1、河北工程學院畢業設計（論文）河北工程大學水利水電建筑工程畢業設計 紅石水電站ZL式水輪機選型姓名：袁彬哲班級：水工專二班學號:133520203指導教師：簡新平目 錄設計總說明5第1章 紅石河床式水電站基本資料71.1 流域概況與氣候條件71.2 水文站與徑流資料81.3 設計洪水分析成果91.4 工程地質條件111.5 水利動能121.6 壩線與壩型151.7 樞紐布置151.8 對壩基的處理意見161.9 紅石河段水庫特征161.10 紅石河段HQ關系曲線17第2章 基本數據與重力壩設計202.1 準備工作202.1.1 防洪標準202.1.2 工程線選擇202.1.3 有關數據的確定20

2、2.2 擋水重力壩段設計202.2.1 壩頂高程202.2.2 基本剖面和實用剖面形式222.2.3 荷載組合及其計算242.3 溢流壩設計262.3.1 孔口型式及尺寸布置272.3.1.1 孔口型式272.3.1.2 孔口尺寸及布置272.3.2 基本剖面設計292.3.3 實用剖面設計302.3.4 抗滑穩定分析30設計32校核32地震32在這三種工況下,溢流段壩體均滿足穩定要求,說明選擇的壩體剖面合理。322.3.5 消能防沖設計322.3.6 溢流重力壩的上部結構332.4 重力壩的分縫和廊道系統332.4.1 重力壩的分縫332.4.1.1 橫縫布置332.4.1.2 縱縫的布置3

3、42.5 壩基處理342.6 重力壩的材料分區34第3章 水輪機選型設計353.1 水輪機的特征水頭363.1.1 水輪機工作水頭363.2 水輪機方案對比和型號的選擇373.2.1 ZZ440型水輪機的主要參數的選擇373.2.2 HL240型水輪機的主要參數的選擇403.3 蝸殼設計423.3.1 蝸殼的型式及其主要參數的選擇423.4 尾水管的型式和尺寸確定443.4.1 尾水管的型式443.4.2 尾水管尺寸的確定453.5 確定調速器、油壓裝置的型式和尺寸453.6 發電機的尺寸和重量463.6.1 發電機的主要參數463.6.2 發電機重量估算47第4章 樞紐總體布置474.1 壩

4、線的選擇474.2 壩型選擇比較484.3 樞紐布置48第5章 電站廠房的布置與設計495.1 主廠房各層間的布置495.1.1 發電機層的布置495.1.2 水輪機層的布置495.1.3 蝸殼層和尾水管層的布置505.1.4 安裝間的布置505.2 主廠房各層高程布置505.2.1 機組安裝高程（見前面第三章內容）505.2.2 尾水管頂部高程505.2.3 尾水管底部高程505.2.4 下部尾水管處基巖開挖高程505.2.5 水輪機地面高程515.2.6 主閥室的安裝高程515.2.7 發電機定子安裝高程515.2.8 發電機層樓板高程515.2.9 橋吊軌頂高程525.2.10 天花板高

5、程（或屋頂橫梁底緣高程）525.2.11 屋頂高程525.3 主廠房平面尺寸的確定535.3.1 主廠房的長度535.3.2 主廠房寬度545.4 副廠房的布置555.4.1 中央控制室555.4.2 開關室和電纜室555.4.3 繼電保護室，載波機室及其它555.5 起重機的選擇565.5.1 發電機型號的選擇565.5.2 橋吊的起重量565.5.3 橋吊跨度565.5.4 平衡梁565.5.5 吊車梁的選擇565.6 裝配場的布置565.6.1 裝配廠平面位置565.6.2 裝配廠高程565.6.3 裝配廠的尺寸與布置575.7 有壓進水口的布置575.7.1 有壓進水口的類型575.7

6、.1.1 有壓進水口的位置57謝辭60附圖：61參考文獻64設計總說明本設計課題的題目為紅石水電站ZL式水輪機方案初步設計，用了12周時間對其主要內容進行設計分析和計算并繪制圖紙。本設計主要涉及了以下內容：1、 按總裝機容量為18萬千瓦進行ZL式水輪機選型設計。包括根據總裝機容量進行水輪機機組臺數的確定、水輪機特征水頭的計算分析確定，然后根據特征水頭進行水輪機選型并進行各項參數的確定，本設計所選水輪機為ZZ440型水輪機，標稱直徑為5.5m，轉速為107.1轉每分鐘，吸出高為-3.81m，安裝高程為261.18m.并對調速器、油壓裝置進行了初步設計及對水輪發電機組的尺寸和重量進行了估算。 2、

7、重力壩的設計。包括:由設計洪水位290.9m和校核洪水位293.9m進行擋水重力壩的刨面尺寸的確定，穩定演算和壩體應力分析。擋水重力壩的壩定高程為296.04m,壩頂寬度為4m，壩底寬度為29.10m；溢流重力壩段的斷面設計、閘墩的設計、消能方式的選擇和設計、抗滑穩定演算。溢流重力壩采用開敞式設閘門的泄水方式及消力戽消能形式；壩體構造設計中有壩頂構造、廊道系統、壩縫設計、止水設計、帷幕灌漿等的設計。3、按左岸廠房布置方案進行樞紐總體布置。其中首先進行布置方案選擇，本設計采用左岸廠房布置方案；其次進行廠房形式的選擇，本設計采用河床式廠房；再次進行廠房的組成及各種建筑物相對位置的確定。4、進行河床

8、式主廠房的形狀尺寸的總體設計及繪制相關圖紙。首先計算河床式主廠房的輪廓尺寸包括主廠房的長度的計算及主廠房的寬度和各層高程的計算設計。以上為本設計的全部內容。關鍵字：紅石水電站 水輪機 重力壩 河床式廠房 應力 穩定演算- 5 -Design general descriptionThe title of the subject of the design of Hongshi Hydropower Station ZL turbine project preliminary design, spent 12 weeks on the main content analysis and desi

9、gn calculation andDrawing.Thidsesign mainly involves the following contents: 1 according to the total installed capacity of 180000kilowatts for the design of ZL turbine type. According to the total installed capacity of turbine units of the determination, the calculation of turbine characteristic he

10、ad analysis identified, then according to the characteristics of water head of turbine type selection and the parameters determined the design selected water turbine ZL440 type turbine nominal diameter of 5.5m, rotate speed is 107.1revolutions per minute, the aspiration for -3.81m, installation heig

11、ht for 261.18m. and the governor, oil pressure device of preliminary design and of hydroelectric generating set size and weight were estimated. 2 Gravity dam design. Including: design flood level 290.9m and check flood water level 293.9m to carry out the plane dimension of the dam, the stability cal

12、culation and dam stress analysis. Retaining water gravity dam dam elevation as a 296.04m, crest width for 4m, width of the dam for 29.10m; design of overflow gravity dam section design, the pier, fire way choice and design, anti sliding stability calculation. Overflow gravity dam using open design g

13、ate discharge mode and energy dissipating energy dissipation form; structure design of the dam is structure of dam crest, corridor system, dam design, design of water stop curtain grouting design joint. 3 press the left powerhouse layout scheme for general layout. The first layout scheme selection,

14、is adopted in the design of the powerhouse arrangement scheme; secondly, the choice of plant form, this design uses the bed plant; again to determine the relative position of the plant composition and various buildings. 4 The overall design of the shape size of the main workshop of river bed and dra

15、wing relevant drawings. Firstly, the calculation of the main plant's length, the width of the main building and the calculation of the main building's width and the height of each layer are calculated.All the contents of this design.Keywords: Hongshi hydropower station hydraulic turbine grav

16、ity dam riverbed powerhouse stress stability analysis 第1章：紅石河床式水電站基本資料圖1一、流域概況與氣候條件1、流域概況 紅石水電站位于第二松花江的上游，在豐滿水庫干流回水的末端，壩址以上的流域面積為20300平方公里，其上游38公里處的水庫末端為白山水電站。紅石電站系松花江上游白山電站與豐滿電站之間的一個梯級電站。 紅石以上流域位于長白山脈的西北坡，發源于長白山的天池，分頭道江、二道江，并在下兩江口匯合成為第二松花江干流，流向西北。本流域南臨鴨綠江上游，東北為圖門江與牡丹江，其西南為渾江流域。 白山到紅石區間的流域面積為1300平方公

17、里，較大支流均在右側：有葦沙河，控制流域面積534平方公里；色洛河，控制流域面積456平方公里。此二大支流占全區間面積的76%，且流經山谷之中，河道的平均比降6左右。流域內為山林區，植被尚好。由于兩支流長度相近，暴雨后的洪水集流較快，區間流量較大。紅石流域概況見圖1。2、氣候條件紅石以上流域處于高寒地區，冬季較長，積雪較深，夏秋季多雨。紅石站的年降雨量變化在6001000毫米，多年平均雨量為854毫米。夏秋季（69月份）雨量約占全年雨量的（6070）%，年蒸發量據白山占觀測資料統計，變化在8501174毫米。從紅石站現有氣象觀測資料中統計，多年平均氣溫為3，最低氣溫-36.5，最高氣溫38，最

18、大風速為25.3m/s（西北方向），由于觀測年限不長，這些氣象數據僅供設計時參考。表1 紅石站氣溫統計表月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年平均-19.2-15.3-5.44.913.117.631.621.013.05.3-5.5-15.23.0最高4.012.019.027.031.633.037.037.036.027.016.18.538.0最低-36.5-31.7-28.6-10.8-10.83.09.40.8-2.0-12.0-24.033.5-36.5紅石河段冰期較長，一般在十月中旬即可見冰，十一月上旬開始流凌，十一月下旬開始封凍，直到次年四月上旬才進入

19、無冰期，整個冰期可達56個月。二、水文站與徑流資料紅石水文站位于壩址下游二公里處，1936年建站，1945年1950年缺測，解放后繼續觀測至今。白山水文站位于紅石壩址上游約38公里處，1957年建站，連續觀測至今。白山至紅石區間各支流均未設站進行觀測。在葦沙河上的夾皮溝僅有一處雨量站，約有20年的觀測資料。因此區間的洪水參數主要石根據鄰近地區河流的水文觀測資料綜合分析出來的。由于白山水庫（有效興利庫容28億m3）已經蓄水發電，紅石壩址的天然來水將被調節，因此紅石電站的年月徑流主要石根據白山水庫調節后的徑流和白山壩址至紅石壩址區間的徑流綜合而成。白山站的年月徑流資料經插補延長可得1933年以來約

20、40余年的徑流系列，其多年平均徑流量為239m3/s；紅石站的年月徑流資料經插補延長也可得到40余年，其多年平均徑流量為258m3/s。白山至紅石間未進行過專門水文水文觀測，僅有干流兩站1957年以來同步對應的觀測資料，區間的徑流由兩站相減而得。經紅石站長短徑流系列比較，采用1956年1971年的代表段系列，其多年平均流量為258m3/s。在這個代表段中既由明顯得豐水段（1960-1964年），平均流量為297m3/s，也由枯水期（1967-1970年），平均流量為194m3/s。這個系列基本上可反應出徑流的年際與年內的各種分布情況，詳見表2和表5。各控制點的年月平均流量及年徑流統計成果參見表

21、3和表4。表2 白山站年月平均流量表年份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年5638.634.557.6318524727106048336710969.543.73205739.235.437.4557418328272101026616690.446.72725844.240.182.329630928221214092.210167.451.81435941.434.263.329128925157330328623317445.62166041.738.775.2294507663448142038314890.447.03466137.334.072.429433

22、319350151245215811856.22306242.839.943.950139113620556643217313362.72276344.537.652.525020415681957660228713453.52686443.535.442.1715291392505129028113171.647.03206541.443.648.444552514410762528911782.946.32106641.236.262.156842331352964217816016954.12646747.640.673.734050228540824390374.159.430.718

23、36829.828.661.423720838231427429010688.978.81756937.136.842.330537162344031713310058.240.12087035.234.443.026836014216631498.096.387.643.51417131.928.559.820723461082672344026410149.6298平均39.836.257.3367.9368.1351.7461.6589.9292.5151.599.749.8239表3 紅石、白山及區間多年月平均流量表月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年白山39

24、.936.2 57.4368368 352 461 589 292 15199.8 50.1 239 區間 3.82.6 3.8 33.3 30.723.3 36.7 50.5 24.7 11.56.6 3.5 19.2 紅石43.7 38.8 61.2 401 369 375 498 640 317 163 106 53.6 258表4 白山、區間徑流統計成果表控制點各種頻率（P%）及對應流量值12510255075809095白山436408368336282232186176153134區間3935.731.928.423.218.414.213.511.19.0注：白山站的均值為239

25、 m3/s，CV=0.3，CS/CV=2；白紅區間的均值為19.2 m3/s，CV=0.36，CS/CV=2。表5 白山紅石站區間年徑流表年份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年563.52.43.422.036.050.070.034.026.08.04.83.022.0572.72.42.538.028.022.019.070.018.012.06.23.218.7583.12.85.732.013.010.010.05.06.04.07.43.58.6592.62.14.416.020.017.021.031.034.022.03.03.214.7602.83.18.

26、925.049.052.039.080.027.010.06.33.225.5612.72.45.420.016.011.015.032.039.010.08.04.013.8623.02.73.035.034.09.017.034.020.09.010.04.315.1633.12.83.716.08.04.074.015.047.036.09.04.018.5643.02.53.050.020.08.06.090.03.09.05.03.116.9652.83.13.338.065.013.07.076.042.08.05.73.322.3662.82.52.653.042.021.071

27、.0111.022.08.08.03.929.0673.34.31.935.072.037.054.043.08.03.96.32.122.6682.02.04.343.014.026.031.021.028.012.06.15.616.3692.62.63.031.022.030.028.039.014.06.04.02.915.4702.42.43.060.026.014.025.031.015.05.76.23.016.2712.22.02.818.028.048.099.097.045.019.09.03.631.1平均2.82.63.833.330.823.336.650.624.6

28、11.46.63.519.2三、設計洪水分析成果石水紅電站的設計洪水重點是研究區間的設計洪水。由于該區間未進行水文觀測，而上下游站相減所得的洪水資料又精度太差，因此采用地區綜合分析法，在本流域附近選用了六個參證站，進行統計分析，從而得出區間的洪水參數與設計成果，詳見表6。表6 白山至紅石區間設計洪水成果表項 目各種頻率（P%）及對應流量值0.010.020.10.20.330.5123.351020洪峰流量(m3/s)4840445034503040274025002110172014601220872540三天洪量(億m3)2.712.552.121.941.811.701.521.331.

29、21.080.880.68注：洪峰流量的均值為360 m3/s，Cv=1.2,Cs/Cv=2.5； 三天洪量的均值為0.45億m3，Cv=0.72,Cs/Cv=2.0。造成紅石以上流域的特大暴雨天氣系統，主要是北上臺風。其特點是降雨歷程短，暴雨集中，強度較大，主要降雨歷時集中在24小時內。區間的洪水一般集中在三天內，因此設計洪水過程線以三天洪量為控制。對于該區間的典型洪水過程線，由于紅石與白山站1960年洪水相減的區間過程線不合理，因此借用了鄰近流域且與區間主要支流集水面積相近的木萁河梨樹溝站的1960年實測資料作為典型洪水。區間各種頻率的設計洪水過程線成果見表7。白山水電站為多年調節水電站，

30、洪水泄量情況為：百年洪水泄量6900 m3/s，千年洪水泄量9950 m3/s，保壩洪水泄量17000 m3/s。根據紅石站暴雨洪水季節分布特點和施工情況，確定分期洪水為汛前期（4月15日7月15日），大汛期（7月15日9月15日），大汛期后（9月15日封凍時）三個時段。施工期洪水的計算方法與大汛期設計洪水相同，也是采用臨近站作為參考綜合分析出區間的施工洪水，其成果見表8。 表7 白山至紅石區間設計洪水過程線月日時典型Q1960年0.010.020.10.20.330.513.3510208.23473.0404382324298280264239193175146115780.0446422

31、3573203102922642131941611271092.0510482408376354334302244221184239131146315975064654384133743012742282791621511901130955878825776705567516430438193481930182015401420134012601140920835743467224522500236020001840174016301480119010808574968.24154048404450345030402740250021101460122087254044282380224019

32、001750164015501400113010308575277302167015801340123011601090990797725604494102241240117099391586081173559253844837213191106010008467807336926265054583823201615887582770064560657251841737931626819132731692585540507478433348317264227221106105764884504233983602902642201938.25110658755547043340738434828

33、0254212186497.7540512433398375354320258234195158791.65084804063753523323002422201831441084.54684423743463243062772232031691321378.54344123483213022842572071881571231673.34063843253002822652401931761471151968.53793583042802632482251811641371072270.038736731028626925323018516814011026166.4367348294271

34、255240218175159133104 表8 分期洪水成果表時段4月15日7月15日9月15日封凍時P%5102051020Qp(m3/s)3082612081047757四、工程地質條件 紅石壩址在大地構造上屬于華北地區遼東臺背斜的北部邊緣，壩址下游16公里處為性質補同的另一構造單元，即吉林海西褶皺帶，中間以樺甸輝發河斷裂所隔。壩址距離輝發河深大斷裂邊緣約5公里左右。 本地區出露的地層主要為前震旦系鞍山群之混合巖系，后期侵入各種巖脈。第三季末至第四季初之玄武巖分布在高山頂上。混合巖經歷歷次構造運動，產生變化較大，其構造線方向大致為北東東向和近東西向。 從前震旦紀呂梁運動開始，該地區即發生

35、褶皺、斷裂、變質等作用，并隆起成山。樺甸輝發河大斷裂也同時形成，大致為北東東向。以后歷次構造運動都有不同程度的影響。 本區地震烈度：根據遼寧省地震局1975年關于紅石電站的基本烈度報告中認為，該電站靠近樺甸輝南地震活動帶，歷史和近期均有地震發生，現今地震活動頻繁，該地區具有一定的發震構造條件，認為紅石電站地區地震烈度以此為7度為宜。 水庫兩岸山體雄偉高峻，無低凹埡口和單薄分水嶺。構成庫區的主要巖石為前震旦紀結晶類和少量后期穿插的巖層，均系不透水層。兩岸玄武巖和底下水位分布高程均高于正常水位，故水庫蓄水后無永久性滲漏的可能性。庫區河谷狹窄，庫邊一般為基巖河岸，第四季覆蓋不厚，植被茂密，不致產生大

36、的塌岸，固體徑流來源有限。 壩區河谷呈U形，河谷底寬300400米，平水期河床寬170米左右，水深12米。兩岸分布有不對稱的漫灘與階地，谷坡 20°35°，兩岸山頂為玄武巖臺地，比河床高200250米左右。壩址上游右岸漫灘長約600米，寬約80米，高出江面水位0.51米。左岸漫灘寬約50米左右，一級階地寬6070米，比河床高713米，階面平坦，延伸至上游250米左右趨于尖滅。 構成壩區的主要巖石為前震旦紀混合巖，中生代巖脈穿插在其中，第四季主要分布在河谷及兩岸山體上。 混合巖：灰白色，由偉晶質脈體河基體熔合而成。脈體成分有石英、鉀長石、斜長石、黑云母等。基體由原巖黑云母片巖

37、、斜長石閃巖組成。混合巖風化程度較低，巖石致密堅硬，抗風化能力強，但基體抗風化能力較差。 中生代巖脈多次侵入，分布密度和變化均較大，主要有以下巖類： 花崗巖（包括斜長花崗巖、花崗斑巖）：此類巖石為壩區分布最多的巖脈，寬度一般210米，個別寬達3040米，一般為淺肉紅色，主要礦物成分有正長石、斜長石、石英及角閃石，泥石等組成。斑狀-粗細粒結構（斑晶為正長石、斜長石等），塊狀結構構造，巖石性脆易碎，單塊巖石致密堅硬，抗風化能力強。 花崗巖閃長巖：淺肉紅色，中細粒花崗結構，塊狀結構構造，主要礦物成分有正長石、角閃石、石英和黑云母等。 煌斑巖：灰綠色或灰黑色，主要為細粒結構，略呈斑狀，斑晶大部分為閃角

38、石及少量輝石，基質以斜長石為主。暗色礦物已多蝕變成綠色泥石化和炭酸鹽化，巖石致密堅硬，脈細而密，穿插于上述巖石之中。 第四季坡殘積層覆蓋于兩岸山坡，主要由亞砂土夾碎石和富含腐植質的表土組成，一般厚度15米，最厚者達1011米。構成左岸階地的沖積層由上部的粉細砂（厚度約15米）和下部砂礫石（厚度約47米）組成。河床沖積的砂礫石層厚度達14米。 主要巖石的物理力學性質，以及室內巖石與混凝土摩擦試驗結果詳見表9和表11。 壩區巖石經受多次構造運動作用，斷層、裂隙、巖脈均較發育。混合巖片理方向變化不大，但總的走向近北東東向，傾向西北，傾角變化較大，一般為60°70°。 壩區斷層方向

39、主要有三組，最發育的為走向北東5°20°，以F6為代表，是斜穿河床通過壩基的斷層，傾向下游，傾角一般為60°85°，有近水平與高角度兩組擦痕為逆平推斷層，寬度達915米，壩基部位寬度為1011米，該斷層與壩線約成30°銳角相交，通過壩基長約55米左右。斷層是由23條0.30.8米寬的斷層泥和片狀、砂礫狀、角礫狀夾層泥等物質組成的斷裂破裂帶，在深部仍膠結不好，雖系高角斷層，對壩基變形及抗滑穩定仍造成不利的影響。 壩基巖石透水性微弱，壩下滲量極小。但由于滲透而產生的壓力對壩基穩定將有一定影響。根據巖石的滲透性質，一般在25米深以上單位吸水量大于0.

40、03公升/分米，因而建議帷幕深度一般不少于2025米（由壩基巖面算起）；對斷層破碎帶部位，帷幕應考慮適當加強。 壩基范圍內雖為抗風化的巖石，但由于構造復雜，斷層、巖脈眾多，縱橫交錯，節理發育。從鉆孔中看，幾乎是孔孔見巖脈、小斷層和小破碎帶，使巖體失去完整性，巖石風化程度相差懸殊。對壩區結合工程情況，將巖石風化狀態分為全風化、半風化與新鮮巖石三類。壩基各地段巖石的風化深度參見表10。 從巖石的風化狀態和巖石的強度來分析，作為高約40米的混凝土重力壩，建基面在半風化巖石的下部使可以的。這里所指的半風化巖石下部作為建基面標準是要求巖石具有一定的強度并較完整，節理裂縫基本無泥，通過固結灌漿巖石的完整性

41、能得到顯著改善。建議開挖深度從地面算起：右岸57米，河床45米，左岸階地10米左右，左岸山坡1012米。參照已有的試驗成果，結合紅石壩坡構造和巖石狀態，建議壩基F6斷層以右，混凝土與半風化巖石摩擦系數采用0.65，斷層以左采用0.6，F6斷層帶采用0.45。五、水利動能 紅石水電站是第二松花江上游白山水電站的下一梯級電站。電站的主要任務是發電，結合水庫特性、地區要求可發揮養魚等綜合利用效益。 電站建成以后將同白山水電站一起投入東北主網，擔任系統調峰、調相及少量事故備用，同時兼向吉林省盤石、樺甸地區供電。表9 室內巖石與混凝土摩擦試驗成果匯總表巖石名稱剪切面性質指標名稱項目混凝土/巖石抗剪強度摩

42、擦系數tg剪應力P=6P=8P=10P=12/2/2/2/2混合巖半風化粗磨面組數5555算術平均值5.106.888.5010.440.86小值平均值4.506.407.009.600.76最小值4.505.607.009.000.70微風化細磨面組數5555算術平均值5.405.447.5410.680.83小值平均值4.504.936.738.400.67最小值4.204.806.008.400.60表10 壩基各地段巖石的風化深度表地段風化狀態左岸山坡左岸階地河床右岸備注覆蓋層6124.5110.540.55.5巖石風化深度從地面算起全風化巖石6.514614.50.551.78半風化

43、巖石18211221613712.5 水庫下游紅石至豐滿電站區間河段內，無防洪要求，加上紅石水庫小，部承擔下游防洪任務。地區對農業用水、航運、過木、過魚等均無要求。水庫蓄水后提供了發展漁業的有利條件，需重點清庫以利捕撈。 第二松花江白山至紅石河段，河谷狹窄，沿江兩岸無大的城鎮、工礦企業及大片農田等重要保護對象；壩區地址條件較好，加之上游白山水電站的興建，對第二松花江的天然來水進行多年調節，大大改善了天然來水的不均勻性，使紅石水電站能以較少的淹沒損失和工程量獲得較好的電能指標。所以紅石水電站設計蓄水位的選擇取決于同白山水電站尾水位的合理銜接，以充分利用白山以下河段的水力資源。 鑒于白山水電站機組

44、安高程為286米，水輪機運行期間的吸出高HS=-5米左右等技術指標，并考慮白山壩下施工堆渣將壅高發電尾水位的情況，選用設計蓄水位為290米高程為宜。白山至紅石區間河段集水面積不大，百分之九十來水經白山水庫進行調節，紅石水庫庫小，僅能考慮日調節，增加水庫削落深度將增加電能損失，故水庫水位削落過大顯然是不適合的。根據上述情況，按日調節要求，并考慮在 必要時尚能滿足以臺機組擔任事故備用八小時這個條件確定水庫設計死水位為289米。東北地區電網大，發展快，而水力資源又較少，開發條件較好可用于調峰的電站為數不多。紅石水電站不但上有白山電站調節，而且地理位置適中，因此適當加大裝機容量以滿足電力系統的要求是很

45、必要的。建議紅石水電站裝機容量的選擇應考慮以下因素：（1）機組過水能力應與白山機組的總過水能力900m3/s相適應；（2）年利用小時數控制在2000小時左右；（3）參照國內機組的實際生產情況。- 65 -表11 巖石物理力學性質試驗成果匯總表巖石名稱指標計算值容重比重緊密度孔隙率吸水率抗壓強度（/2）軟化系數抗凍系數重量損失烘干飽和烘干飽和凍后混合巖半風化巖組數555555353算術平均值2.682.682.7497.670.950.1911761192087小平均值2.642.642.7096.970.360.1710761001211新鮮組數2211122210.770.980算術平均值2

46、.742.742.7598.911.090.1412959701288花崗巖半風化巖算術平均值2.682.692.7796.920.381314組數332223131算術平均值2.592.622.6996.283.710.7316971616508新鮮組數222222222222算術平均值2.602.622.7195.944.060.701789169116230.950.900.17輝斑巖半風化組數222222六、壩線與壩型 紅石壩線的選擇曾進行過大量的工作。曾對小陳木匠溝以上至雞冠砬子一段的上壩段研究了四條壩線。經比較認為上壩線較為優越。后來又對小陳木匠溝以下至蘭旗一段的下壩段選了三條壩線

47、作為當地材料壩的比較壩線，經地質勘察論證，下壩線地質條件較好。最后又對上壩線和下壩線進行了比較，認為上壩線地質條件較好，故推薦上壩線為選用壩線。 紅石大壩壩型，經對當地材料壩和混凝土壩比較后，相應推薦混凝土寬縫重力壩及混凝土重力壩方案。后對混凝土重力壩方案又進行了分析，共比較了五種混凝土重力壩壩型，即重力壩、寬縫重力壩、空腹壩、支墩壩及空腹支墩壩。五種壩型在穩定及壩基應力條件上均可滿足要求。重力壩和寬縫重力壩的優點是：結構簡單、施工方便，但缺點是：混凝土及開挖工作量均較大。兩種輕型支墩壩的主要優點是比重力壩可節省混凝土25%30%，但缺點是增加模板約三萬平方米，施工麻煩。空腹壩屬于混凝土重力壩

48、型，比重力壩能節約3.5萬方混凝土，且可以結合壩體擋水降低圍堰高度，有加快施工進度的條件，但缺點是空腹拱頂有一部分混凝土需采取較嚴格的溫度控制措施，且有一部分倒懸模板，施工也較麻煩。鑒于紅石壩基巖石比較破碎，有七級地震要求，輕型壩在壩基應力分布及橫向抗震性能等方面要比重力壩型差些，因此不宜采用。至于前三種重力壩型工程量差別不大，考慮近些年來在東北地區修建的中等高度的混凝土壩如回龍山、參窩、太平哨等均采用混凝土重力壩型，施工實踐經驗比較豐富，因此建議采用混凝土重力壩型方案。 七、樞紐布置 本工程為壩式水電站，主要包括攔河大壩與發電廠房兩大部分。 紅石壩址主河床偏向右岸，左岸河床為河漫灘地，F6斷層從左岸河床與壩軸線斜交約30°通過。該斷層破碎帶較寬，對溢流壩及廠房布置等有一定的不利影響。因此曾對左右岸廠房布置方案做過認真的