《水利水电工程概论》结课论文..doc

《水利水电工程概论》结课论文 学 院： 专业年级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 提交日期： 家乡的水利水电工程——舟坝水电站 摘要：站本身存在的弱点,优化了枢纽布置及建筑物设计,降低了工程风 险,节约了工程投资,降低了工程运行期的成本。本文对此进行简要介绍。 关键词:设计优化调整;工程投资;工程风险;舟坝水电站 1　舟坝水电站的简单介绍 1.1 地理位置和设计结构 舟坝水电站位于四川乐山市沐川县舟坝镇,系马边河干流梯级开发的第五级电站。电站距河口46km,距乐山106km,距下游黄丹电站17km。水库总库容1.84亿m3 , 调节库容1.137 亿m3 , 备季调节能力。电站装机容量102MW , 装2 台51 万MW 的发电机组, 尾水直接与黄丹电站库尾相连。电站工程规模属大( 2) 型, 工程等别为二等工程。永久性主要建筑物按2级建筑物设计, 次要建筑物按3级建筑物设计;正常蓄水位429.00m。 电站为重力坝引水式电站,坝轴线位于舟坝大桥上游约270m 处,大坝为碾压混凝土重力坝,最大坝高72.50m,坝顶长度172m,洪水全部由溢流坝5个表孔下泄,采用台阶溢流面结合宽尾墩、消力池联合消能工进行消能。岸式进水口布置在左岸, 距大坝约70m,两条有压引水隧洞穿越左岸山脊接厂房,分别长约294m 及269m。发电厂房布置在舟坝大桥下游左岸约600m 处。电站枢纽布置见图1。 图1　舟坝电站枢纽布置示意 1.2 地理特点 枢纽区地层主要为三叠系上统须家河组( T3x j ) ,与工程密切相关的地层为T5～83x j 。其中数层以泥岩、砂质泥岩为主, 夹薄煤层或煤线,砂质泥岩层理发育,失水崩解呈片状, 泥岩遇水软化、失水干裂崩解呈碎粒状;岩石矿物成分以泥质为主,强度低,属软岩。双数层以砂岩为主夹泥岩或煤线,呈厚～巨厚层状,完整性较好,岩石中等坚硬。枢纽区地质构造形式主要表现为顺层发育的层内挤压带,根据坝区勘探揭露的层内挤压带共有5条( j1 ～j5 ) ,其中j1、j2 发育在T73x 层内上部及底部, j3、j4 在T63x j层内部, j5 在T53x j顶部。 2　工程设计的难点及先进性 设置了机组最大容量, 避免了水轮机在枯水期高水头情况下长期处于强振动区运行的问题。 舟坝水电站最大水头50.9m,最小水头31.0m,额定水头采用38m,水头变幅范围较大,额定水头偏低。为避免机组在枯水期高水头情况下长期处于导叶小开度运行引起机组振动,在发电机参数设计中,设置了机组最大容量63MW (即当水轮机的运行水头在45m 时, 保持额定水头38m 水头时的额定开度,机组的出力达到63MW ) 。采用这种设置,优化了水轮机的运行范围, 避免了水轮机在枯水期高水头情况下长期处于强振动区运行的问题, 也提高了水轮机的平均效率和运行稳定性。同时, 发电机重量比51MW 的机组有所增加, 机组GD2 也有所增加,使机组加速时间常数Ta 增大, 为减小引水隧洞洞径创造了条件。 通过深入研究,引水系统取消了调压井;在满足工程安全运行的前提下,突破了Tw / Ta 0.4的常规设计,而采用了0.41, 使取消调压井后的引水隧洞可采用较小的洞径; 取消了引水隧洞下弯段起点以前的钢衬。 ① 取消调压井的研究。根据枢纽区的河湾地形特点,电站拦河坝和厂房分别布置于左岸山体的两侧。原可研阶段的引水系统布置为:进水口后紧接一条圆形压力引水道, 穿过SE向凸出河湾的单薄山脊,全长164.844m。压力引水道末端设置31m ×15.8m 矩形断面调压井, 调压井总高度67m。压力管道为从调压井处引出的两条内径为6.4m 的平行支管,水平布置, 1号支管长102.814m, 2号支管长82.242m。调压井处地表崩积厚度约2～5m, 井口为T73x j层泥岩、泥质粉砂岩,厚约12m,下伏T63x j砂岩,岩体风化较强烈,基岩面以下强风化深5～6m,弱风化深近40m。调压井近井口部位,由于分布有崩积堆积物及强风化泥岩,井壁稳定条件差;在地表以下40m深度以内,部分在开挖过程中可能遇见的中缓倾角层内挤压带与陡倾角裂隙组合, 将影响局部井壁的稳定性;同时, 调压井部位有约37m 井段在地下水位以下,施工条件较差。由于调压井井壁稳定性及施工条件较差,因此施工中存在一定风险。在施工图设计阶段,机组参数确定后,对取消调压井的方案进行了研究。根据计算,