水利工程論文-甘溪三級(jí)水電站樞紐布置設(shè)計(jì)摘要：甘溪是臨安市境內(nèi)的一條小溪流，上游修建有龍頭調(diào)節(jié)水庫(kù)，通過(guò)級(jí)開發(fā)，使水資源得到了合理利用。甘溪三級(jí)水電站是一座典型的引水式小型水電站。闡述了甘溪三級(jí)水電站的樞紐布置、方案選擇及建筑物設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：小型水電站引水式水電站樞紐布置水工建筑物工程概況甘溪三級(jí)水電站位于浙江省臨安市甘溪中游，是甘溪梯級(jí)開發(fā)的第三級(jí)水電站，屬典型的中水頭引水式電站。工程樞紐主要由渠首樞紐、無(wú)壓輸水隧洞、前池、高壓管道、發(fā)電廠房和尾水渠組成。電站裝機(jī)容量，設(shè)計(jì)水頭，單機(jī)最大過(guò)流量/。多年平均發(fā)電量萬(wàn)，年利用小時(shí)數(shù)。電站出線接至甘溪線并網(wǎng)，輸電線路長(zhǎng)度為。甘溪是天目溪的一條支流，上游建有甘溪一級(jí)水電站和甘溪二級(jí)水電站。甘溪一級(jí)水電站裝機(jī)容量，壩址控制流域面積，水庫(kù)總庫(kù)容萬(wàn)。甘溪二級(jí)水電站裝機(jī)容量，利用集雨面積。甘溪流域內(nèi)雨量充沛，多年平均降雨量。多年平均氣溫，極端最高氣溫，極端最低氣溫。甘溪三級(jí)水電站渠首樞紐位于甘溪二級(jí)水電站尾水出口下游處，壩址控制流域面積，區(qū)間引水集雨面積。多年平均流量/，年徑流量萬(wàn)。壩址設(shè)計(jì)洪水流量/（），校核洪水流量/（）。工程區(qū)地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，出露基巖為奧陶系上統(tǒng)於潛組頁(yè)巖和砂巖，河床處砂礫石覆蓋層厚，山坡處覆蓋層厚，兩岸臺(tái)地覆蓋層較厚。河道中水質(zhì)清澈，泥沙含量很少。方案選擇壩址選擇甘溪三級(jí)水電站是甘溪二級(jí)水電站的下一個(gè)梯級(jí)電站，壩址選擇的原則為：）滿足與上級(jí)電站尾水位的銜接；）滿足進(jìn)水閘和溢流堰的布置要求；）不淹沒耕地和房屋；）使渠首樞紐工程造價(jià)最低。根據(jù)地形地質(zhì)條件，壩址選定在甘溪二級(jí)水電站尾水出口下游處，該段河床寬約，壩型采用漿砌石溢流壩。廠址選擇廠址位于潘家村烏浪口，電站尾水排入支流烏浪溪中。設(shè)計(jì)中對(duì)上廠址方案和下廠址方案進(jìn)行比選，下廠址方案與上廠址方案相比，水頭增加，電能增加萬(wàn)，效益增加萬(wàn)元，投資增加萬(wàn)元，差額投資經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率，故選用下廠址方案。無(wú)壓輸水系統(tǒng)方案選擇無(wú)壓輸水系統(tǒng)有隧洞方案和明渠結(jié)合隧洞方案兩種布置形式，兩方案的軸線長(zhǎng)度基本相同。明渠結(jié)合隧洞方案是進(jìn)水閘后接長(zhǎng)度為的漿砌石明渠，其后仍為隧洞。經(jīng)過(guò)比較，隧洞方案較明渠結(jié)合隧洞方案減少投資萬(wàn)元，隧洞方案日常維護(hù)工作量少，且不占林地，故無(wú)壓輸水系統(tǒng)選用隧洞方案。主要建筑物渠首樞紐渠首樞紐由攔河堰、進(jìn)水閘和攔沙坎組成。攔河堰為折線型漿砌塊石實(shí)用堰，溢流段長(zhǎng)，堰頂高程，最大堰高，堰頂寬，上游面垂直，下游面坡度。堰體采用漿砌塊石砌筑，外包厚混凝土。由于上下游水位差小，溢流堰僅設(shè)置長(zhǎng)的漿砌塊石護(hù)坦來(lái)消能，堰體防滲采用混凝土防滲墻。進(jìn)水閘位于甘溪的左岸，緊鄰甘溪二級(jí)水電站的進(jìn)廠公路，采用側(cè)向引水，引水角。設(shè)置孔寬的閘孔，閘底板高程，后接無(wú)壓隧洞。進(jìn)水閘為胸墻式結(jié)構(gòu)，閘室長(zhǎng)，設(shè)道攔污柵和扇鑄鐵工作閘門，手動(dòng)螺桿啟閉機(jī)啟閉，啟閉機(jī)平臺(tái)高程。由于河道中泥沙很少，且大部分淤積在上游的水庫(kù)中，渠首樞紐不設(shè)置排沙設(shè)施，進(jìn)水閘前設(shè)有攔沙坎，攔沙坎前考慮人工定期清沙。無(wú)壓輸水隧洞進(jìn)水閘至前池之間為無(wú)壓隧洞段，長(zhǎng)。根據(jù)地形條件及施工要求，無(wú)壓隧洞段由號(hào)隧洞、號(hào)隧洞、號(hào)隧洞和號(hào)鋼筋混凝土埋管、號(hào)鋼筋混凝土埋管組成，號(hào)隧洞長(zhǎng)，號(hào)隧洞長(zhǎng)，號(hào)隧洞長(zhǎng)。號(hào)隧洞、號(hào)隧洞、號(hào)隧洞之間由鋼筋混凝土埋管連接，號(hào)鋼筋混凝土埋管長(zhǎng)，號(hào)鋼筋混凝土埋管長(zhǎng)。隧洞沿線分布的巖性為奧陶系上統(tǒng)於潛組砂巖、頁(yè)巖互層，上覆巖體厚度，整體性較好，屬類圍巖。隧洞斷面采用城門洞型，開挖斷面寬，高（其中直墻高，矢高，半徑），縱坡為?，洞底采用厚的素混凝土找平。隧洞進(jìn)出口及斷層地段采用鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度。連接段鋼筋混凝土埋管采用箱型結(jié)構(gòu)，凈寬，高，壁厚。在樁號(hào)處設(shè)置溢流支洞，把進(jìn)入隧洞多余的來(lái)水排入支流烏浪溪中。溢流支洞長(zhǎng)，斷面呈城門洞型，開挖斷面開挖寬，高。前池及壓力管道前池布置在廠房上游的山坡上，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，總長(zhǎng)。正常運(yùn)行水位，最低運(yùn)行水位，前池工作容積，邊墻頂高程。前池進(jìn)水口前設(shè)攔污柵和事故鋼閘門。壓力鋼管布置在山坡中開挖出的管槽內(nèi)，全長(zhǎng)。因設(shè)計(jì)引用流量不大，壓力鋼管采用一管二機(jī)的供水方式，在廠房外卜形分岔成兩支管。選定主管管徑，鋼板壁厚。支管與蝶閥同直徑，管徑，鋼板壁厚。壓力鋼管在樁號(hào)管處設(shè)鎮(zhèn)墩，每米增設(shè)支墩，前池壓力墻及鎮(zhèn)墩后各設(shè)個(gè)伸縮節(jié)。鋼管槽底寬，左側(cè)布置踏步，以便于壓力鋼管的日常維護(hù)。發(fā)電廠房發(fā)電廠房位于潘家村山麓下，廠房基礎(chǔ)全部座落在基巖上，根據(jù)機(jī)電設(shè)備的布置，采用地面式廠房。廠房?jī)?nèi)布置臺(tái)臥式水輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組軸線與廠房縱軸線平行，機(jī)組間距，上游側(cè)布置蝴蝶閥和控制保護(hù)屏，安裝間位于廠房的右端。發(fā)電機(jī)層地面高程，安裝場(chǎng)地面高程。因發(fā)電機(jī)層與安裝場(chǎng)之間存在高差，為便于設(shè)備的安裝和檢修，廠房?jī)?nèi)設(shè)臺(tái)的單軌手動(dòng)葫蘆，架設(shè)于屋面