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1、摘 要本次设计以坝工为重点，主要任务是泰安抽水蓄能电站上水库挡水建筑物的设计。经过综合比较，确定了坝轴线位置，并选定坝型为钢筋混凝土面板堆石坝。设计主要内容概括如下：（1）、通过分析，对可能的方案进行比较，确定枢纽挡水建筑物的型式，轮廓尺寸以枢纽布置方案（2）通过坝型比选，选择主坝和副坝的坝型。进行工程总体布置，详细进行上水库挡水建筑物的剖面设计，填筑材料设计以及一些细部构造，如防浪墙、面板、趾板、分缝止水等的设计，并采取相应的地基处理及防渗措施。（3）选择折线法进行边坡稳定分析，运用汇编语言程序，进行了坝体抗滑稳定分析，得出最危险滑动面及最小安全系数，通过相应水工规范，确认大坝是安全的。（4
2、）简单介绍上水库自然条件以及库盆开挖工程特性，进行库盆的排水和防渗设计。（5）导流建筑物设计：导流建筑物的选型，体型设计包括进水口、闸门型式及尺寸、断面型式和尺寸（6）细部构造设计关键词：面板堆石坝；材料设计；边坡稳定；挖填平衡;折线法AbstractThis report is about the design of the concrete face rock-fill dam in Shahe pumped storage station. After comprehensive comparison, the position of the dam is chosen and a co
3、ncrete face rock-fill dam is considered as the appropriate type of the retaining structure. the wave wall, face, still block, foundation processing, rock-filled, water stops in vertical and perimeter joints (between facing slab and toe slab) and measure of imperious are discussed. The analysis of da
4、m stability against sliding is very important for the specialty of suitable dam across section. Method of arbitrarily shape of broken line is used in analysis of dam stability against sliding. Fortran code is made up use of checking the stability of side slope. The concrete faced rockfill dam which
5、is designed in this report is proved to be safe.And, the amount of reservoir excavation is calculated to come to balance with filling of the dam .Keywords:concrete face rock-fill dam ; design of material side slope stability;balance between filling of the dam and reservoir excavation ；Method of arbi
6、trarily shape of broken line目录摘 要- 1 -Abstract- 1 -第一章 概述- 5 -11 前期工作- 5 -111 工程概况- 5 -12 地区经济及电力系统现状- 8 -121 地区经济情况- 8 -122 电力系统现状- 8 -13 电站建设的必要性- 9 -第二章 设计依据- 10 -21 枢纽工程地质资料- 10 -211 区域地质与地震- 10 -212 工程区地质概况- 11 -213 上水库坝址工程地质条件- 12 -2.1.3.1 堆石坝基- 13 -2.1.3.2 趾板地基- 13 -2.1.3.3 坝肩边坡- 14 -2.1.3.4
7、防渗帷幕- 14 -22 工程水文气象资料- 14 -221 下水库简况- 14 -222 下水库水文特性- 15 -23 设计资料- 16 -231 工程等别及建筑物级别- 16 -232 设计基本资料- 16 -233 安全系数- 21 -第三章 工程布置及第一主要建筑物设计- 22 -31 工程总体布置- 22 -311 上水库- 22 -312 输水系统及引水系统- 23 -314 厂房及变电站- 26 -32 坝轴线布置- 27 -33 坝型选择- 28 -34 大坝断面设计- 29 -341 坝顶高程及宽度确定- 29 -3411 防浪墙设计- 29 -3412 坝顶高程- 31
8、-3413 坝顶宽度- 31 -342 坝坡的设计- 31 -343 坝体分区- 32 -344 钢筋混凝土面板设计- 32 -345 趾板及连接板的设计- 33 -346 防浪墙、面板、趾板的分缝与止水- 35 -第四章 坝体填筑材料设计- 37 -41 填筑料设计- 37 -第五章 坝体稳定与变形分析- 39 -51 边坡稳定分析原理- 39 -52 边坡稳定分析- 42 -521 主坝边坡稳定分析- 42 -53 坝体变形分析- 43 -第六章 上水库库盆设计- 45 -61 上水库库盆自然条件- 46 -611 地形条件- 46 -612 地质条件及水文地质条件- 46 -63 上水库
9、防渗防护设计- 49 -631 库盆防渗系统布置- 49 -632 水库渗漏条件- 49 -633 库区防渗帷幕- 50 -634 右岸防渗面板- 51 -6.3.4.1 面板边坡- 51 -6.3.4.2 趾板地基- 51 -635 库底土工膜- 51 -6.3.5.1 设计指标- 51 -6.3.5.2 土工膜与周边结构的连接设计- 52 -64 环库公路设计- 52 -第七章 导流建筑物设计- 52 -71 导流洞的选线与总体布置- 52 -72 导流洞的设计- 53 -721 导流明渠- 53 -722 进水口段设计- 53 -7.2.2.1 进口建筑物的型式比较- 54 -7.2.1
10、.2 进水口的布置- 54 -723 洞身段设计- 56 -7.3 隧洞的细部构造- 58 -7.3.1 洞身衬砌- 58 -7.3.1.1衬砌型式- 58 -7.3.1.2衬砌厚度- 58 -7.3.2 衬砌分缝、止水- 58 -7.3.3 灌浆、防渗与排水- 59 -7.3.4 掺气槽- 60 -7.3.5 锚筋加固- 61 -74 导流洞封堵体的设计- 62 -第八章 总结- 63 -参考文献- 63 -第一章 概述11 前期工作111 工程概况泰安抽水蓄能电站工程位于泰山西南麓，距泰安市5km，距济南市约70km，京沪铁路和104国道从工程区附近通过。该电站为日调节纯抽水蓄能电站，主要
11、担负山东电网的调峰、填谷任务，兼有调频、调相及事故备用等功能。电站总装机容量1000MW，以二回220kV出线接入山东电网。泰安抽水蓄能电站上水库布置在泰山南麓横岭北侧的樱桃园沟内，由混凝土面板堆石坝、库盆及其防渗设施构成。上水库正常蓄水位410.0m，死水位386.0m，总库容1168.1万m3，发电库容895.11万m3。泰安抽水蓄能电站以加固改建后的大河水库作为下水库。大河水库于1960年建成，位于泮汶河中游，为不完全多年调节水库。大河水库加固改建后正常蓄水位165.0m，死水位154.0m，总库容2993.0万m3，调节库容2031万m3，其中泰安抽水蓄能电站发电库容890.6万m3。
12、泰安抽水蓄能电站输水系统和地下厂房系统布置在上水库右岸的横岭山体内。输水系统由引水系统和尾水系统组成，引水系统采用两洞四机布置，尾水系统采用四机两洞布置。地下厂房系统由主副厂房洞、母线洞、主变洞、尾水闸门洞、进厂交通洞、通风兼安全洞及电缆出线竖井等组成。地下厂房内安装4台额定容量为250MW的单级立轴混流可逆式抽水蓄能机组及其附属设备、4台额定容量为300MVA的220kV主变压器，以及水力机械辅助设备、起重设备和其它机电设备。尾水闸门洞内设有4扇尾水事故闸门。泰安抽水蓄能电站地面开关站位于横岭山坡上，室内设有3个220kV气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）间隔，室外设有二回220kV出线及相
13、应设备。泰安抽水蓄能电站计算机监控系统按无人值班（少人职守）原则设计，调度端控制系统设在位于济南市的山东电力调度中心，专用于本电站的远方监控。电站中央控制室设在位于进厂交通洞洞口附近的生产管理办公大楼内。112工程勘测设计与建设概况中国水利水电建设工程咨询公司承担了泰安抽水蓄能电站预可行性和可行性研究阶段的设计工作，北京勘测设计研究院承担了相应的勘测工作。1994年6月，中国水利水电建设工程咨询公司编制完成了泰安一级抽水蓄能电站预可行性研究报告并通过审查。1997年12月，原国家计委批复了工程项目建议书，同意工程立项。1997年11月，中国水利水电建设工程咨询公司编制完成了泰安一级抽水蓄能电站
14、可行性研究报告；1998年8月编制完成泰安一级抽水蓄能电站可行性研究补充设计报告和泰安一级抽水蓄能电站可行性研究1000MW专题设计报告，并经原电力工业部审查和批复。1999年4月，泰安抽水蓄能电站可行性研究报告通过中国国际工程公司组织的评估。1999年12月30日，原国家计委以计基础19992387号文批复了利用外资建设泰安抽水蓄能电站可行性研究报告。2002年1月23日，国务院总理办公会批复了泰安抽水蓄能电站工程主体开工报告。2002年2月7日，原国家计委下达了泰安抽水蓄能电站开工计划。1998年8月，通过工程设计投标，华东勘测设计研究院中标承担了泰安抽水蓄能电站工程招标设计和施工图设计阶段的勘测设计任务，其中上水库工程由华东勘测设计研究院同中国水利水电工程咨询公司合作设计，华东勘测设计研究院为责任方。2000年2月23日，泰安抽水蓄能电站前期准备工程开工。2005年4月，上水库混凝土面板堆石坝、库盆防渗、进/出水口结构混凝土、金属结构调试和导流洞封堵等工程全部完成，大坝趾板和进/出水口的监测设备安装完毕。2005年1月，下水库进/出水口工程完成最高水位以下土建工程和金属结构调试工作；2005年4月30日，下水库进/出水口基坑充水。至此，涉及泰安蓄能工程初期蓄水安全的主体工程全部完
