文档介绍：红花水电站枢纽布置和建筑物优化设计
凌春海
(中水珠江规划勘测设计有限公司广州 510610)
[摘要] 低水头河床式电站的经济效益与枢纽布置、建筑物选型、优化等密切相关,而这些因素又影响到施工导流和施工期通航,通过红花水电站的设计实践,为同类工程的设计提供参考的经验。
[关健词] 水电站河床式低水头枢纽布置优化气蚀空化
柳江红花水电站位于广西壮族自治区柳江县境内,是广西柳江干流综合规划开发九个梯级的最下游一个电站,是以发电、航运为主,兼顾灌溉、旅游、养殖的综合利用工程。,,坝址以上控制流域面积46770km2,电站总装机容量为228MW,工程等别为Ⅰ等,主要建筑物为2级,设计洪水标准为100年一遇,校核洪水标准为1000年一遇,泄水建筑物消能防冲按50年一遇洪水设计,洪峰流量为29700 m3/s。,总工期3年3个月,发电工期2年8个月。
红花水电站是一座典型的低水头河床式电站,低水头河床式电站的经济效益与枢纽布置、建筑物选型、优化等密切相关,而这些因素又影响到施工导流布置和施工期通航,红花水电站设计过程中结合施工导流的布置,对枢纽布置和建筑物优化选型进行了研究,取得一定的工程效果。
一、枢纽布置的优化
红花水电站坝址位于侵蚀溶蚀低山丘陵区,柳江在坝址处形成凹向左岸的微弯性河道。坝轴线处河面宽490m,河床高程57m~62m。河床左侧在覆盖层10~20m以下有一岩石滩地,长约200m~250m,宽约100m~140m,滩面高程60m~63m。河床右侧有一砂洲(莫窑洲),洲长大于400m,宽约200m,高程为
60m~62m。坝址左岸为岩石风化山包,。右岸分布一、二、三级阶地,高程分别为70m~80m、85m~95m、100m~120m。
坝址河床覆盖层较薄,为含泥砂卵砾石层,下伏基岩为炭质灰岩夹硅质岩、灰岩及薄层炭质页岩。两岸覆盖层较厚,为碎石粘土、壤土组成的残坡积层及泥岩、粉砂岩夹硅质岩全风化层。
枢纽布置要考虑的因素很多:地形地质条件、水流条件、交通条件、施工导流和施工通航、施工工期、运行条件、工程量和投资等。通常情况下,由于通航水流条件较难满足,船闸位置应优先考虑,船闸宜临岸布置,不应布置在泄水闸与电站厂房之间。红花水电站枢纽布置时考虑以下原则:
坝址洪水峰高量大,为保证建筑物安全和对上游淹没的控制,泄水闸布置应
尽量维持原河道的河势,保证行洪安全顺畅。
2)柳江是柳州市重要交通水道,枢纽布置应考虑船闸的运行特点,要求上下游引航道与原有天然枯水航道相衔接。
3)施工导流设计必须同时满足泄洪和临时通航所要求的流量、水位及流速等条件。
4)坝址两岸有来宾~柳州~桂林的220kV过河高压线跨河通过,枢纽布置时建筑物开挖应尽量避免对跨河高压线塔基础带来影响。
5)在满足运行及建筑物安全的条件下枢纽投资尽量节省。
根据上述原则,枢纽布置比较了左船闸右厂房方案、右船闸左厂房方案和船闸、
厂房集中布置在左侧的三个方案。
左船闸右厂房方案(方案一),船闸布置在左岸凹岸边,上下游与航道深弘线衔接,利于通航;厂房布置于右岸基岩风化深槽上,石方开挖量较小;对外交通公路在右岸,利于厂房发电设备的进场安装及施工区布置;电站进水渠须避开
220kV跨河高压线塔基础;右岸基岩风化深槽土方开挖量大,回填量也较大。,总工期3年9个月,其中发电工期3年2个月。
左船闸左厂房方案(方案二),坝址处水面宽约490m(65m高程),枢纽混凝土前缘长度约660m,该方案右岸泄水闸布置需深入右岸阶地100多米,工程量大;同时泄水闸将偏离原河床中弘线,河势改变较大,造成泄水闸下游岸坡的冲刷及行洪不畅,增加溢流前缘长度及护岸工程。,总工期比方案一多5个月,发电工期比方案一多6个月。
右船闸左厂房方案(方案三),避开右岸基岩风化深槽,回填方量较少;左岸厂房正向进水,进水流态较好,但石方开挖量大;船闸位于右侧凸岸,不利于与上下游航道深弘线衔接。,总工期比方案一多2个月,发电工期比方案一多3个月。
从上可见,左船闸右厂房方案投资最省,工期较短,泄洪顺畅,方便施工,
利于通航,枢纽布置选定左船闸右厂房方案。
左船闸右厂房方案即船闸位于左岸岸边,厂房布置右岸阶地,泄水闸居中
布置于河床中部,这种枢纽布置总格局是合理的。但枢纽因受地形、地物影响,电站厂房必须侧向进水,进口流态较差。为改善厂房进口流态,厂房应在条件许可的情况下,尽量向河中左移。考虑提前发电和尽量减少影响通航的要求,水工建筑物布置与施工导流方案相互配合组成优化的组合方案,采用左右岸同时修枯