摘 要
J电站在瓯江上游干流梯级开发的第一级水电站，工程以发电为主，兼顾航运、放木及防洪等综合利用要求。瓯江流域处浙东南沿海山区，属于年调节水库。
本次设计的水库死水位为263m，正常蓄水位为285m。根据历史洪水资料设计洪水（P=0.1%），水库的设计洪水位291m。校核洪水位（P=0.01%）为292m。
根据地形地质的特点选择坝型为重力坝，坝长270.5m。其中溢流坝段长142.5m，其中有8孔溢洪道，净宽102.5m。水电站进水口中心线高程251.04m。
水电站装机容量为18万kW，四台机组单机4.5万kW。水轮机型号为HL220-LJ-300；为坝后厂房顶溢流式厂房，开关站布置在右岸。主厂房总宽定为19m，总长68m。水轮机安装高程为202.19m。起重机选用电动双钩桥式起重机，最大起重量选2×100吨，跨度选用16m。装配场长度取24m，进场公路布置在左岸。副厂房是为保证水电站正常运行需要，设置在主厂房与坝的间隙。主要布置各种机电辅助设备、房间、生产间和必要生活设施房间。
Abstract
J plant is the first step hydropower station in upper reaches of the Oujiang River. The main purpose of the project is to generate electricity, but also considered the woods of the shipping and protect floods. Oujiang River basin located in the southeast area which is near the say in Zheijang Province, and the plant is a year adjust reservoir
This design determined the dead water level is 263m, the normal water level is 285m. According to the historical flood date (P=0.1%), the designed flood level is 291m, the proofread level is 292m (P=0.01%).
According to the characteristics of geology and topography, gravity dam was chosen. The total length of the dam is 270.5m, and the over-flow dam is 142.5m, and eighi holes over-flow causes is set, and the last, the net width is 100m. The elevation of the water intake of the plant is 254.2m.
The total electric capacity is 180,000kW,and four generates whose capacity is 45,000kW was installed. The type of the turbine is HL-220-LJ-300. The units are installed in the main power house.The width of the main power house is 19m,the length is 68m. All kinds of auxiliary equipment and other kinds of rooms assemble in deputy house.
目录
摘 要 1
Abstract 1
1水文地址情况与枢纽布置 8
1.1 流域概况 8
1.2 水文与气候 8
1.3 地形与地质 11
1.3.1 水库区工程地质 11
1.3.2 坝址地质 11
1.4 天然建筑材料 12
1.4.1 土料： 12
1.4.2 砂石料： 12
1.5给定设计控制数据 12
1.5.1 设计资料 12
1.5.2 设计任务 13
1.6枢纽布置 13
2重力坝挡水坝段设计 15
2.1剖面设计 15
2.1.1坝顶高程的确定 15
2.1.2坝底宽的确定 16
2.1.3实用剖面 18
2.2荷载计算（取单宽1米） 19
2.2.1设计洪水位下荷载 20
2.2.2校核洪水位下荷载 21
2.3稳定分析 22
2.3.1设计洪水位下稳定计算 22
2.3.2校核洪水位下稳定计算 22
2.4应力校核 23
2.4.1原理 23
2.4.2设计洪水位下 24
2.4.3校核洪水位下 24
2.5坝内构造 25
2.5.1坝内廊道 25
2.5.2坝基处理 25
2.5.3 坝体分缝 26
3重力坝溢流坝段设计 27
3.1剖面设计 27
3.1.1堰顶高程的确定 27
3.1.2堰面曲线 30
3.1.3下游反弧段 31
3.2荷载计算 33
3.2.1设计洪水位下 33
3.2.2校核洪水位下 33
3.3稳定分析 34
3.3.1设计洪水位下 34
3.3.2校核洪水位下 35
3.4应力校核 35
3.4.2设计洪水位下 35
3.4.3校核洪水位下 36
3.5溢流坝消能抗冲刷措施 36
3.5.1挑距 36
3.5.2冲坑 37
3.5.3导墙高度 37
4水电站引水建筑物 38
4.1进水口高程 38
4.2压力钢管的布置 38
4.3压力钢管的厚度 39
4.4拦污栅及进水口闸门的设计 40
4.5通气孔 41
5水电站建筑物设计 42
5.1 特征水头的选择 42
5.1.1校核洪水位下 42
5.1.2设计洪水位下 42
5.1.3正常蓄水位+一台机组满发 42
5.1.4正常蓄水位+四台机组满发 42
5.1.5设计低水位+一台机组满发 43
5.1.6设计低水位+四台机组满发 43
5.2 水电站水轮机组的选型 44
5.2.1转轮直径D1 44
5.2.2转速n（最优工况） 44
5.2.3效率修正 45
5.2.4工作范围检验 45
5.2.5吸出高度Hs 46
5.3 水轮发电机的选择与尺寸估算 47
5.3.1主要尺寸估算 47
5.3.2平面尺寸估算 48
5.3.3轴向尺寸 48
5.4 蜗壳和尾水管的计算 49
5.4.1金属蜗壳尺寸 49
5.4.2尾水管尺寸 50
5.5 调速器与油压装置的选择 51
5.5.1调速器 51
5.5.2油压装置 52
5.6 厂房桥吊设备的选择 53
5.7 厂房形式与布置 54
5.8 主厂房的特征高程 55
5.8.1水轮机安装高程 55
5.8.2尾水管底板高程 55
5.8.3水轮机层地面高程 55
5.8.4定子安装高程 55
5.8.5发电机层地面高程（定子埋入式） 56
5.8.5装配场地面高程 56
装配场与发电机层同高212.50m。 56
5.8.6吊车轨顶的高程 56
5.8.7厂房顶部高程 56
5.9 水电站主厂房长宽尺寸的确定 56
5.9.1主厂房宽度的确定 56
5.9.2主厂房长度的确定 57
5.10主厂房各层的布置 59
5.10.1发电机层 59
5.10.2水轮机层 59
5.10.3蜗壳层 60
5.11 水电站副厂房各层高程及平面布置 60
6专题——发电机（含安装场）层板梁布置及结构计算 62
6.0综述 62
6.1 楼板设计 62
6.11 第一部分 62
6.1.2 第二部分 64
6.1.3 第三部分 65
6.1.6 总结 67
6.2 次梁设计 68
6.2.1 C1梁 68
6.2.2 C2梁 73
6.2.3 总结 79
6.3主梁计算 ………………………………………………………………………………………………………………...79
6.3.1 主梁Z4 79
6.3.2 总结 85
主要参考文献 86
1水文地址情况与枢纽布置
1.1 流域概况
紧水滩水电站在瓯江支流龙泉溪上，坝址以上流域面积2761平方公里。龙泉溪发源于浙闽交界仙霞岭、洞官山，河流长度153公里，直线长度77公里，平均宽度36公里。除龙泉县城附近及赤石仁三处有小片盆地外，其余地段多为峡谷，河床覆盖多以大块石和卵石组成，险滩较多。
本流域东侧与瓯江支流小溪相邻，西侧与钱塘江支流乌溪江相邻，南侧为闽江支流松溪，北侧为瓯江支流松阴溪。河流四周均为岭南山系洞官山脉包围，山脉走向与河流流向一致，最高峰黄茅尖高达1921米，流域平均高度662米，河道坡降上游陡、下游缓，平均坡降为6.32‰ ~0.97‰，因河道陡，河槽调蓄能力低，汇流快，由暴雨产生的洪水迅涨猛落，历时短，传播快，所以一次洪水过程尖瘦，属典型的山区性河流。
龙泉溪是浙江省木材主要产地，境内森林茂盛，植被良好，水土流失不严重。
本工程为瓯江干支流规划的五个梯级开发中的一级，以发电为主，兼顾航运、放木（竹）以及防洪等综合效益。电站建成后主要担任华东电网调峰并供电丽水、温州，将使丽、温两地区通过220千伏输电线路联系，形成浙南电力系统。为解决建坝后龙泉溪木材（竹）的流放和航运的发展，大坝左岸专门设置有货筏过坝建筑物。水库有1.53亿立方米的防洪库容，用以减轻下游丽水、碧湖地区防洪的负担。
1.2 水文与气候
本地区地处浙东南沿海山区，属温带季风气候，气候温和，坝址区历年平均气温17.3℃，月平均气温以1971年7月份30.7℃最高，1962年1月份13℃最低，实测最高气温为40.7℃（1966年8月），最低气温-8.1℃（1969年2月）。
流域内气候湿润，历年平均相对湿度79%，其中以6月份的87%为最大，1月份的84%为最小，实测最小相对湿度仅8%。
本流域距东海仅120～180公里，水汽供应充沛，坝址以上流域年平均雨量为1833.8毫米，但在年内分配很不均匀，3～9月占年雨量为80.5%，其中5～6两月为雷雨季节，降雨量占年雨量的三分之一，往往形成连绵起伏的洪水，本流域暴雨常出现在此期间，实测最大24小时雨量为236.8毫米。7～9月间台风侵袭，也有暴雨出现，最大24小时雨量曾达145.4毫米。
流域多年平均降水日数为172天，最多达201天，最少145天。
本流域4至8月为东南风，1至3月、9至12月一般为东北风及西北风。历年平均风速1.15米/秒，出现在1970年4月，风向西北偏西。坝址区可能发生最大风力为11级，相当于风速32米/秒。
紧水滩坝址与石富站流域面积仅差41平方公里，占控制流域面积的15%，故坝址处流量资料均不加改正，直接采用石富站资料。泥沙对紧水滩水库使用不会有严重的影响。
表1-1 厂区水位流量关系：
水位（m） 202 203 204 205 206 207 208 209 210
流量（m3/s） 80 240 540 880 1280 1740 2300 2900 3620
水位（m） 211 212 213 214 215 216 217 218 219
流量（m3/s） 4380 5200 6060 7000 7940 8980 10080 11200 12340
图1-1厂区水位流量关系曲线
表1-2 水库面积、容积：
高程（m） 205 215 220 225 230 235 240
面积（km2） 0 1.3 2.3 3.9 5.7 7.7 9.7
容积（108m3） 0 0.05 0.2 0.35 0.6 0.925 1.375
高程（m） 245 250 255 260 265 270 275
面积（km2） 11.6 13.6 15.9 18.3 21.3 24.5 27.7
容积（108m3） 1.9 2.5 3.2 4.05 5.05 6.25 7.575
高程（m） 80 285 290 295 300
面积（km2） 31.2 35.2 40.3 48.1 58.4
容积（108m3） 9.10 10.75 12.7 15.05 17.7
图1-2水库容积曲线
1.3 地形与地质
1.3.1 水库区工程地质
水库周边地势高峻，无低矮分水岭，岩石坚硬较完整，虽有部分断层延伸库外，但断层胶结好，山体雄厚，且地下水位分布较高，故无永久渗漏之虑。由于库岸有第四系松散地层分布，岩石节理发育，水库暂时渗漏损失甚小，对水库蓄水无影响。
库区岩石以山岩为主，物理地质现象以小型塌滑体居多，蓄水后小型的边坡再造虽有可能但不致产生大规模的边坡不稳定。本地区地震烈度为6度，可不考虑抗震设计，不计地震荷载。
1.3.2 坝址地质
坝区位于90平方公里的“牛头山”花岗斑岩岩技的南缘，其中有后期的细粒花岗岩和小型的石英岩脉、细晶岩脉、辉缘岩脉侵入穿摘其间与围岩接触良好。
混凝土/新鲜花岗斑岩抗剪摩擦系数0.7，凝聚力5千克/平方厘米，抗剪断摩擦系数1.0。混凝土/混凝土抗剪断摩擦系数1.25，凝聚力1.45×103Kpa。
根据坝址区资料分析，紧水滩坝址两岸地形对称，岩性均一，较新鲜完整，风化浅，构造不甚发育，水文地质条件较简单，故属工程地质条件较好的坝址。
1.4 天然建筑材料
1.4.1 土料：
下村料场：位于平缓的山坡上，高程300以下，主要为壤土，料场距坝址0.5千米，有效储量426700立方米。
油坑料场：位于500～550米高程的低平山丘上，为粘土及壤土组成，料场距坝址1.5千米，有效储量747600立方米。
1.4.2 砂石料：
局村至小顺区六个料场，左右岸各三个，最远距坝址16.5公里。
局村至坝址区十个料场，左岸4个，右岸6个，最远距坝址9公里。
坝址至赤石区七个料场，最远距坝址12.2公里。共计23个料场，有效储量水下557000立方米，水上3094600立方米，合计3651600立方米。
1.5给定设计控制数据
1.5.1 设计资料
设计原始资料 1 份，附图 3 张。
水能规划
1．校核洪水位 292.00m 。校核洪水最大下泄流量 8500 m3/s
2. 设计洪水位 291.0m 。设计洪水最大下泄流量 7000 m3/s
3．设计蓄水位 285.0m
4．设计低水位 263.0m
5．装机容量 18万kW（3台）
6．机组机型 自 选
7．其 它
挡水建筑物及泄水建筑物
1.挡水建筑物 混凝土重力坝
2.泄水建筑物 混凝土溢流坝
3．其它
引水建筑物
压力钢管
水电站建筑物
坝后式地面厂房
其它
1.5.2 设计任务
1.水能利用
（无）
2．枢纽布置、挡水及泄水建筑物
根据所给资料确定挡水及泄水建筑物的断面型式，并进行必要的稳定计算。确定溢流坝后消能工型式及尺寸，绘出挡水、泄水建筑物及消能工的剖面图。进行水利枢纽布置并绘出平面布置图。
3．水电站引水建筑物
确定压力钢管的布置方式，以及钢管的材料，进行管身应力分析及结构设计。
4.水电站厂房
根据所选机型和水位～流量关系，确定厂房的轮廓尺寸，并对水电站厂房进行稳定计算，绘出水电站厂房各层的平面布置图和厂房的纵剖面图，上、下游立视图。
进行厂区布置，绘出厂区布置图
5.其它
发电机（含安装场）层板梁布置及结构计算；绘制相应的板梁结构布置图（包括主次梁楼板孔洞等）及其配筋图。
1.6枢纽布置
枢纽由非溢流坝段、溢流坝段、坝后式溢流厂房、开关站、进厂公路及上坝公路等组成。
坝轴线垂直水流方向。坝顶高程292.35米，坝基面高程200米，坝高93m，坝长270.5m。
溢流坝段（5#~13#）布置在河谷中间，总宽142.5米。溢流前沿总宽102.5m,分八孔，有机组段闸墩宽7m，孔口宽7.5m，无机组段闸墩宽3m，孔口宽16m，采用鼻坎挑流消能，反弧半径15m。
非溢流坝段（1#~4#、14#~17#）布置在河谷两岸。
采用溢流式厂房，厂房位于溢流坝坝趾处，厂房顶兼作溢洪道。电站厂房中间机组段长14.5米，总长68米。装配场长度20.8m，将装配场放在厂房左边。发电机层与装配场层同高，均为212.50m。
主厂房与坝设纵缝分开，厂房上部与坝体之间的空间较大，将副厂房布置于此。
关于进厂公路，设计时考虑了两种方案。由于设计及校核情况下下游尾水位很高，设计情况下下游尾水位为218.92m，校核情况下下游尾水位为221.68m，而装配场的高程为212.50m，采用公路进厂在丰水期公路有被淹的危险，但若采用隧洞进厂，则开挖量很大，费用也很高，而且尾水平台的启闭机也不易安装及检修，施工时运输也比较麻烦，故应考虑与装配场层同高的进厂公路，在洪水期电站工作人员从坝顶进厂，如新安江就是采取这种方式。
引水道采用压力钢管，压力钢管布置在坝体内，进水口布置在溢流坝闸墩内，压力钢管与蜗壳之间用伸缩节相连。
变压器布置在溢流坝顶，母线通过出线洞到坝顶，采用扩大单元接线，两台机组设一台主变。
高压开关站设置在右岸，采用露天式，大小为30m乘45m。
