高山峡谷区水电枢纽布置比选研究.pdf

水电站设计第30卷第3期
DHPS2014年9月
高山峡谷区水电枢纽布置比选研究
唐瑜,刘侠,曾勇
(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司,四川成都610072)
摘要:本文结合雅警江上游某水电站枢组布置比选,从坝型选择、泄洪消能方式选择等多方面综合确定推荐枢组布置方式,对在
峡谷河段水电枢纽的布置研究提供借鉴。
关键词:峡谷河段;水电站枢纽布置;底流消能;挑流消能;重力坝
中图分类号:TV6
文敵标志码:B文章编号:1003-9805(2014)03-0012-(4
坡陡峻,河谷深切300~800m,河谷形态为基本对称
0前
的“V”型谷。河谷相对狭窄,河水面宽约30~80m
坝基岩体为二叠系上统两河口组(T3h)变质砂岩、
对于典型的高山峡谷区河流,水电站枢纽布置粉砂质板岩,无大断层通过。河床覆盖层较浅,厚度
时受地形空间影响,有较多局限性,如挡水建筑型式为5~9m,两岸岸坡岩体出露,风化程度总体较弱,
选择、泄洪消能方式选择、建筑物协调布置等,在枢强卸荷深度与弱风化上段基木吻合,躬卸荷深度
纽布置方案选择时,宜结合坝型比选工作进行多方般浅于弱风化下段(见图1)
案布置比选,逐层排除,从而得到切实合理、经济的
枢纽布置格局。
本文结合雅菪江上游某水电站枢纽布置比选研
究,从坝型选择、泄洪消能方式选择、工程施工及经
济性等多方面综合确定推荐枢纽布置方式,对在峡
谷河段水电枢纽布置提供借鉴。
工程概况
某水电站为雅砻江上游河段规划梯级电站之
,电站采用坝式开发。根据坝址区地形地质条件,
图1坝轴线地质剖面示意
初拟采用混凝土重力坝作为代表坝型,水库回水长
度约225km,总库容约1.52亿m,属日调节性能2枢纽布置条件与原则
水库,坝址处多年平均流量约371m3/s,电站利用落
差71.6m,引用流量639m3/s,最大坝高95m,装机
坝址处河段为“V"”形峡谷,两岸山体雄厚,左岸
容量360MW,多年平均年发电量15.43亿kW?h。坡度约35°~70°,右岸坡度约40°~65°,基岩大多
工程为二等大(2)型工程,主要挡水、泄水及发电建裸露,岸坡整体稳定,坝基岩性为中厚层夹厚层状变
筑物为2级
质砂岩,总体为近斜向谷,岩体强卸荷平均水平深度
工程区属于雅著江上游河段,工程区新构造运25m,弱卸荷平均水平深度50m,特别是右岸中高高
动为大面积强烈抬升,河流以下切侵蚀为主,河谷阶程岸坡岩体存在倾倒性变形,此外,工程区黏土料分
地总体不发育,分布零星。坝址区河段河流流向大布零星、分散,且多为当地居民耕地。修建拱坝基础
致为SSE,河谷属高山深切河谷,两岸山体雄厚,谷处理工程量大,心墙堆石坝黏十料受制约,因此选择
收稿日期:2013-08-21
作者简介:唐瑜(1980-),男,甘肃临洮人,硕士,高级工程师,从事水利水电工程结构设计工作
万方数据
面板堆石坝与混凝土重力坝为代表坝型进行枢组布工程量方面考虑,宜优先选择地面」房。本工程坝
置比选研究。
址处无较笕阔的阶地分布,不具备布置岸边地面厂
对于该水电站这种高山斜谷地段,枢组布置时,房条件,因此发电厂房布置在地下。坝址处岩体为
应重点考虑以下原则及要求
深灰色中厚~厚层状变质砂岩,夹灰黑色薄层细砂
(1)河谷狄窄,施工场地小,建筑物应尽可能布质、粉砂质板岩T3h,适官布置地下洞室群,左、
置紧湊、简沽,尽量减少岸坡开挖与洞室开挖,避免右岸岩体基本相当,右岸山体在坝轴线下游岩体较
施工及运行期的相互干扰。
好,故将地下厂房布置在右岸坝轴线下游侧山体内
2)两岸岸坡陡峻,右岸为斜横向谷,左岸岩体枢纽布置较平顺,进水口及尾水水流条件也相对较
卸荷强烈,应协调建筑物布置型式,尽量避免高边坡好,防渗问题不突出。
开挖,节约边坡支护工程投资。
泥凝土面板堆石坝根据坝型自身特点,宜配套
(3)峡谷区河流,流域汇流少,流量不大,应结超泄能力较强、运行方便的溢洪道与有放空作用的
合坝型选取合理泄洪建筑物型式与规模,权衡泄洪深孔泄洪洞,运行安全、可靠、灵活。溢洪道布置为
雾化与冲刷的矛盾,选择恰当的消能方式。
岸边开敞式。由于下坝址处河道顺直,两岸岸坡陡
综合考虑上述原则,柩纽布置时,充分考虑坝型峻,其中右岸边坡存在倾倒变形现象,不利于开挖溢
特性、地形地质特点、建筑物之间协调合理、布局紧洪道边坡,故岸边开敞式溢洪道布置在左岸。为了
凑等因素,因地制宜的布置挡、泄水及发电建筑物,边坡开挖不产生空问干扰问题,相应将泄洪放空洞
求布局简洁紧凑、施工干扰小、经济性优良。布置布置于右岸,与电站进水ロ并排布置,其底板工程低
要求及原则见图2。
于电站进水口高程,可兼作排沙、放空洞。因此面板
坝合适枢组方案为混凝土面板堆石坝+右岸引水及
地形、地
质条件
地下厂房+左岸岸边溢洪道+右岸泄洪放空洞,枢
纽布置如图4所示。
泄洪消能要
坝型特性
求
高山峡谷区水电
及要求
枢纽布置
施工条件
及要求
工程投资
图2高山峡谷水电枢纽布置原则及要求
3枢组布置格局比选
对于两种代表坝型,初拟枢组布置方案有以下
几种(见图3):
地下厂房岸边洪道+岸边泄放空
混土面板堆石
坝方案
地面厂房+岸边溢洪道+岸边洪放空洞
枢细布置方案
混土重力坝方
地下厂房佺坝身泄洪(底流或流)
地面厂房+全坝身状(底流或挑流)
图4下坝址混凝土面板堆石坝枢纽平面布置示意
图3初拟枢纽布置方案示意
2混凝土重力坝枢纽布置
对于上述4种基本方案,根据厂房、泄洪放空建
对于发电厂房,亦可选择坝后式厂房或地下
筑物布置在左、右岸不同,又有多种行生次方案,逐房。鉴于本工程位于高山峡谷区,交通条件较差,水
对这些方案进行排除优选,最终确定该坝型的排泥及混凝士骨料等单价较高,混凝士坝就坝体投资
荐方案进行比选。
已高于当地材料坝,若再采用地下厂房,则经济性更
混凝士面板堆石坝枢纽布置
差。枯水期下坝址河床宽度约40~80m,正常蓄水
混凝土面板堆石坝枢纽,通常发电厂房为坝后位时河床宽度约165~205m,基本满足同时布置泄
地面厂房或地下厂房,从大型地下洞室开挖及支护洪建筑物和坝后地面厂房的条件,因此将发电厂房
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