平福水电站工程选址及枢纽总体布置方案比选

广西水利水电 G X WA T E R R I S O U R C E S H Y D R O P O WE R E N G I N E E R I N G 2 0 1 1 5 规划设计 平福水电站工程选址及枢纽总体布置方案比选 蔡联华 钦州市水利 电力勘测设计 院 广西钦州5 3 5 0 0 0 摘要 平福水电站工程选址及枢纽总体布置综合考虑了区域地质情况 库区地质条件 坝址区地质条件 交通条件 施工条件 水流条件以及灌溉与通航 拦砂与拦漂等多种因素影响 力求做到工程选址及枢纽布置客观 科学 关键词1 平福水电站 工程选址 枢纽总体布置 中图分类号 7 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 3 1 5 1 0 2 0 1 1 0 5 0 0 5 4 0 3 1 工程 简介 平福水 电站工程位于广西上思县平福乡 距上 思县城 4 3 k m 坝址位于上思县平福乡赖伍村下游 约 1 k m的明江干流上 正好位于赖牙水轮泵站的 坝址位置 地理经纬度为东经 1 0 7 4 1 3 0 北纬 2 2 o 0 3 2 0 平福水 电站工程是明江梯级开发规 划中上思县境内的第 6 个梯级 平福水电站坝址集雨面积 1 8 9 1 k m 2 占明江流 域的 2 9 4 明江上游有一个大型水库 那板水 库 经 那 板 水 库 调 节 后 的 多 年 平 均 流 量 为 51 67 m3 s 平福水电站水库总库容 7 3 1 8 万 m 电站总装 机容量 1 2万 k W 多年平均发电量 5 5 6 0万 k W h 设计总灌溉面积 2 6 9 5万亩 正常蓄水位时可提供 水产养殖面积 8 1 0 3亩 是一座以发 电为主 兼顾灌 溉及其他效益的综合利用工程 平福水电站两台机 组 已分 别于 2 0 0 5年 8月 2 0日和 1 1月 1 1日相继 并网发电 2 工程 选 址 2 1 选择合适建坝的河段 原赖牙水轮泵站坝址上游 1 5 0 m至下游 3 8 0 m 范围内河道较顺直 水流 自西南流向东北 河谷呈 U 型 河床宽 1 3 0 1 6 0 m 河床高程 1 1 8 1 2 8 8 m 两岸山头左高右低 左岸山头高程 2 0 6 5 m 右岸 山头高程 1 7 8 7 m 左岸山坡自然坡度 1 5 o 一 2 5 右 岸 山坡 自然坡度 2 5 o 3 5 o 左岸河谷坡度 3 0 o 4 0 o 右岸 3 5 4 5 水轮泵站坝址上游 1 5 0 m以上河段较弯 曲 河 水 自坝址上游 1 5 0 m处右拐 6 8 流向坝址 又于坝 址下游 3 8 0 m处左拐 3 5 然后向西北流去 同时河 床收窄至 1 0 0m左右 可见 原赖牙水轮泵站坝址上游 1 5 0 m至下游 3 8 0 m范围内河段较适合建坝 而该河段的上下游 建坝条件较差 故坝址宜在该河段选择 2 2 坝址选择 共选择两个坝址方案进行 比选 其中 上坝址 位于原赖牙水轮泵站位置 下坝址位于水轮泵站下 游 2 5 0 m处 基本坝型选定重力坝 两坝址分析比 较如下 2 2 1 水流条件 上坝址位于原赖牙水轮泵站位置 坝址下游有 3 8 0 m河道顺直 天然状态水流平顺 修建枢纽建筑 物后易于维持天然河势 是布置坝址的理想位置 下坝址位于赖牙水轮泵站下游 2 5 0 I n处 坝址 以下 1 3 0 m河道开始拐弯 并且河床宽度从 1 6 0 m 收窄为 1 0 0 m 水流状态恶化 从总体河势上看 上 坝址对枢纽布置较为有利 2 2 2 地质条件 上坝址河床基岩为厚层青灰色长石石英砂岩 岩体完整坚硬 耐水性好 耐风化 强度高 坝基地 质条件优越 下坝址河床基岩为紫红色泥质粉砂岩 泥岩互 收稿 日期 2 0 1 1 0 9 1 5 作者简介 蔡联华 1 9 5 2 一 男 广西合浦人 钦州市水利电力勘测设计院高级工程师 主要从事水利水电工程规划设计工作 54 广西水利水电 G X WA T E R R I S O U R C E S H Y D R O P O WE R E N G I N E E R I NG 2 0 1 1 5 层 抗水性差 易风化 强度低 坝基地质条件相对 较差 2 2 3 施工 条件 上坝址位于原水轮泵坝位置 可利用原水轮泵 坝作为施工围堰 原小水电站引水渠加宽后可作施 工导流明渠 左右岸岩体风化较浅 开挖量较下坝 址少 下坝址左岸为明江一级阶地 岩体风化较深 河床右侧为一砂卵石漫滩 右岸岩体风化也较深 左右岸及河床开挖工程量均较大 2 2 4 工程量及投资比较 工程量及投资 比较见表 1 表 1 上下坝址工程量及投 资比较表 可见 无论从水 流条件 地 质条件 施 工条件 看 还是工程投资看 上坝址均优于下坝址 故选定 上坝址为平福水电站工程建设坝址 3 枢纽总体布置考虑 1 3 1 枢纽总体布置方案 在正常蓄水位 1 4 3 0 m高程的基础上 共布置 了两个方案 1 方案 1 左岸厂房方案 电站厂房布置在 左岸靠近原水轮泵房附近的河床上 电站进口上游 4 0 m有一冲沟 溢流坝布置在电站右侧的河床上 开关站布置在 电站厂房下游左侧 的山坡上 高程为 1 4 8 r n 生活 区布置在 电站下游 2 0 0 m的左岸 台地 上 高程为 1 4 5 0 m 进厂道路布置在左岸 沿江直 上厂房 在厂房下游 4 5 0 i n处架设一座 1 3 5 m长的 永久交通桥 再通过长 1 3 9 k m的进厂道路与乡级 公路连接 组成对外交通 灌溉取水 口设于右岸 灌 溉渠线沿右岸走 斜面升船机位置预留在右岸 2 方案 2 右岸厂房方案 电站厂房布置在 右岸河床上 溢流坝布置在厂房左侧的河床上 开 关站布置在电站厂房右侧山坡上 高程为 1 4 6 0 rn 生活 区布置在右坝头上游 的山坡上 高程为 1 5 0 0 m 南北朝 向 进厂道路布置在右岸 与乡级公路同 侧交接 灌溉取水 口布置在左岸 灌溉渠线沿左岸 往下游走 斜面升船机位置预留在左岸 右岸厂房 方案可利用原有水轮泵坝作为围堰 并利用原有小 水电站引水渠作为明渠导流 3 2 枢纽总体布置方案比选 3 2 1 水流条件 1 由于拦河坝位于河道右转弯出口下游 1 5 0 m 处 天然河势主流区在河床左侧 右岸厂房方案将 溢流坝布置在河 床左侧 顺应天然河势 上下游流 态 良好 而左岸厂房方案 由于将电站厂房布置在河 床左侧 占据 了天 然河势 主流 区 致使建坝后 上下 游流态均与建坝前有较大的改变 水工模型试验表 明 右岸厂房方案上下游流态与建坝前相比无明显 改变 下游水流主流区仍在河床左侧 而左岸厂房 方案下游水流主流区偏离了天然河势 移到了河床 右侧 2 由于左岸厂房方案电站厂房位置占据了 主流区 泄流能力较右岸厂房差 3 水工模型试验表明 左岸厂房方案岸坡流 速 比右岸厂房方案大 3 2 2 地质条件 1 坝址河床基岩为弱风化长石石英砂岩 完 整性好 强度高 是 良好的中坝坝基 河床基岩裸 露 高程为 1 2 5 1 2 6 m 坝基开挖 2 m左右即可 由 于左右岸厂房及厂房溢流坝及电站厂房均布置在 河床 中 故两方案溢流坝段及厂房坝段的坝基地质 条件基本相 同 2 左岸厂房方案的厂房位置基岩裸露 为弱 风化青灰色厚层长石石英砂岩 岩质坚硬 岩体较 完 整 只是在 Z K1 7及 Z K 2 4钻孔分别在 1 8 6 6 1 8 8 4 m和 2 3 1 7 2 3 2 0 m深度发现有粉砂质泥岩 夹层 但由于埋藏较深 对厂房稳定无影响 右岸厂 房方案 的厂房位置地表普遍有一层零星大孤石和 砂砾石 厚度为 0 9 1 8 m不等 部分基岩裸露 为 弱 风化 长 石石 英砂 岩 左右 岸厂 房地 质 条件 均 较 好 3 两方案 的左右岸非溢 流坝坝基地质条件 相同 左岸坝肩强风化带深度为 8 l 3 5 m 右岸坝 肩强风化带深度 1 5 2 2 4 6 m 坝基需开挖至强风 化带中下部 4 左岸厂房方案生活区布置在下游一级阶 地上 阶地为冲积层 厚度 6 7 m 下伏基岩为紫红 5 5 蔡联华 平福水电站工程选址及枢纽总体布置方案比选 色泥质粉砂岩 J 2 n t b 1 全风化深度 6 7 5 m 强 风化深度 7 5 2 1 0 m 建筑物基础地质条件较差 右岸厂房方案生活区布置在上游一个小山包上 是 二级基座阶地 地表为砂壤土 厚 1 5 m 下伏为强 风化长石石英砂岩 建筑物基础工程地质条件良 好 3 2 3 交通条件 右岸厂房方案进厂道路布置在右岸 与乡级公 路同侧 对外交通便利 而左岸厂房方案进厂道路 布置在左岸 需在下游增设一座永久交通桥才能与 右岸的乡级公路相接 投资大 工期长 3 2 4 施工条件 1 右岸厂房方案一期 围堰在右岸 可利用原 有的水轮泵坝作上游围堰 并利用左岸原有的小水 电站引水渠加宽作导流明渠 而左岸厂房方案一期 围堰在左岸 不能利用原有水轮泵坝作施工围堰 右岸原有的水轮泵坝需拆除 以解决 期导流问题 2 为解决二期施工交通问题 右岸厂房方案 需在下游增加一座临时施工桥 左岸厂房方案则需 在右岸增设一条临时施工道路 3 左岸厂房方案 电站尾水渠位 置是 一高程 为 1 2 7 1 2 9 4 m的石漫滩 开挖工程量要 比右岸厂 房方案大 3 2 5 灌溉与通航 1 左岸厂房方案灌溉取水 口设 于右岸 渠线 较难走 总干渠若沿右岸走 则下游与乡级公路交 叉 若沿左岸走 则渠线必须跨过明江 右岸厂房方 案由于取水 口设于左岸 故渠线可沿左岸往下游直走 2 右岸厂房方案斜面升船机位置预 留于左 岸 上下游斜坡道均可沿山坡修建 坡度约为 1 0 左岸厂房方案斜面升船机位置预留于右岸 由于下 游 山坡较陡 难于布置 3 2 6 拦砂与拦漂 1 左岸厂房方案电站进 口上游 9 0 m有一山 嘴 拦漂浮筒可从上游导墙起往 山嘴方向布置 右 岸厂房方案电站进 口上游 7 5 m有一小山包 拦漂 浮筒可从上游导墙起往小 山包布置 但从水工模型 试验表明 右岸厂房方案拦漂效果比左岸厂房方案好 2 左岸厂房方案电站进 口上游 4 0 m处有一 小冲沟 需设一道拦砂坝 而右岸厂房方案则且可 利用原有的水轮泵坝作拦砂坝 3 2 7 工程量及投资比较 左右岸厂房方案工程量及投资比较表见表 2 表2 左右岸厂房方案工程量及投资比较表 由上述分析比较后可知 右岸厂房方案无论从 水流条件 地质条件 交通条件 施工条件 灌溉与 通航 拦砂与拦漂 工程投资等诸多条件均 比左岸 厂房方案优越 故选定右岸厂房方案作为建设方案 4结 语 平福水电站至今 已运行 6年 实践证 明 该工 程选址及枢纽布置符合客观性和科学性 参考文献 l 钦州市水利电力勘测设计院 广西上思县平福水电站枢 纽工程初步设计 R 钦州 钦州市水利电力勘测设计院 2 0 0 3 责任编辑 刘征湛 S i t e s e l e c t i o n a n d g e n e r a l l a y o u t d e s i g n o f l i n g f u HP P C AI L i a n h u a Q a i n z h o u Wa t e r a n d P o w e r I n v e s t i g a t i o n D e s ig n I n s t i t u t e Q in z h o u 5 3 5 0 0 0 C h i n a Ab s t r a c t F o r P i n g f u Hy d r o p o w e r P l a n t s i t e s e l e c t i o n a n d g e n e r a l l a y o u t d e s i g n h a d b e e n c o n d u c t e d t a k i n g i n t o c o n s i d e r a t i o n t h e f o l l o w i n g a s p e c t s i n c l u d i n g t h e g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s o f p r o j e c t a r e a r e s e r v o i r are a a n d d a m s i t e t r a n