溫泉水電站工程總體布置設計

張 偉

(新疆水利水電勘測設計研究院，烏魯木齊 830000)

溫泉水電站工程總體布置設計

張 偉

(新疆水利水電勘測設計研究院，烏魯木齊 830000)

溫泉水電站工程總體布置較好地結合了工程區的水文、氣象、地形地質條件，攔河壩采用混凝土面板堆石壩，有效利用當地材料筑壩。利用河灣凸岸(右岸)布置泄洪和發電引水系統，布置緊湊，洞室長度短。通過工程的初步運行，情況良好，各項指標均達到設計要求。文章介紹了總體布置形式。

工程總體布置；混凝土面板堆石壩；泄洪系統；引水發電系統；溫泉水電站

1 工程概況

水力發電是溫泉水電站工程的主要任務，電站裝機規模為3×45MW，水庫總庫容2.07億 m3。工程等別為二等，規模為大(Ⅱ)型。由混凝土面板堆石壩、表孔溢洪道、深孔泄洪洞、引水發電系統及地面廠房等建筑物組成。攔河大壩為一級建筑物，最大壩高102m；其他主要建筑物為二級建筑物。擋水及泄洪建筑物按P=0.2%設計，相應洪峰流量Q=1965.1m3/s；按P=0.02%校核，相應洪峰流量Q=2244.0m3/s。發電引水系統及電站廠房按P=0.5%設計，相應洪峰流量Q=1523m3/s；按P=0.2%校核，相應洪峰流量Q=1965.1m3/s。

2 總體布置

攔河大壩布置在河灣處上游較順直的河段上，導流泄洪和發電引水洞室布置河灣凸岸(右岸)，從河邊往岸里方向依次布置表孔溢洪洞、深孔泄洪洞、發電引水洞、導流洞。表孔溢洪洞進口布置在右壩肩上游處，發電洞進口及深孔泄洪洞進口聯合布置在表孔溢洪洞的上游約150m處。導流洞從發電洞底部穿過與深孔采用“龍抬頭”的形式結合布置，后期導流洞將被封堵廢棄。地面廠房布置在下游右岸4#溝口[1]。

3 混凝土面板堆石壩

壩址處河谷呈“V”型，河流縱坡6.9‰。河谷底海拔約870m，兩岸山頂海拔1182～1600m。左岸岸坡相對平緩，右岸岸坡相對較陡，大多在70°～80°，局部近直立。壩址分布下石炭統東圖精河組和第四系地層，巖體呈厚層狀～塊狀。壩址基巖強風化層厚2～5m，弱風化層厚10～15m。左岸卸荷帶水平寬度3～15m，順河長95m，垂直深度約65m；右岸卸荷帶水平寬度2～5m。壩址區右岸<3Lu的界線在基巖面以下35.9～63.2m，河床為14.8～20.5m，左岸為20～50m。

擋水建筑物為混凝土面板堆石壩，最大壩高為102m，壩頂寬度為10m，壩頂長度為306m。防浪墻高度為4.2m，防浪墻采用“L”形結構，防浪墻底部與面板相接處設沉降縫。大壩上游壩坡為1∶1.5，下游壩坡(上壩公路間)底部為1∶1.3，頂部為1∶1∶5，在下游坡設縱坡為8%、寬度為10m的“之”字形上壩公路，下游綜合壩坡為1∶1.67，下游壩坡采用漿砌塊石護坡[2]。

混凝土面板頂部厚度為0.3m，底部厚度為0.66m。采用二級配C30W10F300鋼筋混凝土，單層雙向配筋，其豎向配筋率為0.5%，水平向配筋率為0.4%。河床部位受壓區面板寬12m，共16塊；岸坡部位受拉區面板寬6m，左岸10塊，右岸6塊。

趾板布置型式采用水平趾板。趾板寬度分成8m、6m、4m，相對應厚度為80cm、60cm。在距趾板頂面15cm處布置一層雙向鋼筋，含鋼率為0.4%。趾板內設置錨筋，將趾板錨固在基巖上，錨筋直徑30mm，間排距均為1.2m，伸入基巖4m，與基礎巖石通過固結灌漿、帷幕灌漿連成整體，封閉了地面以下的滲漏通道，形成一個完整的防滲體系。右岸趾板邊坡較陡，為減少開挖及邊坡支護的工程量，采用4～6m寬的窄趾板加內趾板的結構型式，內趾板為趾板壩內坡的混凝土護坡，厚20cm，長20m，掛網噴混凝土設計指標為C30W10，與巖石黏接力≥1MPa。

4 表孔溢洪洞

表孔溢洪洞進口布置在右壩肩上游處，距壩軸線約70m，洞線順直，出口距下游壩腳約130m，分為進口控制段、洞身段、出口挑流鼻坎。進口為開敞式結構，WES堰型，進口底板高程940.5m，堰頂高程946.5m，設一道檢修閘門12m×10.5m，設一道12×10.5m平板工作門，控制段頂高程960m。洞身段全長181m，邊墻鋼筋混凝土襯，頂拱掛網噴護混凝土。前部設25m的漸變段，由12×12m方形斷面漸變為8×11m的120°城門洞型斷面，樁號0+010.069～樁號0+021.54m為反弧段，通過反弧與平洞段相連接，反弧末端底板高程為935.735m。平洞段長147.2m，底板縱坡i=7/100，樁號0+168.718m～樁號0+217.781m為渥奇曲線段，出口底板高程為921.030m，斷面為8×11.8m城門洞型。出口采用平鼻坎挑流消能，挑坎長度24.5m，挑坎高程912.463m。表孔溢洪洞采用無壓泄流方式，最大泄量947.39m3/s，最大流速28.167m/s，最大調距132.77m，最大沖坑深度29.7m[3]。

5 深孔泄洪洞

深孔泄洪洞進口布置在表孔溢洪洞上游，和發電洞進口聯合布置。深孔泄洪洞軸線與發電洞上平洞段的軸線平行，與發電洞水平距離37.28m，根據排沙要求確定其進口底板高程902m，低于發電洞底板高程15m，以便形成排沙漏斗。深孔泄洪洞進口底板高程902m，閘井平臺高程960m。設有一道4.5m×6.5m平板事故門和一道4.5m×5.0m的弧形工作門。洞身段全長523.31m，全斷面鋼筋混凝土襯砌，城門洞型，拱頂圓心角為120°。樁號0+000.000m～樁號0+010.000m為漸變段，漸變段由4.5m×6.75m方形斷面漸變為5.5m×7.5m的城門洞型斷面。樁號0+010.000m～樁號0+134.476m為龍抬頭段，末端高程873.449m；其中在樁號0+085.996m設置一道跌坎摻氣槽，坎深0.578m。樁號0+134.476m～樁號0+165.012m為改建段，坡度i=0.01；樁號0+165.01m～0+523.31m為與導流洞結合段。出口采用“一”字形擴散型平鼻坎挑流消能。深孔泄洪洞為無壓泄流方式，設計泄量620.585m3/s，校核泄量632.122m3/s，最大調距45.7m，最大沖坑深度18.9m。

6 引水發電系統

6.1 進水口布置

發電洞進水閘井為井筒岸塔式結構。進水塔底板高程917m，閘頂平臺高程960m，塔高43m。進水塔后右側回填至960m作為永久交通。進水塔由攔污柵擋水門閘井和事故門閘井兩部分組成。進水塔攔污柵段分4孔，每孔孔口尺寸b×h=5m×10.5m。攔污柵后設置一道擋水門，孔口尺寸為b×h=5m×9.5m。事故閘井段設事故檢修門一道，孔口尺寸為b×h=7m×7.5m，956m高程設置檢修平臺。攔污柵段長17.1m，寬30m。事故門井段長7.4m，930m高程以下寬13m，以上寬11m。

6.2 引水發電隧洞

上平洞段、斜井段、下平洞段及壓力鋼管段構成發電洞洞身段。上平洞段長399.669m，斷面為圓形，直徑D=7.5m，縱坡1‰。斜井段長102.06m，坡度45°，高差為59.515m，斜井洞徑為D=7.0m。下平洞段長為34.446m，縱坡均為1‰，洞內徑D=7.0m。洞內混凝土襯砌厚度均為70cm，上平洞段及斜井上半段均采用C25鋼筋混凝土襯砌。斜井下半段及下平洞段除鋼襯外，還采用C20混凝土襯砌。洞室圍巖均進行固結灌漿處理。

6.3 洞外壓力鋼管段

洞外壓力鋼管管長為40m(出洞口至主廠房上游側)，內徑D=7.0m，采用鋼襯，外包C25鋼筋混凝土，厚度1.2m。岔管采用內加強月牙肋卜型岔管，將一根主管通過兩次分岔，分為三根支管接入主廠房內。岔管外包鋼筋混凝土厚度分別為1.8m和1.5m，3個支管管徑均為3.6m，外包鋼筋混凝土，厚度0.8m。

7 發電廠房及開關站

7.1 廠區布置

廠房采用地面廠房型式，由主廠房和副廠房構成。主廠房由主機間和安裝間組成，安裝間位于主機間的北側；副廠房布置于主廠房上游側，與主廠房等長；主變壓器布置于副廠房上游側；戶內式GIS布置在副廠房內；廠房尾水經河道整治可順暢出流。尾水平臺高程為873.00m，與廠區平臺高程同高。廠區周邊邊坡底部設排水溝。廠房四周均有交通、消防通道。通過進廠公路，由廠房北端進入安裝間。

7.2 發電廠房

主機間里布置有3臺HLA883—LJ—252型水輪機和3臺SF45—22/600水輪發電機及其附屬設備，機組間距為16.05m，機組段長度為52.115m，主機間總寬度20.98m，主機間各層依次為：發電機層高程873.00m，發電機層上面布置有180/50/10t橋機，橋機軌面高程為883.40m，可滿足吊運發電機聯軸轉子、水輪機聯軸轉輪等要求。水輪機夾層高程為867.00m，水輪機層高程為862.80m，蝸殼層高程為856.60m。主機間上游側共分5層：①發電機層；②水輪機夾層；③水輪機層；④蝸殼層；⑤尾水管層。下游側共分3層：①發電機層；②水輪機夾層；③水輪機層。

安裝間布置于主機間右側，與主機間同寬，安裝間尺寸23.5m×20.8m×29.75m(長×寬×高)，安裝間底板高程為862.80m，與發電機層高差為10.20m，布置有油處理室、透平油庫、通風機室、轉子檢修墩等，另外在安裝間右側設有進廠大門。

副廠房布置在主廠房上游側，長度為75.65m，寬度為12.0m，開關站采用戶內GIS，布置在副廠房上部。副廠房一次副廠房和二次副廠房構成，一、二次副廠房均共分5層，基礎層為電纜層，高程為863.60m，與主機間水輪機層相通；高程867.00m層與水輪機夾層同高，此層布置有發電機出口電壓設備柜等；高程873.00m層與發電機層同高，此層布置有通風機室、0.4kV低壓配電室、10kV高壓配電室、資料室、計算機室、男女衛生間等。高程877.70m層為GIS電纜夾層；高程880.70m層為全封閉電氣組合層，即GIS層，主要布置GIS設備及一臺10t、跨度9.5m的電動雙梁起重機。副廠房屋頂為出線場，高程為892.20m，布置避雷器、電容式電壓互感器、高頻阻波器、耦合電容器等，對應一次副廠房框架柱頂設220kV出線架。

7.3 尾水建筑物

尾水平臺高程為873.00m，尾水閘孔口高3.391m，寬7.712m，中墩厚1.9m，共6孔。尾水管底板高程853.799m，尾水閘墩后接反坡段，反坡末段底板高程862.00m。尾水反坡段長32.804m，后接原河道。

8 結 語

工程總體布置較好地結合了工程區的水文、氣象、地形地質條件，攔河壩型采用混凝土面板堆石壩，有效利用當地材料筑壩。利用河灣凸岸(右岸)布置泄洪和發電引水系統，布置緊湊，洞室長度短。通過整體水工模型試驗的驗證以及工程的初步運行，情況良好，各項指標均達到設計要求。

[1]國家電力公司水電水利規劃設計總院.DL/T5016—1999混凝土面板堆石壩設計規范[S].北京：中國電力出版社，1999.

[2]蔣國澄，傅志安，風家驥.混凝土面板壩工程[M].武漢：湖北科學技術出版社，1997.

[3]酈能惠.高混凝土面板堆石壩新技術[M].北京：中國水利水電出版社，2007.

OverallLayoutDesignofWenquanHydropowerStation

Zhang Wei

(Xinjiang Water Conservancy & Hydropower Investigation and Design institute，Urumqi 830000，China)

The overall layout of Wenquan hydropower station is suitable for the hydrological，meteorological，topographic and geological conditions in the project area.The dam type is the concrete-faced rock fill dam (CFRD) and using local material for constructing dam.The convex band of river is used as arranging of flood discharge and diversion power generation system，so the layout is compact，and get short tunnel.The exploratory application of this project showed all kinds of specifications meet the requirement of design.

project overall layout，concrete-faced rockfill dam(CFRD)，flood discharge structure，diversion power generation system

1007-7596(2014)01-0039-03

2013-11-29

張偉(1970- )，男，新疆昌吉人，高級工程師，從事水利水電工程設計工作。

TV641.43

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