水电站引水系统设计
固滴水电站引水系统设计
固滴水电站引水系统设计引言:水电站是一种将水能转化为电能的设施,而引水系统是水电站的重要组成部分之一。
固滴水电站作为一个典型的水电站,其引水系统的设计对于电站的正常运行和发电效率至关重要。
本文将从引水系统的设计原理、结构以及必要的技术要求等方面进行详细介绍。
一、设计原理固滴水电站引水系统的设计原理是利用水的自然流动和重力作用,将水从水源地引入到水电站发电机组,以便发电。
具体来说,设计原理包括以下几个关键环节:1. 水源地选择:水源地的选择是引水系统设计的第一步。
通常情况下,水源地应具备水量充足、水质良好、地形适宜等特点,以确保引水系统的正常运行。
2. 水库建设:为了储存足够的水量,以应对用电高峰时期的需求,固滴水电站引水系统需要建设一个水库。
水库的规模和容量应根据实际需要进行设计,以确保供水的持续性和稳定性。
3. 引水渠道设计:引水渠道是将水从水库引入到水电站的关键通道。
在设计引水渠道时,需要考虑渠道的长度、宽度、深度等参数,以及地形条件和水流速度等因素,以确保水能顺利地流入水电站。
4. 引水管道设计:引水管道是将水从引水渠道输送到水电站的管道系统。
在设计引水管道时,需要考虑管道的材质、直径、长度、坡度等参数,以及水流压力和输送能力等因素,以确保水能顺利地输送到发电机组。
二、设计结构固滴水电站引水系统的设计结构包括水库、引水渠道和引水管道三个主要组成部分:1. 水库:水库是储存水量的重要设施,通常由大坝和堰塞体组成。
大坝用于囤积水源,而堰塞体用于控制水位和水流量,以应对不同时期的用水需求。
2. 引水渠道:引水渠道是将水从水库引入到水电站的通道。
通常情况下,引水渠道采用开挖或者人工建设的方式,通过合理的设计和施工,确保水能顺利地流入水电站。
3. 引水管道:引水管道是将水从引水渠道输送到水电站的管道系统。
通常情况下,引水管道采用钢管或者混凝土管道,通过合理的设计和铺设,确保水能顺利地输送到发电机组。
水电站课程设计任务书及指导书--引水系统
水电站课程设计任务书及指导书引水式水电站引水系统设计(供水工专业用)水利工程系2019.05.01设计任务书一目的和作用课程设计是工科院校学生在校期间一个较为全面性、总结性、实践性的教学环节。
它是学生运用所学知识和技能,解决某一工程问题的一项尝试。
通过本次课程设计使学生巩固、联系、充实、加深、扩大所学基本理论和专业知识,并使之系统化;培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神;培养学生初步掌握工程设计工作的流程和方法,在设计、计算、绘图、编写设计文件等方面得到一定的锻炼和提高。
二基本资料梯级开发的红旗引水式水电站,电站的主要任务是发电,并结合水库特性、地区要求可发挥水产养殖等综合效益。
电站建成后投入东北主网,担任系统调峰、调相及少量的事故备用容量,同时兼向周边地区供电。
该电站水库库容较小,不担任下游防洪任务,工程按二等Ⅱ级标准设计。
经比较分析,该电站坝型采用混凝土重力坝,厂房型式为引水式,安装4台水轮发电机组。
引水系统的布置应考虑地形、地址、水力及施工条件,考虑到常规施工技术条件,引水隧洞洞泾不宜超过12m。
因此,引水系统采用两条引水隧洞,在隧洞末端各设置一个调压室,从每个调压室又各伸出两条压力管道,分别给4台机组供水。
供水方式为单元供水,管道轴线与厂房轴线相垂直,水流平顺,水头损失小。
经水能分析,该电站有关动能指标为:水库调节性能年调节装机容量 16万kw (4台×4万kw)水轮机型号HL240 额定转速107.1r/min校核洪水位(0.1%)194.7m 设计洪水位(1%)191.7m正常蓄水位191.5m 死水位190m最大工作水头38.1 m 加权平均水头36.2 m设计水头36.2 m 最小工作水头34.6 m平均尾水位152.0 m 设计尾水位150.0 m发电机效率 96%-98%单机最大引用流量 Q max=124.91m3/s引水系统长度约800m三试根据上述资料,对该电站进行引水系统的设计,具体包括进水口、引水隧洞、调压室及压力管道等建筑物的布置设计与水电站的调节保证计算等内容。
东江水电站引水发电系统设计
目录摘要: (1)关键词: (1)前言 (2)1.基本资料 (3)1.1自然条件及工程 (3)1.1.1 流域概况及枢纽布置区的地理位置 (3)1.1.2水文气象 (3)1.1.3对外交通 (3)1.2工程地质概况 (3)1.3 枢纽效益及主要的建筑物 (4)1.3.1 枢纽效益 (4)1.3.2 挡水建筑物 (4)1.3.3泄水建筑物 (4)1.3.4木材过坝设施 (5)1.4 工程特征表 (5)1.4.1 枢纽水文特征 (5)1.4.2 枢纽下泄流量及下游相应水位 (6)1.4.3 水库特性 (6)1.4.4电站水头及装机容量 (7)1.5基本资料表 (7)1.5.1水轮机 (7)1.5.2发电机 (8)1.5.3开关站 (8)1.5.4主要副厂房参考面积 (9)1.6坝体附图 (10)2 .枢纽布置 (11)2.1开发方式及厂房类型 (11)2.1.1坝后式厂房 (11)2.1.2引水式厂房 (12)2.1.3地下式厂房 (12)2.1.4方案确定 (13)2.2压力钢管的供水方式 (13)2.3厂区位置选择 (14)3.引水系统布置设计 (15)3.1进水口设计 (15)3.1.1进水口设计的要求 (15)3.2进水口位置、型式、高程及轮廓尺寸的确定 (16)3.2.1进水口的型式 (16)3.2.2进水口的位置及高程的确定 (17)3.2.3进水口的轮廓尺寸的确定 (18)3.3进水口的主要设备 (20)3.3.1拦污栅 (20)3.3.2闸门及启闭设备 (20)3.3.3通气孔 (21)3.4引水管道设计 (22)3.5引水道水力计算 (23)4.机电设备及附属设备布置 (24)4.1水轮机型号及吸出高度 (24)4.1.1水轮机型号 (24)4.1.2水轮机吸出高度H s (25)4.2蜗壳设计 (25)4.2.1蜗壳型式 (25)4.2.2蜗壳断面形式 (25)4.2.3蜗壳包角 (25)4.2.4蜗壳的进口流速 (26)4.2.5蜗壳外形尺寸的确定 (26)4.3 尾水管设计 (28)4.4发电机设计 (28)4.4.1 垂直方向的主要尺寸 (28)4.4.2 水平方向上的主要尺寸 (29)4.5座环设计 (29)4.6 主厂房的起重设备选择 (30)4.7主变及开关站 (30)4.8调速器及油压装置 (30)4.8.1 调速器的功用 (30)4.8.2 调速器的型号选择 (31)5.调节保证计算 (33)5.1调节保证计算的任务和标准 (33)5.1.1水锤及调节保证计算的目的和任务 (33)5.1.2 调节保证计算的标准 (34)5.2高压管道经济直径的确定 (35)5.3 计算工况的选择 (35)5.4 各种工况下的调保计算 (35)5.4.1管道系统参数计算 (35)5.4.2 压力波速的计算 (36)5.4.3 管道特性系数的计算 (36)5.4.4 判别水锤的性质 (36)5.4.5 水击计算步骤 (37)5.5 机组转速变化计算 (40)5.6 调保计算成果分析选择 (41)6. 厂房布置设计 (41)6.1 厂区布置 (42)6.1.1 主厂房 (42)6.1.2副厂房 (43)6.1.3 主变压器的布置 (44)6.1.4开关站的布置 (45)6.1.5 厂区对外交通 (45)6.2主厂房主要尺寸的拟定 (46)6.2.1 主厂房长度的确定 (46)6.2.2 主厂房的宽度B的确定 (47)6.2.3 主厂房的剖面设计计算 (47)6.3尾水平台宽度的确定 (49)6.4对厂房辅助设备的布置 (50)6.4.1 油系统设备的布置 (50)6.4.2 压缩空气系统设备的布置 (50)6.4.3 供水系统设备的布置 (51)6.4.4 排水系统设备的布置 (51)6.5 主厂房各层设备布置 (51)6.5.1 发电机层的设备布置 (51)6.5.2 水轮机层的设备布置 (53)6.5.3 蜗壳层的设备布置 (53)6.5.4 尾水管层的设备布置 (54)6.5.5 装配场下层 (54)6.5.6 尾水平台 (54)7. 结构设计 (55)7.1机墩结构设计 (55)7.1.1基本资料 (56)7.1.2 强迫振动频率资料 (57)7.1.3 动力计算 (57)7.1.4 静力计算 (58)7.1.5 机墩的配筋 (59)7.2 压力管道结构设计 (59)7.2.1 基本假定及计算模型简化 (60)7.2.2 荷载组合 (60)7.2.3 设计要求及准则 (60)致谢 (I)参考文献..............................................................................................................................................................A 附录:东江水电站引水发电系统设计计算书 (1)东江水电站引水发电系统设计说明书学生:指导教师:摘要:本设计主要包括引水和发电两个系统的设计。
小型水电站引水优化设计论文(全文)
小型水电站引水优化设计论文1、工程概况某小型水电站工程位于阿坝州黑水县小黑水河下游,其作为小黑水河梯级开发工程的次一级水电站,整个小型水电站工程的开发模式以引水式水电站为主要形式,工程施工阶段需要依次完成首部枢纽、引水隧洞、调压井、压力管道、厂房以及升压站等构筑物的施工,所以该小型水电站工程在本质上属于典型的中水头径流引水式电站。
该小型水电站在设计过程中的引水流量为16.90m3/s,其中首部底格栅栏坝的引水流量设计标准为2.11m3/s,将其与上游水电站尾水设计流量14.76m3/s,共同作为该小型水电站的设计引水流量,所以该小型水电站工程的装机容量为21MW,小型水电站每年需要运行近4745h,同时该小型水电站工程开发中不具备其他综合利用的要求。
2、对小型水电站引水系统进行优化设计的必要性小型水电站工程在实际开进展具有良好的经济价值与应用前景,是水利水电工程领域中一种较为先进的流域开发方式,可以作为未来水利水电工程建设的成功案例进行参考。
由于该小型水电站工程需要引用上级电站的发电尾水,上级发电站的发电尾水为14.76m3/s则基本可以达到其设计引用流量的87%左右,如果在该小型水电站设计阶段可以将这一部分尾水直接引入引水隧洞,由于这一部分尾水的清洁度较高则不需要设置底格栅栏坝引水廊道和沉砂池,这对降低该小型水电站首部的工程量与成本投入有着重要作用。
本文认为梯级水电站中上一级水电站与次一级水电站不仅存在电力联系,水力联系也是梯级水电站设计过程中不能忽略的一个主要因素,虽然电XX负荷的平衡、机组躲避振动区、机组出力限制等方面会对其产生约束,同时也要满足防洪、灌溉、航运、生活及工业用水等多个社会方面的需求。
因此,该小型水电站引水系统优化设计过程中,设计人员应充分考虑电离平衡、水量平衡、区间径流以及尾水衔接等多项问题,该梯级流域中上下2级水电站在设计中均设置了带有调压室的长隧洞,所以在引水系统优化设计中要充分考虑其缺少一个稳定的无压过渡段,再加上优化设计中由于要涉及到上下2级水电站不同的运行方式,所以要实现水力过渡这一过程是一个相对复杂的内容。
戈兰滩水电站发电引水系统设计
2009年第28卷增刊・DWR陋水利水电工程设计・9・戈兰滩水电站发电引水系统设计张秀崧赵小娜李梅刘春锋摘要充分利用戈兰滩坝址独特的地质地形条件,多种压力管道布置型式有机结合,缩短了引水管道长度,节省了工程投资。
关键词戈兰滩水电站进水口压力管道隧洞钢衬波纹管伸缩节中图分类号1W32文献标识码B文章编号100r7瑚180(2009)增刊顸Dg.04戈兰滩水电站位于云南省思茅地区江城县和红河洲绿春县的界河——李仙江干流上,是李仙江流域7个梯级电站的第6级。
工程以发电为主,在电力系统中承担调峰和事故及负荷备用等任务,兼有库区航运和旅游等综合效益。
电站厂房采用岸边引水式地面厂房,共装机3台,单机容量150MW,机组采用立轴混流式水轮机,额定水头80m,电站多年平均发电量20.182亿kW・h。
发电引水压力管道采用单机单管、管洞结合引水方式,管道内径7.5m,单机设计引用流量210.73矗,s。
在正常蓄水位时管道最大内水压力为1.18胁,管道肋值8.85×1旷l【N,m。
本工程发电引水系统布置上充分利用河道左岸外凸山体和坝址条带状安山岩体的走向,缩短引水系统长度。
厂房基础坐落在安山岩上,并将坝内埋管、明钢管、引水隧洞、地下埋管等多种管道形式有机结合,加快了施工进度,节省了工程投资,取得了显著的社会效益和经济效益。
1引水管道的布置本工程采用的引水管道布置见图l、2。
3条发电引水管道依次平行布置在左岸3’一5’电站坝段,采用坝式进水口,单机单管供水方式,进水口底坎高程420.00m,管道内径7.5m。
由进口渐变段、上平段、上弯段、斜井段、下弯段、下平段和锥管段等组成,隧洞轴线与进水口和主厂房的纵轴线正交,平面布置2个弯段。
洞轴线间距:进水口21m,上弯段后与机组间距一致为22m。
引水管道在电站坝段工作闸门后桩号下0+10.9m至隧洞上平段和下平段至蜗壳进口布置钢衬或明管。
坝体内采用坝内埋管,埋管段末端(桩号下O+32.7m)至隧洞进口间为明钢管段,明管段长度分别为11.8,16.8,21.8m,明管段设波纹管伸缩节。
固滴水电站引水系统设计的相关介绍
固滴水电站引水系统设计的相关介绍引水系统是水电站的重要组成部分,它起到将水源引入水电站的作用。
固滴水电站引水系统设计是为了保证水源的稳定供应和最大限度地提高发电效率而进行的。
本文将从引水系统的设计原则、设计步骤和设计要点等方面进行介绍。
一、设计原则1.可靠性:引水系统应具备良好的可靠性,能够在各种工况下正常运行,保证水源的稳定供应。
2.经济性:引水系统设计应尽量降低建设和运行成本,同时保证其正常运行和维护。
3.高效性:引水系统设计应考虑最大限度地提高发电效率,减少能源损失和浪费。
二、设计步骤1.确定水源:首先需要确定水源的位置和水量,通过水文数据和现场勘测等方式获取相关信息。
2.确定引水方式:根据水源的位置和水量,选择合适的引水方式,包括重力引水、抽水引水、压力引水等。
3.设计引水渠道:根据引水方式和水源的地形条件,设计引水渠道的线路、断面和坡度等参数,确保水流稳定、流速适宜。
4.设计水闸和泵站:根据引水系统的需要,设计水闸和泵站的位置、规模和工艺参数等,以保证水流的控制和调节。
5.设计沉砂池和水库:为了防止水中的泥沙对引水系统造成堵塞和损害,需要设计沉砂池和水库等设施,对泥沙进行沉淀和处理。
6.进行水力计算:根据引水系统的参数和水力学原理,进行水力计算,包括水流速度、水头损失、水力坡降等参数的计算和分析。
7.进行结构设计:根据引水系统的参数和水力计算结果,进行引水渠道、水闸和泵站等结构的设计,包括选材、强度计算和施工方案等。
8.进行安全评估:对引水系统进行安全评估,包括水灾风险评估、设备可靠性评估和施工安全评估等,确保引水系统的安全运行。
三、设计要点1.合理选择引水方式:根据水源的条件和工程要求,选择合适的引水方式,以降低成本和提高效率。
2.合理布置引水渠道:引水渠道的线路应尽量避免过高或过低的地形,以减少水力损失和防止泄漏。
3.合理配置水闸和泵站:根据引水系统的需要,合理配置水闸和泵站,以满足对水流的控制和调节。
木加甲一级水电站引水系统设计
木加甲一级水电站引水系统设计摘要:木加甲河为怒江右岸一级支流,属高黎贡山片区,工程区域地质岩性以花岗斑岩,花岗片麻岩为主。
木加甲一级电站为引水式电站,主要建筑物为首部枢纽,引水隧洞,洞内前池,压力钢管道,厂房等组成。
引水隧洞总长为5960m,其中无压隧洞长4790m,有压隧洞长1170m。
电站设计水头482m,属高水头水电站。
主题词:木加甲水电站引水系统引水隧洞压力管道木加甲一级水电站位于云南省怒江傈僳族自治州福贡县木加甲乡境内,为径流引水式电站。
木加甲河位于怒江右岸,为怒江一级支流,发源于高黎贡山山脉脊部,流域位于东经98°41′~98°49′、北纬27°24′30″~27°29′之间。
木加甲河流域水系主要由干流木来戛洛河和主要支流开洼洛河、急苏洛河组成。
木加甲一级电站在分别在三条河道2000m高程处建坝引水发电,电站取水口以上集雨面积125.65km2,取水口多年平均流量7.37m3/s。
电站为无调节径流式电站,设计水头482m,设计引用流量15.2 m3/s,总装机容量60MW,多年平均发电量2.7亿kw.h。
木加甲一级水电站为径流引水式电站,共设3座首部枢纽,分别从开洼洛河、木来戛洛河、急苏洛河上取水。
1#首部枢纽位于开洼洛河,通过1#隧洞引水至木来戛洛河;2#首部枢纽位于木来戛洛河,通过2#隧洞引水至前池;3#首部枢纽位于急苏洛河,通过3#隧洞引水至前池。
前池位于4#有压隧洞前段,为洞内前池。
前池汇水后通过4#有压隧洞和压力钢管引水至厂房发电。
电站厂房位于木加甲河右岸,布置两台冲击式机组,装机容量2×30MW。
工程总体布置如下图:首部枢纽和进水口设计木加甲一级水电站共布置3个首部枢纽,分别位于木来戛洛河、开洼洛河、急苏洛河上。
首部枢纽均属于低坝挡水,最大坝高不超过15m,首部正常蓄水位与大坝溢流堰堰顶高程一致。
进水口为无压开敞式进水口,设计引水流量均较小。
向家坝水电站引水系统施工通道规划布置模板
引水系统施工通道规划根据当前引水洞施工实际情况及业主、监理指示要求, 我施工局对引水系统施工主要通道进行了如下规划。
一、通道规划原则1、满足引水洞系统施工基本需要。
2、满足美观、文明施工需要。
二、人行通道1、自引水渠EL314至EL324通道引水渠最上、下游侧SD0+0位置布置两趟钢斜梯作为自引水渠EL314至EL324平台的人行通道, 具体布置见附图。
2、闸墩和拦污珊墩施工通道于EL324平台上、下游布置两趟钢斜梯作为EL324以上拦污珊墩和闸墩施工人行通道, 具体布置见附图。
3、EL360马道至EL384马道施工通道于EL360马道上、下游布置两趟钢斜梯作为EL360以上拦污珊墩和闸墩施工人行通道, 同时在EL384马道交通桥位置靠进水塔侧搭设φ48mm满堂脚手架( 水平间距75×75cm, 铅直步距1m, 底部设置扫地杆) 走道, 脚手架两侧用揽风绳( φ15mm钢丝绳) 固定于两侧插筋或锚杆上, 脚手架上面敷设马道板( 用铅丝与脚手架固定) 并设置护栏。
具体布置见附图。
4、两层联系梁之间拦污珊墩施工通道在拦污珊墩周边按照间距1.2×1.2m间距埋设φ48钢管( 埋入砼中50cm, 外露1.5m) , 然后以此钢管作为悬臂布置外伸操作平台, 平台上敷设马道板( 用铅丝与钢管固定) , 临空侧布置安全网。
如下图所示:5、闸门#施工通道对于排沙塔、门#,制,板作业条件的部位。
小钢模为主体, 因此, 需搭设φ48钢管脚手架作为操作平台。
操作平台自基础底板开始搭设( 水平杆与二期砼插筋按照间距1.5×1.5m连接) , 底部预留过车通道。
搭设水平间距1.5×1.5m, 铅直步距1.5m, 每1.5m 高敷设马道板( 用铅丝与水平杆绑扎连接) 作为操作平台。
该操作平台同时作为塔体冷却水温控通道和二期砼浇筑通道。
如上图所示:6、其它部位施工通道检修门库段施工缝部位、流道曲面及其它使用不具有操作平台模板部位, 上述部位由于结构体形不规则或体形结构尺寸不满足悬臂模板使用条件, 仅能使用常规组合钢模板。
探讨水电站发电引水系统的设计
探讨水电站发电引水系统的设计1引水隧洞洞径的确定根据该工程资料,设计水电站最大引水发电流量为31m3/s,故该引水隧洞需满足31m3/s的过流能力。
该工程采用深式进水口的有压引水隧洞,隧洞断面采用圆形断面,因为圆形断面的水流条件和受力条件都较为有利。
在装机流量一定的情况下,隧洞断面尺寸取决于洞内流速,流速越大所需要断面尺寸愈小,但水头损失愈大,而且流速越大,对工程地质要求也越高。
该工程为小(1)型工程,对于确定隧洞断面尺寸,采用经济流速法,目前我国水电站有压隧洞的经济流速一般为2.5~4.0m/s。
经计算得出,该工程有压隧洞的洞径为3.5m。
1.1进水口设计1.1.1进水口高程的确定该工程采用深式进水口,为避免河床淤沙进入隧洞,进水口底板高程须比河床的淤沙高程高出0.5~1m,该工程的淤沙高程为867.4m。
另外,为使引水隧洞形成稳定的有压流,避免出现漏斗状吸气漩涡,进水口需要一定的淹没深度,以闸门断面为计算断面(闸门采用矩形断面,宽、高均与隧洞洞经相等)。
经计算得出临界水深s为2.53m。
进水口除了要避免出现漩涡和吸气漏斗,尚应保证沿线不出现负压,对于后者,计算时可以简化取沿线洞顶处的水压力有不小于2.0m的水头。
经计算得,进水口闸门段顶部高程應在873.08m(875.61-2.53﹦873.08m)以下,进水口底部高程应在867.4m以上;而进水口位置越低,电站在正常运行时隧洞内水压力越大,但电站可利用库容也越大;综合考虑以上因素,取进水口底部高程为868.0m,则闸门顶部高程为871.5m。
则水库允许的最低水面高程h 为:h=871.5+2.53=874.03m。
1.1.2进水口进口段设计该隧洞进水口均匀断面为矩形断面,且采用宽高相等,均等于隧洞直径的尺寸。
那么,该进水口采用顶板及左右三面收缩的矩形断面,三面的收缩曲线为相同的1/4椭圆曲线,收缩断面方程式见公式(1)。
(1)为了使水流平顺地流入引水道,减少进口处水头损失,进口段的流速一般不宜太大,一般控制在1.50m/s左右。
水电站引水系统施工组织设计
第一章编制依据1、编制依据1.1《甘肃疏勒河青羊沟水电站引水系统(1~4标段)工程施工招标文件》(合同编号QYGSDZ/TJ—2009—01~04)。
1.2建设部、水电部颁发的有关技术规范1.3国家及行业现行设计、施工规范、验收标准及有关文件。
1.4工地实际情况。
1.5我单位积累的同类工程施工经验。
1.6我单位可调用到本工程的各类资源。
2、编制范围1#施工支洞及2标段(桩号1+968.00~4+254.00)输水隧洞开挖、锚喷、衬砌、灌浆等全部施工内容;完成主体工程所必须的所有临时工程。
3、编制原则3.1按合同工期的要求,抓住关键、控制难点,全面合理的安排施工人员、机械设备及施工进度计划,搞好工序衔接,在保证工程质量、安全生产的前提下缩短工期。
3.2科学合理的配置资源,充分应用先进的科学技术和施工设备,尽量提高机械化程度。
3.3加强质量管理,争创优质工程。
3.4强化内部管理,控制工程成本。
3.5文明施工,做好环保工作。
第二章综合说明1.工程说明青羊沟水电站是疏勒河梯级开发中的第二座水电站,位于酒泉市肃北蒙古族自治县鱼儿红乡境内,为一座引水式日调节水电站,电站装机51MW。
工程区北距玉门市昌马乡政府约38km,距鱼儿红乡52km,距玉门镇约110km。
根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180-2003)的规定,工程等别为三等,工程规模为中型,枢纽大坝、引水系统和厂房等主要建筑物按3级设计,次要水工建筑物按4级建筑物设计,临时性水工建筑物按5级建筑物设计。
青羊沟水电站引水系统第2标段工程桩号为:引1+968~引4+254,洞线长2286m,引水流量50.2m3/s,纵坡1/233.262。
引水隧洞为圆形有压洞,洞径D=4.6m,设计流速3.02m/s。
根据地质围岩分类,该标段洞线长度范围内,Ⅳ类围岩2008m,约占87.84%;断层及破碎带Ⅴ类围岩278m,约占12.16%。
主要工程量:岩石洞挖59500 m3,喷C20砼5080 m3,现浇C20钢筋砼洞身衬砌15289 m3,I16工字钢钢拱架625t,钢筋制安937t,砂浆锚杆16377根,回填灌浆13375m2,固结灌浆23140m。
引水模式下的水电站设计论文(全文)
引水模式下的水电站设计论文1引水式水电站的引水渠道设计1.1渠道断面的选择渠道断面的选择非常重要,在实际操作过程中,要根据实际地形状况进行合理的设计。
如果地面的坡度相对较大并且起伏比较频繁,则一般选择窄深式的断面,有些该种形式的断面可以添加一定的盖板,这样不仅能够减少砂石降落到渠道中而且能够在很大程度上防止坡面的滚石发生状况。
这种渠道的优点比较多,比如:能够在冬季严寒的条件下减少水热量的散失,从而使得冰盖能够处于稳定的状态。
如果渠道处于比较宽敞的地面上,而且具有较强冻胀性能的基面,地下水位较高,则一般选择宽浅式断面。
在实际的设计过程中,如果在渠道的沿线有泉水,那么就将相应的泉水引入到水渠之中,可以在很大程度上提高渠道的水流量,使得结冰机率大大降低。
1.2渠道纵坡的设计在渠道设计过程中,纵坡的设计水平非常关键。
渠道纵坡的设计对于水流速度具有决定性的作用。
一般来讲,如果纵坡的设计较为平缓,则其很容易堆积淤泥,使得杂草等能够迅速地生长,从而影响渠道的输送水能力。
而如果纵坡的设计很陡,则渠道在使用过程中,很容易受到较大冲击,很容易破坏。
因此,相关设计人员要合理设计渠道的纵坡。
在结冰盖的运行过程中,设计人员要根据水能的具体状况、地形条件以及工程造价的实际情况,对纵坡进行合理的设计。
在输排冰运行的过程中,相关工作人员要将全段设计得比较陡些,使得输冰的流速达到相关的标准,而后段施工则需要在排冰闸前30m的缓流段进行,以此满足相关排冰速度的要求。
2引水式水电站压力前池的设计在渠道的设计过程中,相关工作人员要加大压力前池的设计力度,这对于提高渠道的整体质量具有重要的影响。
2.1前池布置在压力前池位置的选择过程中,为了提高水电站的实际运行效果,前池不要选择填方或者是地基不稳的部位,而应该尽量选择在天然地基比较好的地基上。
这种设置能够在很大程度上避开顺坡的裂隙发育地段以及滑坡的出现。
在前池的设计过程中,要对水文地质条件进行认真勘查,尽量减少甚至消除前池建设之后对于高边坡以及相关建筑物造成的负面影响。
水电站引水系统设计浅谈
水电站引水系统设计浅谈[摘要]本文结合腊撒水电站的实际运行状况,对引水系统的相关设计进行分析与阐述,提高结构稳定性,减少波动,满足水电站运行要求。
【关键词】腊撒水电站;引水系统;设计腊撒水电站位于缅甸北部克钦邦中部的迈立开江上,坝址位于迈立开江中段的勒萨(Laza)附近。
初步设计阶段,腊撒水电站正常蓄水位370m,水库回水至莫强坡附近,库长约171km,相应库容123.28亿m3,属高坝大库。
以下将对有关水电站引水系统的设计问题进行具体分析:一、进水系统设计对于引水系统的进水口来说,主要具备三大功能:一是确保保质保量地取水;二是避免泥沙等污染物进入引水道;三是及时确保水流中断。
若想满足相关功能要求,必须选择合理位置、合理布局。
1、进水口地质条件概述该系统的进水口部位地形坡度约45°左右,地表为坡积层覆盖,下伏基岩岩性为闪长岩、斜长角闪石岩,夹角闪石岩、斜长岩脉,岩体全风化底界垂直埋深20m左右,强风化底界垂直埋深25m左右,弱风化底界垂直埋深40m~50m。
进水塔底板地基为微风化岩体,块状、次块状结构,以Ⅱ、Ⅲ类岩体为主,岩体强度较高。
进水口正向边坡最大坡高约130m,走向N77°W,边坡中上部为全、强风化岩体,边坡稳定性受岩体强度控制,可能存在圆弧型破坏及沿底界面产生平面型破坏的可能,需加强支护及排水。
下部为弱风化岩体,边坡稳定性主要受结构面组合控制,根据结构面产状与边坡坡向初步分析,局部可能会产生块体失稳,总体上边坡稳定性较好。
2、进口形式与布置引水系统的进水口形式,主要通过进水口的取水方式、地质条件等决定。
如果采取坝上取水方式,应将进水口设置在坝体位置,即坝式进水口;如果地质条件恶劣、地形陡峭,应设置岸塔式进水口;同时,岸塔式进水口可以分为整体靠岸与下部靠岸两种形式,具体方式的选择与岩石的产状、节理发育、施工方式等有关。
在施工过程中,如果采取边开挖边支护的方式,或者先局部、后整体的方式,可实现垂直开挖或者边坡开挖,再从整体浇筑混凝土,确保进水口可整体靠岸;如果地形较为平缓或者地质条件恶劣,则应采取塔式进水口。
浅析小型水电站引水系统优化设计
浅析小型水电站引水系统优化设计摘要:随着我国社会经济的不断发展进步,小型水电站产业也得到了快速的发展。
本文主要以广东省某小型水电站的引水系统的例子来对其设计进行简要的分析。
此水电站是位于梯级工程的下游电站,因此要想保证小型水电站的运行效率能够符合设计的要求,就必须与其引水建筑物的特点相适应。
另外,还需要对小型水电站的引水系统进行优化,例如对取水枢纽等部分进行优化设计可以保证其引水系统的整体运行能够符合设计要求,同时还有效降低了工程的施工难度和安全隐患。
关键词:小型水电站;引水系统;优化设计一、引言随着社会经济的不断发展进步,各种水利水电工程项目也进一步得到了快速的发展,引水系统是小型水电站中十分重要的组成部分,通常是由进水口、引水管道、压力管道、尾水出口和尾水隧洞等几个部分组成,对引水系统进行优化设计可以有效降低施工的工程量,同时还可以在工程建设过程中得到更大的经济收益。
目前,我国设计行业通常会使用一些新工艺、新材料等来对引水系统的进水口、尾水出口等部分进行合理优化,使小型水电站在最大程度上实现经济效益和社会效益。
二、工程概况广东省某小型水电站工程是以引水式水电站作为整个水电站的主要存在形式。
施工过程中需要完成的任务有引水隧洞、调压井、压力管道和升压站等部分的施工,此小型水电站工程符合中水头径流引水式电站的特点。
其中,此小型水电站最初设计的引水流量为16.95m3/s,尾水部分的设计流量为14.78m3/s。
这个小型水电站的装机总容量是22MW,每年运行时间约为4746h。
三、小型水电站引水系统进行优化设计的必要性其实,梯级水电站与上级水电站以及次级水电站在电力方面都具有十分紧密的联系,同时水力方面也是在设计梯级水电站时十分关键的因素。
所以,该小型水电站在进行引水系统优化设计的过程中,相关设计人员应该全面考虑电离平衡、水量平衡和尾水衔接等多方面因素对引水系统的影响。
此项目中的水电站在设计之初都设置了一条具有调压室的隧洞,因此在对引水系统进行优化设计时还要注意此系统中缺少一个无压过渡段来对隧洞起到稳定作用。
某水电站引水系统设计
7.3 引水隧洞7.3.1 线路与坡度的确定引水隧洞的路线选择是设计中的关键,它关系到隧洞的造价,施工难易,工程进度,运行可靠性等方面,选择洞线的一般原则和要求为:①隧洞的路线应尽量避免不利的地质构造,围岩可能不稳定及地下水位高,渗水量丰富的地段,以减小作用于衬砌上的围岩压力和外水压力,洞线要与岩层层面、构造破碎带和节理面有较大交角,在高地应力区应使洞线与最大水平地应力方向尽量一致,以减小隧洞侧向围岩压力,隧洞的进出口在开挖过程中容易塌方,易受地震破坏,应选在覆盖层风化较浅,岩石比较坚固完整的地段。
②洞线在平面上求短直,这样既可以减少工程量,方便施工。
有良好的水流条件,若因地形,地质,枢纽布置等必须转弯时应以曲线相连。
③隧洞应有一定的埋藏深度,包括:洞顶覆盖厚度和傍山隧洞岸边一侧的岩体厚度,统称为围岩厚度,围岩厚度涉及开挖时的成洞条件,运行中在内外水压力作用下围岩的稳定性,结构计算的边界条件和工程造价等。
④隧洞的纵坡应根据运用要求,上下游衔接,施工和检修等因素,综合分析比较后确定,无压隧洞的纵坡应大于临界坡度,有压隧洞的纵坡主要取决于m进口高程,要求全线洞顶在最不利条件下保持不小于2的压力水头。
有压隧洞不宜采用平坡或反坡,因为其不利于检修和排水。
⑤对于长隧洞,选择洞线时还应注意地形,地质条件。
布置一些施工之洞,斜井,竖井,以便增加工作面,有利于改善施工条件加快施工进度。
太平哨水电站根据上面原则和要求,选择了两条引水隧洞,所经路线地质构造良好,洞线在平面上短直,即减小工程造价、方便施工、具有良好的水流条件,隧洞有一定的埋深,围岩厚度大于3倍洞径。
为了利于检修与排水,隧洞纵坡率为2%,其工作闸门与检修闸门设在进口,隧洞在平面上有弯角,对于低流隧洞曲率半径不宜小于5倍的洞径,现取6倍m的洞径,即54,转角不宜大于60°,取30°,具体布置见坝区引水系统平面布置图。
7.3.2 断面形式与断面尺寸隧洞断面形式取决于水流流态、地质条件、施工条件及运行条件等,有压隧洞一般采用圆形断面,原因是圆形断面的水流条件受力条件都较为有利,本m设计中隧洞断面采用圆形,直径为9。
东江水电站引水发电系统毕业设计开题报告
东江水电站引水发电系统系统设计学生:指导老师:三峡大学水利与环境学院1工程概况1.1流域概况及枢纽布置区的地理位置东江水电站位于湖南资兴县东江镇上游十一公里的方石峡谷。
地理坐标:东经113º10'~113º50',北纬25º30'~25º55'。
峡谷两岸山高大于500米,岸坡45º~50º,两岸对称,呈典型“V”型河谷,高程度285米以下。
河谷宽高比约为2:1,基岩坚硬完整,地形地质条件较优越。
常水位时水面宽20~40米,水深1~3米,水下覆盖有砂卵石夹块石,厚2.5~4.65米,岸坡基石裸露,冲沟发育,岩石受节理裂隙割切。
崩落岩石形成险滩急流。
1.2 水文气象坝址区气候温和,多年平均气温17.3℃。
最高气温42℃,最低气温-10℃。
坝址以上多年平均降雨量1607毫米,雨量多集中在春夏之交,历年平均风速为2米/秒,历年最大风速为25米/秒。
1.3 对外交通坝址上游为中高山峡谷区,盛产木材,坝址中下游属低山丘陵和丘陵盆地区,是湖南产粮区之一,有我国南北交通大动脉京广铁路通过,主要城镇有衡阳、长沙等市。
本电站距郴州市约45公里,有公路相接,坝址右岸有新修铁路15公里与京广铁路的许一一三支线木根桥车站通接,对外交通方便,坝址以下17公里有鲤鱼江火电厂,现在装机22.4万千瓦,是本电站施工的主要电源。
1.4 工程地质概况坝址基岩为寒武、震旦系浅变质岩和中晚侏罗纪花岗岩。
两者接触胶结好,变质岩为浅变质细纱岩、角岩、硅质岩和板岩,分布在300米高程以上;花岗岩为燕山早期侵入体大致可分为中细粒斑状花岗岩和粗粒花岗岩,分布在300米高程以下,花岗岩岩性致密坚硬均一,新鲜岩石饱和极限抗压强度1500公斤/平方厘米,摩檫系数:岩石与岩石为0.65~0.75,岩石与混凝土为0.75~0.85,变形模量为30~40×104千克/平方厘米。
山区水电站引水发电系统设计
山区水电站引水发电系统设计1. 引言本文档旨在详细介绍山区水电站引水发电系统的设计方案。
山区水电站由于地理环境的特殊性,设计和建设过程中需要考虑许多独特的因素。
本设计方案将着重介绍水电站引水系统的设计要点和关键技术。
2. 设计概览山区水电站引水发电系统的设计由以下几个主要组成部分构成:2.1 引水管道引水管道是将水源地处于山区的水引入水电站的关键通道。
在设计引水管道时需要考虑以下因素:- 管道的材料选择和尺寸设计,以保证足够的水流量和压力;- 引水管道的线路规划,避免过于陡峭的坡度和难以施工的地形;- 引水管道的维护和检修通道的设置,以便后期的维护和维修工作。
2.2 泵站水电站引水系统中的泵站是将水源抽升到合适的高度以便引入发电机组的关键设施。
在泵站的设计中需要考虑以下因素:- 泵站的位置选择,尽可能靠近水源地,并考虑到安全和施工便利性;- 泵站的泵选型和数量确定,以满足所需的水流量和压力;- 泵站的控制系统设计,以实现自动化控制和监测。
2.3 水库和发电机组引水发电系统中的水库是存储大量水源,平衡水量的波动,并作为调节调度水量的重要设施。
在水库的设计中需要考虑以下因素:- 水库的位置选择和容量确定,根据山区的地理条件和水流情况;- 水库的溢洪道和泄洪能力的设计,以防止水库溢流或决堤;- 水库与发电机组之间的引流系统设计,确保水能顺利引入发电机组。
3. 关键技术在山区水电站引水发电系统的设计中,需要考虑一些关键的技术要点:- 地形地貌的影响:山区地形复杂,需要根据实际地形地貌进行合理规划和设计;- 材料选型和防腐保护:山区环境恶劣,需要选择适合的材料并进行防腐保护措施;- 机电设备的可靠性:山区交通不便,设备维修困难,需要选择可靠性较高的机电设备;- 自动化控制系统:引水发电系统需要具备自动化控制、远程监控和故障诊断功能。
4. 结论山区水电站引水发电系统设计需要充分考虑地理环境的特点和复杂性。
在该系统的设计中,引水管道、泵站、水库和发电机组是其中的关键组成部分。
某水电站引水系统设计
某水电站引水系统设计该水电站所在河流中下游地段侧向侵蚀作用十分强烈,形成迂回曲折的蛇形地貌,为修建引水式水电站提供了有利的地形条件。
某水电站的引水隧洞和厂房位于南天门岭,此处分水岭宽约800m ,而两端河水位差达13m ,本区地层主要是前震旦系的黑云母混合片麻岩通过,沿洞线未发现断层,且洞线顶上部新鲜岩体厚达80~160m ,深部裂隙已趋闭合因此工程地质条件较好,洞线前部通过两条较大岩脉均大致与洞线正交,一条为石英斑岩,宽30~40m ,另一条为正常闪岩,宽26~30m ,岩脉与围岩接触良好,厂房后山坡地形坡度约50º~60º,坡高40m 左右,后山坡边坡基本稳定。
7.1隧洞洞径及洞线选择布置考虑了地质条件、地形条件、施工条件与水力条件,由于施工技术条件的限制,引水洞径不宜大于12m ,因此,选择两条引水隧洞,四条压力管道分别给每台机组供水,供水方式为单元供水(即单管单机),钢管轴线与厂房轴线相垂直,这样可以使水流平顺,减小水头损失。
7.1.1有压引水隧洞洞径计算由于水轮机选型部分已知单机最大引用流量:3max 124.91/Q m s = 隧洞断面面积:max 2e Q A V = 24A D π= 式中: 4.2/e V m s = 由上式得:2max 22124.9159.484.2e Q A m V ⨯=== 则洞径4459.488.73.14A D m π⨯=== 本设计中取9.0D m =。
7.1.2洞线选择原则1)地质条件:尽可能位于完整坚硬的岩石中,避开岩体软弱、山岩压力大、地下水充沛及岩石破碎带、地震区。
必须穿越软弱夹层或断层时尽可能正交布置。
隧洞通过层状岩体时洞线与岩层走向夹角尽可能大,以利于围岩稳定,提高承载力。
2)地形条件:出口处的地形宜陡,进口段洞口围岩厚度宜大于一倍开挖洞径,一般要求周围坚固厚度不小于三倍开挖洞径。
3)施工条件:便于施工。
4)水力条件:转弯半径大于五倍洞径,转弯面不宜大于60º7.2 进水口设计7.2.1进水口型式的选择在水利水电工程中,为发电供水等综合利用的目的,往往需要在水位便服的天然河道,湖泊或人工水库和调节池中取水,深式进水口及有压进水口为了适应这一需要而设置的一种水工建筑物,深式进水口应满足水工建筑物的一般要求,即结构安全,布置简单,施工方便,造价低廉,运行可靠并适应注意美观。
西藏某水电站引水系统施工组织设计
西藏某水电站引水隧洞、调压井、压力管道工程施工组织设计.西藏某水电站引水隧洞调压井、压力管道工程施工组织设计西藏某电站工程项目部2西藏某水电站引水隧洞、调压井、压力管道工程施工组织设计目录1引水隧洞工程 (6)1.1概述 (6)1.2施工准备 (7)1.2.1施工通道的设计 (7)1.2.2施工道路 (7)1.2.3供风系统 (7)1.2.4供水系统 (8)1.2.5供电系统 (8)1.2.6通风、防尘 (8)1.2.7排水系统 (8)1.2.8错车道 (8)1.3施工方案和施工方法 (9)1.3.1施工程序 (9)1.3.2石方洞挖 (9)1.3.3锚杆施工 (11)1.3.4砼衬砌施工 (11)1.3.5回填灌浆、固结灌浆施工 (11)1.3.6支洞封堵 (12)1.4施工进度控制 (12)1.5施工质量保证措施 (13)1.6施工安全措施 (13)1.7主要施工机械设备及劳动力配置计划 (13)1.7.1、主要施工机械设备 (13)1.7.2劳动力配置计划 (14)2调压室工程 (14)2.1工程概述 (14)2.1.1工程设计情况 (14)2.1.2工程地质特征 (15)2.2 施工辅助设施布置 (15)2.2.1施工道路 (15)2.2.2施工供风 (15)2.2.3施工供水 (15)2.2.4施工用电 (16)3西藏某水电站引水隧洞、调压井、压力管道工程施工组织设计2.2.5通风 (16)2.2.6排水 (16)2.3 施工方案 (16)2.4 施工程序 (16)2.5 开挖施工方法 (16)2.5.1洞口明挖 (16)2.5.2交通洞开挖 (17)2.5.3调压室开挖 (18)2.6交通洞钻爆设计 (19)2.6.1爆破方案 (19)2.6.2炮孔布置 (19)2.6.3爆破参数选择 (19)2.6.4爆破网络 (19)2.7调压室钻爆设计 (20)2.7.1爆破方案 (20)2.7.2炮孔布置 (20)2.7.3爆破参数选择 (20)2.7.4爆破网络 (21)2.8 喷锚支护 (21)2.8.1喷护 (21)2.8.2锚杆 (21)2.8.3钢支撑 (21)2.8.4挂网 (21)2.9 砼衬砌施工 (22)2.9.1调压室砼衬砌 (22)2.9.2交通洞砼衬砌 (23)2.10回填灌浆、固结灌浆施工 (23)2.11施工质量保证措施 (23)详见1.5章。
固滴水电站引水系统设计
固滴水电站引水系统设计引水系统是水电站的重要组成部分,在水电站发电过程中起到关键作用。
固滴水电站引水系统设计是为了实现高效、稳定的水力发电而进行的技术研究和方案设计。
本文将从水电站引水系统的设计原则、组成部分以及设计要点等方面进行阐述。
一、设计原则1. 安全性原则:引水系统设计应考虑水电站的安全性,确保在各种工况下都能正常运行,并采取相应的安全措施,预防事故的发生。
2. 经济性原则:引水系统设计应充分考虑成本因素,尽量减少建设和运营成本,提高水电站的经济效益。
3. 可靠性原则:引水系统设计应具备良好的可靠性,能够在各种不利条件下保持正常运行,降低故障发生的概率和影响。
4. 可操作性原则:引水系统设计应简化操作步骤,降低操作难度,提高操作人员的工作效率和安全性。
二、引水系统组成部分1. 引水渠道:引水渠道是将水源引入水电站的主要通道,主要由河道、引水隧洞、引水管道等组成。
设计引水渠道时应考虑水流量、水质、地质条件等因素,确保水源能够稳定供应水电站。
2. 水闸:水闸是控制引水系统流量的关键设施,通过开启或关闭水闸,调节水流量以满足水电站的发电需求。
水闸的设计应考虑流量控制、密封性和耐久性等因素。
3. 水泵站:水泵站是引水系统的重要组成部分,主要负责将水源抽送到水电站的高水头处。
水泵站的设计应考虑水泵的选型、布置和控制系统的设计,以实现高效能的水力发电。
4. 其他设施:引水系统还包括涵洞、放空管道、消能设施等。
涵洞用于穿越山体或河道,在引水系统中起到通水的作用;放空管道用于排放多余的水流,以防止引水系统超负荷工作;消能设施用于消耗水流的动能,减少水流对设备的冲击力。
三、设计要点1. 引水系统设计应根据水电站的发电需求确定水源的选取,并合理规划引水渠道、水闸和水泵站等设施的布置。
2. 引水系统的水流计算是设计的关键步骤,需要准确计算水流量、水头和水压等参数,以确保水电站正常运行。
3. 引水系统的管道选材应根据水质和工作条件选择合适的材料,以确保管道的耐腐蚀性和密封性。
荆竹水电站引水系统工程设计综述.
荆竹水电站引水系统工程设计综述.摘要:荆竹电站为茅草坝水利水电工程梯级电站中的一座引水式水电站,引水系统是本工程设计的重点。
本文对荆竹电站引水系统各建筑物,包括进水口、引水隧洞、调压井、压力钢管的工程设计进行了详细介绍。
关键词:荆竹水电站引水系统工程设计1 工程概况荆竹水电站是茅草坝水利水电工程的一个梯级电站。
茅草坝水利水电工程位于重庆市奉节县长江南岸九盘河流域兴隆镇境内,工程的主要任务是发电调峰,兼有向工程沿线提供工农业和城镇发展用水等综合利用功能。
茅草坝水利水电工程由茅草坝水库、荆竹电站、西槽水库、灯盏窝电站、小寨电站和向茅草坝水库提供补充水量的断头河水源引水工程组成,梯级电站共利用水头1426m,总装机容量85.5MW,多年平均发电量29160万kW.h,年供水量294万m3。
荆竹电站位于奉节县兴隆镇荆竹乡乡政府旁,距奉节县城72km,距小寨天坑水平距离2.6km。
荆竹电站由茅草坝水库引水发电,引水线路总长8900m(其中引水隧洞长5340m,引水钢管长3560m,引水隧洞及引水钢管直径分别为2.0m 和1.4m),引水流量6.42m3/s,利用水头608m,装机2台,总装机容量30MW。
荆竹电站尾水注入西槽水库。
工程为Ⅲ等工程、中型规模,主要建筑物等级为3级,次要建筑物等级为4级。
防洪标准为,设计洪水洪水重现期为五十年(P=2%),校核洪水洪水重现期为二百年(P=0.5%)。
荆竹电站引水隧洞进口位于茅草坝水库右岸沙湾处,距主坝直线距离约230m。
荆竹电站引水隧洞洞径2m,洞长5340m,隧洞末端设调压井,调压井后接长3560m、直径1.4m的压力钢管,与机组相接。
其中,钢管穿越菜子岩山包段采用洞内明管。
荆竹电站为引水式水电站,引水系统是本工程设计的重点。
为此,本文对荆竹电站引水系统设计进行详细介绍。
2 引水系统各建筑物的设计荆竹电站发电引水隧洞进口位于茅草坝主坝上游右岸沙湾处,距主坝约230m。
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某水电站引水系统设计该水电站所在河流中下游地段侧向侵蚀作用十分强烈, 形成迂回曲折的蛇形 地貌,为修建引水式水电站提供了有利的地形条件。
某水电站的引水隧洞和厂房 位于南天门岭,此处分水岭宽约 800m ,而两端河水位差达 13 m ,本区地层主 要是前震旦系的黑云母混合片麻岩通过, 沿洞线未发现断层, 且洞线顶上部新鲜 岩体厚达 80~160 m ,深部裂隙已趋闭合因此工程地质条件较好,洞线前部通过 两条较大岩脉均大致与洞线正交,一条为石英斑岩,宽 30~40 m ,另一条为正 常闪岩,宽 26~ 30 m ,岩脉与围岩接触良好, 厂房后山坡地形坡度约 50o ~ 60o , 坡高 40m 左右,后山坡边坡基本稳定。
7.1 隧洞洞径及洞线选择布置考虑了地质条件、 地形条件、 施工条件与水力条件, 由于施工技术条件 的限制,引水洞径不宜大于 12m ,因此,选择两条引水隧洞,四条压力管道分 别给每台机组供水,供水方式为单元供水(即单管单机) ,钢管轴线与厂房轴线 相垂直,这样可以使水流平顺,减小水头损失。
7.1.1 有压引水隧洞洞径计算由于水轮机选型部分已知单机最大引用流量: Q max 124.91 m 3 /s式中: V e 4.2 m/s259.48 m 27.1.2 洞线选择原则1)地质条件:尽可能位于完整坚硬的岩石中,避开岩体软弱、山岩压力隧洞断面面积: A2Q V m e ax A 4D 2 由上式8.本设计中 D 9.0 m 。
A 2Q max 2 124.91大、地下水充沛及岩石破碎带、地震区。
必须穿越软弱夹层或断层时尽可能正交布置。
隧洞通过层状岩体时洞线与岩层走向夹角尽可能大,以利于围岩稳定,提高承载力。
2)地形条件:出口处的地形宜陡,进口段洞口围岩厚度宜大于一倍开挖洞径,一般要求周围坚固厚度不小于三倍开挖洞径。
3)施工条件:便于施工。
4)水力条件:转弯半径大于五倍洞径,转弯面不宜大于60o7.2进水口设计7.2.1进水口型式的选择在水利水电工程中,为发电供水等综合利用的目的,往往需要在水位便服的天然河道,湖泊或人工水库和调节池中取水,深式进水口及有压进水口为了适应这一需要而设置的一种水工建筑物,深式进水口应满足水工建筑物的一般要求,即结构安全,布置简单,施工方便,造价低廉,运行可靠并适应注意美观。
其组成为:①行进段②进口段③闸门段④闸门渐变段⑤操作平台和交通桥。
太平哨水电站为有压进水式,岸边地质条件较好,因此选择深式进水口中的隧洞式进水口为宜。
深式进水口主要的形式:隧洞式进水口,其进口段和闸门井均从山体中开凿而成适应于进口地质条件良好,扩大断面和开挖闸门竖井均不会引起塌方,坡度适中。
洞式进水口充分利用了岩石作用,钢筋混凝土工程量较小,这一种既经济又安全的结构形式。
①压力墙进水口:其进口段和闸门段均布置在山体之外适用于洞口附近地质条件较差或不宜采用洞式进水口时不宜扩大开挖坡度较缓时。
②坝式进水口:其基本特征是进水口附近在坝体上适用于坝后时厂房或河床式水电站厂房的上游坝体内,进水口与坝体成统一的整体。
③塔式进水口:适用于水电站厂房布置在河床坝后,拦河坝采用当地材料坝或水库地质条件较差,坡度较平缓不利于岸坡上修建进水口。
7.2.2进水口高程确定该水电站是有压式进水,岸边地质条件较好,选择深式进水口,洞室底板高程应在水库淤积高程以上1.0 ~1.5 m ,为避免进水口前出现漩涡和吸气漏斗,需有一定淹没水深。
1所需要的淹没深度:h kp cva12式中: h kp ——无吸漩涡的临界淹没水深c ——经验系数,一般取0.55 ~0.73 ,对称进水时取小值,侧面进水时取大值,本设计取c 0.7v ——闸门断面的水流流速,由于闸门面积比引水隧洞断面面积稍大,则其流速比引水隧洞小,本设计取v 4 m/ sa ——闸门孔口高度,本设计取 a 9.0 m由上式得:h kp cva12 0.7 4 9.012 8.4 m综合分析并考虑到风浪影响,取 h kp 10.0 m则进水口底板高程:底死h kp a 190.0 10.0 9.0 171.0 m7.2.3进水口尺寸的拟定1)进口段:其作用是连接拦污栅与闸门段。
根据国内外实践经验,进口段顶板曲线采用1/4 椭圆曲线,曲线方程为:x22y221a 2b2式中:a——椭圆曲线长半轴,一般取(1~ 1.5)D,本设计取a 10 mb ——椭圆曲线短半轴,一般取(1/3~1/2)D,本设计取b 3 m一般情况下椭圆曲线a/b 3: 4 ,当引用流量及流速不大时,也可采用圆弧曲线代替,重要的工程应根据模型试验决定进口曲线,进口流速不宜太大。
进口面积不小于下式计算值:A A' /c?cos式中: A ——进口断面面积A ——引水断面面积(按渐变段末端)则:2 2 2A D2 /4 3.14 92 /4 63.6 m2——引水道中心线水平面间夹角,本设计取0c ——收缩系数,一般取0.6 ~0.7 ,本设计取c0.65 由上式得: A A' /c?cos 63.6 / 0.65 cos0 97.85 m22)闸门段:闸门段是引水道和进口段的连接段,闸门口采用矩形,考虑进口的结构稳定性,进水口设支墩,布置两孔,高4.5 m,宽9.5 m 的矩形平板闸门并相应设两孔检修闸门,检修闸门与工作闸门间距取2m 。
3)渐变段:渐变段是闸门段到压力引水管道的过渡段,其断面面积和流速应逐渐变化,使水流不产生漏流并尽量减小水头损失。
由矩形变成圆形通常采用四角加圆角过渡圆弧的中心位置和圆角半径 r 均按直线变化,渐变段长度根据经 验,一般为压力隧洞直径的 1.5 ~2.0 倍,收缩角不超过 10o ,以 6~9o 为宜。
本 设计取其长度为 16m 。
4)通气孔和进人孔:通气孔设在事故闸门之后其功用是当引水道充水时可 以排气,当事故闸门关闭放空引水道时,可以补气以防出现有害真空。
式中:Q a ——进水口进水量, 一般为最大引用流量 124.91m 3/sv a ——通气孔进气流速,一般为 30~50m/s ,本设计取 40m/s6.25 m 2 为了便于进水口及压力水道的维护与检修, 需设进人孔。
本设计采用通气孔 兼作进人孔。
7.2.4 进口设备1)拦污栅设计:为防止结冰及漂浮物堵塞和进入进水口,进水口前需设拦 污栅,拦污栅在平面上布置或直线上面为垂直布置,即倾角为 90o ,过栅的水流 净流速应尽量小,以减小水头损失和清污困难,不宜大于 1m/s ,本设计取过栅 流速为 1m/s 。
则拦污栅净面积为:2Q a 2 124.91 2A a 249.82 m 2v a 1.02)闸门设计:工作闸门:选用平板闸门,闸门高度应大于洞径,本设计取 9.5 m ,闸门宽 度一般等于或小于压力管道直径,由于进水口设中墩,闸门宽度取 4.5 m ,门厚 0.8 m ,要求在静水中开启,动水中关闭。
检修闸门:采用平板闸门,尺寸同工作闸门,要求在静水中开启,静水中关 闭。
检修闸门与工作闸门之间的距离很近,为了便于检修,要求 2~4m 的间距, 本设计取为 2m ,布置在同一闸室内,在闸门井上方布置一个共用的启闭机房。
通气孔面积按下式计算: 2Q a 由上式 A 2 124.91407.3 引水隧洞7.3.1线路与坡度的确定引水隧洞的路线选择是设计中的关键,它关系到隧洞的造价,施工难易,工程进度,运行可靠性等方面,选择洞线的一般原则和要求为:①隧洞的路线应尽量避免不利的地质构造,围岩可能不稳定及地下水位高,渗水量丰富的地段,以减小作用于衬砌上的围岩压力和外水压力,洞线要与岩层层面、构造破碎带和节理面有较大交角,在高地应力区应使洞线与最大水平地应力方向尽量一致,以减小隧洞侧向围岩压力,隧洞的进出口在开挖过程中容易塌方,易受地震破坏,应选在覆盖层风化较浅,岩石比较坚固完整的地段。
②洞线在平面上求短直,这样既可以减少工程量,方便施工。
有良好的水流条件,若因地形,地质,枢纽布置等必须转弯时应以曲线相连。
③隧洞应有一定的埋藏深度,包括:洞顶覆盖厚度和傍山隧洞岸边一侧的岩体厚度,统称为围岩厚度,围岩厚度涉及开挖时的成洞条件,运行中在内外水压力作用下围岩的稳定性,结构计算的边界条件和工程造价等。
④隧洞的纵坡应根据运用要求,上下游衔接,施工和检修等因素,综合分析比较后确定,无压隧洞的纵坡应大于临界坡度,有压隧洞的纵坡主要取决于进口高程,要求全线洞顶在最不利条件下保持不小于2m 的压力水头。
有压隧洞不宜采用平坡或反坡,因为其不利于检修和排水。
⑤对于长隧洞,选择洞线时还应注意地形,地质条件。
布置一些施工之洞,斜井,竖井,以便增加工作面,有利于改善施工条件加快施工进度。
太平哨水电站根据上面原则和要求,选择了两条引水隧洞,所经路线地质构造良好,洞线在平面上短直,即减小工程造价、方便施工、具有良好的水流条件,隧洞有一定的埋深,围岩厚度大于3 倍洞径。
为了利于检修与排水,隧洞纵坡率为2%,其工作闸门与检修闸门设在进口,隧洞在平面上有弯角,对于低流隧洞曲率半径不宜小于5 倍的洞径,现取6 倍的洞径,即54m ,转角不宜大于60°,取30°,具体布置见坝区引水系统平面布置图。
7.3.2断面形式与断面尺寸隧洞断面形式取决于水流流态、地质条件、施工条件及运行条件等,有压隧洞一般采用圆形断面,原因是圆形断面的水流条件受力条件都较为有利,本设计中隧洞断面采用圆形,直径为9m。
7.3.3洞身衬砌为了保证水工隧洞的安全有效运行通常需要对隧洞进行衬砌,衬砌作用是① 限制围岩变形,保证围岩稳定。
②承受围岩压力、内水压力等负荷。
③防止渗漏。
④保证岩石免受水流,空气,温度,干湿变化等充蚀破坏作用。
⑤减小表面糙率。
隧洞衬砌的主要类型① 平整衬砌:亦称护面或抹平衬砌,它不承受外力只起减小隧洞表面糙率, 防止渗漏和保护岩石不受风化作用平整衬砌适应于围岩条件较好, 能自行稳定且 水头,流速较低的情况下。
② 单层衬砌: 由混凝土、钢筋混凝土或浆砌石等组成, 适用于中等地质条件 断面较大,水头及流速较高情况。
根据工程经验,混凝土及钢筋混凝土厚度,一 般约为洞径或洞宽的 1/8-1/12 且不小于 25cm ,由衬砌最终计算确定。
③ 组合式衬砌:由内层的钢板,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或底板为浆砌石和顶拱边墙喷锚后再进行混凝土或钢筋混 凝土等形式。
浑江太平哨水电站, 为了保证引水隧洞安全有效运行, 限制围岩变形, 保证 围岩稳定,承受围岩压力,内水压力等荷载,防止渗漏,保证岩石免受水流、空 气、温度、干湿变化等冲蚀破坏作用,减小表面粗糙,需要对其进行衬砌,根据 工程经验,采用单层衬砌形式,混凝土厚度为 1m 。