[那派水电站引水建筑物设计] 水电站建筑物

  [摘要]根据各种因素,合理地布置引水闸及引水渠道,选择合适的引水渠道型式。   [关键词]那派水电站;引水闸;引水渠道[Abstract] According to various factors, a rational layout of sluice and diversion channel, select the suitable type of the diversion channel.
  [Keyword] Hydropower Station; Diversion Channel; sluice;
  中图分类号:TV73 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
  1 工程概况
  那派水电站位于广西崇左市龙州县的西北部,在左江流域水口河二级支流——枯贡河上,是一座以发电为主的水电枢纽工程。那派水电站属引水式开发的水电站。发电厂房位于武德乡那派村附近枯贡河岸边台地上,从拦河坝至发电厂房,引水渠道全长4370m。水库总库容16.1万m3;电站拟装机容量3×1.7MW=5.1MW。
  2 引水建筑物设计
  2.1 引水闸设计
  引水闸为首部拦河坝的一个挡水坝段,坝段长度6.6m。引水闸采用双孔,闸墩厚度为1.0 m,单孔孔口尺寸为1.6 m×2.0 m(宽×);闸孔上游设拦污栅槽一道,下游设工作闸槽;工作闸为潜孔式平面钢闸,门闸后设挡水胸墙。闸坝堰型采用宽顶堰,堰顶高程250.0 m,闸底基面高程245.0 m,基础座落在中基性火山岩上。
  引水闸顶高程与拦河坝坝顶平,为253.50m;闸顶上游侧设闸门检修平台,下游侧设交通桥与拦河坝坝顶交通路连接。拦污栅槽及工作闸槽上方设启闭排架及启闭机房,启闭平台高程257.90m,启闭机房轴线尺寸5.9×3.06m(长×宽),层高为3.6 m,内设固定式卷扬机两台。
  引水闸设计最大引用流量12.0m3/s, 闸身为钢筋混凝土结构,启闭排架及启闭机房为钢筋混凝土框架结构。
  2.2 引水渠道设计
  (1)引水渠道布置
  经综合分析比较,本次设计建议选用引水渠道布置在左岸。引水渠道直接与首部枢纽的进水闸坝相接,最大设计引用流量12.0m3/s,引水道为非自动调节渠道,引水渠道总长4370m。引水道沿枯贡河左岸布置,依次设有暗渠、明渠,到达那派村的岜杰山,设置有无压明渠流隧洞穿越岜杰山体后,与厂区枢纽的压力前池连接。
  根据渠线的地形地貌、村庄分布情况及耕作地类,以尽可能减少挖填量为原则,分为五个渠段,分别采用不同渠道布置形式,各渠段布置情况如下:
  1)桩号0+000~桩号0+180引水渠道前段,长180m。该段渠线沿着拦河坝附近的陡石山旁布置,渠线上夹大块的滚石较多,地形坡陡。如果采用明渠,进库公路沿明渠山坡内侧布置,则石方开挖工程量较大,形成较高边坡,致使渠道运行安全性差。因此本段设计推荐采用双孔钢筋混凝土箱涵暗渠,利用箱涵渠顶面兼做上坝公路,减少开挖,避免形成高边坡,提高渠道运行安全性。
  2)桩号0+180~桩号1+150段引水渠道,长970m。布置渠线经过处为甘蔗地,地形平缓,渠道推荐采用矩形明渠。左边渠堤顶面,临上半坡侧设置运行巡视维修交通道路,道路总宽3.0m。
  3)桩号1+150~桩号1+300段引水渠道,长150m。为了保护耕地,减少征用土地,保障村民出入安全,本段设计采用双孔钢筋混凝土箱涵暗渠,避免村民跌落进入引水渠道,利用箱涵渠顶面兼做上坝公路。
  4)桩号1+300~桩号2+730段引水渠道,长1430m。布置在省道沿边公路临江一侧路边下面的半山坡上。引水渠道几乎平行沿边公路布置,渠线经过处多为甘蔗地及荒坡,地势较陡,渠道推荐可采用矩形明渠。左边渠堤顶面,临上半坡侧设置运行巡视维修交通道路,道路总宽3.0m。
  5)桩号2+730处,引水渠道到达那派村的岜杰山,以后渠道布置在那派村的岜杰山山体内。进口位于保卫电站厂房上方半上坡上,穿越岜杰山体后,出口位于那派村后山坡上,出口与厂区枢纽的压力前池连接。渠线布置与原设计2#隧洞连接,引水渠道后段隧洞长1640m。渠道断面采用无压明渠流隧洞,隧洞形状为半圆拱城门形,隧洞进、口段需要全断面衬砌保护,中段隧洞部分作防渗衬砌保护,局部段需要全断面衬砌保护。
  (2)渠道断面结构布置
  1)钢筋混凝土箱涵暗渠
  桩号0+000~桩号0+180及1+150~桩号1+300两个渠段,渠长分别为180m、150m,暗渠全长330m。采用双孔钢筋混凝土箱涵暗渠,利用箱涵渠顶面作为上坝交通道路。
  为减少顶板的跨度,采用双孔箱涵。每孔箱涵的净过水断面为3.1×2.2m(底宽×设计水深)。渠道坡降i=1/5000,最大引用流量12m3/s,渠道设计流速为0.9m/s。箱涵渠段,每10m设置一道伸缩缝,缝宽20mm,缝内设止水带。沿里程桩号每100m在箱涵顶板设φ1000检查井一个,在井口下方的侧墙内壁埋设Φ20爬梯。
  2)矩形明渠
  桩号0+180~桩号1+150及桩号1+300~桩号2+730两个渠段,推荐采用梯形明渠,渠长分别为970m、1430m,明渠全长2400 m。渠道净过水断面为5.2×2.2m(底宽×设计水深),两侧边墙采用浆砌石挡土墙。渠道坡降i=1/5000,最大引用流量12m3/s,渠道设计流速为1.06m/s。左边渠岸坡顶部利用开挖回填料压实后铺设0.2m厚泥结石路面作为上坝道路和渠道运行管理道路,泥结石路面宽2.5m,挡墙顶宽0.5m,道路总宽3.0m。
  3)明渠流隧洞
  桩号2+730以后渠段布置在岜杰山体内,采用无压明渠流隧洞,隧洞全长1640 m。明渠流引水隧洞洞线布置沿用于1992年开挖贯通的岜杰山2#隧洞。
  本次设计的引水渠始短渠底高程为249.5m,经过长2730m,纵坡为1/5000的箱涵暗渠及明渠到达隧洞进口后,水头损失为0.546m,隧洞进口底高程为248.954m,与原有隧洞进口有3.246m高差。本次设计将原有隧洞拓宽并加深,设计隧洞底宽2.9m,高5.95∼6.0m,隧洞形状为半圆拱城门形;进口高程248.954m,出口高程247.30m,设计水深2.2m。隧洞进口段全断面采用0.3m厚C20钢筋混凝土衬砌保护,中段隧洞壁湿周部分用0.3m厚C20钢筋混凝土作防渗衬砌保护,局部段如遇隧洞裂隙发育及断层做全断面衬砌保护。采用隧洞底坡为1/1000,最大引用流量12m3/s,渠道设计流速为1.92m/s。
  4)梯形明渠(比较方案)
  桩号0+180~桩号1+150及桩号1+300~桩号2+730两个渠段,采用梯形明渠为比较方案,渠长分别为970m、1430m,明渠全长2400 m。
  设计底宽2.0m,两侧边坡为1:1.5,渠内设计水深h=2.2m,渠顶超高按规范要求取0.5m;两侧边坡采用0.1m厚C15混凝土防渗衬砌护坡,保护边坡不被水流冲刷破坏,渠底采用0.1m厚C15混凝土衬砌。渠道纵坡度为1/5000,最大引用流量12m3/s,渠道设计流速为1.049m/s。左边渠堤岸坡顶部通过开挖后铺设0.2m厚泥结石路面作为上坝道路和渠道运行管理道路,泥结石路面宽2.5m,道路总宽3.0m。
  3 结语
  根据各种因素,合理地布置引水闸及引水渠道, 在保证过流、少占耕地、注重生态环保的前提下,根据渠线所经之处不同地形、地质条件选择相应的引水渠道的型式,对电站的建成及顺利引水发电起着非常重要的作用。
  
  参考文献
  1. 《广西龙州县那派水电站续建工程初步设计报告》,广西南宁水利电力设计院,2011.04;
  [作者简介] 何春松(1979-),男,广西柳江人,工程师,学士,主要从事水工建筑物设计工作