【《某水电站引水枢纽的工程等级及布置分析案例》3900字】

PAGE9某水电站引水枢纽的工程等级及布置分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u23948某水电站引水枢纽的工程等级及布置分析案例 164561.1工程等级及主要建筑物级别 1169461.2工程选址 130651.2.1上坝址枢纽布置 357491.2.2中坝址枢纽布置 4239961.2.3下坝址枢纽布置 5146311.3枢纽布置 71.1工程等级及主要建筑物级别橙子沟水电站坝址地点位于武都县宗家坝,厂址地点位于文县临江镇冷堡子村,为白龙江主要干流武都汉王以下大园坝河段的梯级水电工程规划中所调整的第四级水电站,上与黄土坝电站尾水位相接,下与临江水电站库水相接,坝址以上控制流域总面积14974km2,多年平均流量132m3/s,坝址左岸线有212国道贯通,交通方便。橙子沟水电站属于大径流式防洪引水式大型水力发电站,开发区利用河段水流宽度约25km,利用河段水流最大落差66.6m,该水电工程的主要建设任务之一之那就是水力发电,水库正常施工设置时总蓄水位891.50m,总设计工程库容280万m3,设计工程引用总蓄水流量259.5m3/s,设计工程引用总蓄水头50.3m,装机容量115mw,多年以来累计综合发电能力已高达4.6288亿kw.h,年平均可以有效利用每秒的高能耗发电小时数4025h。根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(dl5180-2003)的相关要求,工程建设规模等级为三等中型高层建筑工程,主要大型建筑物设计等级为3级,次要大型建筑物设计等级为4级。本次洪水工程设计首部电站枢纽、泄水工程厂房和首部建筑物的电站设计首部洪水校验标准分别采用50年一次待遇,校验考核后的洪水校验标准分别采用1000年一次待遇,电站枢纽首部和泄水厂房的首部建筑物则分别采用50年一次待遇,校验考核后的设计洪水200年一次待遇。1.2工程选址坝址选择根据这三个拦水河段的特殊自然山貌地形、地质地理条件,在现场人员进行实地地质踏勘勘查基础上,在位于武都宗家坝村的水域范围内分别设计拟定了三个拦水坝址,受到河段自然山形地貌地质条件的特殊限制,每个拦水坝址各自分别挑选了一条拦水坝线。由下向上到中至下依次分别指的是上至下坝址(中、下至上坝址(两条铁路线)及下至上坝址(线)。上寨县坝址(一条双向快速道路)坝址位于武汉宜都市境内上坝县宗家乡下坝镇该村处在吊桥上游约50m的上游白龙江主要上游干流上,左岸双向道路高度略低于正常历年洪水平均水位891.5m。中洪道坝址(一条双向道路坝址)坝点位于上洪道宗家峡大坝镇中村下游约450m千米处,据大坝上游分洪道规定坝址1.17km,左岸双向道路总设计高程895m;下洪道宗家峡村坝址(一条双向分洪道路线)坝址位于下洪道宗家坝村上游约500m千米处,和中洪道坝址大致方向相距1.53km,左岸双向道路的总高程885m。上、中、下两个地理坝址的相对位置地理变化位置及其可能性参见如下图1.1。根据各坝址的自然地形、不同的地质环境,结合第一段河流枢纽的水工建筑物进行布置和上、中、下坝址(线)处的水流特点,并吸取河段已建电站的成功经验,各坝址首部枢纽以河床泄洪冲沙闸、挡水副坝及岸边电站进水口为主要布置格局,这种格局既能满足初期导流,又能满足运行期泄洪和排沙要求。坝址比较时,为了在技术、经济上有可比性,坝址均以水库正常蓄水位891.50m、装机容量115MW及采用左岸引水的方案进行设计布置。并分别以上、中、下坝址(线)和至上厂址的引水发电系统组合拟定布置方案(见图1.1上、中、下坝址(线)相对位置图)。通过综合技术经济比较,确定推荐坝址。图1.1上、中、下坝址（线）相对位置图三个坝址(线)首部枢纽布置均采用主河床泄洪闸+两岸堆石坝+左岸引水发电厂房的枢纽布置格局。1.2.1上坝址枢纽布置(1)首部枢纽首部枢纽由泄洪冲砂闸、右岸堆石坝及左岸发电厂的进水口等部分构成,坝顶高程897.00m,校核洪水位895.20m,正常蓄水位891.50m。最大坝高17m,坝顶长度260m。泄洪冲砂闸布置于河床左岸紧靠山体,最大泄量3000m3/s,共5孔,每孔闸室净宽10m。由闸室段,消力池段和海漫组成，(2)发电引水建筑物发电牵引式供水的建筑物主要布置在左岸,并且是采用了一洞三机的联动供水模式。发电引水的建筑物主要包括进水嘴、引出的隧洞、调压井以及带有高强度的压力型钢管。发电洞全长19880m,最大引水流量259.5m3/s。隧洞的直径一般为10.5m,二类围岩喷涂钢筋混凝土12cm,三、四类隧洞围岩一般采用钢筋混凝土作衬砌,其厚度0.4~0.7m。高压管道段直径为8.6m。调压井的结构为阻抗式,调压实验室的直径35m,阻抗孔的直径4.8m,钢筋砼作为衬砌。调压井最低水位918.45m,最低水位854.80m,调压井顶面平均高程920.00m。(3)发电厂房该厂区的建筑群布置在白龙江左岸的河滩上。布置为有主副工厂、尾水沟、开关车站及其他附属的建筑物。厂区基础为砂卵砾石层,厂区地面高程838m,下游校核水位836.25m。主厂房尺寸为47.5m×21.6m×45.8m(长×宽×高),安装间位于机组段右侧,与主厂房同宽,长24m。该厂在厂区内分别布置了三台独立的单容量38.3mw的水轮风力发电机组。由于各坝址电站厂房布置相同。因此工程量不影响坝址比较。1.2.2中坝址枢纽布置(1)首部枢纽首部交通枢纽由泄洪冲砂闸、右岸堆石坝及火力发电厂的进水口等部分构成,坝顶高程897.00m,校核洪水位895.20m,正常蓄水位891.50m。最大坝高17m,坝顶长度190m。泄洪冲砂闸布置于河床左岸紧靠山体,最大泄量3000m3/s,共3孔,每孔闸室净宽12m。由闸室段,消力池段和海漫组成。(2)发电引水建筑物发电牵引式供水的建筑物主要布置在左岸,并且是采用了一洞三机的联动供水模式。发电引水的建筑物主要包括进水嘴、引出的隧洞、调压井以及带有高强度的压力型钢管。发电洞全长18562m,最大引水流量259.5m3/s。隧洞的直径一般为10.5m,二类围岩喷涂钢筋混凝土10cm,三、四类隧洞围岩一般采用钢筋混凝土进行衬砌,其厚度为0.3~0.7m。高压管道段直径为8.6m。调压井采用阻抗式,大井内径35m,阻抗孔内径4.8m,调压井最高水位917.53m,最低水位855.00m,调压井顶面高程919.00m。(3)发电厂房厂区建筑物布置同上坝址方案。1.2.3下坝址枢纽布置首部枢纽布置格局、泄水建筑物及电站进水口布置基本同中坝址方案该工程坝址河道的主流在右岸,因此,3孔泄洪冲砂闸布置在河道右岸,左侧为挡水坝及电站的进水口,堆石挡水坝长92m。发电牵引式供水的建筑物主要布置在左岸,并且是采用了一洞三机的联动供水模式。发电引水的建筑物主要包括进水嘴、引出的隧洞、调压井以及带有高强度的压力型钢管。发电洞全长18174m。调压井位置、型式及压力管道布置与中坝址基本一致。坝址比选对上、中、下坝址从大坝的布置、水力学、设计、运营、经济等各种环境因素进行的综合评价。由于其下坝址在技术上具有特殊的地质环境条件、施工设备条件、运营环境条件相对较好等明显的优势,直接建设的投资金额较少,因此选择下坝址作为其推荐的坝址。具体见图1.2图1.2坝址比较：下坝址枢纽布置平面图首部枢纽布置由冲沙闸、泄洪闸、堆石副坝及引水发电建筑物组成，坝顶高程895.50m，最大坝高19m。泄水建筑物布置在河床右岸的主河床位置，由1孔冲沙闸、3孔泄洪闸组成，泄水建筑物坝段总宽度57.80m，顺水流方向总长度30m。冲沙闸共设1孔，布置在河床最右侧，孔口净宽6m，边墩厚1.5m，进口底板高程879.50m，设弧形工作门和平板检修门各一扇，孔口尺寸分别为6m×7m、6m×9m；3孔泄洪闸紧靠冲沙闸左侧布置，单孔净宽10.6m，边墩厚1.5m，进口底板高程879.50m，设平板工作门和平板检修门各一扇，孔口尺寸为10.6m×12m。左岸副坝采用堆石坝，坝段长81.10m，坝顶宽度6m，上游坝坡1:1.5，下游坝坡1:1.6，采用复合土工膜防渗，电站进水口布置在坝前右岸边，紧邻冲沙闸。1.3枢纽布置橙子沟水电站推荐方案枢纽布置格局为:下坝线首部枢纽+右岸引水系统+上厂址岸边厂房。首部泄水枢纽的整体布置主要包括有有左右岸两孔泄水型主体建筑物(1孔泄水冲砂闸、3孔泄水溢洪闸)、左岸泄水堆石坝、右岸岸边式水力发电厂的首部进水口等二十多种类型的泄水建筑。坝顶最大高程895.5m,最大坝高19m。挡水建筑物为左岸堆石坝,紧靠冲沙闸布置;泄水建筑物包括1孔冲沙闸、3孔泄洪闸。冲砂闸和二期泄洪排水泵主要兼二期排水导流、泄洪、拉沙两个大部分于水为一体,布置于黄河右岸的主要支流河床上;该型水电站的二期进水口一般都是布置于泄洪坝前的黄河右岸,为岸边一个带有涡流高压的大型进水口。电站生态用水靠右副坝内设置的放水管排放。引水发电隧洞沿中国白龙江西北岸向海岸东南方向进行布置,引水隧洞发电隧道系统引水隧洞隧道全长约17.2km,引用的水流量压力q=259.50m3/s,调压井前的两个引水发电隧洞隧道全长17051.97m,为一个不具有一定压力的引水发电隧洞,纵向斜坡倾斜时效率大约为0.1943%。引水式室内围岩围墙隧洞一般呈一个个的圆形围墙断面,ⅲ、ⅳ等五类室内围岩隧洞采用优质单层钢筋混凝土全围墙断面断层砌筑或优质砖石式围墙断层砌筑素衬,开挖后室内洞径分别为11.3m、11.7m、11.1m,衬砌后的室内洞径均一般设计为10.5m,洞内平均最大流速3.01m/s;ⅱ类室内围岩一般设计采用底部分层素衬及顶部分层喷涂的钢筋混凝土材料进行分层衬砌,开挖后室内洞径一般设计为11.56m,衬砌后的室内洞径一般设计为11.26m,洞内平均最大流速1.21m/s。调压井一般称为阻抗式调压井,调压井的大室断面宽度d=35m,阻抗式涌波孔的直径约为4.8m,调压井的底部高程855.00m,井顶表层外露,井顶高程923.50m,最高涌波水位916.79m,最低涌波水位855.83m。调压井的主体大室高度68m,采用优质钢筋混凝土材料衬砌,其衬墙厚度一般为1.0m,同时采用固结或灌浆的方式进行补强和防渗,阻抗孔内径4.8m。调压井后再进行连接一根新的压力管型钢管,压力管型钢管的两根主管连接直径c/d=8.6m,支管的连接直径4.3m,主管与支管采用"卜"型钢岔管连接。橙子沟风力水电站一期厂房建筑类型主要为引水右岸混流引水式岸边明亮型厂房,厂内共设计安装三台引水混流式大型风力发电配套机组,单机发电容量38.33mw,总综合发电能力115mw。主安装厂房机组全长71.5m,宽21.6m