文档介绍：该【金桥水电站工程枢纽布置设计研究】是由【鼠标】上传分享，文档一共【10】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【金桥水电站工程枢纽布置设计研究】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。金桥水电站工程枢纽布置设计研究?甄燕;张华明;温家兴;齐景瑞?【摘?要】金桥水电站工程位于易贡藏布干流上游河段,,在充分考虑工程规划、实际地形地质条件和水文条件的情况下,对坝址、坝线、引水线路、厂房形式等拟定了多种枢纽布置方案,,随着外部建设条件的变化,对坝型、装机容量、调压井形式、厂房形式等方面重新进行论证,,枢纽布置紧凑、经济合理、运行安全有保障.?【期刊名称】《水力发电》?【年(卷),期】2018(044)008?【总页数】4页(P61-64)?【关键词】枢纽布置;设计研究;金桥水电站?【作?者】甄燕;张华明;温家兴;齐景瑞?【作者单位】中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,陕西?西安710065;中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,陕西?西安710065;中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,陕西?西安710065;中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,陕西?西安710065?【正文语种】中?文?【中图分类】TV61(275)1?工程概况?金桥水电站是易贡藏布干流上规划的第5个梯级电站,位于西藏自治区那曲地区嘉黎县境内,工程的开发任务为在满足生态保护要求的前提下发电。金桥水电站已列入西藏自治区无电地区电力建设规划。?金桥水电站水库正常蓄水位3??m,死水位3??m,,。电站总装机容量66?MW(3×22?MW),·h,?MW,年利用小时5?407?h。工程为三等中型工程,主要建筑物按3级建筑物设计。?2?水文及地质条件??水文气象?易贡藏布位于西藏自治区东部,是帕隆藏布右岸一级支流,雅鲁藏布江的二级支流,其干流全长286?km,流域面积13?787?km2,天然落差3?070?m,%。金桥水电站坝址位于易贡藏布干流上,坝址以上流域面积4?230?km2,坝址处河面高程约3?400?m。,多年平均流量为114?m3/s,?kg/m3。?易贡藏布流域地处西藏东南部,属温带湿润高原季风气候区。流域内夏季酷热、多雨,流域径流由降雨、融冰融雪和地下水补给,以降雨补给为主,一般每年5月~9月为雨季,雨量集中,占全年总降水量的70%以上,平均年降雨量约为820?mm。气温变化年较差小,日较差大。年平均温度在-1~9?℃之间,?℃,极端最低气温-?℃。历年最大平均风速17?m/s,吹程400?m。??工程地质?左、右岸坝肩自然边坡高陡,山顶与河床相对高差在500?m以上,坡度50°~80°,除局部缓坡部位有薄层崩坡积覆盖外,大多数地段基岩裸露,岩性为白垩系花岗岩,偶夹辉绿玢岩岩脉,~?m;坝肩山体整体稳定,坝肩附近断层构造不发育。浅表部存在强卸荷岩体,3~20?m深度范围为弱卸荷岩体,20?m以下为微风化岩体。左、右岸卸荷岩体具有中~强透水性,顺河向结构面发育,因此两岸坝肩卸荷岩体需进行防渗处理。?河床冲积砂卵砾石层厚50~80?m,结构中密~密实,卵砾石主要为花岗岩、砂岩等,卵砾石含量60%~70%,其余为砂,为中等透水层,承载力及变形模量均能满足上部荷载的要求,工程地质条件良好;在河床坝基中存在厚3~20?m的砂层透镜体,承载力及变形模量相对较低,坝基下20?m范围内的砂层透镜体存在地震液化的问题。由于地基的不均匀性,会产生不均匀沉降及渗透变形破坏问题。因此,坝基基础需做处理,并应做好防渗处理。?引水隧洞穿越右岸山体,山体高大、陡峻,洞身最大埋深近700?m,过沟段最小埋深120?m。洞室围岩基本为微风化岩体,主要岩性为白垩系灰白色花岗岩、奥陶系变质石英砂岩,岩体完整性中等,围岩以Ⅲ类及Ⅱ类为主;断层破碎带、影响带及节理密集带岩体均呈碎裂结构,围岩为Ⅳ类,基本满足成洞条件。?地下式厂房横轴线方向为NE13°,上覆岩层厚220?m,围岩岩性为前奥陶系变质石英砂岩;由于工程区构造格局受近EW向的嘉黎断层主干断裂F2及次级断裂F3控制,其均具有右旋平移逆冲性质,因而区域构造主应力应为垂直于断裂方向,角度为近水平向,略倾伏于S;由于厂房区地形上位于NWW条形山脊近易贡藏布河谷侧,有一定埋深,所处山体属于应力过渡带,而非坡脚的应力集中带,主裂隙面走向与厂房轴线夹角50°~70°,围岩完整性中等,为Ⅲ类围岩,围岩较稳定,开挖后局部有掉块现象,不存在大块体稳定问题,满足成洞条件。厂房后边坡为基岩坡体,坡度较缓,局部直立,岩性为前奥陶系变质石英砂岩,断层构造不发育,裂隙中等发育;天然状态下处于稳定状态,开挖后边坡整体稳定,但存在剥落、掉块现象,开挖过程中需进行锚固处理。?3?枢纽布置方案选择?易贡藏布干流总体呈NW290°~320°。在库区近坝段,河流由NW300°转向NE50°~60°,库尾近东西向。根据河道规划,金桥水电站上下游分别有康卓水电站和忠玉水电站,康卓为引水式电站,忠玉水电站为易贡藏布水电梯级开发的多年调节龙头电站。在康卓水电站尾水至忠玉乡约7?km可利用河段内,根据地形地质条件和水文条件,对坝址、坝型、引水线路、调压井形式、厂房形式等进行了比较研究。??坝址的选择?对康卓水电站尾水至忠玉乡约7?km可利用河段拟定了上、下坝址进行比选。上坝址河谷呈“U”形,河谷较宽,坝轴线处宽约190?m,河床覆盖层厚?50~80?m,考虑到坝高不足30?m,首选坝型为混凝土闸坝,建基于覆盖层上。?km,上下坝址段河道比降为4%。下坝址地形条件与上坝址相比河床较窄,坝轴线处宽约130?m,河床覆盖层厚50~80?m。下坝址坝高约42?m,坝型可选择混凝土重力坝和当地材料坝,鉴于下坝址河谷狭窄,选择当地材料坝时并没有合适的地形条件修建溢洪道,而混凝土坝则能更好地协调引水、防沙和泄洪,故本工程下坝址采用混凝土坝。通过对上下坝址地形地质条件、水文水能指标、枢纽布置及主要工程量、施工条件和工期、工程投资、环境影响、运行条件、工程效益等多方面综合比较分析,上坝址较优,故上坝址为推荐坝址。??坝型的选择?在选定上坝址为推荐坝址的基础上,结合工程特点,在可研阶段先后拟定了混凝土重力坝、堆石混凝土重力坝和土工膜防渗堆石坝3种坝型进行比较。从就地取材、施工工期、工程投资、保护环境,对基础的适应性等方面考虑,当地材料坝较占优势。由于本流域水文实测资料匮乏,金桥坝址设计洪峰流量采用水文比拟法计算得到,虽然有其合理性并对校核洪水增加了20%的安全保证值,但仍存在不确定性。加之库区附近上游右岸冲沟,冬季雪崩后产生的冰雪碎石滑入河道,可能形成小型堰塞湖,给大坝安全带来不利影响。从工程的长远性、安全性方面分析,混凝土重力坝相比土石坝其抗风险能力更强。堆石混凝土坝既能起到混凝土重力坝的作用,且对骨料的级配要求相对较低,可利用坝址处河滩大量的大粒径卵石,减少料源开采总量,较混凝土重力坝可以节省投资、缩短施工工期、保护环境。因此,综合考虑选取堆石混凝土重力坝方案。??装机容量选择?规划阶段初拟金桥水电站装机容量为160?MW,·h,可研阶段初期考虑金桥水电站作为西藏无电地区供电电源(10?MW)及下游忠玉电站的施工电源点(35?MW),考虑这两方面的需求,为留有余地,金桥水电站装机容量初拟为48?MW。随着外部建设条件的变化、水资源的合理利用及满足电力长远需求,根据目前西藏水资源利用情况,拟定48、66、128?MW?3个方案比较,通过电力电量平衡分析、工程投资、电站整体经济指标及补充经济指标、装保比、无电地区及忠玉工程用电及电网汛期电量消纳情况,金桥水电站最终选择装机容量为66?MW。??引水建筑物布置选择?本河段两岸山势陡峭,河谷狭窄,沿河岸平缓阶地很少,综合考虑与下游水位衔接、交通条件、地形地质条件及施工场地等因素,?km处的左、右岸两处作为代表厂址进行综合比选。?左右岸工程地质条件基本相当,无制约引水线路布置的特殊因素。引水线路布置在左岸,泄洪、排沙和取水等布置方面相对较好,但位于河道左岸弧形转弯的弓背位置,洞线较长,弯道较多,工程投资较大。引水线路布置在右岸,洞线平直、洞线较短,但电站进水口上游引水、泄水建筑物下游出流归槽,需要对右岸开挖整治,改变主河道走向。综合考虑引水线路长度、泄洪、取水、排沙、消能防冲、厂房布置、施工条件、工程投资等方面,右岸引水线路明显占优势。因此,引水发电系统布置在右岸。??厂房形式布置选择?厂房形式选择根据电站开发方式、总体枢纽布置要求、厂区地形地质条件及施工条件等因素综合考虑,本工程地面、地下厂房方案从技术角度均可行。通过从地形地质条件、后期电站运行条件、施工、工程投资综合比选得出:①地面厂房后边坡较为陡峻,安全防护工程量大;地下厂房部位埋深较深、围岩以Ⅲ类为主,成洞条件相对较好。②从工程布置条件看,地面厂房厂区场地狭窄、布置紧凑、岸坡高陡、存在边坡防护、尾水防淤、基础不均匀沉降等方面的问题;地下厂房主体基本在山体内,布置灵活不受限制。③从施工角度看,地面厂房施工期围堰占河道较多、对汛期行洪、临时交通布置、施工期干扰较大;地下厂房施工技术较为成熟,施工期安全风险可控,施工期干扰较小。④从工程投资看,地面厂房较地下厂房方案较优。因此,综合考虑,金桥水电站采用地下厂房方案。?4?枢纽布置及主要建筑物??枢纽布置?枢纽工程主要由首部枢纽工程、引水系统、地下厂房三部分组成。首部枢纽主要建筑物由左岸堆石混凝土重力坝、泄洪冲沙闸、排漂闸、右岸挡水坝段等组成。引水发电系统布置在右岸,主要由电站进水口、压力管道、调压井、主副厂房、主变室、尾水渠、GIS室开关站等部分组成。??主要建筑物?金桥水电站工程主要建筑物(挡水建筑物、泄洪排沙建筑物、引水发电系统建筑物等)为3级,次要建筑物(护坡、挡土墙等)为4级,安全级别均为II级。??首部枢纽建筑物?首部枢纽主要建筑物从左至右主要包括:左岸堆石混凝土重力坝、泄洪冲沙闸、排漂闸、右岸挡水坝段及电站进水口。坝顶高程3??m,建基面最低高程3??m,?m,?m。?(1)挡水建筑物布置。左岸挡水坝采用堆石混凝土重力坝,紧邻泄洪闸左边墙起,?m,共分6个坝段,~?m。坝顶高程3??m,为了满足过坝交通要求,坝顶宽12?m,?m。上游坝坡为1∶,下游坝坡为1∶。坝体基础混凝土(2?m)、坝体顶部混凝土(2m)范围内采用C20W6F300(三)常态混凝土,上游坝坡(?m)、下游坝坡(?m)范自密实混凝土;自密实堆石混凝土;水位变幅区及以上部分抗冻标号提高至F350。右岸挡水坝段内为了满足布设生态防水阀室、门库等要求,采用常态混凝土重力坝,沿坝轴线长52?m,共分2个坝段。坝顶高程3??m,坝顶宽12?m,?m。坝体上游面紧邻电站进水口,下游坝坡1∶。坝体基础混凝土(?m)、坝体顶部混凝土(2?m)范围内采用C20W6F300(三),上游坝坡(?m)、下游坝坡(?m)范围内采用C20W6F300(二)常态混凝土;坝体内部C15W4F200(三)自密实堆石混凝土;水位变幅区及以上部分抗冻标号提高至F350。?(2)泄水建筑物布置。泄洪冲沙建筑物的校核洪水标准为1000年一遇,相应洪峰流量1?330?m3/s;100年一遇洪水设计,相应洪峰流量953?m3/s;消能防冲建筑物设计均按30年一遇洪水标准,相应洪峰流量863?m3/s。泄水建筑物主要包括泄洪冲沙闸、排漂闸。泄洪冲沙闸布置在右岸滩地,为3孔平底孔流混凝土闸坝,1、2号闸孔为1个坝段,坝段宽20?m,3号闸孔及排漂孔为1个坝段,坝段宽17?m。为防止由于不均匀沉降引起的结构开裂,闸室结构采用整体式,在闸墩中间设顺水流向永久缝。中墩厚3?m,?m。闸室进口底板高程3??m,最大高度26?m,顺水流方向长35?m,工作门孔口尺寸6?m×5?m,检修门孔口尺寸6?m×7?m。泄洪冲沙闸室段上游接引渠和水平混凝土铺盖,并在铺盖上设有两道导沙坎。下游接长85?m的缓坡混凝土护坦,再之后为35?m长的钢筋笼海漫,海漫末端与下游河床相接。排漂闸采用折线型实用堰,堰顶高程3??m,孔口宽3?m,向下接R=8?m堰面和1∶2?的斜直段,之后通过R=20?m的反弧段与缓坡混凝土护坦相连接。为防止消能淘刷,在护坦末端设置有厚80?cm、深10?m的混凝土防冲墙。为保证下游河道正常生态用水,在排漂孔实体堰内设置生态放水孔。生态放水孔进口孔口中心线高程3??m,采用Φ150?cm钢管,出口引至泄洪闸消力池左边墙生态供水池内。??引水发电建筑物?引水发电系统布置在右岸,主要由电站进水口、压力管道、调压井、主副厂房、主变室、尾水渠、GIS室开关站等部分组成。?(1)引水系统布置。引水系统由电站进水口、引水隧洞、调压室、压力管道等部分组成。电站进水口紧邻排漂闸右侧,位于在河道右岸,°夹角。?m,底板高程3??m,?m×?m拦污栅。取水口经长26?m的渐变段与引水隧洞进水闸相连,?m,?m,?m×?m的事故检修门,闸底板高程为3??m。引水隧洞采用“一洞三机”的供水方式。?m3/s,?m,其中,引水隧洞长3?330?m,为马蹄形断面,?m,钢筋混凝土衬砌厚度55?cm,部分Ⅱ类、Ⅲ类围岩洞段采用挂网喷混凝土,厚度10?cm。在引水隧洞桩号引3+,在压力钢管上弯段末端与竖井段在同一轴线上设有阻抗式调压井,经压力钢管下弯段后接两个“卜”形钢岔管与3条引水支管衔接进入地下厂房,?m,?m。调压室直径12?m,?m,最高涌浪高程3??m,最低涌浪高程3??m,调压室顶部高程3??m,底部高程3??m,?m,?m,在阻抗孔3???m的小井上接到调压室底部,?m,?m。?(2)地下厂房建筑物布置。主厂房、主变室(尾闸室)平行布置,洞室间距30?m,洞室轴线NE13°。主厂房、副厂房和安装间呈“一”字形布置,安装间布于主厂房右侧,副厂房布置在主厂房左侧。厂内安装3台(HL(138)—LJ-195)混流式水轮发电机组,单机容量22?MW,?m3/s,?m。?m×?m×?m(长×宽×高)。主变室(尾闸室)?m×?m×?m(长×宽×高);尾水延伸段后接尾水洞,尾水洞采用“三机一洞”的布置形式,断面采用有压城门洞型,?m×6?m,出洞后在尾水渠采用尾水箱涵接入下游河道。中控楼、GIS室开关站、绝缘油库及生活消防水池等均布置在尾水出口3??m高程平台。电缆由主变室电缆层通过出线洞送至地面GIS室开关站的电缆廊道内,出线站布置在GIS室开关站楼顶。?5?结?语?随着外部建设条件的变化,金桥水电站工程在已经选定的枢纽布置格局的情况下,对首部枢纽左岸坝型、装机容量、调压井形式、厂房形式,从工程投资、施工、工期、运行及工程安全性等方面重新进行综合比较论证,从而选定了设计方案,并随着建设条件的变化,对设计方案重新优化。枢纽整体布置、主要建筑物形式充分适应了地形地质与建设条件,整个枢纽布置紧凑、经济合理、运行安全有保障。?参考文献:【相关文献】?[1]?中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司.?西藏易贡藏布金桥水电站工程可行性研究报告(审定本)[R].?西安:?中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,?2016.?[2]?中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司.?西藏易贡藏布金桥水电站工程设计变更专题报告[R].?西安:?中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,?2016.?[3]?伍小玉,?何顺宾,?[J].?水力发电,?2016,?42(3):?7-10.?[4]?洪永文.?金安桥水电站枢纽布置研究[J].?水力发电,?2011,?37(1):?20-23.?[5]?王康柱,?王君利,?廖元庆,?等.?积石峡水电站工程枢纽布置设计综述[J].?水力发电,?2011,?37(11):?25-28.?[6]?陈五一,?叶发明.?瀑布沟水电站枢纽布置[J].?水力发电,?2010,?36(6):?36-38?.