- •Содержание
- •Введение
- •Проектирование сооружений напорного фронта
- •Определение отметки гребня грунтовой плотины
- •Гидравлические расчеты
- •Определение ширины водосливного фронта
- •Определение отметки гребня водослива
- •2.3 Проверка на пропуск расчетного расхода при поверочном расчетном случае.
- •2.4 Построение профиля водосливной грани
- •2.5 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе
- •2.6 Расчет водобойной стенки
- •Конструирование плотины
- •3.1 Определение ширины подошвы плотины
- •3.2 Разрезка плотины швами
- •3.3 Быки
- •3.4 Устои
- •3.5 Дренаж тела бетонных плотин
- •3.6 Расчет фильтрации в основании бетонной плотины
- •3.6.1 Расчет цементационной завесы
- •3.6.2 Расчет дренажного устройства в основании
- •3.7 Галереи в теле плотины
- •3.8 Ширина плотины по гребню
- •4.Конструктивные элементы нижнего бьефа
- •4.1 Водобой
- •4.2 Рисберма
- •Определение основных нагрузок на плотину
- •5.1 Вес сооружения и затворов
- •Сила гидростатического давления воды
- •Сила взвешивающего давления
- •Сила фильтрационного давления
- •Давление грунта
- •Волновое давление
- •Оценка прочности плотины
- •Критерии прочности плотины и её основания
- •Обоснование устойчивости плотины
- •Заключение
- •Список использованных источников
Содержание
Введение……………………………………………………………………... |
3 |
Исходные данные……………………………………………………………. |
4 |
|
8 |
1.1 Определение отметки гребня грунтовой плотины…………………. |
8 |
2. Гидравлические расчеты…………………………………………………. |
10 |
2.1 Определение ширины водосливного фронта……………………….. |
10 |
2.2 Определение отметки гребня водослива……………………………. |
11 |
2.3 Проверка на пропуск расчетного расхода при поверочном случае.. |
12 |
2.4 Построение профиля водосливной грани…………………………… |
13 |
2.5 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе………………………… |
14 |
2.6 Расчет водобойной стенки…………………………………………… |
16 |
3. Конструирование плотины………………………………………………. |
17 |
3.1 Определение ширины подошвы плотины…………………………... |
17 |
3.2 Разрезка плотины швами……………………………………………... |
18 |
3.3 Быки…………………………………………………………………… |
19 |
3.4 Устои…………………………………………………………………... |
20 |
3.5 Дренаж тела бетонных плотин………………………………………. |
20 |
3.6 Расчет фильтрации в основании бетонной плотины……………….. |
20 |
3.6.1 Расчет цементационной завесы…………………………………. |
21 |
3.6.2 Расчет дренажного устройства в основании…………………… |
22 |
3.7 Галереи в теле плотины………………………………………………. |
22 |
3.8 Ширина плотины по гребню…………………………………………. |
22 |
4. Конструктивные элементы нижнего бьефа……………………………... |
23 |
4.1 Водобой………………………………………………………………... |
23 |
4.2 Рисберма………………………………………………………………. |
23 |
5. Определение основных нагрузок на плотину………………………....... |
24 |
5.1 Вес сооружения и затворов………………………………………….. |
24 |
5.2 Сила гидростатического давления воды……………………………. |
25 |
5.3 Сила взвешивающего давления……………………………………… |
26 |
5.4 Сила фильтрационного давления……………………………………. |
26 |
5.5 Давление грунта………………………………………………………. |
27 |
5.6 Волновое давление…………………………………………………… |
28 |
6. Оценка прочности плотины……………………………………………… |
29 |
7. Критерии прочности плотины и её основания………………………….. |
31 |
8. Обоснование устойчивости плотины……………………………………. |
32 |
Заключение…………………………………………………………………... |
34 |
Список использованных источников………………………………………. |
35 |
Введение
Гидроэлектростанции на сегодняшний день представляют собой сложный технический комплекс. В процессе его проектирования необходимо решать множество инженерных задач. В данном курсовом проекте осуществляется проектирование и компоновка сооружений Манского гидроузла. В состав сооружений напорного фронта Манской ГЭС войдут:
- правобережная грунтовая плотина;
- здание ГЭС;
- бетонная водосбросная плотина;
-левобережная грунтовая плотина.
В процессе проектирования Манской ГЭС необходимо произвести выбор конструктивного решения гидротехнических сооружений в соответствие с гидравлическими, фильтрационными и статическими расчетами.
На основании вышеуказанных расчетов произвести обоснование надежности, безопасности и устойчивости гидротехнических сооружений, дать оценку прочности плотины.
Исходные данные
Створ проектируемой Манской ГЭС расположен на реке Мана (его координаты 5546’48” C.Ш. и 9231’57” В.Д.).
Установленная мощность Манской ГЭС Nуст=45,5 МВт
Расчетный напор турбины Нр=13,15 м.
Диаметр камеры рабочего колеса турбины D1=5 м.
Число агрегатов n=2 шт.
Расход через турбину при расчетном напоре Q=186,6 м3.
Расход по требованиям водохозяйственного комплекса Qвхк=52,1 м3.
НПУ = 207 м; ФПУ = 208 м; ДНО =184 м.
Полный объем водохранилища V = 0,059 км3
Гидрологические данные сведены в таблицу 1:
Таблица 1. Гидрологические данные.
№п/п |
Годы |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
Qсргод. |
1 |
1940 |
34 |
32 |
32 |
57 |
170 |
195 |
125 |
129 |
86 |
73 |
49 |
38 |
85 |
2 |
1941 |
28 |
29 |
29 |
57 |
135 |
279 |
202 |
138 |
113 |
96 |
36 |
30 |
98 |
3 |
1942 |
28 |
26 |
26 |
51 |
187 |
160 |
162 |
185 |
169 |
79 |
45 |
97 |
101 |
4 |
1943 |
33 |
32 |
30 |
72 |
232 |
150 |
146 |
120 |
120 |
92 |
44 |
36 |
92 |
5 |
1944 |
28 |
21 |
23 |
39 |
172 |
194 |
111 |
69 |
70 |
30 |
31 |
26 |
68 |
6 |
1945 |
27 |
22 |
21 |
45 |
151 |
150 |
75 |
71 |
65 |
30 |
26 |
32 |
60 |
7 |
1946 |
35 |
31 |
34 |
64 |
149 |
150 |
121 |
103 |
99 |
75 |
54 |
37 |
79 |
8 |
1947 |
32 |
30 |
30 |
50 |
143 |
159 |
154 |
121 |
113 |
60 |
39 |
34 |
80 |
9 |
1948 |
32 |
34 |
32 |
84 |
192 |
213 |
118 |
103 |
91 |
63 |
50 |
35 |
87 |
10 |
1949 |
36 |
35 |
34 |
52 |
130 |
138 |
128 |
119 |
81 |
49 |
30 |
29 |
72 |
11 |
1950 |
29 |
27 |
25 |
41 |
282 |
213 |
133 |
135 |
106 |
95 |
42 |
31 |
97 |
12 |
1951 |
44 |
48 |
45 |
55 |
164 |
282 |
137 |
108 |
116 |
58 |
37 |
32 |
94 |
13 |
1952 |
34 |
41 |
42 |
53 |
165 |
156 |
104 |
174 |
121 |
81 |
51 |
36 |
88 |
14 |
1953 |
32 |
30 |
29 |
43 |
127 |
157 |
153 |
154 |
87 |
72 |
33 |
30 |
79 |
15 |
1954 |
34 |
29 |
28 |
92 |
206 |
243 |
167 |
137 |
116 |
80 |
42 |
35 |
101 |
16 |
1955 |
29 |
25 |
24 |
39 |
301 |
212 |
93 |
107 |
92 |
52 |
37 |
32 |
87 |
17 |
1956 |
21 |
21 |
21 |
68 |
258 |
217 |
199 |
128 |
118 |
61 |
39 |
23 |
98 |
18 |
1957 |
38 |
29 |
26 |
80 |
188 |
285 |
152 |
110 |
133 |
102 |
59 |
34 |
103 |
19 |
1958 |
31 |
40 |
28 |
60 |
190 |
209 |
142 |
155 |
123 |
95 |
66 |
37 |
98 |
20 |
1959 |
35 |
35 |
29 |
56 |
184 |
263 |
129 |
109 |
109 |
86 |
50 |
40 |
94 |
21 |
1960 |
39 |
42 |
48 |
112 |
328 |
224 |
157 |
141 |
116 |
112 |
61 |
39 |
118 |
22 |
1961 |
32 |
23 |
22 |
101 |
209 |
258 |
185 |
159 |
146 |
108 |
64 |
34 |
112 |
Продолжение таблицы 1.
23 |
1962 |
37 |
30 |
24 |
65 |
194 |
98 |
104 |
80 |
76 |
60 |
59 |
37 |
72 |
24 |
1963 |
28 |
27 |
27 |
81 |
208 |
193 |
137 |
121 |
144 |
88 |
42 |
33 |
94 |
25 |
1964 |
28 |
26 |
27 |
43 |
172 |
205 |
111 |
126 |
138 |
115 |
71 |
33 |
91 |
26 |
1965 |
28 |
26 |
26 |
45 |
213 |
227 |
142 |
91 |
89 |
83 |
42 |
31 |
87 |
27 |
1966 |
34 |
28 |
28 |
95 |
317 |
252 |
160 |
145 |
114 |
74 |
58 |
41 |
112 |
28 |
1967 |
28 |
21 |
20 |
99 |
293 |
237 |
173 |
146 |
132 |
94 |
77 |
29 |
112 |
29 |
1968 |
34 |
30 |
27 |
42 |
290 |
156 |
141 |
120 |
114 |
85 |
37 |
35 |
93 |
30 |
1969 |
35 |
30 |
27 |
50 |
333 |
252 |
225 |
172 |
132 |
84 |
48 |
37 |
119 |
31 |
1970 |
34 |
29 |
24 |
26 |
262 |
226 |
124 |
78 |
92 |
57 |
53 |
40 |
87 |
32 |
1971 |
43 |
33 |
28 |
36 |
270 |
380 |
253 |
231 |
136 |
119 |
59 |
36 |
135 |
33 |
1972 |
42 |
34 |
31 |
124 |
271 |
243 |
196 |
180 |
177 |
136 |
59 |
44 |
128 |
34 |
1973 |
43 |
37 |
33 |
119 |
315 |
243 |
183 |
139 |
123 |
114 |
72 |
39 |
122 |
35 |
1974 |
44 |
45 |
43 |
92 |
230 |
165 |
157 |
123 |
109 |
69 |
41 |
26 |
95 |
36 |
1975 |
40 |
35 |
31 |
69 |
320 |
198 |
184 |
132 |
139 |
92 |
54 |
36 |
111 |
37 |
1976 |
36 |
30 |
27 |
47 |
218 |
335 |
208 |
159 |
132 |
93 |
44 |
35 |
114 |
38 |
1977 |
33 |
28 |
25 |
94 |
329 |
221 |
168 |
127 |
110 |
79 |
45 |
29 |
107 |
39 |
1978 |
29 |
21 |
17 |
51 |
224 |
146 |
94 |
51 |
77 |
57 |
31 |
35 |
69 |
40 |
1979 |
33 |
32 |
29 |
96 |
275 |
186 |
186 |
153 |
125 |
105 |
46 |
34 |
108 |
41 |
1980 |
33 |
28 |
25 |
72 |
182 |
69 |
65 |
121 |
95 |
59 |
50 |
32 |
69 |
42 |
1981 |
35 |
30 |
26 |
80 |
133 |
182 |
136 |
88 |
119 |
84 |
63 |
52 |
86 |
43 |
1982 |
34 |
30 |
27 |
87 |
262 |
139 |
107 |
125 |
108 |
89 |
45 |
37 |
91 |
44 |
1983 |
33 |
30 |
27 |
93 |
231 |
209 |
154 |
130 |
115 |
98 |
41 |
34 |
100 |
45 |
1984 |
31 |
27 |
26 |
38 |
168 |
157 |
141 |
139 |
122 |
82 |
35 |
30 |
83 |
46 |
1985 |
33 |
24 |
21 |
53 |
265 |
201 |
109 |
75 |
86 |
45 |
41 |
37 |
83 |
47 |
1986 |
33 |
30 |
28 |
45 |
248 |
153 |
110 |
216 |
145 |
70 |
49 |
29 |
96 |
48 |
1987 |
44 |
37 |
33 |
116 |
335 |
246 |
218 |
265 |
167 |
132 |
47 |
49 |
141 |
49 |
1988 |
42 |
36 |
30 |
116 |
222 |
241 |
182 |
229 |
190 |
114 |
70 |
38 |
126 |
50 |
1989 |
34 |
28 |
26 |
100 |
186 |
220 |
195 |
183 |
150 |
93 |
53 |
34 |
109 |
Q ср знач |
34 |
30 |
28 |
69 |
225 |
206 |
149 |
134 |
117 |
82 |
48 |
36 |
97 |
Таблица 2. Кривая обеспеченности максимальных расходов
P, % |
0,01 |
0,1 |
0,5 |
1 |
3 |
5 |
10 |
Ф или ϕ |
4,72 |
3,74 |
2,99 |
2,6 |
2,04 |
1,76 |
1,36 |
MS=ϕ Cv |
1,090 |
0,860 |
0,690 |
0,600 |
0,470 |
0,400 |
0,310 |
KS=MS+1 |
2,090 |
1,860 |
1,690 |
1,600 |
1,470 |
1,400 |
1,310 |
Q=KSQср |
518,32 |
461,28 |
419,12 |
396,80 |
364,56 |
347,20 |
324,88 |
P, % |
20 |
50 |
75 |
95 |
97 |
99 |
99,9 |
Ф или ϕ |
0,88 |
-0,08 |
-0,55 |
-1,51 |
-1,68 |
-2 |
-2,14 |
MS=ϕ Cv |
0,200 |
-0,020 |
-0,130 |
-0,350 |
-0,390 |
-0,460 |
-0,570 |
KS=MS+1 |
1,200 |
0,980 |
0,870 |
0,650 |
0,610 |
0,540 |
0,430 |
Q=KSQср |
297,60 |
243,04 |
215,76 |
161,20 |
151,28 |
133,92 |
106,64 |
Рисунок 1 – кривая обеспеченности максимальных расходов
Кривые связи в НБ
Q м3/c |
0 |
52 |
100 |
180 |
300 |
400 |
480 |
540 |
600 |
Zнб, м |
184,00 |
186,52 |
187,88 |
189,19 |
190,26 |
191,07 |
191,53 |
191,74 |
192,00 |
Рисунок 2 – кривая связи для НБ
Класс сооружения: I. Число людей, условия жизнедеятельности которых могут быть нарушены при аварии гидротехнического сооружения более 20000, число постоянно проживающих жителей, которые могут пострадать от аварии гидротехнического сооружения более 3000. Ниже по течению от заданного створа располагаются поселок Манский (численность населения 403 человека), поселок Усть-Мана (858 человек), село Овсянка (2228 человек), также в 32 км ниже по течению расположен г. Красноярск (1083865 человек).
Грунт основания – гранит трещиноватый. Обладает следующими характеристиками:
- удельный вес грунта γгр = 25 кН/м3;
- сцепление грунта с = 80 кН/м2;
- угол внутреннего трения грунта гр = 38,7.
Рисунок 3 – створ реки Мана.
Ширина створа на уровне отметки НПУ (207 м.) 314 метров.