大石门水电站总体设计及竖井式溢洪道的应用.docx

设计与施工水利规划与设计2011年第1期

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大石门水电站总体设计及竖井式溢洪道的应用

孙高升

(内蒙古水利水电勘测设计院呼和浩特010020)

【摘要】本文介绍了大石门水电站利用当地丰富的块石材料，修建了适合严寒地区施工的沥青混凝土心墙堆石坝。在峡谷河道中把施工导流洞改造为泄洪洞，解决了峡谷河道施工导流和总体布置困难的问题。在大型水库中采用竖井式溢洪道泄洪，利用有利的地形条件布置环形自由溢流堰，并在竖井下部设消力井进行消能，以减小洞外消能工的规模。

【关键词】工程选址坝型选择枢纽布置竖井式溢洪道

【中图分类号】TV651.1*3【文献标识码】B【文章编号】1672-2469(2011)01-0058-03

【DOI编码】10.3969/j.issn.1672-2469.2011.01.019

1工程概况

大石门水电站位于内蒙古克什克腾旗境内的西拉沐伦河干流上游，是一座以发电、供水为主兼顾旅游等综合利用的水利枢纽工程。大石门水电站主要包括大坝、竖井式溢洪道、发电引水隧洞、电站厂房等建筑物。水库规模为大(2)型，工程等别为Ⅱ等，地震设防烈度为V度。设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为2000年一遇。水库大坝为碾压沥青混凝土心墙堆石坝，最大坝高63.78m,坝顶长203m,水库总库容为1.85亿m3。电站厂房内安装3台卧式混流水轮发电机组，总装机容量6000kW。

2工程选址及坝型选择

2.1工程选址

大石门水电站坝址坐落在西拉沐伦河干流上游大石门狭谷河段，狭谷上游段谷底开阔，宽度为1.2km～2.0km,可形成河谷盆地型水库，狭谷段宽度仅为40m～70m,岸高120m以上，左岸以高原为主，右岸基岩裸露，以山丘地形为主，河谷下部为“U”型断面，上部呈左右不对称的“V”型断面，岸坡坡度在基岩裸露处大部分为85度左右，是兴建大型水库较为理想的坝址。

大石门狭谷河段适合筑坝的范围仅有1.5km,

在该区段选择了上、中、下三条坝线进行了比较。

上坝线河谷较窄，坝线最短，坝顶长度约为203m。两岸岩石出露，岩性较为单一，为凝灰岩，左岸覆盖层及强风化层相对较薄，覆盖层厚约0~1.52m,强风化层厚2.5m～11.0m。右岸覆盖层及强风化层较厚，坝基覆盖层厚约8.5m～11.4m。两岸山体雄厚，坝肩稳定。

中坝线河谷较宽，坝顶长度约为240m,地质条件复杂，左坝肩部分为钠长斑岩，坝轴线下游及坝基为粉砂质泥岩，且左坝肩下游、底部及侧向有滑移面；右坝肩覆盖层较厚约7m～8m,岩性种类较多，有凝灰岩、砂岩和灰岩，且距F?断层仅10m。右岸下游存在临空面，岸坡不稳定。

下坝线河谷宽阔，坝线最长，坝顶长度约为340m。地质条件复杂，左岸上覆第四系上更新统冰水堆积的含砾细砂，右岸上覆第四系全新统的含砾细砂，覆盖层厚大于8m,坝基为含砾中细砂，覆盖层厚约14m。两岸有砂质泥岩出露，左、右坝肩及谷底均分布杂砾岩，其渗透性强，存在较大的坝肩及谷底渗漏问题，相对于上、中坝线，下坝线地质条件最差。

综上所述，根据坝址区地形、地质条件及工程投资综合比较，上坝线最优，故选定上坝线做为设

作者简介：孙高升(1957年一),男，教授级高级工程师。

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计坝线。

2.2坝型选择

由于坝址附近没有防渗土料和筑坝土料，也缺乏混凝土细骨料，不具备修筑土坝和混凝土重力坝的条件。但当地石料贮量大，质量好，运距不超过3km。因此，主要选择了碾压沥青混凝土心墙堆石坝和浆砌石重力坝进行坝型比较。

碾压沥青混凝土心墙堆石坝主要优点是可充分利用当地材料，机械化施工程度高，坝体结构简单，工序间干扰少，施工受气候条件影响小，投资少，工期短。缺点是土石方开挖量大，沥青混凝土心墙碾压需专用设备，施工质量要求较高。

浆砌石重力坝优点是坝体体积较小，坝顶可以泄流，运行安全，施工技术较简单。缺点是施工机械化程度低，施工速度慢，工期长，冬季不能施工，施工质量控制较难，后期不易维修，投资大，工期长。

通过上述综合比较，采用碾压沥青混凝土心墙堆石坝方案。

3总体布置及主要建筑物

3.1总体布置的条件和原则

3.1.1总体布置的条件

大石门水电站位于狭谷河段，坝址处河谷宽度仅有40m～70m,河