福建旺坑水库电站砌石拱坝设计与优化
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摘要
根据水库库容、拦河坝坝高、电站装机容量确定旺坑水库电站的工程等别和建筑物级别。依据区域地震基本烈度Ⅵ度确定本工程按Ⅵ度进行抗震设防。根据《防洪标准》确定设计洪水标准,并收集有关的水文、气象、水库特征水位、流量资料和地质参数,确定C15混凝土砌毛石坝体的物理力学指标,为下一步的工作打下基础。
根据坝址的地形地质条件,选择砌石拱坝和砌石重力坝进行坝型比较并推荐砌石拱坝方案。选择上、下两坝轴线进行坝轴线比较后选择上坝轴线为推荐坝轴线。对坝体应力采用拱梁分载法进行计算。采用单位高度的水平拱来计算各个高程的坝肩稳定。对坝基开挖和基础处理提出设计要求,对大坝观测进行设计,在坝体上设置变形观测项目。
在泄水建筑物布置中考虑泄水采用表孔泄洪,并拟定三个孔口方案进行泄流孔口比较后推荐5孔8×6m方案。在施工图阶段原设计布置方案经水工模型试验,存在水舌不归槽和对下游河床冲刷严重等问题。修改优化试验主要针对这两个方面进行修改优化,其一是左侧水舌归槽,其二是挑坎体型修改优化。水舌归槽试验在原连续式挑坎左侧边墙上贴一个三角楔体,宽度分别采用1.05m、1.40m和1.75m进行试验从中选择宽度为1.75m方案。挑坎体型修改优化试验主要在原方案连续式挑坎上对齿坎型式消能工和大差动坎的布置型式进行比较,做了8组不同组合方案的比较试验,从中选择推荐大差动齿坎(体型Ⅷ)消能工。
According to the reservoir capacity, the height of barrage and installed capacity of power station, determined Wan-keng reservoir engineering grade and constructional grade. In response to the basic regional earthquake intensity had defined this engineering set up defence of earthquake-resistance was Ⅵ.The standard of flood prevention had determined the designed flood criterion, and gathered relational hydrology、 weather、 reservoir characteristic water height、 discharge data and geologic parameter ,made sure of the physical mechanics norm of concrete C15 rough dam, built the ground for the following job.In response to dam site's landform and geologic condition compared the masonry arch dam and the masonry gravity dam. Then, recommend the masonry arch dam. compared the up and down dam axis, chose the up dam axis as the recommended dam axis .By means of arch and girder load sharing to compute the dam body stress. Use the unit height of level arch to compute each altitude's abutment stability. Put forward some design requests for dam foundation's excavation and foundational dispose. Plan the dam's observation system and setup dam body deforming observation item.To release the flood, took the surface orifice drainage into account .Compared three orifices schemes, five orifices 8 × 6m scheme was recommended. In the phase of shop drawing, the original designed project faced some serious problems in the hydro-structure model examination. Such as the stream current didn't contract to the gutter and the backward position's riverbed was washed out badly. The revamp optimum trial mostly aimed at these two aspects. One was nearside stream current returned to the gutter, the other was the ridge bodily form revamp optimize. The trial for the stream current returned to the gutter, glued a triangular wedge in nearside abutment wall original continuous ridge. Took 1.75m as the width after compared 1.05m、 1.40m and 1.75m. The ridge bodily form revamp optimum trial mostly in the original project based the tooth ridge of vanish energy's type in the continuous ridge and great differential ridge's collocation, did 8 different assembled projects' relatively examinations. Then, chose the great differential tooth ridge(bodily form Ⅷ)vanished energy type.
根据坝址的地形地质条件,选择砌石拱坝和砌石重力坝进行坝型比较并推荐砌石拱坝方案。选择上、下两坝轴线进行坝轴线比较后选择上坝轴线为推荐坝轴线。对坝体应力采用拱梁分载法进行计算。采用单位高度的水平拱来计算各个高程的坝肩稳定。对坝基开挖和基础处理提出设计要求,对大坝观测进行设计,在坝体上设置变形观测项目。
在泄水建筑物布置中考虑泄水采用表孔泄洪,并拟定三个孔口方案进行泄流孔口比较后推荐5孔8×6m方案。在施工图阶段原设计布置方案经水工模型试验,存在水舌不归槽和对下游河床冲刷严重等问题。修改优化试验主要针对这两个方面进行修改优化,其一是左侧水舌归槽,其二是挑坎体型修改优化。水舌归槽试验在原连续式挑坎左侧边墙上贴一个三角楔体,宽度分别采用1.05m、1.40m和1.75m进行试验从中选择宽度为1.75m方案。挑坎体型修改优化试验主要在原方案连续式挑坎上对齿坎型式消能工和大差动坎的布置型式进行比较,做了8组不同组合方案的比较试验,从中选择推荐大差动齿坎(体型Ⅷ)消能工。
According to the reservoir capacity, the height of barrage and installed capacity of power station, determined Wan-keng reservoir engineering grade and constructional grade. In response to the basic regional earthquake intensity had defined this engineering set up defence of earthquake-resistance was Ⅵ.The standard of flood prevention had determined the designed flood criterion, and gathered relational hydrology、 weather、 reservoir characteristic water height、 discharge data and geologic parameter ,made sure of the physical mechanics norm of concrete C15 rough dam, built the ground for the following job.In response to dam site's landform and geologic condition compared the masonry arch dam and the masonry gravity dam. Then, recommend the masonry arch dam. compared the up and down dam axis, chose the up dam axis as the recommended dam axis .By means of arch and girder load sharing to compute the dam body stress. Use the unit height of level arch to compute each altitude's abutment stability. Put forward some design requests for dam foundation's excavation and foundational dispose. Plan the dam's observation system and setup dam body deforming observation item.To release the flood, took the surface orifice drainage into account .Compared three orifices schemes, five orifices 8 × 6m scheme was recommended. In the phase of shop drawing, the original designed project faced some serious problems in the hydro-structure model examination. Such as the stream current didn't contract to the gutter and the backward position's riverbed was washed out badly. The revamp optimum trial mostly aimed at these two aspects. One was nearside stream current returned to the gutter, the other was the ridge bodily form revamp optimize. The trial for the stream current returned to the gutter, glued a triangular wedge in nearside abutment wall original continuous ridge. Took 1.75m as the width after compared 1.05m、 1.40m and 1.75m. The ridge bodily form revamp optimum trial mostly in the original project based the tooth ridge of vanish energy's type in the continuous ridge and great differential ridge's collocation, did 8 different assembled projects' relatively examinations. Then, chose the great differential tooth ridge(bodily form Ⅷ)vanished energy type.
引文
1.朱伯芳,高季章、陈祖煜、厉易生,拱坝设计与研究,北京:中国水利水电出版社,2002;
2.王世夏编著,水工设计的理论和方法,北京:中国水利水电出版社,2000;
3.李瓒,拱坝设计中值得注意的几个问题,水电站设计,2002年01期;
4.中国砌石坝信息网,中国砌石坝,2001年12月;
5.黎展眉,中国砌石坝技术的发展,砌石坝技术,1984年第1期;
6.汝乃华,世界筑坝趋势和中国筑坝特点,砌石坝技术,1989年第3期;
7.湖南省水利水电勘测设计院,中国拱坝,1987年;
8.福建省水利水电厅,福建砌石坝,1984年5月;
9.徐在民,福建坝工特色[J],福建水力发电,1999(增刊)26～34;
10.曾金水,福建砌石拱坝施工技术与经济分析,水利水电科技进展,2002年02期;
11.潘炜,安仁溪抛物线拱坝体型的合理性,水电站设计,1999年01期;
12.潘炜,杨首龙,大差动齿坎挑流消能工在双曲砌石拱坝上的应用,水电站设计,1997年01期;
13.福建省水利水电勘测设计研究院,《屏南县旺坑水库电站预可行性研究报告》,2001年12月;
14.福建省水利水电勘测设计研究院,《屏南县旺坑水库电站可行性研究报告》,2002年6月;
15.屏南县孚顺水电有限公司,《屏南县旺坑水库电站大坝下闸蓄水安全鉴定工程建设自检报告》,2004年1月15日;
16.福建省水利水电勘测设计研究院,《屏南县旺坑水库电站蓄水安全鉴定 设计自检报告》,2004年3月;
17.南平市水利电力工程处驻屏南项目经理部,《屏南县旺坑水库电站工程C_2标下闸蓄水安全鉴定施工自检报告》,2004年1月16日;
18.南平市水利电力工程处驻屏南旺坑电站第二项目经理部,《屏南县旺坑水库电站C_1、C_3标引水系统施工质量自检报告》,2004年1月15日;
19.福建省利水工程监理咨询中心屏南县旺坑水库电站监理部,《屏南县旺坑水库电站大坝下闸蓄水安全鉴定监理自检报告》,2004年1月15日;
20.福建省水利水电勘测设计研究院,《福建省屏南旺坑水库大坝整体水工模型试验研究报告》,2003年1月;
21.福建省水利水电勘测设计研究院,《屏南县旺坑水库电站工程蓄水安全鉴定报告》,2004年5月;
22.傅作新,拱坝设计计算的几个问题,水电站设计,2002年02期;
23.陈航秀,新坑水库砌石双曲拱坝布置及应力和稳定分析,吉林水利,2002年10期;
24.梁文龙,余跃,李贵平,拱坝坝顶溢流挑流消能水工模型试验研究,贵州水力发电,2001年03期:
25.邓明杰,南丹县塘仙混凝土砌石双曲拱坝设计,广西水利水电,2001年04期;
26.程毅乔,浅谈混凝土砌石拱坝的施工,中国农村水利水电,2001年02期;
27.万学军,李传才,挺南浆砌石拱坝优化设计,武汉水利电力大学学报,2000年04期;
28.熊俐群,浅谈浆砌石拱坝的施工,海河水利,1999年06期;
29.刘杰平,开源水电站砌石拱坝设计及坝基处理,江西水利科技,1999年03期;
30.叶文生,砌石拱坝技术的应用推广与小水电的发展,四川水力发电,1995年04期;
31.许建聪,浅谈中高砌石拱坝的基础处理,中国农村水利水电,1995年06期;
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18.南平市水利电力工程处驻屏南旺坑电站第二项目经理部,《屏南县旺坑水库电站C_1、C_3标引水系统施工质量自检报告》,2004年1月15日;
19.福建省利水工程监理咨询中心屏南县旺坑水库电站监理部,《屏南县旺坑水库电站大坝下闸蓄水安全鉴定监理自检报告》,2004年1月15日;
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