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目录摘要vAbstractVI刖B1第一章工程概况31.I概述31.1.I工程地理位置31.1.2工程所在河流规划及审批意见31.1.3工程简介41.2自然条件61.2.1自然概况61.3.2地质概况71.4.程任务和规模81.3.I地区经济概况81.4.2水利、水能81.5.程布置及建筑物91.4.1工程等别及建筑物级别9第二章水文102.1流域概况102.1.1自然地理102.1.2气象102.2水文基本资料112.31H〃ル112.3.1径流计算ll_Toc2332616722.3.21エ"ル成果分析122.4洪水121.1.11暴雨洪水特性121.1.2历史洪水131.1.3设计洪水131.1.4施工洪水132.5泥沙142.6设计断面水位流量关系曲线142.フ库容曲线152.8水文测报系统规划162.8.!编制原则162.8.2现有测站情况162.8.3测报系统规划设想16第三章工程地质183.1概况183.2区域地质183.2.1地形地貌183.2.2地层岩性193.2.3地质构造及地震203.2.4岩溶水文地质条件21
13.2.5物理地质现象223.3水库区工程地质条件233.3.I水库概况233.3.2水库渗漏233.3.3库岸稳定243.3.4水库淹没（浸没）243.3.5水库淤积243.3.6水库诱发地震243.4坝址工程地质条件253.4.1地形地貌253.4.2地层岩性253.4.3地质构造263.4.4物理地质现象263.4.5石体风化分市263.4.6工程岩体质量指标及物理力学参数建议273.4.7岩溶水文地质条件293.4.8防渗处理303.5发电厂房工程地质条件303.66施工导流隧洞主要工程地质条件313.7压カ管道工程地质条件313.8溢洪道主要工程地质条件313.99施工围堰主要工程地质条件323.10天然建筑材料323.10.1砂石骨料323.10.2土料场323.1I结论与建议32第四章工程任务和规模344.I河流规划和工程任务344.1.1河流规划344.1.2社会综合状况344.1.3工程任务354.2洪水调节和防洪特征水位的确定354.2.1洪水调节计算354.2.2防洪特征水位的确定364.3径流调节计算364.3.I基本资料365.3.2计算原则和方法364.3.3正常蓄水位的确定374.3.4正常尾水位的确定374.3.5死水位的确定374.3.6水轮机额定水头374.3.7装机容量得选择374.3.8动能经济指标计算384.4水库淤积计算394.5回水计算391.5.1计算方法394.5.2回水计算成果40
2第五章工程布置及建筑物415.I工程等级及设计标准414.1.I工程等别及设计标准415.1.2工程特征水位及相关参数415.1.3采用的技术规范及标准425.1.4主要技术文件423.2工程选址433.2.1工程坝址比较433.3.2选定工程坝址概述435.3坝线、坝型的选择445.3.1坝线选择445.3.2坝型选择445.3.3坝型的确定46非溢流坝段设计486.1坝顶高程的确定486.1.1设计洪水位时坝顶高程的确定486.1.2校核洪水位时坝顶高程的确定496.2基本剖面的确定496.2.1基本剖面设计496.3实用剖面的确定516.3.1实用剖面的确定516.3.2正常蓄水位的应カ计算:526.3.3设计洪水位的应カ计算:526.3.4校核洪水位的应カ计算:53第七章泄水建筑物557.1泄水建筑物的比较557.2泄水建筑物的选定567.3溢洪道设计及导流洞设计571.3.1溢洪道水力计算577.3.2水工隧洞的计算647.3.3水工隧洞的确定657.3.4水工隧洞进口段668.3.5水工隧洞洞身段697.3.6水工隧洞出口消能段及消能设施71第八章电站引水管道、进水口的确定748.I引水管道的确定748.2进ロ段的确定748.2.!进水口底部高程的确定758.2.2进水喇叭ロ758.2.3通气孔768.2.4渐变段769.2.5事故闸门77第九章水电站厂房的布置设计计算789.!电站基本参数789.2主厂房的平面设计79
37.2.I主厂房的上部结构部分799.3主厂房的剖面设计819.3.1水轮机安装高程”7819.3.2主厂房基础开挖高程ラア829.3.3水轮机层地面高程％829.3.4发电机装置高程Vg839.3.5发电机层楼板高程ル839.3.6起重机（吊车）的安装高程ラ。839.3.7屋顶咼程R849.3.8装配场的楼板高度84参考文献:85致谢86附录ーvisuaIbasic编程87第一章visuaIbasic编的程序如下所示871.I基本剖面的确定程序如下:871.2实用剖面的确定、应カ计算程序如下:88附件ニ工程各个建筑物附图105贵州省玉屏侗族自治县白岩河水电站工程（正常水位390.80m）摘要白岩河电站位于排坡河的下游,地处长岭乡白岩河村白岩河大桥处。大坝离桥约20米,混凝土重力坝（含左端部挡水墙土堤）+左岸泄洪洞（兼做前期导流洞）+左岸溢洪道+坝后厂房。电站正常蓄水位390.80m,正常蓄水位以下的库容为178万ザ,调节库容144万ガ,为年调节水库。校核洪水位393.40m,相应库容220万ズ。坝顶高程394.00m,溢洪道堰顶高程为390.80m,堰顶宽为32.00m,最大下泄流量为2161nコ/s,全长约为148.00m»泄洪洞底板高程为359.00m,洞径大小为4.80m,出水口高程为356.00m,全长约为172m,最大下泄流量为356.00mソs。厂房为坝后式厂房，距离大坝约为40.0m,装机容量1260kw,是一座以发电为主,白岩河水电站是小型工程,无防洪要求,装机小于1万KWo关键词:大坝,溢洪道,隧洞,厂房
4YupingDongAutonomousCountyofGuizhouProvinceBaiyanRiverHydropowerProject(theNormalwaterlevelof390.80meters)AbstractBaiyanRiverPowerStationthatislocatedinthedownstramofthePoPairiverislocatedinthechanglingcountrynearthebridgeOftheBaiyanRiverattheBaiyanvillage.Damabout20metersawayfromthebridge,theconcretegravitydam(includingtheDepartmentoftheretainingwallofearthleft)andleftbankspillwaytunnel(alsoofferingpre-diversiontunnel)andBehindthedamplantontheleftbankofthespillway.Powernormalwaterlevel390.80m,belownormalwaterlevelofstoragecapacityto1.78millionm,adjuststoragecapacity1,440,000m3,toregulationinthereservoir.Checkfloodlevel393.40m,thecorrespondingcapacityof2.2millionm3.Crestelevation394.00m,spillwayweirelevationfortopof390.80m,weirCrestwidthto32.00m,themaximumdischargeflowrateof216m3/s,atotallengthofapproximately148.00m.Spillwaytunnelfloorelevationfor359.00m,thesizeofdiameter4.80m,heightoutletfor356.00m,atotallengthofabout172m,themaximumdischargeflow356.00m/s.Behindthedam-typeplantsfortheplant,awayfromthedamisabout40.0m,aninstalledcapacityof1260kw,togenerateelectricityisamainBaiyanRiverStationisasmallproject,nofloodcontrolrequirements,capacityoflessthan10,000KW.Keywords：dam,spillway,tunnel,plant
5''—1—刖后本次毕业设计涉及到水利水电工程的部分主要建筑物,包括挡水建筑物混凝土重力坝,泄洪建筑物溢洪道和隧洞,隧洞前期用作导流,后期用作泄洪。发电系统水电站厂房。这儿大工程是我们水工专业是主要专业课程,因此对我们在大学中学习的情况是…个很好的检验。毕业设计是检验我们综合运用所学理论知识用于实践的最好的一种标准,也是对我们在大学本科四年学习期间,培养分析问题和解决问题能力的最好的ー•种体现:首先毕业设计在整个过程中所涉及的知识面广阔,贯穿了个人在大学四年来所学的各门公共基础知识的灵活运用;其次毕业设计的专业性很强,对学生专业知识的掌握程度以及综合运用知识的能力要求很高:最后,学生的毕业设计要求学生要充分发挥个人的主观能动性,在空间思维能力和认识上,要有突破性的进步,敢于创新。同时，这也是我们在校期间的最后ー门必修课，是一次全面性总结性的实践环节，对我们走向工作岗位起着承上启下的作用。它是在老师指导下,综合运用四年来所学知识和科学研究的基本内容和基本工作程序,树立较强的工作概念、工程概念、经济概念,培养分析问题和解决问题的能力,完成作为ー个工程师的基本训练，是为将来顺利走向工作岗位提供业务知识和能力的保证。这次设计是我们走向工作岗位前的一次“实战演习”,它可以巩固、联系、充实、加深、扩大我们所学的基础知识和专业知识,提高运用所学知识,解决实际问题的能力,培养我们敢于创新的精神,并能正确地将独创精神和科学的态度相结合,使我们初步掌握专业设计的流程和方法,熟练运用计算机等工具,以提高其工作效率。毕业设计对于我们来说,是ー个独立设计、创作的过程,其中的每一步和每ー个环节都是对我们的考验和锻炼,它将成为我们今后的学习和工作做铺垫，提高我们多方面的能力。水利水电工程建设设计工作是水利水电工程项目工作的的重要组成部分,水利水电工程与其它工程建设相比具有更多相对困难的问题，比如大坝的枢纽布置,要考虑地形、地貌及水文特点等诸多因素,要考虑各项主体建筑物之间的衔接、对应问题,要做不同的方案进行对比,最终得出最佳方案。此外,各项主体建筑中的各项设备也有很多要考虑的因素，结合地形合理布置。我们就是要针对设计中所遇到的具体问题,运用所学知识,参考相应的书籍、规范以及ー些实际工程资料,找到其解决方法。在对设计图的处理上,运用了AutoCAD的基本知识,使得绘图更加方便,快捷,从而避免了手工绘图得种种不便,提高了工作效率。同时,也运用了Office、Excel相关办公相关软件,使得我们的设计更具有时代特点。在肖良锦老师的悉心指导下，同组同学康金刚、瞿运斌等广大同学的相互帮助下，经过三个
6月的努力,毕业设计オ得以顺利完成,在此谨表衷心的感谢!限于本人水平,也限于时间,在设计过程中难免有些错误和不足之处,还望评阅老师们多多提出宝贵的意见,谢谢!
7第一章工程概况1.1概述1.1.I工程地理位置白岩河电站位于排坡河的下游,地处玉屏侗族自治县长岭乡白岩河村白岩河河段白岩河大桥处,距田坪乡3km、距长岭乡2km5地理位置东经!08°48'32"-109°09'46"、北纬27°07'11"-27°07'27"。玉屏侗族自治县东临湖南省新晃县,南与镇远县相连,西接岑巩县,,北靠万山特区和铜仁市。该地有201省级公路通过,田坪、长岭间有乡村公路连接，附近有320国道和湘黔铁路株六复线通过,与全国公路网和铁路相连,交通极为方便,为电站的建设物资运输提供了便利条件。1.12工程所在河流规划及审批意见1997年铜仁地区水利电力勘测设计院和玉屏侗族自治县水利局勘测设计队编制提出了《玉屏侗族自治县排坡河流域综合开发规划报告》。玉屏自治县计委、水利局以玉水[2003]18号文联合上报铜仁地区计委、地区水利局。由玉屏自治县政府于2003年5月26日在玉屏自治县主持召开会议，对《玉屏侗族自治县排坡河流域综合开发规划报告》进行了审查,经铜仁地区计划局、铜仁地区水利局及自治县有关部门和专家审查提出修改补充意见。2003年6月，贵州省铜仁地区水利电力勘测设计院对排坡河流域规划进行补充修改后,规划梯级开发电站四级，含河口下游100m处级,共五级电站,即有两河口、拦门河、白岩河、汆水洞和跳岩等电站。总装机容量4520kw,年发电量2108万kw•h,详见排坡河梯级电站水能指标表1.1-1〇排坡河梯级电站水能指标表表1.1一1序号电站水头流量装机年电量备注名称(m)(m3/s)(kw)(万kw•h)ー级两河口562.82X630504规划二级拦门河12.522X10096规划表1.1-1（续）三级白岩河36.15.382X630600拟建（原规划水头54m,流量16.0m7s,装机2X1250kw）
8四级汆水洞175.842X400308已建五级跳岩525.22X500600在车坝河玉屏境内介计452021081.1.3工程简介白岩河水电站是以发电为主兼顾旅游灌溉的小型水利水电工程。坝型为混凝土重カ坝,最大坝高48.00米,电站初步设计装机容量2X630KW。白岩河水电站是小型工程,无防洪要求,装机小于1万KW,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）定为V等小（2）型水利水电工程,大坝及厂房均为V等5级建筑物。泄洪道和导流洞与大坝同等级别,挡水建筑物采用:混凝土重力坝+左岸挡水土堤+右岸浆砌石挡墙形式。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）有关条款的规定,根据水工建筑物的级别,采用防洪标准洪水重现期（年）如下。挡水建筑物:校核洪水标准采用200年一遇;设计洪水标准采用30年一遇。厂房:校核洪水标准采用50年一遇;设计洪水标准采用30年一遇。抗震标准:根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准DL5180-2003》、《中国地震动峰值加速度区划图GB18306-2001X《水工建筑物抗震设计规范DL5073-2000》,本工程的场地基本烈度小于VI度,相应地震动峰值加速度小于0.05g,地震动反应谱特征周期小于0.35s〇白岩河水电站枢纽布置为上坝线枢纽布置方案即单心双曲混凝土拱坝（含端部挡水墙）+重力墩+左岸泄洪洞（兼做前期导流洞）+左岸溢洪道+坝后厂房。电站所在地处于舞阳河北岸,属贵州东部高原山区向湘西丘陵过渡的斜坡地带。地质应カ以侵蚀、溶蚀为主。区内地势总体由北向东南呈梯级次降,•・般海拔35〇〜660m,由于地形强烈切割,相对高差大,一般相对高差100〜300m,属中山〜低中山地貌。区内岩溶地貌占主导地位,主要呈三类地貌形态,即岩溶峰丛、台地,岩溶峡谷及构造侵蚀山地地貌。根据くく玉屏县白岩河电站坝址地形图＞＞（1:2000）上的地形等高线可以看出:在上坝线的河道左岸坝肩位置处等高线仅为392.20m,鉴于此种情况,在左岸坝肩处连接一段挡水土堤至左岸溢洪道边墙处，形成挡水建筑物挡水，同时采取必要的工程措施使混凝土拱坝与挡水土堤连接处不漏水。采用压カ管道引水发电,一管两机型式。开关站位于厂房安装间侧的山坡上,其高程为385.0m,占地面积20m2,采用露天形式。从厂房顶出线引至开关站塔架,开关站临近进厂公路,交通方便。在场地四周设置排水沟,雨水顺岸坡排至河道内。由于地形的限制和施工的安排布置,导流洞和溢洪道均布置在河道的左岸。河道左
9岸上坝址处的天然境□作为溢洪道的引水渠，溢洪道布置在左岸,进ロ位于左岸冲沟,进口底板高程约390.8m,溢流堰溢流前缘宽度为32.0米。溢洪道穿过地层岩性为寒武系上统比条组（G3b）白云岩夹白云质灰岩、灰质白云岩、偶夹泥质灰岩。溢洪道穿过地段无断裂构造发育,其轴线与岩层走向呈60°交角。据ZK4号钻孔资料,覆盖层厚5.4m,基岩为白云岩夹白云质灰岩、灰质白云岩、偶夹泥质灰岩,强风化深10.2m。溢洪道开挖深度不大,溢洪道开挖后左侧为斜向、局部为逆向坡,边坡总体稳定性较好,右侧为斜向、局部为顺向坡,岩层倾角15~20°,岩层倾角平缓。溢洪道开挖深度一般L5〜2.5m,基岩节理裂隙较发育。溢洪道冲刷区位于坝址下游左岸上坡,覆盖层零星分布。导流洞位于左岸,进ロ位于左岸冲沟,进口底板高程约358.0m,出口底板高程为356.0m,穿过地层岩性为寒武系上统比条组（G3b）白云质灰岩、灰质白云岩、白云岩。导流洞穿过地段无断裂构造发育,隧洞轴线与岩层走向呈5〇〜75°交角,除隧洞进出口段外，隧洞埋深均大于20m,隧洞均处于弱风化岩体或微风化岩体,岩体强度较高。导流洞进出口段由于处在岸边卸荷带,裂隙较发育,围岩稳定性差,属IV〜V类围岩,其余洞身段为III类围岩。洞轴线穿越坝肩而过,洞长约172m。导流洞在截流阶段作导流洞用,大坝建成蓄水后作冲沙洞、放空洞、泄洪洞用,即・洞多用。隧洞为有压洞,水头约40m,洞身断面采用圆形,圆形断面的水流条件和受ヵ条件都较为有利。进水口由闸门段,渐变段,启闭框架,交通桥组成.进水口曲线方程是:X2/4.82+Y2ハ.62=1,进水口闸门段长度4.8m.洞口由4.8X4.8m,经渐变段变为直径为4.8m的圆形洞身,过流流量316.00m/s3o启闭框架高27.2m,启闭平台与2.0m宽的交通桥相连,交通桥长57.16米,宽2米,桥的另•端搭接在土堤上。施工导流采用导流隧洞导流,工程总工期为20个月。工程静态总投资为940.22万元。1.2.然条件1.3.I自然概况白岩河电站位于排坡河的下游,地处玉屏侗族自治县长岭乡白岩河村白岩河河段白岩河大桥处,距田坪乡3km、距长岭乡2km。玉屏地处云贵高原东部边缘与湘西丘陵连接的过渡地带,境内地势多为低山丘陵,东北部和西南边缘地带有高山镶嵌,是贵州省地势高差最小的县。排坡河为长江流域沅江水系,測阳河的二级支流，位于玉屏侗族自治县东北部,源于万山特区高楼坪乡的上大坪,由北向南流经铜仁市鱼塘乡、玉屏县亚塘、田坪,于长岭乡跳岩处汇入源阳河左岸一级支流车坝河。排坡河上游河段称冷水江,在两河口处纳入黄土江,其下游称为排坡河。全流域面积189.7km2,河长35.5km,总落差394m,河床平均比降8.9%。,流域形状系数0.15,呈扇形流域。流域内气象属中亚热带季风湿润气候区,特点是气候温和、雨量充沛、四季分明。
10该区多年平均气温16℃,历年极端最高气温39.9C,极端最低气温ー14℃。多年平均日照时数为1330h,占可照时数的30.4%。无霜期280do该区多年平均降雨量1135.8mm,最大年降雨量1570.6mm,最小年降雨量705.7mm,汛期—一般在4〜8月,5个月降雨量约占全年的65%。多年平均水面蒸发量800mm,陆面蒸发量600mm。由于该河属山区雨源型河流,洪水由暴雨形成,加上该流域地势陡峭、河谷深切、坡陡流急,两岸多悬岩峭壁，故槽蓄作用小,而造峰能力大。因此，每遇暴雨就易形成暴涨暴落的大洪水,洪水一般出现在5〜8月，尤以6〜7月份居多,洪峰流量大,持续时间短,洪水历时一般为「2天左右。电站坝址处多年平均悬移质输沙量为2.01万t,多年平均含沙量为0.23kg/m3,多年平均悬移质输沙率为0.64kg/so推移质输沙量按悬移质输沙量的15%计,即推移质输沙量为0.30万t,则平均总输沙量为2.31万t。1.2.2地质概况测区地处舞阳河北岸,属贵州东部高原山区向湘西丘陵过渡的斜坡地带。地质营カ以侵蚀、溶蚀为主。区内岩溶地貌占主导地位,主要呈三类地貌形态,即岩溶峰丛、台地,岩溶峡谷及构造侵蚀山地地貌。测区出露地层岩性主要有寒武系中统敖溪组（G2a）、花轿组（G2h）、上统车夫组（G3c）、比条组（G3b）、追屯组（G3z）:奥陶系下统南津关组（Oln）、分乡组（Olf）,红花园组（Olh）、大湾组（Old）及零星分布的第四系覆盖层等。测区地震动峰值加速度小于0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35,相应地震基本烈度小于VI度,区域构造稳定。水库两岸无低邻谷分布,两岸上体宽厚,库盆无渗漏之忧,库岸边坡整体稳定，水库无大面积淹没损失,不会产生大的淤积问题,蓄水后不会产生诱发地震,成库条件较好。坝址两岸基岩多裸露,河床覆盖层不深，坝基（肩）岩石总体强度较高,工程地质条件适宜建坝。坝址坝基（肩）发育有一定深度的裂隙、地下水位低槽带渗漏问题,需进行防渗及加固处理。发电厂房位于坝址下游50m的河床中,河床砂卵砾石层厚2〜3.0m,下伏基岩为寒武系上统比条组（G3b）白云岩夹白云质灰岩、灰质白云岩,岩层产状:150°N30°,厂基岩体属软〜中硬岩。河床强风化厚度5〜6m。厂房两岸河谷自然坡体基本稳定,局部存在裂隙切割松动岩块。厂区有顺河向断层F4通过，F4断层为压扭性断层，产状:EW/NV8〇〜85°,破碎带宽1〜2.0m,经对断层破碎带作适当挖深、回填处理,适宜厂房建设。溢洪道布置在左岸,进ロ位于左岸冲沟,溢洪道穿过地层岩性为寒武系上统比条组（W3b）白云岩夹白云质灰岩、灰质白云岩、偶夹泥质灰岩。溢洪道穿过地段无断裂构造发育,其轴线与岩层走向呈60°交角。据ZK4号钻孔资料，覆盖层厚5.4m,基岩
11为白云岩夹白云质灰岩、灰质白云岩、偶夹泥质灰岩,强风化深10.2m。溢洪道开挖深度不大,溢洪道开挖后左侧为斜向、局部为逆向坡,边坡总体稳定性较好,右侧为斜向、局部为顺向坡,岩层倾角15~20°,岩层倾角平缓。溢洪道冲刷区位于坝址下游左岸上坡,覆盖层零星分布。开挖边坡:强风化基岩：1:0.5〜1:0.75。导流洞位于左岸,进ロ位于左岸冲沟,穿过地层岩性为寒武系上统比条组（63b）白云质灰岩、灰质白云岩、白云岩。导流洞穿过地段无断裂构造发育,隧洞轴线与岩层走向呈50〜75°交角,除隧洞进出口段外,隧洞埋深均大于20m,隧洞均处于弱风化岩体或微风化岩体，岩体强度较高。导流洞进出口段由于处在岸边卸荷带,裂隙较发育,围岩稳定性差,属IV〜V类围岩,其余洞身段为III类围岩。进出口位于强风化岩体中,边坡均较陡,建议进出口开挖时作适当放坡、支护处理,强风化岩体开挖边坡:1:0.5~1:0.75〇综上所述,该区工程地质不存在影响修建水利水电工程的制约因素。1.2.程任务和规模1.3.I地区经济概况玉屏侗族自治县位于贵州省东北部,铜仁地区东南部,地处西南、中南交界,北接铜仁、万山特区,西邻黔东南州的岑巩县、镇远县,东南与湖南省新晃县接壤。古为水陆重镇,素有“黔东门户”之称。截止2002年,玉屏全县总人口14.05万人,国内生产总值65490万元,其中农林牧鱼业产值31649万元,规模以上工业总产值35657万元,地方财政收入3981万元。玉屏城镇经济发展战略是:充分利用自然、民族文化、交通优势,以市场为导向,走内联外引、贸、エ、农共同发展的路子。为实现可持续发展战略,玉屏县人民政府已把排坡河流域列入“贵州北侗箫之乡“旅游规划发展区之一,拟实施排坡河流域生产旅游林建设工程。白岩河电站的开发具有交通方便、工程地质条件好、材料条件好、施工条件好、淹没少、经济效益好的优越条件,根据实际勘测和分析计算，可安装2X630kw的装机，工程建成后,每年可向县电网补充600万kw・h的电量,缓解玉屏县经济持续发展中电カ供需的矛盾,对生产和生活所需电量的补充，将起到积极作用。1.4.2水利、水能白岩河电站水库库区地形狭窄,库盆较小,正常蓄水位以下的库容为178万m3,调节库容!44万m3,为年调节水库。由于该河流特点是河谷深切、两岸坡陡峭壁,故基本无淹没田土,正常蓄水位的确定主要为考虑白岩河大桥的高程和娅口溢洪道高程来定,经过对387m、389m和391nl三个正常蓄水位方案进行调节计算比较，按照溢洪道布置可行，最后确定电站正常蓄水位为390.8m〇根据电站和水头选用2X630kw、3X500kw,3X630kw和2义lOOOkw进行年调节计
12算,经水能利用率、设备利用率、引用流量与多年平均流量相比和装机容量与保证出力的倍比数相比较,以及装机利用小时数来看,装机2X630kw的方案是比较合理可行的。故采用装2台HLA551-WJ-60和SFW630-8/1180水轮发电机组,设计水头Hr=29.00m,设计流量Qr=2.69m3/s,综合系数A=8.12。1.2.程布置及建筑物1.3.I工程等别及建筑物级别白岩河电站是小型工程,无防洪要求,装机小于1万KW,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)定为V等小(2)型水利水电工程。大坝及厂房均为V等5级建筑物,泄洪道和导流洞与大坝同等级别。挡水建筑物采用:右岸浆砌石挡墙+单心双曲混凝土拱坝+左岸防洪土堤形式。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)有关条款的规定,根据水工建筑物的级别,采用防洪标准洪水重现期(年)如下:挡水建筑物:校核洪水标准采用200年一遇;设计洪水标准采用30年.•遇。厂房:校核洪水标准采用50年一遇;设计洪水标准采用30年一遇。本工程的场地基本烈度小于VI度,相应地震动峰值加速度小于0.05g,地震动反应谱特征周期小于0.35s,区域构造稳定性好。本工程建筑物不考虑地震设防
13第二章水文2.1流域概况3.1.I自然地理排坡河为长江流域沅江水系,；?無阳河的二级支流,位于玉屏侗族自治县东北部,源于万山特区高楼坪乡的上大坪,由北向南流经铜仁市鱼塘乡、玉屏县亚塘、田坪,于长岭乡跳岩处汇入瀬阳河左岸ー级支流车坝河。排坡河上游河段称冷水江,在两河口处纳入黄土江,其下游称为排坡河。全流域面积189.7km2,河长35.5km,总落差394m,河床平均比降8.9%。,流域形状系数0.15,呈扇形流域。该区位于贵州高原东部,地处贵州高原向湘西平原过渡的低山丘陵地带,地势由北向南倾斜,地形为中低山丘陵地貌,北高南低,相对切割深度约150m左右,高程一般在400〜600m,河谷为横向河谷,一般河床宽50〜70m,两岸大多为悬崖，出露地层主要为寒武系追屯组£3z,深灰色厚层至块状微至细晶白云岩、钙质白云岩等。土壤主要为黄壤和黄泥土。植被属中亚热带贵州高原湿润常绿阔叶林亚带,黔东低山丘陵常绿樟榜林、松杉林及油桐、油茶林地区,除了水青冈、杉木等树种外,山坡还是灌丛和茅草。白岩河电站位于排坡河的下游,地处玉屏侗族自治县长岭乡白岩河村白岩河河段白岩河大桥处,距田坪乡3km、距长岭乡2km;地理位置东经108°48'32"-109°09'46"、北纬27°07'11"-27°07'27"〇坝址以上流域面积151km2,河长30.5km,河床平均比降8.58%。,流域形状系数0.16,呈扇形流域。2.1.2气象流域内气象属中亚热带季风湿润气候区,特点是气候温和、雨量充沛、四季分明。排坡河流域无水文测站,只有上游邻流域万山气象站和本流域中下游的田坪雨量站有1964年至2004年共有41年的降雨资料，组成40个水文年度的降雨资料。该站资料已经过水文部门整编,可作参证站进行采用。该区多年平均气温16℃,历年极端最高气温39.9℃,极端最低气温ー14℃。多年平均日照时数为1330h,占可照时数的30.4%。无霜期280do该区多年平均降雨量1135.8mm,最大年降雨量!570.6mm,最小年降雨量705.7mm,汛期・般在4〜8月,5个月降雨量约占全年的65%。多年平均水面蒸发量800mm,陆面蒸发量600mm〇2.2水文基本资料排坡河流域内无水文测站,故无实测水文资料。流域内只有田坪雨量站,该站靠近流域中心,故采用田坪雨量站的雨量资料作本电站的水文分析计算。田坪雨量站有1963〜2004年的水文资料,经水文系统整编,资料可行。由于1963年1〜5月缺测,因此，本次分析计算采用1964年至2004年共41年的逐月降雨量资料,组成40个水文年度的雨量资料进行分析计算。
142.2径流2.3.1径流计算根据田坪雨量站40年（水文年）的降雨资料系列计算坝址径流量。（-）年径流按公式:Q=/I（式中径流系数a=0-52）,把雨量资料换算成流量资料,进行数理统计分析计算,求得电站坝址处多年平均流量为2.81m7s,年径流量0.886亿m3,年径流深587mm〇由公式:"ー0+万怆ド式中:r=1.10,m=0.70,夕=0.04查图：a=0.52,^vx=0.16求得・¢“=0.24,取Cs=2。=0.48,0年=2.81ガ/s0枯=1.64ガ/sCv=0.31Cs=2CV按Pill型曲线适线,求得各代表年的流量,根据年流量相近和对工程不利的原则,选取2002〜2003年为丰水年,200〇〜2001年为平水年，1985〜1986年为枯水年。从下表看出,三个代表年的平均值与系列平均值基本相近,说明设计年径流和40年月径流分配,满足设计要求。按照同倍比缩放的原则,求出各典型代表年径流年内分配如表2.3-2〇表2.3-1典型代表年成果一览表代表年P(%)Qp(mシs)典型年Q(m3/s)Q年（4〜3月）Q牯（9〜3月）Q年（4〜3月）Q枯（9〜3月）表2.3T（续）丰水年153.512.162002〜20033.421.78平水年502.761.59200〇〜20012.681.48枯水年852.121.131985〜19862.061.27:年平均2.81.632.721.51系列平均2.811.642.811.64典型代及年径流年内分配表
15表2.3-2年份456789101112123年均丰水年6.37.229.33.425.071.473.290.91.652.731.451.323.51平水年3.482.576.565.44.431.743.511.260.371.181.221.42.76枯水年2.125.532.42.333.940.842.272.010.840.891.111.162.12（二）枯水径流1.最小月平均流量0.21m%2.P=85%的保证调节流量!.06m3/s3.P=85%的枯水流量1.13m3/s2.3.2径流成果分析本流域属典型的山区雨源型河流,径流由降水补给,查《贵州省地表水资源》,此片区多年平均降雨量为!200mm左右，多年平均径流深为600mm左右，年径流系数0.5左右,径流变差系数0.25左右。本次计算白岩河电站坝址多年平均流量为2.81m3/s,多年平均径流深587mm,年径流系数0.52,径流变差系数0.24;从年径流深、年径流系数和径流变差系数上看,符合地区分布规律,说明径流成果合理。3.4洪水4.4.1暴雨洪水特性该区形成暴雨的主要天气系统类型主要为冷锋低槽类和两高切变线。暴雨主要发生在5〜8月份,尤其以6〜7月份居多,特点是强度大、历时短。由于该河属山区雨源型河流,洪水由暴雨形成,加上该流域地势陡峭、河谷深切、坡陡流急,两岸多悬岩峭壁,故槽蓄作用小,而造峰能力大。因此，每遇暴雨就易形成暴涨暴落的大洪水,洪水一般出现在5〜8月,尤以6〜7月份居多，洪峰流量大,持续时间短,洪水历时一般为1〜2天左右。2.4.2历史洪水从历史文献考证,该河在1539、1736和1935年曾发生过3次大洪水,解放后在50至90年代曾发生过多次大洪水,今年6月份也发生一次较大洪水。2.4.3设计洪水该流域由于无水文资料,故设计洪水的计算,利用暴雨资料,采用“雨洪法”进行计算。根据田坪雨量站历年最大日降雨量资料统计,其多年平均最大日降雨量为79.2mm,按系数1.13换算成年最大24小时
16点雨量为89.5mm,查贵“贵州省暴雨洪水最大24小时点雨量等值线图”和“贵州省暴雨洪水变差系数等值线图”,得该区域年最大24小时点雨量为90mm,变差系数为CV=0.42,取CS=3.5CV。计算公式采用:Qp=0.357r°922f。門。。82ド。.8叫ck/24产式中:/*=0.060,/=0.162,尸0.00858,ド=⑸痴ユ，f值满足:25くF2300km2经计算，求得各频率的设计洪水如表2.4T和图2.4-2。白岩河电站坝址设计洪峰、洪量一览表表2.4-1频率P(%)0.20.330.5123.3351020重现期N（年）500300200100503020105洪峰流量（m%）672616572501424367323255190洪量（万m3）282126162452217218901670149711969172.4.4施工洪水按照枯水期不同时段进行最大值选样，组成不同时段的最大流量系列,进行统计分析计算,按P山型曲线适线,求得不同时段不同频率的施工洪水如表2.4-2。施工洪水ー览表表2.4-2频率P(%)51020施工期重现期N（年）20105(d)时段4月〜次年3月3232551903659月〜次年3月56.648.841.121210月〜次年3月33.228.424.4182根据SL252-2000中有关规定,选用10年一遇洪水标准为施工洪水标准,时段为9月〜次年3月,施工洪水QP=10%=48.8m3/s,施工期212天。2.5泥沙由于本流域无实测泥沙资料,因此,坝址处的泥沙特征值,采用《贵州省地表水资源》ー书中提供的经验公式进行估算。
17计算公式:。式中:MP（t/km2）多年平均泥沙侵沙模数K=旱地面积/水田面积的多年平均值,经过玉屏县水田面积与耕地面积的比重和对区域的调查了解分析,估计K=0.9MQ（s-l/km2）多年平均径流模数,经计算MQ=18.6s•l/km2把上列参数代入公式计算,求得MP=133T/km2o所计算成果符合该区泥沙侵沙模数所在分区100〜200t/km2的范围。经计算,电站坝址处多年平均悬移质输沙量为2.01万t,多年平均含沙量为0.23kg/m3,多年平均悬移质输沙率为0.64kg/s。推移质输沙量按悬移质输沙量的15%计,即推移质输沙量为0.30万t,则平均总输沙量为2.31万t。2.6设计断面水位流量关系曲线本电站坝址和厂房尾水水位流量关系曲线，是根据实测河道纵横断面，按照曼宁公式Q=AXl/nXR2"xiレ2（其中n取〇.045,1=6%。）计算绘制而成（见图2-5、2-6）〇
18水位Z（m）349.8350355360365370375380385390395流量Q(es)00.014896491710328054007990119001560024500图2-5白岩河电站坝址水位流量关系曲线0500010000水位Z(m)349.3350355360365370375380385390395流量QCmVs)00.21358.529468411802150398067401120019000流量Q(mys)图2-6白岩河电站厂房水位流量关系曲线流量Q(Ms)トム丄5632.フ库容曲线根据1：10000地形图量算绘制而成（见图2-7）。
192.8水文测报系统规划2.8.1编制原则本工程自动监测系统的编制遵循以下原则:（1）水库自动监测系统为水库安全运行提供现代化的信息采集和管理手段,在水雨情采集、传输和应用的基础上实现水库的合理调度和科学管理,同时兼顾防汛、水文信息采集等方面的要求，实现资源共享。（2）系统采用较成熟的计算机技术来实现,将技术先进性和功能实现性有机结合,建成界面友善、功能完备、升级方便和可拓展的开放式信息系统,便于省、地、县和水库的分级管理。（3）加强エ情信息的采集和处理功能,尽可能采用多媒体等计算机先进技术对水库运行状况进行监测,将水库重要特征直观显示,为水库安全运行提供准确调度依据。（4）采用水情测报、计算机及通讯、防汛调度三类规程规范为设计依据。（5）深入研究洪水运行调度模型,在尽量应用国内现有成熟模型的基础上，结合我省实际情况,采用有较高预报率和具备自学功能的洪水运行调度模型。2.8.2现有测站情况本电站坝址以上邻流域有万山气象站,流域中游坝址附近有田坪雨量站,基本控制本流域水（雨）情势,可作预报分析参考点。2.8.3测报系统规划设想在目前现有条件下,尽量采用万山气象站和田坪雨量站的雨情资料和两站建立雨量
20贵州大学本科毕业论文（设计）第17页预报关系,收集雨量信息来指导本电站的防汛工作。建议今后在坝址上游适当地段建立ー个水文站或水位站,并作出水文自动测报系统专题报告的编制和实施。
21第三章工程地质2.1概况白岩河电站位于玉屏侗族自治县舞阳河左岸的二级支流排坡河下游、长岭乡白岩河村白岩河大桥处,距长岭乡2km;地理位置东经108°48'32"-109°09'46"、北纬27°07'11"〜27°07'27"〇电站有简易乡村公路通至201省级公路,交通便利。电站枢纽建筑物由单心双曲混凝土拱坝、永久泄洪洞（前期兼导流洞）、溢洪道、有压引水管道、发电厂房等主要建筑物组成,均为5级建筑物。拱坝坝顶宽度2.0m,坝底最大厚度7.0m,坝顶高程394.0m,正常蓄水位390.8m,厚高比0.163,宽高比1.86。总坝轴线长!42.0m,坝顶拱弧段长80m,最大中心角115.1°,最小中心角40.24°,坝体最大倒悬度0.305J拱圈型式为圆弧拱圈,坝体经过加重カ墩呈对称布置。采用永久泄洪洞（前期为导流洞）及泄洪道联合泄洪方式,其中泄洪洞直径为4.2m,溢洪道中的溢流堰宽度为32.0m。采用有压引水管道引水。进水口处管底高程376.50m,引水管道直径为L52m,引水管道全长约80.0m。发电厂房位于坝址下游约80.0m（直线距离）的河道中,设2台630KW的卧式水轮发电机组,单机最大引用流量约5.38m3/so主厂房尺寸为19.OmXIO.0mX8.3m（长X宽义高）。3.2区域地质2.2.1地形地貌测区地处舞阳河北岸,属贵州东部高原山区向湘西丘陵过渡的斜坡地带。地质营カ以侵蚀、溶蚀为主。区内地势总体由北向东南呈梯级次降,一般海拔35〇〜660m,由于地形強烈切割，相对高差大,•般相对高差10〇〜300m,属中山〜低中山地貌。区内按地势高低分为两级剥夷面,ー级剥夷面是测区最老的剥夷面,海拔约50〇〜550m,多呈山峰齐一的峰顶面;二级剥夷面为波状起伏的平缓地面,多呈宽谷形状,其海拔高程40〇〜450m左右。区内岩溶地貌占主导地位,主要呈三类地貌形态,即岩溶峰丛、台地,岩溶峡谷及构造侵蚀山地地貌。（1）岩溶峰丛、台地峰丛主要分布在分水岭和谷坡地带,区内多处可见此类地貌;库区两岸特别是左岸以开阔台地为主,台地一般较为平坦,粘土覆盖较厚,植被覆盖好。（2）岩溶狭谷地貌区内大部分地段均属岩溶狭谷,狭谷地带从400m左右（相当于二级剥夷面）开始下切,至排坡河底（高程30〇〜350m）深切100余米。（3）构造侵蚀地貌
22构成此类地貌形态的地层主要为寒武系上统比条组（G3b）、追屯组（G3z）白云岩类,由于受构造破坏,地形复杂，沟谷纵横交错。建库河流——排坡河为舞阳河左岸的二级支流,属长江流域沅江水系,其流向总体近SN向。库盆处于浅切峡谷地段,河床宽15〜30m,岸坡基岩多裸露,地形坡度15°〜45°»局部河段为陡崖,河谷基本为“V”型纵向谷,岩层缓倾左岸。河床高程355.0〜356m（坝址）,两岸地势由库首向库内降低不大,相对高差100〜80m。测区山势走向主要为NNE向。库首两岸NNE走向的狮子坳〜包家坳〜马家坡及黑岩毬〜岩毬上高大山脊构成库盆地表ー级分水岭,分水岭高程在500〜600之间,高出水库正常蓄水位100m以±〇建库河流两岸20km内无地形上低邻谷分布。河谷阶地不甚发育。在河流两岸见有零星堆积阶地,阶地宽缓,高程355〜360m,阶高0.5〜1m,宽1〜3m,阶面受冲蚀，保存不完整，多由砂质粘土夹卵砾石组成。3.2.2地层岩性测区出露地层岩性主要有寒武系中统敖溪组（d2a）、花轿组（G2h）、上统车夫组（G3c）、比条组（G3b）、追屯组（G3z）:奥陶系下统南津关组（Oln）、分乡组（Olf）、红花园组（Olh）、大湾组（Old）及零星分布的第四系覆盖层等。现由老到新分述如下:①寒武系中统敖溪组（£2a）:上部为灰白色纹层状白云岩,有发育的方解石、重晶石、石英团块，为汞矿主要层位;下部为薄层灰岩、白云质灰岩夹炭质页岩（即钾矿层）3〜5层和白云岩。厚425〜494m。主要分布于库区右岸2km以外。②花轿组（W2h）:灰色、深灰色泥质灰岩、泥灰岩、薄层灰岩,偶夹竹叶状灰岩。厚122.1〜298m。分布于库区左岸10km以外。③寒武系上统车夫组（C3c）:灰色厚层竹叶状灰岩与泥质灰岩互层或泥质条带灰岩夹竹叶状灰岩、泥质灰岩夹泥灰岩。厚39〜329m。分布于库区左岸10km以外。④比条组（G3b）:灰色中厚层纹层白云岩夹灰岩,或厚层白云质灰岩夹泥质灰岩,厚258〜717m。分布于库区右岸1km以外。⑤追屯组（G3z）:灰色厚层块状细晶白云岩,厚＞300m。库区两岸均有出露,组成库盆的主要地层。⑥奥陶系下统南津关组(01D):灰色厚层状灰岩、白云质灰岩,夹白云岩、燧石条带,厚分布于库区左岸1km以外。⑦分乡组(Olf):黄绿色页状泥灰岩夹生物屑灰岩,厚＞94m。分布于库区左岸1km以外。⑧红花园组(Olh):上部为厚层生物碎屑灰岩,下部为白云质灰岩、灰岩和白云岩。厚98〜142m。分布于库区左岸1km以外。⑨大湾组(Old);上部为黄绿色云母质泥灰岩,下部为紫红色瘤状泥灰岩。厚,113m。分布于库区左岸1〜2km。
23⑩第四系(Q)：残坡积粘土、砂砾土,冲洪积的砂卵砾石等,厚。〜20m,库区内见有零星分布。3.2.3地质构造及地震工程区以北东向构造体系为主,以万山断裂带为代表,万山断裂带由一系列断裂、褶皱构造构成,主要的断裂、褶皱构造有:田坪宽缓向斜、田坪压性断层(F1)、高楼坪压性断层(F2)、亚鱼场压性断层(F3)。这些断层及褶皱轴线走向多为40〜45°,延伸长度一般大于30公里。田坪宽缓向斜:轴向NNE〜SW向，属北东向构造体系的次一级构造,核部距库区约2km,大致沿田坪〜出水洞〜汪家溪ー带,两端延伸出图外,核部地层平缓,为宽缓向斜,北西翼岩层倾角5〜25。,南东翼岩层倾角7。〜15。。工程区位于向斜南西翼。该向斜为汇水向斜，沿核部有多处泉水出露。工程区主要断层见下表“表3.2—1主要断层ー览表”：主要断层一览表表3.2—1序号断层名称療号Jj倾断层规模断层产状断层特征备注长顺鮪倾向懒1田坪压性線(F1)離慚蒯।出图廠2km炼4O5(F北西7(W畸期蝌蜷抑妣絢之h對臓梃ッ幽臓㈱制躁批:!怎必醉wsmoio发育,ymK細聯耿鄧蛾砌硒与河流近尸的从左坝肩附2高楼坪断层（F2）at聯廻申出图5aiOQn赫4O5(F北西65750岡謝吸級鄭緜1唬湖澳陶系・W溯!ぽ啲府綸雛碉锚宽50~100nio位于河流左岸1.5km3亚鱼场断层（F3）圧姓障颛^出图6020Qn4O5CF北西,75°糊能武系中曲|归,哪滞宽5〇〜1001I。位于河流右岸25km4白岩河断层（F4）小件112609(P南西80P胡凝孫中阂娘,晩部宽[〜3no通过坝址河床工程区主要受NNE向构造控制,山势、槽谷走向多为NE向,与构造线基本一致。本区大地构造单元属（I）扬子（Pt）准地台ー（II）黔北（D-T32）台隆一（I1A）遵义（D-C）断拱ー贵阳复杂构造变形区（I1A3）,并靠近华南褶皱带。区内全新世以来无断层活动破坏迹象,区域构造稳定。根据国家质量技术监督局200I年02月发布的《中国地震动参数区划图》（1：400万）（GB18306-2001）,
24测区地震动峰值加速度小于0.05g,地震动反应谱特征周期小于0.35s,相应地震基本烈度小于V!度。3.2.4岩溶水文地质条件测区出露地层以寒武系中上统及奥陶系下统可溶岩为主,间夹少量薄层碎屑岩。测区地貌上表现为岩溶峰丛、台地，岩溶峡谷及构造侵蚀山地地貌，洼地、落水洞不发育。总体上看,工程区溶蚀活动相对较弱,场区内可溶性岩石可视为中等〜弱岩溶含水层。测区地下水来源于大气降水,地下水主要赋存于构造裂隙中,地下水运移受地层岩性及构造影响,从1：20万及1：5万区域水文地质图可知,测区地下水总的运移方向沿主要构造线运移,以水平循环为主,水力坡度平缓,径流速度慢,地下水埋藏较浅,多以裂隙、溶隙型泉水形式汇集于地势较低地带,在地势低的地方出露成泉,库区见多处泉水出露,如坝址上游河边S130、S131泉水,左岸S146、S147、S148泉水及右岸S4、S5泉水等（见表3.2-2测区泉点统计表）,均为地下水沿裂隙运移,受层面的控制顺层排出地表而成。测区泉点统计表表3.2—2泉水出露位置汛期流量枯期流量出露高程（m）出露备注编号(L/S)(L/S)地层
25表3.2—2（续）S1两河口右岸山马冲2〜50.01へ0.02538e3z裂隙水S2两河口汇口右源上游650m右岸冲沟0.5-10.02 0.05463e3z裂隙水S4磨沟机冲沟边0.2〜0,50—0.02423G3b裂隙水S5下坝址右岸下游峡谷上游入ロ0.5〜10.01—0.02420.2e3b裂隙水S6两河口汇口下游120m右岸冲沟源头3〜50.1—0.2522e3z裂隙水S9两河口汇口右源上游550m左岸冲沟0.01-0.020-0.01471e3z裂隙水S10两河口汇口上游1450m右岸冲沟中游3—50.1-0.2491e3z1!S129大院子村中0.1—0.20.01〜0.05460.7W3b裂隙水S130下坝址左岸上游130m1—20.01—0.02361G3z裂隙水S131上坝址右岸下游30m5—60.01へ0.05359£3z裂隙水S146F3断层北西盘张家冲0.240.05—0.1538G3b裂隙水S147F2断层南东盘刘家寨0.330.05—0.1538G3z裂隙水S148F2断层南东盘杨林50.1—0.5538£3z裂隙水S149F2断层南东盘杨林5.990.1—0.5538e3z裂隙水区内地层总体产状较平缓稳定,无可靠隔水岩层分布,排坡河为河流最低侵蚀基准面,沿河两岸均有浅层裂隙性地下泉水出露,建库河流地下水动力条件属补给型,即两岸地下水补给河水。3.2.5物理地质现象工程区物理地质现象不发育,主要的物理地质现象为在库区两岸局部坡脚ー带有少量的崩塌堆积体,厚1〜3m,堆积体成分较单ー,以灰岩、白云岩为主,呈不规则状，直径0.2〜5m,体积变化大。3.3水库区工程地质条件3.3.1水库概况白岩河电站大坝坝址位于排坡河下游、长岭乡白岩河村白岩河大桥处,建库河段为舞阳河左岸二级支流排坡河的下游,设计正常蓄水位390.8m时,水库回水长约2.9km,正常蓄水位下库容178万m3,属小（1）型水库。
263.3.2水库渗漏因水库回水较短,将水库渗漏问题分为库盆渗漏、库首渗漏,分述如下:（-）库盆渗漏库盆处于浅切峡谷内，呈狭长带状,水库回水范围无低于400n!高程的塊口、缺口,为河槽式水库。水库右岸3km范围内出露地层为:寒武系中统敖溪组（G2a）灰白色纹层状白云岩及薄层灰岩、白云质灰岩夹炭质页岩（即钾矿层）3〜5层和白云岩;寒武系上统比条组（G3b）灰色中厚层纹状白云岩夹灰岩及厚层白云质灰岩夹泥质灰岩;寒武系上统追屯组（G3z）灰色厚层块状白云岩。水库左岸3km范围内出露地层为:寒武系中统花轿组（W2h）泥质灰岩、泥灰岩、薄层灰岩;寒武系上统车夫组（W3c）厚层竹叶状灰岩与泥质灰岩互层或泥质条带灰岩夹竹叶状灰岩、泥质灰岩夹泥灰岩;比条组（£3b）灰色中厚层纹状白云岩夹灰岩及厚层白云质灰岩夹泥质灰岩;追屯组（£3z）灰色厚层块状细晶白云岩。岩层走向与建库河流流向基本一致，以田坪ー杨家坪ー长岭即向斜核部为界,界线以西岩层倾左岸,以东岩层倾右岸。组成库盆的地层主要为追屯组（G3z）灰色厚层块状白云岩,岩溶总体弱发育,根据库区及坝址钻孔压水资料,该地层透水率较小（60%的钻孔压水试验段透水率く5Lu）,无大岩溶管道发育。库区两岸洼地、落水洞不发育。跟据地质调査,库区两岸未发现导通库盆内外的岩溶管道及大的断层破碎带，两岸均有高于水库正常蓄水位的泉水出露,说明库区两岸地下水位较高，水库蓄水后抬高水头较低,基本未改变原有地下水水力学状态,两岸无低邻谷分布，水库两岸山体宽厚，因此水库蓄水后无渗漏之忧。（二）库首渗漏建库河段河流平直，在库首右岸约300m远处有NNE向深切冲沟,该冲沟长约400m,地形狭窄,谷底高程36〇〜370m,低于水库正常蓄水位2〇〜30m,库首至峡谷间基岩为寒武系上统比条组（£3b）灰色中厚层纹层白云岩夹灰岩、厚层白云质灰岩夹泥质灰岩,岩层倾库内；其间布置ZK3号钻孔,无掉钻现象,钻孔岩芯较新鲜、完整,岩溶总体弱发育,钻孔水位393.2m,高于水库正常蓄水位2.4m,根据钻孔压水试验资料,高程373m以上岩体透水率为1.5〜8Lu;高程373m以下岩体透水率弱,小于l.OLu,整个河间地块可视为弱岩溶岩体,水库蓄水后不会沿该河间地块向冲沟产生大的渗漏问题。库首左岸靠溢洪道一带有一槽谷,谷底在库内,槽谷顶部ZK9号钻孔揭露地下水位为372.9m,比水库正常蓄水位低约20m,说明槽谷ー带存在地下水位低槽带。根据钻孔ZK9压水试验资料,在高程370m以下岩体透水率弱,小于3Lu。由于存在地下水位低槽带,水库蓄水后库水将会沿该低槽带向河流下游产生渗漏,应对该低槽带作防渗处理。跟据地表地质调查,库首ー带未发现导通库盆内外的岩溶管道及大的断层破碎带,因此,库首两岸不存在远端绕渗漏问题;两岸坝肩附近岩体卸荷裂隙发育,水库蓄水后可能会产生绕坝肩附近卸荷裂隙带及局部地下水位低槽带渗漏,该渗漏问题可通过帷幕灌浆得以解决。
27综上所述,水库河流地下水动カ为补给型,两岸地形分水岭较宽厚,无地形上的低邻谷分布,水库蓄水后,无库水穿过两岸向远处低邻谷渗漏的地形条件，经对库首两岸作适量防渗处理后,水库具备蓄水条件。3.3.3库岸稳定经现场调查,建库河段岩层缓倾左岸，倾角约22〜250,右岸为顺向坡,为岩性单-的中硬岩,库岸边坡较陡,基岩裸露,植被覆盖较差,右岸顺向坡河段卸荷裂隙较发育,但无较大规模的不稳定体分布,库岸边坡总体稳定性较好。3.3.4水库淹没（浸没）库盆为峡谷地形，正常蓄水位下有少量耕地,无居民住宅;两岸无低于水库正常蓄水位的低洼地带;无珍稀动植物分布,因此,水库蓄水后不存在大的淹没损失;水库无浸没之忧。3.3.5水库淤积库岸基岩多裸露,汇水区内植被较好,固体径流物质少,水库不会产生大的淤积问题。3.3.6水库诱发地震工程区内无深大断裂及缓倾角断裂发育和通过,水库不淹没大断层及构造交接复合部位,库坝区内地震强度和频度较低,为弱震区。两岸地下水位总体高于水库正常蓄水位，水库蓄水后,坝前抬高37.0m水头,对周边地质环境无大的改变,库水向两岸入渗深度有限,水库诱发构造型地震的可能性极小。库区库盆岩质均匀,无规模较大的地下岩溶洞穴发育,水库蓄水后诱发岩溶塌陷型地震的可能性小。综上所述,水库库盆无渗漏问题,库岸边坡整体稳定,水库无大面积淹没损失,不会产生大的淤积问题，蓄水后不会产生诱发地震,库首两岸作适当防渗处理后，具备成库条件。3.4坝址工程地质条件在本次勘测过程中,在白岩河大桥及其上游约300m的地方选择有上坝址、下坝址位于大桥附近进行比较。河流在上坝址流向为NNE,在下坝址处转向NEE。上坝址布置有勘探平砸）,见图“玉屏县白岩河电站平嗣展视图”（玉屏白岩河-K一地质ー09）,左岸平胴洞口至13.2m为F1断层影响带,裂隙发育,F1断层次级构造发育,13.2〜19.5m为F1断层破碎带,洞顶及两侧岩石呈碎块状,长19.5m的平洞未打穿断层破碎带,整个平胴尚处于强内化带内,说明左岸风化较深;此外,上坝址尚存在坝轴线较宽、右岸有高陡边坡、水工枢纽建筑物不易布置、施工地狭窄等不利因素，因此设计时只针对下坝址进行设计,根据地形、料场条件,下坝址考虑混凝土重力坝及拱坝两种方案。因此,本勘察报告也只针对下坝址工程地质条件进行阐述,下坝址工程地质条件简述如下。3.4.1地形地貌白岩河整体流向呈NEE向,在白岩河大桥坝址处折而向西,至下游厂房处又重新转向NEE向。坝址河谷为ー"V"形纵向谷,河床水位355〜356.0m,宽6.0m,左右岸地形坡度65〜70°、岩层倾左岸偏上游，岩层产状:N55〜60°E/SEV15〜30°,正常蓄水为390.8m时河谷宽约66.0m,河谷宽高比为1.9,河谷断面约!000m2»
28高程392m处有跨河大桥，左岸391〜392m高程为平台,右岸为缓坡,坡顶高程394m左右。左岸河流转弯处有一与转弯前河流流向一致的槽谷,谷底坡度10°〜30°,适合泄洪建筑物布置。右岸28〇〜300m远处有一与前述槽谷方向大致平行的狭谷。3.4.2地层岩性坝址地层岩性:第四系冲洪积（QaL+pL）层:砂卵砾石层、粉土,分布于河床,结构松散,成分复杂，推测其厚度2〜3m。残坡积（QdL+eL）层：砂质粘土夹碎石零星分布于两岸缓坡地带,勘探揭露最大厚度!6.8m.出露基岩有：寒武系上统比条组（G3b）:暗红色、红褐色中厚层状硅铁质灰岩、白云质灰岩,偶夹泥质灰岩。分布在河床白岩断层至左岸高程392〜396m高程。寒武系上统追屯组（G3z）:灰白色厚层块状结晶白云岩。分布在右岸至河床白岩断层之间及左岸396m高程以上地带。3.4.3地质构造坝址河床有白岩河断层通过,左岸槽谷冲沟有F1断层通过。白岩河断层产状:EW/NV80〜85°,破碎带宽1〜2.Om,挤压破碎带较密实或胶结较好,对大坝坝坝基持カ层无大的影响。F!断层走向N40~45°E,压扭性断层,断层挤压破碎带宽1〇〜30m,挤压破碎带较密实或胶结良好,受其影响,造成左岸槽谷冲沟方向地下水位低平,也是水库蓄水后可疑渗漏带之ー,需作防渗处理。坝址区主要裂隙发育有如下三组裂隙:（1）N60°E/SEV8〇〜85°延伸长小于5m,裂隙张开5〜15mm,无充填或泥质充填,向深部逐渐闭合;（2）EW/S（N）<75~80°顺河向卸荷裂隙,延伸长5〜10m;（3）N10°E/SWV75〜80°,延伸长2〜3.0m。各组裂隙裂面均较平整,起伏小,多呈闭合状。与区域构造相一致的主要是第（1）组;对坝肩抗滑稳定不利的为第（2）组顺河向卸荷裂隙。3.4.4物理地质现象在右坝肩386〜390n!缓坡上有少量松散修路弃楂堆积体,据槽探揭露,其厚度1〜3m,总方量约3〇〜50m3,松散堆磴在坝肩开挖时容易跨塌,宜先清除。3.4.5岩体风化分带坝基岩体以河床白岩河断层为界,为二元结构,断层上盘为寒武系上统比条组（G3b）灰色中厚层纹层白云岩夹灰岩、厚层白云质灰岩夹泥质灰岩，地表线裂隙率3-5条/m以上,延伸长度、切层深度不大,据ZK1
29钻孔揭露,垂直强风化深6.2m;弱风化岩体一般较新鲜,锤击声脆,岩体间嵌合力较好,结合紧密,岩体较完整，钻孔取芯多为碎块状、短柱状。断层下盘为追屯组（G3z）灰色厚层块状细晶白云岩，地表线裂隙率2〜5条/m,延伸长度、切层深度不大,ZK2钻孔揭露垂直强风化深5.8m,弱风化岩体一般较新鲜,岩体间嵌合力较好,结合紧密,岩体较完整,由于岩体内隐节理发育,局部有层间夹泥,钻孔取芯多为碎块状、砂状、少量短柱状。左右岸垂直强风化深度5〜10m,弱风化深度15〜20m,河床强风化深度8〜12m,弱风化深度15〜20m。3.4.6工程岩体质量指标及物理力学参数建议坝基（肩）岩体为层状二元结构。左岸为寒武系上统比条组（G3b）硅铁质灰岩、白云质灰岩偶夹泥质灰岩,湿抗压强度在11.83〜45.19MPa（受纵向贯通裂隙较发育,局部显网状分布,部分裂隙间有方解石脉充填,部分裂隙间有紫红色浸染,饱和后胶结较差,部分沿裂隙破坏）之间,为硬质岩类，属BII1类岩体。右岸追屯组（G3z）灰白色厚层块状结晶白云岩弱风化岩体较完整，局部完整性较差，湿抗压强度在31.72〜87.87MPa之间,为中硬岩类,属BHI2类岩体。据坝址弱风化至新鲜岩石室内常规试验（见表3.4—1坝基岩石常规试验成果汇总表）,参考有关勘察规范,结合有关工程进行类比,提出设计的坝基（肩）岩体物理力学指标建议值见表3.4—2。坝基岩石常规试验成果汇总表表3.4—1岩石名称取样位置块体密度g/cm3饱和吸水率抗压强度（MPa）软化系数饱和抗拉强度（MPa）弹性模なGpa桑比饱和纵波速（m/s）干饱和「I/、・UU石ZK5、142.71〜2.820.28〜0.8291.77〜93.8131.72〜87.870.657.46〜12.5639.62〜44.010.28〜0.304811〜6481灰岩ZK1、4、72.71〜2.820.20〜0.3744.01〜48.5311.83〜45.190.734.21〜6.8052.07〜53.100.26〜0.285746〜6742
30用于设计的坝基（肩）岩体物理力学指标建议值表表3.4—2项目白云岩灰岩碎/白云岩碎/灰岩裂隙面层面备注岩体密度（g/cm3）2.71 2.822.71〜2.82容许承载カ（KPa）强风化80〇〜100080〇〜1200弱风化25002500弹性模量（GPa）8〜99〜10强风化开挖边坡比1:0.5〜1:0.751:0.5〜1:0.75纵I'd坡抗冲刷系数1.3〇〜1.401.3〇〜1.40泊桑比0.28〜0.300.26〜〇.28f0.4〇〜0.450.45〜〇.500.5〇〜0.600.6〇〜0.700.35〜0.450.4〇〜0.45c(MPa)0.000.0000ff0.7〜〇.80.75〜〇.800.7〇〜0.750.40c'(MPa)0.65〜0.700.7〇〜0.750.6〇〜0.700.05
313.4.7岩溶水文地质条件组成坝基（肩）的岩石为白云岩、白云质灰岩,据地表调査及钻孔勘探资料,岩溶不发育,属弱岩溶含水层,地下水主要集中于层面与构造交汇部位,其运移途径主要为层面、裂隙面。由于各结构面对地下水富集及溶蚀的控制,使得地下水分布及岩溶发育具不均一性，贯通性较差。坝址左岸有与河流近于平行的田坪压扭性断层（F1）,沿F1断层破碎带发育冲沟,冲沟长约230m,在405m高程冲沟封闭;受F1断层影响,在坝址河床发育其次级构造F4断层,由于受构造影响河流转向,左岸形成一单薄的河间地块,出露地层岩性为寒武系上统比条组（63b）中厚层白云岩夹白云质灰岩、灰质白云岩、偶夹泥质灰岩、寒武系上统追屯组（G3Z）中厚层粗晶白云岩。根据钻孔ZK4揭露,在强风化带岩体透水率较大外,其下岩体透水率均小于3LU,钻孔水位观测水位为368.4m,低于390.8正常蓄水位22.4m,钻孔ZK9号孔揭露，冲沟丫口为断层破碎带,覆盖层厚16.8m,在强风化带压不起水,透水率较大,进入弱风化后透水率均小于3.OLu,钻孔水位观测为372.9m,低于390.8m正常蓄水位17.9m;钻孔ZK11位于Fl断层下盘,其覆盖层厚14.8m,受其断层影响在强弱风化带裂隙发育,岩体透水率较大,弱风化以下岩体透水率均小于6LU,钻孔水位观测,水位为394.9m,高于390.8m正常蓄水位4.1m。根据水位观测及地质调查,在坝址上游河岸边有泉水出露，为补给型河流。水库蓄水后将沿ZK4、ZK9ー带产生渗漏，须作防渗处理。河床两岸基岩裸露,河床砂卵砾石层厚1〜3.0m,由于地形陡峭,水流急,无法进行钻孔施工,出露地层岩性为寒武系上统比条组（C3b）中厚层白云岩夹白云质灰岩、灰质白云岩;寒武系上统追屯组（W3Z）中厚至厚层粗晶白云岩。根据地质调查及对两岸裂隙、溶蚀沟槽统计,河床发育ー逆断层,断层影响带裂隙发育,水库蓄水后将沿断层破碎带及影响带产生渗漏,影响电站的正常运行,须作防渗处理。右岸坝址上游有一冲沟丫ロ与坝址下游深切冲沟形成一单薄可凝渗漏带,出露地层岩性为寒武系上统追屯组（G3Z）中厚至厚层粗晶白云岩。根据丫口钻孔ZK3揭露,钻孔水位为393.2m,高于390.8m正常蓄水位2.4m,在383.6m以下岩体透水率均小于5Lu；钻孔ZK10号孔在正常蓄水位以下岩体透水率均小于5LU,钻孔水位观测,水位为437.2m,高于390.8m正常蓄水46.4m；根据地质调查,在坝址上下游右岸均有泉水出露,如金竹寨子槽谷出露泉水,泉水出露位置较高,为补给型河流。但水库蓄水后将沿裂隙、溶隙产生渗漏,须作防渗处理。本次勘察经取水试样,无浸蚀性co”河水对混凝土及水工建筑物无腐蚀性。3.4.8防渗处理根据地表地质测绘及钻探资料,坝基（肩）岩体在一定深度范围内,存在渗漏问题，为了确保大坝安全,将渗漏控制在设计范围内,必须进行帷幕灌浆处理。
32帷幕线布置原则:左岸防渗帷幕建议沿公路山脊跨过冲沟接ZK11号孔地下水位作防渗边界,防渗下限在地下水位以下10m,对断层带及影响带建议作双排孔或加密进行防渗。河床段由于有断层发育，断层破碎带及影响带裂隙发育,水头抬高最大，建议按一倍水头作防渗下限,对断层破碎带及影响带加强处理。右岸防渗边界接ZK3号孔地下水位,防渗下限为ZK3号孔地下水位以下10.0m。帷幕工程量:左岸防渗帷幕长约254.0m,防渗有效面积约7200.0m2;河床段防渗帷幕长约72.0m,防渗有效面积3200.0m2;右岸防渗帷幕线长约95.0m,防渗有效面积2100.0m2。总防渗帷幕线长421.01n,总防渗有效面积12500.0m2。3.5发电厂房工程地质条件发电厂房位于坝址下游约80.0m（直线距离）的河道中,设2台630KW的卧式水轮发电机组。单机最大引用流量约5.38m3/so主厂房尺寸为19.OmX10.0mX8.3m（长X宽X高）。本阶段在大坝下游80.0m左右的河床及河弯右岸选有上、下两个厂房进行比较。对河弯右岸下厂房布置了两个钻孔ZK7、ZK8进行勘探,钻孔ZK8揭露厂房基础下部砂卵砾石层及崩塌块石厚9.2m,其下基岩为寒武系上统比条组（G3b）白云岩夹白云质灰岩、灰质白云岩,厂房覆盖层较深,此外,下游厂房引水管道较长,建议避开深覆盖层地段,主要针对上厂房工程地质条件进行阐述如下。厂房位于坝后80m河床中,初拟厂房尺寸19.0mX10.0mX8.3m（长义宽X高）,地面高程350.5m,两岸为陡峻峡谷,左岸在393.0m高程为平台。河床砂卵砾石层厚2〜3.0m,下伏基岩为寒武系上统比条组（G3b）白云岩夹白云质灰岩、灰质白云岩,岩层产状:150°Z30°,厂基岩体属软〜中硬岩。河床强风化厚度5〜6m。厂房两岸河谷自然坡体基本稳定,局部存在裂隙切割松动岩块。厂区有顺河向断层F4通过,F4断层为压扭性断层,产状：EW/NV8〇〜85°,破碎带宽1〜2.0m,经对断层破碎带作适当挖深、回填处理,适宜厂房建设。厂区两岸节理裂隙发育情况同坝址。弱风化基岩建议承载カ为2000KPa,强风化基岩建议承载カ为800KPa,厂房其坑边坡开挖,强风化岩体为1:0.5~1:0.75,砂卵砾石层1:1〜1:1.2。3.6施工导流隧洞主要工程地质条件导流洞位于左岸,进ロ位于左岸冲沟,进口底板高程约359.0m,出口底板高程为356.0m,穿过地层岩性为寒武系上统比条组（W3b）白云质灰岩、灰质白云岩、白云岩。导流洞穿过地段无断裂构造发育,隧洞轴线与岩层走向呈5〇〜75°交角,除隧洞进出口段外，隧洞埋深均大于20m,隧洞均处于弱风化岩体或微风化岩体,岩体强度较高。导流洞进出口段由于处在岸边卸荷带,裂隙较发育,围岩稳定性差，属IV〜V
33类围岩,其余洞身段为III类围岩。建议物理力学参数:HI类围岩;f=4〜6,K0=2〇〜40MPa/cm；IV类围岩:f=2〜3,K0=5〜10MPa/cm。进出口位于强风化岩体中,边坡均较陡,建议进出口开挖时作适当放坡、支护处理,强风化岩体开挖边坡:1:0.5〜1:0.75。3.7压カ管道工程地质条件坝址至坝下游厂房引水管线长约80m,基本顺河向，该段河床纵坡平缓,两岸为纵向谷，岩层倾左岸略编上游,覆盖层厚0.5〜1m,下伏河床砂卵石层厚2.〇〜3.5m,出露的地层为寒武系上统比条组（G3b）中厚层及薄层白云质灰岩、灰质白云岩、追屯组（W3Z）中厚层粗晶白云岩,河床强风化深8〜12m,弱风化深15〜20m。河床两岸自然边坡及开挖边坡总体稳定性较好，施工方便,宜于压カ管道地表铺设。3.8溢洪道主要工程地质条件溢洪道布置在左岸,进ロ位于左岸冲沟,进口底板高程约390.8m。溢洪道穿过地层岩性为寒武系上统比条组（G3b）白云岩夹白云质灰岩、灰质白云岩、偶夹泥质灰岩。溢洪道穿过地段无断裂构造发育,其轴线与岩层走向呈60°交角。据ZK4号钻孔资料,覆盖层厚5.4m,基岩为白云岩夹白云质灰岩、灰质白云岩、偶夹泥质灰岩,强风化深10.2m。溢洪道开挖深度不大,溢洪道开挖后左侧为斜向、局部为逆向坡,边坡总体稳定性较好,右侧为斜向、局部为顺向坡,岩层倾角15~20°,岩层倾角平缓。溢洪道开挖深度一般1.5-2.5m,基岩节理裂隙较发育。溢洪道冲刷区位于坝址下游左岸上坡,覆盖层零星分布。建议物理力学参数:强风化层承载カ=800Kpa;弱风化层承载カ=2.0Mpa;开挖边坡:强风化基岩：1:0.5-1:0.75;抗冲刷系数:K=l.3-1.4。4.9施工围堰主要工程地质条件由于河流来水较小,坝址上游约35.0m处有一已经废弃的水轮泵站大坝,大坝中间有一缺口,施工时将其略作修缮即可作挡水围堰使用。下游围堰工程地质条件同厂房。3.10天然建筑材料5.10.I砂石骨料工程区缺乏天然砂石料分布,工程建设所需砂石料需人工机制。坝址右岸磨沟机〜汉子冲之间山头ー带分布有比条组（G3b）灰色中厚层纹层白云岩夹灰岩或厚层白云质灰岩夹泥质灰岩,岩石强度高,材质较好,距公路近,交通方便,运距〈lkm,本次勘察选作石料场进行综合评价,拟作为混凝土拱坝石料（设计用量约1万m3）。料场西北高、东南低,呈馒头状,距坝址直线距离0.5km左右,运距〈lkm,至坝址有砂石公路相通。据室内岩石常规试验，其饱和抗压强度87.8〜91.77MPa,饱和弹模55.60GPa,
34属硬质岩类,强度较高,能满足设计要求。该料场基岩多裸露。初步估算，平均可开采面积约2.5万m2,平均可开采厚度约15m,可开采储量大于200万m3〇按70%开采率计算,有用储量约140万m3,远大于设计需用量的3倍,能满足工程建设的需求。该料场地形坡度20°〜30°,山顶高程约454.0m,底座高程约420.0m,开采条件较好,建议开采底线高程410.0m。3.10.2土料场坝址左岸约150.0m缓坡平台分布大量白云岩风化土料,地形平缓,位于进场公路边,开采及运输条件较好。料场面积大于2.5万m2,考虑5.0m的开采厚度，剥除表层约0.5〜1.0m无用层,可采储量大于16.0万m3,料场为废弃耕地。根据工程类比经验,土的物理力学性质指标建议如下:天然含水量2〇〜35%,天然容重1.8〜1.9g/cm3,比重2.5〜2.7,孔隙比0.7〜0.9,饱和度8〇〜90%,液限35〜40%,塑限2〇〜25%,塑性指数15〜18,液性指数0.3〜0.5,0=8〜12〇,C=3〇〜35KPa,压缩模量4〜6MPa,渗透系数3义10-5〜5X10-5cm/s。3.11结论与建议ー、测区地震动峰值加速度小于0.05g,地震动反应谱特征周期小于0.35,相应地震基本烈度小于VI度,区域构造稳定。二、水库两岸无低邻谷分布,两岸上体宽厚,库盆无渗漏之忧，库岸边坡整体稳定,水库无大面积淹没损失,不会产生大的淤积问题,蓄水后不会产生诱发地震,成库条件较好。三、坝址两岸基岩多裸露,河床覆盖层不深,坝基（肩）岩石总体强度较高,エ程地质条件适宜建坝。请设计根据地形条件综合比较确定一个经济坝型。四、坝址坝基（肩）发育有一定深度的裂隙、地下水位低槽带渗漏问题,需进行防渗及加固处理。预计总防渗帷幕线长421.0m,总防渗有效面积12500.0m2。五、发电厂房位于坝址下游80.0m的河床中,厂址区总体工程地质条件较好,适于建设。六、导流洞布置于左岸,进口位于左岸冲沟,洞径4.2m,洞身段围岩为山类岩体;进出口位于强风化岩体中,为IV〜V类围岩,进出口边坡较陡,建议进出口开挖时作适当放坡、支护处理。七、本工程采用压カ管道引水发电,管线区工程地质条件较好,施工方便,宜于压カ管道铺设。ハ、溢洪道布置在左岸,进ロ位于左岸冲沟,溢洪道开挖深度不大,两侧岩层倾角平缓,边坡总体稳定性较好，工程地质条件较好。九、由于河流来水较小，坝址上游约35.0m处有一已经废弃的水轮泵站大坝,大坝中间有一缺口,施工时将其略作修缮即可作挡水围堰使用。下游围堰工程地质条件与厂房同。十、各天然建材料场储量质量均能满足设计要求,开采及运输条件均较好。十ー、建议下ー阶段对河床进行勘察,查明河床砂卵砾石层厚度、岩石（体）风
35化深度、岩溶发育情况,岩体透水性,F4断层破碎带胶结情况及岩溶发育情况,以确定河床段防渗下限提供依据。
36第四章工程任务和规模3.1河流规划和工程任务4.1.I河流规划1997年铜仁地区水利电力勘测设计院和玉屏侗族自治县水利局勘测设计队编制提出了《玉屏侗族自治县排坡河流域综合开发规划报告》,玉屏自治县计委、水利局以玉水[2003]18号文联合上报铜仁地区计委、地区水利局。由玉屏自治县政府于2003年5月26日在玉屏自治县主持召开会议,对《玉屏侗族自治县排坡河流域综合开发规划报告》进行了审查,经铜仁地区计划局、铜仁地区水利局及自治县有关部门和专家审查提出修改补充意见。2003年6月,贵州省铜仁地区水利电力勘测设计院对排坡河流域规划进行补充修改后,规划梯级开发电站四级,含河口下游100m处一级,共五级电站，即有两河口、拦门河、白岩河、汆水洞和跳岩等电站。总装机容量4520kw,年发电量2108万kw・h,详见表4.1—1〇排坡河梯级电站水能指标表表4.1-1序号电站名称水头（m）流量(m'/s)装机(kw)年电量（万kw・h）备注ー级两河口562.802X630504规划二级拦门河12.52.002X10096规划三级白岩河36.15.382X630600拟建（原规划水头54m,流量5.84m%,装机2X1250kw）四级汆水洞175.842X400308已建五级跳岩525.22X500600在车坝河玉屏境内合计452021084.1.2社会综合状况（'）社会经济状况及社会发展规划玉屏侗族自治县位于贵州省东北部,铜仁地区东南部,地处西南、中南交界,北接铜仁、万山特区,西邻黔东南州的岑巩县、镇远县,东南与湖南省新晃县接壤。古为水陆重镇,素有“黔东门户”之称。截止2002年,玉屏全县总人口14.05万人,国内生产总值65490万元,其中农林牧鱼业产值31649万元，规模以上工业总产值35657万元,地方财政收入3981万元。玉屏城镇经济发展战略是:充分利用自然、民族文化、交通优势,以市场为导向,走内联外引、贸、エ、农共同发展的路子。
37为实现可持续发展战略,玉屏县人民政府已把排坡河流域列入“贵州北侗萧之乡“旅游规划发展区之一,拟实施排坡河流域生产旅游林建设工程。（二）水电资源状况玉屏侗族自治县是全国第一批农村电气化试点县。该县“七五”至“九五”期间电カ与负荷同步增长,截止2002年底,玉屏地方电网总装机17650kw,年发电量9993万kw+1,而用电设备装机已达125750kw,年用电量33723万kw+i,最大负荷已达87000kw,是县网装机容量的4.92倍,近两年来又有提高的趋势。由此可见,随着改革开放的不断深入,该县经济迅速发展,用电量大幅度增加,电カ供需矛盾日益突出,缺额很大,外购电已占总供电量的70%,严重制约了经济的进ー步发展。到2005年，玉屏县负荷装机达到15.7万kw,用电量4.71亿kw・h,要满足全县今后一段时间经济发展对电カ的要求,在外购电カ的同时,还需兴建・批骨干电站,但在測阳河上建站投资大，近期难以实施,为此，玉屏自治县党领导和人民群众迫切要求开发排坡河的水利资源,尽快建设ー批投资少、见效快的电站工程。4.1.3工程任务白岩河电站的开发具有交通方便、工程地质条件好、材料条件好、施工条件好、淹没少、经济效益好的优越条件,根据实际勘测和分析计算,可安装2X630kw的装机,工程建成后,每年可向县电网补充600万kw・h的电量，缓解玉屏县经济持续发展中电カ供需的矛盾,对生产和生活所需电量的补充，将起到积极作用。4.2洪水调节和防洪特征水位的确定4.2.1洪水调节计算白岩河电站泄洪方式为娅口溢洪道泄洪。其堰顶高程390.80m,溢流宽度32m。加上断面尺寸为半径2.1m的圆形泄洪洞共同泄洪。根据水量平衡原理计算,求得调洪演算成果见表4.2-1〇调洪演算成果表表4.2~1频率P(%)0.20.330.5123.3351020重现期N(年)500300200100503020105洪峰流量(m'/s)672616572501121367323255190最大库容(万m3)232227221214206196191183180最高库水位(m)394393.67393.4393392.4392391.62391.4391
38最大下泄量(m3/s)659605562493417363320255190相应下游水位(m)360.06359.73359.45358.99358.45358.03357.69357.12356.494.2.2防洪特征水位的确定(-)防洪标准根据SL252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》中有关规定,本工程属!V等(小I型工程,建筑属IV级。大坝设计洪水标准为30年一遇,即QP=3.33%=367m3/s,校核洪水标准为200年一遇，即QP=0.5%=572m3/s;厂房设计洪水30年一遇标准,校核洪水50年一遇标准,即QP=2%=424m3/so(二)防洪特征水位确定根据调洪演算,大坝设计洪水为392.0m,校核洪水位为393.40m;厂房设计洪水位为358.03m,校核洪水位为359.45m。3.3径流调节计算4.3.1基本资料1.流量资料按第二章所推算的40年水文年的逐年月平均流量资料系列。2.根据1：10000军用地形图量算绘制而成的库容曲线。3.厂房尾水水位流量关系曲线4.3.2计算原则和方法1.该电站兴利库容为170万m3,库容系数0.0192,具有一定调节能力,故采用长系列操作法,进行年调节计算。2.电站设计保证率选用P=85%。4.3.3正常蓄水位的确定由于该河流特点是河谷深切、两岸坡陡峭壁,故基本无淹没田土,正常蓄水位的确定主要为考虑白岩河大桥的高程和坡口溢洪道高程来定,经过对387m、389m和391m三个正常蓄水位方案进行调节计算比较,按照溢洪道布置可行,最后确定电站正常蓄水位为390.80m,回水距离2.9km〇4.3.4正常尾水位的确定白岩河电站的尾水位紧接下游汆水洞电站的回水末端,按照多年平均流量和参考厂房下游汆水洞电站水位ー确定正常尾水位为354.70m。4.3.5死水位的确定
39根据50年淤沙高程和满足一台机组发电的水位来确定。由水机提供资料可知水轮机HLA551TJ-60的最小运行水头为21.3m,进水口底板高程按运行中可能出现的最低水位,根据くく水利水电工程进水口设计规范》〉（SL285-2003）,从防止产生贯通式漏斗漩涡考虑,闸门顶部淹没深度按下式计算:S=cvVd式中:Sー进水口淹没深度,レー闸孔断面流速,取2.328m/s,dー闸孔高度,1.52m,c一与进水口几何形状有关的系数,取0.55-0.73,取。.6经计算，s=1.72m,水电站厂房下游的正常水位是354.7m,进水口闸门顶高程为376m,考虑到本电站只是发电为主,为满足发电s需一定的富裕,故取2.5m,所以死水位定为378.5米。4.3.6水轮机额定水头根据水库兴利库容的平均库容加上死库容，查水位求得加权平均水头为30.3m,再根据《水电水能设计规程》（SL76-94）“8.4水轮机设计水头确定原则,四/股）=0.95-1.0（HP设计水头,HPj加权平均水头ド,设计水头取加权平均水头的0.96,即设计水头为29.00m〇4.3.7装机容量得选择根据电站和水头选用2X630kw、3X500kw、3X630kw和2义lOOOkw进行年调节计算,经水能利用率、设备利用率、引用流量与多年平均流量相比和装机容量与保证出力
40的倍比数相比较,以及装机利用小时数来看,装机2X630kw的方案是比较合理可行的。故采用装2台HLA551-WJ-60和SFW630-8/1180水轮发电机组,设计水头Hr=29.00m,设计流量Qr=2.69m3/s,n木=88%,n电=94%,综合系数A=8.12。4.3.8动能经济指标计算经年调节计算,其电站动能经济指标如表4.3-1。白岩河电站动能经济指标表表4.3~1项!I位数量备注正常蓄水位Z正m390.8死水位Z死m378.5正常尾水位Z尾m354.7消落深度H消m12.3最大毛水头Hmaxm36.1最小毛水头Hminm23.8加权平均水头Hm30.5正常蓄水位下库容V万m3178死库容V死万m334调节库容V调万m3144库容系数(%)1.62装机容量N装kw126018902X6303X630设计水头Hrm2929设计流量Qrm3/s2.692.69引用流量Q引m3/s5.388.07保证调节流量Q保m3/s1.061.06P=85%保证出力N保kw324324P=85%多年平均出力N年kw685769多年平均发电量E年.104kw•h600673.6装机年利用小时数hh47623564比较水量利用率0.8610.968
41表4.37(续)比较设备利用系数0.5440.408水能利用;彳'-(%)46.839.4Q引:Q年1.922.87N装:N保3.895.83N机:N保1.941.94说明采用比较4.4水库淤积计算水库淤积计算采用多年平均库容淤损法计算。根据“2.5”计算的本电站多年平均输沙量为2.3I万t,泥沙容重取r=l.3t/m3,则年来沙量为1.78万m3〇因流域内植物覆盖好,两岸山坡稳定,故不考虑库区可能出现的山崩塌岸、山洪泥石流的影响,按多年平均库容淤损法计算,得不同水库使用年限的淤积高程（成果见表4.4-1）。白岩河水电站水库淤积计算表表4.4-1使用年限（年）246810152030淤积库容（万m3）3.567.1210.714.217.826.735.653.4相应库水位（m）369.3371.75373.25374.5375.5377.25378.8381.25从上表看出,泥沙淤积对水库没有大的影响,在电站运行期限20年中淤积高程到正常蓄水位尚有12.05m的消落深度。不过，泥沙淤积4年多就会淤满死水位,为了保证设计消落深度的正常运行,在洪水期利用泄洪洞进行冲沙也是必要的。4.5回水计算4.5.1计算方法回水计算采用近似方法来计算,即采用包爱里公式法。计算公式:回线曲线全长为:丄=2ム"ノ/
42曲线上任意一点的壅水高度为:Ma「(ムーン/び式中:L回线曲线全长LAA点距坝址的距离△H1坝前壅水高度△HAA点的壅水高度I河床平均比降4.5.2回水计算成果回水计算成果见表4.5-I〇白岩河电站回水计算成果表表4.5-1断面号名称起点距(m)不同频率P魏)抬高水位0.53.3351020△H(m)△H(m)△H(m)△H(m)△H(m)1坝址03.722.652.381.981.522A点5001.890.940.720.420.133B点10000.670.10.0200回水距离L(m)173812381112925710白岩河电站距上游拦门河电站相距3.1km,从上表看出,水库洪水冋水对上游电站没有影响,同时库区属河谷深切、悬崖峭壁、无建筑设施和大片耕地,淹没影响极少,说明电站建设是可行的。
43第五章工程布置及建筑物4.1工程等级及设计标准4.1.1工程等别及设计标准白岩河水电站为混凝土重力坝,以发电为主兼顾旅游及灌溉等社会效益。拱坝坝顶长度75m,最大坝高48米,正常蓄水位390.8m,总库容220.0万m3〇电站初步设计装机容量1260KW。白岩河电站是小型工程,无防洪要求,装机小于1万KW,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）定为W等小（1）型水利水电工程。大坝及厂房均为!V等4级建筑物,泄洪道和导流洞与大坝同等级别。挡水建筑物采用:右岸浆砌石挡墙+混凝土重力坝+左岸防洪土堤形式。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）有关条款的规定,根据水工建筑物的级别,采用防洪标准洪水重现期（年）如下:挡水建筑物:校核洪水标准采用200年一遇;设计洪水标准采用30年一遇。厂房:校核洪水标准采用50年一遇;设计洪水标准采用30年一遇。抗震标准：根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准DL5180-2003》'《中国地震动峰值加速度区划图GB18306-2001K《水工建筑物抗震设计规范DL5073-2000》,本工程的场地基本烈度小于VI度,相应地震动峰值加速度小于0.05g,地震动反应谱特征周期小于〇.35s〇4.1.2工程特征水位及相关参数校核洪水位393.40m相应下游洪水位359.45m设计洪水位392.00m相应下游设计水位358.03m正常蓄水位390.8m相应下游正常蓄水位354.70m淤沙高程359.0m河底高程350.00死水位378.50m坝顶高程394.0m泥沙浮容重Ys=7.8kN/m3
44屮s=28°v=10m/sv=6m/sD=0.5km白云岩、白云质灰岩小于VI3.0（基本荷载组合）1.2Mpa淤沙内摩擦角正常风速校核风速吹程地基岩性地震烈度坝体安全系数坝体允许拉应カ4.1.1采用的技术规范及标准くく小型水利水电工程初步设计报告编制规程〉〉SL/T179-96くく水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》〉DL5180-2003くく防洪标准〉〉GB50201-94くく水电枢纽工程等级划分及设计安全标准〉〉DL5180-2003くく水工建筑物荷载设计规范〉〉DL5077-1997くく水工建筑物抗震设计规范〉〉DL5073-2000くく混凝土重力坝设计规范〉〉DL5108-1999くく混凝土重力坝设计规范〉〉SL319-2005くく溢洪道设计规范〉〉DL5166-2002くく水利水电工程进水口设计规范〉〉SL285-2003くく水工隧洞设计规范〉〉DL/T5195-2004くく水电站压カ钢管设计规范〉〉DL/T5141-2001くく水电站厂房设计规范〉〉SL266-2001くく水工混凝土结构设计规范〉〉DL/T5057-19964.1.2主要技术文件《玉屏侗族自治县排坡河流域综合开发规划报告》;1997年《玉屏侗族自治县排坡河流域综合开发规划报告》修改补充意见;2003年4.2工程选址5.2.1工程坝址比较在本次勘测过程中,在白岩河大桥及其上游约300m的地方选择有上坝址,下坝址位于大桥附近,对这两个坝址进行比较。河流在上坝址流向为NNE,在下坝址处转向NEEo上坝址布置有勘探平碉,见图“玉屏县白岩河电站平碉展视图”（玉屏白岩河一K一地质—09）,左岸平碉洞口至13.2m为F1断层影响带，裂隙发育,F1断层次级构造发育,13.2~19.5m为F!断层破碎带,洞顶及两侧岩石呈碎块状,长19.5m的平洞未打穿断层破碎带,整个平碉尚处于强内化带内,说明左岸风化较深;此外,上坝址尚存在坝轴线较宽、右
45岸有高陡边坡、工程量大,对于装机不大的小型水利水电工程来说是不经济的。因此设计时只针对下坝址进行设计,根据地形、料场条件,下坝址考虑混凝土重力坝及拱坝两种方案。因此，本勘察报告也只针对下坝址工程地质条件进行阐述。下坝址工程地质条件简述如下。5.2.2选定工程坝址概述建库河流ーー排坡河为舞阳河左岸的二级支流,属长江流域沅江水系，其流向总体近SN向。库盆处于浅切峡谷地段,河床宽15〜30m,岸坡基岩多裸露,地形坡度15°〜45°,局部河段为陡崖，河谷基本为“V”型纵向谷,岩层缓倾左岸。河床高程355.〇〜356m（坝址）,两岸地势由库首向库内降低不大,相对高差10〇〜80m。河谷阶地不甚发育。在河流两岸见有零星堆积阶地,阶地宽缓,高程355〜360m,阶高0.5〜1m,宽1〜3m，阶面受冲蚀,保存不完整，多由砂质粘土夹卵砾石组成。坝址河床有白岩河断层通过,左岸槽谷冲沟有F1断层通过。白岩河断层产状:EW/NV8〇〜85°,破碎带宽1〜2.0m,挤压破碎带较密实或胶结较好,对大坝坝坝基持カ层无大的影响。F!断层走向N4〇〜45°E,压扭性断层,断层挤压破碎带宽1〇〜30m,挤压破碎带较密实或胶结良好,受其影响,造成左岸槽谷冲沟方向地下水位低平,也是水库蓄水后可疑渗漏带之ー,需作防渗处理。坝址区主要裂隙发育有如下三组裂隙:（1）N60°E/SEV8〇〜85°延伸长小于5m,裂隙张开5〜15mm,无充填或泥质充填,向深部逐渐闭合;（2）EW/S（N）V75〜80°顺河向卸荷裂隙,延伸长5〜10m;（3）N10°E/SWV75〜80°,延伸长2〜3.0m。各组裂隙裂面均较平整,起伏小,多呈闭合状。与区域构造相一致的主要是（1）,对坝肩抗滑稳定不利的为第（2）组顺河向卸荷裂隙。总的来说,坝址两岸基岩多裸露,河床覆盖层不深,坝基（肩）岩石总体强度较高,工程地质条件适宜建坝。4.3坝线、坝型的选择4.1I坝线选择白岩河整体流向呈NEE向,在白岩河大桥坝址处折而向西，至下游厂房处又重新转向NEE向。坝址河谷为ー,V"形纵向谷，河床水位355〜356.0m,宽6.0m,左右岸地形坡度65〜70°〇坝址河床有白岩河断层通过,左岸槽谷冲沟有F1断层通过。白岩河断层产状:EW/NV80〜85°,破碎带宽1〜2.0m,挤压破碎带较密实或胶结较好，对大坝坝坝基持カ层无大的影响。F!断层走向N40〜45°E,压扭性断层,断层挤压破碎带宽10〜30m,挤压破碎带较密实或胶结良好。
46坝址区主要裂隙发育有如下三组裂隙:（1）N60°E/SEV8〇〜85°延伸长小于5m,裂隙张开5〜15mm,无充填或泥质充填,向深部逐渐闭合;（2）EW/S（N）V75〜80°顺河向卸荷裂隙,延伸长5〜10m;（3）N10°E/SWV75〜80°,延伸长2〜3.0m。各组裂隙裂面均较平整,起伏小,多呈闭合状。在这三组裂隙中与区域构造相一致的主要是第（1）组;对坝肩抗滑稳定不利的为第（2）组顺河向卸荷裂隙。坝基岩体以河床白岩河断层为界,为二元结构。断层上盘为寒武系上统比条组（C3b）灰色中厚层纹层白云岩夹灰岩、厚层白云质灰岩夹泥质灰岩,岩体较完整,钻孔取芯多为碎块状、短柱状。断层下盘为追屯组（63z）灰色厚层块状细晶白云岩。组成坝基（肩）的岩石为白云岩、白云质灰岩,据地表调查及钻孔勘探资料,岩溶不发育，适于建坝。白岩河大桥处,此处河谷狭窄,水深3〜5m,根据现场踏勘情况,考虑地形地质条件,岩溶水文地质特征,施工布置及道路交通等综合因素,考虑在大桥的上下游各选定一个坝线,即上坝线和下坝线。5.3.2坝型选择坝型的对比:（一）上坝线坝型上坝线适宜修建重力坝或拱坝。在白岩河大桥坝址处折而向西,至下游厂房处乂重新转向NEE向。坝址河谷为ー"V"形纵向谷,河床水位355〜356.0m,宽6.0m,左右岸地形坡度65〜70°、岩层倾左岸偏上游,岩层产状:N55〜60°E/SEV15〜30°。左岸河流转弯处有-与转弯前河流流向一致的槽谷,谷底坡度10°〜30°,适合泄洪建筑物布置。右岸280〜300m远处有一与前述槽谷方向大致平行的狭谷。坝轴线选在桥的下游约25m处,此处河道两岸都是悬崖,比较陡峻。岩层寒武系上统比条组（63b）灰色中厚层纹层白云岩夹灰岩、厚层白云质灰岩夹泥质灰岩。坝址两岸基岩多裸露,河床覆盖层不深,坝基（肩）岩石总体强度较高。河道两岸比较对称,坝轴线恰好处于河道从开阔变狭窄的坡口处,开挖工程量少,混凝土方量少,投资小,不影响交通和桥的基础,施工干扰小。在上坝线位置,河道呈V字形特征及坝址处地形和地质条件,拟定单心双曲混凝土拱坝+重力墩（方案一）和混凝土重力坝（方案二）两个坝型进行比较。混凝土重力坝:白岩河挡水建筑物采用混凝土重力坝+防洪土堤的形式,坝轴线在桥下游10米处。右岸岸坡坝段与394.0m高程相连,左岸由于地形限制,坝轴线在桥头出拐弯与公路相相平行修成挡水土堤。重力坝剖面尺寸初步定为:坝顶宽度10.0m（门机处局部加宽）,坝顶高程394.0m,最大坝高48m,坝底宽度33.6m,坝下游坡率0.75,坝顶长度约80m。正常蓄水位390.8m,可利用水头36.1m,坝体混凝土方量12000mし单心双曲混凝土拱坝+重力墩,本着节约工程量减少投资的原则,上坝址河谷地形呈V字形,在此修建混凝土双曲拱坝比较经济。坝顶宽度2.0m,坝底最大厚度为7.0m,坝顶高程394.0m,厚高比0.375,宽高比
471.75,坝顶中心弧长80m,最大中心角115.1°,最小中心角40.24。,坝体经过加重カ墩呈对称布置,坝体混凝土方量5250m」。特征水位指标及水能指标与拱坝相同。鉴于左岸地形不够,且山体比较单薄,左岸坝肩处修建重力墩，以承受坝肩传来的巨大推力。经坝肩抗滑稳定计算,坝肩岩体稳定,能承受坝肩传来的推カ。（-）下坝线坝型下坝线适宜修建重力坝或拱坝。地形地质及岩性同上坝线基本相同,下坝线处河道更为狭窄。坝轴线选在桥的下游约20.0m处,此处河道两岸悬崖陡峻,较好岩石出露,开挖工程量少,混凝土方量少,投资小。在下坝线位置,河道呈V字形特征及坝址处地形和地质条件,拟定在此修建双心双曲混凝土拱坝。拱坝正常蓄水位是384.0m,下游正常水位354.71n,可利用水头29.3m,装机2X400kwo坝顶宽度2.0m,坝底最大厚度为7.6m,坝顶高程387.0m,厚高比0.181,宽高比1.428,坝顶中心弧长60m,右岸最大中心角48.009°,最小中心角22.09。,左岸最大中心角37.72。，最小中心角22.09。，坝体呈不对称布置,坝体混凝土方量4710m3。具体布置见水工图。5.3.3坝型的确定根据地形地质、料场条件,工程布置、泄洪消能,施工交通协调、工程量、工期及投资等条件,初步设计两个枢纽布置方案（见枢纽平面布置图）。上坝线枢纽布置方案（方案二）:混凝土重力坝（含端部挡水墙）+左岸泄洪洞（兼做前期导流洞）+左岸溢洪道+坝后厂房。下坝线枢纽布置方案（方案三）:双心双曲混凝土拱坝+左岸导流洞+左岸溢洪道+坝后厂房。经过上面的分析和坝址处地形条件可以知道,当水库蓄水后,对于下坝线枢纽布置方案正常蓄水位为384.0m,上坝线枢纽布置方案正常蓄水位蓄到390.8m,下坝线比上坝线水头小了6.80m0白岩河大桥的桥面高程是392.0m,从而限制了下坝线的正常蓄水位。当蓄至384.0m时,桥的基础已浸没在水中。当由于环境条件的改变,桥的基础被库水浸没,势必会引起桥的塌落阻断交通,这样牵涉部门比较多，各方面协调比较困难，引起工期的延误和增加投资。而上坝线就没有这个限制。另外，下坝线坝体工程量虽然比上坝线小，但是由于水位的降低引起的溢洪道工程量增大了许多。上下坝线枢纽布置各主要建筑物工程量比较表见5.2-1〇表5.2-1上/下坝线工程量比较表单位m3上坝线拱坝下坝线拱坝项目土方开挖石方开挖碎方量土方开挖石方开挖碎方量大坝605955250804154300导流洞302900858.618652295
48*4/.*11、拈渝洪道550130013962000180004400表5.27（续）合计6404795|7504.62098190678995差值土方1458石方14272佐1490.4由上表可以看出,下坝线虽然坝体方量较少,但溢洪道工程量大了3004m3。厂房的工程量二者采用方案相同,为节省篇幅此处没有专门列出。综上所述,本阶段推荐方案为上坝线枢纽布置:混凝土重力坝（含端部挡水墙）+左岸泄洪洞（兼做前期导流洞）+左岸溢洪道。
49第六章非溢流坝段设计5.1坝顶高程的确定坝顶应高于校核洪水位,坝顶上游防浪墙顶的高程应高于波浪顶高程,其与正常蓄水位或校核洪水位的高差,可根据《混凝土重力坝设计规范》，由下式（6T）计算,应选择两者中高程的高者作为选定高程Mi=h]%+h.+hc(6-1)ル=0.0166唄4。"3(6-2)L=1O.4(A,)08(6-3),7rh,2,2乃”h=—―cth'LL(6-4)式中:M——防浪墙顶至正常蓄水位或校核洪水位的高差（m）；%%波高（m）；hz——波浪中心线至正常或校核洪水位的高差（m）；hcーー安全超高,按《混凝土重力坝设计规范》规定,按下表6.1采用。表6.1安全超高he单位:m运行情况坝的安全级别123设计情况0.70.50.4校核情况0.50.40.36.1.1设计洪水位时坝顶高程的确定本工程属于小（1）型,坝的安全级别为4级,为了提高结构设计的安全系数,坝的安全级别提高为3级,查表6.1得,ル=0.4m。由于£>=Q.5Km,%=10m/s,H=392.00m-346.00m=46.Om按官厅水库公式计算/?,=0.0166^5/401/3=0.0166x105/4x0.51/3=0.23mL=10.4(%)°$=10.4x(0.23)°8=3.21m,兀h：,2冗Hh.=——cth7x0.232,2x；rx46?cth3.213.21=0.05m凶=%+也+4
50=1.24/7,=1.24x0.23=0.29n?M=%%+h_+也=1.24x0.23+0.05+0.4=0.74m所以,设计洪水位时坝高高程H=392+0.74=392.74m,即坝高为46.74m。6.1.2校核洪水位时坝顶高程的确定本工程属于小（1）型,坝的安全级别为4级,为了提高结构设计的安全系数,坝的安全级别提高为3级，查表6.1得,/?r=0.3mo由于。=0.5Km,Vo=6.0m/s,H=393.40m-346.00m=47.4m按官厅水库公式计算ム=0.0166%-ひ/3=oo]66x6"，X05”=0.12mL=10.4（/?,）°8=10.4x（0.12）。8=1.91m,兀h：,2乃//^-xO.122,2x1x47.4?_h=——cth=cth=0.02mLL1.911.91△h=ム％+也+hc%%=1.24%=1.24x0.12=0.15mA/i=hi%+.+也=L24x0.12+0.02+0.3=0.47m所以,设计洪水位时坝高高程H=393.4+0.47=393.87m,即坝高为47.87m。经过比较可以得出坝顶或防浪墙顶高程为393.87m,考虑水库综合利用情况取394.00m。坝高为48.0m〇6.2基本剖面的确定6.2.1基本剖面设计根据重力坝的荷载特点与工作特点,基本剖面为三角形。如图6.1。重力坝的基本剖面是指在自重、静水压カ（水位与坝顶齐平）和扬压カ3项主要荷载作用下,满足稳定和强度要求,并使工程量最小的三角形剖面,在已知坝高H、水压力P、抗剪强度参数f、c和扬压カU的条件下,根据抗滑稳定和强度要求,可以求得エ程量最小的三角形剖面尺寸。基本剖面由正常蓄水位确定,正常蓄水位为390.80m,相应下游水位为354.70m,由地形图知河底高程为350.00m,河底开挖深度为4.00m,所以正常蓄水位时,上游水深
51H1=390.80m-350.00m+4.00m=44.8m;相应下游水深为H2=354.70m-350.00m+4.00m=8.7m-由地质资料知,取抗剪断参数f=0.75,c=700kPa,扬压カ系数取为a=0.30,由程序(visualbasic)计算得下游坡率m=0.75,上游坡率n=0。同时满足抗滑稳定安全系数Ks=3.52>3.0。所以满足稳定条件。レノ(2卬ーリ)+レ广(6.5)c-表示抗减断凝聚カgw-表示铅直面上的カu-表示扬压カ1.坝底宽度的计算:计算机编程计算确定(visualbasic)〇上游为铅直面,下游坡率m=0.75,折减系数a=0.3。2.用抗减断公式计算抗滑稳定安全系数:ー表示抗减断摩擦系数んー表示抗滑稳定安全系数-表示水平方向上的カA-表示基岩与混凝土接触而面积属于基本组合も要大于等于3.0即く>=3.0
52上游水深Hl=44.8m,下游水深为10m,尸=0.75,c'=700kpa,水容重g=9.81kN/m，
53混凝土容重丫=24kN/m3,扬压カ折减系数。=0.3,由visualbasic确定下游坡率m=0.75经用（6.5）公式计算:圾=3.52>3.0符合设计要求,进行下ー步实用剖面的计算。6.3实用剖面的确定6.3.1实用剖面的确定坝顶高程394.00校核水位393.40每1.坝底宽度:根据工程实践,下游坡率m=0.6〜0.8,为提高坝的安全性,取m=0.75,坝底宽度为B=44.8x0.75=33.66,且满足坝底宽度为坝高的0.7~0.9倍。2.坝顶宽度:根据《混凝土重力坝设计规范》碾压混凝土重力坝最小宽度为5m,为满足交通要求,取坝顶宽度B=10m。3.廊道：为了满足灌浆、排水、观测、检查和交通等的要求,需要在坝体内设置各种廊道，根据规范规定,选用城门洞形,宽3m,高3m,廊道底面距坝基面5.0m,即高程351.00m,廊道距上游坝面5.0m。4.校核洪水位时抗滑稳定安全系数K、的计算:资料:上游水位出38.00m,下游水位H?=13.45m,
54水容重g=9.81kN/n?,混凝土容重丫=24kN/m3,扬压カ折减系数。=0.3,泥沙浮容重丫、=7.8KN/m',下游坡率0.75。由公式(6.5),经visualbasic编程计算得:K、=3,29>3,0所以设计符合标准。6.3.2正常蓄水位的应カ计算：资料：上游水深H尸44.8m,下游水深为H2=10m,/'=0.75,c'=700kpa,水容重g=9.81kN/n?,混凝土容重丫=24kN/nf,扬压カ折减系数。=0.3,下游坡率团=0.75〇①不计扬压カ时的应カ计算：上游边缘应カへ,“=484.89kp。,下游边缘应カayd=753.155kp。〇上游边缘主应カ巧=484.89S。,0=540.89S。〇下游边缘主应カcr,=1121.62kp。,/=98.10kp。〇坝内主应カ等分为三点来算：从上游到下游依次为第一点,第二点,第三点。第一点坝内主应カ为:〇=705.44切。,0=368.82ゆ。〇第二点坝内主应カ为：,=872.19初。,％=250.56ゆ。〇第三点坝内主应力为：0=1010.96S。,％=160.28S。。②计扬压カ时的应カ计算：上游边缘应カ 55下游边缘主应カer,=1226.06kpa,%=118.01Apa〇坝内主应カ等分为三点来算:从上游到下游依次为第一点,第二点,第三点。第一点坝内主应カ为:=698.89切4,4=367.14kpa〇第二点坝内主应カ为：巧=891.89初。,%=266.81S。〇第三点坝内主应カ为:（T,=1068.55kp。,％=182.83kpn〇②计扬压カ时的应カ计算：上游边缘应カcrvu=125.77ゆ口,下游边缘应カcryd=736.48kpa〇上游边缘主应カ巧=125.77ゆス円=10L40kpa〇下游边缘主应カa,=1150.75kpa,（T2=Okpa〇坝内主应カ等分为三点来算：从上游到下游依次为第一点，第二点,第三点。第一点坝内主应力为:巧=395.65即。,%=62.4〇第二点坝内主应カ为:cr,=660.80Ap。,4=28.16kp。〇第三点坝内主应カ为：巧=912.51S。,ぴ2=7.34切。。6.3.2校核洪水位的应カ计算:资料：上游水深Hl=48.00m,下游水深为H2=13.45m,尸=0.75,c,=100kpa,水容重g=9.81kN/n?,混凝土容重Y=24kN/n?,扬压カ折减系数。=0.3,下游坡率根=0.75〇①不计扬压カ时的应カ计算:上游边缘应カ（ryu=342.56ゆ。,下游边缘应カayd=9l3.2lkpa□上游边缘主应カ<7[=342.56kp。,4=566.39kp。〇下游边缘主应カcr,=1352.67Ap。,er,=131.94kp。。坝内主应カ等分为三点来算：从上游到下游依次为第一点,第二点,第三点。第一点坝内主应カ为:<7|=695.69kpa,cr2=357.18kp。〇第二点坝内主应カ为:巧=916.30Sス%二28O.48kpa〇第三点坝内主应カ为:5=1138.33切々,4=202.36えP。〇②计扬压カ时的应カ计算:上游边缘应カcryu=33.82ゆ。,下游边缘应カayd=808.58S。〇上游边缘主应カ0=33.82S。,％=101・4。你。〇下游边缘主应カ。［=1263.41ゆ。,円=0ゆ。〇坝内主应カ等分为三点来算:从上游到下游依次为第一点,第二点,第三点。 56第一点坝内主应力为:巧=367.51ゆ。,0・?=49.75ゆ。。第二点坝内主应カ为:巧=669.18ゆ。,生=30.13ゆ。〇第三点坝内主应カ为:0=968.09ゆ。,4=13.27ゆ。〇 57第七章泄水建筑物7.1泄水建筑物的比较根据地质资料和白岩河坝址处地形,此处地形地质条件都比较复杂,河谷形状呈V字形。根据水文资料可知,河流来流洪峰流量和洪量的比较大,且特别集中，对于这种V字形河谷,在校核工况下,6小时的洪峰流量就达到572m3/s,相应洪量2782万n?。鉴于此种洪水特点,必须有足够大的泄洪建筑物オ行,为此白岩河的泄洪建筑物考虑了两种方案进行比较论证。方案结构图如下:「方案ー溢洪道泄洪左岸溢洪道+右岸导流洞方案二溢洪道+泄洪洞泄洪（前期导流洞）左岸溢洪道+左岸导流洞溢洪道设闸门溢洪道无闸门方案ー:溢洪道泄洪;方案二:溢洪道+泄洪洞泄洪（前期导流洞）。（-）方案一溢洪道泄洪根据白岩河坝址处地形地质条件,利用河道左岸上坝址处的天然城口作为溢洪道的导水渠,溢洪道布置在左岸,进ロ位于左岸冲沟,进口底板高程390.8m。溢洪道穿过地层岩性为寒武系上统比条组（G3b）白云岩夹白云质灰岩、灰质白云岩、偶夹泥质灰岩。溢洪道穿过地段无断裂构造发育,其轴线与岩层走向呈60°交角。据ZK4号钻孔资料,覆盖层厚5.4m,基岩为白云岩夹白云质灰岩、灰质白云岩、偶夹泥质灰岩,强风化深10.2m。溢洪道开挖深度不大,溢洪道开挖后左侧为斜向、局部为逆向坡,边坡总体稳定性较好,右侧为斜向、局部为顺向坡,岩层倾角15~20°,岩层倾角平缓。溢洪道进水口采用宽顶堰型式。校核洪水洪峰流量572个工况时,考虑可能出现超过此种洪峰流量概率,就以洪水来多少泄多少的原则,由宽顶堰流的计算公式求解溢流前沿宽B,堰上水头ル=394.3-390.8=2.6m〇各参数取值如下:Q=£（y^mByflgHド式中:m—流量系数,取0.358-ー溢流堰宽,单位mcr一一淹没系数,取1.0£-ー侧收缩系数,取1.0g-一重力加速度，取9.8N/kgB=7—.5=7—iT=88”£（rsmyj2gH0'51x1x0.35x<2x9.81x2.6'5 58经过计算:当实用堰过572m3/s流量时。若不设闸门,为充分利用水头,堰顶高程为390.8m时,溢流堰前缘宽88m,才能安全下泄。由于地形的限制和减少工程量的原则,经水力学计算,把堰顶高程定为389m,即水头降低1.8m,此时溢流堰前缘宽度32m,才能安全下泄。此时堰顶水头4.4m,工程量虽减小了许多,但是损失了1.8m水头。对于白岩河来说,其年平均流量特别小,主要是通过提高水头来发电,所以水头特别宝贵,通过降低水头的方法来减少溢流堰的工程量是不可行的。（二）方案二:溢洪道+泄洪洞（前期导流洞）泄洪。由方案一可知当不设闸门时,溢流堰工程量会很大或者水头损失比较大,由于白岩河水电站地形的限制,在施工前期必须设置导流洞,以便施工期导流。可以考虑把导流洞作为大坝蓄水后洪水期的泄洪洞来使用，也可以用作水库运行期的冲砂洞和水库的放空洞来用，即水工上的“ー洞多用”。根据坝址地址地形条件,并考虑到泄流量相对较大和山区河谷狭窄的特点,为减少施工干扰,施工交通及坝自身的特点,根据初定的方案二拟定了以下两种不同的水工布置方法进行比较:方法Iーー左岸岸边溢洪道+右岸导流洞方法H一一左岸岸边溢洪道+左岸导流洞7.2泄水建筑物的选定方法I导流洞位于右岸兼做后期的泄洪洞,其进水口恰好位于河流的淤积岸,进水ロ容易被淤积,影响泄洪及闸门的启闭。出口处水流流速20.Om/s左右，流速比较大,泄洪期间流量也比较大,对下游河道的冲刷特别严重,消能防冲建筑物工程量增大多倍。增大了投资。右岸的岸坡比较陡,施工交通无法合理安排施工干扰比较大,增大施工难度并延长施工工期。方法n导流洞位于左岸兼做后期的泄洪洞,解决了淤积问题,消能方式采用挑流消能，高速水流被挑向河道对岸的山崖,撞击山崖掺气消能效果特别好,对岸山崖岩性比较好。同时减小了对下游河道的冲刷,并不需要人工消能措施,减少了工程量。左岸边坡比较缓,便于施工的安排。一定程度上缩短了工期,减少了投资。因此,选用方法n左岸导流洞+左岸岸边溢洪道。7.3溢洪道设计及导流洞设计7.3.1溢洪道水力计算由于受地形条件的限制,考虑交通方面的要求,方法n中左岸溢洪道溢流前沿净宽B取为32m。由公式。=£cr,〃あ伝”;、计算得下泄流量为216mコ/s。 59其中m=0.35；B=32m；H0=393.40-390.80=2.6m；g=9.81m/s2；e=1.0:。s=L0。Q=By/TiHゝ5式中:m流量系数,取0.358--溢流堰宽,单位m¢7--淹没系数,取1.0£--侧收缩系数,取1.0g--重力加速度，取9.8N/kg采用宽顶堰,堰顶进ロ为圆角的宽顶堰。由水力学公式:4-"4ームm=0.36+0.01旦―-=0.36+0.01=0.364；1.2+1.1.2+1.5—H2.6Q=mB回喈=0.364x32x0x9.81x2.61-5=216.40a216オ/s。堰顶水头H0=2.6m;溢洪道溢流堰长度为2.5Ho~10H0〇溢洪道由控制段、收缩段、陡槽段、挑流消能段四部分组成。(1)控制段由宽顶溢流堰组成:堰宽为32m,根据《溢洪道设计规范》(SL253-2000)设计规范,溢流堰边墙厚度取值为1.5m。堰上水头=393.40-390.80=2.6/77,定型设计水头Hd=(0.65〜0.85)%=(1.69〜2.2,堰高为《=1.33x凡=1.33x2.21=3.0m,但考虑交通问题,再增加1m,即ク=4.0m。校核水位-堰顶高程+安全超高=边墙高度。边墙高为3.1m,溢流堰长度为(2.5〜10)”0=(6.5〜26)m。此宽顶堰取为21.0m。宽顶堰进ロ处倒圆角,半径为R=1.0m。如下图所示:即:393.40-390.80+0.5=3.10m,1000,14000,6000溢洪道溢流堰中线剖面图1:100(2)溢流堰后接收缩段：因上游堰宽32m,下接陡槽宽仅为9.0m,所以需一逐渐收缩的陡槽段,具体如下: 60①根据已知条件,计算进口处的弗劳德数其中,v=y[2gh=V2x9.81x5.6=10.48m:力=g+2.6=3.0+2.6=5.6mh——收缩段进口处水深;P2——下游堰高;g-重力加速度;取9.81h一・收缩段进口处的平均水深;石=旦_=-=〇.64叽其中。表示校核水位时,溢洪道下泄的流量;Q=216.00m'/sBv32x10.48丿°48=4.18,9.81x0.64②选择出口与进ロ水深比%=2〜3;取为3.0。③验算出口处的弗劳德数エ3。根据进、出口水流连续条件,有式中,仇——收缩段前沿宽度ム——收缩段末端明槽宽度hx——其值取与方相同带入数据解得エ3=2.86>1为急流,满足要求。④求偏转角〇先假定。=10°,由已算得的ら和。,查エ|、。与エ2、タ、%关系曲线,经过反复验算后得%与上述试算值相符,则确定。为10°。⑤求出。值后,根据儿何条件算得收缩段长度L=65.22m边墙高度的确定:ん=(1+.式中,ha——计入波动及掺气的水深;7修正系数,s/m,一般取1.〇〜1.4,此处取1.2；h——未计入波动及掺气的水深,其值为h=2=—216-=1.35/Z? 61hv9x17.79V——收缩段末端水深,根据ソ=0厢解得v=17.79m/s.八1.2x17.79.,ヨ1“h=(Id)xl.35=1.64m,100则边墙高度等于计入波动及掺气的水深加安全加高,安全加高取0.3mん边=1.64+0.3=1.94m。收缩段长度い爲二(論=65.22a收缩段长度’角度为I。度‘长度为65.22m。边墙厚度为1.5m,高度为2.0m。(3)收缩段后接陡槽段,在陡槽段和收缩段之间有一转弯段:由于地理位置的限制收缩段与陡槽不能直接相接,需设置ー转弯段以保证水流能安全下泄，转弯段中线的曲率半径5倍泄槽宽度,即为45m。收缩段后接宽度为9m的泄槽段,泄槽段边坡系数为1.4,水深为1.2m,边墙高度为2.0m,厚度为1.5m。i=0.445。根据当地的地形条件选定下游陡槽段的坡率为i=0.445,运用明渠均匀流公式计算陡槽初始断面平均水深:Q=AC/Ri式中Q——下泄流量,校核洪水时为216.0O/^/s；A过水断面面积,A=(b+mh)h,m2；/?=-R——水力半径,％；X湿周,/=b+2h71+m2；m；h——陡槽过水断面平均水深,m；b陡槽宽,m；m表是坡率,m=l.4；i-率,i=0.445；运用试算法求得下泄校核洪水时的水深(电子表格),如下表示:表7.1粗糙系数n渠道底宽b(m)水深h(m)边坡系数mi流量Q(mVs)速度v(m/s)面积面)湿周(x)水力半径R(m)0.01790.61.40.445152.41225.8155.90411.070.5340.01790.621.40.445161.0726.3276.11811.130.55 620.01790.641.40.445169.92726.836.33311.20.5650.01790.661.40.445178.98127.3266.5511.270.5810.01790.681.40.445188.23127.8156.76711.340.597表7.1(续) 630.01790.71.40.445197.67728.2966.98611.410.6120.01790.721.40.445207.31628.7717.20611.480.6280.01790.741.40.445217.14829.2397.42711.550.6430.01790.751.40.445222.13729.4717.53811.580.651从表中得到当下泄217.148ガ/s的流量时的水深为0.74m»流速v=Q/bxh=29.24m/s.则相应掺气水深为:4=(1+,1.2x29.24h=(\+)x0.74=1.000ma100边墙高:安全加高取为0.5m,瓯=1.000+0.5=1.500m;因为地形条件的影响,边墙0+096.22桩号断面图1：100（4）陡槽段后接挑流消能段:一、挑流鼻坎设计挑流鼻坎有连续式鼻坎和差动式,本设计采用连续式;按规范规定,鼻坎挑射角。=15。~35。之间,根据工程经验,挑射角一般取。=20,25。之间,对于深水河槽8=15°〜20°之间,根据本工程实际情况,取0=20°;鼻坝坝顶高程高出下游最高水位1〜2m,所以鼻坎高程为359.45+l=360.45m,反弧半径R=（4〜10）h,h为校核洪水位反弧处的水深（常近似取鼻坎上水深）。①鼻坎处水流平均流速U按下式计算; 64V=中ベ2gHQター堰面流速系数〃。ー库水位至坎顶的高差v=0.96X"X9.81X（393.4—（359.45+1））=24.4Im/s②因为Q=Aレ=劭レ,所以鼻坝平均水深为:厶=义BvQ一校核洪水时溢洪道下泄流量为216m3/s；B一鼻坎处水面宽度,9m〇_216__9x24.41=0.98/??反弧半径:/?=(4〜10)力=4〜10m取/?=10m,最后确定为R=12.0mo二、挑距和冲抗的估算①连续式挑流鼻坎的水舌挑距厶按水舌外缘计算:根据《混凝土重力坝设计规范》公式。5：L=—[v,2sin6cos6+V]cos。ぶ;sin2。+2g（4+九2）]（3-3）S式中:Lー坎下游垂直面到挑流水舌外缘进入下游水面后与河床面交点的水平距离,m；あ一坎顶水面流速,m/s,按鼻坎处平均流速V的1.1倍计,即计算时匕=1.ル=1.1〇J2g〃〇（Ho为坎顶水位至校核水位的落差,m）；。一鼻坎的挑角,（度）；匕ー坎顶垂直方向水深,m,%=hcos。,h为坎顶平均水深;0一堰面流速系数;1(1.lx24.41)2sin20°cos20°+l.lx24.4lxL=——=53.069加9.81cos20。"(1.1x24.41)2sin220°+2x9.8x(lxcos200+6)鼻坎顶部边墙高度的确定运用公式 65叫=（1+1.2x24.41100)xl=1.29m边墙高:安全加高取为0.5m,瓯=1.30+0.5=1.8m,考虑到鼻坎末端有一水平段,为防止挑出的水流能向两边扩散,将挡墙加高到2m。鼻坎如下图所示:2424し2000边墙高程ア361.50鼻坎高程ワ360.45校核水位ー359.45设计水位.358.03正常水仁356.00底板高科’.351.00鼻坎大样图1:100②最大冲坑水垫厚度估算：参见《混凝土重力坝设计规范》公式tk=kq05H025t'k=kq05Ha25-H2式中:4一水垫厚度,自水面到坑底,m；tk一冲坑深度,m；qー单宽流量，"戸/s；H一上、下游水位差，m;H2一下游水深,m;セー冲坑系数,坚硬基岩取ん=0.9〜1.2,坚硬但完整性较差的基岩k=1.2-1.5,对于软弱破碎裂隙发育的基岩有k=1.5~2.0o由于地形条件的限制,从溢洪道下泄的流量,经挑流消能后,挑距为53.069m,已经挑在对岸的悬崖上,岩石条件比较好,故可以不考虑冲刷坑的影响。溢洪道在左岸，溢洪道泄洪会影响交通,所以在溢洪道收缩段上方修建一条宽4.0m的桥,桥的跨度为21.0m。以满足交通要求。7.3.2水工隧洞的计算校核洪水时下泄流量为572mコ/s;由左岸导流洞+左岸岸边溢洪道承担泄洪,左岸岸边溢洪道下泄流量为 66216m3/s,则剩下的流量由导流洞承担。导流洞承担的流量为。导=572-216=356m"s。导流洞为有压隧洞,泄流能力按管流计算,公式如下:0=ルル2gH其中:"表示隧洞沿程阻カ和局部阻力的流量系数;・般在0.9左右:の表示隧洞出口断面面积;m2,。=成2,/?为水工隧洞半径;m，表示作用水头；m经电子表格试算得,要下泄356mコ/s的流量,需要的隧洞半径为2.4m。此时,下泄流量为356.14m%如下表格:表7.2粗糙系数n水工隧洞半径R(m)隧洞长度!(m)局部损失系数作用水头H0(m)重力加速度g(m/s2)偏转角度流量系数为泄洪流量Q(m3/s)面积A(m2)流速V(n/s)0.0141.91720.4336.49.81350.71214.6211.3418.920.01421720.4336.49.81350.71240.0612.5719.100.0142.11720.4336.49.81350.72266.9313.8519.270.0142.21720.4336.49.81350.73295.2315.2119.420.0142.31720.4336.49.81350.73324.9716.6219.550.0142.41720.4336.49.81350.74356.1418.1019.680.0142.51720.4336.49.81350.71388.7419.6319.80导流洞进水口高程取为359.00m,作用水头H=393.40-359.00+2=36.40m0レ的求法如下:]9y〃-表示粗糙系数；值为0.017Rー表示隧洞半径；2.4mg-表示重力加速度,9.8Im/s?/ー表示隧洞长度:172m表示局部水头损失之和;式中X=0.01694；1=172m；d=4.8m；モ7=4+ム,“是进水口的局部水头损失系数取0.02；テ是拐弯处的局部水头损失系数,求法如下。 67。⑶+0.1632（ザ式中p=24m；e=35°;d=4.8,”;带入公式得:ルポル。丫"=0.131+0.16321—1—r=0.0821；2＞よ+ぺ=0.02+0.0821=0.1021。〃=/1=]=0.7649J1+/+ZくJ1+0.01694チ+0.1021水工隧洞半径取为2.4m时,水工隧洞的泄洪流量为:Q=//0J2g”=0.7649x乃x2.42xJ2x9.81x364®356.00〃バ/s所以,校核水位时,隧洞泄洪能力为356.14n?/s。7.3.3水工隧洞的确定ー、水工隧洞的类型为满足水利水电工程各项任务的需要，在地面以下开凿的各种隧洞,称为水工隧洞。其功用是:⑴配合溢洪道宣泄洪水,有时也可以作为主要泄洪建筑物之用。⑵引水发电,或为灌溉、供水、航运和生态输水。⑶排放水库泥沙,延长水库使用年限，有利于水电站等的正常运行。⑷放空水库,用人防或检修建筑物。⑸在水利枢纽施工期用来导流。水工隧洞可分为泄洪隧洞、引水发电和尾水隧洞、灌溉和供水隧洞、放空和排沙隧洞、施工导流洞等。按隧洞洞内的水流流态，又可分为有压隧洞和无压隧洞。二、水工隧洞的工作特点⑴水力特点。枢纽中的泄水隧洞,除少数表孔进口外,大多数是深式进口。深式泄水隧洞的泄流能力与作用水头H的1/2次方成正比，当H增大时,泄流量增加较慢,超泄能力不如表孔强;但深式进ロ位置较低,能提前泄水,从而提高水库的利用率,减轻下游的防洪负担,故常用来配合溢洪道宣泄洪水。泄水隧洞所承受的水头较高,流速较大,如果体型设计不当或施工存在缺陷,可能引起空化水流而导致空蚀;水流脉动会引起闸门等建筑物的振动;出口单宽流量大,能量几种会造成下游冲刷。为此应采取适宜的防止空蚀和效能措施。⑵结构特点。隧洞为地下结构,开挖后破坏了原来岩体内的应カ平衡,引起应カ重分布,导致围岩产生变形甚至崩塌,为此,常需设置临时支护和永久性衬砌,以承受围岩压カ。但围岩本身也具有承载カ,可与衬砌共同承受内水压カ等荷载。承受较大内水压カ的隧洞,要求围岩具有足够的厚度和进行必要的衬砌,否则一旦衬砌破坏,内水外渗,将危害岩坡稳定及附近建筑物的正常运行。过大的外水压力也可使埋藏式压カ钢管失稳。故应做好勘探工作,使隧洞尽量避开不利的地质、水文地质地段。 68⑶施工特点。隧洞一般是断面小,洞线长,从开挖、衬砌到灌浆エ序多,干扰大,施工条件较差,工期一般较长。施工导流隧洞或兼有导流任务的隧洞,其施工进度往往控制整个工程的工期。因此,采用新的施工方法,改善施工条件,加快施工进度和提高施工质量是隧洞工程建设中值得研究的重要课题。三、水工隧洞的组成水利枢纽中的泄水隧洞主要包括下列3个部分:⑴进口段。位于隧洞进口部位,用以控制水流。包括拦污栅、进水喇叭ロ、闸门室及渐变段。⑵洞身段。用以泄放和输送水流。一般都需进行衬砌。⑶出口段。用以连接消能设施。无压泄水隧洞的出口仅设有门框,有压泄水隧洞的出ロー般设有渐变段及工作闸门室。7.3.4水工隧洞进口段本工程是导流洞与泄洪洞合一布置,前期用作导流,后期用作泄洪。进口段包括:进水喇叭ロ、闸门室、通气孔、拦污栅、平压管和渐变段几个部分。1.进水喇叭ロ隧洞的进水口常采用顶板和边墙顺水流方向三面收缩的平底矩形断面,其体形应符合孔口泄流的形态,避免产生不利的负压和空蚀破坏,同时还应尽量减少局部水头损失,以提高泄流能力。喇叭ロ的顶板和边墙常采用椭圆曲线,其方程为:二+二=1a2b2式中:。为椭圆长半轴,对于顶板曲线约等于闸门处的孔口高度H,对于边墙曲线约等于闸门处的孔口宽度B,对于顶板曲线约为H/3,对于边墙曲线约为（1/3〜1/5）B。对于重要工程,为保证喇叭口具有良好的体型,进ロ曲线应通过水工模型试验确定。对于有压隧洞的进水口,常采用长轴为水平的1/4椭圆曲线。本工程水工隧洞半径R=2.4m,闸门处孔口高度为H=2R=4.8m,椭圆长半轴a=4.8m,椭圆短半轴b=H/3=1.6m。对于顶板曲线和边墙曲线采用相同椭圆方程为:xy1-+—~—=1经取值计算如下表:表7.3椭圆长半轴a椭圆短半轴bX坐标Y坐标(X,Y)4.81.62.402.4,0 694.81.62.31.12.3,1.404358295529394.81.62.21.422.2,1.422048600513444.81.62.11.442.1,1.438749456993824.81.621.452,1.45449494861814.81.61.91.471.9,1.469315789368954.81.61.81.481.8,1.483239697419134.81.61.71.51.7,1.496291712497564.81.61.61.511.6,1.50849446653134.81.61.51.521.5,1.519868415357074.81.61.41.531.4,1.530432037766534.81.61.31.541.3,1.540202006953064.81.61.21.551.2,1.549193338482974.81.61.11.561.1,1.557419518163164.81.611.561,1.564892612574074.81.60.91.570.9,1.571623364550174.81.60.81.580.8,1.577621275493234.81.60.71.580.7,1.582894676077844.81.60.61.590.6,1.587450786638754.81.60.51.590.5,1.5912957683044.81.60.41.590.4,1.594434765746854.81.60.31.60.3,1.59687194226713表7.3（续）4.81.60.21.60.2,1.598610507770914.81.60.11.60.1,1.599652740093584.81.601.60,1.61/4椭圆曲线如下所示:根据DL/T5195—2004水工隧洞设计规范,检修门槽前的入口段长度可控制在0.8〜1.0倍工作闸门处的孔口高度范围内。本工程采用1.0倍出即进水口到闸门处的距离d=l.0H=4.8mo2.水工隧洞通气孔在泄水隧洞的进水口或中部闸门之后应设通气孔,其作用是:①工作闸门在各级开 70度情况下承担补气任务,补气可以降低门后负压,稳定流态,避免建筑物发生振动和空蚀,减小作用在闸门上的下拖カ和附加水压カ;②检修时,在下放检修门之后放空洞内水流过程中用以补气;③检修完成后,需要向检修闸门和工作闸门之间充水,以便平压开启检修闸门,此时,通气孔用以排气。所以,通气孔在泄水隧洞的正常泄流、放空和充水过程中,承担补气和排气任务,对改善流态、避免运行事故起着重要的作用。通气孔尺寸大小采用800mmX700mm02.水工隧洞拦污栅泄水隧洞一般不设拦污栅,当需要拦截水库中的较大浮沉物时，可在进口设置固定的栅梁或粗拦污栅。引水发电的有压隧洞进ロ应设细栅,以防污物阻塞和破坏阀门及水轮机叶片。本工程进口高程为淤沙高程,前期用作导流,后期用作泄洪,不设置拦污栅。4.水工隧洞渐变段、闸门室及平压管渐变段施工太复杂,所以不宜太长。但为使水流平顺，也不宜太短,一般采用洞身直径的1.5〜2.0倍。边壁的收缩率控制在1：5〜1：8之间。本工程洞身直径为D=4.8m,所以渐变段长度L为（1.5〜2.0）D=7.2〜9.6m,结合进口处渐变段7.3.5水工隧洞洞身段ー、洞身断面型式洞身断面型式取决于水流流态、地质条件、施工条件及运行要求等。有压隧洞一般采用圆形断面,原因是圆形断面的水流条件和受力条件都较为有利。当围岩条件较好、内水压カ不大时,为了便于施工方便,也可以采用无压隧洞常用的断面型式。本工程采用圆形断面。二、洞身断面尺寸本工程结合地形条件考虑泄洪,由左岸溢洪道+左岸导流洞,校核水位时(0.5%)首先由溢洪道泄洪216.00mシs,然后由隧洞下泄。导=572-216=356m"s,由以上数据已经算出隧洞半径R=2.4m。三、洞身衬砌1.衬砌的功用为了保证水工隧洞安全有效地运行,通常需要对隧洞进行衬砌。衬砌的功用是:①限制围岩变形, 71保证围岩稳定;②承受围岩压カ、内水压カ等荷载;③防止渗漏;④保护岩石免受水流、空气、温度、干湿变化等的冲蚀破坏作用；⑤减小表面糙率。1.衬砌的类型⑴平整衬砌,亦称为护面或抹平衬砌。衬砌不承受作用カ,只起减小隧洞表面糙率,防止渗漏和保护岩石不受风华的作用。对于无压隧洞,如岩石不易风化,可只衬护过水部分。平整衬砌适用于围岩条件较好,能自行稳定，且水头、流速较低的情况。根据隧洞的开挖情况，平整衬砌可采用混凝土、浆砌石或喷混凝土。⑵单层衬砌。由混凝土、钢筋混凝土、或浆砌石等做成。单层衬砌,特别是钢筋混凝土、混凝土衬砌应用最广,适用于中等地质条件、断面较大、水头及流速较高的情况。根据工程经验,混凝土及钢筋混凝土的厚度,一般约为洞径或洞宽1/8〜1/12,且不小于25cm,由衬砌计算最总确定。⑶组合式衬砌。有内层为钢板、钢筋网喷浆,外层为混凝土或钢筋混凝土;有顶拱为混凝土，边墙和底板为浆砌石;有顶拱、边墙喷锚后再进行混凝土或钢筋混凝土衬砌等型式。本工程采用C20混凝土衬砌,衬砌厚度为(1/8-1/12)洞径D,D=4.8m,衬砌厚度为(1/8-1/12)D=0.6〜0.4m。本工程衬砌厚度定为500mm。洞身断面如下图所示；洞身段断面图171002.衬砌分缝混凝土及钢筋混凝土衬砌是分段分块浇筑的。为防止混凝土干缩和温度应カ而产生裂缝,在相邻分段间设有环向伸缩缝,沿洞线的浇筑分段分长度应根据浇筑能力和温度收缩等因素分析决定,一般可采用6-12m。无压隧洞的伸缩缝,如无防渗要求,可做成平缝或设键槽,不设止水,分布钢筋也不 72穿过接缝；对有压隧洞和有防渗要求的无压隧洞，则需要在缝中设止水。纵向施工缝应设在拉、剪应カ较小的部位。对于圆形隧洞,常设在与中心铅直夹角45°处；对于城门洞形隧洞,为便于施工可设在顶拱、边墙、底板交界附近。纵向施工缝需要凿毛处理,有时增设插筋以加强整体性,缝内可设键槽,必要时设止水。1.灌浆隧洞灌浆分为回填灌浆和固结灌浆两种。回填灌浆是为了充填衬砌与围岩之间的空隙,使之结合紧密,共同受カ,以发挥围岩的弹性抗力作用,并减小渗漏。浇筑顶拱时,可预留灌浆管,待衬砌完成后,通过预埋管进行灌浆。回填灌浆范围,一般在顶拱中心角90°〜120°以内,孔距和排距为2〜6m，灌浆孔应深入围岩5cm以上，灌浆压カ应视混凝土衬砌厚度和配筋情况确定,对混凝土衬砌可采用0.2〜0.3Mpa,对钢筋混凝土衬砌可采用0.3—0.5Mpa。固结灌浆的目的在于加固围岩，提高围岩的整体性,减小围岩压カ,保证围岩的弹性抗力,减小渗漏。对围岩是否需要进行灌浆,应通过技术经济比较确定。固结灌浆均分布于隧洞断面周围,固结灌浆孔的排距宜采用2〜4m,每排不宜少于6孔,对称布置,相邻断面错开排列;灌浆深度应根据对围岩的加固和防渗要求而定,可取0.5倍隧洞直径（或洞宽）:灌浆压カ可采用1.0〜2.0倍内水压カ。对于高水头的有压隧洞,固结灌浆压カ宜小于1.5倍水压カ,并应小于围岩最小主应カ。固结灌浆应在回填灌浆7〜14d之后进行。灌浆时应加强观测,以防洞壁发生变形破坏。7.3.6水工隧洞出口消能段及消能设施ー、出口段的体型有压隧洞出口，绝大多数设有工作闸门,布置启闭机室，闸门前设有渐变段,将洞身从圆形断面渐变为闸门处的矩形孔口,出口之后即为消能设施。有压泄水隧洞由于自由出流时，主流下跌，在出口段一定长度范围内洞顶易出现负压。有的圆形隧洞,出口断没有收缩,洞顶负压范围很大。为避免出现负压，通常将出□断面适当收缩,如沿程边界无显著变化,出口收缩比可采用0.85〜0.9;断面变化较多,水流条件较差时,可减小为0.8〜0.85。出口处渐变段（由圆变方）如下图所示:出ユ处渐变段由圆变方二、消能设施 73泄水隧洞大都采用挑流消能,其次是底流消能。本工程采用挑流消能。 74I、挑流鼻坎设计挑流鼻坎有连续式鼻坎和差动式,本设计采用连续式;按规范规定,鼻坎挑射角。=15。~35。之间,根据实际工程经验,挑射角一般取。=20。~25°之间,对于深水河槽。=15°〜20°之间,根据本工程实际情况,取。=20°。鼻坎处高程为356.42m,反弧半径R=(4~10)h,h为鼻坎处的水深(常近似取鼻坎上水深)。①鼻坎处水流平均流速v按下式计算:V=(Pyl2gHaQ一堰面流速系数H。ー库水位至坎顶的高差キ=ル=~]~IZく-表示总的局部损失系数;ス丄-表示总的沿程损失系数;d/ー表示洞径长度;d-表示洞径直径;Z7=0.1+0.1+0.05+0.1=0.352-=0.412dn=0.736x或x9.81x(393.4-359-2.4+3)=19.29m/s②因为。=Aレ=8/Jレ,所以鼻坝平均水深为:h=—BvQ一校核洪水时溢洪道下泄流量为356m3/s；Bー鼻坎处水面宽度,4.8m。：.h=3564.8x19.29=3.84m(4)反弧半径:/?=(4-10)//=4-10/n取R=10m,最后确定为R=15.36m。如果反弧半径取得太大,则将使鼻坎向下游延伸太长,增加工程量。所以取反弧半径R=15.00m。II、挑距的估算连续式挑流鼻坎的水舌挑距L按水舌外缘计算:根据《混凝土重力坝设计规范》公式C5：L=—[v；sin6cos8+V]cosOq叫ユsin2O+2g{hx+h2)]g式中:Lー坎下游垂直而到挑流水舌外缘进入下游水而后与河床面交点的水平距离,m；匕ー坎顶水面流速,m/s,按鼻坎处平均流速v的1.I倍计,即计算时 75vl=\Av=l.\(py12gH0(Ho为坎顶水位至校核水位的落差,m)；。一鼻坎的挑角,(度)；4ー坎顶垂直方向水深,m,%=hcos。,h为坎顶平均水深;ター堰面流速系数;I(l.lx19.29)2sin20°cos20°+l.1x19.29x：.L=—=40.338/779.81cos20°V(l.lxl9.29)2sin220°+2x9.8x(1xcos200+6)导流洞出口髙程为356.0m,出口采用弧形闸门控制。高速水流经半径为15.0米的反弧段由挑流鼻坎挑向河对岸悬崖,挑距40..338米。对岸岩石条件比较好,所以冲刷坑深度不用计算。 76第八章电站引水管道、进水口的确定8.1引水管道的确定本工程电站最大引用流量为!6.0m3/s,厂房为坝后式厂房,从坝上直接引水,采用坝内埋管，后接明钢管引水到厂房。根据《水电站压カ钢管设计规范》SL281—2003确定。根据规范,我国还没有技术经济管径的通用公式。一般规定;明管和地下埋管，当作用水头10〇〜300m,流速取4〜6m/s。坝内埋管,用水头3〇〜70m,流速取为3~6m/s；作用水头70〜150m,流速5〜7m/s;作用水头150m以上，流速取7m/s。坝内管较短,流速约大于引水式电站。。水头提高,流速可适当加大。坝内埋管的进水口、拦污栅、闸门在总造价中所占比重、局部损失在总水头损失中所占比重均较大，都应参与比较。电站主要水能参数:电站总装机容量1260KW装机台数2台年利用小时数4762h年发电量600万kw.h保证出力324kw最大水头Hmax36.10加权平均水头Hp30.50额定水头Hr29.0最小水头Hmin23.80电站引用流量16.00m3/s本工程最大水头为36.10m〇所以管道流速取为3〜6m/s。当流速定为4.Om/s。则通过水电站最大引用流量16.OOmVs时,需要管径直径为do根据公式计算得:Q16.00,“A=—==4.00/??v4.00Af表示管道过水断面面积;mQ-＞电站最大引用流量;m'/svf管道经济流速;3-6m/sd=2x^-=2x4.0.»工2.26m3.14所以,管道直径为2.26m。8.2进口段的确定进口段包括:进水喇叭ロ、闸门室、通气孔、拦污栅、平压管和渐变段儿个部分。8.2.!进水口底部高程的确定水库:校核洪水位m393.40设计洪水位m392.00 77正常蓄水位m390.80死水位m378.50正常蓄水位下相应库容万m3178调节库容万m3144死库容万m334水库死水位高程为375.80m,根据《水利水电工程进水口设计规范》SL285-2003,有压式进水口最小淹没深度,防止产生贯流式漏斗漩涡考虑,最小淹没深度可按下式估算:S=CVd'12式中:Sf表示最小淹没深度;d—>闸孔高度（m）；d=2.26,“レT・闸孔断面平均流速（m/s）400m/sCf系数,对称水流取0.55,边界复杂和侧向水流取0.73。S=CVd'12=0.55x4.0x2.26|/2=3.31m所以,进水口淹没深度为3.31m。进水口底板高程为372.93m:进水口中心线高程为374.06m。8.2.2进水喇叭ロ进水口常采用顶板和边墙顺水流方向四面收缩或三面收缩（底板不收缩）的平底矩形断面，喇叭ロ的顶板和边墙常采用椭圆曲线,其方程为式中:。为椭圆长半轴,对于顶板曲线约等于闸门处的孔口高度H,对于边墙曲线约等于闸门处的孔口宽度B,对于顶板曲线约为H/3,对于边墙曲线约为（1/3〜1/5）B。对于重要工程，为保证喇叭口具有良好的体型,进ロ曲线应通过水工模型试验确定。对于有压隧洞的进水口,常采用长轴为水平的1/4椭圆曲线。本工程水工隧洞半径R=1.13m,闸门处孔口高度为H=2R=2.26m,椭圆长半轴a=2.26m,椭圆短半轴b=H/3=0.75m。对于顶板曲线和边墙曲线采用相同椭圆方程为:——=12.2620.752采用电子表格计算1/4椭圆坐标如下所示: 78椭圆长半轴a椭圆短半轴bX坐标丫坐标(X,Y)2.260.751.130.001.13,02.260.751.030.671.03,0.6675800180558732.260.750.930.680.93,0.683555821398642.260.750.830.700.83,0.69758973715322.260.750.730.710.730000000000001,0.7097969581140682.260.750.630.720.630000000000001,0.7202703673395892.260.750.530.730.530000000000001,0.729084688043882.260.750.430.740.430000000000001,0.7362995060201992.260.750.330.740.330000000000001,0.7419614833292532.260.750.230.750.230000000000001,0.7461059729527132.260.750.130.750.130000000000001,0.7487581738854642.260.750.030.750.0299999999999998,0.7499339190874662.260.750.000.750,0.758.2.3通气孔Q4=0.09か式中:2I为通气孔的通气量パ/s;レ3为水流流速か/s；A为闸门后泄水孔断面面积帆,［り』为通气孔允许风速，一般不超过3050m/s；a为通气孔断面面积加ユ;d为通气孔直径mo_16__2.26x2.26=3.13m/5Qu=0.09x3.13x2.26x2.26=1.44，ガ/sa=-=0.0288ガ50d=Jj2s9，0288.=0,]897n取0.6(兼进人孔)m8.2.4渐变段事故闸门后接ー渐变段,渐变段施工复杂,所以不宜太长。但为使水流平顺,也不宜太短,一般采用洞身直径d的1.5〜2.0倍。洞身直径d=2.26m,渐变段长度L=1.5X2.26=3.39m。渐变段长度由方形变为圆形:图示如下:8.2.5事故闸门 79由于发电引水进ロ在坝上取水,坝顶宽度又要满足交通要求,所以闸门只能设置事故闸门。闸门所处位置为2.26X2.26（宽X高）,所以闸门的宽度和高度为2.86X2.46（宽义高）。 80第九章水电站厂房的布置设计计算8.1电站基本参数装机容量2x630KW设计洪水位(30年一遇)校核洪水位(200年一遇)正常蓄水位隧洞进水口高程(1)水库:校核洪水位m393.40设计洪水位m392.00正常蓄水位m390.80死水位m378.50正常蓄水位下相应库容万バ178调节库容万ra3144死库容万ー34(2)下游水位:厂房校核洪水尾水位m359.45厂房设计洪水尾水位m358.03(3)主要水能参数:电站总装机容量1260KW装机台数2台年利用小时数4762h年发电量600万kw.h保证出力324kw最大水头Umax36.10加权平均水头Hp30.50额定水头Hr29.0最小水头Hmin23.80电站引用流量5.38m3/s下游:358.03m下游:359.45m390.80m359.00m正常尾水位354.70m设计水头7.23m 81厂房机电设备:水轮机ZDT03-LHT602台总装机2x630bv发电机SF-630-20/17302台调速器2台机旁盘3个800mmX600mmX2400mm开关柜.1200mmX600mmX2200mm9.2主厂房的平面设计9.2.I主厂房的上部结构部分一''ん总长=ム+ム+厶其中式子中ムーー机组段长度;厶"边机组段加长;厶ーー为装配场长度;（1）机组段长度的确定:L,=L+（+Lx式中L+x机组段+x方向的最大长度;L_x机组段-X方向的最大长度。①蜗壳层:厶+x=R|+d；L_x=R2+S2；式中:仇;2T表示蜗壳外部混凝土厚度。初步设计时取1.2~1.5m,对低水头大型轴流式机组,可取1.5~2.0m蜗壳半径:8=2.56;&=1.44;取仇=S2=1.5mo②尾水管层:L+X=。+81（对称尾水管）；Lx=六+ざ2或ん+x=夕+当士d（偏心尾水管｝L_x=y++d（偏心尾水管）B—＞尾水管宽度;らf尾水管混凝土边墩,初步设计时可取1.5~2.0m,大型机组取2.0,〃；df尾水管偏心距离,如对称尾水管,d=0o尾水管数据（对称尾水管）:夕=2.1792m；d=%=L5m。③发电机层:7①3bぶ,①3bぶL=11•ざ3；L=11•え;♦x2222中3f表示发电机风罩内径;国一表示发电机风罩壁厚,•般取0.3~0.4m；bT表示两台机组之间风罩外壁净距,一般取1.5~2.0m,如两台机组间设楼梯时,取3~4m。 82由厂家提供的机组资料知道，发电机风罩内径为3.20m。凡+4んL+x+Lx厶蜗壳层2.56m+l.5m1.44m+l.5m4.06m+2.94m7.00m尾水管层2.1792m+l.5m2.1792m+l.5m3.679m+3.679m7.358m发电机层1.60m+l・5m+0.4m1.60m+l.5m+0.4m3.50m+3.50m7.00m由表中数据知:尾水管层的机组段长度最长所以し=7.358m（2）端（边）机组段加长的确定：端机组段长度可以根据下面公式求得：L=ム+AL其中:AL=（0.11.0）ワ,式中ク为水轮机转轮直径,量得水轮机直径为1.60m。贝リ：AL=（0.11.0）xl.6=0.16~1.6/n.取为1.00m。所以端机组段长度为:厶=ム+ムし=7.358+1.00=8.36m（3）装配场长度的确定：装配场又称安装间,它是组装、检修设备的场所。装配场的位置与对外交通随厂房类型而异,一般位于厂房靠交通道的一端。在特俗情况下,当机组台数较多时,厂房两端都设装配场。在地下式厂房,也可以将装配场设在机组之间。装配场与主机室宽度相等,以便利用起重机沿主厂房纵向运行。确定装配场尺寸主要在于确定长度,・般约为机组段L的1〜1.5倍。本工程采用装配场长度为レ=1.5ム=1.5x7.358^11.0,”。所以主厂房总长度:L窓=厶+ム+ム=7358+8.36+11=26.72m土27.00m。二、主厂房宽度的确定以机组中心线为界,厂房宽度B可以分为上游侧宽度收和下游侧宽度纥两部分B=B,+B、0=g+用+ん式中A——风罩外壁至上游墙内侧的净距,由上游侧电气设备和附属设备的布置及通道尺寸确定;心——发电机风罩壁厚,一般取0.3—0.4m；我——发电机风罩内径。本工程中Bs=1.60+0.4+2+0.6+1.5=6.0mBx=1.6+0.4+2==4.0mB=B'+B、=6.0+4.0=10.0m所以主厂房宽度为B=10.Onio9.3主厂房的剖面设计9.3.I水轮机安装高程ラ「 83选用竖轴轴流定浆式水轮机,其安装高程可用下式表示:%=VFmin+Hs+XD\//=1O.3-（（t+A（t）/711900式中:ル为水轮机安装高程m；Vドmin为水电站厂房建成后下游设计最低水位（m）,全厂有1至2台机组时，取1/2台机组流量相应的尾水位;有3台或4台机组时，取1台机组流量相应的尾水位;有5台及5台以上机组时,取1.5到2台机组流量相应的尾水位,由于该厂房采用两台机组,所以在图中求得尾水位为354.70m；£>,——水轮机转轮的直径,该处为1.6m；X——系数,其值约为0.41或按照水轮机制造厂提供的数据采用。”,——水轮机允许吸出高度,m；（7——气蚀系数，根据水轮机特性曲线来确定,由《水工设计手册》及其他资料查得该设计取0.18；Ao--由模型换算到实际水轮机时,气蚀系数的修正值,可由水轮机制造厂提供,此处为在《水工设计手册》查得0.030；H"计算水头,36.10m；—ーー水电站厂房所在地点海拔高程的校正值。▽在初步设计时可以选用下游平均水位高程,选用355.00m。根据上面的公式求得:%=10.3-(0.18+0.030)x36.1-35500-l=1.32mVr=354.7+1.32+0.41x1.6=356.68团所以白岩河水电站水轮机安装高程为356.68m0同时在下游正常尾水时尾水管出口的淹没深度为:354.70-(356.68-4.47+1.984)=0.506,〃>0.4Z〃,满足要求。9.3.2主厂房基础开挖高程ラF主厂房基础开挖高程可以根据公式: 84▽f=4-(〃3+人2+%)式中:力3尾水管出口顶面高程,カS=2.49,〃;人2尾水管出口高程,レ2=L98，〃;九尾水管底板混凝土厚度,4=1.0Z〃。根据上面求得!▽广=▽ア一(力3+a+ム)=356.68-(2.49+1.98+1.0)=351.21m9.3.3水轮机层地面高程X水轮机地面高程可以根据公式:V)=Vr+/i4式中:ん为蜗壳顶混凝上层厚度,人《=1，94Z〃。根据以知条件求得:％=ル+%=356.68+1.94=358.62z〃,由于一般取100mm的整数倍。所以定为358.70m。9.3.4发电机装置高程ラ。发电机装置高程可以根据公式:▽g=り+厶4+ム5+〃6=K+ム5+ム6式中:ヵ5为发电机机墩进入孔的高度;ル为进人孔顶部厚度。根据公式求得:vc=356.68+4.113=360.793/n9.3.5发电机层楼板高程し一般情况下应满足下列条件:（1）保证各层高度和设备布置及运行上的需要。例如水轮机层的净高不少于3.5~4.0m〇（2）保证下游设计洪水不淹没厂房。根据所给的机组图可以求得：V2=356.68+5.176=361.856m式子中的。为发电机装置高程与发电机层楼板高程之间的距离（本工程中。取5.176m）10.3.6起重机（吊车）的安装高程ラ。 85起重机的的安装高程取决于下列要求：机组拆卸检修起吊最大和最长部件时与固定的机组、设备、墙、柱、地面之间保持水平净距0.3m,垂直净距0.6-1.0m,以免挂件松弛或吊件摆动而破坏设备或墙柱;另ー方面在装配厂检修变压器时,还需满足吊起变压器铁芯所需要的高度,可用下式表示:Vc=V2+/i7+/z8+/j9+//1（）+/?）1式中ル——发电机定子高度和上机架高度之和（如果发电机定子为埋入式布置,ル就为上机架的高度）；%——吊运部件与固定的机组或设备间的垂直净距;レ—最大吊运部件的高度;%。—吊运部件与吊钩间的距离（一般在1.〇〜L5左右）,取决于发电机起吊方式和挂索、卡具;%,——主钩最高位置至轨顶面距离;▽。=ラ2+ル+ル+ル+%+%=361.856+0.26+0.9+2.632+1.0+2.0=368.648m所以,起重机（吊车）的安装髙程Vc=368.648m。9.3.7屋顶高程VR当吊车轨顶高程确定后,根据吊车上的小车高度,加上检修吊车需要预留的高度。确定屋顶框架后的高度,得出屋顶高程即屋顶高程Vr=匕+4=368.648+3.0=371.64m。屋顶高程到发电机层楼板高程的高差为A/7=371.64-361.856=9.78〃［。10.3.8装配场的楼板高度装配场的楼板高度主要取决于对外交通道路高程和发电机层楼板高程,选择装配场的楼板与发电机楼板同高。 86参考文献:[1]SL226-2001,《水电站厂房设计规范》[S]•北京:中国水利水电出版社,2001.[2]SL319-2005（《混凝土重力坝设计规范》[S],北京:中国水利水电出版社,2005.[3]SL252-2000I《水利水电工程等级划分及洪水标准》[S],北京:中国水利水电出版社,2000.[4]SL303-2004I《水利水电工程施工组织设计规范》[S].北京:中国水利水电出版社,2004.[5]SL279-2002,《水工隧洞设计规范》[S]•北京:中国水利水电出版社,2002.[6]SL253-2000.《溢洪道设计规范》[S].北京:中国水利水电出版社,2000.[7]SL281-2003.《水电站压カ钢管设计规范》[S].北京:中国水利水电出版社,2003.[8]SL285-2003,《水利水电工程进水口设计规范》[S].北京:中国水利水电出版社，2003.[9]张治滨、王筱生等.水电站建筑物设计参考资料[M].北京:中国水利水电出版社，1997.[10]潘家铮.水工隧洞和调压室[M].北京:水力水电出版社,1992.[11]吴持恭.《水力学》[M].（第三版上、下册），北京:高等教育出版社，2003.1.[12]左东启、顾兆勋、王文修.水工设计水手册[M].北京:水力水电出版社,1989.[13]袁光裕、胡志根.水利工程施工[M].北京:中国水利水电出版社,198〇.[14]金钟元.《水力机械》[M].（第二版）,北京:中国水利水电出版社,1991.5.[15]马善定、汪如泽.《水电站建筑物》[M].（第二版），北京:中国水利水电出版社,2007.[16]周之毫沈曾源等.《水利水能规划》[M].（第二版），北京:中国水利水电出版社，2007.[17]叶守泽、詹道江.《工程水文学》[M].（第三版），北京:中国水利水电出版社,2007.[18]孙家齐.《工程地质》[M].（第二版）,武汉:武汉理工大学出版社，2003.[19]林继锦.《水工建筑物》[M].（第四版）,北京:中国水利水电出版社,1996.7. 87致谢毕业设计是我们大学生活中的最后一次设计,是对我们大学四年所学的专业知识的ー个大的总结,在此相当珍惜这么一次大的练习,其间赋于了极大的热情和高度的重视,在行动上表现出相当的积极性,更幸得指导老师肖老师的帮助,使得设计能顺利完成,圆满结束了大学四年的学习生涯,为自己在校四年划上一个圆满的句号。在这里首先要感谢我的指导导师肖老师。肖老师平日里工作繁多,但在我做毕业设计的每个阶段,从查阅资料到设计草案的确定和修改,中期检查,后期详细设计,拟定设计图等整个过程中都给予了我悉心的指导。在设计过程中不厌其烦解答我的各种疑问,提供资料和修改意见，让我对水利水电工程有了较全面了解,为日后的工作和更进ー步的学习打下了坚实的基础,也积累了许多宝贵的设计经验。对各位老师我既敬佩他们的专业水平,又敬仰他们的治学严谨和科学研究的精神,这是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。在这里,请接受我最最真挚的谢意和祝福:老师们,您们辛苦了!同样我还要感谢大学四年里与我朝夕相处的同学们。是你们,给予了我一个融洽温暖的大家庭,让远在异乡求学的我时刻感受到家的温暖;是你们在学习上、生活上、エ作中和我友好和谐的相处和协作与帮助,使得我在四年的学习生活中感受到那份真切与感动。也因为这样,给了我很大的动カ,这激励了我努力奋斗和积极进取的那份激情,使我ー步步的进步和提高。在此还要感谢我的母校ー贵州大学四年来对我的大力栽培。贵州大学，给了我很多的引导,并感化了我,让我怀着的对您的崇敬和仰望去追求和奋斗,我因为您而开始了解了我人生的价值和意义，实现了我的梦想。同样感谢四年来给予我支持和帮助的所有老师和同学。愿母校办学越来越好! 88附录ーvisuaIbasic编程第一章visualbasic编的程序如下所示1.1基本剖面的确定程序如下:PrivateSubForm_Load()MsgBox”输入时请注意各值的单位以“KN“和”米“记,一定要注意C的单位”,vbOKOnly+vbExclamation,”单位事项”EndSubPrivateSubCommandl_Click()DimHlAsDouble,H2AsDouble,HAsDouble,aAsDouble,fAsDouble,XAsDouble,pAsDouble,wAsDouble,uAsDouble,tanlAsDouble,tan2AsDoubleDimKsAsDouble,cAsDouble,nOAsDouble,gAsDouble,conAsDoubleHl=Val(Combol.Text):H2=Val(Combo2.Text):H=Val(Combol.Text)-Val(Combo2.Text)a=Val(Combo5.Text):f=Val(Combo3.Text):X=Val(Combo10.Text):tanl=Val(Combo6.Text):c=Val(Combo4.Text)tan2=Val(Combo7.Text):nO=Val(Combo11.Text):g=Val(Combo8.Text):con=Val(Combo9.Text)If(tanl+nO*tan2)<0.7Or(tanl+nO*tan2)>0.9ThenMsgBox"底宽和高之比不符合规定范围应该是0.7= 89pl.Prinビ重力w=";w;"KN"，计算扬压カ:u=g/2*X*(Hl+a*H+H2)+g/2*(H2+a*H+H2)*(tan2*n〇・Hl+tanl*Hl-X)pl.Print"扬压カu=";u;"KN"’安全系数的计算:Ks=(f*(w-u)+c*(Hl*tanl+Hl*tan2*nO))/ppl.Print”抗滑稳定安全系数Ksゴ;KsB=Hl*tan1+H1*tan2*nOpl.Print”坝底宽Bゴ;B;“米“EndIfEndSubPrivateSubCommand2__Click()Combo1.Text""”:Combo2.Text二"”:Combo3.Text二"”:Combo5.Text=H"CombolO.Text二””：Combo6.Text二””：Combo4.Text二””：Combo7.Text二””Combo11.Text二””pl.CisEndSubPrivateSubCommand3_Click()pl.CisEndSub1.2实用剖面的确定、应カ计算程序如下:PrivateSubCommand4_Click()DimHl!,H2!,a!,f!,X!,p!,w!,u!,tanl!,tan2!，不计算扬压カ的应カ计算：DimKs!,c!,nO!,g!,con!Dimb!,xhg!,Ps!,Ys!,hs!,fs!,he!Dimpz!Dimhl!,L!,hz!,VO!,D!,HO!,pl!,pls!’应カ分析定义:Dimryu!,ryd!,Wz!,Mz!,Bz!,H1H!,H2H!计算扬压カ时的定义:Dimtbjl!,tbj2!,pbjl!,pbj2!,rxbjl!,rxbj2!Dimrsbl!,rsb2!,rxbl!,rxb2!H1=Val(Combo2.Text):H2=Val(Combo3.Text)a=Val(Combol4.Text):f=Val(Combo16.Text):X=Val(Combo8.Text):tanl=Val(Combo6.Text):c=Val(Combo17.Text) 90tan2=Val(Combo7.Text):nO=Val(Combo20.Text):g=Val(CombolO.Text):con=Val(Textll.Text)b=Val(Combo9.Text):Ys=Val(Combol1.Text):hs=Val(Textl5.Text):fs=Val(Combol3.Text):he=Val(Combo15.Text)VO=Val(Combol8.Text):D=5*Val(Combol9.Text)/1000’在基本剖面转化为实用剖面所加的高H1H=H1+Val(Combol.Text):H2H=H2+Val(Combo5.Text)H=H1H-H2Hpl.Print"上游水深为:";H1H;"米":pl.Prim"下游水深为:"；H2H;"米"，计算浪压カ:hl=0.0166*VOA(5/4)*DA(1/3)L=10.4*(hl)A(0.8)hz=3.1416*hlA2/L*((Exp(2*3.1416*H1H/L)+Exp(-2*3.1416*H1H/L))/(Exp(2*3.1416*H1H/L)-Exp(-2*3.1416*H1H/L)))H0=L/(4*3.1416)*Log((L+2*3.1416*hl)/(L-2*3.1416*hl))IfHlH>L/2Thenpl=g*L/4*(hl+hz)Elsepls=g*hl*(2/(Exp(2*3.1416*H1H/L)+Exp(-2*3.1416*H1H/L)))pl=((hl+hz)*(g*H1H+pls)+H1H*pls)/2EndIfText20.Text=Str(pl),注意xhg中的hl是怎么冋事:IfCombo21.Text="校核水位"Thenxhg=hl*1.24+hz+he+Val(Combo4.Text)Text21.Text=Str(xhg)Elsexhg=Val(Combo4.Text)EndIfpl.Print"波高:";Format(hl,"000.########");"米"pl.Print"波长:";Format(L,"00〇.########");"米"pl.Print"雍高:";Format(hz,"00〇.########");"米" 91pl.Print"临界水深：";Format(HO,"00〇.########");"米"If(tanl+nO*tan2)<0.7Or(tanl+nO*tan2)>0.900001ThenMsgBox"底宽和高之比不符合规定范围应该是0.7= 92-nO*Hl*tan2/2)-pl*(H1H-L/2+(L/2+hz+hl)/3)+pl*(HlH-L/2+L/2/3)ryu=Wz/Bz+6*Mz/BzA2ryd=Wz/Bz-6*Mz/BzA2pl.Print"总Wz=";Wz;"KN"pl.Print"总Mz=";Mz;"KN*m"Ifryu>=0Andryd>=0Thenp[.Print“设计符合标准“pl.Print"上游边缘应カ为：";ryu;"Kpa"pl.Print"下游边缘应カ为:";ryd;"Kpa"ElseMsgBox"从新设计"，vbRetryCancel+vbExclamationpl.Print"上游边缘应カ为：";ryu;"Kpa"pl.Print"下游边缘应カ为:";ryd;"Kpa"EndIf’不计算扬压カ时的应カ计算:pbjl=g*H1H+Ys*hs:pbj2=g*H2H 93tbj1=(pbj1-ryu)*tan2:rxbj1=pbj1-(pbj1-ryu)*tan2A2tbj2=(ryd-pbj2)*tan1:rxbj2=pbj2+(ryd-pbj2)*tanlA2‘上下游边缘主应カrsbl=(1+tan2A2)*ryu-pbjl*tan2A2:rsb2=pbj1rxbl=(1+tanlA2)*ryd-pbj2*tanlA2:rxb2=pbj2pl.Print"上游边缘主应カ为:"pl.Print"rsbl=";rsbl;"kpa"pl.Print"rsb2=";rsb2;"kpa"pl.Print"下游边缘主应カ为:"pl.Print"rxbl=";rxbl;"kpa"pl.Print"rxb2=";rxb2;"kpa"EndSubPrivateSubCommand5_Click()DimHl!,H2!,a!,f!,X!,p!,w!,u!,tanl!,tan2!DimKs!,c!,nO!,g!,con!Dimb!,xhg!,Ps!,Ys!,hs!,fs!,he!Dimpz!Dimhl!,L!,hz!,VO!,D!,HO!,pl!,pls!’应カ分析定义:Dimryu!,ryd!,Wz!,Mz!,Bz!,H1H!,H2H!，不计算扬压カ时的定义:Dimtj1!,tj2!,pj1!,pj2!,rxjl!,rxj2!,pul!,pu2!Dimrsl!,rs2!,rxl!,rx2!，坝体内部应カ计算定义:Dimry!,rx!,tx!,ay!,by!,al!,bl!,cl!Dimxx!,a3!,b3!Dimml!,m2!DimiAsInteger,iiAsIntegerHl=Val(Combo2.Text):H2=Val(Combo3.Text)tanl=con=a=Val(Combo14.Text):f=Val(Combo16.Text):X=Val(Combo8.Text):Val(Combo6.Text):c=Val(Combo17.Text)tan2=Val(Combo7.Text):nO=Val(Combo20.Text):g=Val(Combo10.Text):Val(Textll.Text)b=Val(Combo9.Text):Ys=Val(Combol1.Text):hs=Val(Textl5.Text):fs=Val(Combol3.Text):he=Val(Combo15.Text)VO=Val(Combol8.Text):D=5*Val(Combol9.Text)/1000ii=Val(Combo12.Text)，在基本剖面转化为实用剖面所加的高H1H=H1+Val(Combol.Text):H2H=H2+Val(Combo5.Text) 94，计算浪压カ:hl=0.0166*VOA(5/4)*DA(1/3)L=10.4*(hl)A(0.8)hz=3.1416*hlA2/L*((Exp(2*3.1416*H1H/L)+Exp(-2*3.1416*H1H/L))/(Exp(2*3.1416*H1H/L)-Exp(-2*3.1416*H1H/L)))HO=L/(4*3.1416)*Log((L+2*3.1416*hl)/(L-2*3.1416*hl))IfHlH>L/2Thenpl=g*L/4*(hl+hz)Elsepls=g*hl*(2/(Exp(2*3.1416*H1H/L)+Exp(-2*3.1416*H1H/L)))pl=((hl+hz)*(g*H1H+pls)+H1H*pls)/2EndIfText20.Text=Str(pl),注意xhg中的hl是怎么回事:IfCombo21.Text="校核水位"Thenxhg=hl*1.24+hz+he+Val(Combo4.Text)Text21.Text=Str(xhg)Elsexhg=Val(Combo4.Text)EndIfIf(tanl+n0*tan2)<0.7Or(tanl+nO*tan2)>0.900001ThenMsgBox”底宽和高之比不符合规定范围应该是0.7=vn0>=0.9",vbRetryCancel,"宽高比pl.Print”底宽和高之比nO二"；tanl+nO*tan2EndIfIf7,8>YsOrYs>10.8ThenMsgBox"输入越界淤沙的浮容重7.8= 95’计算重力:w=con/2*(HlA2*tanl+tan2*nOA2*H1A2)+tanl/2*g*H2HA2+_g/2*(HlH+HlH-nO*Hl)*tan2*nO*Hl+con*(xhg*b*1+1*bA2/(2*tan1))，计算扬压カ:u=g/2*X*(H1H+a*(H1H-H2H)+H2H)+g/2*(H2H+a*(HlH-H2H)+H2H)*(tan2*nO*Hl+tanl*Hl-X)，计算安全系数：Ks=(f*(w-u)+c*(H1*tanl+Hl*tan2*nO))/(-pz)EndIf’应カ分析计算:Wz=w:Bz=tanl*Hl+tan2*nO*H1Mz=g*H2Hハ2/2*H2H/3-Ps*hs/3-tanl/2*g*H2Hハ2*(Bz/2-H2H*tanl/3)+con/2*Hlハ2*tanl*(Bz/2-nO*tan2*Hl-tanl*Hl/3)+con/2*tan2*nOハ2*H1ハ2*(Bz/2-2/3*n0*Hl*tan2)+con*xhg*b*1*(Bz/2-nO*tan2*Hl・b/2)+con*1*bハ2/(2*tanl)*(Bz/2・no*tan2*Hl-2*b/3)-g/2*H1HA2*HlH/3+HlA2*n0A2*tan2*g/2*(Bz/2-nO*Hl*tan2/3)+g*(H1H-Hl*nO)*H1*n0*tan2*(Bz/2-nO*Hl*tan2/2)-pl*(H1H-L/2+(L/2+hz+hl)/3)+pl*(HlH-L/2+L/2/3)ryu=Wz/Bz+6*Mz/BzA2ryd=Wz/Bz-6*Mz/BzA2’不计算扬压カ时的应カ计算:pjl=g*HlH+Ys*hs:pj2=g*H2Htj1=(pj1-ryu)*tan2:rxj1=pj1-(pj1-ryu)*tan2A2tj2=(ryd-pj2)*tan1:rxj2=pj2+(ryd-pj2)*tanlA2,上下游边缘主应カrsl=(1+tan2A2)*ryu-pjl*tan2A2:rs2=pj1rxl=(1+tanlA2)*ryd-pj2*tanlA2:rx2=pj2pl.Print”不计入扬压カ时坝基内部应カ的计算:"，坝体内部应カ计算:以下游坝趾处为原点:IfText25.Text=nnThenpl.Print”从上游到下游第”;2;“点到第”;ii+1;”点主应カ分别为“Fori=1Toiixx=Bz-Bz/(ii+1)*iay=ryd:by=12*Mz/BzA3al=tj2:bl=・(6*pz/Bz+2*tjl+4*tj2)/Bz:cl=(6*pz/Bz+3*tjl+3*tj2)/BzA2a3=rxj2:b3=(rxj1-rxj2)/Bzry=ay+by*xx 96tx=al+bl*xx+cl*xxA2rx=a3+b3*xxrnl=(rx+ry)/2+Sqr(((ry-rx)/2)A2+txA2)m2=(rx+ry)/2-Sqr(((ry-rx)/2)A2+txA2)pl.Print"第";i+1;"点:"Ifry>rxThenpl.Print”该点主应力自铅直线量取!”Elsepl.Print"该点主应カ自水平线量取!"EndIfpl.Print"ry=";ry;"kpa；";"rx=";rx;"kpa；";"tx=";tx;"kpa"p1.Print"第一主应カ为:";rnl;"kpa"pl.Print"第二主应カ为:";m2;"kpa"NextiElsexx=Val(Text25.Text)ay=ryd:by=12*Mz/BzA3al=tj2:b1=-(6*pz/Bz+2*tj1+4*tj2)/Bz:cl=(6*pz/Bz+3*tj1+3*tj2)/BzA2a3=rxj2:b3=(rxj1-rxj2)/Bzry=ay+by*xxtx=al+bl*xx4-cl*xxA2rx=a34-b3*xxrn1=(rx4-ry)/24-Sqr(((ry-rx)/2)A24-txA2)m2=(rx4-ry)/2-Sqr(((ry-rx)/2)A2+txA2)pl.Print"该点的主应力分别为:"Ifry>rxThenpl.Prinビ该点主应カ自铅直线量取!”Elsepl.Prinビ该点主应カ自水平线量取!”EndIfpl.Print”ry二“；ry;“kpa；°;nrx=H;rx;nkpa；H;Htx=H;tx;Hkpanpl.Print”第一主应カ为:";rnl;"kpa"pl.Print”第二主应カ为m2;"kpa" 97EndIfEndSubPrivateSubForm_Load()pl.Picture=LoadPicture("n)MsgBox”输入时请注意各值的单位以“KN“和”米“记,一定要注意C的单位,注意:必须输入数据,”,vbOKOnly4-vbExclamation,”单位事项”EndSubPrivateSubCommandl_Click()DimHl!,H2!,a!,f!,X!,p!,w!,u!,tanl!,tan2!‘没有用的DimH!DimKs!,c!,nO!,g!,con!Dimb!,xhg!,Ps!,Ys!,hs!,fs!,he!Dimpz!Dimhl!,L!,hz!,VO!,D!,HO!,pl!,pls!’应カ分析定义:Dimryu!,ryd!,Wz!,Mz!,Bz!,H1H!,H2H!，计算扬压カ时的定义:Dimtjl!,tj2!,pjl!,pj2!,rxjl!,rxj2!,pul!,pu2!Dimrsl!,rs2!,rxl!,rx2!Hl=Val(Combo2.Text):H2=Val(Combo3,Text)a=Val(Combo14.Text):f=Val(Combo16.Text):X=Val(Combo8.Text):tanl=Val(Combo6.Text):c=Val(Combo17.Text)tan2=Val(Combo7.Text):nO=Val(Combo20.Text):g=Val(Combo10.Text):con=Val(Textll.Text)b=Val(Combo9.Text):Ys=Val(Combo11.Text):hs=Val(Textl5.Text):fs=Val(Combo13.Text):he=Val(Combo15.Text)VO=Val(Combol8.Text):D=5*Val(Combol9.Text)/1000’在基本剖面转化为实用剖面所加的高H1H=H1+Val(Combol.Text):H2H=H2+Val(Combo5.Text)H=H1H-H2Hpl.Print"上游水深为:米":pl.PriiH”下游水深为:H2H;"米"，计算浪压カ:hl=0.0166*V0A(5/4)*DA(l/3)L=10,4*(hl)A(0.8) 98hz=3.1416*hlA2/L*((Exp(2*3.1416*H1H/L)+Exp(-2*3.1416*H1H/L))/(Exp(2*3.1416*H1H/L)-Exp(-2*3.1416*H1H/L)))HO=L/(4*3.1416)*Log((L+2*3.1416*hl)/(L-2*3.1416*hl))IfHlH>L/2Thenpl=g*L/4*(hl+hz)Elsepls=g*hl*(2/(Exp(2*3.1416*H1H/L)+Exp(-2*3.1416*H1H/L)))pl=((hl+hz)*(g*HlH+pls)+H1H*pls)/2EndIfText20.Text=Str(pl),注意xhg中的hl是怎么回事:IfCombo21.Text="校核水位"Thenxhg=hl*1.24+hz+he+Val(Combo4.Text)Text21.Text=Str(xhg)Elsexhg=Val(Combo4.Text)EndIfpl.Prinビ波高:Format(hl,"00〇.########”);咪“pl.Print"波长:";Format(L,"00〇.########");"米"pl.Prim"雍高:Format(hz,"00〇.########");"米"pl.Print"临界水深：";Format(Hf),"00〇.########");"米"If(tanl+nO*tan2)<0.7Or(tanl+nO*tan2)>0.900001ThenMsgBox”底宽和高之比不符合规定范围应该是0.7=vn0>=0.9",vbRetryCancel,"宽高比itpl.Print"底宽和高之比n0=";tanl+nO*tan2EndIfIf7.8>YsOrYs>10.8ThenMsgBox"输入越界淤沙的浮容重7.8= 99pl.Print"泥沙压カPs=";Ps;"KN"pl.Print"水平力pz总=";pz;"KN"’计算重力:w=con/2*(Hlへ2*tanl+tan2*nOへ2*Hl人2)+tanl/2*g*H2HA2+_g/2*(HlH+HlH-nO*Hl)*tan2*nO*Hl+con*(xhg*b*1+1*b八2/(2*tan1))pl.Print"重力w=";w;"KN"リ十算扬压カ:u=g/2*X*(H1H+a*(H1H-H2H)+H2H)+g/2*(H2H+a*(H1H-H2H)+H2H)*(tan2*n〇・Hl+tanl*Hl-X)pl.Print"扬压カu=";u;"KN"计算安全系数:Ks=(f*(w-u)+c*(Hl*tanl+Hl*tan2*nO))/(-pz)pl.Print“抗滑稳定安全系数Ks=";KsEndIfpl.Print""pl.Print"计入扬压カ时的计算:"’应カ分析计算:Wz=w-u:Bz=tan1*Hl+tan2*nO*H1Mz=g*H2HA2/2*H2H/3-Ps*hs/3-tanl/2*g*H2Hへ2*(Bz/2-H2H*tanl/3)+con/2*HlA2*tanl*(Bz/2-nO*tan2*Hl-tanl*Hl/3)+con/2*tan2*nOA2*H1A2*(Bz/2-2/3*nO*Hl*tan2)+con*xhg*b*1*(Bz/2-nO*tan2*Hl-b/2)+con*1*bA2/(2*tanl)*(Bz/2-no*tan2*Hl-2*b/3)-a*(H1H-H2H)*g/2*(Bz-X)*(Bz/2-X-(Bz-X)/3)-a*(H1H-H2H)*g*X*(Bz/2-X/2)-(g*HlH-g*H2H-a*g*(H1H-H2H))*X/2*(Bz/2-X/3)-g/2*HlHA2*H1H/3+H1A2*nOA2*tan2*g/2*(Bz/2-nO*Hl*tan2/3)+g*(H1H-Hl*nO)*Hl*nO*tan2*(Bz/2-nO*Hl*tan2/2)-pl*(H1H-L/2+(L/2+hz+hl)/3)+pl*(HlH-L/2+L/2/3)ryu=Wz/Bz+6*Mz/BzA2ryd=Wz/Bz-6*Mz/BzA2pl.Print"总Wz=";Wz;"KN"pl.Print"总Mz=";Mz;"KN*m"Ifryu>=0Andryd>=0Thenp].Print'1设计符合标准“pl.Print"上游边缘应カ为：";ryu;"Kpa"pl.Print"下游边缘应カ为：";ryd;"Kpa"Else 100MsgBox"从新设计"，vbRetryCancel+vbExclamationpl.Prim"上游边缘应カ为:ryu;"Kpa"pl.Prinビ下游边缘应カ为:ryd;"Kpa"EndIf’计算扬压カ时的应カ计算:pjl=g*HlH+Ys*hs:pj2=g*H2H:pul=g*HlH:pu2=g*H2Hij1=(pj1-pu1-ryu)*tan2:rxj1=(pjl-pul)-(pjl-pul-ryu)*tan2A2tj2=(ryd+pu2-pj2)*tanl:rxj2=(pj2-pu2)+(ryd+pu2-pj2)*tanlA2‘上下游边缘主应カrsl=(1+tan2A2)*ryu-(pj1-pul)*tan2A2:rs2=pjl-pulrxl=(1+tanlA2)*ryd-(pj2-pu2)*tanlA2:rx2=pj2-pu2pl.Print"上游边缘主应カ为:"pl.Print"rsl=";rsl;"kpa"pl.Print"rs2=";rs2;"kpa"pl.Prinビ下游边缘主应カ为:"pl.Print"rxl=";rxl;"kpa"pl.Print"rx2=";rx2;"kpa"EndSubPrivateSubCommand2_Click()DimHl!,H2!,a!,f!,X!,p!,w!,u!,tanl!,tan2!DimKs!,c!,n0!,g!,con!Dimb!,xhg!,Ps!,Ys!,hs!,fs!,he!Dimpz!Dimhl!,L!,hz!,VO!,D!,HO!,pl!,pls!’应カ分析定义:Dimryu!,ryd!,Wz!,Mz!,Bz!,H1H!,H2H!计算扬压カ时的定义:Dimtj1!,tj2!,pj1!,pj2!,rxjl!,rxj2!,pul!,pu2!Dimrsl!,rs2!,rxl!,rx2!坝体内部应カ计算定义:Dimry!,rx!,tx!,ay!,by!,al!,bl!,cl!Dimxx!,a3!,b3!Dimml!,m2! 101DimiAsInteger,iiAsIntegerH1=Val(Combo2.Text):H2=Val(Combo3.Text)a=Val(Combol4.Text):f=Val(Combo16.Text):X=Val(Combo8.Text):tanl=Val(Combo6.Text):c=Val(Combo17.Text)tan2=Val(Combo7.Text):nO=Val(Combo20.Text):g=Val(Combo10.Text):con=Vai(Text11.Text)b=Vai(Combo9.Text):Ys=Val(Combol1.Text):hs=Val(Textl5.Text):fs=Val(Combo13.Text):he=Val(Combol5.Text)VO=Val(Combol8.Text):D=5*Val(Combol9.Text)/1000ii=Val(Combo12.Text)，在基本剖面转化为实用剖面所加的高H1H=H1+Val(Combol.Text):H2H=H2+Val(Combo5.Text)’计算浪压カ:hl=0.0166*VOA(5/4)*DA(1/3)L=10.4*(hl)A(0.8)hz=3.1416*hlA2/L*((Exp(2*3.1416*H1H/L)+Exp(-2*3.1416*H1H/L))/(Exp(2*3.1416*H1H/L)-Exp(-2*3.1416*H1H/L)))HO=L/(4*3.1416)*Log((L+2*3.1416*hl)/(L-2*3.1416*hl))IfHlH>L/2Thenpl=g*L/4*(hl+hz)Elsepls=g*hl*(2/(Exp(2*3.1416*H1H/L)+Exp(-2*3.1416*H1H/L)))pl=((hl+hz)*(g*H1H+pls)+H1H*pls)/2EndIfText20.Text=Str(pl),注意xhg中的hl是怎么回事:IfCombo21.Text="校核水位"Thenxhg=hl*1.24+hz+he+Val(Combo4.Text)Text21.Text=Str(xhg)Elsexhg=Val(Combo4.Text)EndIfIf(tanl+nO*tan2)<0.7Or(tanl+nO*tan2)>0.900001Then 102MsgBox”底宽和高之比不符合规定范围应该是0.7=vn0>=0.9",vbRetryCancel,"宽高比Hpl.Print”底宽和高之比n0=";tanl+nO*tan2EndIfIf7.8>YsOrYs>10.8ThenMsgBox"输入越界淤沙的浮容重7.8= 103‘上下游边缘主应カrsl=(1+tan2A2)*ryu-(pjl-pul)*tan2A2:rs2=pjl-pulrxl=(1+tanlA2)*ryd-(pj2-pu2)*tanlA2:rx2=pj2-pu2pl.Prinビ计入扬压カ时的计算:"坝体内部应カ计算:以下游坝趾处为原点:IfText25.Text=""Thenpl.Print"从上游至リ下游第";2;"点到第";ii+1;"点主应カ分另リ为"Fori=1Toiixx=Bz-Bz/(ii+l)*iay=ryd:by=12*Mz/BzA3al=tj2:bl=-(6*pz/Bz+2*tjl+4*tj2)/Bz:cl=(6*pz/Bz+3*tjl+3*tj2)/BzA2a3=rxj2:b3=(rxj1-rxj2)/Bzry=ay+by*xxtx=al+bl*xx+c1*xxA2rx=a3+b3*xxrnl=(rx+ry)/2+Sqr(((ry-rx)/2)A2+txA2)m2=(rx+ry)/2-Sqr(((ry-rx)/2)A2+txA2)pl.Print"M"；i+1；"^："Ifry>rxThenpl.Prinビ该点主应カ自铅直线量取!"Elsepl.Print"该点主应カ自水平线量取!"EndIfpl.PrintMry=M;ry;nkpa；"；"rxゴ;rx;"kpa；"tx=";tx;”kpa”pl.Print”第一主应カ为:";rnl;”kpa"pl.Print"第二主应カ为:";m2;"kpa"NextiElsepl.Print"以下游坝趾为坐标原点:"xx=Val(Text25.Text)ay=ryd:by=12*Mz/BzA3al=tj2:b1=-(6*pz/Bz+2*tj1+4*tj2)/Bz:cl=(6*pz/Bz+3*tjl+3*tj2)/Bzハ2a3=rxj2:b3=(rxj1-rxj2)/Bzry=ay+by*xxtx=al+bl*xx+cl*xxハ2rx=a3+b3*xx 104rnl=(rx+ry)/2+Sqr(((ry-rx)/2)A2+txA2)m2=(rx+ry)/2-Sqr(((ry-rx)/2)A2+txA2)pl.Prinビ该点的主应力分别为:“Ifry>rxThenpl.Prinビ该点主应カ自铅直线量取!”Elsepl.Print"该点主应カ自水平线量取!"EndIfpl.Print"ry=";ry;"kpa；";"rx=";rx;"kpa；";"tx=";tx;"kpa"pl.Print"M,主应カ为:"；rnl;"kpa"pl.Print"第二主应カ为:";m2;"kpa"EndIfEndSubPrivateSubCommand3_Click()pl.CisEndSub附录ニ工程各个建筑物附图
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