利洞水电站开题报告利洞水利枢纽混凝土重力坝设计-有限单元法.docVIP

利洞水利枢纽混凝土重力坝设计-有限单元法 三峡大学水利与环境学院 1工程概况 1.1内容 利洞水电站是翁源县涂屋水梯级开发规划中的梯级水电站之一，位于翁源县六里镇辖区内，在已建的双叉角水电站下游，已建的长潭水电站上游之间。其坝址在雷公村上游约500m处的峡谷中，距离翁源县六里镇约12km，距离翁源县城（龙仙镇）约32km。坝址以上流域面积109km2。 工程所在地属亚热带气候，冬半年受东北季风控制，气候寒冷略干燥，夏半年受西南和东南季风控制，气候炎热多雨。多年平均气温20.2℃。年极端最高气温39.2℃，年极端最低气温-5.1℃。年平均降雨量在97.8mm，最大降雨量2859mm，最小降雨量827mm。降雨量年内分配不均， 4～9 月雨量占全年降雨量的75%，10月～3月占全年的25%。多年平均相对湿度77%多年平均最大风速14.3m/s多年平均蒸发量1210mm。 多年平均流量3.8m3/s，多年平均径流量1.2亿m3.本工程大坝防洪设计标准为30年一遇，校核标准为200年一遇因此，设计洪水洪峰流量为961m3/s，校核洪水洪峰流量1380m3/s.坝址以上多年平均输沙量2.13万；多年平均含沙量0.14kg/m3. 工程区位于诸广山——热水南北向构造带，南岭中段的南部，属中低山丘陵区。地势自北向南西倾斜，山脉多为北东—南西向展布，山体雄厚，植被茂盛。 库区属于低山区，两岸山体雄厚，分水岭山顶高程在550m~750m左右。山体多呈北东向展布，山高坡陡，坡度在30°~50°，局部60°~70°，地形险峻。沿河两岸冲沟发育，以北东—南西向为主。基岩在河流两岸及冲沟处出露良好。水库为峡谷型，水库两岸分水岭雄厚，分布高程550～650m，高于正常蓄水位200m，不存在低矮垭口和单薄分水岭。 坝址附近河流流向总体向南，河床宽约8—15m。呈 “V”字型峡谷，河床基岩裸露。两岸山体雄厚，山顶高程在370m以上。坝址两岸上、下游均发育有冲沟，冲沟切割深度20m左右。 区位于官渡—坝子复向斜的西翼，为一背斜，核部地层为Pz1，两翼为D1-2tg、D2l、D3m等地层组成。在构造历史上表现为燕山期酸性岩浆岩多次贯入。构造形迹多以分散、连续性差、规模较小的挤压带、硅化破碎带、糜棱岩化带，一般具压性特征库区以燕山三期（γ52（3））花岗岩和下古生界（Pz1）变质石英砂岩为主地质构造以断层和裂隙为主，断裂构造较为发育，以小断层为主，未发现有区域性大断裂通过。库区地下水主要为基岩裂隙水和孔隙水。裂隙水赋存于断层及砂岩、花岗岩体裂隙中。地下水位埋深变化大，水位、流量均受季节变化影响孔隙水主要埋藏于河谷及两岸第四系坡积、冲、洪积层中。其主要受大气降水补给，向低洼的沟谷和河流排泄。 坝址区出露地层较单一,主要为燕山三期侵入岩（γ52（3））及第四系坡积层、冲积层。断裂构造不发育，勘察所发现的断层构造均分布在坝址下游,有北东和北西两组首先要说明枢纽泄洪任务、施导流、发电输水、排沙等要求，枢纽采取的综合泄水方式（表、中、底、电、沙）和各种孔口采用的流态，然后按要求确定孔道进出口高程。由水力学相关公式计算各孔口泄水能力，并验算枢纽总泄洪能力是否满足枢纽规划要求如不满足，修改孔尺寸或调整布置，重新验算，直至满足要求为止考虑与溢流坝的连接情况对坝顶宽度上下边坡等初步拟定，并绘出该坝段最大剖面图溢流坝段及尺寸。先按满足泄水要求拟定溢流堰面曲线，再按强度、稳定基本要求确定出实用剖面；上部结构尺拟定包括闸门型式选择及其闸门布置，闸墩的型式、长度、高度和厚度，启闭机的型式与布置，工作桥、交通桥的型式与布置；横缝与止水的布置等。泄水底孔坝段根据前面己定的孔口控制断面尺寸设计泄水孔道形式及各部位轮廓尺寸；坝体外部轮廓设计。考虑与溢流坝段、挡水坝段的连接等具体情况，确定其坝顶高程、上下游坝面形状等轮廓尺习分别对溢流坝、非溢流坝、泄水孔坝段最大高度处取 长坝段或一个坝段计算，计算坝基截面上述荷载组合情况的抗滑稳定安全系数和边缘应力，并对代表性水平截面边缘应力进行分析，校核其安全性。成果分析根据计算结果，分析所拟剖面是否安全可靠、经济合理，最后确定坝体剖。 包括：坝顶构造、坝体材料分区、廊道系统、分缝止水、导墙、掺气装置等。细部构造要分析型式，给出尺寸和大样图对不同用途的廊道，应确定出其位置，设计其断面尺寸，确定平面和立面布置及相互联系；分缝止水包括横缝、纵缝的设计，溢流坝段、非溢流坝段、泄水孔坝段的止水设计，排水包括坝体和坝基排水的布置及排水管（孔）的直径、间距等的确定。 进行水面线（溢流坝或无压孔）或压坡线（有压孔）计算，并由之确定应有的导墙高度，或验算泄水孔内负度。后进行下游冲刷坑验算或消能工设计与安全验算。 主要包括：开挖清基、灌浆、断层处理等内容。开挖与清基应提