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1、 黑龙江大学水利电力学院毕业设计任务书题 目: 板桥水电站设计姓 名: 学 号: 指导教师: 陈秀维 2014年 12 月 30 日1 / 21一、目的与任务：通过本次水电站的毕业设计，让学生更好的加强加深对大学专业课知识的了解和综合运用，适应毕业后社会对人才的需要，要让学生能独立设计一个工程的能力，根据水电站的水文和地质资料，查阅相关的主要书籍包括水电站建筑物、水工建筑物、水力学、水利水能规划、水文学、水利工程地质水工设计手册第7册等，在指导老师的讲解下，有步骤的完成各个时间里要完成的内容。二、基本资料 板桥水电站地理位置图1.1-1 （一）基本概况：板桥水电站位于海林市境内的二道海浪河中游
2、，是二道海浪河规划四个梯级电站的第三级。距长汀镇（大海林林业局）24.0km。左岸有林业运材公路通至长汀镇，交通方便。板桥水电站二道海浪河位于海林市西南部，是海浪河的一级支流。发源于张广才岭老爷岭、大秃顶子山，由西向东流入海浪河。二道海浪河流域面积为646.00km2。年平均降水量在6001000,丰水年份可达1000以上。二道海浪河属于山区性河流，全流域均在深山区，大部分被森林覆盖，河流两岸均无农业区。二道海浪河有西南岔、大青河、八道河子等主要支流，流域内雨量充沛，天然落差较大，河流的水能资源较为丰富。但利用率很低，流域内至今没有水利工程。因此，二道海浪河水能资源的尽快开发利用，对于发展水电
3、事业，解决该地区以电代柴问题以及拉动地区经济均有着重要的意义。2002年12月水利部东北勘测设计院等单位编制的海林市二道海浪河流域干流电站选点规划中，推荐了二道海浪河干流梯级开发由上而下四个梯级水电站方案，分别为二浪河水电站、青云山水电站、板桥水电站、大肚川水电站。对各梯级水电站的技术经济指标比较后认为第三级红旗水电站条件相对较好，因此，推荐为一期开发项目。水电站是一座以发电和防洪为主，兼顾水产养殖等综合利用的水利枢纽工程。1 流域概况二道海浪河是海浪河干流左侧一级支流，由西向东流入海浪河，流域面积646km2,河流全长75km。河流两岸无农田，受经济条件的限制，一直没有兴建水利水电工程。二道
4、海浪河流域地处中温带季风气候区。多年平均降水量为731mm。年最大冻土深度2m。最大冰厚1.76m。区内年平均绝对湿度7.7mb，相对湿度69%。多年平均日照时数2540h，多年平均蒸发量为1250mm（20cm蒸发皿观测值），年平均风速2.1m/s，历年最大风速18m/s，盛行风向为西北西和北西。2 水文基本资料二道海浪河上无水文站，干流海浪河上有长汀子和石河两处基本水文站。本次设计参证站选用长汀子水文站。长汀子水文站以上控制面积2424km2，距海浪河河口74km，位于海浪河中游海林市长汀镇。（二）地质1地形地貌海浪河流域地处老爷岭与长白山脉中山区。海拔2901500m，相对高差40010
5、00m，地势陡峻、切割强烈、植被发育良好。中上游山区河谷重力崩塌剧烈，山前坡脚及河床中孤石遍布。本区地处张广才岭东北部，属构造侵蚀中低山地及河流山谷间的小型构造盆地地形。山岭高程一般为4001000m，山体坡度3050，沿河两岸多见悬崖陡壁，山谷之间分布有小型构造盆地。河谷两岸零星分布有、级阶地，高出河水面38m。2地层岩性海浪河流域各时代的地层分布不连续，且受大规模岩浆侵入与喷出的影响，沉积岩层分布极少，岩浆岩类分布较广。河谷两岸漫滩和阶地为第四系松散堆积。3地质构造本区在大地构造上，处于天山兴安地槽褶皱区吉黑褶皱系张广才岭隆起带中段。以断裂构造为主。燕山运动时期，北北东向构造形成，同时出现
6、了近东西向（海林断裂）、北东和北西向断裂（山市断裂、梨树沟断裂）。本区在大地构造上属新华夏系体系的第二巨型隆起带张广才岭、老爷岭褶皱中山区，受其影响主要发育有NNE及NNW向构造断裂。本流域及其附近地区发生的地震震级均小于3级。该区地震动峰值加速度为0.05g，对应地震基本烈度为度。4 水库区工程地质条件区内出露的岩石主要为印支期的钾长花岗岩。库尾有区域性的梨树沟断裂通过，向东南远离库区延伸约30km，为正断层，断层切割燕山晚期及印支期钾长花岗岩。岩石较完整，风化不深，无滑坡及大的崩塌现象，且表面覆盖层不厚，植被良好，天然岸坡整体稳定性较好，水库蓄水后，不存在大的坍岸问题。库区地处深山峡谷，阶
7、地不发育，无居民点及大片耕地，亦无矿产及文物古迹。 5坝址工程地质条件坝址位于红旗林场与青云山林场之间的河段，上游距青云山林场一场约3.5km，下游距红旗林场11.0km。坝区出露的基岩均为印支期的钾长花岗岩。岩石坚硬、完整，抗风化能力较强，据抗压试验成果，弱风化岩石的饱和抗压强度为3771MPa。河谷第四系冲、洪积层主要由砂卵砾石及漂石组成，厚4.810m，左岸坡积层厚39m，右岸坡积层厚35m，主要为碎块石夹壤土组成。水库库岸稳定性较好，无塌岸和渗漏问题，水库区周边无浸没问题，库区及附近无大的断裂构造通过，水库发生诱发地震的可能性较小。水位淹没对此矿体已构成压覆，建议水电站建成以前，将水体
8、能够压覆的矿点开采完毕。通过计算表明：在天然无防渗措施条件下，该坝年渗漏量占正常蓄水位以下库容的51.4%，渗漏量较大，但主要渗漏部位为第四系松散层，即河床段。建议应在此段进行截渗处理。对河谷段松散层进行渗透稳定性分析，判断变形类型为管涌型。建议允许水力比降取J允0.15为宜。通过物探资料，坝址区共发现二处断层破碎带（低速带），建议施工时采取适当的工程处理措施。隧洞沿线分布为黑云母花岗岩，局部为蚀变闪长玢岩。进口处洞身围岩大部分为类，围岩局部稳定性差，围岩强度不足，局部会产生塑性变形，施工中需采取适当的工程措施；洞身围岩大部分为类，围岩整体稳定，不会产生塑性变形，局部可能产生掉块。施工中可不支
9、护或局部锚杆或喷薄层砼；在洞身中局部有6处波速低速带，推测为断层破碎带，在此位置洞身围岩分类为类，岩体极不稳定，围岩自稳时间很短，规模较大的各种变形和破坏都可能发生，施工中应进行系统锚杆加钢筋网或浇筑混凝土衬砌。调压井处强风化岩体岩石完整性差，对成井不利，弱风化岩体岩石完整性一般，均需进行必要的工程处理。支洞分岔管处在微风化新鲜岩体中，岩体较完整。但上覆岩体厚度一般为15m20m，主洞与支洞相接处隧洞直径相对变大，成洞条件一般。在电站厂房区钻探揭露2处断层破碎带，施工时需采取适当的工程处理措施。升压站基础座于强风化、弱风化花岗斑岩中，工程地质条件较好。尾水渠渠道底处在强风化、弱风化与微风化岩体
10、过渡带，岩体稳定性、抗冲性均较好。天然建筑材料储量丰富，砼骨料中粗骨料质量基本满足规程质量指标要求，细骨料多项指标不能满足质量指标要求，质量较差；沥青心墙保护层用砂砾料较丰富； 块石料各项质量指标均可以满足块石料质量指标的技术要求。（三）工程建设必要性1发电该水电站建成后参与该地区电网调峰，可进一步改善电网的调峰能力，提高火电厂的发电效率，降低发电成本。2防洪水电站所在的河属于山区性河流，由于没有控制性工程，该流域洪水灾害频繁，国民经济和人民生命财产造成了巨大损失。从流域洪灾特点可以看出，本流域暴雨洪水多，山区性洪水峰高量大，涨势迅猛，沿岸防洪工程薄弱，洪灾损失严重。只有尽快在中上游修建控制性
11、工程拦蓄洪水，削峰治洪，才能从根本上治理洪涝灾害。按照流域规划，该水电站是综合利用水利枢纽，坝址控制流域面积占全流域面积的85%，可以有效的拦蓄洪水，提高下游防洪标准。因此，该水电站承担下游防洪任务，不仅合理可行，而且也是非常必要的。综上所述，从发电、防洪等各方面来看，建设水电站工程对满足国民经济各部门用电要求，保障河下游的防洪安全是完全必要和非常迫切的；对于提高的供电可靠性，改善该地区的供电质量有重要意义。（四）工程规模1电站规模水电站电站总装机容量17MW，2台机组，单机容量为8.5MW,装机利用小时数为2153h。2防洪效益计算堤防在设计标准情况下总保护面积为35km2。堤防达到设计标准
12、情况下总保护价值为12638万元。按2005年价格水平计算的由现状（约3年一遇）提高到10年一遇防洪标准多年平均防洪效益为844万元。（五）工程布置及主要建筑物1工程等级与设计标准依据国家防洪标准（GB5020194）、水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000），该水电站“工程为大（2）型等工程，挡水、泄水、引水建筑物设计洪水标准100年一遇， 校核洪水标准为2000年一遇；水电站为小型等工程，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为100年一遇；发电设计保证率为90%。亚布力水电站枢纽工程由拦河坝、溢洪道、输水洞及电站厂房组成。2拦河坝拦河主坝采用沥青砼心墙堆石坝3溢洪道溢洪道布
13、置在堆石坝右坝肩上游的鞍部。溢洪道由进水渠、控制段、泄槽、挑流段及尾水渠组成。4引水建筑物水电站引水洞线仍采用短洞洞线，洞轴线走向为NE45。引水建筑物由进水口、引水隧洞、调压井及压力管道四部分组成。进水口型式比较了岸塔式和竖井式两种，本次选取岸塔式进水口。进水口位于右坝肩上游约1.0km处，进水口设拦污栅和一孔工作闸门，清污及检修工作平台与对外交通相连，全断面采用砼衬砌。调压井型式比较了阻抗式和简单圆筒式两种，本次采用阻抗式调压井压力管道由压力主管、分岔管、压力支管三部分组成。5厂房水电站为混合式电站，电站厂房位于坝下游，厂房内安装二台水轮机，其中水轮机的型号采用哈大集团开发研制的HLA55
14、1LJ175，以及二台与其配套的发电机，其中水轮发电机的型号为SF1118/370，两台发电机单机容量为8.5MW，总装机容量17MW。厂房建筑物等级为4级，设计洪水标准50年，校核洪水标准100年。发电厂主要由主厂房，安装间，副厂房，升压站，回车场、检修间、尾水渠等组成。 升压站位于厂房上游侧山坡上，为地面开敞式，升压站平面尺寸与电站厂房平行布置。主厂房的平面布置中需要的水机尺寸参数：水轮机的型号HLA551LJ195（混流、立轴、金属蜗壳式水轮机，转轮直径1.95m）水轮发电机的型号为SF1118/370(立式水轮发电机，额定发电容量0.85万千瓦)已知水轮机的直径D轮=1.95m，蜗壳半
15、径R1 和R2 其中 R1 =D/2+D进水支管 R2 =D/2+0.8D进水支管 尾水管的宽度B=1.8D轮 发电机的风罩内径3=6. 6m 主厂房的剖面高程布置中需要的水机尺寸参数：已知水轮机的直径D轮=1.95m，水轮机的吸出高度hs=0.76m，导叶的高度b0=0.32D轮尾水管出口顶面到安装高程的位置距离h3=0.9D轮 尾水管出口的净高度h2=1.3D轮 尾水管底板混凝土的厚度h1=1m 定子与上机架的高度h7=0.7m 吊运部件与固定物体的净距h8=0.5m最大吊运部件的发电机主轴高度h9=6m吊运部件的与吊钩的垂直净距h10=0.5m主钩的上限位置到轨顶的距离h11=0.5m
16、吊车上的移动小车的高度加预留检修高度h12=2m调节保证计算需要水机参数： 飞轮转矩GD2=245吨米2，电站单机装机N0=8500千瓦，水轮机的同步转速n0=333.3r/min，设计水头下机组转速的最大允许升高值=60%；管道水锤压力最大压力相对值=50%（六）引水隧洞工程地质条件引水隧洞位于坝址右岸山体内，进口位于右坝肩上游约1.0km处，洞轴线走向北偏东45。1地质概况隧洞沿线分布为黑云母花岗岩，局部为蚀变闪长玢岩。据钻探资料，在调压井（SD2号孔）上部发现1处断层（编号为f4），与物探解释低速带吻合，钻探揭露厚度3.50m（视厚度），深度为16.50m20.00m，高程为219.96
17、m209.46m。据物探资料，隧洞沿线分布有6处波速低速带，推测为构造破碎带，每处宽度约20m50m，总计宽度约150m。Vp=1800m/s2600m/s。在引水隧洞进水口处节理裂隙较发育，走向多为北东向、北西向，倾角多为2470。2工程地质条件评价 引水隧洞进口处岩石较完整，但节理裂隙较发育。隧洞进口段属于类围岩，围岩局部稳定性差，施工中需采取适当的工程措施。隧洞进口（桩号0+000）至桩号0+050段及0+6800+781.5段洞身围岩大部分为类，围岩局部稳定性差，围岩强度不足，局部会产生塑性变形，施工中需采取适当的工程措施。洞身桩号0+050至桩号0+680段洞身围岩大部分为类，围岩整
18、体稳定，不会产生塑性变形，局部可能产生掉块。桩号0+781.5至出口（桩号0+860） 段洞身围岩大部分为类，岩体不稳定，围岩自稳时间很短，规模较大的各种变形和破坏都可能发生，施工中应进行系统锚杆加钢筋网，并浇筑混凝土衬砌。在洞身中局部有6处波速低速带，推测为推测为构造破碎带，每处宽度约20m50m，总长约为150m，在此6处波速低速带位置洞身围岩分类为类，岩体极不稳定，围岩自稳时间很短，规模较大的各种变形和破坏都可能发生，施工中应进行系统锚杆加钢筋网或浇筑混凝土衬砌。调压井位于隧洞桩号0+731.5处。调压井处强风化岩体厚4.00m，下限高程为225.46m，岩石完整性差；弱风化岩体厚7.5
19、0m，下限高程为217.96m，岩石完整性一般，其中5.80m9.50m为蚀变闪长玢岩岩脉；其下为微风化新鲜岩石，岩石完整性强风化岩体岩石完整性差，对成井不利，弱风化岩体岩石完整性一般，均需进行必要的工程处理。11.50m以下为微风化新鲜岩体，岩体较完整，但其上部岩体饱和单轴抗压强度较低（Rb=11.1MPa），属软质岩，成井条件一般。在调压井处钻探揭露1处断层破碎带，对成井不利，施工时需采取适当的工程处理措施。（七）电站厂房工程地质条件1地质概况电站厂房位于低山丘陵区，据钻探资料，在电站厂房区发现2处断层，均为压扭性断层，断层内充填物为断层泥和断层角砾岩。地下水以基岩裂隙水为主，地下水化学类
20、型为HCO3 -Ca，pH=7.32，总矿化度为0.085g/l，总硬度2.44德国度，总碱度2.30德国度。地下水和地表水对砼都具有分解类溶出型弱腐蚀性。2岩体特征电站厂房区地层发育有第四系，岩性为碎石混合土、级配良好细砾，最大厚度9.80m；基底为华力西晚期侵入岩花岗斑岩，岩性为花岗斑岩，新鲜面为肉红色，岩石致密坚硬，块状构造。局部为蚀变闪长玢岩岩脉（）：土灰色，岩石致密坚硬，块状构造。电站厂房区岩体可划分为强风化岩体、弱风化岩体。 板桥水电站毕业设计水位与流量基本资料表序号项目名称单位数量备注一水文流域面积全流域km22670坝址以上km22152利用的水文系列年限年48多年平均年径流量
21、108m34.13二工程规模水库校核洪水位m228.90设计洪水位m226.70正常蓄水位m225.50死水位m209.15水库容积总库容（校核洪水位以下库容）108m34.74调节特性多年调节溢洪道下泄流量及相应下游水位设计洪水位时最大泄量m3/s900相应下游水位m179.80尾水断面三引水建筑物水电站的设计水头m48水电站的最大引用流量m3/s54水电站机组的安装高程m176.50隧洞的经济流速m/s2.54.5压力管道的经济流速m/s46三 、设计主要内容： （一）确定机组台数及水轮机参数1确定机组台数及单机容量2选择水轮机并确定水轮机的参数3绘制水轮机的运转曲线4.选择发电机并确定主
22、要尺寸5选择蜗壳型式，进行蜗壳的水力设计，确定基本参数6.选择尾水管型式，确定尾水管的基本参数7.进水口型式的选择，轮廓尺寸确定8.引水隧洞，压力管道，岔管等的尺寸确定（二）进行厂房设计与计算 1主厂房各项主要高程 2确定主厂房的平面尺寸及装配场面积，进行各层布置3. 对与主厂房运行直接有关的副厂房部分进行布置（三）进行调节保证计算 ，选出合理关闭时间四、设计的成果：(一)设计计算说明书一份(二)电站枢纽平面布置图一张（三）发电机层、水轮机层、蜗壳层以及安装场综合平面图之一一张（四）厂房剖面图一张 要求说明书为计算机打印格式，具体要求看黑龙江大学毕业设计基本要求，图纸的图面均匀，尺寸标注合理，比例尺以及材料表符合水利水电工程制图的规范要求。 友情提示：方案范本是经验性极强的领域，本范文无法思考和涵盖全面，供参考!最好找专业人士起草或审核后使用。