水电站课程设计

编号（学号）：2018624111

西藏大学农牧学院

水电站课程设计封面

题目：压力前池初步设计

姓名：专业：

陈敬政

水利水电工程

班级：水利工程2018级专科班学号：2018624111 所在学院：水利土木工程学院

指导教师：肖安伟

完成日期：2018年12月06日

目录

设计任务书 (1)

设计概述 (2)

第一章压力前池结构设计的原则 (3)

第二章控制水位的确定 (3)

一、前池正常水位 Z 前正的计算 (3)

二、前池最低水位 Z 的计算 (3)

最低

三、前池最高水位 Z 的计算 (4)

最高

第三章各部分尺寸的确定 (4)

一、压力钢管直径的确定 (4)

二、进水室总宽度 B (5)

进

三、进水室长度 S (5)

四、前室宽度及长度 (5)

五、进水室底板高程 (5)

六、前池末端底板高程 (6)

七、前池顶高程 (6)

池顶

八、边墙高度 (6)

九、泄水道 (6)

十、冲沙孔的布置 (7)

十一、分流墩的布置 (7)

十二、压力前池平面布置图及剖面图 (8)

第四章压力前池的主要设备的设计确定 (8)

二、检修闸门和工作闸门 (9)

三、通气孔和旁通管 (9)

四、启闭机 (10)

第五章边墙的设计与稳定计算 (10)

一、边墙的基本设计拟定 (10)

二、抗滑稳定计算 (10)

课程设计总结 (12)

附件压力前池相关图纸详图

设计任务书

课程设计题目：非自动调节渠道压力前池的初步设计

一、设计的基本资料：

某水电站采用的是无压引水式水电站，已知渠道末端渠底高程为3087.9m，渠道的总长为 890m，总落差 50m。渠道纵坡选定为 1/500，边坡 m=0，糙率 n=0.025,渠道的底宽 b=1.51m，水深 h=1.55m，边坡为 1:0。

3 装机容量按 2台 500KW机组计，共 1000KW。设计保证流量 3.0m /s,相当

3

设计保证率 70%，保证处理 1000KW，渠道引用流量 3.2m /s，水轮机设计流量

3 3

Q=2.9m/s，单机流量 1.45 m /s。

二、完成的任务：

（1）确定压力前池的控制水位和各部分尺寸。

（2）压力前池边墙的设计和稳定计算。

（3）画出压力前池的平面图和纵剖面图（ A纸）。

3

三、完成的时间

此设计内容务必在 12月 09日前上交。

设计概述

一、引水式水电站的引水渠道末端，常设有一个水池，用来联接引水渠道和水轮机的压力水管，称为前池，又叫压力前池。压力前池主要由前室、进水室、压力墙、泄水建筑物、排污、

排沙、排冰建筑物组成。根据设计

任务书，在本设计中采用如图 1所

示方式布置，此种布置方式中的渠

线与压力管道轴线斜交，比较能适

应地形、地质条件，而水流、开挖

量、排污、排冰等条件都介于其它

布置方式之间，这种布置在工程中采用较多。

图 1

二、各组成部分的简要说明及结构设计概述

2.1前室

前室是引水渠道末端与进水室之间的扩大加深部分，其主要作用是将渠道断面过渡至进水室所需要的宽度和深度。前室应有一定的容积和水深，以满足沉沙的要求。前室在平面上以β=10°~15 的°扩散角逐渐加宽。为了便于沉沙、排沙，防止有害泥沙进入进水室，前室末端底板高程应低于进水室底

板高程 0.5m以上。当水中含沙量较大时，宜适当加大此高差。

当渠线与管线不一致时，为防止水流出现死水区，产生漩涡，造成过大

的水头损失和局部淤积，应采用平缓的曲线连接并加设导流墙。

2.2进水室

进水室是压力前池最主要的组成部分，上游与前室相接，下游为埋设压力管道进口段的压力墙。当布置有两条以上的压力管道时，应以隔墩分成若干独立的进水室，每一进水室都设有拦污栅、检修闸门、工作闸门、通气孔、旁通管、工作桥和启闭设备等。这样，当一条压力管道或由此压力管道供水的机组发生事故或需要检修时，不致影响其它机组的正常运行。

第一章压力前池结构设计的原则

压力前池中的边墙承受自重、顶部设备重和上游水压力等荷载，应在上游为进水室最高水位的条件下，按挡水坝进行强度和稳定计算。

压力前池的边墙承受自重、设备重、水压力和土压力等荷载，应按挡土墙设计。溢流堰段则按溢流重力坝设计。

工作桥和启闭机架一般为钢筋混凝土板梁结构和框架结构，承受自重、设备重和活荷载，启闭机架则还要承受启闭力和风荷载等，应分别按板梁和框架设计。

进水室底板的构造和受力情况与水闸底板相似。当采用钢筋混凝土结构时，一般按弹性地基上的板进行设计；当采用素混凝土或浆砌石结构时，一般可不作计算，此时板的厚度约为 0.5～1.0m。

第二章控制水位的确定

一、前池正常水位Z 前正的计算

Z前正

前室正常水位

Z前正Z渠末正前室正常水位近似的认为等于渠道末端正常水位

渠道末端正常水位 =渠道末端渠底高程 +渠道内正常水深

Z渠末正Z渠末底+h

=

渠水深

=3087. 9 1. 55 3089. 45m

则Z = Z 3089. 45m

前正渠末正

前室正常水深为

二、前池最低水位Z 最低的计算

为了保证不形成漩涡，及不使空气进入压力水管，一般规定进水室的最