质提供资料确定,坝基最大水力
侧收缩系数,根据闸墩厚度及墩头形状而比降见表1
定,取0.90-0.95;
表1坝基最大水力比降计算结果
o,一淹没系数,视泄流的淹没程度而定,不淹
坝基(坝身填土」坝基土及坝基砂砾石最大
工况或原生土)最大原生土允许」出逸渗透比降坝基允许
没时,取1.0
出逸渗透比降」渗透比降「(坝基最下层)/透比降
根据防护对象,洪水全部从溢流堰和冲沙闸通
最高挡水位
过,20年一遇设计洪水时堰顶水位高程为972.75m,「稳定潜流
760.90m
0.15
0.08
过堰流量为265m3/;50年一遇校核洪水时堰顶水位
高程974.,28m,过堰流量731m/s。
最高挡水位
760.90m
0.08
0,15
3.2溢流坝稳定计算
骤降
3.,2.1设计依据
由表1计算结果可以看出,各水位下坝基处的出
根据《砌石坝设计规范》中的要求和溢流坝实际逸点滲透比降均小于允许水力比降,表明溢流坝渗流
运用情况,溢流坝稳定计算工况有冰冻情况和地震情是稳定的。
况两种
[作者简介]李佑杰(1981-),男,2005年毕业于华北水利
3.2.2荷载及荷載组合
水电学院水利水电工程专业,助理工程师。
作用在坝体上的荷载有自重、垂直水压力、冰压
[收稿日期]2012-12-13;[修回日期]2013-01-26
力、扬压力、淤积土压力、上游静水压力作用,分为基
ーーー中ーーロー+ーーーー+ーーーーーーーーーーaーーーーーーーーー+
(上接第37页)
分析,按照工程安全、实用且节省投资的原则对靳屯
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