BJ水利枢纽设计--混凝土重力坝方案设计
摘要
BJ水利枢纽建成后，水电站装机容量为3万千瓦，多年平均发电量0.88亿kW?h；可使库区官庄河以下11km河道渠化，极大地改善了库区的交通状况，有利于促进库区经济的繁荣和发展；可形成1860~3830亩的人工养殖水域，利用芭蕉河流域气候温和湿润、雨量丰沛、光照充足、天然饵料丰富的自然条件，采用水库渔业精养及网箱养殖进行渔业规模生产，可改变鹤峰县渔业生产落后的面貌，满足人民群众膳食多样化的生活需要；它与先期建设的BJ二级水库梯级衔接，形成以鹤峰县城为中心，北有幽谷深涧的氵溇水咕噜溪、南靠深山明珠八峰山、西依芭蕉河人工湖泊，集自然景观、园林景观、湖光山色于一体的旅游景观新格局，对鹤峰旅游业的发展也将起到积极的促进作用。本设计主要是针对 BJ水利枢纽初步设计-混凝土重力坝方案设计。本设计共分五章内容，其中非溢流坝剖面设计和溢流坝剖面设计和细部构造都附有CAD图，非溢流坝段，验算坝体强度和稳定承载能力极限状态等。溢流坝段，进行水力计算，坝体强度和稳定承载能力极限状态验算等，对细部构造进行了简略的描述。
关键词： BJ水利枢纽 水电站 重力坝
Abstract
After the completion of the BJ hydro-junction, the installed capacity of the hydropower station is 30,000 kW, with an average annual power generation of 880 million kW h; it can channel the 11 km river below Guanzhuang River in the reservoir area, greatly improve the traffic situation in the reservoir area and promote the economic prosperity and development of the reservoir area; it can form an artificial aquaculture area of 1860-3830 mu, utilizing the mild and humid climate, abundant rainfall and abundant sunlight in the Bajiao River Basin. The natural conditions of abundant foot and natural bait and the large-scale production of fisheries by intensive aquaculture of reservoir fishery and cage culture can change the backward situation of fishery production in Hefeng County and meet the needs of people's dietary diversification. It is connected with the BJ secondary reservoir which was constructed earlier, and forms Gulu River in Luanshui County with deep valleys in the north and Shenshan Ming in the south. The artificial lakes of Zhubafeng Mountain and Xiyi Bajiao River, a new pattern of tourism landscape integrating natural landscape, garden landscape and lake and mountain color, will also play a positive role in promoting the development of Hefeng's tourism. This design is mainly aimed at the preliminary design of BJ Water Conservancy Project - concrete gravity dam scheme design. The design is divided into five chapters, including the design of non-spillway dam section and the detailed structure of spillway dam section with CAD drawings, non-spillway dam section, checking the strength of dam body and the ultimate state of stable bearing capacity, etc. In the spillway section, hydraulic calculation, checking calculation of dam strength and ultimate state of stable bearing capacity are carried out, and the detailed structure is briefly described.
Key words: gravity dam of BJ hydropower project
目录
前言 6
1. BJ水利枢纽重力坝工程概述 7
1.1 工程概况 7
1.2 工程特征 7
2. 水文气象 8
2.1 流域水文概况 8
2.1.1 鹤峰站 8
2.1.2 历史洪水 9
3. 兴利调节和调洪计算 10
3.1底孔规模及死库容确定 10
3.2 兴利库容确定 10
3.3 调洪演算 13
调洪计算成果表 14
4. 工程地质 14
4.1 区域地质概况 14
4.2 库区工程地质条件 15
4.3 坝址工程地质条件 16
4.4 各坝轴线工程地质条件 16
5. 枢纽布置 17
5.1 坝址选择 17
5.2 坝轴线选择 18
5.3 坝型选择 19
5.4 枢纽布置 20
1.设计洪水位情况下 20
2.校核洪水位工况下 21
6. 建筑物设计 21
6.1 非溢流坝坝体设计 21
6.1.1 坝顶高程确定 21
6.1.2 初拟坝体剖面 24
6.1.3 荷载计算 24
1.基本荷载 25
2.特殊荷载 25
6.1.4 坝基面稳定计算 26
6.1.5 坝体应力分析 27
6.2 溢流坝设计 28
6.2.1 溢流坝堰面体型设计 28
6.2.2 挑流消能水力要素的计算 32
水舌挑距L的计算 32
水垫厚度计算 33
最大冲坑深度计算 33
6.2.3 溢流坝面水面线计算 34
6.3 泄洪冲砂闸设计 34
6.3.2 泄洪冲沙闸的水力计算 35
7. 构造设计 39
7.1 坝顶构造 39
7.2 廊道系统 40
7.2.1 基础灌浆及排水合用廊道 40
7.2.2 坝体检查及排水廊道 41
7.2.3 其他廊道 42
7.3 防渗系统 42
7.4 横缝构造 42
8.地基处理 42
8.1 地基开挖与清理 42
8.2 帷幕灌浆与固结灌浆 42
8.2.1 固结灌浆 42
8.2.2 帷幕灌浆 43
8.3 断层、软基夹层处理 43
参考文献 44
总 结 45
前言
本次毕业设计是根据根据教学要求，对水利水电专业本科毕业生进行的最后一项教学环节。本毕业设计内容为 BJ水利枢纽水利枢纽工程，它基本包括了一般水利枢纽所需进行的坝工初步设计的全过程。
BJ水电站地处BJ中下游河段，规划坝段位于湖北省恩施自治州鹤峰县北佳乡境内。从鹤峰县城经北佳镇有县级公路和等外公路通向坝址,公路里程38km。电站距自治州首府恩施市183km，离省城武汉市625km。
BJ属洞庭水系，为溇水上游右岸的一级支流、澧水的二级支流，发源于鹤峰县太平乡文家河，在鹤峰县城下游约2km处汇入溇水。河流全长41.4km，总落差1134m，平均坡降9.3‰，总流域面积373.4km2。
BJ的流域规划工作由恩施自治州水利电力勘测设计院承担进行，于1998年11月编制完成了《恩施自治州鹤峰县BJ流域水电规划报告》，并于同年12月通过了恩施自治州水利电力水产局的审查，规划推荐的河流开发方案为两级电站，其中二级水电站已于1999年底动工兴建；规划报告对一级水电站的主要地质结论如下：
——水库不漏水，无浸没问题，库岸稳定，无危岩、大滑坡、泥石流、大规模的松散堆积体；
——柳月坪、落山坝两坝址工程地质条件各有利弊、无明显优劣之分，规划阶段将落山坝坝址列为一级水电站推荐坝址。
BJ一级水电站的开发任务以发电为主，兼有航运、养殖和旅游等综合效益。据我院的设计研究成果，工程主要特性如下：坝址控制流域面积303.4km2，占总流域面积的81.3%，多年平均流量12.6m3/s，年径流量3.97亿m3；水库正常蓄水位647.50m，总库容0.99亿m3；推荐混凝土面板堆石坝最大坝高115.3m，岸边地面式厂房初拟装机两台，总装机容量3万千瓦，多年平均发电量为0.88亿kW.h。据SL252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》，属Ⅲ等中型工程。
1. BJ水利枢纽重力坝工程概述
1.1工程概况
BJ水电站地处BJ中下游河段，规划坝段位于湖北省恩施自治州鹤峰县北佳乡境内。从鹤峰县城经北佳镇有县级公路和等外公路通向坝址,公路里程38km。电站距自治州首府恩施市183km，离省城武汉市625km。
BJ属洞庭水系，为溇水上游右岸的一级支流、澧水的二级支流，发源于鹤峰县太平乡文家河，在鹤峰县城下游约2km处汇入溇水。河流全长41.4km，总落差1134m，平均坡降9.3‰，总流域面积373.4km2。
BJ的流域规划工作由恩施自治州水利电力勘测设计院承担进行，于1998年11月编制完成了《恩施自治州鹤峰县BJ流域水电规划报告》，并于同年12月通过了恩施自治州水利电力水产局的审查，规划推荐的河流开发方案为两级电站，其中二级水电站已于1999年底动工兴建；规划报告对一级水电站的主要地质结论如下：
——水库不漏水，无浸没问题，库岸稳定，无危岩、大滑坡、泥石流、大规模的松散堆积体；
——柳月坪、落山坝两坝址工程地质条件各有利弊、无明显优劣之分，规划阶段将落山坝坝址列为一级水电站推荐坝址。
参考文献
[1] 潘家铮．重力坝设计．水利电力出版社．1987
[2] 张光斗．王光纶合编．水工建筑物（上册）．水利电力出版社．1994
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[4] 华东水利学院．水工设计手册（混凝土坝）．水利电力出版社．1987
[5] 地震出版社．武鹏林 霍德敏 马存信 晋华编著．水利计算与水库调度.2000
[6] 武汉大学 马善定,浙江大学 汪如泽合编 水电站建筑物(第二版)．1995
[7] 水工建筑物荷载设计规范．中国电力出版社．1998
[8] 武汉水力电力学院水力教研室编．水力计算手册，水力电力出版社．1980
[9] 河海大学．天津大学．清华大学合编．水利水能规划（第二版）．中国水利水电出版社．1997
[10] 索丽生，任旭华．胡明合编．水利水电工程专业毕业设计指南．中国水利水电出版社．2001
[11] 武汉大学．河海大学合编．工程水文学．中国水利水电出版社．2000
[12] 成都科技大学水力学教研室吴持恭主编．水力学（上、下册）．高教出版社．2000
[13] 清华大学水利系水工建筑教研组编．毕业设计参考图册（混凝土重力坝枢纽）．清华大学出版社．1983
[14] 天津大学．祁庆和主编．水工建筑物（第三版）．中国水利水电出版社．1997
[15] 郭子中主编．消能防冲原理与水力计算．科学出版社．1982
[16] 清华大学.砼坝设计参考图册
