何建華,何朝洗
(1.中國水電顧問集團成都勘測設計研究院,四川成都 610072;2.四川準達巖土工程有限責任公司,四川成都 610072)
青龍水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣境內,是白水江干流(九寨溝縣段)水電規劃“一庫七級”開發方案中的第七級電站。電站廠區距九寨溝縣縣城約28km,廠區對岸有甘肅文縣~九寨溝縣公路從河流右岸通過,在湯珠河口與九環線旅游公路相連,對外交通方便。電站采用引水式開發,開發任務主要為發電,兼顧九寨溝縣城市建設、景觀用水和下游環境生態用水,無防洪、航運、供水等綜合利用要求。
青龍水電站廠址位于青龍橋上游約60m白水江左岸的Ⅰ級階地上,階地順河長110m,寬僅30~50m,場地較狹窄,對建筑物布置不利。該河段呈弧形凸向右岸,流向由S60°E轉為N70°E,河谷呈不對稱“U”型谷,枯水期河水面高程1166.7 m,水面寬18~28m。階地地面高于汛期河水面僅約2m,尾水建筑物布置較困難。
階地覆蓋層厚度為40~60m,由沖積的含漂砂卵礫石層、崩坡積堆積的含孤塊碎石土組成,層內無連續的軟弱下臥層分布。
廠房后邊坡為基巖陡崖,坡度65°~80°,坡高195~300m。邊坡中上部巖體卸荷強烈,多沿層面、第②組裂隙面張開5~10cm,局部可達20~50cm。
故廠址處地形地質條件特點為:場地狹窄,后坡高陡,覆蓋層建廠。
廠區布置應根據地形、地質、環境條件,結合樞紐布置格局,主要依據各建筑物的功能,合理布置主副廠房、變壓器場地、開關站、進廠交通、尾水建筑物等,使電站運行安全、維護管理方便;統籌布置主要建筑物及輔助建筑物,做到運行安全,功能適用,經濟合理;廠區排水順暢,環境美化;具備檢修的必要條件,同時盡量減少對周邊動植物、環境的干擾。
青龍水電站廠區建筑物主要由主廠房、第一副廠房、GIS樓及第二副廠房、尾水建筑物、進廠公路及輔助建筑物等組成。主廠房縱軸線方向為N85°E。安裝間、主機間及GIS樓呈“一”字形排列。安裝間布置在主機間左側,GIS樓布置在主機間右側,第一副廠房布置在主機間后側,第二副廠房布置在GIS樓后側,尾水渠布置在主機間下游,采用側向出水與白水江順接。
水電站設計中,絕大多數尾水渠均采用正向出流,從尾水管出來的水流一般通過很小角度的轉彎與河道順接。這樣的水流出水通暢、順利、水流流態好。而青龍水電站由于場地狹窄,閘室已接近河床,尾水出口位于河道左岸凸岸的末端,如采用正向出流,將正對對岸形成沖刷且需要的尾水渠長度將會占據大部分河床,勢必對對岸河道沖刷嚴重,并極大地影響河道的行洪能力。為了盡可能減少對對岸的沖刷,以及盡量少侵占河道,最終決定尾水渠采用側向出流。為了減少渠末端的泥沙淤積,對渠道末端下游河道進行了整治。招標階段對尾水渠布置進行了水力學模型試驗。根據模型試驗成果,尾水渠采用側向出流,尾水渠全長78.9m出口寬度15.4m。
水電站廠區必須具備設備檢修的條件,因此檢修通道在每個水電站中都不可缺少。一般而言,水電站的檢修通道均設置在廠房后側,但因該電站廠房外側跨尾水渠部分需設跨渠橋,工程投資相對較大。故青龍水電站進廠公路及安裝間位于主機間左側,其檢修通道的設置控制因素為變壓器的尺寸。由于變壓器位于主機間右側,其檢修場地設在安裝間,故需設置滿足變壓器運輸的檢修通道。然而本電站由于廠房后側靠近高陡邊坡,場地狹窄,無設置變壓器檢修通道的條件,只能選擇在廠房外側布置檢修通道。為了節省投資,充分利用建筑物布置空間,最終確定利用尾水閘墩兼檢修通道。尾水閘墩平臺高程與發電機層高程一致,平臺寬度為5.45m。閘門的啟閉設備采用電動葫蘆,距離平臺頂還有一定的高度,不占據平臺的空間,且尾水閘墩為大體積混凝土,承載力強,不需經過其他改造而只需在閘墩上預埋變壓器運輸軌道、在閘門孔設置軌道梁就能滿足變壓器檢修通道的要求。
青龍水電站依據廠區地形場地條件以及功能需要,安裝間、主機間及副廠房“一”字布置,將廠區值班室及倉庫布置在青龍橋橋頭、進廠公路外側,這樣布置有利于廠區的管理以及物件的運輸;事故油池、水處理室、減壓閥井、柴油機房等輔助建筑物均布置于廠區上游側,功能分區較明確,維護及管理十分方便。廠區樞紐建筑物布置情況見圖1。

圖1 廠區樞紐布置平面示意圖
青龍水電站為岸邊式廠房,廠址場地狹窄,后坡高陡,設計過程中因地制宜,通過采取一系列工程措施,合理布局,統籌設計,充分利用場地,緊湊布置,既滿足了電站的功能設計,又為方便電站的運行管理提供了有利條件,對狹窄場地的廠房布置具有一定的借鑒意義。
[1]馬善定,等,主編.水電站建筑物[M].北京:中國水利水電出版社,1996.
[2]水電站廠房設計規范,SL266-2001[S].
[3]顧鵬飛,等.水電站廠房設計[M].北京:水利電力出版社,1987.
[4]華東水利學院,主編.水工設計手冊[M].北京:水利電力出版社,1989.