沙滩水电站工程施工设计综合说明.docx

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1、沙滩水电站工程施工设计综合说明1.1 绪言沙滩水电站位于梧州市苍梧县北部的沙头镇境内，电站厂房布置在东安江枫木冲支流大桂冲右岸，位于沙滩村下游约300m处，系混合式水电站。电站厂房距沙头镇政府所在地25km,距离苍梧县城99km,距离梧州市91km。有县级公路从梧州市到沙头镇。东安江属西江水系贺江支流的一级支流，发源于贺州市八步区南部大桂山东南麓的大桂冲，大桂冲和石川冲在叹花汇合后称为枫木冲；枫木冲与东安江另一支流塘湾河在距沙头镇2km处的横江汇合后称为东安江，自北向南流，经苍梧流入广东封开，在大洲与贺江主流汇合后流入西江。东安江由发源点到出口，河道总长168km,坡降为191%,流域面积21

2、65km2o大坝区域所在地均为荒山及松杂林，库区内无工厂、矿山及其他建筑，其水源主要是东安江的支流大桂冲和石川冲降雨量形成的径流。规划电站为混合式电站，总集雨面积为240km2,多年平均流量8.13m3So装机容量26300kw,设计水头81.0m,引水发电流量17.44m3s,多年平均发电量4153万kw.ho沙滩水电站工程是一个以发电为主的水电枢纽工程。电站主要由两个水库、两条引水系统、发电厂房和升压站组成。两座水库分别为石川冲引水坝水库和大桂冲主坝水库，两水库正常水位分别为208.0Om和205.OOmo石川冲引水坝和大桂冲主坝坝址分别位于石川冲和大桂冲上。电站厂房位于大桂冲右岸，距离沙

3、滩村约300m。引水隧洞长3.277km,洞径D=3.0m；发电隧洞长3.456km,洞径D=4.0m。调压井内径8.0m,井高36.8m,压力钢管长44m,内径2.5m。主坝、引水坝水库工程规模均为小型，工程等别为IV等，永久性主要建筑物大坝、泄洪等建筑物为4级；电站工程规模为小型，工程等别为W等；厂房及引水建筑物为4级，临时性建筑物为5级。大坝洪水标准：设计洪水标准50年一遇(P=2%),校核洪水标准500年一遇(P=0.2%);电站厂房洪水标准：设计洪水标准30年一遇(P=3.33%),校核洪水标准100年一遇(P=1%)。工程动态总投资10922.17万元，多年平均发电量4153万KW

4、.h,动态单位千瓦投资8668元kW,单位电能投资2.63元/KWh,总工期一年半，回收年限10.12年。沙滩电站已经苍梧县人民政府同意，由广东连南县连上水电发展有限公司出资兴建。本级电站建设资金已筹措到位，并已开始电站建设的部分前期工作。受业主委托，我院承担沙滩电站工程的勘测设计。1.2 水文气象1.2.1 流域概况沙滩水电站发电厂房布置在东安江枫木冲支流大桂冲右岸，位于沙滩村下游约30Om处，。东安江属西江水系贺江支流的一级支流，东安江发源于贺州市八步区南部的大桂山东南麓的大桂冲，大桂冲和石川冲在叹花汇合后称为枫木冲；枫木冲与东安江另一支流塘湾河在距沙头镇2km处的横江汇合后称为东安江，自

5、北向南流，经苍梧流入广东封开，在大洲与贺江主流汇合后流入西江。东安江由发源点到出口，河道总长168km,坡降为191%。，流域面积2165kA沙滩水电站引水总集雨面积为240km2,其中引水坝址石川冲以上集雨面积109km2,主坝址以上大桂冲集雨面积131km2o沙滩水电站多年平均流量8.13m3s,年径流总量2.565亿m3o1.2.2气象苍梧县位于北回归线的南北两侧，地处亚热带季风气候，处于海洋性气候与大陆气候的过渡地带，气候的主要特点是雨量充沛，气候温和，雨热同季。根据苍梧县气象站资料统计，多年平均降雨量1482.7mm,最大年降雨量1925.9mm（1961年）,最小年降雨量1002.

6、9mm（1977年）。全年降雨量分布是：46月最多，1112月最少。降雨量空间分布是山区多，平原少，北面多，南面少。多年平均气温21.2,极端最高气温39.9C（1989.7.17）,极端最低气温-2.4C（1957年2月11）；多年平均蒸发量1420.9mm；多年平均风速1.6ms,多年平均最大风速14.3ms,最大风速17m/s（1956年4月8）。1.2.3径流东安江流域内无水文站及资料，邻近流域水文站有富罗水文站和信都水文站。富罗水文站位于坝址西南方向直线距离35km,控制集雨面积68Ikm2,是沙滩电站控制集雨面积的2.90倍；信都水文站位于坝址东南方向直线距离25km,控制集雨面积

7、6340km2,是沙滩电站控制集雨面积的26.98倍。而从广西水文降雨等值线图上看，170OnInI降雨等值线均穿过电站汇流区和以上两水文站，与本电站形成降雨的气象条件也基本相同，但富罗水文站控制汇流面积与本电站汇流面积相差较小，故选择富罗水文站作参证站。富罗水文站有1958年至2004年实测径流系列资料，考虑集雨面积、降雨量、径流修正后，将富罗水文站年径流比拟至电站坝址，得出沙滩水电站坝址1958年至2004年径流系列资料。根据富罗水文站实测径流系列资料，计算出两个坝址1958年至2004年共47年的流量系列，把年径流量由大到小排队，计算各年径流量的经验频率，点绘于频率曲线坐标系统中，并计算

8、坝址多年平均流量。根据经验点据，选配合适的理论频率曲线，用适线法，最后采用Cv=0.36,Cs=2Cv的皮尔逊I型曲线适线，年径流各频率流量值如表1-2-1,表1-2-1坝址年径流计算成果表系列年数均值Q(m3/s)CvCs/Cv流量(m3s)10%15%20%50%80%85%90%478.130.36212.0411.1410.457.785.645.194.6712.4洪水(1)坝址设计洪水由于坝址附近无实测水文资料，故洪水计算根据广西暴雨径流查算图表中的瞬时单位线法及广西中小河流设计洪水计算方法研究中的推理公式法两种方法推求坝址及厂址处的设计洪水。两种方法计算成果相差不大，经综合分析后

9、采用瞬时单位线法成果。各频率洪峰流量值见表1.2-2o表1.2-2各坝址洪峰流量成果表坝址名称集雨面积F(km2)洪峰流量(m7s)0.2%0.5%1%2%3.33%5%10%20%引水坝109137112671112945842738663527主坝1311596136312331056939867732576(2)施工洪水各坝址施工期的设计亦采用暴雨计算洪水方法进行，其成果见表1.2-3o表1.2-3沙滩水电站各坝址洪峰流量计算成果表坝址名称洪峰流量(m7s)10月至次年3月11月至次年3月20%10%5%20%10%5%引水坝址821793023982152主坝址932163304696

10、18512.5坝、厂址水位流量关系根据实测横断面采用河道水力学方法推求，计算时河道糙率取0.030.04o坝、址水位流量关系水位-流量关系曲线计算成果见表2.7-1o1.3 地质本区域地势地势属中高山区，山顶海拔高程5001000m,最高大桂山顶1068m,河谷两侧以低山为主，海拔高程13040OnI之间，地势相对高差10025Onb从分水岭到河床，地形由高变低，两岸沟谷水系发育，冲沟呈树枝状分布，河床呈“V”字形，大部分不对称，岸坡自然坡度2050。总的来看，流域地势为北高南低，属侵蚀型地形地貌景观，其高中低山树木杂草丛生，植被覆盖率良好，水土不易流失。区域地层有上古生界，下古生界，次为第四

11、系覆盖层坡积残积粘土夹砾，碎石土和河冲沟砂卵石，粉砂土淤泥。区域构造处于南岭东西向褶皱带大冲顶背斜，坝区构造线呈北东走向，区内3、F2断层，后期无复活迹象，对坝址无危害。总的看区域地质构造稳定性较好。测区地震动峰值加速度为0.05g,地震反应谱特征周期为0.35s,相对的地震基本烈度为6度。库区地貌属中高山区，库周山顶高程一般为200-400m,相对高差约IOO-200m；山坡自然坡度2050；河床深切,河谷断面多呈不对称的“V”字型，岸坡较陡；未发现有大滑坡、大崩塌和塌陷等不良地质作用。库周地形封闭条件较好，无单薄分水岭地形，坝区附近无河弯地形；无可溶岩渗漏通道；砂岩和泥岩等隔水性能好，地下

12、水分水岭高于正常蓄水位；有F2逆断层穿越库区，F2逆断层在大桂冲水库尖灭，最低处应为大桂冲河段，故即使渗漏也是流入大桂冲水库，故库区无邻谷渗漏问题。水库周边为岩石山体，植被良好，无滑坡山崩等不良地质作用，不存在坍岸问题，回水库岸基本为岩石，稳定条件良好，无坍岸问题。大桂冲主坝和石川冲引水坝坝址地形条件较好、基岩的风化深度较浅、卵石层厚度较薄、地质构造简单。坝址岸坡均未见崩塌、滑坡、泥石流等不良地质作用。未发现大的构造形迹，场地稳定性较好。河床大部分裸露砂岩，岩石透水率小，坝基稳定性良好，亦无坝基严重漏水问题。两坝肩基本置于弱风化层砂岩上，稳定条件较好，亦无绕坝严重渗漏问题。弱风化岩体为弱透水性

13、，但弱风化层局部透水率达20301u,属中等透水性，存在一定渗漏问题，需防渗加固处理。引水隧洞及发电隧洞进、出口段附近均无滑坡等不良地质作用。沿隧洞线范围未见大的断层，地下水类型为砂岩和泥岩裂隙水。隧洞进口段主要为强风化、弱风化岩体；洞身段围岩大部分为微风化岩体。隧洞进出口段为W、V类围岩,洞身段主要为I类围岩。电站厂房场地土层较薄，下部为强风化砂岩和弱风化岩体，厂房基础置于弱风化岩体上，弱风化岩体强度可满足其抗滑、抗变形稳定要求。天然建筑材料的土料、砂砾料、石料的储量和质量满足工程建设需要，可就地取材，采运方便。1.4 工程任务和规模1. 4.1工程任务考虑南方电网对电力的大量需求，本电站拟

14、作为西电东送项目之一，现阶段以送电至广东为主。1.2.2 水库水位选择(1)正常蓄水位选择沙滩电站由石川冲引水坝水库和大桂冲主坝水库组成，两水库水位在185m以上既淹没有耕地，也淹没有房屋。石川冲引水坝水库水位在185m210m间淹没相差不大；大桂冲主坝水库水位在208m以上淹没较大，因此，大桂冲主坝水库正常蓄水位应控制在208m以下。根据坝址地形、地质条件，综合考虑发电、水库淹没、施工条件，工程投资等因素，本次设计大桂冲主坝水库正常水位选择185m、190m、195m、200m和205m共5个方案进行比较，经技术经济比较选定大桂冲主坝水库正常水位为205.OOmo经上下坝引水隧洞水面线计算，

15、石川冲引水坝水库正常蓄水位确定为208.OOmo（2）最低发电（运行）水位沙滩水电站为旬调节水电站，最低发电水位主要根据水库最佳消落水深、水库泥沙淤积情况、水轮机最小水头及地形地质条件并结合建筑物布置确定，经综合考虑，本电站大桂冲主坝水库最低运行水位为195.00m,石川冲引水坝水库引水最低运行水位为197m01.2.3 装机规模选择根据水轮机型号和年利用小时数，初拟装机容量为2X6300=i2600kw和2义5000二IooookW两种方案进行比较。根据方案比较结果，推荐26300=12600kW装机容量方案，多年平均发电量4153万kWh其中枯水期发电量1122万kWh,保证出力（P=80%）1358kW,年利用小时为3296小时。1.2.4 回水计算根据电力部水电工程水库淹没处理规划设计规范D1/T50641996规定,淹没区设计洪水标准:耕地为P=20%；林地为高于正常蓄水位0.5ni；农村居民迁移线按20年一遇设计洪水标准且高于正常水位1.Omo以水库正常蓄水位为起推水位，各频率洪