巴藏水电站工程枢纽导流洞断面形式比选.docx

Vol.47,No.11Nov.,2011

Vol.47,No.11Nov.,2011

第47卷第11期2011年11月

GansuWaterConservancyandHydropowerTechnology

·58·

·施工技术·

巴藏水电站工程枢纽导流洞断面形式比选

李晓强

(甘肃省水利水电勘测设计研究院，甘肃兰州730000)

摘要：巴藏水电站位于舟曲县境内白龙江干流上，坝址区河床较为狭窄，不具备良好的河床内分期导流条件，在设计过程中结合坝址区工程地质、水文气象等条件，通过水力学计算、导流洞结构衬砌计算、经济分析以及模型实验验证等，多角度地对隧洞的断面形式进行了充分论证，最终推荐采用马蹄形断面导流洞。

关键词：导流隧洞；断面设计；断面形式；水力学；巴藏水电站

中图分类号：TV551.12文献标识码：B文章编号：2095-0144(2011)10-0058-02

1工程概况

巴藏水电站位于舟曲县境内的白龙江干流上，为引水式电站，装机容量51MW,水库正常蓄水位1625.00mm,电站额定水头38.5m,机组单机额定流量50.2m3/s,总库容630万m3。根据SL252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》及DL5180-2003《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》规定，工程等别为Ⅲ等，工程规模为中型。

2设计资料

2.1水文气象

巴藏水电站位于甘肃省舟曲县境内，坝址控制流域面积约8034km2,多年平均流量75.4m/s。白龙江流域属高原大陆性气候，气候垂直变化显著。多年平均气温13.0℃,历年极端最高气温35.2℃;极端最低气温-10.2℃。多年平均降水量435.8mm,多年平均蒸发量1972.5mm,历年最大积雪深度3.0cm,最大冻土深度24.0cm。多年平均日照时数1766.3h,多年平均湿度59%,多年平均风速2.1m/s、历年最大风速12.0m/s。分期洪水成果见表1。

表1巴藏水电站施工洪水成果m3/s

月份

不同频率设计值

5%

10%

20%

33.3%

50%

1-3

57.5

52.8

47.6

43.1

38.9

4

158.0

135.0

110

89.9

72.9

5-6

516

411

309

238

185

7-9

1050

816

596

446

340

10

347

291

233

188

150

11

172

148

124

104

86.8

12

73.2

67.2

60.5

49.4

49.4

2.2工程地质

巴藏坝址河谷狭窄，枢纽建筑物拦河坝为混凝土重力坝，根据地形条件以及水工枢纽布置，不具备良好的分期导

流条件。坝址左岸为Ⅱ级侵蚀堆积阶地，右岸为岩(土)质斜坡，河谷不对称。左岸Ⅱ级阶地为典型的“二元结构”,阶地前缘岸坡较陡，自然坡度55°~70°,阶地基座高程1606m左右，基座面以下基岩裸露，以上堆积有厚18~23m的冲积砂卵砾石层和厚3~5m的冲积砂壤土层，Ⅱ级阶地面宽80~120m,省道S313公路在阶地面近后缘—带平行岸坡通过。

右岸岩层临河陡立、岸坡上岩层倾角平缓，系岸坡岩体在外营力地质作用下松动倾倒、卸荷变形所致。上坝址无区域断裂通过，断裂构造不发育，仅发育数条小断层。采用右岸导流洞方案，其洞身围岩为千枚岩，进出口15~20m岩体风化较强，岩体完整性差，主要为IV、V类围岩。

3导流洞结构形式比选

结合洞线工程地质条件、隧洞断面过流条件以及隧洞洞身结构的稳定性分析，在方便施工的前提下，重点对右岸开挖导流隧洞结合过水围堰联合泄流的导流方式中城门洞形和马蹄形两种导流洞断面形式从工程地质条件、水力学、衬砌结构、经济分析等方面加以比选。

3.1导流洞洞身工程地质条件比选

城门洞形断面多用于明流隧洞，适用于无侧向山岩压力或侧向山岩压力很小的工程地质条件，施工简单且隧洞枯期泄流能力较大，有利于快速施工，但其受力条件较差，尤其在复杂地层中建造时相应的衬砌厚度大，工程投资也较高，一般在隧洞穿越的岩层坚硬、地质条件好时采用。而马蹄形断面适用于不良地质条件及侧压力较大的围岩条件，其受力条件与过流能力仅次于圆形断面，且可兼顾枯水期低水位下有较大的泄流能力，在复杂地层中建造时有衬砌厚度小，工程投资较低等特点。

由洞身所处工程地质条件可知，导流洞洞身围岩主要为千枚岩，且多为强-弱风化岩体，洞身在强-弱风化岩体中通过，节理裂隙发育，多张开夹泥，岩体破碎，有软弱夹层和倾倒岩体，围岩中地下水呈滴水或渗水状，岩体呈碎裂结构，完整性和稳定性极差。

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