引水式水电站布置调压室结构设计及计算书.docx

目录
目录 - 1 -
第一章 设计基本资料 - 3 -
1.1地理位置 - 3 -
1.2水文气象 - 3 -
1.2.1水文条件 - 3 -
1.2.2气象条件 - 4 -
1.3工程地质 - 4 -
1.4交通状况 - 5 -
1.5设计控制数据 - 5 -
第二章 水轮机 - 5 -
2.1 特征水头 - 5 -
2.1.1 Hmin的确定 - 5 -
2.1.1.1校核洪水位 - 5 -
2.1.1.2 设计洪水位 - 6 -
2.1.1.3 正常蓄洪水位 - 6 -
2.1.1.4设计低水位 - 7 -
2.1.2 Hmax的确定 - 7 -
2.1.2.1 校核洪水位 - 7 -
2.1.2.2 设计洪水位 - 8 -
2.1.2.3 正常蓄洪水位 - 8 -
2.1.2.4设计低水位 - 9 -
2.1.3 Hav的确定 - 10 -
2.2选型比较 - 10 -
3.3 调速系统 - 14 -
3.4水轮机转轮流道尺寸： - 15 -
3.4.1蜗壳尺寸 - 15 -
3.4.2尾水管尺寸 - 16 -
第三章发电机 - 16 -
第四章 混凝土重力坝 - 18 -
4.1枢纽布置 - 18 -
4.1.1枢纽布置形式 - 18 -
4.1.2坝轴线位置 - 18 -
4.2挡泄水建筑物 - 18 -
4.2.1坝顶高程确定 - 18 -
4.2.1.1坝顶超出静水位高度△h - 19 -
4.2.2挡水建筑物——砼重力坝 - 19 -
4.2.2.1基本剖面 - 20 -
4.2.2.2实用剖面 - 21 -
4.2.2.3设计情况下 - 21 -
第五章 溢流坝 - 27 -
5.1 泄水建筑物—砼溢流坝 - 27 -
5.1.2 堰顶高程 - 28 -
5.1.3 溢流坝实用剖面设计 - 29 -
5.2溢流坝稳定应力计算 - 32 -
5.2.1设计洪水位（239.0） - 32 -
5.2.2校核情况下（240.8 m） - 34 -
5.3坝内构造 - 36 -
5.3.1坝顶结构 - 36 -
5.3.1.1非溢流坝 - 36 -
5.3.1.2溢流坝 - 36 -
5.3.2坝体分缝 - 36 -
5.3.2.1 给缝 - 36 -
5.3.4坝内廊道 - 36 -
5.3.5坝基地基处理 - 36 -
5.4溢流坝消能防冲 - 37 -
第六章 引水建筑物 - 38 -
6.1引水隧整体布置 - 38 -
6.1.1洞线布置（水平方向） - 38 -
6.1.2洞线布置（垂直方向） - 38 -
6.2细部构造 - 38 -
6.2.1　　隧洞洞径 - 39 -
6.2.2隧洞进口段 - 39 -
6.2.3拦污栅 - 39 -
6.2.4　闸门断面尺寸 - 40 -
6.2.5　进口高程计算 - 40 -
6.2.6压力管道设计 - 41 -
第七章 专题部分——调压室 - 42 -
7.1托马断面计算 - 42 -
7.2涌浪计算 - 44 -
7.2.1简单式调压室 - 44 -
7.2.2阻抗式调压室 - 45 -
7.2.3.差动式调压室 - 46 -
7.3调压室结构设计 - 48 -
7.3.1应力计算 - 48 -
7.3.2调压室配筋 - 51 -

第一章 设计基本资料
1.1地理位置
乌溪江属衢江支流，发源于闽、浙、赣三省交界的仙霞岭，于衢县樟树潭附近流入衢江，全长170公里，流域面积2623平方公里。
流域内除黄坛口以下属衢江平原外，其余均属山区、森林覆盖面积小，土层薄，地下渗流小，沿江两岸岩石露头，洪水集流迅速，从河源至黄坛口段，河床比降为1/1000，水能蕴藏量丰富。
1.2水文气象
1.2.1水文条件
湖南镇坝址断面处多年平均径流量为83.0m3/s。
表1-1 坝址断面处山前峦水位～流量关系曲线
水位（m）
122.71
123.15
123.5
124.04
125.4
126.6
128.5
流量（m3/s）
10
50
100
200
500
1000
2000
水位（m）
130.1
132.6
135.3
137.6
139.8
141.8

流量（m3/s）
3000
5000
7500
10000
12500
15000

表1-2电站厂房处获青水位～流量关系曲线
水位（m）
115
115.17
115.39
115.57
115.72
115.87
116
流量（m3/s）
10
20
40
60
80
100
120
水位（m）
116.13
116.25
116.37
116.47
117.05
117.9
118.5
流量（m3/s）
140
160
180
200
400
700
1000
水位（m）
119.45
120.3
121.97
123.2
125.65
127.8
129.8
流量（m3/s）
1500
2000
3000
4000
6000
8000
10000

1.2.2气象条件
乌溪江流域属副热带季风气候，多年平均气温10.4℃，月平均最低气温4.9℃，最高气温28℃；7、8、9月份会受台风过境影响，时有台风暴雨影响。
1.3工程地质
本工程曾就获青、项家、山前峦三个坝址进行地质勘测工作，经分析比较，选用了山前峦坝址。
山前峦坝址河谷狭窄，河床仅宽110m左右，两岸地形对称，覆盖层较薄，厚度一般在0.5m 以下，或大片基岩出露，河床部分厚约2～4m。岩石风化普遍不深，大部分为新鲜流纹斑岩分布，局部全风化岩层仅1m左右，半风化带厚约2～12m，坝址地质构造条件一般较简单，经坝基开挖仅见数条挤压破碎带，产状以西北和北西为主，大都以高倾角发育，宽仅数厘米至数十厘米。坝址主要工程地质问题为左岸顺坡裂隙、发育，差不多普及整个山坡，其走向与地形地线一致，影响边坡岩体的稳定性。
坝址地下水埋置不深，左岸为11～26m，右岸15～34m。岩石透水性小，相对抗水层（条件吸水量0.01L/dm）埋深不大，一般在开挖深度范围内，故坝基和坝肩渗透极微，帷幕灌奖深度可在设计时根据扬压力对大坝的影响考虑选用。
坝址的可利用基岩的埋置深度，在岸10～12m，右岸6～9m，河中6～8m，坝体与坝基岩石的摩擦系数采用0.68。
引水建筑物沿线为流纹斑岩分布。岩石新鲜完整，地质条件良好。
有十余条挤压破碎带及大裂隙，但宽度不大，破碎程度不严重。
厂房所在位置地形陡峻，覆盖极薄，基岩大片出露，岩石完整，风化浅，构造较单一。有两小断层，宽0.5～0.8m，两岸岩石完好。
本区地震烈度小于6度。
1.4交通状况
坝址至衢县的交通依靠公路，衢县以远靠浙赣铁路。
1.5设计控制数据
a .校核洪水位：240.8m，校核最大洪水下泄流量8510.0m3/s.
b .设计洪水位：239.0m，设计洪水最大下泄流量4800.0m3/s
c .设计蓄水位：232.5m
d .设计低水位：192.0m
e .装机容量： 3×6.0万kw
第二章 水轮机
2.1 特征水头
2.1.1 Hmin的确定
2.1.1.1校核洪水位
校核洪水位240.80m下3台机组满发 ，Z=240.80m，发电机出力N=6.0万千瓦则即水轮机出力为 根据N=9.8ηQH ，水电站的效率一般为93%即η=93%
表2-1试算过程
Q（）
Z（m）
Z(m)
(万KW)
2000
240.80
128.50
22.46
500
240.80
125.40
5.77
150
24 240.80
12 123.78
17.55

由N～Q关系曲线，N= KW→Q=180 Z=123.90m Hmin =( Z- Z)×97% =113.39m

2.1.1.2 设计洪水位
设计洪水位，3台满发时 Z=239.00m 发电机出力N=18.0万千瓦则即水轮机出力为= ，根据N=9.8ηQH ，水电站的效率一般为93%即η=93%
表2-2试算过程
Q（）
Z（m）
Z(m)
(万KW)
500
239.00
125.40
5.68
200
239.00
124.04
2.30
180
239.00
123.87
21.29
由N～Q关系曲线，N= KW→Q=185 Z=123.92m
Hmin =( Z- Z)×97% =111.64m

2.1.1.3 正常蓄洪水位
正常蓄洪水位232.5m时，3台机组满发，发电机出力N=18.0万千瓦则即水轮机出力为= KW，根据N=9.8ηQH ，水电站的效率一般为93%即η=93%
表2-3算过程
Q（）
Z（m）
Z(m)
(万KW)
200
232.5
124.04
21.69
180
232.5
123.90
19.58
190
232.5
124.00
20.62

由N～Q关系曲线，N=KW→Q=190 Z=124.00m
Hmin=( Z- Z)×97% =105.25m

2.1.1.4设计低水位
设计低水位192.00m设计低水位192.00m 3台机组满发时发电机出力N=18.0万千瓦则即水轮机出力为= KW，根据N=9.8ηQH ，水电站的效率一般为93%即η=93%
表2-4算过程
Q（）
Z（m）
(万KW)
350
192.00
23.56
300
192.00
20.25
320
192.00
21.59

由N～Q关系曲线，N=KW→Q=190 Z=124.52m
Hmin=( Z- Z)×97% =65.46m
综合以上得
校核洪水位240.8m 3台机组满发时，Hmin=123.90 m；
设计洪水位239.0 m ， 3台机组满发时，Hmin=111.64 m；
设计蓄水位232.2 m 3台机组满发时，Hmin=105.25 m；
设计低水位192.0m，3台机组满发时，Hmin=65.46 m；
所以Hmin=65.46 m

2.1.2 Hmax的确定
2.1.2.1 校核洪水位
校核洪水位240.80m下1台机组满发 (另外2台机组停机) ，Z=240.80m 发电机出力N=6.0万千瓦则即水轮机出力为= ，根据N=9.8ηQH ，水电站的效率一般为93%即η=93%
表2-5试算过程
Q（）
Z（m）
Z(m)
(万KW)
100
240.80
128.50
11.73
50
240.80
125.40
5.88
75
24 240.80
12 123.78
8.81

由N～Q关系曲线，N= KW→Q=60 Z=123.20m
Hmax =( Z- Z)×97% =114.72m
2.1.2.2 设计洪水位
设计洪水位+1台满发(另外2台机组停机)， Z=239.00m 发电机出力N=6.0万千瓦则即水轮机出力为= ，根据N=9.8ηQH ，水电站的效率一般为93%即η=93%
表2-6试算过程
Q（）
Z（m）
Z(m)
(万KW)
100
239.00
123.5
11.55
60
239.00
123.20
6.95
50
239.00
12 123.15
5.79

由N～Q关系曲线，N= KW→Q=65 Z=123.91m
Hmax =( Z- Z)×97% =112.33m
2.1.2.3 正常蓄洪水位
正常蓄洪水位232.5m时，1台机组满发(另外2台机组停机) ，发电机出力N=6.0万千瓦则即水轮机出力为= KW，根据N=9.8ηQH ，水电站的效率一般为93%即η=93%

表2-7算过程
Q（）
Z（m）
Z(m)
(万KW)
200
232.5
124.04
21.69
500
232.5
125.4
5.36
50
232.5
123.15
5.47

由N～Q关系曲线，N=KW→Q=190 Z=123.25m
Hmax=( Z- Z)×97% =105.97m
2.1.2.4设计低水位
设计低水位192.00m设计低水位192.00m 1台机组满发(另外2台机组停机) 发电机出力N=6.0万千瓦则即水轮机出力为= KW，根据N=9.8ηQH ，水电站的效率一般为93%即η=93%
表2-4算过程
Q（）
Z（m）
(万KW)
200
192.00
13.59
100
192.00
6.85
110
192.00
7.53

由N～Q关系曲线，N=KW→Q=190 Z=123.50m
Hmin=( Z- Z)×97% =66.45m
由以上可知:
校核洪水位240.8m ，1台满发，另外2台停机时，Hmax=114.07 m
设计洪水位239.0 m ，1台满发，另外2台停机时 Hmax=112.33 m；
设计蓄水位232.2 m ，1台满发，另外2台停机时，Hmax=105.97 m；
设计低水位192.0m， 1台满发，另外2台停机时，Hmax=66.45 m；
综合上述，Hmax=114.07 m
2.1.3 Hav的确定
Hav =εαH，其中εα=1
取Hav =0.5×（Hmax + Hmin）=0.5×（114.07 m+65.46 m）=89.77 m
对于引水式电站Hav = Hr =89.77 m

2.2选型比较
根据水头工作范围和设计水头查资料选择水轮机型是为HL200 或HL180
HL200水轮机方案的主要参数选择
1．转轮直径D1
查表《水电站》3-6得限制工况下单位流量QiM=950L/S=1.15m3/S效率Ηm＝89.4％，由此初步假定原型水轮机在此工况下的单位流量Qi＝ Qin=0.95m3/S,效率η＝90.7％
水轮机额定力Nr=6.0×104 KW／97％
设计水头Hr=Hav=90.84 m
==2.93m
取之相近而偏大的标称直径D1＝3.0m

2．转速n计算
HL200最优工况下ηMmax=90.7%,模型转轮直径D1M=0.46m，单位转速
n110m=68.0prm，水轮机转速n：
===214.7 prm，选择与之相近的同步转速n=214.3 prm，磁极对数P=14.

3．效率及单位参数修正
HL200型水轮机在在最优工况下的模型最高效率ηMmax=90.7%，模型转轮直径D1 m=0.46m，ηmax= ==92.3%，则效率修正系数为Δη=92.3%-90.7%=1.6%。考虑到原型与模型在制造工艺质量上的差异，常在Δη中减去一个修正值ξ，现取ξ=0.6%，则可得效率修正值Δη=1%，由此可得原型水轮机在最优工况和限制工况下的效率为：
ηmax=ηMmax+Δη=90.7%+1.0%=91.7%
η=ηM+Δη=89.4+1.0%=90.4%（与上述假设相同）

Δn= 则==1.44%＜3.0%
按规定，单位转速可不加修正，同时，流量也不加修正，
故D1=3.0 m. n=214.3 prm

4、工作范围检验
在Hr,Nr条件下, Q11max=Nr/（9.81 D12Hr1.5η）=0.908 m3/ s＜0.950 m3/ s
则水轮机的最大引用流量Qmax= Q11max D12 Hr0.5=77.43 m3/ s
与特征水头Hmax Hmin Hr相对应的单位转速为
n111 min= ==60.195 prm
n111max= ==79.46 prm
n111r= ==67.85 prm
在HL200型水轮机模型综合特性曲线上分别绘出Q11max=0.908 3/ s，n111max=79.46 prm，n111 min=60.195 prm 3条直线所围成的水轮机工作范围基本上包括了该特性曲线的高效率区，因此，所选HL200型水轮机D1=3.0m，n=214.3 prm是合理的！

5、吸出高度Hs计算

由水轮机设计工况参数n111r= 67.85 prm，Q11max=0.908 m3/ s查表3-6（《水电站》教材）得HL200的气蚀系数为σm=0.088，查得气蚀修正系数Δσm=0.02,m,
==0.168 m
Hs=0.168 m＞-4.0 m

HL180方案主要参数选择
1、转轮直径D1
查表《水电站》得限制工况下单位流量QiM=860L/S=0.86m/s
Ηm＝89.5%,初步假定η＝92%

=3.061m与之相近且偏在标称直径D1＝3.3m

2、转速n计算
最优工况下n10＇M＝67.or/min, 假定n10＇＝n10＇M
==212.84 prm,
取与之相近且偏大的同步转速n＝214.3prm

3、效率修正及单位参数修正
ηmax=ηMmax+Δη=92.0%+2.5%=94.5%
η=ηM+Δη=889.5+2.5%=92.0%（与上述假设相同）
Δn= 则==2.7%＜3.0%
按规定，单位转速可不加修正，同时，流量也不加修正，
故D1=3.3 m, n=214.3 prm

4、工作范围检验
n111max= ==87.416 prm
n111r= ==76.44 prm

5、吸出高度Hs确定
=0.62m＞-4.0 m 故吸出高度满足要求！
HL200和HL180方案比较
方案参数对照表：（3－1）

10＇10＇Mmax

1max
106/97%
106/97%
比较之后选择机型HL180
水轮机安装高程
Zs＝ω＋HS＋0.5bo
其中
ZS －水轮机安装市程；
ω－设计水尾位123.40；
bo －导叶高度0.66；　　
Hs －吸出高度；
求得ZS＝124.35m

3.3 调速系统
1、调速功计算
A==（6.98~8.73）×105N.m>30000N.m
属大型调速器,接力器和调速器需要分别进行计算和选择.
2、接力器选择
a. 接力器直径ds
=489mm
λ—0.029~0.032标准正曲率导叶（取中间值0.031计算）
=0.031×=489mm
选择与之相近且偏大的ds=500mm的标准接力器
b 最大行程Smax
Smax=(1.4~1.8)a0max
a0max—水轮机导叶最大开度
(5-1)
查模型综合特性曲线得a0 Mmax=27 mm，
D1m=460 mm m=24，则==108.8 mm
Smax=(1.4~1.8)a0max=(1.4~1.8)108.8 mm=152.32~195.84 mm
c 接力器容积计算
V s= ==77L
(5-2)
选用Ts=4S Vm=4.5m/s
计算得==74 mm，故选用DT-80型电气液压型调速器

3、油压装置
VK=（18~20）VS=1.386~1.540m3，选用组合式油压装置YZ-1.6

3.4水轮机转轮流道尺寸：

3.4.1蜗壳尺寸
水轮机直径D1=3.3m，压力钢管各分管直径D11=D12=D13=4.27 m，由于设计水头Hr=89.77 m＞40 m,混凝土结构不能承受过大的内水压力，采用金属蜗壳，座环内径Db=4400 mm Da= 5200mm，导叶高度b0=660 mm，查得蜗壳进口断面平均流速为7.4m/s。HL180型水轮机最大引用流量为Qmax= 76.35 m3/s
Q i=Qmaxψi/360 Ra = Da/2=2600 mm Rb=Db/2=2200 mm

表3-2 涡壳计算表格
从蜗壳鼻端至断面i的包角（°）
断面半径（m）
断面中心距(m)
断面外半径(m)
345
2.064
4.664
6.728
300
1.925
4.525
6.450
255
1.775
4.375
6.150
210
1.611
4.211
5.822
165
1.428
4.028
5.456
120
1.218
3.818
5.036
75
0.963
3.563
4.526
30
0.609
3.209
3.818

3.4.2尾水管尺寸
HL180，D3=1.06D1, D1＜D3，采用标准混凝土肘管,尺寸如下：
=2.6，h=3.32.6=8.56m；
=4.5，L=3.34.5=14.85m；
=2.72, B5=3.32.72=8.976m；
=1.35, D4=3.31.36=4.455m；
=1.35, h 4=3.31.35=4.455m；
=0.675, h 6=3.30.675=2.228m；
=1.82，L1=3.31.82=6.006m;
=1.22, h 5=3.31.22=4.026m.
尾水管尺寸详见附图中！

第三章发电机

发电机选型：选用SF50—60/9900型，悬式，尺寸φ4.5mm t t 总重量GF=647 t

转速：额定n =250r/min 飞逸nf=560r/min 飞轮力矩GD2=2000 t.m2
推力轴承负P：1766（t）
钉子铁芯主要尺寸：定子内径Da=990cm 外径Di=933cm 长度lt=120 cm定子机座高度：h1=2600mm
上机架高度：h2=2750mm
推力轴高度：h3=21400mm
励磁机高度：h4=1488mm
副励磁机高度：h5=1195mm
永磁机及转子继电器高度：h6=808mm
定子支承面至下机架支承面距离：h8=1000mm
下机架支承面至法兰底面距离：h9=-50mm
转子磁轮轴向高度：h10=1918mm
发电机主轴高度：h11=8434mm
定子水平中心至法兰盘底面距离：h12=2150mm
法兰盘底面至发电机顶部高度：H=11063 mm
定子支承面至发电机地板高度：h=5350 mm
机座外径：D1=11350 mm
风罩内径：D2=14000mm
转子外径：D3=9300mm
下机架最大跨度：D4=8300mm
水轮机坑直径：：D4=8150mm
水轮机转轮流道尺寸：

第四章 混凝土重力坝
4.1枢纽布置
4.1.1枢纽布置形式
因坝址附近河道蜿蜒曲折，多年平均径流量83.0m3/s，较小；河床坡度比降1/1000，故根地形条件选用有压引水式地面厂房方案。上游山前峦断面布置挡水建筑物及泄水建筑物，大坝右岸上游约150m处有天然凹口，在此布置引水隧洞进水口。下游获青处布置地面厂房，开关站等建筑物，具体位置见枢纽布置图。
4.1.2坝轴线位置
根据已知资料，山前峦坝址地形图，选择两条坝轴线。a线沿东西向与河道垂直，纵坐标76341，b线也沿东西向，纵坐标76370。a线总长462m，穿过左岸部分裂隙；b线总长470m，避开左岸裂隙。由于坝轴线较短，穿过裂隙不多可作地基处理故选择a 线方案。
4.2挡泄水建筑物
4.2.1坝顶高程确定
根据水电站装机20.8万kw，水库总库容2043.54×108m3，取工程规模为大（1）型，主要建筑物级别：1级，次要建筑物：2级，临时建筑物：4级。
4.2.1.1坝顶超出静水位高度△h
△h = 2hl+ho+hc 41)
2hl～累计频率为1%的波浪涌高（m）
ho～波浪中线高出静水位高度（m）
hc～取决于坝的级别和计算情况的安全超高（m）
根据查资料，采用计算风速V0 =14.0m/s.在枢纽布置图上量得吹程D=575 m
采用官厅水库公式：= (42)
故L m=4.75 m，L m为平均波高
由 (43)
得Tm=1.74s
又由 (44)
得hm=0.154 m 所以=0.154/（239-125）=1.35×10-3，查表（2-12）得hm/ H=2.4，所以h1=2.4×0.154=0.370 m
h z= =3.14×0.3702/4.75=0.090 m (45)

hc-查《水工建筑物》（上）河海大学出版社 P53表2-8
基本组合： hc=0.7m，特殊组合hc=0.5m
设计洪水位+△h设=239+0.37×2+0.09+0.7=240.35 m
坝顶高程= H max
校核洪水位+△h校=240.8+0.37×2+0.09+0.5=242.13 m
取坝顶高程为242.20m
查坝轴线工程地质剖面图，得出可利用基岩最低点高程115.0m，由此知大坝实际高度为242.20-115.0=127.20m
4.2.2挡水建筑物——砼重力坝
4.2.2.1基本剖面
由于电站形式为引水式，故坝上右侧无有压进水口，上游坝坡坡度不受限制，同时用应力条件和稳定条件公式确定坝底的最小宽度，如（如图2-1）所示：

（图2-1）
B/H= (46)

联立
B= (4-)
B坝底宽度;
H～实际坝高（基本剖面H=239.0-115.0=124.0m）;
～坝体材料容重;
～水的容重;
α～扬压力折减系数;
k～基本组合安全系数;
计算得：
入=0 ，B=94.66m
n=0～0.2,下游坡m=0.6～0.85,坝顶宽约为坝高的0.7～0.9，故取n=0.1，m=0.763 B/H满足要求，此时 B=98.61m详见（图2-2）

（图2-2）
4.2.2.2实用剖面
坝顶宽度=8%～10%H=10m，灌浆廊道距坝底6m，廊道宽×高=3 m×4m
4.2.2.3设计情况下
稳定计算

计算简图
自重G
G1=0.5×23.5×40×1=1880KN 方向铅直向下
力臂b1=46.64 m
力矩M1= G1×b1=1880×46.64=87683 KN·m 方向逆时针
G2=10×127.2×1×23.5=29892 KN方向铅直向下
力臂b2=40.13 m
力矩M2= G2×b2=29892×40.13=1204946.52 KN·m 方向逆时针
G3=0.5×9.81【（98.61-14）×（98.61-14）/0.763】=11024.45 KN 方向铅直向下
力臂b3=7.10 m
力矩M3= G3×b3=11024.457×7.10=82735.60 KN·m 方向逆时针

b 水平静水压力P
P1=0.5×9.81×[(98.61-14)2/0.763]=75419.28KN 方向水平向右
力臂b1=41.33 m
力矩M1= P1×b1=75419.28×41.33= 3117078.84 KN·m 方向顺时针
P2=0.5×9.81（132.4-115）=1485.04 KN 方向水平向右
力臂b2=5.80 m
力矩 M2= P2×b2=1485.04 KN×5.80 m=8613.23 KN·m 方向顺时针
c．可利用水重W
W1=4×9.81×（239-155）=3296.16 KN 方向铅直向下
力臂b1=47.31 m
力矩M1= W1 ×b1=3296.16 KN×47.31 m=155941.33KN·m方向逆时针
W2=0.5×9.8×(155-115)=784.80 KN 方向铅直向下
力臂b2=47.98 m
力矩M2= W2×b2 =784.80×47.98=39224.30 KN·m方向逆时针
W3=0.5×9.81×(132.4-115)2/0.763=1946.31 KN方向铅直向下
力臂b3=41.20 m
力矩M3= W3 ×b3=1946.31×41.20 =81180.59 KN·m 方向顺时针
d.扬压力U
U1 =98.61×(132.4-115)×9.81=16832.4 KN 方向铅直向上
力臂b1=0
力矩M1=0
U2 =0.20×（127.2-17.4）×(98.61-11) ×9.81×0.5=9436.81KN方向铅直向上
力臂b2=9.10 m
力矩M2= U2× b2=9436.81×9.10=85874.93 KN·m 方向顺时针
U3=0.2×9.81×11×(127.2-17.4)=2369.70 KN 方向铅直向上
力臂b3=43.81 m
力矩M3= U3×b3=2369.70×43.81=103816.71 KN 方向铅直向上
U4=4739.41
力臂b4=45.64 m
力矩M4= U4 ×b4=4739.41×45.64=216306.67 KN·m 方向顺时针

浮托力系数1.0，渗透力系数1.1，静水压力系数1.0，水工建筑物安全级别为Ⅰ级，故结构重要系数γ0为1.1
=-1502284.95KN·m
=124312.17 KN
=（75419.28-1485.04）KN
==333.68 KN/ m2
===2187.6 KN/ m2
所以满足应力要求！
K= =1.14＞1.1 满足抗滑稳定要求！

折坡面校核

折坡面计算简图
a.自重G
G1=10×23.5×(242.2-155) =20492 KN 方向铅直向下
力臂b1=27.046m
力矩M1=554226.632 KN·m 方向逆时针
G2=0.5×23.5×54.0922/0.763 =45058.78KN 方向铅直向下
力臂b2=4.015m
力矩M2=180926.021KN·m 方向逆时针
b水平静水压力P
P=0.5×9.81×(242.2-155)2=37296.021KN 方向水平向右
力臂b=28 m
力矩M= P×b=1044311.38 KN·m 方向顺时针
C．扬压力U
U1 =64.092×17.4×9.81=10940.12 KN 方向铅直向上
力臂b1=0
力矩M1=0
U2 =3730.344KN方向铅直向上
力臂b2=6.018 m
力矩M2= U2× b2=22449.21 KN·m 方向顺时针
U3=914.684KN 方向铅直向上
力臂b3=28.564 m
力矩M3= 26110.57 KN·m 方向顺时针
U4=1829.369 KN
力臂b4=29.713 m
力矩M4=5435.431 KN·m 方向顺时针
εM=-422365.459KN·m
εW-U=52237.706 KN
=198.18 KN/ m2
=1431.97 KN/ m2
折坡面足应力要求

校核情况下（校核水位240.8 m0）

计算简图
a．重G (同设计水位)
b．水平静水压力P
P1=77624.78 KN 方向水平向右
力臂b1=41.93 m
矩M1= 3254807.03 KN·m 方向顺时针
P2=2246.294 KN 方向水平向右
力臂b2=7.13 m
力矩 M2==16023.564 KN·m 方向顺时针
c.可利用水重W
W1=3366.92 KN方向铅直向下
力臂b1=47.31 m
力矩M1= 159282.93 KN·m方向逆时针
W2=784.8 KN方向铅直向下
力臂b2=47.98 m
力矩M2= 39224.30 KN·m方向逆时针
W3=5141.7656 KN方向铅直向下
力臂b3=43.867 m
力矩M3= 22555.22 KN·m方向顺时针
d.扬压力U
U1 =20701.592 KN 方向铅直向上
力臂b1=0
力矩M1=0
U2 =8358.2 KN 方向铅直向上
力臂b2=9.10 m
力矩M2= 76059.64 KN·m 方向顺时针
U3=2253.16 KN 方向铅直向上
力臂b3=43.81 m
力矩M3= 98710.975 KN 方向铅直向上
U4=4506.322 KN 方向铅直向上
B4=45.64m
力矩M4=205668.52 KN·m方向顺时针
=-1175791.184KN·m
=96881.950 KN
=64071.713 KN
==256.974 KN/ m2
=1707.980 KN/ m2
所以满足应力要求！
K= ==1.028＞0.95，所以满足抗滑稳定要求！

第五章 溢流坝
5.1 泄水建筑物—砼溢流坝
5.1.2 堰顶高程
已知设计洪水位为239.0 m时，对应的下泄流量为4800m3 / s,由于坝基岩较好，取校核状况下的单宽流量q=70m3 / s·m，校核时发电用水流量Q0=180 m3 / s ,则通过溢流前缘的流量Q为：
(2-8)
Q —过溢流前缘的泄流量（m3 / s）;
Q s—通过枢纽下泄的总流量（m3 / s）;
Q0——通过泄水孔，水电站发电，及其其它建筑物下泄的流量（m3 / s）;
α—取1.0计算;
Q=4800-1.0×180=4620 m3 / s
故溢流前缘净宽==66 m，取5孔，每孔净宽b=14 m，闸墩厚度取d=2.0m，则溢流前缘总宽L= L0+（n-1）d=70+2×5=80 m

计算堰上水头 （校核状况Q下）
(2-9)
其中：
σ—淹没系数，取1.0计算；
ε—侧收缩系数，ε=0.90到0.95之间，取0.90计算；
m—流量系数，设计水头下取m=0.5计算；
B0—溢流前缘净宽，（m）
则=，计算得H0=10.34 m
所以堰顶高程为239.0-10.34=228.66 m，239.00-228.66+闸门安全超高（1到2 m）=11.44 m，取闸门高为12.00 m.

5.1.3 溢流坝实用剖面设计
设计堰上水头 Hd=11.