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水利工程论文-Cana Brava工程的设计和施工特性.doc

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水利工程论文-Cana Brava工程的设计和施工特性.doc

水利工程论文CanaBrava工程的设计和施工特性摘要450MW的CanaBrava水电工程位于巴西Goias州Tocantins河上,由于它的第一套机组在36个月之内投入运行,从而在设计和施工方面创下了记录。本文将就其主要设计和施工特性及有关的决议做出阐述。关键词CanaBrava工程设计施工特性Tocantins河是亚马逊地区的主要河流之一,它的流向大致是由南向北,流域面积约767000km2。这条河流从其发源地巴西尼亚附近的巴西高原至其河口亚马逊河河口全长约2500km,由于它的规模、地理位置和特性,使其成为巴西Tocantins河的水力资源从二十世纪八十年代中期开始就一直处于开发中,譬如,象Tucurui(8370MW)水力发电工程等一系列的大型水利工程项目。其它的已建造或正在建设中的工程项目包括902MW的Lageado工程项目最近也得到批准,450MW的PEIXE工程和240MW的SAO萨尔瓦多工程项目正处于最初的施工阶段。在上游河段,拥有大型可调节水库的1200MW的SerraDaMesa水电站从1998年就开始动工,450MW的CanaBrava水电工程项目,与其第一套150MW水轮机组于当年五月份开始动工。其它的象Estreito,Maraba和Serra河谷工程,正处于调研阶段,其中任何一个工程的发电能力都要超过1000MWCanaBraba水利工程位于Goias州Tocantins河上,在巴西尼亚以北约300km处。该项目由巴西STractebelEnergia(以前是Gerasul)拥有和经营。该项目的设计、施工和安装是由工程设计和施工组织(EPC集团)来实施,与业主之间签定合同,实行总价承包。EPC集团由Intertechne组成,主营工程和设计。该项目的资金来源包括IDB(泛美开发银行)和Bandes(巴西开发银行)。该工程的建设,从最初的选址,到第一台机组正式运行,历时36个月,比原计划提前了4个月。1坝址的描述CanaBrava工程所在地Tocantins河下游流域面积57777km2,其长期的平均流量是902km2/s,PMF设计的流量水位图最高是17800km2/s。CanaBrava工程的PMF流量研究考虑到了该工程所在地上游SerraDaMesa水库具有非常大的流量调节能力。CanaBrava工程的PMF水位图考虑了SerraDaMesa水库(高水位时)的洪水过程线以及在SerraDaMesa与CanaBrava之间无控制流域增加的洪水。CanaBrava河流导流的洪水频率分析考虑了SerraDaMeesa水电站的运行特性,溢洪道的泄洪能力、两个水电站一该地区的季节性流量分布很有规律,汛期是九月份至四月份。为了该项目的设计和建造进行了每月和季节性的洪水频率分析。这些研究的一个重要特征与一种事实有关,那就是CanaBrava工程开始的时候这个巨大的水库仍在蓄水,大水泄洪时的巨大能量,及建造过程中的水文风险的再评估,这些都将在下文说明。这个项目的地址并没有特殊的地形特性。在这条河较直的河段上有比上游和下游更加突出的坝座,按容量和布局来说比其它构造的坝轴线更加经济。最初的河流研究考虑到有计划地进行梯级水力发电工程的开发,最终决定电站的大致位当地的地理概况很复杂。2工程的描述CanaBrava水力发电的初步研究作为该流域潜能研究的不同阶段和项目的可行性研究从七十年代的早期到八十年代的中期间断性地进行着。八十年代后期Furnas(联邦政府)又进行了更加详细的研究,得出了该项目的主要特性,譬如大坝的轴线、水库的最大容量和能量输出。按照流域的设计水平,Furnas后来又进行了更广泛的调研。1994年进行了项目规划的准备,包括RCC大坝、溢洪CCB通过他的公司成员,审查并修改了当前的基本设计,扩展了坝址的调查,并准备了一个替代方案。保持总体发电量,但减少机组数量,由4112.5MW减少为3150MW该工程设计最终选定一套方案。水库正常运行最大水位为333,除了每日的蓄水量以外,流量调节无泄降。混凝土建筑物顶部高程为335,填土坝高出1m,高程为336。坝轴线最深点基岩高程为254,坝体最大高度为71m采用的最终设计与最初设计之间主要的不同在于,除了在机组数量上减少之外,即是电站厂房和溢洪道更加靠近右岸,使主体混凝土结构的开挖工作能够尽快启动,电站设备的安装尽早开始。在初设与最终采用方案之间还有另外一个重要的不同,就是在导流隧洞独立结构的设计上,使第二导流阶段的开始将不受1.三座发电厂房有3个单独的进水口,暴露的压力钢管和一座装有3套150MW2.表孔溢洪道靠近发电厂,构成6个弧形闸门,每个15m宽,20m高,在水库最大洪水位334情况下,设计泄洪能力为17800m3/s3.靠近溢洪道有5个导流隧洞,河水在第二个施工阶段流经。其中4个均为5.5m宽,11m高,其余的1个用于下游平衡性泄放,为4m宽,6m4.一座RCC坝横跨两岸混凝土结构的余部,左岸一侧,从导流隧洞到河流左岸5.两个土坝,坝座靠近主体轴线3366.两个独立的土堤,在水库边岸的较低点,一个在主体结构的右侧,具有较小的体积,另外一个距水库4km3施工期间河水导流和控制在CanaBrava工程中的最终设计理念的采用,是建立在设计者、施工单位与供需方之间紧密合作基础之上。这一综合性方案当然具有主体上的优势,并在导流渠道设计为两个阶段。第1阶段,自然河渠可以单独考虑,在右岸的一个足以进行坝基施工活动的区域内,进行RCC坝的右侧部分、发电厂、溢洪道、引水结构以及引水渠和引水隧洞到发电厂的开挖。由粘土心墙堆石坝构成的纵向围堰在初期干旱季节(1999年7月-9月期间)建造,围堰顶部高程295,具有100第2阶段导流,由一土石坝截流,河水通过导流隧洞,之后建造截流戗堤,直到构成上游围堰。下游围堰的建造也要在河流左岸的一个区域内建造RCC坝和最初对第二阶段导流的设计假设渠道的截流是在干旱季节进行,RCC大坝要在雨水季节到来之前达到上游围堰顶部高程。如果洪水大于上游围堰的防预水平,在围堰与RCC大坝坝体之间要小心注水,围堰与RCC坝体应该超出注水高度而不发生危险,洪水过后,超出的面积应该被清除并恢复施工。这个程序已经被成功地应用于巴西的其它工程。第二阶段上游围堰设计的干旱季节洪水水位为1∶5004工程结构主体结构的典型断面示于图1。上述的RCC坝,包括3个部分。右岸部分为75m长,溢洪道与发电厂之间的一段为15m,河流左岸为217m长。最后达到最大高度为71m典型横断面与垂直上游面重力型混凝土坝相符合,在较高的坝段或不利的坝基几何形态区域,是稍有倾斜的上游段。在较高部位,下游面坡度为1V∶0.67H到1v∶0.7H,在较低部位为1V∶0.89H到1V∶1.0H。RCC的建筑是分层铺设,

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