沙滩水电站工程工程布置及主要建筑物设计方案.docx

《沙滩水电站工程工程布置及主要建筑物设计方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《沙滩水电站工程工程布置及主要建筑物设计方案.docx（69页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、沙滩水电站工程工程布置及主要建筑物设计方案1.1 设计依据1.1.1 工程等级及建筑物级别沙滩水电站工程是一个以发电为主的水电枢纽工程。枢纽工程的主要建筑物有大桂冲主坝、石川冲引水坝、引水隧洞、发电隧洞、压力钢管、发电厂房及升压站等。大桂冲主坝水库正常蓄水位201.0Om时相应库容670万m3,校核洪水位206.79m时相应库容753万n?；石川冲引水坝水库正常蓄水位208.00m时相应库容538万A校核洪水位209.93m时相应库容612万n?。电站总装机容量12600kW0根据水利水电工程等级划分及洪水标准(S1252-2000)规定，主坝、引水坝水库工程规模均为小型，工程等别为IV等，永

2、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IV等；厂房及引水建筑物为4级，临时性建筑物为5级。按照水利水电工程等级划分及洪水标准(S1252-2000)规定，采用洪水标准如下：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=O.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%)o1.1.2设计基本资料1.1.2.1水位、流量资料(1)大桂冲主坝正常蓄水位205m,相应库容670万m3；最低发电水位195m,相应库容310万m3；P=2%设计洪水位205m,闸孔泄洪量1056f7s;

3、P=O.2%校核洪水位206.79m,相应总库容753万m闸孔泄流量1556m7so(2)石川冲引水坝正常蓄水位208m,相应库容538万最低引水水位197m,相应库容216万m3；P=2%设计洪水位208m,闸孔泄洪量945m7s;P=O.2%校核洪水位209.93m,相应总库容612万,闸孔泄流量1371m3so(3)电站厂房下游最低发电尾水位：117.2m；正常尾水位：117.5m；P=3.33%设计尾水位：123.7m；P二1%校核尾水位：124.90m。11.2.2地质资料(1)地震烈度本工程区地震动峰值加速度小于0.05g,反应谱特征周期为0.35s,相当于地震基本烈度为VI度，按

4、水工建筑物抗震设计规范(S1203-97),可不进行抗震设计。(2)主要建筑物地基特征参数坝址：建基面坐落于弱风化砂岩上，坝基抗剪断摩擦系数f=1O,凝聚力1=07MPa,允许承载力标准值R=4.0Mpao发电厂房：建基面坐落于弱风化砂岩上，基础摩擦系数为0.45,基础的承载力为4.0Mpa01.2工程选址及工程总体布置1.2.1 坝型及坝轴线的选择1.2.1.1 坝型比较本电站为混合式水电站，所在河流属山区河流，河床比降大，两岸岸坡较陡，水库处在长条峡谷中，坝址河谷左岸坡度为4560,右岸坡度为50o70o,有良好的隔水性，未发现有断层破碎带通过，河床出露砂岩，部分岩石坚硬完整，是比较理想的

5、建坝之地，根据现场查勘，拟以下几种坝型进行比较：拱坝方案：拱坝有工程量较少，投资省，外形美观的特点，但两水库坝址河段河谷面均较为宽浅，且两岸不对称，河谷宽高比均接近于3.0,只适合修建中厚拱坝，另外拱坝对地质要求比较高，地基处理难度较大，拱坝施工复杂、技术要求高，需严格控制坝体的碎浇筑温度。根据类似工程经验，中厚型拱坝在工程造价上与重力坝相比也没有多少优势。土石坝方案：坝址附近没有适宜的地方修建溢洪道，若开挖溢洪道则工程量较大，且当地土料储量不丰富，故该方案不可取；重力坝方案：混凝土重力坝和浆砌石重力坝都能充分利用当地的自然条件，泄洪问题易于解决，施工导流容易。混凝土重力坝可以采用机械化施工，

6、施工方便快捷，但水泥消耗量较大；浆砌石重力坝可以节约水泥用量，在地质条件满足的情况下，对河床的断面形状的要求不是很高，且当地石料比较充足，可满足建坝石料的需要。浆砌石的缺点是工程量较大，工期长。综合坝址地形和地质条件以及当地材料和施工条件等拟选浆砌石重力坝作为推荐坝型。1.2.1.2 坝轴线比较根据初步地质勘测工作，拟定两个主坝轴线作为比较，上坝址位于咸菜儿村下游约15On1处，该轴线位置河道狭窄,底部有多处基岩裸露，岩层比较完整，左岸地表土覆盖较浅,右岸相对较深；下坝址距上坝线约1.5km,该轴线处河道河道相对较宽，右岸较陡，左岸相对平缓，河底多处砂岩裸露,岩层比较完整，左岸覆盖层较厚。两个

7、坝土建投资对比见下表1.2-1o表1.2-1上下坝址方案投资对比表坝址方案引水隧洞(km)最大坝高(m)坝碎(m3)坝体M7.5浆砌石(m3)开挖土石方(m3)隧洞土建投资(万元)坝土建投资(万元)土建投资合计(万元)上坝址3.4648161934961812612176816013369下坝址2.0958220019386522335123723353572根据上表可以看出，上下坝址地质条件相差不大，上坝址方案虽然隧洞长度增加了1.37km,但坝的高度比下坝低IOm,上坝的坝顶长度和坝高都要比下坝要小，从对比表中可以看出，上坝方案土建投资比下坝方案投资省203万元，在其他条件相差不大的情况下

8、，上坝方案优于下坝方案，故选上坝线作为推荐。1.2.1.3泄水方式的选择溢流重力坝既要挡水又要泄水，不仅要满足稳定和强度要求，还要满足泄水要求。因此，需要有足够的孔口尺寸、较好体形的堰型，以满足泄水的要求；并使水流平顺，不产生空蚀破坏。本水库工程规模为中型，为使水库有较大的泄洪能力，本项目设计采用开敞式溢流。开敞溢流式除泄洪外，它还可以排除体积比较大的漂浮物。堰顶可设闸门，也可不设。不设闸门时，堰顶高程等于水库的正常高水位，泄洪时库水位壅高，从而加大了淹没损失，但结构简单，管理方便，适用于泄洪量不大、淹没损失小的中小型工程；设置闸门的溢流坝，闸门顶高程大致与正常高水位齐平，堰顶高程较低，可利用

9、闸门的开启高度调节水位和下泄流量，同时淹没损失比较小。闸坝方案和无闸开敞溢流式方案工程投资比较见如下表1.2-2O表12-2大桂冲主坝上坝址闸坝方案和开敞式溢流坝方案比较表T击r+m-fc*，D1.工E故r#C兴痣4七安TC当少AVomnomn2-4-V柠T(D-OOZ、OA1八O1(1(矽、(D-OOZ、oner7O11匚公-4-zr-trr1OC1O1匚公QC必e311Q1701Qr,(r7匚U夕讣zca1o701QA源:犯圭什44,会、匚111jj1tp1fzv,(rr3、公ICr7r7Cu工ArrA0/1QQ息。士珈(=7.1111n-UZi-次(T7弃、1CC11OOQ冰显d4(on

10、noCOCQC全计(万元)2053.092349.35从表12-2可得知，闸坝方案土建造价1601万元，淹没补偿340.92万元，金属结构I1117万元，合计2053.09万元；开敞式溢流坝土建造价1823万元，淹没补偿526.35万元，合计2349.35万元；闸坝方案投资比开敞式溢流坝方案少296.26万元，故推荐闸坝方案。12.2隧洞洞线选择1.2.2.1引水隧洞结合现场勘查勘探及地形情况，选择了两条洞（渠）线三种方案进行比较。洞线布置详见“总体平面布置图”（沙滩初一总平一01、02）,隧洞断面结构详见附图。三种方案比较如下：方案（1）：低压隧洞低压洞线进水口位于石川冲引水坝上游左岸50m

11、,为塔式进水口，底板高程192.OOmo洞径D=3（,流速V=141ms,设计引水流量按Q=8.0m3s计，比降i=0.0006,出口位于主坝上游右岸，隧洞长度3277mo为保证隧洞的围岩稳定和工程安全，隧洞进出口50m洞段及HIV类围岩采用I型断面即采用C20混凝土衬砌，衬砌厚为0.3m,I、II类围岩采用II型断面即采用C20喷碎衬砌防护。洞线所处山体高程大部分均在海拔250m以上，均能满足垂直和侧向岩层最小覆盖层厚度的要求。方案（2）：无压隧洞洞线走向与方案（1）相同，为塔式进水口，底板高程201.50mo隧洞断面为马蹄形，流速V=1.35ms,过水流量Q=8.74m3so,比降i=0.

12、0009,出口位于主坝上游右岸,隧洞长度3277m。隧洞进出口50m洞段及IV类围岩采用I型断面即采用C20混凝土衬砌，衬砌厚为无压隧洞断面I有压隧洞断面I有压隧洞断面II引水明渠断面附图引水隧洞及明渠断面结构图单位：mm0.3m,I、II类围岩采用型断面即采用C20喷碎衬砌防护。隧洞断面面积10.42m%洞内水深h=250m,过水断面面积为7.97m2,隧洞断面水面以上面积为2.45m210.42m2=23.5%15%,且水面至洞顶的净高1.1m0.4m,满足小型水力发电站设计规范(GB50071-2002)第1.1.13.2条要求。洞线所处山体高程大部分均在海拔250m以上，均能满足垂直和

13、侧向岩层最小覆盖层厚度的要求。方案(3)：明渠+无压隧洞无压洞线进水口位于石川冲引水坝左端，为坝式进水口，底板高程201.50mo进水口之后布置引水明渠沿着石川冲引水坝下游左岸山体环山约201.0m等高线修筑，比降i=0.00067,长约415m,在石川冲引水坝下游约370m处与无压隧洞连接。隧洞长约2846m,比降i=0.0009,出口位于主坝上游右岸。隧洞进出口50m洞段及IV类围岩采用I型断面即采用C20混凝土衬砌，衬砌厚为0.3m,I、II类围岩采用型断面即采用C20喷碎衬砌防护。洞线所处山体高程大部分均在海拔250m以上，均能满足垂直和侧向岩层最小覆盖层厚度的要求。明渠采用梯形断面，

14、流速V=1.42ms,过水流量Q=8.8m7so无压隧洞采用门洞型,流速V=1.35ms,过水流量Q=8.7m3so均满足设计流量Q设尸8.OmVs的要求。隧洞断面面积10.42m2,洞内水深h=2.50m,过水断面面积为7.97m2,隧洞断面水面以上面积为2.45m210.42m2=23.5%15%,且水面至洞顶的净高1.1m0.4m,满足小型水力发电站设计规范(GB50071-2002)第11I3.2条要求。三方案主要经济技术指标比较详见表1.2-3o为便于比较，表中大桂冲主坝水库正常水位和最低发电(引水)水位分别选定为201.OnI和191.0m,相应库容分别为670万和310万里有效调节库容为360万A表1.2-3三方案主要经济技术指标比较表项目单位方案(1)方案(2)方案(3)有压隧洞无压隧洞明渠+无压隧洞水库正常蓄水位m208208208最低发电(引水)水位m197201.5201.5正常蓄水位相应库容万m?670+538670+538670+538最低发电水位库容万疗310+216310+449310+449有效调革库容万布360+322360+8360+899库容系数%2.61.711.71调节特性旬调节周调节周调节装机容量kw12600126001260