PAGE9某水電站引水樞紐的工程等級及布置分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u23948某水電站引水樞紐的工程等級及布置分析案例 164561.1工程等級及主要建筑物級別 1169461.2工程選址 130651.2.1上壩址樞紐布置 357491.2.2中壩址樞紐布置 4239961.2.3下壩址樞紐布置 5146311.3樞紐布置 71.1工程等級及主要建筑物級別橙子溝水電站壩址地點位于武都縣宗家壩,廠址地點位于文縣臨江鎮(zhèn)冷堡子村,為白龍江主要干流武都漢王以下大園壩河段的梯級水電工程規(guī)劃中所調整的第四級水電站,上與黃土壩電站尾水位相接,下與臨江水電站庫水相接,壩址以上控制流域總面積14974km2,多年平均流量132m3/s,壩址左岸線有212國道貫通,交通方便。橙子溝水電站屬于大徑流式防洪引水式大型水力發(fā)電站,開發(fā)區(qū)利用河段水流寬度約25km,利用河段水流最大落差66.6m,該水電工程的主要建設任務之一之那就是水力發(fā)電,水庫正常施工設置時總蓄水位891.50m,總設計工程庫容280萬m3,設計工程引用總蓄水流量259.5m3/s,設計工程引用總蓄水頭50.3m,裝機容量115mw,多年以來累計綜合發(fā)電能力已高達4.6288億kw.h,年平均可以有效利用每秒的高能耗發(fā)電小時數(shù)4025h。根據(jù)《水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準》(dl5180-2003)的相關要求,工程建設規(guī)模等級為三等中型高層建筑工程,主要大型建筑物設計等級為3級,次要大型建筑物設計等級為4級。本次洪水工程設計首部電站樞紐、泄水工程廠房和首部建筑物的電站設計首部洪水校驗標準分別采用50年一次待遇,校驗考核后的洪水校驗標準分別采用1000年一次待遇,電站樞紐首部和泄水廠房的首部建筑物則分別采用50年一次待遇,校驗考核后的設計洪水200年一次待遇。1.2工程選址壩址選擇根據(jù)這三個攔水河段的特殊自然山貌地形、地質地理條件,在現(xiàn)場人員進行實地地質踏勘勘查基礎上,在位于武都宗家壩村的水域范圍內分別設計擬定了三個攔水壩址,受到河段自然山形地貌地質條件的特殊限制,每個攔水壩址各自分別挑選了一條攔水壩線。由下向上到中至下依次分別指的是上至下壩址(中、下至上壩址(兩條鐵路線)及下至上壩址(線)。上寨縣壩址(一條雙向快速道路)壩址位于武漢宜都市境內上壩縣宗家鄉(xiāng)下壩鎮(zhèn)該村處在吊橋上游約50m的上游白龍江主要上游干流上,左岸雙向道路高度略低于正常歷年洪水平均水位891.5m。中洪道壩址(一條雙向道路壩址)壩點位于上洪道宗家峽大壩鎮(zhèn)中村下游約450m千米處,據(jù)大壩上游分洪道規(guī)定壩址1.17km,左岸雙向道路總設計高程895m;下洪道宗家峽村壩址(一條雙向分洪道路線)壩址位于下洪道宗家壩村上游約500m千米處,和中洪道壩址大致方向相距1.53km,左岸雙向道路的總高程885m。上、中、下兩個地理壩址的相對位置地理變化位置及其可能性參見如下圖1.1。根據(jù)各壩址的自然地形、不同的地質環(huán)境,結合第一段河流樞紐的水工建筑物進行布置和上、中、下壩址(線)處的水流特點,并吸取河段已建電站的成功經(jīng)驗,各壩址首部樞紐以河床泄洪沖沙閘、擋水副壩及岸邊電站進水口為主要布置格局,這種格局既能滿足初期導流,又能滿足運行期泄洪和排沙要求。壩址比較時,為了在技術、經(jīng)濟上有可比性,壩址均以水庫正常蓄水位891.50m、裝機容量115MW及采用左岸引水的方案進行設計布置。并分別以上、中、下壩址(線)和至上廠址的引水發(fā)電系統(tǒng)組合擬定布置方案(見圖1.1上、中、下壩址(線)相對位置圖)。通過綜合技術經(jīng)濟比較,確定推薦壩址。圖1.1上、中、下壩址（線）相對位置圖三個壩址(線)首部樞紐布置均采用主河床泄洪閘+兩岸堆石壩+左岸引水發(fā)電廠房的樞紐布置格局。1.2.1上壩址樞紐布置(1)首部樞紐首部樞紐由泄洪沖砂閘、右岸堆石壩及左岸發(fā)電廠的進水口等部分構成,壩頂高程897.00m,校核洪水位895.20m,正常蓄水位891.50m。最大壩高17m,壩頂長度260m。泄洪沖砂閘布置于河床左岸緊靠山體,最大泄量3000m3/s,共5孔,每孔閘室凈寬10m。由閘室段,消力池段和海漫組成，(2)發(fā)電引水建筑物發(fā)電牽引式供水的建筑物主要布置在左岸,并且是采用了一洞三機的聯(lián)動供水模式。發(fā)電引水的建筑物主要包括進水嘴、引出的隧洞、調壓井以及帶有高強度的壓力型鋼管。發(fā)電洞全長19880m,最大引水流量259.5m3/s。隧洞的直徑一般為10.5m,二類圍巖噴涂鋼筋混凝土12cm,三、四類隧洞圍巖一般采用鋼筋混凝土作襯砌,其厚度0.4~0.7m。高壓管道段直徑為8.6m。調壓井的結構為阻抗式,調壓實驗室的直徑35m,阻抗孔的直徑4.8m,鋼筋砼作為襯砌。調壓井最低水位918.45m,最低水位854.80m,調壓井頂面平均高程920.00m。(3)發(fā)電廠房該廠區(qū)的建筑群布置在白龍江左岸的河灘上。布置為有主副工廠、尾水溝、開關車站及其他附屬的建筑物。廠區(qū)基礎為砂卵礫石層,廠區(qū)地面高程838m,下游校核水位836.25m。主廠房尺寸為47.5m×21.6m×45.8m(長×寬×高),安裝間位于機組段右側,與主廠房同寬,長24m。該廠在廠區(qū)內分別布置了三臺獨立的單容量38.3mw的水輪風力發(fā)電機組。由于各壩址電站廠房布置相同。因此工程量不影響壩址比較。1.2.2中壩址樞紐布置(1)首部樞紐首部交通樞紐由泄洪沖砂閘、右岸堆石壩及火力發(fā)電廠的進水口等部分構成,壩頂高程897.00m,校核洪水位895.20m,正常蓄水位891.50m。最大壩高17m,壩頂長度190m。泄洪沖砂閘布置于河床左岸緊靠山體,最大泄量3000m3/s,共3孔,每孔閘室凈寬12m。由閘室段,消力池段和海漫組成。(2)發(fā)電引水建筑物發(fā)電牽引式供水的建筑物主要布置在左岸,并且是采用了一洞三機的聯(lián)動供水模式。發(fā)電引水的建筑物主要包括進水嘴、引出的隧洞、調壓井以及帶有高強度的壓力型鋼管。發(fā)電洞全長18562m,最大引水流量259.5m3/s。隧洞的直徑一般為10.5m,二類圍巖噴涂鋼筋混凝土10cm,三、四類隧洞圍巖一般采用鋼筋混凝土進行襯砌,其厚度為0.3~0.7m。高壓管道段直徑為8.6m。調壓井采用阻抗式,大井內徑35m,阻抗孔內徑4.8m,調壓井最高水位917.53m,最低水位855.00m,調壓井頂面高程919.00m。(3)發(fā)電廠房廠區(qū)建筑物布置同上壩址方案。1.2.3下壩址樞紐布置首部樞紐布置格局、泄水建筑物及電站進水口布置基本同中壩址方案該工程壩址河道的主流在右岸,因此,3孔泄洪沖砂閘布置在河道右岸,左側為擋水壩及電站的進水口,堆石擋水壩長92m。發(fā)電牽引式供水的建筑物主要布置在左岸,并且是采用了一洞三機的聯(lián)動供水模式。發(fā)電引水的建筑物主要包括進水嘴、引出的隧洞、調壓井以及帶有高強度的壓力型鋼管。發(fā)電洞全長18174m。調壓井位置、型式及壓力管道布置與中壩址基本一致。壩址比選對上、中、下壩址從大壩的布置、水力學、設計、運營、經(jīng)濟等各種環(huán)境因素進行的綜合評價。由于其下壩址在技術上具有特殊的地質環(huán)境條件、施工設備條件、運營環(huán)境條件相對較好等明顯的優(yōu)勢,直接建設的投資金額較少,因此選擇下壩址作為其推薦的壩址。具體見圖1.2圖1.2壩址比較：下壩址樞紐布置平面圖首部樞紐布置由沖沙閘、泄洪閘、堆石副壩及引水發(fā)電建筑物組成，壩頂高程895.50m，最大壩高19m。泄水建筑物布置在河床右岸的主河床位置，由1孔沖沙閘、3孔泄洪閘組成，泄水建筑物壩段總寬度57.80m，順水流方向總長度30m。沖沙閘共設1孔，布置在河床最右側，孔口凈寬6m，邊墩厚1.5m，進口底板高程879.50m，設弧形工作門和平板檢修門各一扇，孔口尺寸分別為6m×7m、6m×9m；3孔泄洪閘緊靠沖沙閘左側布置，單孔凈寬10.6m，邊墩厚1.5m，進口底板高程879.50m，設平板工作門和平板檢修門各一扇，孔口尺寸為10.6m×12m。左岸副壩采用堆石壩，壩段長81.10m，壩頂寬度6m，上游壩坡1:1.5，下游壩坡1:1.6，采用復合土工膜防滲，電站進水口布置在壩前右岸邊，緊鄰沖沙閘。1.3樞紐布置橙子溝水電站推薦方案樞紐布置格局為:下壩線首部樞紐+右岸引水系統(tǒng)+上廠址岸邊廠房。首部泄水樞紐的整體布置主要包括有有左右岸兩孔泄水型主體建筑物(1孔泄水沖砂閘、3孔泄水溢洪閘)、左岸泄水堆石壩、右岸岸邊式水力發(fā)電廠的首部進水口等二十多種類型的泄水建筑。壩頂最大高程895.5m,最大壩高19m。擋水建筑物為左岸堆石壩,緊靠沖沙閘布置;泄水建筑物包括1孔沖沙閘、3孔泄洪閘。沖砂閘和二期泄洪排水泵主要兼二期排水導流、泄洪、拉沙兩個大部分于水為一體,布置于黃河右岸的主要支流河床上;該型水電站的二期進水口一般都是布置于泄洪壩前的黃河右岸,為岸邊一個帶有渦流高壓的大型進水口。電站生態(tài)用水靠右副壩內設置的放水管排放。引水發(fā)電隧洞沿中國白龍江西北岸向海岸東南方向進行布置,引水隧洞發(fā)電隧道系統(tǒng)引水隧洞隧道全長約17.2km,引用的水流量壓力q=259.50m3/s,調壓井前的兩個引水發(fā)電隧洞隧道全長17051.97m,為一個不具有一定壓力的引水發(fā)電隧洞,縱向斜坡傾斜時效率大約為0.1943%。引水式室內圍巖圍墻隧洞一般呈一個個的圓形圍墻斷面,ⅲ、ⅳ等五類室內圍巖隧洞采用優(yōu)質單層鋼筋混凝土全圍墻斷面斷層砌筑或優(yōu)質磚石式圍墻斷層砌筑素襯,開挖后室內洞徑分別為11.3m、11.7m、11.1m,襯砌后的室內洞徑均一般設計為10.5m,洞內平均最大流速3.01m/s;ⅱ類室內圍巖一般設計采用底部分層素襯及頂部分層噴涂的鋼筋混凝土材料進行分層襯砌,開挖后室內洞徑一般設計為11.56m,襯砌后的室內洞徑一般設計為11.26m,洞內平均最大流速1.21m/s。調壓井一般稱為阻抗式調壓井,調壓井的大室斷面寬度d=35m,阻抗式涌波孔的直徑約為4.8m,調壓井的底部高程855.00m,井頂表層外露,井頂高程923.50m,最高涌波水位916.79m,最低涌波水位855.83m。調壓井的主體大室高度68m,采用優(yōu)質鋼筋混凝土材料襯砌,其襯墻厚度一般為1.0m,同時采用固結或灌漿的方式進行補強和防滲,阻抗孔內徑4.8m。調壓井后再進行連接一根新的壓力管型鋼管,壓力管型鋼管的兩根主管連接直徑c/d=8.6m,支管的連接直徑4.3m,主管與支管采用"卜"型鋼岔管連接。橙子溝風力水電站一期廠房建筑類型主要為引水右岸混流引水式岸邊明亮型廠房,廠內共設計安裝三臺引水混流式大型風力發(fā)電配套機組,單機發(fā)電容量38.33mw,總綜合發(fā)電能力115mw。主安裝廠房機組全長71.5m,寬21.6m