某大型水電站尾水渠設計

葛彩蓮

（新疆水利水電勘測設計研究院，烏魯木齊 830000）

某大型水電站尾水渠設計

葛彩蓮

（新疆水利水電勘測設計研究院，烏魯木齊 830000）

根據本工程尾水渠地形右高左低的條件，右岸采用貼坡擋墻，左岸巖土分界線以下采用貼坡擋墻，以上采用扶壁式擋墻的布置型式。

貼坡擋墻；扶壁式擋墻；尾水渠

1 概述

某大型水電站位于某國際河流干流河段出口處，多年平均流量140m3/s，多年平均徑流量44.19億m3，多年平均洪峰流量1046m3/s。

工程等別為Ⅱ等工程，工程規模為大（2）型。壩址區地震基本烈度為Ⅶ度。水庫正常蓄水位646.0m，總庫容2.22億m3，主壩最大壩高94m。電站裝機220MW，多年平均發電量6.64億kW·h，保證出力14.4MW，年利用小時數3018h。

電站主要由混凝土拱壩、開敞式溢洪道、放水深孔、引水式岸邊廠房等組成。發電引水系統采用一管四機布置型式，電站布置兩臺單機80MW和兩臺單機30MW的水輪發電機組。

2 工程地質

水電站尾水渠位于廠房下游，地面廠房位于3#溝出口處，順溝向布置，廠址地面高程580～600m，邊坡坡度10°～20°，地形較為平緩開闊。上部為5～10m的沖洪積碎塊石土層，結構松散，下伏基巖為厚層-巨厚層狀灰白色二長片麻巖 （D2a-2）。層面及片理產狀310°～330°NE∠40°～50°，裂隙除層面片理發育外，主要發育有NE、NW向兩組裂隙：①順河向陡傾角卸荷裂隙，產狀30°～40゜NW或SE∠60°～80°，延伸長一般3～15m， 裂隙切割深5～8m； ②300°～320°SW∠35°～40°，延伸長一般3～8m。 沿3#溝發育有F11斷層，產狀285°NE∠68°，順層擠壓片理發育，寬5m。

廠房基礎開挖深度25～30m，基礎置于微-新鮮基巖上，巖體完整，地基允許承載力建議取5MPa。廠房后邊坡為巖質邊坡，邊坡結構為斜向坡，自然邊坡整體穩定，但后邊坡開挖涉及近37m高的人工邊坡穩定問題，由于巖體風化、卸荷切割等影響，存在人工邊坡穩定問題。

3 尾水渠結構設計

擋墻布置根據工區工程地質、水流等條件及所屬水工建筑物總體布置、功能、運行等確定，力求做到緊湊合理、協調美觀［1］。根據廠房位置、大小機組布置及河流與廠房的相對位置，尾水渠布置如圖1，尾水渠橫斷面圖如圖2。

圖1 尾水渠平面布置

圖2 尾水渠橫斷面布置

3.1 尾水渠底板布置

從圖2中可以看出，尾水渠的底板左邊高552.50m右邊高547.81m。這是因為主機間有大小機組各兩套：小機組位于主機間左端，裝機容量30MW，尾水管底板高程552.50m；大機組位于主機間右端，裝機容量80MW，尾水管底板高程547.81m。為了達到水流的平順銜接，故尾水渠底板高程左高右低。

尾水反坡段底板標準分塊4.0m×3.0m （長×寬），板間縫寬20mm，縫間填充閉孔塑料板，底板厚500mm。混凝土標號C25F300W4。經計算底板上層配置一級鋼筋，直徑12mm，間距200mm，混凝土保護層厚度50mm。底板設φ25砂漿錨桿，孔深3m，間距2.0m，排距3m；底板設置φ100排水孔，間距4m，排距1.5m，與錨桿錯開梅花型布置。

3.2 貼坡擋墻布置

從圖2可以看出，尾水渠右岸弱風化線較高為577.40m以上，故右岸從底547.81m高程至577.40m高程，均采用貼坡擋墻布置，厚0.5m，高度共計31.09m，在中間564.00m高程處設置2m寬馬道。

尾水渠左岸風化線較低，故564.00m高程以下設計為貼坡擋墻，厚度同樣為0.5m，564.00m高程以上為扶壁式擋墻，左岸擋墻高11.50m。

尾水反坡段擋墻分縫詳見尾水反坡段擋墻展開圖3（右岸貼坡擋墻），縫寬20mm，縫間填充閉孔塑料板。貼坡擋墻設φ25砂漿錨桿，伸出貼坡擋墻與貼坡鋼筋網焊接，伸入基巖內錨固長度為4.0m，錨桿間距為2m，排距為2m。反坡段貼坡擋墻設φ100排水孔，間排距2m，與錨桿錯開梅花型布置。

圖3 尾水渠右岸反坡段擋墻展開圖

3.3 扶壁式擋墻布置

扶壁式擋墻構造簡單、施工方便，墻身斷面較小，自身質量輕，可以較好地發揮材料的強度性能，能適應承載力較低的地基。

本擋墻墻身尺寸如表1，物理參數如表2。

表1 扶壁式擋墻墻身尺寸

表2 扶壁式擋墻物理參數

續表2

應用理正軟件對扶壁式擋墻進行計算，計算結果如表3和表4：

表3 扶壁式擋墻穩定計算成果

表4 扶壁式擋墻結構計算成果

4 結語

為了增加電站的發電效益，在進行尾水渠設計時，必須使渠內水流出流平順，流態較好，盡可能降低尾水渠水位［2-3］。根據本工程地形地質條件，右岸采用貼坡擋墻，左岸巖土分界線以下采用貼坡擋墻以上采用扶壁式擋墻的布置形式。使過流斷面表面平整度好，糙率低，水流順暢，且整體穩定性好，抗凍耐久性好，美觀實用。

［1］胡孔中，王東，王小靈.扶壁式擋土墻在潘口水電站尾水渠中的應用［J］.甘肅水利水電技術，2014（9）.

［2］鄧光蓮.崇陽水電站尾水渠邊坡設計探討［J］.科技視界，2014（26）.

［3］陳漢全.低水頭電站尾水渠設計［J］.甘肅水利水電技術，2002， 38（2）：115-116.

Analysing of the tailrace of a large hydropower station

GE Cai-lian
（Hydro and Power Design Institute of Xinjiang,Urumqi 830000，China）

According to the fact of the right bank of the topographic is higher than the left bank，we can read out that the right bank applies stickers slope retaining wall，and the upper of the left bank applies buttress retaining wall，this method suitable for the design of this project.

stickers slope retaining wall；buttress retaining wall； tailrace

TU991

B

1672-9900（2015）06-0050-03

2015-11-02

葛彩蓮（1985-），女（漢族），河北故城人，工程師，主要從事水利工程設計工作，（Tel）15026005682。