水利水电毕业设计.docx

目录一、基本资料二、工程量计算（附件）三、单价表四、致谢五、主要参考资料一、基本资料1课题名称芭蕉河面板堆石坝初步设计概算文件编制2工程概况芭蕉河一级水电站位于湖北省恩施自治州鹤峰县境内，地处芭蕉河中下游河段，坝址下距鹤峰县城11.1km，距在建的芭蕉河二级水电站7.6km，为芭蕉河干流开发的“龙头”电站。本工程以发电为主，兼顾航运、养殖、旅游等综合利用。坝址位于柳月坪，控制河域面积为303.3km2，多年平均流量12.6m3/s,多年平均年径流量3.97亿m3，水库正常蓄水位647.5m,死水位616.0m,总库容0.96亿m3，库容系数14.91%，为年调节水库；本工程属Ⅲ等中型工程，工程枢纽由混凝土面板堆石坝、左岸岸边开敞式溢洪道、左岸放空洞、右岸引水洞、地面厂房及升压站等组成，电让装机2台，总装机容量0.901亿kw.h，保证出力5.1MW，增加下游梯级电量0.085亿kw.h。枢纽主要工程量：土石方开挖79.3万m3，土石方填筑230.4万m3，混凝土10.12万m3。施工导流采用左岸隧洞导流，总工期40个月。3工程地质（坝址工程地质条件）本工程建坝河段位于芭蕉河下游柳月坪至芭蕉湾之间，长约1.5km,平面上大致成形，以中部河湾为界，河湾以上属柳月坪坝址，河湾以下为落山坝坝址。坝段内河谷深切，呈“V”型，上坝址为斜向谷，两岸地形连续完整，但冲沟发育，岸坡陡峭，一般40--60，右岸发育3堆石体；下坝址为横向谷，岸坡相对平缓，坡度一般35--50，河谷宽度较上坝址宽50—80m，右岸地形连续完整，发育5、6两条冲沟，左岸因背后的溪沟深切，临河山体相对单薄。上坝址基岩主要为龙马溪组上部和罗惹坪组下部，以中硬的条带状砂岩和石英砂岩为主，饱和抗压强度72.4—154.0MP；下坝址基岩为罗惹坪组中上部，以泥质粉砂岩为主，饱和抗压强度20.1—30.5MP；岩石较软弱，且普遍具有崩解特性。综合而言，上、下坝址的工程地质条件各有优缺点，以上坝址工程地质条件略优。选定的上坝址位于八字山背斜南东，地质构造较简单，为单斜构造区，岩层产状N35—50E,SE30—50。区内以探明的断层有6条，规模均较小，最大断层破碎带宽0.40m。本区节理主要有4组，具有延伸性、连续性好、节理面较平直的特征，尤其是4组，为区内各种陡崖，跌坎的控制性结构面，坝址岩体风化较浅，卸荷作用相对而言较弱，建坝堆风化岩带，卸载带开挖处理的工作量都不大，坝址工程地质条件满足重力坝，面板堆石坝的建坝要求，基本满足拱坝的建坝要求，但面板堆石坝方案更适应坝址的地形地质条件。水质分析结果表明芭蕉河河水对混凝土无任何腐蚀性，左岸岩湾溪水和右岸谢家溪沟水对混凝土具有中等溶出型或弱溶出型腐蚀性，但溪沟水流量很小，对工程影响甚微。1/7 4坝线坝型及枢纽控制枢纽布置方案由于混凝土面板堆石坝方案同时同时受到右岸3#堆积体，左岸近坝冲沟和下游河道水流归槽等因素的特质，其面板堆石坝，左岸溢洪道和左岸导流防空洞的布置调整余地十分有限，使得工程枢纽布置方案比选实质上成为引水发电系统布置比选。为此，拟定左岸引水发电系统方案和右岸引水发电系统方案进行综合比选。（1）左岸引水发电系统方案左岸引水发电系统方案同坝线坝型比较中的混凝土面板堆石坝方案。（2）右岸引水发电系统该方案引水隧洞布置在右岸，采用1管2机引水，全长420.0m。岸塔式进水口布置在水库的右岸岸边，进口底板高程606.0m，塔内设有1道拦污栅和1道事故检修门，引水隧洞的型式与洞径与左岸引水发电系统相同。地面式厂房距面板坝轴线约270m，布置型式及尺寸与左岸引水发电系统方案基本相同。（3）枢纽布置方案选择右岸引水发电系统方案厂址为斜向谷，厂后边坡稳定性较好；该方案溢洪道与引水发电系统分别布置于左、右两岸，施工，运行干扰较小，施工安全条件好，虽然引水隧洞在穿越3堆石体下伏基岩时须避开受滑坡扰动的影响带，且厂房上游冲沟至厂前的岔管需按明管设计，但工程总投资仍略低。综合比较，右岸引水发电系统方案优于左岸引水发电系统方案，故以混凝土面板堆石坝，左岸岸边开敞式溢洪道，右岸引水式地面厂房方案为本工程枢纽布置推荐方案。5主要建筑物（1）混凝土面板堆石坝混凝土面板堆石坝斜河布置于河湾上游，坝顶高程651.0m，最大坝高115.0m，坝顶长285.4m，宽8m,上下游坝坡为1：1.4，总填筑方量267.27万m3。大坝面板厚根据公式T=0.3+（0.002-0.0035）H得大坝面板厚0.3-0.65m，垂直缝间距12m，趾板宽4.0-8.0m，厚0.5-0.7m。L型防浪墙为4m，墙顶高程625.5m；坝体下游每隔30m高程布设一水平外马道，马道宽2.0m,下游棱体宽8.0m，顶部抗滑高程555.0m。大坝三维有限元应力应变计算结果表明，坝体应力应变均较小，最大极值均在规范允许范围之内，其中最大应力2132.8kpa，出现在河床底部，最大沉降55.4cm，发生在河床底部1/2坝高区，周边缝最大张开宽度25.7mm，出现在河床周边缝处，3#堆积体压缩性较小，承载力满足筑坝对基础的要求，可作为大坝下游石区基础。（2）溢洪道溢洪道为岸边开敞式，紧靠左坝肩布置，由进水渠，闸室、泄槽和挑流鼻坎四部分组成。闸室共设2孔，孔口尺寸11.0m×16.0m(宽×高)，弧形工作门由坝顶液压式启闭机启闭，闸室长41.0m、宽34.0m。泄槽底坡1：0.28，净宽26.0m，长87.0m。鼻坎为斜切式，末端坎顶高程591.465m，挑角8.34°，左导墙向外平面扩散比1：7，右导墙向外扩散比1：5.水工整体模型试验结果表明，溢洪道过流时，库区内水面平整，沿程流态良好，泄流能力略大于计算值，总体布置较为合理。受地形河势所限，大2/7 泄量时下泄水流冲刷对岸坡脚，虽不至危及建筑物的安全，对电站尾水影响也小，下阶段仍需进一步优化挑坎体形，减小坡脚冲刷。（3）防空洞防空洞由左岸导流隧洞改建而成，由进口斜井、上游缓坡段、放空管、消力池和下游缓坡段组成，全长663.9m。进口斜井底部高程570.0m，斜井直径3.8m，倾角50°。上、下游缓坡段与导流隧洞结合，断面尺寸7.0m×9.0m(宽×高)，城门洞型。放空管水平埋设于导流隧洞封堵堵头之中，长13.5m，内径2.0m，尾部采用钢闷头堵水，利用可爆螺杆与上游钢管法兰盘相接。消力池采用底流消能，总厂35.64m，净宽5.7m，尾坎顶部高程547.5m。放空洞最大放空流量110.2m3/s。（4）引水隧洞引水隧洞布置在右岸，由岸塔式进水口、压力隧洞、岔管段组成，全长462.9m。进水口底栏高程606.0m，内设拦污栅1道，孔口尺寸6.0m×7.5m（宽×高），事故检修门1道，孔口尺寸4.6m×4.6m（宽×高），分别由设置在塔顶的固定式启闭机启闭。压力隧洞长404.95m，分上平段、斜坡段和下平段3段，洞径3.8m，采用钢筋混凝土衬砌和钢板混凝土衬砌两种衬砌类型，钢筋混凝土衬砌厚0.6m，钢板混凝土衬砌采用16Mn钢，板厚14mm，回填混凝土厚0.6m。“Y”型叉管按明管设计，位于升压站下部，支管管径2.6m,壁厚14mm。电站设计水头91.0m。（5）厂房地面式厂房布置在河床的右侧，由主厂房、后副厂房、右副厂房、尾水渠组成。主厂房长33.5m、宽15.4m、高31.6m，内设两台HLA630—LJ—146型水轮发电机组。单机容量15MW，单机额定引用流量18.8m3/s。机组安装高程537.80m，发电机层高程545.0m，桥车轨顶高程560.5m，尾水平台与厂区地面同高，高程为551.35m，底板高程533.473m，下设4.205m×1.913m（宽×高）平板检修门，尾水闸门由100KN单轨电葫芦启闭。后副厂房共分3层，为混凝土框架结构，主要用于布置电气二次设备，并为工作人员生产、值班提供用房。（6）升压站升压站布置在厂房上游侧，利用工程弃渣填筑而成，场区地面高程551.35m，升压站长58m、宽48m，进线3回（其中1回来自二级水电站），出线2回，电压等级均为110KV，站内布置2台主变和开关变电设备。6主体工程施工（1）混凝土面板堆石坝坝基开挖覆盖层直接由132kW堆土机集渣，2m3电铲装15-20t自卸汽车运至碴场。石方开挖采用YQ-100型潜孔钻钻孔，预裂爆破，保护层用手风钻钻孔，浅孔爆破，开挖石碴由2m3电铲装15-20t自卸汽车运至碴场。坝体填筑混凝土面板堆石坝主堆石料为芭蕉湾料场开采的砂岩石料和部分开挖利用料，垫层和过度层料为鱼儿泉料场开采的灰岩石料，石料开采采用YO-100型潜孔钻钻孔，深孔梯段微差挤压爆破，砂岩主堆石料和灰岩过度料均直接从料场采用运上坝，砂岩料采用4m3电铲装20t自卸汽车运输至工作面，13.5t振动碾碾压；灰岩过度料采用2m3电铲装15t自卸汽车3/7 运往砂石加工系统进行加工，成品掺和料采用3m3装载机装15-20t自卸汽车运料上坝，10t振动碾碾压，坝体每升高15m左右，对上游坡面采用2m3履带吊牵引10t振动进行斜面碾压。混凝土浇筑面板混凝土采用无轨滑模浇筑，混凝土由10t自卸汽车运输转溜槽入仓。趾板混凝土分块分段浇筑，混凝土采用5t自卸汽车运输转1m3吊罐，汽车吊吊运入仓。（2）溢洪道溢洪道开挖采用潜孔钻钻孔，先周边预裂，后毫秒微差松动爆破，共分两期施工，前期完成桩号0+051.000m以前进水渠和闸室段部位的开挖，后期进行泄槽及鼻坎段的施工。前期开挖石碴直接溜至河床，2m3电铲装15-20t自卸汽车运至下游落山坝备料场，后期开挖石碴采用推土机推至河床，2m3电铲装15-20t自卸汽车直接上坝。溢洪道混凝土由左岸下游拌合站供料，10t自卸汽车运送转3m3卧罐，履带吊吊运入仓。（3）引水隧洞平洞采用气腿钻钻孔，预裂爆破，3m3装载机装0.6m3V型斗车出碴，斜井采用爬罐先自下而上形成导井，再从上而下进行扩挖，石碴溜至下平洞出碴。引水隧洞混凝土衬砌平洞采用人工立模，斜井采用拉模，混凝土由5t自卸汽车运至洞口，转斗车送至工作面，混凝土泵送入仓。高压钢衬段待钢管安装定位后再教混凝土。（4）厂房石方开挖采用潜孔钻钻孔，预裂爆破，3m3装载机装15-20t自卸汽车出碴，混凝土由左岸拌合站供料，5t自卸汽车运输输转1-2m3吊罐，TQ2-6建筑塔吊吊运入仓。（5）施工总布置根据施工要求和地形条件，施工总布置采用集中与分散相结合的方式，大致可分为两个区：落山坝施工场地内布置混凝土拌合系统、钢筋加工厂、木材加工厂、机修厂、钢管加工厂、综合仓库等施工设施和部分生活房屋；砂石系统距坝址较远，自成一区，区内布置有砂石加工系统及有关的风、水、电系统和办公、生活设施。7施工总进度本工程控制工期的关键项目是大坝的施工，工程准备工期3个月，主体工程施工工期37个月，两台机组同时投入发电，发电工期和完建工期均为40个月。工程施工高峰人数1400人，总工日220万个，高峰月平均开挖强度9.55m3，填筑强度14.26万m3，混凝土浇筑强度0.64m3。8水库淹没和工程永久占地本工程水库位于鹤峰县芭蕉河干流中下游，沿河两岸除近坝库区局部河谷开阔地段人口、耕地相对集中外，库区农田、房屋主要分布在沿河海拔800m的地址平面上，水库正常蓄水647.5m时，共淹没耕地342.0亩，茶园61.1亩，林地900亩，荒山荒地1212亩，需搬迁安置移民281人，拆迁房屋14053.18㎡，工程永久占地包括水库淹没占地，工程枢纽永久占地和后方生产生活基地占地三部分。其中水库永久占地3707亩，工程枢纽永久占地124亩，后方生产生活基4/7