畢業(yè)設(shè)計(jì)題目青海省玉樹州查隆通水電站廠房設(shè)計(jì)（方案二）姓名陳笑彭學(xué)號(hào)0903105032指導(dǎo)教師解宏偉萬英正專業(yè)年級(jí)09級(jí)水利水電工程所在學(xué)院和系水利電力學(xué)院完成日期2013/6/6答辯日期2013/6/14青海省玉樹州查隆通水電站廠房設(shè)計(jì)（方案二）摘要本畢業(yè)設(shè)計(jì)承擔(dān)查隆通水電站工程中水電站廠房設(shè)計(jì)的工作。根據(jù)已有的原始資料和該處地形圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容有綜合各種因素進(jìn)行水電站站址的選擇，水電站廠房選型及布置，通過水力計(jì)算確定水輪機(jī)組的主要參數(shù)，對(duì)比可選機(jī)組性價(jià)比及相關(guān)影響因素選擇最優(yōu)水輪機(jī)組，水力計(jì)算還確定了沖砂孔、壓力管道、尾水渠等尺寸，進(jìn)一步計(jì)算并確定廠房各層水平方向的尺寸及廠房各重要層面的高程，然后根據(jù)廠房尺寸對(duì)其中交通橋、吊車梁、廠房地板、廠房主梁、柱、閘墩等主要構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度配筋計(jì)算，并對(duì)其進(jìn)行抗裂、撓度等方面的驗(yàn)算，由于廠房地基安全性要求較高，在對(duì)其進(jìn)行抗剪穩(wěn)定性計(jì)算之后采用ANSYS軟件對(duì)地基設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，進(jìn)一步驗(yàn)算其穩(wěn)定性。最后根據(jù)要求繪制相應(yīng)的平面布置圖和剖面圖以及廠房主要構(gòu)件的配筋圖。玉樹州是青海省唯一沒有被主電網(wǎng)覆蓋的地區(qū)，電力供應(yīng)主要依靠地方小水電，電源供應(yīng)能力差，保證率低。電網(wǎng)電壓等級(jí)分別為35KV、10KV、04KV，各水電站大多獨(dú)立運(yùn)行自成一片，網(wǎng)架尚未形成，供電線路主要為10KV單回路，除玉樹縣與稱多縣、治多縣與曲麻萊縣分別聯(lián)網(wǎng)外，囊謙縣和雜多縣為獨(dú)立電網(wǎng)，由于電源容量小，電網(wǎng)主要覆蓋在縣城及周邊村社，大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)村社尚未通電。查隆通電站裝機(jī)容量10500KW，多年平均發(fā)電量432964104KWH，是子曲河上規(guī)劃的第三座梯級(jí)電站。查隆通電站上馬后可基本解決玉樹州目前的電力電量不足問題，為玉樹電網(wǎng)提供支撐電源，同時(shí)給其他河流電站提供施工電源。該電站建成后可實(shí)現(xiàn)110KV電網(wǎng)與結(jié)古、囊謙、雜多聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，保證全州的電力供應(yīng)，提高供電的保證率和可靠性，從而將大力推動(dòng)玉樹州經(jīng)濟(jì)和各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展。查隆通水電站具有較好的開發(fā)建設(shè)條件、良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。為了盡快改善該地區(qū)的貧困落后面貌，推動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，充分開發(fā)和利用豐富的水電資源，建設(shè)查隆通水電站工程是十分必要的。本電站的設(shè)計(jì)水頭為17米，單機(jī)容量3500KW，共三臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)容量10500KW。關(guān)鍵詞選型、布置、尺寸及高程、裝機(jī)容量、強(qiáng)度、抗裂、穩(wěn)定性。YUSHUZHOUCHARLONWATERPOWERSTATIONINQINGHAIPROVINCEPLANTDESIGNPLANIIABSTRACTGRADUATIONBEAROUTLONGPASSESOFHYDROPOWERHYDROPOWERENGINEERINGDESIGNWORKACCORDINGTOHASSOMEORIGINALINFORMATIONANDTHEDEPARTMENTTOPOGRAPHICMAPSFORDESIGN,MAINCONTENTHASINTEGRATEDVARIOUSFACTORSFORHYDROPOWERSTATIONSTATIONSITEOFSELECT,WATERPOWERSTATIONPLANTSELECTIONANDTHELAYOUT,THROUGHHYDRAULICCALCULATIONDETERMINESHYDROUNITOFMAINPARAMETER,CONTRASTCANSELECTEDUNITCOSTANDTHERELATEDEFFECTFACTORSSELECTOPTIMALHYDROUNIT,HYDRAULICCALCULATIONALSODETERMINESHASRUSHEDSANDHOLE,ANDPRESSUREPIPELINE,ANDTAILCANAL,SIZE,FURTHERCALCULATIONANDDETERMINESPLANTTHELAYERLEVELDIRECTIONOFSIZEANDTHEPLANTTHEIMPORTANTLEVELOFELEVATION,THENACCORDINGTOPLANTSIZEONWHICHTRAFFICBRIDGE,CRANEBEAMS,FACTORYFLOOR,BUILDINGGIRDERS,COLUMNS,PIERSANDOTHERMAJORCOMPONENTSTRENGTHREINFORCEMENTCALCULATIONANDCHECKINGCOMPUTATIONOFCRACKRESISTANCE,DEFLECTION,ANDOTHERASPECTSOFIT,BECAUSEOFTHEHIGHERPLANTFOUNDATIONSECURITYREQUIREMENTS,TOSHEARSTABILITYCALCULATIONUSINGTHEANSYSSOFTWARETOANALYZETHEFOUNDATIONDESIGN,FURTHERCHECKINGITISSTABLEUPONREQUEST,THEFINALDRAWAFLOORPLANANDCORRESPONDINGREINFORCEMENTDIAGRAMOFTHEMAINCOMPONENTSOFPROFILESASWELLASBUILDINGYUSHUISONLYCOVEREDINMAINGRIDAREA,QINGHAIPROVINCE,RELIESMAINLYONLOCALSMALLHYDROPOWERELECTRICITYSUPPLY,POORPOWERSUPPLY,GUARANTEEDLOWRATESGRIDVOLTAGESOF35KV,RESPECTIVELY,10KV,HYDROPOWERSTATIONSMOSTLYOPERATEINDEPENDENTLYFROM,ANDGRIDHASNOTBEENFORMED,MOSTLY10KVONECIRCUITOFPOWERSUPPLYLINE,APARTFROMYUSHUCOUNTYANDCHENDUOCOUNTY,OUTSIDETHEZHIDUOCOUNTYNETWORKINGWITHQUMALAICOUNTYRESPECTIVELY,NANGQIANCOUNTYANDZADUOCOUNTYASANINDEPENDENTPOWER,DUETOTHESMALLCAPACITY,POWERMAJORCOVERAGEINTHETOWNANDTHESURROUNDINGVILLAGES,THEMAJORITYOFTOWNSHIPVILLAGEISNOTPOWEREDUPCHARLONFLUXPOWERSTATIONINSTALLEDCAPACITY10500KW,432964X104KWANNUALAVERAGEGENERATINGCAPACITYH,ISPLANNINGONACHILDTAKINGDAQUTHIRDCASCADEHYDROPOWERSTATIONCHARLONPASSPOWERPLANTONAHORSECANRESOLVETHECURRENTELECTRICITYSHORTAGEINYUSHUSTATE,SUPPORTFORYUSHUPOWERGRIDPOWER,ANDCONSTRUCTIONOFPOWERPLANTSPROVIDEPOWERTOOTHERRIVERS110KVPOWERNETWORKCANBEREALIZEDAFTERTHECOMPLETIONOFTHEPOWERSTATIONWITHTHEJIEGU,NANGQIANANDHETEROPOLYNETWORKINGOPERATION,GUARANTEESTHESTATEOFPOWERSUPPLY,GUARANTEERATEANDRELIABILITYOFPOWERSUPPLY,SOASTOVIGOROUSLYPROMOTEYUSHUPREFECTURESECONOMICANDDEVELOPMENTOFVARIOUSUNDERTAKINGSCHARLONWAYWITHBETTERCONDITIONSFORDEVELOPMENTANDCONSTRUCTIONOFHYDROPOWERSTATIONS,GOODECONOMICANDSOCIALBENEFITSPOVERTYASSOONASPOSSIBLEINORDERTOIMPROVETHEREGIONSBACKWARDLOOK,PROMOTEREGIONALECONOMICDEVELOPMENT,FULLDEVELOPMENTANDUTILIZATIONOFRICHHYDROPOWERRESOURCES,CHARLONBUILDINGWATERPOWERSTATIONPROJECTISESSENTIALHEAD17MPOWERSTATIONDESIGN,SINGLECAPACITY3500KW,ALLTHREEUNITS,THETOTALINSTALLEDCAPACITYOF10500KWKEYWORDSSELECTION,LAYOUT,SIZEANDHEIGHT,CAPACITY,STRENGTHANDCRACKRESISTANCEANDSTABILITY目錄前言21緒論311項(xiàng)目建設(shè)背景及任務(wù)312設(shè)計(jì)基本資料313原始資料42廠房布置521考慮因素522廠房形式523交通條件524開挖方量525施工場地的選擇526泄洪產(chǎn)生的影響527生活區(qū)和管理區(qū)位置的協(xié)調(diào)528對(duì)其他工程的協(xié)調(diào)影響63水輪機(jī)組選擇及其水頭損失計(jì)算631水頭計(jì)算632水輪機(jī)主要參數(shù)的確定633泄洪沖砂孔水力計(jì)算834壓力管道直徑及蝶閥的確定935尾水渠設(shè)計(jì)936損失計(jì)算104水電站廠房尺寸設(shè)計(jì)1241主廠房高程的確定1242主廠房長度L的確定1443主廠房寬度確定155水電站廠房強(qiáng)度設(shè)計(jì)1751、交通橋設(shè)計(jì)1752主廠房吊車梁設(shè)計(jì)2053廠房地板設(shè)計(jì)2554廠房主梁設(shè)計(jì)2855主廠房柱設(shè)計(jì)3156閘墩設(shè)計(jì)3357基礎(chǔ)處理346結(jié)論和建議4061結(jié)論4062建議40參考文獻(xiàn)41致謝42前言水電站廠房是水工建筑物、機(jī)械及電氣設(shè)備的綜合體，是水能轉(zhuǎn)化為電能的生產(chǎn)場所，也是運(yùn)行人員進(jìn)行生產(chǎn)和活動(dòng)的場所。其任務(wù)是通過一系列工程措施，將水流平順的引入水輪機(jī)，使水能轉(zhuǎn)換成為可供用戶使用的電能，并將各種必需的機(jī)電設(shè)備安置在恰當(dāng)?shù)奈恢?，?chuàng)造良好的安裝、檢修及運(yùn)行條件，為運(yùn)行人員提供良好的工作環(huán)境。水電站廠房設(shè)計(jì)的發(fā)展隨著生產(chǎn)力的發(fā)展而不斷發(fā)展,且隨著人們生活水平的提高有新的發(fā)展趨向,近年向以人為本的方向發(fā)展，廠房設(shè)計(jì)的方法隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展有很大的發(fā)展和改善。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)谛Ｆ陂g的最后一門必修課，也是一次全面性總結(jié)性的實(shí)踐環(huán)節(jié)，對(duì)我們走向工作崗位起著承上啟下的作用。它是在老師指導(dǎo)下，綜合運(yùn)用四年來所學(xué)知識(shí)和科學(xué)研究的基本內(nèi)容和基本工作程序，樹立較強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)概念、工作概念、工程概念、經(jīng)濟(jì)概念，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，完成作為一個(gè)工程師的基本訓(xùn)練，是為將來順利走向工作崗位提供業(yè)務(wù)知識(shí)和能力的保證。這次設(shè)計(jì)是我們走向工作崗位前的一次“實(shí)戰(zhàn)演習(xí)”，它可以鞏固、聯(lián)系、充實(shí)、加深、擴(kuò)大我們所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)我們敢于創(chuàng)新的精神，并能正確地將獨(dú)創(chuàng)精神和科學(xué)的態(tài)度相結(jié)合，使我們初步掌握專業(yè)設(shè)計(jì)的流程和方法，熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)等工具，以提高其工作效率。重要的是讓我們養(yǎng)成了嚴(yán)肅認(rèn)真，刻苦鉆研、實(shí)事求是的工作作風(fēng)和良好的工作、學(xué)習(xí)習(xí)慣。通過同學(xué)們?cè)谝黄鸬慕涣髋c協(xié)作,培養(yǎng)大家的協(xié)同合作的工作作風(fēng)。畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于我們來說，是一個(gè)獨(dú)立設(shè)計(jì)、創(chuàng)作的過程，其中的每一步和每一個(gè)環(huán)節(jié)都是對(duì)我們的考驗(yàn)和鍛煉，它將成為我們今后的學(xué)習(xí)和工作做鋪墊，提高我們多方面的能力。水電站設(shè)計(jì)是水利水電工程建設(shè)設(shè)計(jì)工作的重要組成部分，其中站址的選擇是個(gè)很復(fù)雜的問題，這主要是因?yàn)榉桨高x擇要考慮多方面的因素。此外，廠房中各設(shè)備的布置也要考慮眾多因素。我們就是要針對(duì)設(shè)計(jì)中所遇到的具體問題，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，參考相應(yīng)的書籍、規(guī)范以及一些實(shí)際工程資料，找到其解決方法。在對(duì)設(shè)計(jì)圖的處理上，運(yùn)用了AUTOCAD的基本知識(shí)，使得繪圖更加方便，快捷，從而避免了手工繪圖得種種不便，提高了工作效率。同時(shí)，也運(yùn)用了WORD知識(shí)，使得我們對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)更加鞏固。在解宏偉老師的悉心指導(dǎo)下，在同組同學(xué)張勇等同學(xué)的幫助下，經(jīng)過三個(gè)月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)才得以順利完成，在此謹(jǐn)表衷心的感謝限于本人水平，也限于時(shí)間，涉及中難免存在疏漏和不妥之處，敬請(qǐng)老師和同學(xué)們批評(píng)指正。編者陳笑彭2013年6月1緒論11項(xiàng)目建設(shè)背景及任務(wù)電是現(xiàn)代社會(huì)的基本保證。玉樹州是青海省唯一沒有被主電網(wǎng)覆蓋的地區(qū)，電力供應(yīng)主要依靠地方小水電，電源供應(yīng)能力差，保證率低。本電站基本沒有綜合利用功能，電站所發(fā)出的電接入規(guī)劃中的玉樹電網(wǎng)。電站的主要任務(wù)是解決玉樹州的電力電量不足問題，尤其解決冬季發(fā)電量的嚴(yán)重不足，從根本上改善玉樹州的生產(chǎn)生活狀況。因此，本電站的開發(fā)任務(wù)單一，以發(fā)電為主，同時(shí)具有發(fā)展?jié)O業(yè)養(yǎng)殖、觀光旅游的潛力。供電范圍為整個(gè)玉樹州地區(qū)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)承擔(dān)水利水電樞紐工程中水電站廠房設(shè)計(jì)的部分工作。12設(shè)計(jì)基本資料121水庫特征水位正常蓄水位3881M設(shè)計(jì)洪水位3881M122壩址水位流量關(guān)系壩址水位流量關(guān)系見表51。表11壩址水位流量關(guān)系表水位38623863386438653867386938713873流量,M3/S02551553431615375336325760687144123調(diào)洪成果該電站運(yùn)行方式為一來洪水就開閘門泄洪，水庫水位一直保持正常蓄水位。124下游水位下游正常尾水位38635下游最低尾水位38625M下游最高尾水位為38652M125水文、泥沙和氣象資料壩址以上流域面積4137KM2壩址多年平均流量423M3/S壩址多年平均徑流量134108M310年一遇洪峰流量373M3/S50年一遇洪峰流量505M3/S200年一遇洪峰流量615M3/S多年平均輸沙量472104T多年平均懸移質(zhì)輸沙量393104T多年平均推移質(zhì)輸沙量786104T多年平均氣溫370多年極端最高氣溫286多年極端最低氣溫241多年最大風(fēng)速17M/S126地質(zhì)資料地震烈度抗震設(shè)防烈度為7度，地震動(dòng)峰值加速度為015G。13原始資料設(shè)計(jì)說明書一份，地形圖一張。圖11總平面布置圖2廠房布置21考慮因素站址選擇要考慮廠房形式的選擇、交通條件、開挖方量、施工場地的選擇、泄洪產(chǎn)生的影響、生活區(qū)和管理區(qū)位置的協(xié)調(diào)、及對(duì)其他工程的協(xié)調(diào)影響。22廠房形式根據(jù)已知資料，電站正常蓄水位為3881米，下游河道最低水位為38625米。所以最大水頭差約為185米。水頭廠房低于3040米,首選河床式廠房,壩后式廠房相對(duì)河床式廠房在投資、沖砂等諸多方面存在不利因素，所以采用河床式廠房。23交通條件由資料知，在樞紐左岸山，修一條至泄洪洞出口的簡易道路，路面寬4米、長185米；樞紐的右岸修一條四級(jí)公路沿河向下游大約2千米處和214國道主干相交。若將廠房設(shè)在大壩的左岸，就需要修建一條盤山公路與2千米外的214國道主干公路相銜接，工程量較大。若不修路而改架橋通向右岸的公路，這樣又不太經(jīng)濟(jì)，所以應(yīng)考慮將廠房設(shè)在大壩右岸。24開挖方量根據(jù)鉆孔揭露，廠址區(qū)覆蓋層厚度12M左右，上部沖積粉土厚約3M，下部礫石層厚9M。根據(jù)抽水試驗(yàn)，礫石層滲透系數(shù)為195103CM/S，屬中等透水層；下伏基巖為灰白色灰?guī)r，基巖頂板高程38576M左右，強(qiáng)風(fēng)化巖體厚度約1M，呈碎塊狀結(jié)構(gòu)，完整性較差。廠房集水廊道底板設(shè)計(jì)高程38580M，基礎(chǔ)部分在基巖強(qiáng)風(fēng)化上，部分在沖積礫石層上。強(qiáng)風(fēng)化基巖穩(wěn)定性較好。砂礫石結(jié)構(gòu)較密實(shí)，以該層作為廠房地基，承載力較高，地基較穩(wěn)定。廠房最大挖深約9M左右，水上2533，水下5765M。廠房基礎(chǔ)開挖后砂礫石邊坡容易失穩(wěn)，建議邊坡開挖不宜過陡，并對(duì)開挖后的邊坡進(jìn)行支護(hù)。開挖邊坡值水上107511，水下111125。25施工場地的選擇在左岸由于壩下游地形較為平緩處，易于布置施工設(shè)備，進(jìn)行廠房施工備料。26泄洪產(chǎn)生的影響站址確定在河床右岸，距壩軸線的距離應(yīng)適當(dāng)，否則泄洪產(chǎn)生的水霧可能會(huì)影響發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，廠房應(yīng)面對(duì)下游布置，可以避免大壩泄洪時(shí)的水流不穩(wěn)定、水位不穩(wěn)定，及對(duì)尾水位的影響。27生活區(qū)和管理區(qū)位置的協(xié)調(diào)在壩下游左右岸地形條件相比，右岸的地形很平緩，到施工場地的距離也合適，適宜建設(shè)生活區(qū)和管理區(qū)。28對(duì)其他工程的協(xié)調(diào)影響在水庫大壩的下游有已建的小電站，為保證小電站能正常運(yùn)行，發(fā)電尾水必須匯入原河道，所以電站應(yīng)靠近下游河道修建。3水輪機(jī)組選擇及其水頭損失計(jì)算31水頭計(jì)算由于該電站為調(diào)峰電站，為了增加供電可靠性，擬選三臺(tái)發(fā)電機(jī)，則每臺(tái)的裝機(jī)容量為10500/33500KW，查小型水電站發(fā)電設(shè)備手冊(cè)發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)系列，選單機(jī)容量為ND3500KW，相應(yīng)水輪機(jī)出力N3800KW。由原始資料知，上游最高水位為3881M，下游最高尾水位為38652M。假定開一臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)下游水深約為05M，引水系統(tǒng)水力損失約為03M。開三臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)下游水深約為15M，引水系統(tǒng)水力損失約為09M，則水電站最大水頭（3MAXH3816250317M1）水電站最小水頭（3IN792）算術(shù)平均水頭（3MAXINH/217/2140M平均（3）該電站為河床式，水電站設(shè)計(jì)水頭（3RAV095H4）式中水電站加權(quán)平均水頭，應(yīng)比算術(shù)平均水頭大，初擬為1790M，則AVH（3R095170M5）32水輪機(jī)主要參數(shù)的確定321確定水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑取水輪機(jī)工作范圍為617M，在反擊式水輪機(jī)系列型譜中查得HLA551CLJ210型水輪機(jī)比較適用于這一水頭范圍。（3215SSN981H98RRJRJQDH6）式中發(fā)電機(jī)單機(jī)容量N水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量RQ單位最大流量水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪1D水輪機(jī)水力效率S水輪機(jī)容積效率R水輪機(jī)機(jī)械效率J水輪機(jī)設(shè)計(jì)水頭RH初擬。則S90J（331151580D6M89279RNQ7）查水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪標(biāo)準(zhǔn)系列取D1170M。（32231RH806/S8）322效率修正值的計(jì)算查小型水電站發(fā)電設(shè)備手冊(cè)圖121HLA551CLJ210型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線，HL240型水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的最高效率900，模型轉(zhuǎn)輪直徑170M。MAX1MD則原型水輪機(jī)的最高效率（39155MAXAXD70196）考慮制造水平的差異，根據(jù)水輪機(jī)的直徑憑經(jīng)驗(yàn)取10，原型水輪機(jī)所采用的蝸殼和尾水管與模型水輪機(jī)的相似故取0。則效率修正值由下式計(jì)算090009000010001（3MAXM10）水輪機(jī)在限制工況處的效率為（30941089411）323確定水輪機(jī)轉(zhuǎn)速由水輪機(jī)相似定律（3111MNDNH12）（31N13）在上式中原型水輪機(jī)的單位轉(zhuǎn)速應(yīng)取最大單位轉(zhuǎn)速即（310N1NM14）HL240模型水輪機(jī)的最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速，1072同時(shí)由于（3MAX109361093MN15）可不予修正，因此，原型水輪機(jī)的最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速和模型機(jī)的相同，即72。10MN（317215NHD16）查水電站表47選與之接近而偏大的發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速，取NE300R/MIN。324反算水輪機(jī)設(shè)計(jì)水頭（321598RNQH17）（32233213004170M98789RHD18）（33Q15M/S總19）故所選水輪機(jī)為HLA551CLJ210，設(shè)計(jì)流量為2780M3/S，設(shè)計(jì)水頭為170M。查小型水電站發(fā)電機(jī)設(shè)備手冊(cè)表121選與之相應(yīng)的發(fā)電機(jī)為SF350036/3250，與之配套的調(diào)速器為CT40，油壓裝置為YZ1。33泄洪沖砂孔水力計(jì)算比較相似水電站沖砂孔設(shè)計(jì)，查隆通水電站泄洪沖砂孔采用“門前清”形式，位于進(jìn)水閘右下側(cè)，橫穿整個(gè)廠房下部，繞過蝸殼至下游尾水處。上下游各設(shè)一扇閘門。泄洪泄洪沖砂孔共三孔，泄洪沖砂孔進(jìn)口高程為385844M，孔口尺寸為2222M（寬高），結(jié)構(gòu)布置見CAD圖。排沙孔泄量計(jì)算采用有壓管流的流量計(jì)算公式（32QAGH20）式中流量，Q3/MS流量系數(shù)，參考類似工程，取089排沙孔出口斷面面積，A2淹沒出流時(shí)為上、下游水位差，；HM（33208949813086790/GMS21）三孔閘門全開時(shí)下泄流量為22190M3/S，其單孔閘門開度與下泄流量結(jié)算成果及關(guān)系見表57。表31孔閘門開度與下泄流量關(guān)系計(jì)算表閘門開度（M下泄流量M3/S0516801335915503922739034壓力管道直徑及蝶閥的確定按經(jīng)濟(jì)流速確定壓力管道直徑，壓力管道經(jīng)濟(jì)流速一般為46M/S，取為4M/SEV管道直徑計(jì)算公式（34/30/30EDQVM202）管道內(nèi)流速（3224/30VS23）對(duì)于主管，3Q0/MS（34/30MD主24）（3230/S支25）對(duì)于支管，3Q14/MS（341/21MD支26）（3298/S30支27）查水電站建筑物設(shè)計(jì)參考資料，蝶閥選型為DF300150，臥軸，名義直徑3米。35尾水渠設(shè)計(jì)取尾水渠為矩形斷面（近似看做斷面尺寸不變的矩形）寬B34M，底坡I025，尾水渠為鋼筋混凝土護(hù)面，取表面粗糙情況為中等，則糙率N0012，初步設(shè)計(jì)尾水渠長17米。尾水渠渠首地板高程385752M,最高水位38652M,故尾水渠渠首水深768M，最大流量為739M3/S。表32尾水渠水力計(jì)算及邊墻計(jì)算高編號(hào)斷面距渠首距離（M）B/MH/MA/2M/MR/M/05CRM/S10347682611249365291100022347182441248365051091534346682271247364801082246346182101246364531072058345681931245364261060961034518176124436397104867123446815912433636710350814344181421242363361019691634367124784134302100181017343421162840842859921續(xù)表32尾水渠水力計(jì)算及邊墻計(jì)算高36損失計(jì)算361沿程損失（3194QL063DHM沿28）式中鋼管內(nèi)徑D管中流量Q管長L考慮管道結(jié)構(gòu)形式對(duì)沿程損失系數(shù)的影響,取為0000826考慮鋼管使用年限的系數(shù)，取為102M（3194320826105M0H沿29）362局部損失局部水頭損失由下式計(jì)算（32GVH局局30）式中/VM/SJ/410IJ/4/2VGM/MSE/MS/M邊墻計(jì)算高度/M028000025000768768030000025000718050200768033000025001669050200718035000025001619050200668038000025001569050200618042000025001519050199568046000025001469050199518052000025001419050199468059000025002369051202418064000025002344025099367局部水頭損失H局局部水頭損失系數(shù)局計(jì)算斷面平均流速局重力加速度，取981G2M/S3621攔污柵損失攔污柵水頭損失系數(shù)（34/3KSINB攔31）式中與攔污柵條斷面形狀有關(guān)的系數(shù)，圓形，179柵條直徑，1S柵條凈距，5B攔污柵與水平面夾角，70考慮攔污柵上附著污物對(duì)水頭損失系數(shù)的影響，15K（34/31795SIN703攔32）過柵流速1/VMS（3210H35M98攔33）考慮堵塞取為01M3622進(jìn)口局部損失進(jìn)口為喇叭形進(jìn)口，局部損失系數(shù)為01，斷面平均流速為15M/S（3215H00M98進(jìn)34）3623漸變段損失漸變段長度一般為遂洞直徑的152倍，側(cè)面擴(kuò)散角以68為宜。取損失系數(shù)為01，斷面平均流（32Q394M/SA5V35）（3H01098漸36）3624閘門槽損失取損失系數(shù)為01（323H0105M98閘37）3625水管轉(zhuǎn)彎局部損失彎道轉(zhuǎn)角約為25，損失系數(shù)約為015（32418H05039彎38）3626岔管損失岔管偏角約為25，流經(jīng)岔管后的流速接近，取損失系數(shù)約為019（32418H0907M39）有兩條岔管，故損失為2017034M3627閥門損失蝶閥損失系數(shù)約為011（32418H009閥40）總水頭損失為（3H2515134013M沿局41）4水電站廠房尺寸設(shè)計(jì)41主廠房高程的確定411水輪機(jī)安裝高程T410TSMIN2BH下式中水輪機(jī)安裝高程，M；T水電站廠房建成后下游設(shè)計(jì)最低水位（M），全廠有3臺(tái)機(jī)組，取1臺(tái)機(jī)組流量IN下相應(yīng)的尾水位取38625M。IN下水輪機(jī)允許吸出高度，M；SH42SH103190H導(dǎo)水葉高度，取0482M；0B0B氣蝕系數(shù)，根據(jù)水輪機(jī)特性曲線來決定，020；由模型換算到實(shí)際水輪機(jī)時(shí)，氣蝕系數(shù)修正值，由水輪機(jī)廠家提供取001；計(jì)算水頭，取114M；HH水電站廠房所在地點(diǎn)的海拔高程的校正值，初步設(shè)計(jì)時(shí)可采用下游平均水位高程，取38635M。10302000111410579M43S1031903865903862505790241386332M44TSMIN2BH下412主廠房基礎(chǔ)開挖高程F45321TH式中水輪機(jī)安裝高程，M；T水輪機(jī)安裝高程向下量取到尾水管出口頂面的距離，取268M；3H3H尾水管出口高度，取312M；22H尾水管地板混凝土厚度，取266M。11386332268312266385486M32FT413水輪機(jī)層地面高程14614TH式中水輪機(jī)安裝高程，M；T水輪機(jī)安裝高程向上量取蝸殼進(jìn)口半徑和混凝土層，取22M。4H4H38633222386552M14TH414發(fā)電機(jī)裝置高程G47GT45615H6式中水輪機(jī)層地面高程，M；1水輪機(jī)層地面高程加上發(fā)電機(jī)機(jī)墩進(jìn)入孔高度，取176M；5H5進(jìn)入孔頂部厚度，取10M。66H38655217610386828M48G15415發(fā)電機(jī)層樓板高程，為滿足下列條件2保證以下各層高度和設(shè)備布置及運(yùn)行上的需要；保證下游設(shè)計(jì)洪水不淹沒廠房。故發(fā)電機(jī)層樓板高程取387032M。2416起重機(jī)吊車的安裝高程C388032M49C27H8910H式中發(fā)電機(jī)層樓板高程，為387032M；2發(fā)電機(jī)定子高度和上機(jī)架高度之和，取12M；7H7吊運(yùn)部件與固定的機(jī)組或設(shè)備間的垂直凈距，取07M；88H最大吊運(yùn)部件高度，取603M；99H吊運(yùn)部件吊鉤之間的距離一般在1015M左右，取14M；10H10主鉤最高位置上極限位置至軌道頂面的距離，可從起重機(jī)主要參數(shù)表查出067M。1387032120760314067388032M410C27H8910H417屋頂高程R411RC12H3式中起重機(jī)吊車的安裝高程，為388032M；C軌頂至吊車上小車高度，取05M；12H12吊車檢修預(yù)留空間，取35M。33H3880320535388432MRC1242主廠房長度L的確定4121LNL安式中主廠房長度，M；機(jī)組臺(tái)數(shù)，N3；N機(jī)組段長度，M；1L安裝間長度，M；安邊機(jī)組段加長，M。421機(jī)組段長度的確定14131LX對(duì)于蝸殼層03276010240430M414XLR104342029580730M415043007301160M4161對(duì)于尾水管層417X21B98L4632M50635017對(duì)于發(fā)電機(jī)層4183X3L2B式中發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑，取6180M；33兩臺(tái)機(jī)組之間風(fēng)罩外壁凈距，取4820M；BB發(fā)電機(jī)風(fēng)罩厚度，取03M。3330902410035800M419XL25800580011600M4201422邊機(jī)組段加長（011）1388388M0D423安裝間長度（115）121161392ML安取安裝間長度為14米，則主廠房長度311600388145268M421取主廠房長度為53米43主廠房寬度確定422BSX式中主廠房凈寬，M；B上游側(cè)寬度，M；S下游側(cè)寬度，M。X431水上部分凈寬的確定上游側(cè)寬度423SB32A式中上游側(cè)寬度，M；SB發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑，取6180M；33發(fā)電機(jī)風(fēng)罩壁厚，取03M；風(fēng)罩外壁至上游墻內(nèi)側(cè)或柱邊的凈距，由上游側(cè)電器設(shè)備的布置及通道尺寸得，A取251M。3090032515900M424SB32A下游側(cè)寬度425X3式中下游側(cè)寬度，M；BX發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑，取6180M；33發(fā)電機(jī)風(fēng)罩壁厚，取03M；風(fēng)罩外壁至下游墻內(nèi)側(cè)或柱邊的凈距，由上游側(cè)電器設(shè)備的布置及通道尺寸得，A取331M。3090033316700M425BX32A5967126M427SX431水下部分凈寬的確定上游側(cè)寬度428SB32A式中上游側(cè)寬度，M；SB發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑，取3400M；33發(fā)電機(jī)風(fēng)罩壁厚，取09M；風(fēng)罩外壁至上游墻內(nèi)側(cè)或柱邊的凈距，由上游側(cè)電器設(shè)備的布置及通道尺寸得，A取330M。1700093305900M429SB32A下游側(cè)寬度430X32A式中下游側(cè)寬度，M；BX發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑，取3400M33發(fā)電機(jī)風(fēng)罩壁厚，取09M；33風(fēng)罩外壁至下游墻內(nèi)側(cè)或柱邊的凈距，由上游側(cè)電器設(shè)備的布置及通道尺寸得，A取390M。1700093906500M431BX32A5965124M432SX5水電站廠房強(qiáng)度設(shè)計(jì)51、交通橋設(shè)計(jì)511按強(qiáng)度配筋計(jì)算如下圖所示，將交通橋簡化為為T型梁結(jié)構(gòu)實(shí)際情況比計(jì)算情況安全，故可以按簡化T型梁配筋。圖51交通橋橫截面計(jì)算單元，單個(gè)T型梁尺寸圖130501503070圖52交通橋計(jì)算截面尺寸圖梁尺寸計(jì)算跨度30001053150MM，B300MM，H700MM，上翼緣寬度1300MM，上翼緣厚0LFB度100MMFB材料強(qiáng)度1190N/，127N/，280N/CF2MTF2MCE4102M210N/，21N/YSE5102荷載130010030070010025KN/M775KN/M，300KG6KQKN/M，20KN，150KNGKQ77596151,GKM1820L2315KNM30037252,QK20315157553,GK14K0LK1503151181354,QKNM梁在啟閉閘門時(shí)最危險(xiǎn)，此時(shí)梁上禁止站人，故10512011555MAXM,GK,GKM,QK10596112015751151181316484N受拉鋼筋估計(jì)為雙層配筋，取70MM，則70070630MMA0H鑒別T型梁所屬情況，/211901300100630100/289726CFBFH0F610KNM0255100S56IN選用5201570，配筋圖如下S2M782028520613040201503021圖53交通橋配筋圖512裂縫驗(yàn)算30C007511MAXSKETED式中按受彎構(gòu)件計(jì)算，取21；按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的構(gòu)件縱向受拉鋼筋應(yīng)力，近似取200N/；SKSK2M鋼筋彈性模量，21N/；ESE5102C最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)邊緣的距離，取C35MM；D鋼筋直徑，取D20MM；縱向受拉鋼筋的有效配筋率，MAX/2AB,003003TETESA30C007MAXSKETED2130350075201203022MM，屬于第二類T型截面。PYFACFFXH受壓區(qū)高度5341250781905315026836PYCFFYSFBAXM相對(duì)界限受壓區(qū)高度，預(yù)應(yīng)力鋼筋為鋼絞線B1290243410466N/5350PCONL2M0493536B08163PYFE50817246639316KV,截面尺寸滿足要求。0CFH確定是否按計(jì)算配置箍筋070717130083029805KN548CV0TFB005298050052538931074KN015，MAXSSVAB,MINSV滿足要求。0712576832KNKV43852KN，滿足承載力要求。CSVPV0TFBH005SVPAFHN524撓度驗(yàn)算荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下的受彎剛度計(jì)算不出現(xiàn)裂縫構(gòu)件的短期剛度085325363100549085PSCBEI41010152NM荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)荷載組合作用下預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的剛度065100655506PSB15142外荷載作用下的撓度計(jì)算荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)荷載組合作用下的撓度00276M176MM5511F43058QLF43114586720085預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的反拱值計(jì)算65MM5522F20PCNELEI外荷載及預(yù)應(yīng)力共同作用下的總撓度計(jì)算246MM553F12F撓度極限值，滿足要求。LIM450946FM53廠房地板設(shè)計(jì)531按強(qiáng)度配筋計(jì)算計(jì)算單元，矩形截面2030圖57廠房地板橫截面計(jì)算簡圖圖58廠房地板俯視簡圖梁尺寸計(jì)算跨度近似取3300MM，板厚H200MM，受拉鋼筋估計(jì)為單層配筋，取30MM，則XLYA20030170MM。0H材料強(qiáng)度1190N/，127N/，280N/CF2MTF2MCE4102M210N/，21N/YSE5102荷載023325165KN/M，30KN/MKGKQ1652246554,M8K20L23NM300408555,QK1K10512010522461204082848556MAX,G,QKK105120MAXV2G0L12KQ0L105051653312005300333453KN557配筋計(jì)算0030558SMAX20CFKMBH321841097110030K12034534144KN563MAXV故截面尺寸滿足抗剪要求。0707127330017039270KNK5640TFBHMAXV故無需進(jìn)行板抗剪設(shè)計(jì)，只需按構(gòu)造要求配筋即可。533裂縫驗(yàn)算30C007565MAXSKETED式中按受彎構(gòu)件計(jì)算，取21；按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的構(gòu)件縱向受拉鋼筋應(yīng)力，近似取200N/；SKSK2M鋼筋彈性模量，21N/；ESE5102C最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)邊緣的距離，取C25MM；D鋼筋直徑，取D8MM；縱向受拉鋼筋的有效配筋率，MAX/2AB,003003TETESA30C007MAXSKETED2130250075665201803015MM0255860SABH14873MIN選用6181527，鋼筋數(shù)量小考慮單層配筋，更安全，配筋圖如下S2M281618910821060530圖511梁板結(jié)構(gòu)尺寸圖542裂縫驗(yàn)算30C007587MAXSKETED式中按受彎構(gòu)件計(jì)算，取21；按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的構(gòu)件縱向受拉鋼筋應(yīng)力，近似取200N/；SKSK2M鋼筋彈性模量，21N/；ESE5102C最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)邊緣的距離，取C35MM；D鋼筋直徑，取D18MM；縱向受拉鋼筋的有效配筋率，MAX/2AB,003003TETESA30C007MAXSKETED213035007520118030214MM8，需考慮縱向彎曲的影響。098LH500MM25MM5980E0753H故按實(shí)際偏心距500MM計(jì)算。0E計(jì)算值155，取115195830CKFAN1115001115001112510420LH1111559920114LE21504047判斷大小偏心115500575MM0303750225MM51000E0H故按大偏心受壓計(jì)算。計(jì)算值04192100MM5102XA1050419105041903315103S計(jì)算值SA57540050925MM5104E02HA40885105SA20KCSYKNFBHA21539190357072M選用728，4310020500750750，箍筋按構(gòu)造要求配置，SA2MIN0BH2選用8300，配筋圖72833548150圖513柱配筋圖56閘墩設(shè)計(jì)閘墩主要承受結(jié)構(gòu)自重包括上部結(jié)構(gòu)與設(shè)備重和水壓力等荷載。查隆通水電站工程場地對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為度，較小且鑒于本人設(shè)計(jì)水平有限忽略地震因素的影響，計(jì)算時(shí)只需相應(yīng)提高一點(diǎn)安全系數(shù)即可。閘墩尺寸42510,6374825187,5圖514閘墩橫截面尺寸圖閘墩最危險(xiǎn)截面為閘底板高程對(duì)應(yīng)的水平截面，將其作為計(jì)算截面進(jìn)行配筋計(jì)算。荷載上部結(jié)構(gòu)混凝土包括自重重量45388303858441032528459KNGG啟閉力10000KNQ正常蓄水位時(shí)水壓力115347KN5106F210983108542彎矩38677KN5107M截面上的正應(yīng)力5108WMAI式中計(jì)算截面以上豎向力的總和，44728KNW計(jì)算截面的面積，191031957A2M計(jì)算截面以上各力對(duì)截面形心軸力矩，1203867746412MKNM計(jì)算截面對(duì)其形心軸的慣性矩，173II31904K5110FWUKP05648927主廠房機(jī)組段整體抗滑、抗浮及邊緣垂直正應(yīng)力計(jì)算成果見表58。從計(jì)算成果得知，各項(xiàng)指標(biāo)均可滿足規(guī)范要求。表58機(jī)組段計(jì)算成果表水位安全系數(shù)地基應(yīng)力,MPA載組合計(jì)算情況上游下游抗浮抗滑上游下游基本組合正常運(yùn)行上游正常蓄水位下游最低水位31129028027機(jī)組檢修上游正常水位下游檢修水位30127026026地震情況上游正常水位下游最低水位31124034035特殊組合機(jī)組未安裝上游正常水位下游正常水位30127026025地基為穩(wěn)定性極其重要，故還應(yīng)進(jìn)行有限元分析參考類似混凝土壩地基ANSYS建模,地基范圍一般從壩踵和壩址分別向上、下游取25倍壩底寬帶，地基深度取25倍壩高。故此處廠房地基可取寬度為2125倍廠房底寬帶B3805519025M，深度為2倍的廠房高度H306426128M。515ANSYS軟件地基處理計(jì)算結(jié)果516ANSYS軟件地基處理變形圖517ANSYS軟件地基應(yīng)力圖一517ANSYS軟件地基應(yīng)力圖二對(duì)計(jì)算結(jié)果分析建模時(shí)將地基八個(gè)端點(diǎn)固定,對(duì)端點(diǎn)附近影響較大,但實(shí)際情況端點(diǎn)處應(yīng)力最安全,故忽略端點(diǎn)處應(yīng)力集中,其余均與求載結(jié)果近似,特別是廠房正下方較近處更為精確，故此