河湾梯级电站月牙崖水电站工程初步设计报告－－144页优秀专业设计院设计.doc

- - 甘肃省 永昌县 东河湾梯级电站月牙崖水电站工程 初步设计报告 某某省设计院 - - 甘肃省 永昌县 东河湾梯级电站月牙崖水电站工程 初步设计报告 - - 目 录 1 综合说明.1 1.1 概述1 1.2 水文、气象1 1.3 工程地质5 1.4 工程任务和规模9 1.5 工程布置及主要建筑物10 1.6 水机、金结、采暖通风及消防14 1.7 电气15 1.8 工程管理16 1.9 施工组织设计16 1.10 环境保护、水土保持及安全18 1.11 工程招标建议20 1.12 概算20 1.13 经济评价20 2 水文、气象.27 2.1 流域概况27 2.2 年径流29 2.3 洪水33 2.4 泥沙37 3 工程地质.39 3.1 区域地质概况39 3.2 工程地质条件与评价44 3.3 天然建筑材料及施工用水47 - - 3.4 结论48 4 工程任务和规模.50 4.1 河流规划50 4.2 电力发展规划及工程建设的必要性51 4.3 水利、水能计算55 4.4 电站运行方式及能量指标58 5 工程布置及主要建筑物.60 5.1 工程等别及标准60 5.2 工程选址及工程总布置61 5.3 主要建筑物设计65 6 水机、金结、采暖通风及消防.76 6.1 水力机械76 6.2 金属结构84 6.2.3 压力钢管.85 6.3 采暖与通风85 6.5 消防87 7 电 气.89 7.1 接入系统设想89 7.2 电气主接线89 7.3 厂用电接线90 7.4 主要电气设备90 7.5 自动控制92 7.6 通信92 7.7 防雷保护与接地92 - - 8 工程管理.94 8.1 管理机构及人员编制94 8.2 行政管理及生活区建筑面积94 8.3 主要管理设施95 9 施工组织设计.97 9.1 施工条件97 9.2 天然建筑材料99 9.3 施工导流100 9.4 主体工程施工100 9.5 施工交通及施工总布置102 9.6 施工总进度103 10 环境保护与水土保持.105 10.1 环境保护105 10.2 水土保持112 11 劳动安全与卫生.118 11.1 依据和设计原则118 11.2 劳动安全118 11.3 工业卫生121 11.4 安全卫生设施123 12 工程招标.124 12.1 招标范围的确定124 12.2 招标组织形式124 12.3 招标形式124 12.4 标段划分124 - - 13 工程投资概算.127 13.1 编制说明127 13.2 概算附表132 14 经济评价.159 14.1 概述159 12.2 财务评价159 12.3 国民经济评价164 12.4 综合评价165 - - 1 综合说明 1.1 概述 肃南县月牙崖水电站地处甘肃省肃南裕固族自治县境内石羊 河水系东大河中上游，属东河湾梯级电站中的第一座电站，电站 总装机 3600kw，距离永昌县城约 40km。根据防洪标准 (gb50201-94)和水利水电工程等级划分及洪水标准(sl252- 2000)的规定，工程为小(2)型等工程，工程建筑物均按 5 级设计。 月牙崖水电站建成后，通过头坝变电所并入永昌电网运行，对永 昌县和肃南裕固族自治县地方经济的发展，增加地方财政收入， 确保地方工农业与各乡镇企业用电将起重要作用。 根据东河湾梯级水电站工程可行性研究报告，从皇城水 库电站至大干沟水电站之间河段分四级进行开发，依次为月牙崖 水电站、东河湾一级水电站、东河湾二级水电站和东河湾三级水 电站。 随着西部大开发的进程，永昌县工农业生产及人民生活对电 力资源的供需矛盾日趋加剧，为了进快解决能源短缺的问题，受 月牙崖水电开发有限责任公司委托，我院在东河湾梯级水电站 工程可行性研究报告的基础上，于 2007 年 5 月编制完成了东 河湾梯级电站月牙崖水电站工程初步设计报告。2007 年 10 月 17 日，金昌市发改委组织专家对初设报告进行了审查，审查基本 同意初设报告，但对部分问题提出修改意见，我院根据修改意见 对初设报告进行了补充完善。 - - 1.2 水文、气象 1.2.1 流域概况 东大河流域位于祁连山北麓，是石羊河水系的第二大支流,南 以祁连山的冷龙岭为界并与大通河相依，东以西营河为邻，西与 西大河相连，北部是石羊河干流。在北纬 37363810和 东径 1012110324之间，流域内地势由西南向东北倾斜， 可分为三个自然地貌单元：祁连山区和走廊中部山区，祁连山地 势高，海拔高约在 3000m 以上，年降雨量在 300mm 以上；流域 内有皇城、洋翔盆地，皇城盆地地势高面积大，年降雨量在 400mm 以上，是良好的牧场。洋翔盆地位于东大河峡谷中，面积 较小，盆地已开垦为农业区；年降雨量在 200mm 以下，以灌溉农 田为主。 东大河干流上游直河、斜河交汇口以下至东大河旧渠首段河 道，河道总长 30km，总落差 414m，水能理论蕴藏量 42mw。为 充分利用东大河的水资源和水力资源，已在东大河干流皇城滩盆 地出口处修建有皇城水库，其水库的主要作用是蓄丰补枯，与下 游金川峡水库联合调度，以保证下游金昌市工农业用水和东大河 干流上水电站的运行要求。所以经水库调蓄后的下泄流量比较稳 定，对下游东大河的水力资源开发创造了良好的条件。 1.2.2 气象 东大河地处祁连山区，河流地形高差悬殊，深山区海拔高程 25004000m 以上，属寒冷半湿润气候到高寒湿润气候，年平均 气温 1.20.2，最热月七月平均气温 14.313.1，最冷月一月 平均气温-13.1-14.3，年降水量 300600mm，年日照时数 - - 2200h。浅山区海拔高程 20002500m，属寒冷干旱气候和寒冷半 干旱气候，年平均气温 4.61.2，最热月平均气温 17.413.1， 最冷月平均气温-10.1-13.1，年降水量 150300mm，年蒸发 量 12601050mm,年日照时数 22002880h,无霜期 136103d。 1.2.3 径流 东大河径流主要靠降水和冰雪融水补给，产流于山区，耗水 于平原。月牙崖水电站引水枢纽位于皇城水库坝后，区间无支流 汇入，因此，电站年径流的确定直接采用皇城水库径流分析成果。 根据皇城水库调节年度（1954 年 7 月2005 年 6 月）n=51 年径流系列资料，经统计分析参数如下： q09.00m3/s cv0.18 cs=2cv 电站引水枢纽处不同频率年径流成果见表 11，设计年径流 分配成果见表 12。 月牙崖水电站设计年径流成果表月牙崖水电站设计年径流成果表 表 1-1 统计参数 qp(m3/s) f (km2) q0 (m3/s)cvcs/cvp=15%p=25%p=50%p=75%p=85% 10309.000.18210.810.18.917.927.32 月牙崖水电站设计年径流分配表月牙崖水电站设计年径流分配表(调节年度调节年度 76 月月) 表 1-2 月 份 项目 七月 八月 九月 十月 十一 月 十二 月 一月 二月 三月 四月 五月 六月 年平均 (m3/s) 典型年 (1988.71989.6) 20.3 16.8 13.9 13.5 5.75 4.22 5.63 5.45 2.63 5.46 18.1 18.810.9 - - 月牙崖电站p=15% 丰水年流量 20.2 16.7 13.8 13.4 5.7 4.19 5.59 5.41 2.61 5.42 18.0 18.710.8 典型年 (1996.71997.6) 19.51311.1 13.4 8.50 6.81 4.50 3.1902.68 10.1 16.39.09 月牙崖电站p=50% 平水年流量 19.1 12.7 10.9 13.1 8.36.74.43.102.69.916.08.91 典型年 (2001.72002.6) 17.4 8.00 7.78 8.6 11.4 6.29 3.00 3.00 4.52 1.54 5.08 9.157.15 月牙崖电站p=85% 枯水年流量 17.8 8.19 7.96 8.80 11.7 6.44 3.07 3.07 4.63 1.58 5.20 9.377.32 1.2.4 洪水 月牙崖水电站紧接皇城水库坝后电站，引水枢纽紧接坝后电 站尾水渠，电站厂房位于皇城滩水库下游约 3km 处，其控制集水 面积为 1160km2。月牙崖电站引水渠首洪水为皇城水库下泄洪水， 电站厂房处洪水为皇城水库下泄洪水加同频率区间洪水，成果见 表 1-3，分期洪水成果见表 1-4。 月牙崖水电站各设计频率洪峰流量表月牙崖水电站各设计频率洪峰流量表(m3/s) 表 1-3 p (%) 断面位置f（km2） 2%3.33%5%10%20% 皇城水库入库 1030401332280194123 皇城水库出库 1030382332280194123 区间洪水 1303530251811 电站引水渠首 1030382332280194123 电站厂房 1160417362305212134 月牙崖水电站分期洪水成果表月牙崖水电站分期洪水成果表 表 1-4 p（%） 施工分期 10%20% 汛期79月年最大 212134 105月 7552.2 枯水期 35月 7552.2 - - 月牙崖水电站引水渠布置在河道右岸，引水渠桩号 0+840 处 有一无名冲沟。冲沟平时无水，汛期沟道洪水影响渠道安全运行。 无名冲沟洪水主要由暴雨组成，所以采用小流域暴雨洪水计算的 方法瞬时单位线法进行推求，分析成果见表 15。 月牙崖水电站沿线沟道洪水特征值表月牙崖水电站沿线沟道洪水特征值表 表 15 设计洪水 （m3/s） 序号沟道名称集水面积(km2)主流长度(km)河道比降() q5% 1 无名沟 3.84.698.25.8 1.3 工程地质 1.3.1 地形地貌 工程区位于永昌南山凸起带的中部山区，属中山地形，海拔 23002700m。东大河于此间深切古夷平面而成大比降（1/60 1/90）的峡谷，河谷断面多呈“u”型，部分呈“v”型。河谷两 岸发育不对称的河漫滩及侵蚀堆积阶地，其中级阶地发育较完 整，级阶地仅在厂房区附近保留较完整。 1.3.2 地层岩性 根据地质测绘，区内广泛分布第四系不同成因的松散堆积层， 下伏基岩为加里东晚期的花岗岩岩体。 1.3.3 地质构造 工程区位处祁、吕、贺山字型构造西翼反射弧中永昌南山古 凸起带的中部，南依北祁连山脉的冷龙岭，北为马营永昌新 106月 10477.3 36月 10678.7 - - 凹陷盆地。岩浆活动和构造运动复杂且频繁，周边广泛分布有加 里东各期的侵入岩体及各时代地层，以 1/20 万 区域地质图上看 出此间分布多个褶皱构造及区域性断裂，并在燕山运动晚期形成 工程区的顺河断层 f1。f1 断层属压性断裂，东北端始于泱翔乡， 西南端终于皇城电站。 据 1:400 万中国地震动峰值加速度区划图（2001），工 程区地震动峰值加速度为 0.20g（相当于地震基本裂度度），地 震动反应谱特征周期 0.40s。 1.3.4 水文地质 区内地下水主要源于冰雪融水和大气降水，皇城水库及电站 泄水也是控制地下水源的重要因素。根据埋藏条件，地下水可分 为第四系松散堆积层中的孔隙性潜水和基岩裂隙中的裂隙性潜水。 前者含水层主要为河床及级阶地砂卵砾石层，直接受河水及两 岸山体中基岩裂隙水补给。两岸山体及谷底基岩中存在基岩裂隙 水，主要赋存在各种结构面中，依靠大气降水和高山裂隙水补给， 受断裂构造控制。 根据水样分析试验，水质类型为 hco3-或 hco3-、so4=盐 ca#、mg#型水，矿化度 0.190.32g/l，属低矿化度淡水，对普通 硅酸盐水泥不具侵蚀性。 1.3.5 岩石物理力学特性 根据试验数据,结合其它工程类比，岩石物理力学特性见表 1- 6。 各类围岩主要物理、力学参数建议值各类围岩主要物理、力学参数建议值 表 1-6 - - 抗剪断强度 （峰值） 弹性 模量 变形 模量 泊松比 单轴饱和 抗压强度 单位抗 力系数 坚固 系数 岩石 名称 围岩 类别 （） c(mpa)103mpa103mpampampa/mf 48501.21.512161015 0.230 .25 60 75004-5 35400.40.7561058 0.260 .28 4060 20002 500 3-4 粗 粒 花 岗 岩 26350.20.43511.6 0.300 .35 3050 10001 500 1-2 1.3.6 引水枢纽工程地质条件 引水枢纽座落在皇城水库电站尾水末端的河床砂砾卵石层之 上，砂砾卵石层 2530m（皇城滩水库资料），天然湿密度 2.14t/m3，天然干密度 2.11t/m3，结构中密。地基承载力特征值 200250kpa，建议临时开挖边坡 1：1，永久边坡 1：1.25。该层 砂砾卵石层赋存有孔隙性潜水，地下水位埋深 13m，渗透系数 200m/d。闸、坝基础可座落在砂砾卵层之上，其承载力可满足要 求，但基础开挖时应注意基坑排水问题。 1.3.7 引水渠（洞）工程地质条件与评价 0+0000+800 明渠填方段工程地质条件与评价 该段为填方段，地基为河谷右侧高漫滩的砂砾卵石层，厚度 2530m，天然湿密度 2.14t/m3，天然干密度 2.11t/m3，地基承载 力特征值 200250kpa，在填方之前应清除表层的草皮及植物根系， 填筑料应选择级配良好的砂砾卵石，分层碾压夯实，夯填要求干 密度2.15t/m3，含泥量5%。 0+8001+343 明渠挖方段工程地质条件与评价 该段渠道座落在坡积块碎石土之上。块碎石呈土黄色，其中 - - 土含量 65%，块碎石含量 35%，属中等强湿陷性土，压缩系数分 别在 0.340.38 和 0.71.03，为中等压缩性土，具垂直节理，遇 水崩解。块碎石土结构稍密，厚度 0.530m，具有很强的渗透破 坏性，渗透破坏是主要的工程地质问题，须采取有力措施处理， 另外冻胀破坏与湿陷破坏也应同时防治。该坡积物边坡整体是稳 定的，其地基承载力特征值为 140150kpa，建议开挖边坡临时 边坡 1:1，永久边坡 1:1.25，开挖深度10m 的渠段需要增设二级 平台马道，所有人工边坡均须护砌，以防暴雨冲刷破坏及堵塞渠 道。 隧洞段工程地质条件与评价 1+3432+226 线路穿越基岩山体，需开凿隧洞，基岩山体的 岩性为加里东晚期侵入岩花岗片麻岩，灰白色、粗粒显晶结构， 块状构造。岩石致密坚硬，但受构造影响，局部节理裂隙密集带 岩体较为破碎。新鲜岩体判定为类围岩，风化岩体及节理裂隙 密集带判定为类围岩（包括隧洞进、出口 40m 内）。 1.3.8 压力管道及厂房工程地质条件与评价 压力管道段及厂房场地十分狭窄，地层岩性为厚层坡积块碎 石土，灰黄色，土含水量量 65%，块碎石含量 35%，土为中粉质 壤土，碎石直径 220mm，块石直径 20200mm，大者 1.52m， 据钻孔重型触探试验测试，块碎石承载力特征值 200kpa，但地基 土极不均匀，建议厂房基础下设置 12m 厚的砂卵砾石垫层并夯 实，施工开挖时基坑将有较大的涌水量，应加强排水、隔水措施、 另外厂房基础将处在地下水位以下，设计时应考虑地下水的浮托 力。地下水水质良好，对钢筋砼均无侵蚀性。 - - 1.3.9 天然建筑材料 引水渠线 0+0000+800 填方渠所需砂砾卵石可在渠段左方河 床内开采，但必须清除表层基皮及植物根系，剔除漂石及弧石。 引水渠沿线出露的花岗片麻岩体，面积广大，质地坚硬，特 别是开挖隧洞的弃渣，岩质新鲜，可成为良好的块石料。另外， 东大河及高漫滩上广泛分布的砂砾石卵石层中含有较多漂石及弧 石，也是良好的砌石材料，开采便利运输条件好。 工程区无合适的砂、砾骨料场，只能选在皇城东大河桥上下 4 公里范围内采取。经取样试验结果表明：除含泥量超标需冲洗 外，其余指标均可满足规范要求，而且料场就近有水冲洗方便， 平均运距 15km，渠道防冻胀破坏垫层料也可从该料场筛取。 1.4 工程任务和规模 1.4.1 工程建设的必要性 月牙崖水电站是一座引水式小水电站，位于永昌县城南部的 东大河干流上，是整个东大河九座梯级开发电站的第二级电站。 电站建成后，并入永昌电网运行，对改善当地用电紧缺现状，开 发新的资源，发展永昌县经济，缓解供电矛盾，保证地方工农业 与各乡镇企业用电起到重要作用。现永昌县用电主要依靠大电网 解决，输电距离远，损耗较大，供电质量差。该水电站的兴建将 减轻该地区电网和大电网的供电压力，对促进地区经济的发展、 加快西部大开发步伐、改善永昌县的投资环境具有一定的作用。 工程区交通便利，永久占地大部分占地为荒地和草地，以及少量 林地，施工期短、见效快，工程建成后，不仅可以为地方提供一 定的就业机会，还可上缴一定的税收，增加财政收入，促进地方 - - 经济发展。 综上所述，兴建月牙崖水电站，不仅可以为工农业的生产发 展提供能源保证，实现电气化县，并且能充分利用当地便利的水 能资源，因此，该工程的建设是十分必要的。 1.4.2 工程主要指标 月牙崖水电站设计引用流量为 18.3m3/s，设计水头 23.15m， 装机容量 3600kw。参照国内水轮机系列样本，经方案比较选用 hla551-lj-104 型水轮机三台，配套 sf120016/2150 型发电机 及 ywt1000 型微机调速器各三台。电站多年平均发电量 1571 万 kwh，装机年利用小时数为 4364 h。 1.5 工程布置及主要建筑物 1.5.1 工程等别及标准 月牙崖水电站装机容量 3600kw，属小(2)型等工程，主要及 次要建筑物均按 5 级设计。引水枢纽按 10 年一遇洪水设计，30 年一遇洪水校核，厂房按 30 年一遇洪水设计，50 年一遇洪水校 核。 1.5.2 工程选址及工程总布置 东河湾梯级电站中东河湾一级电站已投入运行，东河湾二级 电站正在建设，月牙崖水电站和东河湾三级水电站未开发。东河 湾三级电站在泱翔盆地，占耕地多，电站开发对附近农牧民生产 生活影响大，月牙崖电站虽然地形条件较差，但电站开发所受社 会干扰少，先开发月牙崖水电站较为有利。 月牙崖水电站上接皇城水库坝后电站尾水渠，下至东河湾一 级水电站引水枢纽库区，开发河段毛水头 25.9m。电站布置在河 - - 道右岸，从前到后依次为引水枢纽、引水明渠、前池、引水隧洞、 压力管道及发电厂房。引水枢纽布置在皇城滩水库下游河道，类 似于多首制引水，由溢流坝、引渠及进泄水闸组成，溢流坝布置 在河道左侧水库泄水洞冲刷坑后，从左到右依次为溢流坝、冲沙 闸和引水闸，进泄水闸布置在皇城水库电站尾水渠末端，引渠长 85m，位于溢流坝与进泄水闸之间。引水明渠布置在东大河右岸， 长 1261.2m(桩号 0+021.21+282.4)。前池布置在引水明渠末端、 引水隧洞进口，前池长 61.5m(桩号 1+282.41+343.9)，从前到后 依次为渐变段、溢流段、拦污栅室及弯道渐变段，溢流堰布置在 前池左侧，溢出的水流通过 120m 长的泄水渠泄入东大河。前池 后紧接无压引水隧洞，隧洞长 822.2m(桩号 1+343.92+166.1)， 城门洞形断面。隧洞后接压力管道，压力管道采用一管三机的布 置形式。发电厂房布置在东河湾一级电站引水枢纽坝体上游 500m 处永皇公路旁，发电尾水通过穿永皇公路涵洞进入东河湾一级电 站引水枢纽库尾。 1.5.3 主要建筑物设计 1.5.3.1 引水枢纽 引水枢纽布置在皇城滩水库坝后，类似于多首制引水，由溢 流坝(引水闸)、引渠及进泄水闸三部分组成。月牙崖水电站设计引 用流量 18.3m3/s，其中 14.7m3/s 来自水库电站尾水，不足部分来 自水库泄水洞。 溢流坝(引水闸)布置在河道左侧水库泄水洞冲刷坑后，从左到 右依次布置溢流坝、冲沙闸和引水闸。坝前正常挡水位 2498.8m，设计洪水位 2500.8m，校核洪水位 2501.5m。引水闸布 - - 置于枢纽左边，2 孔，钢筋砼结构，冲沙闸布置在引水闸左侧，1 孔，钢筋砼结构。溢流坝布置于引水枢纽左侧，为 wes 堰，堰长 30m。堰顶高程 2499.1m，采用 c15 抛石砼浇注，溢流堰后设 13.5m 长消力池，消力池后接 20m 长护坦，护坦后设防冲槽。 引渠长 85m，位于溢流坝与进泄水闸之间东大河高漫滩上， 采用梯形断面，c20 砼衬砌，底宽 2.5m，边坡系数 1.25，纵坡 1/1500，衬砌厚度 10cm。 进泄水闸布置在皇城水库电站尾水渠末端，采用侧面进水、 正面泄水的布置形式。进泄水闸均设计为两孔，闸室采用钢筋砼 结构。 1.5.3.2 引水渠 引水渠布置在河道右岸，长 1261.2m(桩号 0+021.21+282.4)， 设计流量 18.3m3/s，引水渠布置的原则是在尽量少占林地的基础 上沿等高线布置，实现投资省、对环境影响尽可能小的目的。 引水渠设计流量 18.3m3/s，设计纵坡 1/2000，考虑前池溢流 堰溢流时涌水影响，渠顶水平，设计高程 2498.962m，渠底设计 高程 2495.9072495.267m，渠深 3.0553.695m。桩号 0+021.1680+940 和 1+0351+282.4 设计为梯形断面，c20 现浇 砼衬砌，衬砌厚度底部 12cm，边坡 1210cm。桩号 0+021.1680+810 渠道为填方渠，布置在砂砾卵石层上，填方材 质为砂砾石。桩号 0+8100+940 和 1+0351+282.4 段为挖方渠， 座落在坡积块碎石土之上，基础具湿陷性及冻胀性，为防止渠道 衬砌体发生冻胀破坏，衬砌体下铺砂砾石垫层作为抗冻胀措施， 垫层厚度临河侧渠坡 8050cm，渠底 100cm，靠山侧渠坡 - - 10070cm。靠山侧渠堤上设排水渠，并铺设土工膜，防止雨水进 入垫层引起基础湿陷。 引水渠桩号 0+9501+025 座落在坡积块碎石土之上，地形不 具备布置梯形渠，该段渠道设计成矩形断面，钢筋砼结构，临河 侧不修渠堤。矩形渠宽 4.5m，渠底及边墙厚 0.25m，顶部每 2m 设一拉杆。0+9400+950 和 1+0251+035 为砌石扭面段。 1.5.3.3 前池 压力管道进口无布置前池地形条件，本次设计将前池布置在 引水渠末端、隧洞进口。前池长 61.5m(桩号 1+282.41+343.9)， 从前到后依次为渐变段、溢流段、拦污栅室及弯道渐变段，具备 溢流、拦污、排沙功能。 1.5.3.4 引水隧洞 前池后接无压引水隧洞，隧洞地质条件良好，基岩为花岗岩， 岩石致密坚硬，岩石致密坚硬，除个别地段为类围岩外，绝大 部分为类围岩，可不衬砌，为减小糙率，底部用 20cm 厚 c20 砼找平。 引水隧洞根据地质条件，选用方便施工的城门洞形断面，隧 洞设计流量 18.3m3/s，设计纵坡经比较选用 1/1000。引水隧洞水 力学上按自动调节渠道设计，即洞顶水平，高程 2499.508m，洞 底纵坡 1/1000，高程 2494.452493.668m。 隧洞进出口 40m 及节理裂隙密集带为类围岩，全断面 c20 钢筋砼衬砌，衬砌厚度底板 20cm，边墙及顶拱 25cm，单层配筋， 衬砌段开挖过程中对洞顶局部不稳定岩块采用悬吊式砂浆锚杆加 固，钢筋砼衬砌段顶部回填灌浆，灌浆压力 0.4mpa。 - - 1.5.3.5 压力管道 压力管道选用钢管，采用一管三机布置方案，支管在平面上 呈梳齿形。钢管总长 98.1m，其中总管一根长 43.2m，直管三根总 长 54.9m，总管管径 3.2m，支管管径 1.8m，钢管壁厚 12mm，每 2m 设加劲环一道。压力钢管采用明管暗敷式，除支管镇墩外，总 管外包 40cm 砼。 1.5.3.6 发电厂房 主厂房面对永皇公路布置，由主机室和安装间两部分组成， 主机室长 28.47m，宽 11.1m，安装水轮发电机组三套，水轮机安 装高程 2473.5m，发电机层底板高程 2478.9m。安装间布置在主机 室左侧，底板高程同发电机层底板高程，长 9.37m，宽度同主机 室。副厂房布置在主机室上游，长 28.47m，宽 7.8m，分上下两层 布置，上层底板同发电机层底板相平。 主厂房底板及以下结构采用现浇钢筋砼结构，屋面大梁采用 预制薄腹大梁，屋面板采用预制槽形屋面板，吊车梁排架柱及上 下圈梁均采用现浇钢筋砼结构。副厂房上层为砖混结构，下层为 现浇钢筋砼结构。厂房基础地层岩性为厚层坡积块碎石土，极不 均匀，基础下垫 2m 厚砂砾石垫层。 1.6 水机、金结、采暖通风及消防 1.6.1 水力机械 月牙崖水电站设计引水流量 18.3m3/s，额定水头 23.15m，装 机容量 3600kw，参照国内水轮机系列样本，经方案比较选用三台 hla551lj104 型水轮机，配套 sf120016/2150 型发电机及 ywt1000 型微机调速器各一台。 - - 厂内选用 16t 电动双梁慢速桥式起重机一台。为方便检修和 作为调速系统的后备保护，设水轮机进水阀。进水阀选用 1600d941x6 蝶阀公称直径 1.6 米，额定压力 0.6mpa。 1.6.2 金属结构 本电站在引水枢纽及前池上共设置闸门 7 扇、拦污栅 2 扇， 配置启闭设施 7 台，铺设压力钢管总管 1 根，支管 3 根。金属结 构特性见表 1-7。 1.6.3 采暖、通风及消防 本电站地处暖温带湿润气候区，主厂房不设置全面的采暖系 统，尽量利用发电机的热风，并在局部设置采暖装置如电热器等 采暖，以保证工作地点设备的温度要求。 主厂房、副厂房和安装间均采用自然通风方式为主，但中控 室、计算机室等副厂房可采用小型柜式空调机，以达到温湿度要 求。 主厂房发电机消防主要采用水消防方式，在发电机和安装间 共设置二套消火栓箱，保证两条充实水柱同时到达厂内任一火警 部位，并配置移动式灭火器。其余部位配置一定数量的化学灭火 器。 金属结构特性表金属结构特性表 表1-7 重量(t) 名称型式 数量 (孔) 孔口尺寸 (m) 设计 水头 (m)闸门预埋件 启闭机 引水枢纽引水闸 潜孔式平 板钢闸门 22.0*1.530.5*20.2*2 5t手电两用螺杆 式启闭机2台 引水枢纽冲沙闸 潜孔式平 板钢闸门 12.5*2.03.80.90.3 7.5t手电两用螺 杆式启闭机1台 引水枢纽进水闸 露顶式平 板钢闸门 22.5*2.820.8*20.2*2 7.5t手电两用螺 杆式启闭机2台 - - 引水枢纽泄水闸 露顶式平 板钢闸门 22.5*1.820.7*20.2*2 5t手电两用螺杆 式启闭机2台 前池泄水冲沙闸 潜孔式平 板钢闸门 11.0*1.27.20.30.15 10t手电两用螺杆 式启闭机1台 前池拦污栅 23.7*4.351.8*20.3*2 不专门配置 压力钢管 90 1.7 电气 1.7.1 接入系统设想 根据永昌县电力局提供的资料及东河湾梯级水电站的有关资 料，本次设计考虑月牙崖水电站以一回 35kv 出线， 接于大干 沟水电站 35kv 母线，汇流后接至头坝变电所并入永昌电网。 1.7.2 电气主接线 电气主接线采用三机一变扩大单元式接线方式，安装一台 sz9-5000 型升压变压器，在发电机保护控制屏内部装置 6.3kv 母 线，并设置一面 6.3kv 出线屏（主变进线屏），与主变低压侧连 接，主变高压侧装设一台 35kv 开关及隔离刀闸,连接在 35kv 母 线上，35kv 母线出线侧安装相关设备送至 35kv 系统。由于厂区 狭窄，本电站不设 35kv 室外升压站，在副厂房布置 35kv 高压 室，除主变放在室外，其余 35kv 设备均放在室内。 1.7.3 主要电气设备 水轮发电机 3 台，型号：sf120016/2150，配静止可控硅微 机励磁装置。主变压器 1 台，型号：sz9-5000/38.53*2.5%/6.3。 厂用变压器 2 台，型号：s9-160/6.35%/0.4 和 s9- 160/38.55%/0.4 各 1 台。6.3kv 高压开关柜 9 面，型号：xgn2- 10。35kv 高压开关柜 3 面，型号：jyn135 。 - - 1.7.4 自动控制 本电站采用计算机监控系统方式。主要功能有：正常运行时, 水轮发电机组的开、停机；有、无功功率的调节；机组事故的自 动处理；断路器、灭磁开关的自动操作；以及电站运行必需的反 映设备运行状态的模拟量和开关量的信息反馈均由计算机监控系 统进行处理。 1.8 工程管理 月牙崖水电站隶属月牙崖水电开发有限责任公司。电站建成 后，自行管理，独立运行。电站运行实行集中监控，按少人值守 原则进行运行人员的编制，机组的大型检修及水工建筑物的维修 均实行社会化服务。电站生产、运行、检修及管理人员的配置按 国电公司国电人资（2000）499 号水力发电厂劳动人员标准 规定，电站总人数以 20 人计。 1.9 施工组织设计 1.9.1 施工条件 月牙崖水电站位于肃南东大河皇城水库下游，在皇城水库电 站和东河湾一级电站之间。工程区属张掖市肃南县皇城乡管辖， 永皇公路从工程区通过，距永昌县 40km，对外交通较为方便。 工程所需的天然建筑材料可就近开采，储量满足设计要求。 本工程所需的钢材、木材可由永昌供应，水泥由河西堡水泥厂供 应。东大河河水水量丰富，水质良好，可作为本工程施工用水源。 工程区有皇城水库电站至东河湾一级水电站 10kv 输电线路通过， 可 “t”接作为本工程施工用电源。 - - 1.9.2 施工导流 本工程属小（）型工程，在皇城水库坝后，水库蓄水对施 工极为有利，除坝后电站尾水渠末端进泄水闸需修建导流渠外， 其余工程均可利用非汛期及河道停水期施工 1.9.3 主体工程施工 电站建筑工程总工程量 23.55 万 m3，其中土方开挖 13.07 万 m3，土方回(夯)填 6.85 万 m3，岩石开挖 2.20 万 m3，砌石 0.25 万 m3，砼及钢筋砼 1.18 万 m3。共需水泥 2619t，钢筋、钢材 243t(不 包括金属结构 101t)，木材 81m3，共需劳动工日 7.81 万个。 枢纽及引水明渠砂砾石由 1m3挖掘机开挖，装 810t 自卸汽 车运输；夯填采用自卸汽车运输，推土机铺摊，振动碾压实；现 浇砼由 0.4m3拌和机拌料，架子车运输砼入仓，机械振捣；砌石 均由人工砌筑。 引水隧洞岩石洞挖采用手风钻钻孔、爆破，人工装 1t 机动翻 斗车运输出渣，隧洞穿过断层段时需注意支护，洞内砼采用 1t 机 动翻斗车运输，底板砼直接入仓，边顶拱采用砼泵入仓，机械浇 筑，回填灌浆采用灌浆泵灌浆，灰浆搅拌机制浆。 1.9.4 风、水、电 施工供风采用固定与移动供风方式相结合，拟在隧洞各进出 口、分别布置一座空压站，采用 20m3空压机供风。施工水源采用 东大河河水，在枢纽区、电站厂区、辅助企业区、引水隧洞各进 出口分别设抽水泵站向施工点供水。工程区有 10kv 输电线路通过， 施工期间可直接“t”接使用，并备两台 30kw 柴油发电机组，满 足施工用电需要。 - - 1.9.5 施工总进度 该电站总工期安排为二年，包括施工准备期、主体工程施工 期和工程完建期。其中准备工期 3 个月(与主体工程平行作业 1 个 月),主体工程施工期 18 个月,工程完建期 3 个月(与主体工程平行作 业 1 个月)。准备工期由第一年 3 月开始至 5 月底结束，历时 3 个 月，主体工程施工期由第一年 5 月开始至第二年 10 月结束,历时 18 个月，尾工工期自第二年 10 月开始至 12 月结束，历时 3 个月。 1.10 环境保护、水土保持及安全 1.10.1 环境保护 结合工程施工和运行特点，本工程环境保护措施包括水环境 保护措施、大气和声环境保护措施、生态环境保护措施、水土保 持措施等。 工程施工期各辅助生产场区均有一定的加工、设备冲洗废水 排放，采取在各施工场地修建临时沉淀池，进行沉淀处理。沉淀 处理后的废水集中蓄存，回用作混凝土拌合、道路喷洒用水，禁 止排放。 工程开挖废弃碴石拟运往工程设计中规划的碴场集中处置， 部分用于修筑河道防洪堤。并及时做好弃碴后的土地整治与植被 恢复等生态恢复与建设工程，将水电站建设引发的水土流失及生 态环境影响降至最小程度。 工程改扩建、新修建施工道路以及运输车辆行驶所产生的道 路扬尘拟采取洒水方式进行降尘，以改善道路沿线区域的环境空 气质量，减轻污染程度，并缩小扬尘污染范围。洒水时间及次数 根据具体情况操作 - - 1.10.2 水土保持 厂房和副厂房的布置上，充分考虑了厂房上游侧山体的稳定 性，在厂房后边坡上清除了上部危石，确保边坡永久稳定。厂基 开挖设有排水措施，尾水排放渠道加强了衬护措施，可有效防止 土建工程中人为水土流失。主体设计中块石料选用石方明挖的弃 料，骨料也用弃料加工而成，减少了弃渣量的排放。隧洞口的护 面，防护了洞身围岩开挖后的岩石分化、剥蚀掉块。弃渣堆放采 用汽车运输和推土机平整，使渣体得到碾压，有效防止了水土流 失。枢纽及场区均设有截排水沟，有效防止了洪水对主体建筑和 地面的冲刷。主体工程根据弃渣堆放量、设置堆放弃渣场。主体 工程根据取料情况设置料场。 对料场分别根据实际地形和需要进行边坡治理、土地整治。 渣场布设干砌块石栏渣坝，渣体推平碾压。土地整治工程：对施 工场地等临时用地在施工结束后进行坑凹回填，恢复原状或作为 绿化用地。 1.10.3 工程安全 电站安全设计参照 dl506119水利水电工程劳动安全与工 业卫生设计规范执行。该工程投产后要符合劳动安全卫生的要 求，保障劳动者在劳动过程中的安全与健康，贯彻“安全第一、 预防为主”的设计原则。 1.11 工程招标建议 月牙崖水电站建筑工程施工进行招标，部分工程也可自营； 机电设备及安装工程全部进行招标；金属结构设备及安装工程全 部进行招标。招标组织形式采用项目法人自行组织招标。建筑工 - - 程采用公开招标形式，机电设备制造工程、机电设备安装工程、 金属结构设备及安装工程采用邀请招标的方式。根据工程施工特 性，工程划分为八标段进行施工。 1.12 概算 建筑工程采用甘水规字199641 号文颁发的甘肃省水利水 电建筑工程概算定额，机电及金属结构设备安装工程采用水利 部水建199363 号文颁发中小型水利水电设备安装工程概算定 额。 本工程概算总投资 2430.41 万元，建设期贷款利息 92.36 万元， 工程静态总投资 2388.05 万元，其中建筑工程 1039.44 万元，机电 设备及安装工程 802.16 万元，金属结构设备及安装工程 82.96 万 元，临时工程 121.30 万元，其它费用 180.85 万元，基本预备费 111.34 万元。 资金筹措方式: 60%贷款，40%由项目业主自筹投资解决。 1.13 经济评价 1.13.1 财务评价 月牙崖水电站总装机容量为 3600kw，多年平均总发电量为 1571 万 kwh。电站工程静态总投资为 2338.05 万元，相应单位千 瓦投资为 6495 元/kw，单位电能投资为 1.488 元/kwh，单位电量 发电成本 0.0904 元/kwh，单位电量经营成本为 0.036 元/kwh。 月牙崖水电站经营期上网电价为 0.227 元/ kwh，包括建设期 贷款偿还期 17 年。全部投资财务内部收益率为 13.4%，财务净现 值为 282.25 万元，大于零；投资回收期从建设期初算起为 17 年； 投资利润率和投资利税率分别为 4.8%及 6.1%。 - - 综上分析说明，本项目在财务上是可行的。 1.13.2 国民经济评价 按影子电价 0.30 元/ kwh 计算，本水电站国民经济内部收益 率为 20.2%，高于社会折现率 12%；经济净现值为 1138.8 万元， 大于零；经济效益费用比为 1.494，大于 1。 综上分析说明，本项目在经济上是合理可行的。 1.13.3 综合评价 月牙崖水电站为引水式小型水电站，财务评价指标及国民经 济评价指标较优，并具有较强的抗风险能力，项目经济评价可行。 月牙崖水电站是永昌县实现电气化县的重要电源点，项目建 成后，每年可向永昌县及肃南皇城提供 1571 万 kwh 的电量，将 极大缓解项目区供用电矛盾，保证井灌用电和地方工农业与乡镇 企业用电要求。本项目的建设将促进地方基础设施建设和第三产 业的发展，增加社会就业机会，提高人民生产生活水平，促进该 地区社会经济发展。 综上所述，本项目在财务上是可行的，经济上是合理的，社 会效益和经济效益显著，建议尽快开工建设。 - - 月牙崖水电站工程特性表月牙崖水电站工程特性表 表1 序号名 称单位数 量备 注 一水文 1 沙沟寺水文站控制流域面积 km21545 皇城水库控制流域面积 km21030 电站引水枢纽控制流域面积 km21030 2 利用水文系列年限年 51 3 电站洪水流量 引水枢纽设计洪水(p=10%) m3/s194 引水枢纽校核洪水(p=3.3%) m3/s332 电站厂房设计洪水(p=3.3%) m3/s362 电站厂房校核洪水(p=2%) m3/s417 4 电站设计引水流量 m3/s18.3 二工程地质特性 1 引水枢纽地基承载力特征值 kpa 200250 2 厂房地基承载力特征值 kpa200 3 引水隧洞围岩类别 风化岩体及节理裂隙密集带 包括隧洞进、出口40m 新鲜岩体 4 地震动峰值加速度 g0.2 地震动反应谱特征周期 s0.4 三动能经济 1 水头 最大净水头 m23.5 最小净水头 m23.15 设计水头 m23.15 2 流量 设计发电引用流量 m3/s18.3 3 装机容量 kw3600 4 设计年发电量万kwh 1571 5 装机年利用小时数小时 4364 - - 月牙崖水电站工程特性表月牙崖水电站工程特性表 表2 序号名 称单位数 量备 注 四主要建筑物特性 1 引水枢纽工程 (1) 溢流坝wes堰型 坝顶高程 m2499.1 坝长 m30 正常挡水位 m2498.8 设计洪水位 m2500.8 校核洪水位 m2501.5 (2) 引水闸潜孔式 孔口数量孔 2 闸底高程 m2497.8 闸顶高程 m2502.0 孔口尺寸 m*m2*1.5 宽*高 设计水头 m3.0 (3) 冲沙闸潜孔式 孔口数量孔 1 闸底高程 m2497.0 闸顶高程 m2502.0 孔口尺寸 m*m2*1.5 宽*高 设计水头 m3.8 (4) 进水闸露顶式 孔口数量孔 2 闸底高程 m2496.487 闸顶高程 m2499.287 孔口尺寸 m*m2.5*2.8 宽*高 闸前正常水位 m2498.487 (5) 进水闸露顶式 孔口数量孔 2 闸底高程 m2496.487 闸顶高程 m2499.287 孔口尺寸 m*m2.0*2.8 宽*高 闸前正常水位 m2498.487 - - 月牙崖水电站工程特性表月牙崖水电站工程特性表 表3 序号名 称单位数 量备 注 2 引水系统 (1) 引水明渠 长度 m1261.2 断面形式梯形、矩形 衬砌形式全断面砼(钢筋砼)衬砌 梯形渠砼衬砌厚度 cm 1012 矩形渠钢筋砼衬砌厚度 cm25 cm 8050临河侧渠坡 cm100 渠底梯形渠防冻胀砂砾石垫层厚度 cm 10070靠山侧渠坡 渠系建筑物座 4 (2) 前池 前池断面最大尺寸 m*m*m61.5*8*5.35 长*宽*深 溢流堰长 m30 溢流堰顶高程 m2497.812 甩负荷时最高涌波水位 m2498.362 (3) 无压引水隧洞 长度 m882.2 断面形式城门洞型 衬砌形式类围岩不衬砌，类围岩全断面钢筋砼衬砌 类围岩钢筋砼衬砌厚度 cm 2025底板20cm，顶拱边墙25cm (4) 压力钢管明管暗敷式 布置形式一管三机 总管尺寸一根长43.2m,直径3.2m，壁厚12mm 支管尺寸三根总长54.9m,直径1.8m，壁厚12mm - - 月牙崖水电站工程特性表月牙崖水电站工程特性表 表4 序号名 称单位数 量备 注 3 发电厂房 主厂房尺寸 m*m37.89*11.1 长*宽 主厂房建筑面积 m2420 副厂房尺寸 m*m28.47*7.8 长*宽 副厂房建筑面积 m2222 水轮机安装高程 m2473.5 水轮机层底板高程 m2474.9 发电机层地面高程 m2478.9 桥式起重机轨顶高程 m2484.9 五机组及电气设备 水轮发电机组套 3 水轮机台 3hla551-lj-104 发电机台 3sf1200-16/2150 调速器台 3ywt-1000 主阀台 31600d941x-6 桥式起重机起重量吨 16 电动双梁慢速桥式起重机 主变台 1sz9-5000/38.532.5%/6.3 厂用变台 1s9-160/6.35%/0.4 厂用变台 1s9-160/38.55%/0.4 6.3kv高压开关柜面 9xgn2-10 35kv高压开关柜面 4jyn1-35 六施工特性 1 主要工程量 土方开挖万m3 13.07 岩石开挖万m3 2.20 土方回(夯)填万m3 6.85 砌石万m3 0.25 砼及钢筋砼万m3 1.18 金属结构 t101 钢筋制安 t242 - - 月牙崖水电站工程特性表月牙崖水电站工程特性表 表5 序号名 称单 位数 量备 注 2 主要材料用量 水泥 t2619 钢筋、钢材 t243 不包括金结 木材 m381 3 劳动工日万个 7.81 4 工期年 2 七经济效益指标 1 工程投资与收益 工程总概算万元 2338.05 不包括建设期利息92.36万元 国民经济年收益万元 441 影子电价0.30元/kwh 企业财务年收益万元 336 电价0.227元/kwh 2 单位经济指标 单位千瓦投资元/kw 6495 单位电能投资元/kwh 1.488 单位电量发电成本元/kwh 0.0904 单位电量经营成本元/kwh 0.036 3 国民经济评价指标 经济内部收益率 20.2 经济净现值万元 1138.8is=12% 效益费用比 1.494 4 财务评价指标 全部投资财务内部收益率 13.4 电价0.227元/kwh 借款偿还期年 17 包括建设期2年 静态投资回收期年 11.6 包括建设期2年，税后 投资利润率 4.8 投资