牡丹江流域某水电站的导截流方案.docVIP

牡丹江流域某水电站的导截流方案设计 摘 要:根据该水电站的枢纽布置及地形、地质条件,其施工导、截流设计,设计的导流方案为:在距大坝110m处峡谷右岸开挖一条内径8.0m圆洞型隧洞,导流洞长度为252.56m,隧洞进出口落差达到8m,水流条件好。隧洞进口高程为1153.00m,出口高程为1145.00m,底坡为3％。 关键词:导流 围堰 截留 施工 中图分类号:tb21 文献标识码:a 文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0042-02 1 项目背景 a电站位于吉林省牡丹江流域上。电站主要建筑物由拦河坝、导流兼泄洪洞、发电引水洞、调压井、压力钢管及发电厂房等六部分组成,总装机100mw,装机台数两台,单机容量50mw。其中拦河坝为常态混凝土拱坝,坝轴线长157.713m,最大坝高67.0m。 2 项目施工水文条件 牡丹江流域内的初冰期一般发生在10月下旬,通常在11月上旬出现流凌,11月下旬封江,翌年3月下旬至4月初开江。封冻期最大冰厚1.28m。开江期的春汛及流冰一般不甚严重,很少形成冰塞现象。由此可见,莲花水电站的水文分期明显,洪枯流量比较大,一年内有5个月的冰冻封江期,流凌现象不严重,这些特性对施工导流设计有较大影响。 牡丹江流域控制集水面积8270km2,a电站坝址以上控制集水面积7090km2,占全流域的85.7%。 本工程施工水文资料分别见表1、表2、表3。 3 方案比选程序研究 3.1 导流标准及导流时段选择 本电站为ⅲ等工程,主要建筑物拦河坝为3级建筑物,根据《水利水电工程施工组织设计规范》(sd338～89)的规定,相应的临时建筑物为5级,相应的导流标准为p=20%。 根据对《坝址不同频率分期洪水成果表》进行比较分析,可以看出选择11月至次年4月的导流时段较为合理,其在p＝20％的导流流量为299m3/s。 3.2 度汛标准及坝体临时度汛 本工程度汛标准采用p=10%的全年洪水,相应流量为2800m3/s。考虑到常态混凝土重力拱坝的施工特点,为了能够连续施工,本工程大坝施工度汛采用预留缺口联合导流洞泄洪度汛。 4 导流建筑物设计 坝址处河道狭窄,河道宽度在20m～30m之间,呈“ω”形,采用隧洞导流条件较为优越。所以,本工程采用隧洞导流方式。 4.1 导流方案的比选 根据枢纽布置形式,结合水文、地形、地质条件等因素,提出如下方案进行比较。 方案一:在距大坝250m处峡谷右岸开挖一条6.5m×8.0m城门洞型隧洞,导流洞长度为470m,隧洞进出口落差达到19m,水流条件好。隧洞进口高程为1159.00m,出口高程为1140.00m,底坡为4.04％。方案二(与泄洪洞结合方案):在距大坝110m处峡谷右岸开挖一条内径8.0m圆洞型隧洞,导流洞长度为252.56m,隧洞进出口落差达到8m,水流条件好。隧洞进口高程为1153.00m,出口高程为1145.00m,底坡为3％。上述两个方案技术经济比较如以下几点。 (1)经济指标。 方案一造价约为884万元,方案二造价约为869万元,从单一的导流工程来看两个方案经济指标上两个方案差不多,但是方案二是结合永久泄洪洞来设计,对整个工程来说方案二在导流工程方面几乎是零投资(投资计入永久泄洪洞)。因此,经济指标上方案二优于方案一。 (2)技术可行性。 本工程上游河床宽度较狭窄,覆盖层较厚,主要为大块石崩踏堆积体。其中,左岸有不稳定崩踏堆积体,堆积体顺河向长约100m,距坝址约80m,垂直河向长50m,体积约8万m3。经过与中国地质大学进行的专题分析,专题设计提出将该部分需进行清除处理。 采用方案一,围堰布置在峡谷中上部,施工技术上难度不大,可行性强。导流洞施工受到崩踏堆积体处理的施工干扰小,可独立施工,而且,导流洞的封堵简单;缺点是隧洞较长,施工时间长。采用方案二,围堰布置在峡谷中部,施工技术上难度不大,可行性强。缺点是导流洞施工受到崩踏堆积体处理的施工干扰;优点是导流洞可与泄洪洞结合,减少工程投资,同时有利于大坝的安全运行。 因此,选择方案二为本工程的推荐方案。 4.2 导流洞设计 (1)洞线布置。 由于导流洞和永久泄洪洞结合,导流洞布置在满足导流要求的前提下还应尽可能满足泄洪洞要求。所以,导流隧洞布置于大坝右岸,全长252.56m,隧洞进口直线段长42.90m,洞线方向为n2.59°e,转弯段长78.39m,转弯半径为100m,转角44.92°,出口直线段长131.27m,洞线方向为n47.68°e。隧洞进口底板高程为1153.00m,出口底板高程为1145.00m,底坡为3.2%。 (2)隧洞断面型式选择。 考虑到导流洞设计与泄洪洞相结合,导流洞断面采用圆型断面设计,经过水力计算,确定隧洞断面尺寸衬砌后内径为8m圆洞。 4.3 围堰设计