《浔水支流长滩溪流域水电开发规划报告》.doc

下载

下载

80积分

100积分

下载

100积分

VIP价：80积分

１ 工 程 特 性 表 序号及名称 单位 数量 备 注 一、水文 1、流域面积 全流域 Km2 工程地址（坝址）以上 Km2 102 2、利用的水文系列年限 年 32 3、代表性流量 多年平均流量 M3/s 正常运用（设计）洪水标准及流量（P=2%） M3/s 583 非正常运用（设计）洪水标准及流量（P=%） M3/s 741 施工导流标准及流量（P=20%） M3/s 307 4、泥沙 多年平均悬移质年输沙量 万 t 多年平均含沙量 Kg/m3 二、水库 1、水库水位 校核洪水位 m 设计洪水位 m 620 正常蓄水位 m 620 死水位 m 581 2、回水长度 km 3、水库容积 总库容（校核洪水位以下库容） 万 m3 905 正常蓄水位以下库容 万 m3 885 调节库容（正常蓄水位至死水位） 万 m3 死库容 万 m3 4、下泄流量及相应下游水位 （1）设计洪水位时最大泄量 m3/s 580 相应下游水位 m ２ 工 程 特 性 表 序号及名称 单位 数量 备 注 （2）校核洪水位时最大泄量 m3/s 638 相应下游水位 m 三、厂房 设计洪水位（P=2%） m 398 洪水流量 998m3/s 校核洪水位（P=1%） M 洪水流量 1067m3/s 正常尾水位 M 396 四、工程效益指标 1、发电效益 装机容量 MW 16 保证出力（P=90%） MW 多年平均发电量 万 5714 年利用小时数 H 3571 2、航运效益 改善航道里程 km 过船吨位 T 五、淹没损失及工程永久占地 1、淹没人口 人 74 2、淹没耕地（P=50%） 亩 204 水田 104、旱地 100 3、工程永久占地 亩 42 4、施工临时占地 亩 214 六、主要建筑物及设备 1、挡水建筑物（坝、闸） 型式 砌石拱坝 地基特性 粉砂岩 地震基本烈度/设防烈度 ˊ 顶部高程（坝） m 最大坝高 m 67 ３ 顶部长度 m 工 程 特 性 表 序号及名称 单位 数量 备 注 2、泄水建筑物（溢流堰）形式 地基特性 粉砂岩 堰顶高程 m 615 溢流段长度 m 33 最大单宽流量 m3/(sm) 消能方式 面流消能 闸门形式 弧形钢闸门 设计泄洪流量 m3/s 580 校核泄洪流量 m3/s 638 4、厂房 形式 引水 地基特征 粉砂岩 主厂房尺寸（长×宽×高） m ×× 水轮机安装高程 M 5、开关站 形式 户外 地基特性 粉砂岩 面积（长×宽） m×m ×26 6、主要机电设备 水轮机台数 台数 2 型号 HLA351-LJ-115 额定出力 MW 8000 定额转速 R/min 750 最大水头 m 221 最小水头 m 183 额定水头 m 192 额定流量 m3/s ４ 发电机台数 台 2 工 程 特 性 表 序号及名称 单位 数量 备 注 型号 SF8000-8/2600 单机容量 MW 8 功率因数 定额电压 KV 调速器 YWT-3000 3、引水建筑物 形式 园形 压力隧洞、压力钢管 断面尺寸 m 洞径 3m，管径 长度 m 隧洞 5841m 钢管 377m 钢材数量 t 隧洞 钢管 七、施工 1、主体工程数量 土方开挖 万 m3 石方开挖 万 m3 填筑土方 万 m3 C15 细石混凝土砌石 万 m3 混凝土和钢筋混凝土 万 m3 浆砌石方 m3 4731 帷幕灌浆 m 1215 固结灌浆 m 2、主要建筑材料 砂卵石 万 m3 块石 万 m3 水泥 万 t 钢筋 t 259 另钢材 606T 3、所需劳动力 总工日 万工日 ５ 高峰期施工人数 人 620 ６ 工 程 特 性 表 序号及名称 单位 数量 备 注 4、施工临时房屋 M2 3095 5、施工动力及来源 县电网 6、对外交通（公路） km 52-58 工地至城区 7、施工导流（方式、形式） 明渠导流 8、施工期限 准备工期 月 8 主体工程施工工期 月 34 总工期 月 36 八、经济指标 1、静态总投资 万元 2、总投资 万元 建筑工程 万元 机电设备及安装工程 万元 金属结构设备及安装工程 万元 临时工程 万元 其它费用 万元 水库淹没处理补偿费 万元 基本预备费 万元 建设期还贷利息 万元 3、综合利用经济指标 水库单位库容投资 元/m3 水电站单位千瓦投资 元/kw 5925 单位电度投资 元/（） 经济内部收益率 % 财务内部收益率 % 上网电价 元/() 贷款偿还年限 年 7 ７ 1．综合说明 1. 1 概述 某水电站位于城步县境内珠江水系浔水支流长滩溪中下游，是 长滩溪干流的第二级。长滩溪发源于城步苗族自治县，由北向南，流 经城步汀坪、长滩、高桥等地，在某省龙胜县进入浔水。某电站坝址 以上控制流域面积 102km2，占长滩溪流域面积的 %，是以发电 为主兼有养殖等综合效益的工程。电站距城步县城 58km，正常蓄水 位 620m，装机 16MW，属高水头引水式电站。 《浔水支流长滩溪流域水电开发规划报告》由城步县水利水电 勘测设计室于 2000 年 9 月编制，其后 2004 年 6 月又由该单位进行了 修改，提出了五级、四级、三级开发等方案。城步县水利局于 2004 年 6 月 25 日以城水农电字[2004]33 号文件对城步县忠协水电开发有 限公司《关于要求兴建某水电站的申请报告》作出批复：“同意长滩 溪流域按三级开发方案实施，某水电站拟在汀坪乡的安乐村古树塘附 近筑坝，水库正常蓄水位 620m，库容 880 万 m3，沿左岸修建引水系 统至某附近建厂房，可利用水头 225m，初拟装机 2×6300kw”。 2004 年 12 月，受城步县忠协水电开发有限公司的委托，对三级 开发方案的某水电站进行了可行性研究。现特编辑此报告。 水文气象 流域概况 长滩溪为浔水二级支流，发源于城步苗族自治县汀坪乡金童山，， 由北向南，流经城步县汀坪、长滩、温塘坪、古树塘、高桥等地在某 省龙胜县汇入贝子河，再进入浔江。河道全长 ，河流坡降 31‰，流域面积 。 某水电站处于长滩溪中游，上距东岭电站 16km，下距龙胜汇合 ８ 口 ，距城步县城 58km。汀坪乡高桥村位于北纬 25°59′，东径 110 °15′，电站坝址以上流域面积为 102 km2。流域呈南北狭长的条带状。 流域地势北高南低，北部高达 1475m，沿河系中低山峡谷，两岸森林 茂密。 气象 长滩溪流域处于亚热带气候区，湿热多雨，冬冷夏热，夏季既受 西风带天气系统的控制，也受副热带系统的影响，有时受两种系统的 共同作用。锋面活动显著，气旋经过频繁，降水主要集中在 4～7 月， 雨量占全年雨量的 52%，年最大暴雨洪水出现在 5～7 月份，其中 6 月份最多，5 月次之。根据城步县气象站 1960～1995 年共 36 年实测 气象资料统计，多年平均气温 ˊ，历年极端最高气温 ˊ（1963 年 9 月 3 日），历年极端最低气温ˊ（1957 年 2 月 11 日），多年平 均降水量 1500～1600mm，历年最大日降水量 （1996 年 6 月 12 日），多年平均相对湿度 80%，多年平均蒸发量 ，多 年平均风速 北。 径流 某坝址附近无水测站，与某浔江勒黄水文站面积相差较大，不能 直接引用，因此某电站的径流计算方法为：选择本县范围内资水支流 威溪水文站作参证站。因该站流域范围的降雨量与本流域同处在城步 县《降雨量等值线图》1500～1600 毫米等值线范围内，且地貌、植 被、下垫面条件都相似，其集雨面积与某水库坝址控制集雨面积又相 近，根据《小型水力发电站水文计算规范》的规定，采用集水面积比 放的方法直接移用威溪站频率分析计算成果。 威溪水文站有 1959～1990 年日与月平均流量系列，利用威溪水 ９ 文资料，由水能专业进行水库调节计算。经计算，坝址多年平均流 量 -1。 坝址径流年内分配表 表 -1 月份 项目 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 年平 均 流量（m3/s） 百分比（%） 100 设计洪水 本流域无雨量实测资料，从安全和合理的角度考虑，采用《湖南 省暴雨洪水查算手册》进行计算。其中厂房设计洪水由两部分组成， 即坝址～厂房区间洪水加上某水库下泄洪水。 各频率洪峰流量见下表 -2。 某水库坝址洪峰流量表 表 -2 频 率（%） 项目 1 2 5 10 20 50 洪峰流量（m3/s） 741 661 583 508 462 388 307 215 泥沙 长滩溪流域地表植被较好，水土流失并不严重，河流含沙量不大。 采用该县巫水流域《白云水电站初设》中所用泥沙数据作为参证计算， 即得：某坝址多年平均悬移质输沙量 万 t；推移质按悬移质的 20%估算，则某坝址多年平均推移质输沙量为 万 t。 下游水位流量关系曲线 根据实测河道断面与河段平均坡降，取河道糙率为 ～， 按曼宁公式计算出坝址与厂房处水位～流量关系。并经洪水调查验证， 基本符合实际。 １０ 为了满足下阶段设计要求，应尽快在坝址下游设立水文站并由专 业人员按照水文测验规范有关规定进行观测，以校正 Z～Q 关系曲线。 工程地质 区域出露地层主要为一套下古生界寒武系中组的较古老岩系，薄 至厚层灰黑色钙质粉砂岩大面积分布于工程共范围内，工程区域内第 四系松散地层分布稀薄，基岩大部分出露地表，形成比较陡峻的地形 地貌。 工程区所处大地构造部位属新华夏系构造体系第三隆起带的南 端，主要构造呈北北东向展布，工程区未发现有大的断层通过，区域 性大断裂兰容～高梅压扭性断裂于库区西部外围经过，呈北北东展布， 为深大断裂，破碎带较宽，延伸深且远，但离工程区较远，对工程无 甚影响。 根据中国地震局 2001 版 1/400 万《中国地震动峰值加速度区划 图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》，本区地震动峰值加速 度<，地震动反应谱特征周期<，相应的地震基本烈度小于ˊ 度。 由于水库正常蓄水位较低，仅局限于河道中，组成库盆地层岩性 为相对隔水的砾岩、粉砂岩等，沿水系的山谷、垭口高程已远超过库 水位，两岸山势雄厚，地下分水岭高于库水位。据区域资料和库区地 质调查，未见通往库外的渗漏通道。因此，水库蓄水后，不存在库水 向邻谷渗漏问题；河床两岸无大的滑坡体和崩塌体。库区河床两侧多 为基岩出露，岩石较为坚硬，河流走向大部分横切岩层走向，为横向 河谷，有利于库岸的稳定。但是，由于库岸坡较陡，多为峡谷，在重 力作用下，存在岸坡局部崩塌问题，或因人为的活动，尚存在不稳定 因素，其规模较小，但对水库无大的影响。库区植被良好，河水清澈， １１ 固体径流来源较少；库区为峡谷，属河道型水库，没有明显的蓄水盆 地，多为高山峡谷，仅有零星分散的梯田地分布在河道两岸，面积都 不大，因此，河道内无大范围可能产生浸没的耕地和居民点。 坝址工程地质条件 坝址区位于邵阳市城步县南部 52km 处，本阶段在长约 100m 河 段内，选有上、下两个比较坝线。坝段所处河段，是典型的侵蚀性河 流冲刷形成的“V”字形河谷，没有阶地发育，也没有相对稳定的河漫 滩、沙滩形成。坝址两岸高程均在 660m 以上。 （1）上坝线水文工程地质条件特征 两岸：地形为中低山斜坡，山体较完整厚实，山坡陡峻，坡角 在 50～55°间，自然边坡稳定。基岩为寒武系中统（ˊ2）灰黑色钙质 粉砂岩，上部岩石风化强烈，呈灰黄色，表层节理裂隙发育，裂面可 见褐色锈斑及水蚀现象，强风化下限深度 3～5 米，弱风化下限深度 ～ 米，岩石坚硬完整，裂隙稍发育，下部微风化～新鲜岩石坚 硬致密、完整。钻孔压水试验，深度 ～ 米范围内为中等透水 带，透水率为 ～，以下至 55 米深度为弱透水带，透水率 为 ～，其下为微透水。 河床：地形为“V”型峡谷。河床狭窄，上部河床第四系冲积层主 要为漂石、滚石、砾石、混夹中粗砂，大小悬殊，分选性极差，厚 度 ～2m。基岩为寒武系中统（ˊ2）灰黑色钙质粉砂岩，强风化层 被河床流水冲刷剥蚀。弱风化带下限深度约 4m，其下为微风化～新 鲜岩石，岩石坚硬致密，裂隙不甚发育。钻孔压水试验，深度 15m 范围内为中等透水带，透水率为 ～ 间，其下为微透水带。 （2）下坝线水文工程地质条件特征 两岸：地形为中低山斜坡，山体较完整厚实，山坡陡峻，坡角 １２ 在 42～50°间，自然边坡稳定。基岩为寒武系中统（ˊ2）灰黑色钙质 粉砂岩，上部岩石风化强烈，呈灰黄色，表层节理裂隙发育，裂面可 见褐色锈斑及水蚀现象，强风化下限深度 3～5 米，弱风化下限深度 ～ 米，岩石坚硬完整，裂隙稍发育，下部微风化～新鲜岩石坚 硬致密、完整。钻孔压水试验，深度 ～ 米范围内为中等透水 带，透水率为 ～，以下至 55 米深度为弱透水带，55 米以 下为微透水。 河床：地形为“V”型峡谷。河床狭窄，上部河床第四系冲积层主 要为漂石、滚石、砾石、混夹中粗砂，大小悬殊，分选性极差，厚 度 ～2m。基岩为寒武系中统（ˊ2）灰黑色钙质粉砂岩，强风化层 被河床流水冲刷剥蚀。弱风化带下限深度约 5m，其下为微风化～新 鲜岩石，岩石坚硬致密，裂隙不甚发育。钻孔压水试验，深度 15m 范围内为中等透水带，透水率为 ～ 间，其下为微透水带。 （3）坝线工程地质条件对比结论 上、下坝线基岩性质及地质构造条件相同，都具备建坝条件。但 是下坝线地形对称，两岸山坡稍陡，河谷最窄，两岸山体雄厚稳定， 可适宜各种坝型。上坝线两岸山坡稍缓，河谷较宽，不适宜拱坝坝型， 推荐下坝线为开发坝线。 引水隧洞工程地质条件 引水隧洞进、出口山坡较陡，山体边坡稳定，基岩裸露，稍作清 挖即可成洞，洞身段洞顶埋深大部分在 50m 以上，岩石坚硬致密， 成洞工程地质条件良好。围岩工程地质分类为ˊ类。 压力管道工程地质条件 压力管道为斜坡山坡，上部覆盖层较薄，大部分基岩裸露，岩石 坚硬致密，清除覆盖层及部分强风化岩石，管墩即可直接置于弱风化 １３ 基岩上，地基允许承载力较高。 厂房工程地质 厂房为河岸式厂房，将坡脚覆盖层及河床堆积物清挖，厂基可直 接置于弱风化岩石上，岩石坚硬，允许承载力较好，场地工程地质条 件与施工条件较好。 建筑材料 坝址区土料丰富，砂砾料欠缺，可采用机制砂砾料，区内岩石为 钙质粉砂岩，岩石坚硬，也可在隧洞掘进中的洞渣中选取砂砾料。块 石料，坝址附近有大面积钙质粉砂岩，岩石坚硬，易开采。 工程任务和规模 电站建设的必要性 某水电站地处湖南省邵阳市城步县，位于长滩溪中下游，上有东 岭水电站，某水电站的主要供电范围是城步县，并通过汀坪 35kv 变 电所经县电网与湖南省电网进行功率交换。 城步县现有人口 万人，耕地面积 万亩，截至 2003 年 底，全县国内生产总值为 亿元（当年价），农业总产值 亿 元，工业总产值 亿元。城步县主要工业有电力、造纸、建材、 水泥、机械和食品加工等。 根据《湖南省城步县“十五”水电农村电气化规划报告》，负荷预 测基准年为 1999 年，设计水平为 2010 年。预测 2000 年至 2005 年， 用电量年均增长率 %，最大用电负荷年均增长率 13%；从 2005 的到 2010 年用电量年均增长率 %，最大用电负荷年均增长率 %。1999 年全县年用电量 亿 ，负荷预测，到 2010 年 全县最大用电负荷达 58MW，年用电量为 亿 。 据电力系统电力电量平衡，即使某电站参与平衡后，电力电量缺 １４ 口仍很大，电力电量的供需矛盾仍将存在。 从城步县发展规划来看，城步县小电网急需增加新的电源点以改 变目前电网内供电的紧张局面，目前在长滩溪干流上修建某电站是切 实可行的、是有必要的。 正常蓄水位及装机容量选择 正常蓄水位选择了 605m、610m、615m、620m 四个方案进行技 术经济比较，确定正常蓄水位为 620m。 装机容量进行了 、16MW 两个方案的经济比较，推荐装 机规模为 16MW。 水库多年运行特性指标 水库多年运行特征指标如下：坝址多年平均流量 最大水头 221m，最小水头 183m，加权平均水头 211m，设计水头 192m； 装机容量 16MW，保证出力（P=90%），多年平均发电量 5714 万 ，装机利用小时 3571h，水量利用系数 %。 工程选址、枢纽总布置及主要建筑物 工程等级和防洪标准 本工程水库正常蓄水位 620m 时,库容为 885m3,总库容 905 万 m3， 电站装机容量 16MW，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》 SL252-2000 规定，工程规模为小 I 型，工程等级为ˊ等。永久性建筑 物大坝属 4 级建筑物，电站厂房、升压站等属 4 级建筑物，临时建筑 物属 5 级。 大坝防洪标准为 50 年一遇洪水设计，200 年一遇洪水校核；电 站厂房防洪标准为 50 年一遇洪水设计，100 年一遇洪水校核；消能 防冲按 30 年一遇设计。 坝址选择 １５ 根据《长滩溪流域水电开发规划报告》规划某电站正常蓄水位 为 620m，2004 年 6 月经城步县水利局以城水农电字[2004]33 号文批 复城步县忠协水电开发有限公司《关于要求兴建某水电站的申请报 告》，原则同意按规划拟定的方案在汀坪乡安乐村古树塘附近建坝， 控制集雨面积 102km2，水库容积 880 万 m3。据此以古树塘狭谷河段 作为坝址，选择上、下两条坝线进行了比较，结论如下： （1）地形条件：两条坝线都在同一峡谷中，但下坝线在峡谷出 口段，枢纽布置、施工场地布置、导流、开挖的弃碴处理等问题，都 优于上坝线。 （2）地质条件：两个坝址都具备建坝条件，但下坝线地形对称， 两岸山坡稍陡，河谷最窄，可适宜各种坝型，而上坝线两岸山坡较缓， 河谷较宽，不适宜拱坝坝型。 （3）工程投资方面：从表 -1 中成果可知，下坝线工程投资较 上坝线减少 436 万元。 综合上述，上坝线与下坝线相比，地形、地质、施工、工程投资 等方面，下坝线都优于上坝线，故本阶段推荐下坝线方案。 坝型选择 本工程洪水流量较大，库容小，泄洪任务重，要求渲泄最大洪水 为 741m3/s。由于本坝址不具备修建土石坝条件，只适宜于建浆砌石 坝。为降低造价尽量减少工程量，并利用当地块石，砌石坝，选择了 拱坝与空腹重力坝两种坝型，经比较拱坝造价比空腹重力坝少 436 万 元，故本阶段设计坝型，推荐细石砼砌块石拱坝，溢流坝面型式采用 “WES”曲线。 枢纽总布置及主要建筑物 根据选定的坝址，在进行枢纽总平面布置时，应在满足枢纽泄洪 １６ 要求前提下，力求平面布置紧凑、工程投资最省、施工及管理运行方便。 根据电站工程的开发方式，结合坝址地形地质条件、河流特性等，本工程 推荐方案水库枢纽总平面布置，主要建筑物从左至右依次是，左岸非溢流 坝段，溢流坝段，右岸非溢流坝段。最大坝高 67m，坝顶长 。 河床段为 3 孔溢流闸坝，左、右两侧采用非溢流坝型式与两岸山 坡相接。闸孔尺寸为 10×5m（宽×高），堰顶高程为 615m，采用钢质 弧门挡水，卷扬机启闭。溢流坝采用面流消能。 导流兼冲砂闸孔布置在溢流坝段左侧，安装潜孔闸门，在坝体内 布置启闭竖井，启闭台设在坝顶。 引水隧洞布置在左岸坝端，洞底板进口高程为 581m，采用塔式 进水口，安装潜孔式闸门，启闭台用交通桥与坝顶相连。引水隧洞 长 5841m，洞径 3m，在出口接压力钢管长 377m，管径 。 厂房为引水式布设在大坝下游 处，设计水头 192m，装 机 2×8000kw。 基础处理 本坝址河流走向大部分横切岩层走向，为横向河谷，表层节理裂隙发 育，主要建筑物的主要问题是渗漏问题；本阶段选用以下基础处理方案： 基础处理：由于两岸岸坡风化带下限埋藏较浅，山坡的坡度很陡、 节理裂隙发育，从稳定和防渗的要求，两岸开挖基面至少到弱风化层 的下部，河床溢流坝基础都要置于微风化层。故表层风化层及河床的 冲积层和风化层，都采取开挖处理，临时开挖边坡；基岩 1:～ 1:，土层 1:1～1:。 帷幕灌浆：本设计阶段大坝防渗帷幕排孔距 ，深度 10～15m， 最后都要满足单位吸水量小于 5Lu 的要求，作为控制标准。 主要工程量 １７ 主要工程量列于表 -1。 主要建筑物项目及工程量 表 -1 序 号 项 目 单 位 拱坝 厂房 引水压 力隧洞 压力 管道 进水口 合 计 1 土方开挖 M3 1685 4683 2135 832 10571 2 石方开挖 M3 4944 39533 3203 995 52085 3 土石回填 M3 3975 4856 4 细石砼砌块石 M3 52045 52045 5 砼及钢筋砼 M3 5827 11103 1204 1770 32443 6 浆砌石 M3 408 92 2724 92 4731 7 钢 筋 T 53 8 帷幕灌浆 M 1215 1215 9 钢 材 T 38 机电与金属结构 水力机械 本电站设计安装 2 台单机容量为 8MW 混流式水轮发电机组，总 装机容量为 16MW，年发电量 5714 万 。 电站最大水头 222m，最小水头 183m，加权平均水头 211m，经 综合经济比较，选定水轮机型号为 HLA351-LJ-115。其额定水头 192m， 转轮直径 ，额定转速 750r/min，单机额定流量 发电机型号 SF8000-8/2600，额定容量 8MW/，额定电 压 。 主要辅助设备：调速器型号为 YWT-3000。 主厂房设有一台电动双梁桥式起重机，起重量 50/10t，跨距 。 电气一次 电气主接线采用两台变压器，型号为 SF9-10000/35，35KV 升压 电压侧采用单母线接线方式，发电机电压侧采用单母线分段接线。厂 １８ 用电接线采用单母线分段接线，初选二台 400KVA 环氧树脂浇注干式 变压器，两台分别接于 ˊ、ˊ段电机母线上。 开关站布置在厂房右侧山坡上，高程为 ，站内布有 35KV 配电装置，面积 ，开关站设备采用户外中型布置。 电气二次 本电站采用计算机控制方式，在中控室不设模拟屏。通过设置在 中控室的两台操作员工作站完成对全站所有设备的控制。电站设备可 通过计算机系统进行操作控制。运行人员通过操作鼠标，画面辅以键 盘，以人机对话方式，对电站设备进行操作。 计算机监控系统根据实时采集到的资料进行周期定时或召唤计 算分析，帮助运行人员对电厂设备的状态进行全面监视与综合管理。 全站的测量资料、控制指令、事故和故障信号、以及设备工作状 态和位置信号都实时上送到计算机监控系统。值班运行人员从在计算 机桌前，完成对全站主要设备的控制、监视、测量、处理事故等操作。 金属结构 在大坝溢流堰顶布置 3 扇 10m×5m 弧形门，采用 QPQ2×400KN 卷扬式启闭机操作。 引水隧洞进水口设有 1 扇检修门，孔口尺寸为 4m×3m，为潜孔 滑块式平门钢闸门，采用 1 台 2×400KN 卷扬式启闭机启吊。在检修 门槽前设置拦污栅一扇。孔口尺寸 ×，采用 QPQ2×160KN 卷 扬式启闭机在静水条件下启吊检修。进水工作闸门为事故检修闸门， 当进水管及机组出现故障时，能利用该闸门动水闭门。闸门为潜孔滚 轮式，孔口尺寸为 4×3m（宽×高），设计水头 ，动水闭门，采 用 QPQ2×800KN 固定式启闭机启吊。电站厂房尾水设置 2 扇事故检 修门，孔口尺寸为 ×，采用一台 2×80KN 移动式启闭机启吊。 １９ 工程管理 电站业主为城步县忠协水电开发有限公司，该公司全面负责工程 建设期的管理和建成后永久工程管理。工程建设期成立工程项目，行 使工程建设期业主管理职能，工程建成后成立水电站工程管理部，行 使永久工程运行与管理职能。 参照能原部（90）水规定字第 9 号《水力发电厂编制定员标准》 （试行）的有关规定，结合本工程的实际情况。拟定某水电站工程管 理部人员编制。其中管理人员力求精简，生产部门采用无人值班、少 人值守的原则定编、机械电气设备大修可考虑梯级互补。职工定员总 数为 20 人。 本工程管理范围应包括：水库工程区、引水电站工程区和生产生 活区。 水库工程区包括：水库征地线以内的库区。 引水电站工程区包括：大坝引水隧洞、电站厂房、管道、升压站、 消防、供水设施、观测、专用通信设施、进厂交通设施等建筑物周围。 具体指：上游从坝轴线向上 100m，下游从坝轴线向下 150m，大坝两 端 200m，其它建筑物从工程外轮廓线向外 20m。 生产区永久房屋建筑，总建筑面积 1450m2。 施工组织设计 坝址距汀坪乡 12km，距城步县 52km，距邵阳市 258km，距桂林 市 170km，城步经省道连通邵阳市和桂林市，邵阳市和桂林市均有铁 路通过。外来物资经邵阳或桂林中转后可直接运至工地。本工程对外 交通方便。 根据水库枢纽布置形式、坝址地形、地质条件，本工程采用导流 明渠方式，先在右岸开凿导流明渠，明渠通水后，修建一期围堰，施 ２０ 工左岸大坝，形成导流底孔。第二枯期修建明渠段围堰，施工明渠段 大坝，利用底孔导流。施工导流洪水标准为五年一遇。 本工程所需的外来建筑材料主要包括：钢筋、钢材、木材、油料、 水泥等。其中钢筋、钢材可从涟源钢铁厂采购，水泥、木材、油料可 在县城相应的物资部门购买。涟源钢铁厂至邵阳市有铁路相通，涟源 至邵阳市距离 160km，本工程钢材采用火车运至邵阳市，再转汽车运 至工地。 坝址附近较大范围内没有可供集中开采的土料场，只能沿进坝公 路沿线零星开采，各土料场的储量一般不超过 1000m3，出露在高程 570～600 的河流谷坡上。土料成分为砂岩风化残积的粉性亚粘土， 中密～密实。运输条件较便利，可沿公路运输，平均运距 1km . 按建筑材料规划，本工程砂料采取外购天然河砂，碎石、石料就 地开采加工。 本工程为混凝土砌石坝，工程共需石料约 万 m3。据地质报 告，坝址上游石料场岩石为寒武系微风化粉砂岩，质量可满足砌石用 块石要求，故本工程所需块石全部从石料场开采。 本工程总工期为 36 个月，准备工期 8 个月，主体工程施工期 26 个月，扫尾期 2 个月，其中发电工期 34 个月。 主要材料用量：水泥 万 t、钢材 606t 、钢筋 259t、块石 万 m3、碎石 4。62 万 m3，施工所需劳动总工日 26。2 万个，高峰期 劳动力人数 620 人。 工程分为土建工程、设备采购和设备安装三类。根据本工程的具 体情况，主体土建工程需分三个标，内容包括大坝、发电厂房、开关 站、引水隧洞和临时工程所有土建工程，采用国内公开招标方式；设 备采购分水轮发电机组设备采购标、金属结构采购标及其它设备采购 ２１ 标。水轮发电机组采购拟采用国内公开招标方式，金属结构采购和其 它设备采购分别采用邀请招标或询价采购方式。设备安装分为机组设 备安装标和金属结构设备安装标，采用邀请招标方式。 劳动安全与工业卫生 本工程消防在不同场所分别采用了消火栓并配置了固定式和手 提式灭火器，发生火情可迅速扑灭。发生严重火情时，在组织灭火的 同时，可请县消防部门援救。 高压电气设备附近设置围墙或护栏，可防止无关人员和管理人员 误入，减少人员伤害的可能性。高压电气设备设置了防误操作系统， 避免了正常情况下检修和维护人员误操作带来的伤害，大大提高了操 作的安全性。 在有可能坠落面设置固定式防护栏杆，防止工作人员意外坠落， 尽可能选用低噪声设备可降低噪声水平。 合理布置噪声源，选用低噪声设备可降低噪声水平，将噪声危害 降低到最低限度。 室内不同场所采取不同的通风方式，将湿度高的空气排入大气， 实现换气。对经常值班的场所安装空调器，可有效降低空气的湿度和 温度，降低工作人员患风湿性关节炎的患病率。并且通过机械通风， 将室内的有毒气体基本排除，确保空气新鲜，保证运行人员的身体健 康。 水库淹没处理与工程永久占地 本工程位于城步县汀坪乡境内，距县城 52km，干流回水长度为 ，电站建成后，水面基本保持在河槽内，对两岸的房屋、耕地 影响较小。 根据《水电工程水库淹没处理规划设计规范》（DL/T5064-1996）， ２２ 不同淹没对象采用的洪水标准如下： 耕园地：坝前段正常水位加 风浪高影响，按二年一遇洪水 回水线； 居民点及专项设施：坝前段正常水位加 风浪高影响，按二 十年一遇洪水回水线； 水库回水尖灭点确定：取回水位高于同频率天然洪水面线 ， 水平延伸处理。 主要淹没指涉及工程永久占地：本工程水库淹没主要涉及 1 个乡 镇的 2 个村，淹没人口 18 户 74 人；淹没耕地面积 204 亩；工程永久 占压土地 42 亩，施工临时占地 214 亩。 库区移民生产安置规划：根据计算生产安置人口为 55 人，根据 国家现在的政策，工程建设项目不准毁林开荒，城步县是省重点退耕 还林试点单位，对移民进行前期补助，后期扶持，保证移民有基本口 粮田，本村内调剂耕地 亩，安置 55 人，发展二、三产业安置 20 人。 水库淹没处理及工程永久占地补偿静态总投资共计 万元。 环境影响评价 本工程的建设充分开发长滩溪的水能资源，发挥库区养殖和旅游 功能，对区域经济的带动和促进有非常积极的作用。施工期对区域的 水质、空气质量和环境产生污染及水土流失、人群健康隐患采用如下 措施处理： 施工废水采用初级处理池处理后排入河中，初级处理池设置于骨 料冲洗场与本坝工程施工区附近；机械维修产生废油设平流式油水分 离池进行处理；生活污水采用化粪池处理方式；运输车辆必须安置尾 气净化器，确保车辆尾气达标排放，同时，对施工机械噪声的控制采 ２３ 用强化管理；施工过程中加强对施工人员及其临时卫生监督与管理等 措施；通过成立专门的环境保护管理机构对水质、噪声等进行监测。 本工程环境保护总投资 76 万元。 水土保持设计 水土保持范围包括项目建设区的各建筑物征地范围及管辖范围， 施工场地租地范围，在此范围内扰动地面面积 ，其中：主体 工程各建筑物 ，土石料场区 ，弃渣场 ，施工临 时工程 ，毁损植被面积 ，工程可能新增水土流失 总面积 hm2，可能新增水土流失量为 万 t。 本工程水土保持防护主要为枢纽建筑物及料场范围丙。对电站厂 区及坝端范围内空坪隙地、道路两侧，大坝两端园林化植树种草；对 土料场、块石料场及弃碴区进行必要的护坡、地面排水、绿化、植树， 对施工临时房屋复垦耕作、平整土地，各项防治工程量为：本项目水 土保持工程量主要有土方开挖 1540m3，浆砌石 2100m3，平整土地 5 .20 hm2，种草 ，撒草籽护坡 12600m2，混凝土 40m3，复耕 ，庭院绿化 ，水土保持总投资为 万元。 工程投资估算 编制依据 1）文件依据 根据能源部、水利部颁发的能源水规（1991）527 号文《水利水 电工程可行性研究投资估算编制办法》的通知及水利部颁发的水建 [1998]15 号文关于印发《水利水电工程设计概（估）算费用构成及计 算标准》的通知。 2）定额采用 建筑工程执行 1992 年省颁《湖南省水电建筑工程预算定额》扩 ２４ 大 10%。安装工程执行 1992 年部颁《水利水电安装工程概算定额》 （地方中小型），扩大 10%。 施工机械台班费执行 1991 年部颁《水利水电工程施工机械台班 费用定额》，其中一类费用乘以 。 工程投资 静态总投资： 万元 建设期利息： 万元 总投资： 万元 其中：建筑工程： 万元 机电工程： 万元 金结工程： 万元 临时工程： 万元 其它费用： 万元 水库淹没处理： 万元 经济评价 本工程经济评价以水利部颁布的《小水电建设项目经济评价规程》 （SL16-95）和《水电建设项目经济评价暂行规定》为依据，对本工 程进行国民经济评价和财务评价。 通过用影子价格、影子投资、影子汇率及社会折现率计算分析， 经济内部收益率为 %，大于社会折现率 12%，经济净现值 4954 万元，大于零，因此该项目国民经济评价可行。经济敏感性分析，其 经济指标仍在规定范围之内，说明该项目国民经济评价具有一定的抗 风险能力。 按现行上网电价为 元/ 测算，贷款年利率为 6%，经 计算全部投资财务内部收益率为 %，大于基准收益率 8%，全部 ２５ 投资财务净现值为 万元，大于零。财务上是可行的。 本电站工程是以发电为主，兼顾养殖、旅游等综合利用的水利水 电工程，具有较大的社会效益和财务效益。 结论及今后工作意见 结论 1）某水电站工程是长滩溪流域梯级开发项目之一，本工程开发 符合流域规划要求。 2）本工程是以发电为主，兼顾养殖、旅游等综合利用效益，对 促进该地区的经济持续稳定地发展起到了积极作用。 3）通过本阶段基础资料的收集和工程设计技术经济分析论证， 初步查明了库、坝区及电站厂房工程地质条件，进行了主要设计方案 的比较工作，主要技术问题已初步查明，技术上可行。但在下阶段应 补充地勘与测量及试验工作，特别是坝线比较工作。 4）经调查研究综合评价，在环境方面不存在制约工程兴建的因 素，从环境保护的角度考虑，工程可行。 5）水库淹没实物指针基本核实，并作出移民安置规划。 6）国民经济综合评价是可行的，经济上基本合理。 总之，本工程具有较优越的地理位置和基本合理的经济指标，社 会效益显著，技术上可行，具备较好的建设条件，建议尽早审批，对 促进该地区的经济持续稳定地发展发挥积极作用。 今后工作建议 1）进一步比选电站总布置和坝型等，优化各水工建筑物的设计。 2）进行水工模型试验，验证闸坝泄流能力，优化泄水建筑物体 型和消能工作设计。 3）进一步比选装机规模和机组机型。 ２６ 4）继续深入查明影响工程安全的主要地质问题。 5）建议对坝址、厂址进行水位流量观测，以供下阶段对本次设 计水位流量关系进行修正。 ２７ 2. 2、水文、气象 流域概况 浔水属珠江水系，是珠江的二级支流。长滩溪为浔水上游的支流， 发源于湖南省城步苗族自治县汀坪乡独宿村金童山，金童山临近大南 山，属越城岭山脉。河流自北至南流经小阳坪、大候、汀坪、长滩、 犬水、温塘坪、高桥等地，汇入某龙胜贝子河，进入浔江。 长滩溪蜿蜒曲折，穿行于湘桂两省间，中间溪涧密布、支流发达， 由上游开始依次有小阳溪、内里溪、隘上水、都麻水、冬茅坪水、二 洋水、塘防水、大水、内冲水、赤水等支流汇入。干流长 公里， 流域面积 平方公里，河源高程 1475 米，县界出口河床高程 350m，总落差 1125 米，平均坡降 31‰。河流流域大多是 500 至 1000 米中、低山山区，流域分属湘桂两省，流域区人口近万人。 流域范围：东径 110°15'～110°18'45" 北纬 26°10'～25°57'30"。 该流域水能理论蕴藏量约 万千瓦。干流下游段自东岭至窝洞 （县界口）全长 公里，集中落差 325 米，规划作为第一期开发。 依次布置东岭、某和窝洞 3 个梯级电站，总装机容量为 16100 千瓦， 年发电量 万千瓦时。 某电站引水坝位于北纬 26°02'30"，东径 110°15"，即汀坪乡安乐 村古树圹，坝址以上流域面积 102km2，河流长度 ，i=50‰， 坝址以上流域海拔高程 560m 以上，发源地金童山海拔 1475m。厂房 位于东径 110°15'56"，北纬 25°59'30"，即高桥村某组，厂房以上流域 面积 174 km2，河流 长度 ，i=‰。 流域多年平均年最大 24 小时点雨量 100mm，变差系数 ，属 我省暴雨一致第四区。 ２８ 气象 浔江流域气候温和、属亚热带气候。某电站控制流域区大多是中、 低山山区、流域内无系统的气象观察资料。浔江流域附近测站有下游 段的野猫坪雨量站和伟江河上游长滩坪水文站，野猫坪雨量站建站不 久就已停测，长滩坪水文站站址高程 1398m。在我县境内有白毛坪、 杨家团、报木坪三个雨量站，西北面有城步气象站和威溪水文站。流 域气象特性值根据威溪水文站和城步气象站历年统计资料，流域内多 年平均气温 ˊ，无厢期 260 天，极端最高气温 ˊ、极端最低 气温ˊ；各月平均相对湿度 76%～82%，年平均相对湿度 80%， 年最小相对湿对 70%，多年平均风速在 左右。年最多风向为 静风东北偏北，年最大风速 19m/s。 某水电站附近雨量、气象站见表 2-1。 表 2-1 雨量、气象站一览表 名 称 观测内容 设立年份 野猫坪 雨量 1990 年 长滩坪 水文、雨量 1991 年 白毛坪 雨量、气象 1957 年 杨家团 雨量 1974 年 报木坪 雨量 1974 年 威 溪 水文、雨量 1956 年 长滩坪站站址高程 1398m，年均降雨量 ，白毛坪站站 址高程 550m，年均降雨量 1368mm；报木坪站海拔高程 650m，年均 降雨量 1469mm；杨家团站站址高程 740m，年均降雨量 1562mm；威 溪站站址高程 420m，年均降雨量 1528 mm；根据对以上五站的海拔 高程和其降雨量实测值进行对比分析，可以发现随着海拔高程的增加， 其降雨量的增加是明显的。某水电站坝址以上流域海拔高程在 560～ ２９ 1400 之间，平均海拔高程约为 850m，与流域北面的威溪站地形地貌 比较相似，虽然威溪站与本工程不是同一流域，与工程相距也较远， 但由于海拔高程、地形地貌、气候条件均趋一致，查城步县雨量等值 线图，在等值线同一区域，因此，作为本流域的雨量参证站较为合适。 从各站降雨相关计算成果看，相关关系较好，通过相关分析计算，求 得坝址以上流域多年平均雨量约为 1500～1600 mm，多年平均径流深 为 1100mm 左右，属多雨地区，年平均降雨日数约为 180 天，年降雨 量时空分布很不均匀，暴雨主要集中于 4～ 6 月，雨量占全年雨量 的 50%以上，年最大暴雨洪水出现在 5～6 月。 水文测站及资料情况 水文测站情况 长滩溪控制流域范围内无水文测站。但在其下游某省龙胜县有勒 黄水文站，临近有南山长滩坪水文站，我县境内有渔渡江水文站，威 溪水文站等。现将与本工程水文计算有关水文测站基本概况介绍如下： （1）勒黄水文站 勒黄水文站位于某壮族自治区龙胜县勒黄，自 1959 年开始建站， 至今已有 45 年的连续降雨和径流资料。测站高程 212m。系浔水干流 水文测站，测站控制流域面积 1905km2。 （2）威溪水文站 威溪水文站位于城步苗族自治县威溪乡白沙村，设立于 1956 年 6 月，系资江水系赧水一级支流玉溪控制站。控制流域面积 km2， 河长 ，河道平均坡降 ‰，位于本工程的北面，距离工程 流域重心 70km。测验项目有水位、流量、降水、蒸发等，有至今的 连续观测资料。 流域附近及有关水文测站情况如下表 2-2. ３０ 表 2-2 流域及有关附近测站观测情况表 观测项目及起止年份 站址位 置高程 (m) 站 名 距流域 重心距 离（km） 集雨 面积 （km） 雨量 水 位 流 量 备注 1938 长滩坪水文站 20 1991-1999 1991-1999 1991-1999 南山水电站 专 设 212 勒黄水文站 32 1905 1959 至今 1959 至今 1959 至今 国家刊布站 440 渔渡江水文站 35 559 1956-1985 1956-1985 1956-1985 国家刊布站 420 威溪水文站 70 1956-至今 1956-至今 1956-至今 国家刊布站 根据《城步县农业区划报告数据集》统计分析资料得出威溪、渔 渡江、勒黄等三处水文站的水文特征值与降雨量特征值见表 2-3 及 2-4。 表 2-3 威溪、渔渡江、勒黄水文站水文特征值表 变差系数 项目 站名 流域 面积 （km2） 系列 长度 （年） 计算 采用 多年平 均流量 （m3/s） 径流 模数 （m3/s/Km2） 典型年Q 值 （C s=2CV） P=50% 威溪水文站 23 渔渡江水文站 559 24 勒黄水文站 1905 21 表 2-4 威溪、渔渡江、勒黄水文站降雨量特征值表 典型年 P（毫米）项目 站名 系列 长度 （年） 计算变 差系数 （Cv） 多年平均 降雨量 （毫米） 20% 50% 75% 95% 威溪 22 1536 渔渡江 23 勒 黄 23 从表 2-3 与表 2-4 得出威溪水文站与勒黄水文站的多年平均径流 ３１ 模数基本接近，即威溪水文站的多年平均径流模数比勒黄站小 %， 而多年平均降雨量亦小 %，这说明两站上游流域的植被、地貌、 下垫面条件都相似。 再者从城步县气象局《降雨量等值线图》查悉，长滩溪流域范围 与威溪水文站以上流域同处在降雨量 1500～1600 毫米等值线范围内， 同时地貌、植被、下垫面条件都相似，其集雨面积与某水库坝址控制 集雨面积又相近，根据《小型水力发电站水文计算规范》（SL77-94） 第 2、 条的规定，可以选用威溪水文站作为本坝址的水文计算参 证站，采用集水面积比例缩放的方法直接移用威溪站频率分析计算成 果。 勒黄水文站虽是长滩溪下游的控制水文站，但某水库坝址以上流 域面积仅为该站控制流域面积的 %，其 95%左右的流域面积皆系 某境内河流，故降雨、产流条件与长滩溪有一定差别，不宜选作参证 站，但建议在下步设计中，利用龙胜县勒黄水文站降雨、径流、洪水 资料进行分析比较修正。 径流计算 径流系列及其代表性分析 某水电站坝址以上流域面积 102km2，其径流系列以距离本设计 流域约 70km 的威溪水文站作为参证站进行计算。 （1）径流相关分析计算 将流域附近及相邻流域的长滩坪、勒黄、渔渡江、威溪四个水文 站的径流进行相关分析。长滩坪、勒黄、渔渡江三站径流的相关关系 都不好。从流域各水文特性来看，前三站与本设计流域差别较大，因 此本设计径流决定采用威溪水文站径流系列。 （2）降雨相关分析计算 综合分析流域及邻近流域雨量观测成果，分别与威溪水文站的同 ３２ 期雨量分析计算，勒黄水文站与威溪水文站年降雨量相关系数 r=。长滩坪水文站年降雨量相关系数为 r=；白毛坪雨量站 年降雨相关系数为 r=。杨家团站年降雨量相关系数为 r=， 极木团站站年降雨相关系数为 r=。从以上几站降雨相关情况、 流域地形、地貌及植被覆盖，高程分布等方面综合分析，威溪站与勒 黄、报木坪雨量相关关系较好，尤其与勒黄站相关关系很好，因勒黄 站与本工程居同一流域，地理位置相距较近，工程所在位置高程位于 两站之间，因此，采用威溪水文站实测降雨成果计算是合理的。 综上所述，把威溪水文站的径流系列按面积比的一次方移用到某 水电站作为设计径流系列是合理的。 径流计算 （1）威溪水文站径流计算： 根据威溪水文站多年实测径流资料分析，该站一般在每年 4 月份 起汛，4～6 月的径流量占全年径流量的 40%，因此，取每年 4 月至 次年 3 月作为水文年的起迄时间，统计 1959 年～1990 年各水文年径 流系列，将年平均流量按从大到小的顺序排队，并按式 P=m/(n+1)计 算每一个年径流量的经验频率，并在频率格纸起点绘年平均流量与相 应频率的点据，用矩法计算其统计参数初值。P——ˊ型曲线，用图 解适线法进行适线，确定统计参数 Q、Cv、Cs/Cv 的值。据此，可 查 Kp 值表，按公式 Qp=Kp·Q 计算出各种设计频率的年径流量。威 溪水文站水文年年平均流量频率计算成果详见表 2-5、2-6. 威溪站水文年年平均流量频率曲线选配成果表。 表 2-5 Q= Cv= Cs= P（%） 10 20 50 75 90 95 99 Kp Qp 威溪站水文年年平均流量频率计算成果表 ３３ 表 2-6 序 号 流量 （m3/s） 年 份 频率 （%） 序 号 流量 （m3/s） 年 份 频率 （%） 1 1961 21 1979 2 1962 22 1989 3 1968 23 1980 4 1973 24 1978 5 1970 25 1977 6 1982 26 1966 7 1967 27 1988 8 1975 28 1983 9 1964 29 1985 10 1965 30 1963 11 1981 31 1974 12 1960 32 1971 13 1959 平均 14 1987 15 1976 16 1984 17 1969 18 1990 19 1972 20 1986 （2）设计代表年选择及设计年径流年内分配计算： 某电站水能计算按丰水、平水、枯水三个代表年进行。根据国家 ３４ 标准《小型水力发电站设计规范》（GBJ71-34）要求。某电站设计保 证率取 90%较合理。又据《城步县农村水电中级电气化规划》中提出， 城步县力争在 2010 年达到中级农村电气化标准，其供电保证率为 90%。因此，本次设计丰水、平水、枯水三个代表年的频率分别取 10%、50%、90%。由表 2-5 查得各种频率相应的设计年径流量见下 表： 表 2-7 威溪站设计代表年年平均流量计算成果表 P（%） 10 50 90 设计年径流量（m3/s） 由上表知三个设计代表年的年平均流量为 1/3（++） = 径流量相近的原则，综合考虑枯水期径流量，选出丰水、平水、枯水 三个代表年如下： P=10%的丰水代表年：1968 年 4 月～1969 年 3 月 P=50%的平水代表年：1976 年 4 月～1977 年 3 月 P=90%的枯水代表年：1974 年 4 月～1975 年 3 月 以年径流量控制按同倍比法求得各设计代表年缩放比，再以缩放 比乘以相应代表年的逐月径流量，即得各设计代表年的年内分配，其 计算成果详见表 2-8。 采用水文比拟法移用威溪水文站径流资料，径流相关计算式为： Q 设= Q 威·Q 威/ F 威== Q 威 式中：Q 设. F 威～分别为设计站、威溪站径流量。 F 设. F 肆～分别为设计站、威溪站控制集雨面积。 根据设计站控制集雨面积，按上式即可分别求出设计站各设计代 表年的径流量及其年内分配。见表 2-8。 ３５ 三、流量历时曲线的推求： 为了计算电站迳流式方案的发电效益，需计算和绘制日平均流量 历时曲线，为简便起见，选择丰、平、枯三个代表年的逐日流量表， 通过流量分级，统计大于各级流量的累计天数，并求出相对历时，即 为三个代表年的综合日平均流量保证率曲线。用相对历时乘上一年的 小时数，即得出三个代表年的综合日平均流量历时曲线。其统计工作 由计算机完成，成果详见表 2-9。 ３６ 威溪站与某电站坝址各设计代表年逐月平均流量表 表 2-8 名 称 月份 代表年 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 一 二 三 全年 平均 P=10% P=50% 威 溪 站 P=90% P=10% P=50% 老 寨 电 站 P=90% ３７ 威溪站流量历时及保证率曲线计算表 表 2-9 流量 分级 （m3/s） 大于 各级 天数 保证率 （%） 保证 时间 （小时） 流量 分级 （m3/s） 大于 各级 天数 保证率 （%） 保证 时间 （小时） 1096 100 3760 45 360 1068 3536 10 38 304 994 7945 11 31 248 876 7002 12 26 208 760 6074 13 15 120 661 5283 14 14 112 579 4628 15 10 80 523 4180 16 8 64 477 3813 19 6 48 421 3365 20 5 40 374 2989 24 4 32 326 2606 25 2 16 300 2398 30 1 8 279 2230 274 2190 236 1886 205 1639 141 1127 109 871 85 675 66 528 ３８ 洪水 洪水特性 流域内植被良好，地下水丰富，径流系数大，河道径流由降雨产 生，洪水则由暴雨产生，平时流量不大，但一遇暴雨即会出现很大的 洪峰，随着降雨停止，洪水又会迅速退落，洪峰历时很短，洪水陡涨 陡落，具有明显的山溪性河流特点。受降水量年内分配的影响，流域 内较大的洪水多发生在每年的 4～7 月，尤以 5～6 月出现机会最多， 一次洪水过程一般只有 1～2 天左右，单、复峰皆有，以单峰较多。 设计暴雨分析计算 （1）暴雨资料 某水电站流域附近雨量站分布有勒黄水文站，长滩坪水文站，平 等雨量站，马堤雨量站，渔渡江水文站，威溪水文站，报木坪雨量站， 白毛坪雨量站，杨家团雨量站等，以上各站除勒黄、威溪水文站在测 外，其他各站都已停测。因本流域无雨量实测资料，从安全和合理的 角度考虑，宜采用《湖南省暴雨洪水查算手册》的有关雨量频率资料 进行计算。 （2）暴雨分析 依据流域及附近测站和《手册》分析来看，长滩坪水文站有实测 一日最大降雨量 ，其余各站日最大暴雨皆在 200mm 以下。 对降雨资料进行分析，长滩坪水文站在整个系列中 1999 年最大 一日降雨量为 ，因系列较短，无法确定重现期，故仍按常值 处理。 洪水计算 （1）基本资料 集雨面积：按五万分之一的地形图求得： ３９ 河床坡降：均由 1/500 实例地形图求得： 洪水标准：按照《防洪标准》（B50201-94）和《水利水电工程等 级划分及洪水标准》（SL252-2000）确定本工程的洪水标准。本工程 属于ˊ等工程。水库大坝和厂房均按 4 级建筑物设计，洪水标准按 50 年一遇设计，水库大坝（浆砌石）按 200 年一遇洪水校核，电站厂房 按 100 年一遇洪水校核。 （2）洪水计算 洪水计算采用《湖南省暴雨洪水查算手册》中的径流分配系数法 和推理公式法进行计算。 洪水计算分两部分：坝址和厂房。 坝址：F=102km2 L= J=50‰ 其计算成果见坝址暴雨洪水查算表 2-10，坝址洪峰流量：设计 QP=2%= 校核 QP=%= 厂房：F=174km2 其中：坝址至厂址区间 72km2 L= 其中：坝址至厂房区间河段长 J=‰ 其中：坝址至厂房区间河段 J=‰ 坝址至厂房区间洪水计算见厂房暴雨洪水查算表 2-11。厂房洪峰 流量由引水坝下泄流量与坝址至厂房区间洪水流量叠加求得。 古树塘水库坝址设计洪水过程线成果见表 2-12。 ４０ 表 2-10 坝址暴雨洪水要素查算表 频率 P% 暴雨要素 查 算 1 2 5 10 20 % H 点 24 查图三 100 100 100 100 100 100 CV 查图四 Kp 查表二 H 点 24 =H 点 24×KP 252 225 279 a 查图一和图十六～二十三 H 面 24 =H 点 24P×a N2 查图二十四～三十九 N3 查图二十四～三十九 H1 = H 面 24P×24n3-1×6n2-n3 H3 = H 面 24P× 24n3-1×6n2-n3×31-n2 H6 = H 面 24P×24n3-1×61-n3 H12 = H 面 24P×24n3-1×121-n3 Io 查图四十 25 25 25 25 25 25 R 总 = H 面 24P-Io ψ 查表一十一 R 上 =R 总×ψ L 干流长度 F 流域面积 J 干流坡降（‰） θ =L（F1/4×J1/3） M 查图四十一（=×θ0489） θ/m τ 查图四十二 Sp = H 面 24×24n3-1×6n2-n3 Qm 地 =×ψSp/τ n×F Σqi =R 上×F/（Δτ） Qm/Σqi Qm 地下 =R 下×F/（Δτ）×底宽 ΔQm 地下 Qp Wmp =R 总×F×1000 1962 2494 ４１ 表 2-11 厂房暴雨洪水要素查算表（区间表） 频率 P% 暴雨要素 查 算 1 2 5 10 20 H 点 24 查图三 100 100 100 100 100 100 CV 查图四 Kp 查表二 H 点 24 =H 点 24×KP 252 225 A 查图一和图十六～二十三 H 面 24 =H 点 24P×a N2 查图二十四～三十九 N3 查图二十四～三十九 H1 = H 面 24P×24n3-1×6n2-n3 H3 = H 面 24P× 24n3-1×6n2-n3×31-n2 H6 = H 面 24P×24n3-1×61-n3 H12 = H 面 24P×24n3-1×121-n3 Io 查图四十 25 25 25 25 25 25 R 总 = H 面 24P-Io ψ 查表一十一 R 上 =R 总×ψ L 干流长度 ` F 流域面积 72 72 72 72 72 72 J 干流坡降（‰） θ =L（F1/4×J1/3） M 查图四十一（=×θ0489） θ/m τ 查图四十二 Sp = H 面 24×24n3-1×6n2-n3 Qm 地 =×ψSp/τ n×F Σqi =R 上×F/（Δτ） Qm/Σqi Qm 地下 =R 下×F/（Δτ）×底宽 ΔQm 地 下 ４２ Qp Wmp =R 总×F×1000 表 2-12 古树塘坝址设计洪水过程线成果表 Δt（小时） Q m/Σqi P=2% P=% 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 ４３ 30 31 0 0 0 泥沙 某水电站上游流域植被覆盖率在 85%以上，水土流失少，河流属 少沙河流。 威溪站、渔渡江及勒黄站皆没有泥沙观测项目，现采用该县白云 电站设计所用泥沙数据作为参证计算（白云电站系巫水上游多年调节 水库，总库容 亿 m3，装机 3× 万 kw）。 由白云电站历年逐月平均悬移输砂率表查得多年平均输砂量为 推移 质按系数法进行估算，参考《农村水电站》经验数据取推 移质与悬移质的比值为 ，泥沙容重为 水库淤积年限，参考有关资料，小型水库取 10～50 年，本水库 取 50 年，经计算坝址来沙量见表 2-13。 表 2-13 水库来沙量计算表 使用年限 年 10 30 50 悬移质输沙量 万立米 推移质输沙量 万立米 合 计 万立米 水位流量关系 根据实测河道断面与河段平均坡降按曼宁公式： Q=WC√R i ，C=1/nR1/6，n 取 ～ 计算坝址与厂房处水 位流量关系见表 2-14 及 2-15。 坝址水位流量关系成果 表 2-14 ４４ 水位（m） 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 流量（m3/s） 0 16 74 173 272 380 537 694 893 1114 厂房水位流量关系成果 表 2-15 水位（m） 392 393 394 395 396 397 流量（m3/s） 0 厂房处历史洪水经调查，近期以 1936 年为最大，洪水位约 397m 高程，与本次计算的 100 年一遇洪水位接近，一般洪水位 395m 高程， 相当于本次计算的五年一遇洪水位，据此分析厂房下游水位流量关系 计算成果可靠，与调查的历史洪水资料基本吻合。 为了满足下阶段设计要求，应尽快在坝址下游设立水文站，并配 备专业人员按照水文测验规范有关规定进行观测，以校正计算的坝址 水位——流量关系曲线。 ４５ 3. 工程地质 勘测工作概况 某水电站工程位于城步县苗族自治县汀坪乡高桥村，座落在珠江 流域四级支流河段上，该工程由大坝、输水隧洞、压力管道、厂房所 组成的系统工程。本次可研主要勘察任务为： （1）了解区域地质构造情况，对工程地区的区域构造稳定性作 出评价。 （2）进行库区地质调查，论证水库的建库条件，对影响方案选 择的工程地质问题及环境地质问题作出评价。 （3）调查坝址区和其它建筑物区的工程地质条件，对拟选的上、 下坝线进行比较，并做出评价，对其它建筑物区的工程地质问题做出 评价。 （4）进行天然建筑材料初步调查。 本次地质勘察工作，主要为地表地质测绘与坝址地质钻探，主要 完成的工作量见表 1。 区域及水库地质 基本地质条件 地形地貌 区域内地貌类型属中低山峰脊峡谷，地貌形态特征受岩性、构造 控制。 区内主要为连绵群山，层嶂叠岭，山峰陡峻，山顶多呈小 峰。河流多为峡谷，蜿蜒弯曲。河谷狭窄，两岸山坡较陡，一般坡角 在 30°～50°，局部地段形成悬崖峭壁，地势险要。区内最高海拔（棉 花坳东面山峰）高程 1051m，最低海拔（某电站厂房河床）高程 392m，相对高差 250～650 之间。 ４６ 某水电站地质勘察工作量表 表 1 序号 项 目 单位 数量 精度 1 区域地质测绘 Km2 1:10000 2 水库地质测绘 Km2 1:2000 3 坝址地质测绘 Km2 1:500 4 隧洞地质测绘 Km2 3 1:5000 5 厂房地质测绘 Km2 1:500 6 钻孔勘探 米/孔 7 压水试验 段 103 8 岩石室内力学测试 组 3 9 水质分析 组 2 10 建材料场调查 组日 4 地层岩性 区域内出露地层主要为一套下古生界寒武系中组的较古老岩系。 现分述如下： ˊ寒武系中统（ˊ2） 薄至厚层灰黑色钙质粉砂岩，厚度 630～1100m，大面积分布于 整个工程区范围。 ˊ第四系（Q4） 工程区内第四系松散地层分布稀薄，基岩大部分出露地表。山坡 坡残积层（Q4del）较薄，为含砾粉质粘土，一般厚度在 1~2m。大面 积分布于坝址上游左岸地带。河谷中由于河床坡降较大，河床中大部 分基岩裸露，河流冲积堆积物（Q4al）厚度较小，一般为 ～2m， ４７ 砂砾石较少，常见为块石滚石。 地质构造 该区所处大地构造部位属新华夏系构造体系第三隆起带的南端， 主要构造呈北北东向展布。工程区于苗儿界~芹菜坪大背斜的东翼， 为单斜构造，岩层倾向北西。工程区未发现有大的断层通过，区域性 大断裂兰容~高梅压扭性断裂于库区西部外围经过，呈北北东向展布， 为深大断裂，破碎带较宽，延伸深且远，但离工程区较远，对工程无 甚影响。 地震 本区地质构造特征，表现为大面积间歇性上升运动，未发现明显 的近期活动断裂构造。对历史及新近地震统计，该区历史上无破坏性 地震记载，也不存在发生破坏性地震的历史背景。虽然小地震较频繁， 但震级较小，一般为 2～ 级，只发生过一次 V 级地震。根据 GB18306——2001 版 1:400 万《中国地震动峰值加速度区划图》和 《中国地震动反映谱特征周期区划图》，该区地震动峰值加速度为 ，地震动反映谱特征周期为 ，对应的地震基本烈度为ˊ度 区。 物理地质现象 库区河床两侧多为基岩出露，岩石坚硬、致密，抗冲刷能力强。 残坡积堆积物，结构松散，抗冲刷能力较差，受流水的冲蚀，局部存 在小规模的塌岸不良地质现象。 水文地质条件 根据地下水埋藏条件及含水层类型情况，将地下水分为孔隙水、 基岩裂隙水两大类型。 ˊ孔隙水：为河流冲积物及残坡积层分布区的地下水，赋存于松 ４８ 散岩土孔隙中，受大气降水和地表水的补给，以当地溪沟或河流为最 低排泄区、往往呈分散状溢出。主要分布河床两岸残坡积堆积层中。 ˊ基岩裂隙水：以潜水为主，赋存于灰黑色钙质粉砂岩的构造裂 隙和风化裂隙中。地下水水量随深度增加而减弱，一般水量较小，常 在坡麓地带溢出地表形成泉水，分布于整个库区。 水库工程地质问题评价 水库渗漏问题 组成库盆地层岩性主要为相对隔水的钙质粉砂岩，库岸山势较高， 山体雄厚，两岸分水岭宽厚，沿水系的山垭口高程远远超过库水位， 地下水分水岭远高于水库蓄水位，地下水补给河水，水库蓄水后地下 水仍然补给河水。 库区稳定问题 库岸岩石较为坚硬，河流走向大部分横切岩层走向，为横向河谷， 有利于库岸稳定。地表地质调查河谷两岸未发现有较大的滑坡体。但 是，由于岸坡较陡，多为峡谷，在重力作用下，库岸存在松动崩落问 题，可规模较小，对水库没有多大的影响。 水库淤积问题 库区植被覆盖较好，坡面水土流失较小，但是库区上游两岸冲沟 发育，在山洪爆发时，受洪水的冲刷亦会携带大量砂石注入库区内。 因此，水库存在一定的淤积问题。 水库浸没问题 水库区属“V”型峡谷库盆，正常蓄水位为 620m，库首水深 60m 左右，两岸多为陡峻山坡，在库两岸农田存在浸没问题。 区域构造场地稳定性 从库区地质条件分析，构造库盆岩性主要为钙质粉砂岩，上层基 ４９ 岩与下伏基岩呈整合接触，不具备积累较高的地应力的条件，局部地 段基岩呈不整合接触，但未发现突变的拐点。因此，不具备孕育强烈 水库地震的应力应变条件。 从水文地质条件分析，库区岩石为不透水的，表层风化裂隙发育， 属较严重的透水带，但深部透水性较弱，故库水一般不可能向深部渗 漏，而在岩体内形成较大的孔隙水压力。 总之，由于该电站大坝修建后，水库蓄水应力不大，不会产生水 库蓄水诱发地震。 坝址区工程地质条件 坝址工程地质概况 坝址位于古树塘下游 200m 范围内的珠江流域四级支流长滩溪 河段上，本阶段选上、下两个坝线进行比较，上、下坝线相距 70m 左右。 地形地貌 坝址河流走向由东南往北西，河床海拔高程 559～562m，河床平 均坡降约 4%，枯水期（水位 562m）河面宽约 12m，水深一般 ～ ，局部深槽可达 3～4m。地形稍开阔平坦。 地层岩性 坝址区出露地层主要为：寒武系中统（ˊ2）灰黑色质粉砂岩，分 布整个工程区；第四系残坡积堆积（Q4edl）黄褐色含砾粉质粘土，主 要分布于坝址上游左岸山坡地段；第四系全新统冲积堆积物（Q4al） 为砂砾卵石，主要分布在河床。 地质构造 地质构造：未见有断层构造通过坝址区，为单斜构造岩层，岩层 产状：倾向 290°～ 295°间，倾角 65°～66°间，倾向下游偏左岸。节 ５０ 理裂隙较为发育，多属闭合剪节理，比较明显的有一组走向 110°～125 °间，倾 SW，倾角 70°～80°。 岩石物理力学性质 本次通过钻孔勘探，分别采取了强风化、弱风化、微风化—新鲜 岩石进行了室内力学性质试验。 根据室内测试成果，参照已建类似工程，推荐坝基岩石力学参数 见表 2。 水文地质 坝址区水文地质条件较简单，地下水类型为第四系孔隙水和基岩 裂隙水。第四系孔隙水赋存于松散土层的孔隙中，接受大气降水和地 表水补给，分布范围较小，埋深 1～2m。基岩裂隙水赋存于基岩构造 裂隙和风化裂隙中，沿裂隙运移，水量贫乏，一般在坡麓地带呈下降 泉形式出露地表。 水质分析，坝址区有基岩裂隙水出露，在坝轴线附近取河水样品 和地下水进行了水质分析。分析项目及成果见表 3。 根据环境水对混凝土腐蚀的评价标准，HCO3 离子含量为 PH 值为 ，大于界限指标 ，无一般酸性型腐蚀。侵蚀性 CO2 含 量极低，未检出，小于界限指标 15mg/L，无碳酸型腐蚀。Mg2+离子 含量为 1000mg/L，无硫酸镁型腐蚀。SO42- 离子含量为 ～ 250mg/L，无硫酸盐型腐 蚀。 ５１ 工程岩石物理力学指标推荐值表 抗剪断强度（饱和） 抗剪强度（饱和）岩石 名称 风 化 状 态 岩层 代号 比重 (g/cm3) 弹性 模量 （Gpa） 变形 模量 （Gpa） 泊桑比 （μ） 饱和抗 压强度 （MPa） 坚固 系数 fo 单位弹性 抗力系数 Ko(N/cm3) fˊ 岩 Cˊ （MPa） fˊ 砼/岩 Cˊ （MPa） f C 允许承 载力 R (MPa) 备注 弱 4-6 4000 砂岩 新 鲜 ε2 6-7 6000 ５２ 水质分析项目成果表 表 3 分 析 项 目 单 位 I 组 水 样 ˊ 组 水 样 备 注 PH 值 暂时硬度 caco3 毫克/升 氯化物 毫克/升 销酸盐 毫克/升 重碳酸盐 毫克/升 硫酸盐 毫克/升 钙 毫克/升 镁 毫克/升 游离二氧化碳 毫克/升 未检出 侵蚀性二氧化碳 毫克/升 未检出 未检出 坝线水文工程地质条件特征 上坝线水文工程地质条件特征 两岸：地形为中低山斜坡，山体较完整厚实，山坡陡峻，坡角 在 50~55°间，自然边坡稳定。基岩为寒武系中统（ˊ2）灰黑色钙质 粉砂岩，上部岩石风化强烈，呈灰黄色，表层节理裂隙发育，裂面可 见褐色锈斑及水蚀现象，强风化下限深度 3~5 米，弱风化下限深度 ~ 米，岩石坚硬完整，裂隙稍发育，下部微风化~新鲜岩石坚硬 致密、完整。钻孔压水试验，深度 米范围内为中等透水带， 透水率为 ~，以下至 55 米深度为弱透水带，透水率为 ~，其下为微透水。 河床：地形为“V”型狭谷。河床狭窄，上部河床第四系冲积层主 ５３ 要为漂石、滚石、砾石、混夹中粗砂，大小悬殊，分选性极差，厚 度 ~2m。基岩为基岩为寒武系中统（ˊ2）灰黑色钙质粉砂岩，强 风化层被河床流水冲刷剥蚀。弱风化带下限深度约 4m，其下为微风 化—新鲜岩石，岩石坚硬致密，裂隙不甚发育。钻孔压水试验，深 度 15m 范围内为中等透水带，透水率为 ~ 间，其下为微透 水带。 下坝线水文工程地质条件特征 两岸：地形为中低山斜坡，山体较完整厚实，山坡陡峻，坡角 在 42~50°间，自然边坡稳定。基岩为寒武系中统（ˊ2）灰黑色钙质 粉砂岩，上部岩石风化强烈，呈灰黄色，表层节理裂隙发育，裂面可 见褐色锈斑及水蚀现象，强风化下限深度 3~5 米，弱风化下限深度 ~ 米，岩石坚硬完整，裂隙稍发育，下部微风化~新鲜岩石坚硬 致密、完整。钻孔压水试验，深度 米范围内为中等透水带， 透水率为 ~，以下至 55 米深度为弱透水带，55 米以下为微 透水。 河床：地形为“V”型狭谷。河床狭窄，上部河床第四系冲积层主 要为漂石、滚石、砾石、混夹中粗砂，大小悬殊，分选性极差，厚 度 ~2m。基岩为寒武系中统（ˊ2）灰黑色钙质粉砂岩，强风化层 被河床流水冲刷剥蚀。弱风化带下限深度约 5m，其下为微风化—新 鲜岩石，岩石坚硬致密，裂隙稍发育。钻孔压水试验，深度 15m 范 围内为中等透水带，透水率为 ~ 间，其下为微透水带。 坝线工程地质条件对比 ５４ 上、下坝线基岩性质及地质构造条件相同，但是下坝线地形对称， 两岸山坡稍陡，河谷最窄，两岸山体雄厚稳定，可适宜各种坝型。上 坝线两岸山坡稍缓，河谷较宽，不适宜拱坝坝型，推荐下坝线为开发 坝线。 引水隧洞工程地质条件 引水隧洞由坝址上游左岸入口，穿贯陡峻群山，跨越二条冲沟， 由三个紧密相连的隧洞组成，洞线总长度 5800m 左右。由坝址至厂 房依次编号为 1 号、2 号、3 号隧洞。1 号隧洞全长约 2560m，2 号隧 洞全长 862m，3 号隧洞全长 1770m。现将各隧洞工程地质条件分述 如下： （1）1 号隧洞工程地质条件 进口：地形为冲沟边坡，山坡陡峭，坡角为 55°左右，山体稳定， 基岩裸露，岩石为寒武系中统（ˊ2）灰黑色钙质粉砂岩，岩石坚硬致 密，稍作清挖即可成洞，工程地质条件良好。 洞身段：地形为陡峻中低山，山体雄厚，前后段洞顶为陡峻山坡， 中段洞顶埋深在 60～120m 之间，洞身围岩为寒武系中组（ˊ2）灰黑 色质粉砂岩，岩石坚硬致密，岩石经验力学指标：饱和抗压强度（Rb） 为 85～12MPa，单位弹性抗力系数（Ko）为 65～85MPa/cm2，坚固系 数（f）为 6～7，成洞条件良好，围岩工程地质分类为ˊ类。 出口：地形为冲沟边坡，山坡陡峻，坡角为 40°左右，山坡稳定， 基岩裸露，岩石为寒武系中统（ˊ2）灰黑色钙质粉砂岩，岩石坚硬致 密，稍微清挖即可成洞，工程地质条件良好。 （2）2 号隧洞工程地质条件 进口：地形为冲沟边坡，山坡陡峭，坡角为 15°左右，山体稳定， 基岩裸露，岩石为寒武系中统（ˊ2）灰黑色钙质粉砂岩，岩石坚硬致 ５５ 密，稍作清挖即可成洞，工程地质条件良好。 洞身段：地形为陡峻中低山，山体雄厚，前后段洞顶为陡峻山坡， 中段洞顶埋深在 50～110m 之间，洞身围岩为寒武系中统（ˊ2）灰黑 色钙质粉砂岩，岩石坚硬致密，岩石经验力学指标：饱和抗压强度 （ R b ） 为 85 ～ 120MPa ， 单 位 弹 性 抗 力 系 数 （ Ko ） 为 65 ～ 85MPa/cm2，坚固系数（f）为 6～7，成洞条件良好，围岩工程地质 分类为ˊ。 出口：地形为冲沟边坡，山坡陡峻，坡角为 35°左右，山坡稳定， 基岩裸露，岩石为寒武系中统（ˊ2）灰黑色钙质粉砂岩，岩石坚硬致 密，稍微清挖即可成洞，工程地质条件良好。 （3）3 号隧洞工程地质条件 进口：地形为冲沟边坡，山坡陡峭，坡角为 30°左右，山体稳定， 基岩裸露，岩石为寒武系中统（ˊ2）灰黑色钙质粉砂岩，岩石坚硬致 密，稍作清挖即可成洞，工程地质条件良好。 洞身段：地形为陡峻中低山，山体雄厚，前后段洞顶为陡峻山坡， 中段洞顶埋深在 40～130m 之间，洞身围岩为寒武系中统（ˊ2）灰黑 色钙质粉砂岩，岩石坚硬致密，岩石经验力学指标：饱和抗压强度 （ R b ） 为 85 ～ 120MPa ， 单 位 弹 性 抗 力 系 数 （ Ko ） 为 65 ～ 85MPa/cm2，坚固系数（f）为 6～7，成洞条件良好，围岩工程地质 分类为ˊ。 出口：地形为冲沟边坡，山坡陡峻，坡角为 40°左右，山坡稳定， 基岩裸露，岩石为寒武系中统灰黑色钙质粉砂岩，岩石坚硬致密，稍 微清挖即可成洞，工程地质条件良好。 压力管道工程地质条件 地形为斜坡山地，自然边坡稳定，基岩裸露，地层岩性为寒武系 ５６ 中统（ˊ2）灰黑色钙质粉砂岩，管线上部第四系松散地层分布范围小 且薄，强风化层厚 ～，对第四系松散地层清除，对强风化岩 石稍做清挖，即可直接置于基岩上，基岩岩石坚硬室致密，允许承载 力较高，推荐允许承载力 ～，管线工程地质条件良好。 厂房区工程地质条件 电站厂房为河岸式地面厂房，座落在河床左岸河漫滩上，地形平 坦开阔，上部为第四系冲洪积（Q4al）砂卵砾石漂石层，厚度为 左右，将其清挖，厂基可直接置于弱风化岩石上，岩石坚硬致密，地 基承载力较高，推荐允许承载力 ～，后缘山体边坡稳定， 场地工程地质条件简单。 天然建筑材料 土料场 坝址上游左岸有可采的土料场地，为第四系残玻积层（Q4eal）粉 质粘土，推测厚度 左右，无公路，运距 200m 左右，易开采。 由于大坝选型为砌石拱坝，大坝不需要填筑土料，导流围堰所需土料 用量也较小，该土料场土质和储量均能满足建设要求。 石料场 坝址上游左、右岸山坡大面积分布灰黑色钙质粉砂岩，岩石坚硬 致密，易开采，成材率较高，质量较高，储量丰富，运距在 1000m 以内。 砂砾料 区内河床坡降较大，河床中砂砾卵石堆积极少。建坝所需的砂料 可从五团乡购置，也可加工机制砂，利用隧洞开挖的新鲜岩石制取。 砾石料可利用隧洞开挖的新鲜岩石加工成碎石。 弃渣场 ５７ 隧洞弃渣场选在隧洞进出口处冲沟中，经实地勘察。1 号隧洞出 口处与 2 号隧洞进口处为牛路冲沟，其下部有大面积沟谷，可做弃渣 场。2 号隧洞出口处与 3 号隧洞进口处，为大枫香坪冲沟，其中部沟 谷宽阔，是弃渣的良好场所。1 号隧洞进口处河流上游左岸有一空地， 可做弃渣场，弃渣中质好块石、碎石可做建坝材料。3 号隧洞出口处 左边为一冲沟，该冲沟可容纳大量弃渣。弃渣场采取防护措施，做到 不因流失而导致破坏环境。 结论与建议 结论 1）某电站库区所处构造部位属新华夏系构造体系第三隆起带的 南段，该区历史上无破坏性地震记载，根据 GB18306-2001 版 1:400 万《中国地震动峰值加速度区划图》和《中国地震动反映谱特征周期 区划图》，该区地震动峰值加速度为 ，地震动反映谱特征周期 为 ，对应的地震基本烈度为ˊ度区， 2）库区无重要矿产资源，淹没损失微小，亦无浸没损失，两岸 山体雄厚，地下水远高于库水位，库盆不会产生邻谷渗漏，岩坡稳定， 成库条件良好。水库诱发地震可能性较小。 3）库区植被发育，坡面水土流失较小，但是库区上游两岸冲沟 发育，在山洪爆发时，受洪水的冲刷，亦会带来大量砂石注入库区。 库容本来甚小，为减轻淤积。因此，需考虑设排砂设施。 4）上、下坝线基岩性质及地质构造条件相同，但是下坝线地形 对称，两岸山坡稍陡，河谷最窄，两岸山体雄厚稳定，可适宜各种坝 型。而下坝线两岸山坡稍缓，河谷较宽，不适宜拱坝坝型，推荐下坝 线为开发坝线。 5）选定坝址两岸地形较陡，为“V”型狭谷，山体雄厚，岸坡稳定， ５８ 基岩岩石结构致密，清基工作量小，只需清除表面很薄的第四系松散 堆积物及强风化岩石，坝基可置于弱风化的岩石上。 （6）选定坝址坝基岩石风化裂隙发育，可能产生绕坝渗漏问题。 （7）引水隧洞进、出口山坡较陡，山体边坡稳定，基岩裸露， 稍作清挖即可成洞，洞身段洞顶埋深大部分在 50m 以上，岩石坚硬 致密，成洞工程地质条件良好。围岩工程地质分类为ˊ类。 （8）压力管道管基为自然山坡，上部覆盖层较薄，大部分基岩 裸露，岩石坚硬致密，清除覆盖层及部分强风化岩石，管墩即可直接 置于弱风化基岩上，地基允许承载力较高。 （9）厂房为河岸式厂房。将山坡覆盖层及河床堆积物清挖，厂 基可直接置于弱风化岩石上，岩石坚硬，允许承载力较好，场地工程 地质条件与施工条件较好。 （10）坝址区土料适量，砂砾料欠缺，可采用机制砂砾料，区内 岩石为钙质粉砂岩，岩石坚硬，也可利用隧洞开挖中的洞渣进行加工。 块石料，坝址附近有大面积钙质粉砂岩，岩石坚硬，易开采，运距较 近。 下步工作建议 （1）进一步查明坝址区水文、工程地质条件。 （2）对建筑料场进行详查。 ５９ 4.工程任务和规模 社会经济发展状况及工程建设的必要性 社会经济发展状况 城步苗族自治县位于湖南省西南边陲，总面积约 2647 平方公里， 总人口约 万人，辖 10 个乡镇和 10 个国营农、林、牧、渔场。2003 年国民生产总值 亿元，农业总产值 亿元，工业总产值 亿元。 城步县历届政府通过以工代赈、民办公助、招商引资等多种形式， 积极推进基础设施建设、农业产业结构调整、工业企业改革、城镇化 建设等工作，固定资产投资 2003 年达到 亿元，逐步解决了行路、 用电、通讯等长期以来困扰苗乡人民生产生活的几大难题，实现了 10 个乡镇 267 个村通了公路，99%的村、98%的农户用上了电，成为全 国第一批 100 个农村电气化县之一，建成了县程控大楼，开通了 10000 门程控电话，全县基本实现了村村通程控电话，电话普及率达 到 %；同时优化农业产业结构，深化发展奶业、林业、延季蔬 菜业，开发建设了南山周边地区和 S219 公路沿线两个奶牛产业带， 发展奶牛 10000 余头；造林 40 万亩，其中速生丰产林 21 万亩，名列 全国速生丰产林商品材基地县前茅；开发笋竹林 30 余万亩，开发高 山延季无公害蔬菜 万亩。 工业企业发展加工型企业，形成了矿产、水能、林木加工和无污 染绿色资源开发等四大工业体系。县纸业公司跻身全省百强企业，被 国家税务局指定为全国两家税务发票专用纸定点生产厂家之一。南山 集团已成为我国南方最大的现代化山地示范牧场和绿色食品生产基 地。打字纸、拷贝纸、清水冬笋罐头、南山牌奶粉等产品先后获省优 部优产品称号，并打入国际市场。 ６０ 根据《城步苗族自治县国民经济和社会发展中长期规划》，城步 县委、政府努力实践“三个代表”，始终坚持以经济建设为中心，把发 展作为第一要务，计划“十五”和“十一五”期间国内生产总值年均递增 %，到 2010 年国内生产总值达到 17 亿元。 工程建设的必要性 （1）城步县电力系统是一个独立的地方小电网，2003 年底并网 电站装机容量 36395 千瓦（不含白云电站 36000 千瓦），共 39 处，75 台，2003 年发电量 13042 万千瓦，销售电量 11950 万千瓦时。1996 年以前，城步电网与邵阳市西部电网联网运行，由于网内电源都是小 水电，缺乏调频电站，丰水期抢发，枯水期严重缺电，各自为战，电 网严重失控，最后电网瓦解，西部电网名存实亡。1996 年底，城步 电网并入华中电网，情况有所好转，但是严重依赖于小水电的城步电 网仍然摆脱不了丰水期自给有余，枯水期工业企业生产能力因缺电而 被严重制约的局面。 根据城步苗族自治县计划委员会《城步苗族自治县 1994～2010 年国民经济和社会发展中长期规划》，国内生产总值由 2003 年的 亿元增加到 2010 年的 17 亿元，年均增长 %，取电力弹性系数 为 ，即电力年均增长率取 %，则城步县电网年用电量 2010 年将达到 27520 万千瓦时，装机容量需达到 83750 千瓦，因此，必须 抓紧修建一批保证出力高、年发电量多、投资少、回收期短，具备一 定调峰作用，具有很好的社会效益和经济效益的电站。 （2）引资开发水电资源，是发展城步县民族经济的一项重要举 措。某电站所在的汀坪乡杨梅坳责任片：位于湘桂两省交界处，水系 发达，地广人稀，山高谷深，水力资源十分丰富，境内水能资源蕴藏 量达 3 万千瓦，可开发的超过 2 万千瓦。由于多方面的原因，长滩溪 ６１ 丰富的水能资源，一直未能得到充分的开发利用。现在，城步县人民 政府通过招商引资，将某电站进行开发建设，对于长滩溪沉睡多年的 水能资源的利用将起到一个积极的作用，对于杨梅坳贫困的少数民族 山区人民的脱贫致富有着推动的作用。同时，建设某电站对推动城步 县域的经济发展、补充城步电网的不足，也具有十分重要的意义。 河流规划概况 （1）2000 年 7 月淅江省景宁县华龙实业总公司就开发长滩溪流 域水电资源事宜与城步县人民政府签订了协议，据此，城步县水电勘 测设计室受县水电局和开发商淅江省景宁县华龙实业总公司之托，对 长滩溪流域水电资源开发进行了规划，于 2000 年 9 月提交出《浔水 支流长滩溪流域水电开发规划报告》，该规划报告指出：本流域开发 拟分两期进行，第一期工程是开发长滩溪下游的几个梯级电站，即为： 东岭（2×320kw）、围岭（3×630kw）、温塘坪（3×1250kw）、某（3× 1000kw）、窝洞（3×500kw）等五级电站，共装机 10780kw，多年平 均发电量 ，估算投资 6139 万元。 （2）2004 年 6 月县水利水电勘察设计室对原规划报告进行了修 改，提出了五级、四级、三级开发等三个模式，经综合比较推荐采用 三级开发模式。但三级开发模式中又有两个方案，现将各方案基本情 况表列如下： 五级开发方案基本情况表 级名 站名 坝址 坝高 （m） 库容 （万方） 厂址 集雨面积 （km2） 水头 （m） 流量 (m3/s) 装机规模 （KW） 一级 东岭 东岭 15 30 荒田 53 50 2×320 二级 围岭 戴家湾 40 580 围岭 101 53 3×630 三级 温塘坪 围岭 温塘坪 102 91 3×1250 四级 某 温塘坪 某 111 78 3×1000 五级 窝洞 某 窝洞 174 32 3×500 四级开发方案基本情况表 ６２ 级名 站名 坝址 坝高 （m） 库容 （万方） 厂址 集雨面积 （km2） 水头 （m） 流量 (m3/s) 装机规模 （KW） 一级 东岭 东岭 15 30 荒田 53 50 2×500 二级 温塘坪 戴家湾 40 580 温塘坪 101 145 2×3200 三级 某 温塘坪 某 121 78 2×2000 四级 窝洞 某 窝洞 174 32 2×1250 三级开发一方案基本情况表 级名 站名 坝址 坝高 （m） 库容 （万方） 厂址 集雨面积 （km2） 水头 （m） 流量 (m3/s) 装机规模 （KW） 一级 东岭 东岭 15 30 荒田 53 50 2×500 二级 某 古树塘 55 880 某 102 225 2×6300 三级 窝洞 某 窝洞 174 32 2×1250 三级开发二方案基本情况表 级名 站名 坝址 坝高 （m） 库容 （万方） 厂址 集雨面积 （km2） 水头 （m） 流量 (m3/s) 装机规模 （KW） 一级 东岭 东岭 15 30 田冲 53 60 2×500 二级 某 古树塘 30 100 某 102 190 2×4000 三级 窝洞 某 窝洞 174 32 2×1000 （3）城步县水利局于 2004 年 6 月 25 日以城水农电字[2004]33 号文对城步县忠协水电开发有限公司《关于要求兴建某水电站的申请 报告》作了批复，批复的规模为：“某水电站位于汀坪乡高桥村，属 浔水一级支流长滩溪，在安乐村的古树塘附近筑坝，坝高 55 米，水 库库容 880 万 m3，沿左岸修建引水系统至窝洞附近建厂房，坝址控 制集雨面积 102 平方公里，可利用水头 225 米，多年平均流量 考虑上游水库调节，同意引用流量 2×6300 千瓦 （具体装机规模以初步设计批复为准）”。 本次可研，即按县水利局批复的意见和长滩溪流域规划拟定的三 级开发一方案进行。 综合利用要求 根据《浔水支流长滩溪流域水电开发规划报告》及县水利局的批 ６３ 复意见，结合该地区的实际情况，某电站的开发目标为单纯发电，不 承担通航和灌溉等综合利用任务。 城步县电力发展规划及电力发展需求 电源及电网结构 ˊ电源 至 2003 年底止，经过四十多年的艰苦奋斗，城步县小水电建设 已初具规模，水能资源已开发 万多千瓦（含白云电站 万千 瓦），占可开发量的 %，其中并入县电网的 36395 千瓦，其骨干 电源是装机容量 3×3200 千瓦，年发电量 5000 多万千瓦时的沉江渡电 站，它的上游有具备多年调节能力的白云电站，有很好的调丰补枯能 力。 从 2001 年开始，城步县委、县政府在小水电建设方面实行了许 多优惠政策，加大了招商引资力度，积极吸引民间资金投资小水电开 发，由此出现了小水电开发的第二次热潮。从 2001 年至 2003 年的三 年时间就批准新建水电站 60 多处，总容量达 6 万多千瓦，至 2003 年 底止已投产 10 处，8890 千瓦，其中 2003 年一年就投产 6 处，7200 千瓦，预计 2005 年前后将形成一个电站投产高峰。现将 2004 年至 2010 年拟建主要电站特性和投产时间列成表，见表 -2 和表 -3。 ˊ电网结构 城步县电网结构与电源的发展相比较相对较为落后，主要以 35 千伏为主网架，建成的 35 千伏变电站有城北、城南、汀坪、白毛坪、 西岩、茅坪、水尾界和南山八座，总变电容量 49300 千伏安。35 千 伏线路全长约 190 多公里。 城步县电网通过县城城北变电站以 35 千伏与邵阳市电业局 110 千伏县城八角变电站一点并网，实现与华中电网的联网运行。 ６４ 负荷现状及负荷预测 ˊ负荷现状 1999 年全县实际用电量 8727 万千瓦时，其分类用电情况如下： 工业用电 6290 万千瓦时，占 %；农业用 4 万千瓦时，占 %； 居民生活照明用电 1340 万千瓦时，占 %；其他用电 1093 万千 瓦时，占 %。 2003 年全县年发电量 13042 万千瓦时，实际用量 11950 万千瓦 时，其分类用电情况如下：工业用电 8470 万千瓦时，占 %；农 业用电 10 万千瓦时，占 %；居民生活照明用电 1890 万千瓦时， 占 %，其他用电 1580 万千瓦时，占 %，电网综合网损 1092 万千瓦时，损耗率为 %。 现将 1999 年和 2003 年负荷用电构成列表 4-3-1。从表中可以看 出：工业用电 2003 年比 1999 年增加了 2180 万千瓦时，年增率为 %，其中高耗能工业的年增率 %；居民生活用电由 1340 万千 瓦时增加到 1890 万千瓦时，年增率为 %，其中城镇居民用电增率 达到 %，农村为 %，这表明城镇化水平的提高，城镇居民的 用电量在大幅度提高；全年用电量由 8727 万千瓦时增加到 11950 万 瓦时，年增率为 %。1999 年和 2003 年城步县典型日负荷曲线见 表 -4 和表 -5。 ˊ负荷预测 根据城步县近几年的年报资料和《城步苗族自治县（1994～2010 年）国民经济和社会发展中长期规划》，城步县国民生产总值发展指 标见表 -11。 根据年报资料可知：1999 年的国内生产总值为 万亿元，2003 年为 亿元，年均增长率为 %，同期的总供电量由 8727 万千 ６５ 瓦时增加到 11950 万千瓦时，年均增长率为 %，电力弹性系数 （电力平均增长率与国民经济平均增长率之比值）为 。 根据前述的《规划》可知：2010 年城步县国内生产总值要达到 17 亿元，从 2003 年至 2010 年的年均增长率要达到 %，其中 2003 年至 2005 年要达到 %，2005 年至 2010 年要达到 %。取电力 弹性系数为 。则 2005 年的总供电量要达到 15340 万千瓦时，2010 年达到 27520 万千瓦时。根据《规划》2003 年至 2010 年新增负荷装 机容量和用电量见表 -6 和表 -7。 2005 年和 2010 年城步县典型日负荷曲线见表 -8 和表 -9。 2005 年和 2010 年分月负荷预测见表 -10。 根据城步县国民生产总值目前至 2010 年的增长情况以及用电情 况，本可研报告采用度电产值法、人均用电法、电力弹性系数法、预 测法等四种方法，对城步县的需求电量进行了预测，预测成果见表 -12。 表 -12 需电量预测结果表 方 法 1999 年 2003 年 2005 年 2010 年 度电产值法 8727 11950 14850 25760 人均用电法 8727 11950 13980 20540 电力弹性系数法 8727 11950 15340 27520 预测法 8727 11950 15400 27760 推荐值 8727 11950 15400 27760 根据需电量预测结果可知：2005 年总需求电量为 15400 万千瓦 时，2010 年总需求电量为 27760 万千瓦时。 从城步县发展规划来看，县小电网急需增加新的有调峰调枯功能 的电源点以改变目前电网内供电的紧张局面，因此，目前开发长滩溪 水力资源修建某电站是切实可行的，有必要的。 ６６ 城步县 1999 和 2003 年负荷用电构成 表 -1 1999 年 2003 年序 号 用电项目 用电设 备容量 （kw） 年用 电量 （万kwh） 占用电 比 例 （%） 用电设 备容量 （kw） 年用 电量 （万kwh） 占用电 比 例 （%） 一 工业用电 22680 6290 32900 8470 1 高耗能工业 14000 4069 18000 5460 2 规模工业 5130 1407 6270 1920 3 小工业 3550 814 8630 1090 二 农 业 1130 4 1300 10 三 居民生活生电 18440 1340 25200 1890 1 城镇居民 7140 663 10300 1049 2 农村居民 11300 677 13900 841 四 其他用电 4130 1093 6400 1580 合 计 46380 8727 100 65800 11950 100 ６７ 城步县已建及拟建电站特性表 表 -2 序 号 电站名称 集雨 面积 （km2） 设计 水头 （m） 设计 流量 （m3/s） 装机 容量 （kw） 多年平 均发电量 （万） 库容 （万m3） 投产时间 1 沉江渡 884 3×3200 5000 636 1973 年 2 太阳升 180 83 4×1250 2000 1989 年 3 大 桥 240 45 11 2×2000 1800 100 2003 年 4 沉电 4#机 884 28 23 1×5000 1000 636 2006 年 5 苏家湾 16 530 2×1600 1000 180 2006 年 6 窝 洞 180 33 10 2×1250 1000 2006 年 7 候家寨 58 162 2×2000 1300 2006 年 8 新寨湾 27 380 2×2000 1400 2007 年 9 唐 园 125 45 2×2000 1200 1000 2007 年 10 渔渡江 588 50 2×2000 1600 36000 2008 年 11 六 甲 122 135 6 3×2000 2100 2008 年 12 昌 塘 1160 7 68 2×1600 1000 2009 年 13 上 水 230 43 2×1600 1400 780 2009 年 14 老 寨 130 210 8 2×6300 5000 880 2010 年 15 大 洲 1008 27 72 3×5000 5000 1510 2010 年 16 瑶人坪 33 480 2×4000 3300 400 2010 年 合 计 93300 ６８ 城步县 2010 年新增电源情况表 表 -3 可发电力（kw） 各时间段新建电源点 装机容量 （kw） 年发电量 （万 ） 夏季 冬季 年末装 机容量 （kw） 2003 年现有 36395 13000 27200 11200 36395 2005 年前新增小电站 22605 6600 17000 5600 59000 2006～2010 年新增 沉江渡 4#机 5000 1000 苏家湾电站 3200 1000 昌塘电站 3200 1000 候家寨 4000 1300 新寨湾电站 4000 1400 唐园电站 4000 1200 渔渡江电站 4000 1600 六甲电站 6000 2100 某电站 12600 5000 大洲电站 15000 5000 瑶人坪电站 8000 3300 小水电站群 30200 9600 小 计 99200 33500 74400 27800 2010 年末合计 158200 53100 118600 44600 158200 ６９ 1999 年城步县典型日负荷曲线 表 -4 时 间 夏 季 冬 季 时 间 夏 季 冬 季 1:00 14700 4400 15:00 17600 5700 2:00 13900 4300 16:00 17400 5600 3:00 13200 4200 17:00 17100 5900 4:00 12800 4100 18:00 16700 9900 5:00 13000 4200 19:00 18200 8600 6:00 14400 4300 20:00 21600 7800 7:00 15800 4700 21:00 21200 6100 8:00 17700 5100 22:00 19100 5600 9:00 18500 5600 23:00 18100 4900 10:00 18700 5900 0:00 16200 4500 11:00 18100 5400 最大负荷（kw） 21600 9900 12:00 15900 4900 日平均负荷（kw） 16800 5600 13:00 17200 5600 平均负荷率 14:00 16100 4700 最小负荷率 ７０ 2003 年城步县典型日负荷曲线 表 -5 时 间 夏 季 冬 季 时 间 夏 季 冬 季 1:00 16600 6400 15:00 20800 9100 2:00 15900 5800 16:00 20400 9300 3:00 15500 5600 17:00 20200 9100 4:00 15400 5500 18:00 23100 12500 5:00 15700 5800 19:00 23700 11600 6:00 15100 6300 20:00 25200 11000 7:00 17900 7100 21:00 24200 10100 8:00 20700 8900 22:00 22600 9400 9:00 21300 9400 23:00 19500 7800 10:00 21500 9300 0:00 17700 6900 11:00 20900 9000 最大负荷（kw） 25200 12500 12:00 18500 8800 日平均负荷（kw） 19700 8500 13:00 20100 9400 平均负荷率 14:00 19600 8800 最小负荷率 ７１ 城步县 2010 年前新增负荷预测表 表 -6 2004～2005 年 2006～2010 年 负荷名称 年产量 （T） 负荷装机 （kw） 年用电量 （万 ） 负荷装机 （kw） 年用电量 （万 ） 炎麟冶炼 1000 4000 1000 东煌冶炼 1000 4000 1000 铁合金 6000 16000 6000 造纸厂 10000 3800 1200 水泥厂 70000 1800 560 南山牧场 5000 1600 200 自来水厂 400 100 城北开发区 1000 100 1500 300 小工业 1400 130 4000 500 农 业 200 10 900 10 城镇居民生活 3700 360 16700 1390 农村居民生活 3800 150 10800 500 其 他 1630 400 6070 1500 合 计 21730 3450 61570 11960 ７２ 2005 年～2010 年城步县负荷预测表 表 -7 2005 年 2010 年序 号 用电项目 用电设 备容量 （kw） 年用 电量 （万kwh） 占用电 比 例 （%） 用电设 备容量 （kw） 年用 电量 （万kwh） 占用电 比 例 （%） 一 工业用电 45900 11000 72500 19960 1 高耗能工业 26000 7460 42000 13760 2 规模工业 8270 2220 15470 3980 3 小工业 11030 1320 15030 2220 二 农 业 1500 20 2400 30 三 居民生活生电 31700 2400 59200 4290 1 城镇居民 14000 1410 30700 2800 2 农村居民 17700 990 28500 1490 四 其他用电 8030 1980 14100 3480 合 计 86530 15400 100 148100 27760 100 ７３ 2005 年城步县典型日负荷曲线 表 -8 时 间 夏 季 冬 季 时 间 夏 季 冬 季 1:00 23000 9400 15:00 31700 13400 2:00 22600 8500 16:00 31000 13800 3:00 22200 8300 17:00 28200 13000 4:00 22000 8000 18:00 32500 18500 5:00 22300 8400 19:00 35800 16900 6:00 23000 9000 20:00 37000 15700 7:00 25000 10000 21:00 35000 12900 8:00 28000 12600 22:00 32000 11800 9:00 31200 13400 23:00 26600 11100 10:00 31500 13500 0:00 24000 10100 11:00 31200 12900 最大负荷（kw） 37000 18500 12:00 29000 11600 日平均负荷（kw） 28500 11900 13:00 30500 12400 平均负荷率 14:00 28700 12200 最小负荷率 ７４ 2010 年城步县典型日负荷曲线 表 -9 时 间 夏 季 冬 季 时 间 夏 季 冬 季 1:00 40600 16000 15:00 56200 24600 2:00 39200 15600 16:00 54000 26100 3:00 37700 15500 17:00 50100 26200 4:00 37600 15200 18:00 54600 33000 5:00 37800 15400 19:00 58200 28500 6:00 38500 15800 20:00 67000 25600 7:00 43700 18000 21:00 61500 24000 8:00 49600 23400 22:00 56000 21200 9:00 55500 26600 23:00 47500 19300 10:00 56800 26900 0:00 43000 16700 11:00 56300 26100 最大负荷（kw） 67000 33000 12:00 50000 21300 日平均负荷（kw） 49800 21400 13:00 54000 23500 平均负荷率 14:00 50400 20900 最小负荷率 ７５ 设计水平年分月负荷预测表 -10 最大负荷（kw） 平均负荷（kw） 月 份 2005 年 2010 年 2005 年 2010 年 一月 18700 32800 11200 19200 二月 19400 36700 13400 24100 三月 24600 51200 17600 37800 四月 32200 61500 23300 46000 五月 36600 64200 27800 48800 六月 37000 67000 28500 49500 七月 33500 59200 23200 44300 八月 26700 45300 19100 33300 九月 20400 39600 15000 27000 十月 19800 29900 11200 19500 十一月 18900 33400 12500 19700 十二月 18500 33000 10900 18800 全 年 37000 67000 17800 32000 ７６ 城步县国民生产总值发展指标及进度表 表 -11 1999 年 2003 年 2005 年 2010 年 99～03 年 03～05 年 05～10 年 项目名称 单 位 实际 实际 规划 规划 年均递增% 年均递增% 年均递增% 国内生产总值 亿元 工农业总产值 亿元 工业总产值 亿元 人 口 万人 总供电量 万千瓦时 8727 11950 15340 27250 最大电力负荷需求 千瓦 21600 25200 32350 58040 电力弹性系数 ７５ ７６ 水库水位选择 正常蓄水位选择 （1）方案拟定 根据《长滩溪流域水电开发规划》推荐的梯级开发方案，上游在 建东岭电站尾水高程为 625m，某电站正常蓄水位为 620m，考虑上下 游梯级衔接，本阶段共拟定四个方案，即 605m、610m、615m、620m 进行比较。 （2）方案选择 （A）各方案技术经济指标 根据不同正常蓄水位方案回水成果，进行水库淹没调查，提出各 方案淹没实物指标，考虑县电力发展规划的要求，按各方案装机容量 皆为 ，经进行枢纽布置，并提出各方案的工程投资。 各方案技术经济指标见表 -1。 （B）经济比较及结论 从能量指标上看：随着水位的抬高，电量增加。610m 比 605m 方案增加电量 90 万 ，615m 比 610m 方案增加电量 100 万 ， 620m 比 615m 方案增加电量 170 万 。 从淹没指标看：610m 比 605m 淹没土地多 20 亩，山林多 25 亩， 迁移人口未增加；615m 比 610m 淹没土地多 55 亩，山林多 25 亩， 迁移人口多 12 人；620m 比 615m 淹没土地多 35 亩，山林多 40 亩， 迁移人口多 40 人。从淹没补偿投资看：610m 比 605m 多 万元， 615m 比 610m 多 万元，620m 比 615m 多 万元。 从投资指标上看：610m 比 605m 方案投资增加 万元，差 额度电投资为 元，差额投资内部收益率为 %；615m 比 610m 方案投资增加 万元，差额度电投资为 元，差额投资内部 收益率为 %,620m 比 615m 方案投资增加 万元，差额度投 资为 元，差额投资内部收益率为 %，可见正常蓄水位 620m 方案指标较优。 综上所述，本阶段推荐某电站正常蓄水位 620m 方案。 ７７ 表 -1 正常蓄水位方案技术经济指标比较表 方案 指标 单位 方案一 方案二 方案三 方案四 正常蓄水位 M 605 610 615 620 装机容量 Mw 设计蓄水位库容 万 m3 库容系数 多年平均年发电量 万 5130 5220 5320 5490 保证出力（P=90%） Kw 2110 2250 2500 2750 年利用小时数 H 4071 4142 4238 4357 水量利用系数 % 88% 88% 88% 90% 最大水头 M 最小水头 M 加权平均水头 M 设计水头 M 178 180 185 192 迁移人口 人 22/5 22/5 34/8 74/18 淹没土地 亩 94 114 169 204 淹没电站 Kw/处 320/1 425/2 765/3 765/3 淹没山林 亩 25 50 75 115 淹没补偿投资 万元 282 土建投资 万元 投资小计 万元 电量差值 万 90 100 170 投资差值 万元 差额度电投资 元/ 差额投资内部收益率 % 注：（1）投资只计可比部分；（2）上网电价按 元/ 计； （3）运行费考虑效益差值的 5%；（4）经济计算期 30 年。 ７８ 调节库容及死水位选择 某水电站是一处高水头电站，为取得电站的最大发电效益，某水 电站应尽量在高水位运行，同时考虑今后主要以调峰、调枯运行，水 库应加大调蓄库容，充分利用水能资源，并发挥梯级水库的补偿效益。 由于某水电站属混合式开发，水库大坝集中的水头占总水头的比 重较小，据此水库的死水位选择主要考虑满足泥沙淤积的要求，同时 考虑压力隧洞进水口布置条件，故推荐水库死水位为 581m，相应死 库容 万 m3。 装机规模及装机程序 装机规模在正常蓄水位 620m，死水位 581m 的基础上进行比选 确定。 装机方案拟定 某水库具有年调节性能，从《湖南省城步县“十五”水电农村电气 化规划报告》中可知，城步县电力电量缺口大，但近期该县水电开发 的规模大，拟建的较大的电站有 12 处，装机容量达 71500kw，到 2010 年如果规划建设的 12 处较大电站全部建成后，县电网的电量、电力 都有盈余，三个代表年的电力电量平衡成果见表 -1、-2、-3， 由该成果表得出三个代表年的盈余电量在 15340～27640 万 之 间，此部分盈余电量需送往大电网，但大电网能否接纳，这是值得考 虑的。据此，某电站的装机规模受系统的限制，本次装机容量方案的 拟定，主要本着在经济合理、充分利用水力资源的原则上来确定。 根据电站保证出力、径流及电站装机利用小时数，初拟 10MW、 、16MW 三个方案进行分析比较。 ７９ 表 -1 城步县电网平水年（50%）电力电量平衡表 2005 年 2010 年 项 目 装机 （kw） 电量 （万） 夏季 （kw） 冬季 （kw） 装机 （kw） 电量 （万） 夏季 （kw） 冬季 （kw） 需要电量电力 15400 37000 18500 27760 67000 33500 需要装机容量 46250 83750 预计装机容量 59000 158200 可发电量电力 19600 44200 16800 53100 118600 44600 电量电力盈亏 12750 4200 7200 -1700 74450 25340 51600 11100 表 -2 城步县电网丰水年（10%）电力电量平衡表 2005 年 2010 年 项 目 装机 （kw） 电量 （万） 夏季 （kw） 冬季 （kw） 装机 （kw） 电量 （万） 夏季 （kw） 冬季 （kw） 需要电量电力 15400 37000 18500 27760 67000 33500 需要装机容量 46250 83750 预计装机容量 59000 158200 可发电量电力 22100 47200 18900 55400 126000 47500 电量电力盈亏 12750 6700 10200 400 74450 27640 59000 14000 表 -1 城步县电网枯水年（90%）电力电量平衡表 2005 年 2010 年 项 目 装机 （kw） 电量 （万） 夏季 （kw） 冬季 （kw） 装机 （kw） 电量 （万） 夏季 （kw） 冬季 （kw） 需要电量电力 15400 37000 18500 27760 67000 33500 需要装机容量 46250 83750 预计装机容量 59000 158200 可发电量电力 16200 41300 14700 44000 111000 39500 电量电力盈亏 12750 800 4300 -3800 74450 16240 44000 6000 装机容量选择 某电站三个装机规模的水能指标、土建、机电差额投资等技术经 ８０ 济指标见表 -4,现比较如下： 表 -4 装机容量比较表 方案 指标 单位 方案一 方案二 方案三 正常蓄水位 m 620 620 620 装机容量 MW 10 16 保证出力（P=90%） MW 2750 2750 2750 多年平均发电量 万 5240 5490 5714 年利用小时数 h 5240 4357 3571 水量利用系数 % 84% 88% % 土建投资 万元 722 865 1020 机电投资 万元 1156 1567 1901 投资小计 万元 1878 2432 2921 投资差值 万元 554 489 电量差值 万 250 224 差额度电投资 元/ 差额千瓦投资 元/kw 2130 1438 差额内部收益率 % 注：（1）投资只计可比部分；（2）上网电价按 元/ 计； （3）运行费考虑效益差值的 5%；（4）经济计算期 30 年。 从装机容量技术经济比较指标中看出：装机容量从 10MW 至 16MW，土建、机电投资从 1878 万元增至 2921 万元，年电能从 5240 万 增至 5714 万 ，电站装机利用小时数从 5240 降至 3571h。 装机方案从 10MW 增至 ，电量增加 250 万 ，土建、 机电投资增加 554 万元，差额度电投资 元/，差额千瓦投资 2130 元/kw，差额投资内部收益率为 %，从以上指标可以看出， 差额投资内部收益率已高于社会折现率，可见装机从 10MW 增至 ８１ 在经济上是合理可行的。 装机方案从 增至 16MW，电量增加 224 万 ，土建、 机电投资增加 489 万元，单位补充度电投资仅 元/，差额投 资内部收益率为 %，从以上指标看，差额投资内部收益率高于 社会折现率，差额千瓦投资仅 1438 元，明显表示出增加装机的成本 低，可见装机从 增至 16MW 在经济上也是合理可行的。但 考虑该电站今后主要以调峰、调枯方式运行，装机适当大一点较好。 综上所述，某电站装机 16MW，装机利用小时数达 3571h，水量 利用率达 %，水量利用已比较充分，考虑电站电量效益，土建投 资、机组造价等诸多因素，确定某水电站装机容量为 16MW。 装机程序 某水电工程装机程序，根据电网发展规划和施工计划安排，第一 台机组在开工后的第 34 个月发电，电站全部建成历时叁年。 机组机型和台数 （A）机组机型：该电站最大（净）水头 ，机组运行最 小（净）水头 183m，加权平均水头 211m，额定水头 192m，据此水 头范围及河流径流特性，本电站机型选用混流式机组。 （B）额定水头：额定水头本阶段取 192m，为加权平均水头的 91%。 （C）机组台数：本阶段进行了 2 台和 3 台机的比较，经综合比 较，选择 2 台机的方案。 机型及台数比较详见机电的有关章节。 综上所述，本阶段推荐 2 台机方案，单机容量 8MW，额定水头 192m，额定流量 。 能量指标计算 基本资料 （1）库容曲线 水库库容曲线系根据实测 1/2000 地形图量算求得，成果见表 -1。 ８２ 某电站古树塘水库面积、库容曲线计算表 表 -1 水位（m） 面积（km2） 高差（m） ˊV （万 m3） 库容 V （万 m3） 560 0 562 564 566 568 570 572 574 576 578 580 582 584 586 588 590 592 594 596 598 600 602 604 606 608 610 612 614 616 618 620 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ８３ （2）径流：以威溪水文站实测 1959～1990 年共 32 年日平均流 量和月平均流量系列资料，按面积比拟法求出本工程坝址径流。 （3）水位——流量关系曲线 本电站属引水式，厂房位于坝址下游 处，厂房处天然水 位——流量关系成果见表 -2。 表 -2 厂房下游水位流量关系（天然状况） 水位（m） 392 393 394 395 396 397 流量（m3/s） 0 由于厂房下游 100m 为下一梯级窝洞电站的引水隧洞进口，为保 证引水流量需建低引水坝，引水水位为 ，采用水力自控翻板 闸门控制水位和泄洪。经计算设计洪水流量 Q2%=998m3/s，相应水位 ，校核洪水流量 Q1%=1067m3/s，相应水位 。 （4）出力限制线：由水机专业提供的机组予想出力限制线。 （5）据本阶段水机专业提供的机组特性资料，在方案比较阶段， 出力系数 A= 计算原则与方法 （1）水库调节性能：某电站古树塘水库正常蓄水位 620m，相应 库容 万 m3，死水位 581m，相应库容 万 m3，调节库容 万 m3，多年平均入库流量 m3/s，为不完全年调节电站。 （2）计算方法 本次径流调节计算根据规范，采用选择丰、平、枯三个代表年的 月平均量作等流量调节计算。 根据规范和县电气化规划，某电站设计历时保证率取 90%，经计 算得出保证出力为 ，坝址多年平均流量 m3/s，最大净水 头 221m，最小净水头 183m，设计水头 192m。 能量指标计算成果 能量指标计算成果见表 -3。 ８４ 表 -3 能量指标计算成果表 正常蓄水位（m） 620 装机容量（MW） 16 机组台数（台） 2 保证出力（MW） 多年平均发电量（万 ） 5714 年利用小时（h） 3571 水量利用系数（%） % 加权平均水头（m） 211 最大水头（m） 221 最小水头（m） 183 额定水头（m） 192 洪水调节及特征水位的确定 洪水标准 某电站的工程等级按《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》 （SL252-2000）的原则，本工程按库容定为四等工程，主要建筑物大 坝及临库挡水建筑物和厂房均为 4 级建筑物，其他次要建筑物为 5 级。 大坝设计洪水标准按 50 年一遇洪水设计，200 年一遇洪水校核，厂 房设计洪水标准按 50 年一遇洪水设计，100 年一遇洪水校核。 设计及校核洪水组成 根据《长滩溪流域水电开发规划》，某电站上游在建的东岭电站 其水库库容仅 30 万立米，集雨面积为 53km2，该水库对洪水无调蓄 作用，故某电站设计及校核洪水的组成仍属天然状况。 调洪计算条件及基本资料 （1）水位——库容曲线：与径流调节计算所采用的资料相同， 见表 -1。 （2）水位——泄量曲线：采用水工专业本次提供的大坝泄流曲 线，经过方案比较，本阶段采用 3 孔 10×5m 闸门方案泄流曲线成果， 见下表 。 ８５ 表 某电站溢流坝泄流曲线（3 孔——10×5m 方案） 上游水位（m） 616 617 618 619 620 621 下泄流量（m3/s） 18 51 146 267 411 580 756 （3）入库洪水过程线：见第二章表 2-12 （4）调洪运行方式：闸门堰顶高程 615m，洪水调节按不控制泄 量的方式；从正常蓄水位 620m 起调，当入库流量大于闸门的泄洪能 力时，库水位上涨，水库滞洪；至入库洪水流量等于闸门的泄流能力 时，水库水位达到该次洪水的最高水位；随后，入库洪水流量小于闸 门的泄流能力，库水位下降。 调洪计算方法及结果 调洪计算采用水量平衡公式的 Q——M 曲线法进行。 计算公式为：I1+I2-2Q1+M1=M2 2S M= +Q ˊT 根据以上基本资料及调洪方式，经计算得调洪成果见表 。 表 某电站古树塘水库调洪计算成果表 起调水位 （m） 频率 （%） 堰顶高程 （m） 洪峰流量 （m3/s） 最大泄量 （m3/s） 最高率水位 （m） 620 2 615 583 580 620 620 1 615 661 609 620 615 741 638 水库运行方式及特性 水库主要特征 某电站为单一发电工程,正常蓄水位 620m,相应库容 885 万 m3， 死水位 518m,死库容 36 .30 万 m3,调节库容 m3，总库容 905 m3， 具有不完全年调节性能。设计洪水位为 620m,相应泄量 580 m3/s，校 核洪水位 ，相应泄量 638m3/s。 ８６ 电站运行方式 （1）兴利运行方式：某电站为高水头电站，水库具有不完全年 调节能力，电站在电网内，枯水期或枯水日可位于腰峰荷位置，汛期 时电站视来水情况和电网的需要而定，可位于腰基荷位置运行。 （2）泄洪运行方式 当入库流量小于或等于发电引水流量 10 m3/s 时，库水位维持在 正常蓄水位 620m，闸门全关，入库流量全部通过水轮机下泄。 当入库流量大于发电引用流量 10 m3/s，水库仍维持正常蓄水位 620m 运行，大于水轮机引用流量部分的入库流量，通过开启闸门的 孔数和开度控制下泄。 （3）水库运行特性 根据上述水库调度原则，进行长系列逐月操作计算，求得水库多 年运行特征指标如下：坝址多年平均流量 ，最小水头 184m，加权平均水头 ，设计水头 192m； 装机容量 16MW，保证出力（P=90%），多年平均发电量 5714 万 ，装机利用小时 3571h，水量利用系数 91%。 泥沙及回水计算 水库泥沙淤积计算 根据本次水文所提资料，古树塘坝址多年平均悬移值输沙率 万 t，考虑上游梯级东岭水库 的拦沙作用，悬移质干容重取 50 年淤积量为 ； 估算区间推移质年输沙量为 万 t，以推移质干容重 计算， 50 年推移质淤积量为 万 m3。可得 50 年总的泥沙淤积量为 万 m3，淤沙高程约为 。 因库区流域植被覆盖较好，河流含沙量较少，并考虑上游库区的拦蓄 ８７ 作用，泥沙淤积对回水影响很小，故此次回水计算不考虑泥沙淤积的影响。 水库回水计算 1）设计依据 本次回水计算的纵横断面资料采用忠协水电开发有限公司 2005 年元月对该河段的实测断面成果。坝址水位～流量关系曲线、库区洪 调资料及坝址天然设计洪水过程线为水文专业本次所提成果。 糙率试算与回水计算均采用水利部推荐使用的 PC—1500 水利 程序集中 D—14、D—15 程序进行。 2）糙率试算 糙率试算系根据水文所提供水位～流量关系和洪调成果计算。糙 率试算结果见表 —1。 表 —1 糙率试算成果表 洪水频率 5% 10% 50% 糙 率 3）回水计算 本次回水计算，考虑天然情况及正常蓄水位 620m 两种情况，计 算成果见表 —2。由于二年一遇和二十年一遇洪峰流量均小于泄 洪闸最大泄量，故坝前水位均维持 620m 不壅高，回水坝址起始水位 采用 620m，计算采用流量分段和糙率沿程变化。 表 —2 古树塘水库干流回水成果表 天 然 620m 断 面 编 号 断面 名称 间距 (km) 等距 （km） 河底高程 （m） 5% 50% 5% 50% 1 坝址 0 0 620 620 2 围龙桥 620 620 3 叉河口 620 620 4 大水卜村 620 620 5 大水卜电站引水坝 620 620 6 库尾 ８８ ８９ ９０ ９１ ９２ 5. 枢纽布置及建筑物 设计依据 工程等别和建筑物级别 某水电站位于湖南省邵阳市城步县苗族自治县汀坪乡高桥村， 距县城 58km，为珠江流域，四级支流长滩溪上的第二个梯级。该工 程是由大坝、输水压力隧洞、压力管道、厂房所组成的引水发电工程。 某电站坝址以上控制流域面积 102km2，总库容 905 万 m3，电 站装机容量 16kw，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》 SL252-2000 规定，工程规模为小（一）型，工程等级为ˊ等。永久性 建筑物：大坝、发电厂、引水隧洞属 4 级建筑物，临时建筑物属 5 级。 根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000 规定， 大坝防洪标准为 50 年一遇洪水设计，200 年一遇洪水校核，发电厂 房为引水式，其防洪标准为 50 年一遇洪水设计，100 年一遇洪水校 核；消能防冲按 30 年一遇洪水设计。 设计基本资料 1）设计中主要技术规范及参考资料 (1)长滩溪流域水电规划方案报告书》及县水利局批复 (2)《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》SL252-2000 (3)《混凝土重力坝设计规范》DL5108-1999 (4)《水力发电厂房设计规范》SD335-89 (5)《水电站进水口设计规范》SD303-88 (6)《水利水电工程可行性研究报告编制规程》DL520-93 (7)《水库工程管理设计规范》SL106-96 2）设计基本数据 (1)坝址特征水位及特征频率洪水流量 正常水位： ９３ 设计洪水位：，相应下游水位 校核洪水位：，相应下游水位 死水位：581m 各频率相应洪峰流量与调洪的最大泄量及相应的上下游水位见 表 -1。 表 -1 频 率 % 1% 2% 5% 10% 20% 洪峰流量（m3/s） 741 661 583 388 307 最大泄量（m3/s） 638 609 580 388 307 上游水位（m） 620 620 620 620 下游水位（m） (2)泥沙资料 多年平均悬移质年输砂量 万 t。 (3)气象资料 ˊ气温 年平均气温：ˊ 极端最高气温：ˊ 极端最低气温：ˊ ˊ风速、吹程 多年平均风速 历年最大风速 19m/s 水库吹程 (4) 岩 石 物 理 力 学 指 标 见 表 -2 ９４ 坝址岩石物理力学指标推荐值表 表 -2 抗剪断强度（饱和） 抗剪强度（饱和）岩石 名称 风 化 状 态 岩层 代号 比重 (g/cm3) 弹性 模量 （Gpa） 变形 模量 （Gpa） 泊桑比 （μ） 饱和抗 压强度 （MPa） 坚固 系数 fo 单位弹性 抗力系数 Ko(N/cm3) fˊ 岩 Cˊ （MPa） fˊ 砼/岩 Cˊ （MPa） f C 允许承 载力 R (MPa) 备注 弱 4-6 4000 砂岩 新 鲜 ε2 6-7 6000 ９５ (5)坝体抗滑安全系数 基本组合 Kc≥ 特殊组合 Kc≥ (6)地震裂度 坝区地震基本裂度为ˊ度，根据工程等级不考虑地震设防。 工程选址 坝址比选 本工程是以发电为主要效益的水电枢纽工程，其主要建筑物有大 坝、发电厂房、开关站、引水隧洞等。工程建筑物多，影响的因素也 很多，在坝址方案比较时，根据该梯级所处河段的地形、地质条件、 施工条件、工程投资、电量指标等对枢纽总布置方案进行综合技术经 济比较，以选择较优的坝址和总布置方案。 坝址拟定 根据《长潍溪流域水电开发规划报告》及县水利局审查意见和电 站开发目标，结合地形、地质条件等因素，在汀坪乡安乐村古树塘峡 谷河段选定了坝址，在 100m 范围内选择了两条坝线进行技术经济比 较，坝址距汀坪乡所在地 12km。 坝址区工程地质条件 坝址河流走向由东南往北西，河床海拔高程 559～562m，河床平 均坡降约 4%，枯水期（水位 562m）河面宽约 12m，水深一般 ～ ，局部深槽可达 3～4m。地形较开阔平坦。 坝址区出露地层主要为：寒武系中统（ˊ2）灰黑色质粉砂岩，分 布整个工程区；第四系残坡积堆积（Q4edl）黄褐色含砾粉质粘土，主 要分布于坝址上游左岸山坡地段；第四系全新统冲积堆积物（Q4al） 为砂砾卵石，主要分布在河床。 地质构造：未见有断层构造通过坝址区，为单斜构造岩层，岩层 产状：倾向 290°～295°间，倾角 65°～66°间，倾向下游偏左岸。节理 ９６ 裂隙较为发育，多属闭合剪节理，比较明显的有一组走向 110°～125° 间，倾 SW，倾角 70°～80°。 坝址区水文地质条件较简单，地下水类型为第四系孔隙水和基岩 裂隙水。第四系孔隙水赋存于松散土层的孔隙中，接受大气降水赋存 于基岩构造裂隙和风化裂隙中，沿裂隙运移，水量贫乏，一般在坡麓 地带呈下降泉形式出露地表。 （1）上坝线水文工程地质条件特征 两岸：地形为中低山斜坡，山体较完整厚实，山坡陡峻，坡角 在 50～55°间，自然边坡稳定。基岩为寒武系中统（ˊ2）灰黑色钙质 粉砂岩，上部岩石风化强烈，呈灰黄色，表层节理裂隙发育，裂面可 见褐色锈斑及水蚀现象，强风化下限深度 3～5 米，弱风化下限深度 ～ 米，岩石坚硬完整，裂隙稍发育，下部微风化～新鲜岩石坚 硬致密、完整。钻孔压水试验，深度 ～ 米范围内为中等透水 带，透水率为 ～，以下至 55 米深度为弱透水带，透水率 为 ～，其下为微透水。 河床：地形为“V”型狭谷。河床狭窄，上部河床第四系冲积层主 要为漂石、滚石、砾石、混夹中粗砂，大小悬殊，分选性极差，厚 度 ～2m。基岩为寒武系中统（ˊ2）灰黑色钙质粉砂岩，强风化层 被河床流水冲刷剥蚀。弱风化带下限深度约 4m，其下为微风化～新 鲜岩石，岩石坚硬致密，裂隙不甚发育。钻孔压水试验，深度 15m 范围内为中等透水带，透水率为 ～ 间，其下为微透水带。 (2)下坝线水文工程地质条件特征 两岸：地形为中低山斜坡，山体较完整厚实，山坡陡峻，坡角 在 42～50°间，自然边坡稳定。基岩为寒武系中统（ˊ2）灰黑色钙质 粉砂岩，上部岩石风化强烈，呈灰黄色，表层节理裂隙发育，裂面可 见褐色锈蚀斑及水蚀现象，强风化下限深度 3～5 米，弱风化下限深 ９７ 度 ～ 米，岩石坚硬完整，裂隙发育，下部微风化～新鲜岩石坚 硬致密、完整。钻孔压水试验，深度 ～ 米范围内为中等透水 带，透水率为 ～，以下至 55 米深度为弱透水带，55 米以下 为微透水。 河床：地形为“V”型狭谷。河床狭窄，上部河床第四系冲积层主 要为漂石、滚石、砾石、混夹中粗砂，大不悬殊，分选性极差，厚 度 ～2m。基岩为寒武系中统（ˊ2）灰黑色钙质粉砂岩，强风化层 被河床流水冲刷剥蚀。弱风化带下限深度约 4m，其下为微风化～新 鲜岩石，岩石坚硬致密，裂隙不甚发育。钻孔压水试验，深度 15m 范围内为中等透水带，透水率为 ～ 间，其下为微透水带。 (3)坝线工程地质条件对比结论 上、下坝线基岩性质及地质构造条件相同，都具备建坝条件。但 是下坝线地形对称，两岸山坡稍陡，河谷最窄，两岸山体雄厚稳定， 可适宜各种坝型。上坝线两岸山坡稍缓，河谷较宽，不适宜拱坝坝型， 推荐下坝线为开发坝线。 枢纽总体布置 枢纽总布置方案比较 根据选定的坝址，在进行枢纽总平面布置时，应满足枢纽泄洪要 求的前提下，力求平面布置紧凑，工程投资最少，施工及管理运行方 便。根据枢纽工程的开发目标，结合坝址地形、地质条件，河流特性， 因本工程泄洪流量大，坝址附近无垭口布置泄洪建筑物，只宜采用坝 身泄洪，故不能采用土石坝和面板堆石坝型，只宜选择浆砌石坝型。 本阶段枢纽布置在河床溢流的前提下选择两个方案进行分析比较：即 双曲拱坝方案与重力空腹坝进行比较，溢洪均采用坝身（河床）泄洪。 方案 1：双曲拱坝方案 本坝址在峡谷末端转弯段，下距拐弯点约 40m，右岸为凸岸。根 ９８ 据地形条件，将溢流段布置在坝中部靠右岸（河床中），冲砂导流孔 布置在左岸，根据泄流宽度及布置方向，布置时不须将右岸突出的山 咀截掉，使左岸上下游河段变得比较平顺，保证泄流顺畅。该方案溢 流坝泄流顺畅，冲砂导流孔开挖工程量少，且利于冲砂和施工临时导 流。在右岸有现成的通往城步县城的公路，交通便利，施工布置方便。 方案 2：空腹重力坝方案 将溢流坝布置在河床偏右岸的位置，该方案虽然溢流坝段的开挖 量没有增加，但是按溢流坝泄流宽度的需要，布置时须将右岸突出的 山咀截掉 30～40m 左右，开挖量增加较多，冲砂导流孔尾水渠增长， 开挖量增加，且不利于冲砂和施工导流。 从以上两个枢纽布置方案的比较，可以看出，方案 1 的布置充分 利用了地形等有利条件建拱坝，从而减少了坝体工程量，因而节省了 投资 万元。所以方案 1 明显优于方案 2。详见表 -1，故本 阶段设计推荐拱坝的枢纽布置方案。 重力坝与拱坝工程量比较表 表 -1 项目 部位 挖土方 （m3） 挖石方 （m3） 土石 回填 （m3） C20 砼 防渗 （m3） 钢筋网 （m2） C10 砼 垫层 （m3） 浆砌砼 块 （m3） C15 细 石砼砌 块石 （m3） 止水 铜片 （m） 伸缩缝 （m2） 帷幕 灌浆 （m） 钢筋 （kg） 投资 (万元) 拱坝 1685 6682 52045 188 1550 1215 5842 620m 重力 空腹坝 1620 1040 164009 枢纽总体布置 本工程推荐方案水库枢纽总平面布置，主要建筑物从左至右依次 是，左岸非溢流坝段，冲砂导流闸、溢流坝段。右岸非溢流坝段。引 水发电隧洞。 大坝为细石砼砌石双曲拱坝，坝长 ，坝顶高程 。 其中溢流坝长 33m，布置在主河床，设 3 孔闸门，每孔宽 10m，堰顶 高程 615m，每孔中墩厚 ，孔口选用 10×5m 的钢制弧形闸门挡水， ９９ 闸门操作，初选电动卷扬式启闭机。溢流坝采用挑流消能，两岸用非 溢流坝与山坡连接。冲砂涵闸为园拱直墙式，平时用于冲砂，施工时 做为临时导流洞用。 发电引水隧洞进口布置在大坝左岸侧，进口设塔式进水口，隧洞 长 5841m，压力钢管接隧洞出口，长 377m . 发电厂房布置在左岸下游 处引为水式厂房。采用从水库 引水发电，隧洞进水口底板高程 581m，洞径 3m，设计水头 192m， 单机容量 8MW，安装两台混流式水轮发电机组，主厂房平面尺寸 ×（长×宽），副厂房紧靠主厂房背后布置，平面尺寸为 ×（长×宽）。 开关站布置在左岸山坡上，平面尺寸 2 ×26=，地面高 程 。 主要建筑物 大坝 大坝承担挡水、泄洪两大重要作用，是本枢纽的主要建筑物， 按 4 级建筑物设计，其洪水标准按 50 年一遇洪水设计，200 年一遇 洪水校核，相应洪峰流量分别为 583m3/s 和 741m3/s。 本工程正常蓄水位 时，坝前水面宽度为 130m，回水至 大水卜，水库长约 ，水库基本局限于原河槽内。本工程为减 小移民拆迁，设计要求 50 年一遇洪水时，坝前库水位仍为正常蓄水 位，布置闸门泄洪，按库水位不超过正常蓄水位来设计泄洪建筑物的 泄洪能力，以确定泄洪建筑物和尺寸。 坝型选择 本工程洪水流量大，库容小，泄洪任务重，要求渲泄最大洪水 为 741m3/s（洪峰流量）。由于本坝址具备修拱坝和空腹重力坝的条件， 故做了两种坝型方案比较，推荐砌石双曲拱坝，既可降低造价，并尽 量利用当地块石。溢流坝段采用闸门控制溢流，坝面型式采用“WES” 曲线。 溢流坝孔口尺寸及堰顶高程的确定 本阶段设计，首先对坝址水位～流量关系曲线进行了认真的复核， １００ 结合地形地质条件、枢纽布置情况及水库淹没等因素，初步拟定堰顶 高程为 615m，分别对不同孔数及闸门尺寸（孔数×宽×高）进行计算， 拟定四组方案进行技术经济比较。 1）泄流能力计算 溢流坝堰型为开敞式曲线实用堰，按开敞式曲线实用堰公式进行 泄流计算，计算公式如下： Q=m×ε×σ×n×b×√2g× 其中： Q——泄流量（m3/s） m——流量系数 ε——侧收缩系数，计算时取 ～ σ——淹没系数 n——孔数 b——每个孔口净宽（m） Ho——计入行近流速的堰上水头（m） 据此对上述不同孔数和孔口尺寸四组方案进行泄流能力计算，计 算成果详见表 -1。 2）堰顶高程及孔口尺寸选择 根据本工程的要求，在 50 年一遇的情况下闸门全开时库水位不 能超过正常蓄水位 ，由于坝址处河床狭窄，在满足泄流要求 的情况下，溢流宽度尽可能窄些便于枢纽整体布置，另外结合本工程 的实际情况，闸孔大小尺寸选择应运行可靠、施工方便、经济合理。 根据以上要求对计算成果进行分析ˊˊ方案不满足 50 年一遇洪水的 泄洪要求，ˊ方案因溢流需要宽度大而增加开挖量及投资，因此从各 方面的条件综合分析认为，选用堰顶高程 ，闸门尺寸 10×5m （长×宽）共 3 孔闸门作为本设计阶段推荐方案。 消能设计 消能型式：由于本水库调蓄功能较好，泄洪单宽流量不大，下游 河床基岩抗冲能力较强，适应挑流条件，而挑流因落差较高挑距有 30 多米，不致影响坝体安全，因此采用挑流消能比较合适。 １０１ 溢流坝泄流计算成果表 表 -1 P=% Q=741m3/s P=2% Q=583m3/s方 案 堰顶 高程 （m） 闸门尺寸 （孔×B×H） （m×m） 上游水位 （m） 下游水位 （m） 水位差 (m) 上游水位 （m） 下游水位 （m） 水位差 (m) ˊ 615 2×10×5 ˊ 615 4×6×5 ˊ 615 3×10×5 ˊ 615 4×10×5 大坝结构设计 1）坝型方案比较 根据枢纽总体布置选定的坝轴线，考虑地质、地形、当地材料情 况及业主要求，拟选当地材料坝。基于以上考虑，我们拟定了二种坝 型：即砌石空腹重力坝，砌石双曲拱坝，进行比较。根据地形布置， 两种坝型分别进行了计算。两种坝型，按正常水位 确定大坝 断面。经计算砌石双曲拱坝比砌石空腹重力坝投资少 437 万元，且应 力比较少，拱的最大拉应力为 ，最大压应力 ，小于 拟定允许值；梁的最大拉应力为 ，最大压应力 ，亦 小于规定允许值。重力空腹坝虽有设计施工简单的优点，但投资大， 拱坝设计的难度较大，施工难度较大，但只要通过计算机计算，采用 一支过硬的施工队伍精心施工，都是可以克服的，它的投资省，适合 业主要求，因此推荐选用拱坝方案。 2）拱坝结构布置 拱坝由溢流坝和非溢流坝两部分组成。溢流坝布置在主河道靠右 侧，共 3 孔，每孔宽 10m，堰顶高程 ，为开敞式堰顶泄流， 中间每个闸墩厚度为 。溢流坝面采用 WES 曲线，底端设鼻状， 采用挑流消能。左岸非溢流坝设冲砂孔，采用圆拱直墙式，底板高 程 562m，孔宽 ，高 3m，施工期作导流用，运行期可作永久冲 砂孔。 溢流孔口采用钢制闸门，闸门尺寸为 10×5m，用双吊点卷扬式启 １０２ 闭机启闭，操作控制闸门。 溢流坝闸墩顶部的上游端设工作桥，桥面高程 ，工作桥 面宽度 ，溢流坝闸墩顶部的下游端设坝顶交通桥，桥面高程 ，桥面宽度 。 溢流坝左右两边分别以非溢流坝与两岸山坡相接。形成一个完整 挡水建筑物。左坝端设引水隧洞进水口，洞底高程 581m，塔式启闭 台，用工作桥与坝顶相连接，交通桥长 20m。拱坝采用双曲变园心、 等半径、定角式布置，经多方案布置及电脑程序计算，选用了安全、 经济的断面为本坝的基本尺寸，即坝顶高程 ，坝底高程 ，拱顶厚 T=，拱底厚 T=19m，最大拱中心角 °，最 小拱中心角 °，最大内半径 ，最小内半径 ，上 下游各层倒悬度均小于 1:，其拱坝工程特性见表 -2。 高程 （M） 断面厚度 （M） 拱圈平均半 径（M） 中心角 （度） 上游轴距 （M） 圆心距 010n（M） 平均弧长 （M） 备 注 94°4′6″ 0 0 左边中心角 91°47′18″ 右边中心角 85°15′8″ 见图 74°31′23″ 57°56′28″ 49°13′2″ 40°34′18″ 32°11′23″ 2）坝顶高程的确定 该坝为 4 级建筑物，洪水标准为 50 年一遇洪水设计，200 年一 遇洪水校核。 正常蓄水位（上游） 校核洪水位（上游） 坝顶高程根据《混凝土拱坝设计规范》SD145-85 确定：水库静 水位+ ˊh=h1%+ho+hc 式中： １０３ ˊh——坝顶至校核洪水位的高差（m） h1%——波浪高度（m） hc——波浪中心线至校核洪水位的高差（m） 波浪要素计算按公式计，历年最大风速 19m/s，吹程 。计 算成果见表 -2。 坝顶超高计算成果表 表 -2 库水位 （m） H1%(m) Ho(m) Hc(m) 计算坝顶高程 （m） 确定坝顶高程 （m） 620 3）砌石坝结构设计 本工程大坝布置量考虑运行中受力合理，除正面水压力外，还要 考虑边墩侧面水压力的作用。本工程的坝轴线，以坝顶外边线为准， 全长 。溢流坝堰顶高程为 ，溢流面采用 WES 曲线， 堰顶上游边用半径 6m 圆弧与上游垂直面相接。下游堰面曲线方程为： Y= 挑消能段用半径为 12m 反圆弧线，挑射角为 25°连接 2× 挑向下游水面。 溢流坝闸墩厚 ，闸墩上下游方向长 7m，顶高程 闸 墩上游侧设工作桥，桥宽 ，墩下游设坝顶交通桥，桥宽 4m，溢 流坝建基面高程 ～584m，建基面与距坝踵 4m 处设灌浆帷幕， 帷幕的下游侧 4m 处设排水，坝身设排水管，坝基打排水孔，坝基面 铺设排水沟（管）。 非溢流坝剖面为：坝顶高程 ，堰顶宽 4m，坝底最大宽 19m。 大坝坝体用 C15 细石砼砌块石，上游用 C20 砼作为防渗面板； 溢流面板的上游部分用 C20 砼。砼防渗面板厚为 左右，下游侧 悬面亦设 厚防渗面层。 4）拱坝各拱圈应力分析 １０４ ˊ计算工况及荷载组合 本工程坝区地震基本裂度ˊ度，不须进行地震设防，故按常规荷 载组合进行拱坝稳定应力计算。计算工况及荷载组合如下表 -4。 拱坝稳定应力计算工况及荷载组合 表 -4 荷 载荷载 组合 计算 工况 上游 水位 （m） 下游 水位 (m) 自重 水重 泥砂重 扬压力 水压力 泥砂压 浪压力 备 注 正常 蓄水 620 √ √ √ √ √ √ √基本 组合 设计 洪水 620 566．27 √ √ √ √ √ √ 特殊 组合 校核 洪水 √ √ √ √ √ √ ˊ计算方法 根据《砌石拱坝规范》进行拱坝应力计算，计算方法采用拱冠梁 法进行计算，采用《水利水电工程 PC-1500 程序集（88 版）》J-4“转 角平衡法”拱坝应力分析程序进行各个拱圈应力计算。 ˊ计算参数取值 水位：校核上游水位 ，相应下游水位 设计上游水位 ，相应下游水位 正常蓄水位 。 风浪：风速 19m/s 吹程 基岩物理力学指标： 弱风化砂岩[σ]=2～ 砌体线胀系数 a=8×10-6/Co 微风化板岩[σ]= 基岩弹性模量 Ef=5GPa 抗剪磨擦系数 f= 坝体材料容重：23KN/m3 闸墩材料容重：24 KN/m3 砌体弹模：Em= ˊ计算结果 见表 -5。 １０５ 拱坝应力计算成果表 表 -5 拱圈应力（MPa） 拱 冠 拱 端 拱冠梁应力 （MPa） 截 面 高 程 （m） 上游 下游 上游 下游 上游 下游 1 2 3 4 5 6 7 从计算成果可知，根据规范砌石拱坝（C10 细石混凝土砌块石） 容许压应力（～），拉应力（图中为“一”值）规范规定容许 拉应力在 ～ 内，上述数据均满足规范要求。 5）拱座稳定分析 本拱坝在布置上使拱弧内切线与基岩开挖等高线大于 30 度夹角， 保证了拱推力指向山体，左岸坝脚局部支承不够，设了推力墩采用 《水利水电工程 P-150 程序集（88 版）》J-5 拱坝坝肩沿拱座滑动稳定 计算程序进行计算。各层抗滑安全系数见表 -6。 表 -6 各拱圈层安全系数值成果表 层次 1 2 3 4 5 6 7 安全系数（K 值） 由表可知其K 值均在大于。故拱坝坝肩和局部设推力墩均是稳定的。 电站厂房 电站厂房防洪标准：电站为引水式，根据《水利水电工程等级划 分及洪水标准》SL252-2000 其防洪标准为，设计洪水按 50 年一遇， 校核洪水 100 年一遇。 电站厂房布置 电站厂房主要由主厂房、安装场、副厂房、开关站等部分组成， 厂房主要设计参数见表 -6。 １０６ 电站主要参数表 表 -6 序号 名 称 单 位 数 量 1 装机容量 MW 16 2 保证出力 MW 3 多年平均发电量 万 5714 4 年利用小时数 H 3571 5 水轮机台数 台 2 6 额定出力 MW 8 7 额定转速 R/min 750 8 最大水头 m 221 9 最小水头 m 183 10 额定水头 M 192 11 额定流量 M3/s 12 发电机台数 台 2 13 机组间距 M 14 水轮机安装高程 M 15 开关站面积（长×宽） m×m ×26 1）电站厂区总布置 主厂房布置在大坝下游 处河左岸，通过 压力隧洞， 377m 引水发电压力管道引水至厂房。 本电站引水式厂房，引水压力隧洞从古树塘水库坝址处引水，进 口为塔式进水口，设拦污栅、检修门、工作门及其启闭台。 （1）拦污栅：布置在进口前面的胸墙上，孔口尺寸 ×（宽 ×高），利用进水口检修闸门的 2×160KN 移动式启闭机在静水条件下 启吊检修。 （2）进口闸门及其启闭设备 进水口设有事故闸门和检修闸门，事故闸门主要是用在当机组或 引水隧洞发生事故时，进行紧急关闭，以防事故扩大，闸门为潜孔滚 １０７ 轮式，孔口尺寸为 4×3m（宽×高），设计水头 39m，动水关闭，静水 开启，采用一台 2×800KN 固定式快速门启闭启吊。闸门平时悬吊于 门楣上方 1m 处。 主厂房进口压力管道设蝶阀控制，出口尾水口设置尾水检修闸门， 孔口尺寸为 ×(宽×高)设计水头 静水启闭，采用一台 2× 80KN 移动式启闭机启闭，闸门门页平时锁定存放于门槽顶部。 （3）主厂房：主厂房长 （含安装场 ），宽 ， 主机室内安装 2 台 8MW 混流式水轮发电机组，机组间距 8m，主机 室与安装场之间设伸缩缝。主机室按高程分成尾水管层、水轮机层、 发电机层等 3 层。水轮机安装高程 ，转轮直径 ，进口 压力管道管径为 ，进口至出口总长度为 ，进口底板高程 为 ，出口流道底板高程 ，建基面高程为 。 主厂房净跨 ，设置一台起重为 50/10t 型电动双梁桥式吊车 轨顶高程 。 （4）尾水渠 尾水渠：从尾水管出口高程 起以 1:3 的反坡开挖至与下 游开然河道相接，用 C15 砼护底，厚度为 。仅因下游引水坝正 常蓄水为 ，故不设尾水边墙。 （5）副厂房布置在主厂房的上游侧，长 ，宽 ，共三 层，底层高程 ，布置母线、电缆等，第二层高程为 ， 主要布置中控室，高压开关室和机旁屏等，第三层为 高层， 主要布置继电保护、通信等设施。 厂房稳定分析 本电站厂房为引水式，岸边厂房为一般建筑物基面式，只计算厂 房的抗滑稳定和基底应力计算。 １０８ （1）主要荷载 a、厂房结构自重 b、永久机电设备 c、上下游检修门以内水道水重 d、上下游水压力 e、风压力 （2）计算方法及成果 计算方法采用《水电站厂房设计规范》SD335-89 中公式： ˊ抗滑稳定计算公式 K=f∑W/∑P 式中： K——抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数 ∑W——机组段的全部荷载 ∑P——作用于机组段的全部荷载对滑动面的切向分力值。 抗滑及基底应力计算成果如下表： 稳定及应力计算成果表 计算情况 正常运行 设计洪水位 校核洪水位 一台机检修 K（抗滑） 325 228 218 315应力 （Kpa） σ1（上游） σ2（下游） 284 216 204 304 经计算，各种工况下厂房抗滑稳定及基底应力均满足规范要求。 引水隧洞 引水隧洞平面布置 根据电站采用的开发方式，结合地形、地质条件、电站引水隧洞 布置选取直线布置（方案 1）与转弯布置（方案 2）二种方案。 直线隧洞方案（方案 1），洞线长 5677m，隧洞进口位于左岸梯 １０９ 田处，大坝建成蓄水后启闭台距离岸边公路有 120m，交通桥工程量 大。转弯隧洞方案（方案 2），洞线长 5841m，隧洞进口位于大坝左 岸，距离坝顶 19m，由于洞身进口 150m 处最小覆盖层厚度小于 25m， 故在 0+143m 处转弯。两方案工程量见表 。 隧洞方案比较表 表 -1 方案 项目 方案 1 方案 2 备 注 明挖土方（m3） 1020 625 明挖石方（m3） 2200 2500 洞挖石方（m3） 35479 36523 洞挖土方（m3） 3942 4058 锚喷 C20 砼支护（m2） 52562 54108 C20 钢筋砼衬砌（m3） 1250 1026 钢筋（t） 37 42 C20 砼交通桥（m3） 420 36 C20 砼进水口（m3） 1852 1733 投资（万元） 洞径 3m，装机 2 ×8000KW 从表中知道，直线隧洞方案虽然洞线短，但由于隧洞进水口的交 通桥长，工程量大，其投资比转弯隧洞方案多 万元，经综合考虑 认为方案 2 较砼，因此，本阶段推荐转弯隧洞（方案 2）作为采用方 案。 洞身在牛路（2+800）及斗坳子（3+820）处穿过冲沟，形成天窗， 给隧洞施工带来方便，增加了 4 个工作面，同时为运行检修提供了有 利条件。 隧洞洞身设计 （1）隧洞横断面形状选择 本隧洞为有压隧洞，从受力条件考虑选用圆形。根据装机两种方案 （2×8000KW 和 2×6300KW），隧洞引水流量分别为 10m3/s 和 8m3/s， １１０ 对两种装机方案的三种不同洞径进行工程量和水头损失比较，以及隧 洞工程费用之和为最低的原则和施工最小尺寸要求，本阶段推荐装 机 2×8000kw 方案中洞径为 3m 的横断面尺寸。 （2）隧洞衬砌设计 由于洞径小，受力不大，对围岩稳定性和抗渗性好且能满足强度、 抗裂要求的洞段采用光面爆破，断面喷素 C20 砼衬砌，糙率为 。对于隧洞进出口洞段，根据地质条件须采用 300mm 厚 C20 双 层钢筋砼衬砌，衬砌后糙率为 ，衬砌总长度 330m，由于围岩地 质条件比较均一，砼衬砌只设置间隔为 10 m 的施工缝，接缝采用沥 青杉板止水。 隧洞进口设计 隧洞进水口位于大坝左岸，底板高程 581m，为死水位，高于淤 沙高程 。进水口为塔式进水口，进口段喇叭口顶面为圆弧形 曲线，两则为直墙。进口设置拦污栅、工作闸门和检修闸门，孔口尺 寸分别为 ×3m、4m×3m、4m×3m，工作门和检修闸门分别采用 QPQ-2 ×800KN 和 2 ×400kN 固定式快速启闭机启闭，拦污栅采用 QPQ-2×160KN 卷扬式启闭机启闭。启闭平台建筑面积为 40m2，与坝 顶采用钢筋砼交通桥连接。 隧洞调压竖井设计 根据《水电站调压室设计规范》（DL/T5058-1996），在隧洞出口 前设置调压竖井。经水力计算，电站突然丢弃满负荷时，调压竖井最 高水位高程为 ，因此根据地形在隧洞出口前 50m 设置深度为 60m 深的调压竖井，采用厚度为 的钢筋砼衬砌。 压力钢管 电站进水压力钢管中心高程为 ，压力钢管管径按经济流 速 4m/s 计算为 ，经计算钢管前 240m 管壁厚 12mm，后段 100m 管壁厚 16mm，后段 37m 和叉管管壁厚 20mm。共设 7 个 C20 砼镇墩。 １１１ 交通道路 汀坪乡至城步县城的乡村公路从大坝右岸经过，要修建约 的进厂公路，才能与县城公路衔接。 基础处理 本工程坝址地层主要为粉砂岩，为单斜构造岩层，岩层产状：倾 向 290°～295°之间，倾角 65°～66°，倾向下游偏左岸。两岸岸边风化 层深约 ，其中全风化和强风化约 5m，弱风化约 3m，但河床上 基本上没有全风化和强风化层，弱风化层的厚度为 5m，河床冲积物 厚 ～。 本坝址河流走向与岩层走向基本一致，属纵向河谷，且节理裂隙 稍发育，主要建筑物基础的主要问题是渗漏问题；本阶段选用以下基 础处理处理方案。 基础开挖 由于两岸岸坡风化带下限埋藏较浅，山坡的坡度很陡、节理裂隙 稍发育，从稳定和防渗的要求，两岸开挖基面至少到弱风化层的下部， 河床溢流坝基础和两岸拱肩都要置于微风化层。故表层风化层及河床 的冲积层和风化层，都采取开挖处理，临时开挖边坡：基岩 1:～ 1:，土层 1:1～1:。～ 弱风化层上限线采用零星散炮爆破， 风钻机开挖至弱风化层下限线。 帷幕灌浆 本设计阶段大坝防渗帷幕排孔距 ，深度 10～15m，根据工 程等级及坝高，相对不透水层定为 5Lu，帷幕深度深入 5Lu 内 2～3m 作为控制标准。 工程观测 观测设计原则 某水电站工程为ˊ等工程，主要建筑物有：拱坝、压力隧洞、压 力管道、发电厂房、开关站等。根据枢纽的地质条件和建筑物的结构 特点，为了监测枢纽建筑物的安全运行，及时了解各建筑物的运行状 １１２ 况，确保大坝安全可靠运行，建立以安全监测为主的自动化安全监测 系统，为大坝在施工期、运行初期和正常运行期间安全运行提供连续 评估所需要的资料 观测对象以拱坝为主，其它建筑物布置必要的监测设备。 观测设计遵循以下原则： ˊ严格执行《混凝土大坝安全监测技术规范》（SDJ336-89）、《混 凝土重力坝设计规范》（SDJ21-78）及国家大坝监测与管理的有关文 件。 ˊ以自动监测为主，自动监测与人工监测相结合。 ˊ在满足规范要求的精度的前提下，力求观测方便、直观、各观 测值能相互对比，校核。 ˊ在较全面反映建筑物实际工况的基础上，监测项目力求少而精， 有针对性。突出重点，抓住要点。 ˊ在观测断面选择及测点布置上，注意地质构造和受力条件复杂 的结构，兼顾仪器分布的均匀性。 ˊ仪器精密可靠，长期稳定性好，便于进行自动化观测，并易于 安装和维护，在同类工程上有成功运行的先例。 ˊ能兼顾施工期的观测，可以从施工开始就积累各建筑物的观测 数据，掌握其工作状态变化过程。 观测项目 某水电站工程安全监测项目主要有坝顶水平位移观测、坝顶垂直 位移观测、拱坝扬压力观测和环境（上、下游水位、水温、气温）等 观测。其中水平位移、垂直位移观测采用坝顶视准线。 主要观测仪器及设备 某水电站工程主要观测仪器及设备见表 -1。 １１３ 主要观测仪器及设备 表 -1 序号 设备名称及型号 单位 数量 备 注 一 坝顶视准线 1 经纬仪 台 1 2 水准器 台 1 3 水准基点 个 2 河两岸各 1 个 4 观测桩 个 4 河两岸各 2 个 5 坝顶测点 个 12 每个闸墩 1 个 非溢流坝 4 个 二 渗压力计 1 渗压计 支 2 2 安装附件 套 2 3 电阻比指示仪 台 1 三 数据采集单元（DAU） 1 DAU 工作箱（含UPS、防雷器、接线端子、加热器 等） 套 1 2 NDA1104 智能数据采集模块 台 1 3 NDA3100 防雷器 RS-232/RS-485 转换器 个 1 四 其它 1 通讯电缆 m 300 2 电源电缆 m 300 3 传感器信号电缆（五芯屏蔽水工电缆） m 1000 4 传感器信号电缆（三芯屏蔽） m 800 5 计算机 台 1 工业计算机 6 打印机 台 1 7 UPS（1KVA） 台 1 8 数据处理软件 套 3 建筑物项目及工程数量 主要建筑物项目及工程量见表 -1 １１４ 主要建筑物项目及工程量 表 -1 序 号 项 目 单 位 拱坝 厂房 引水压 力隧洞 压力 管道 进水口 合 计 1 土方开挖 M3 1685 4683 2135 832 10571 2 石方开挖 M3 4944 39533 3203 995 52085 3 土石回填 M3 3975 4856 4 细石砼砌块石 M3 52045 52045 5 砼及钢筋砼 M3 11102 1204 1770 32443 6 浆砌石 M3 408 92 2724 92 4731 7 钢 筋 t 53 8 帷幕灌浆 M 1215 1215 9 钢 材 t 38 对下阶段设计的建议 1、对现下坝址地质做进一步勘测和现场岩石试验，为拱坝设计 提供准确数据。 2、建议作水力学水工模型试验，验证泄流、消能计算的可靠性。 １１５ 6. 机电与金属结构 水力机械 电站基本参数 最大水头 最小水头 加权平均水头 211m 额定水头 192m 装机容量 16MN 年利用小时 3571h 年电能 5714 万 kwh 保证出力 2750kw 水轮机机型、台数选择 机型选择 （1）根据水头范围，该电站适于采用混流式机组。经对国内现 有水电机组机型分析，吸取同水头段混流式水电机组选型的经验，对 模型参数较优的混流式转轮 HLA351、HLA542 等进行了技术经济分 析，并确定机组主要参数如下： １１６ 主要参数比较表 表 -1 水轮机主要特征参数 方案一 方案二 机组型号 HLA351-LJ-115 SF8000-8/2600 HLA542-LJ-120 SF8000-8/2600 装机容量 2×8000kw 2×8000kw 最大水头 220 最小水头 180 设计水头 192 转轮型号 A351 A542 叶片数 15/15 15/15 水轮机额定转速（r/min） 750 750 设计点的单位转速（r/min） 设计点的额定流量（m3/s） 设计点的单位流量（m3/s） 效率修正 （%） 0 0 水轮机设计点的效率（%） 水轮机的最高效率（%） 设计水头的最大流量（m3/s） 上述工况下水轮机的效率（%） 上述工况下水轮机的最大出力（kw） 9832 上述工况下的单位转速（r/min） 最大水头下的最大流量（m3/s） 上述工况下水轮机的效率（%） 上述工况下水轮机的最大出力（kw） 12008 最小水头下的单位转速（r/min） 最小水头下的最大流量（m3/s） 上述工况下水轮机的效率（%） 上述工况下水轮机的最大出力（kw） 8930 8361 设计点汽蚀系数 吸出高度 （m） ≤-ˊ/900 ≤-ˊ/900 最大水头下的飞逸转速（r/min） 1374 1226 最大轴向水推力（KV） 251 274 微机调速器 YWT-3000 YWT-3000 １１７ 模型效率比较表 表 -2 最优工况 限制工况 参数 机型 Nˊ Qˊ n Qˊ n σ n HLA351 型转轮 66 209 323 HLA542 型转轮 61 181 297 96 （2）水轮机性能指标分析 水轮机的效率是评定水轮机性能指标的主要参数，由以上的数据 可看出，方案一水轮机设计点效率为 91%，最高效率为 %，在 180 米至 220 米全部运行水头范围内加权平均效率明显高于方案二的水 轮机，处于国内先进水平。从综合运行效率、抗汽蚀性能、经济性及 运行方式等方面的性能综合比较，方案一为最优方案，即： 水轮机 HLA351-LJ-115 发电机 SF8000-8/2600 （3）运行范围和稳定性分析 A351 型转轮是由哈尔滨电机厂研制的各项性能指标均很优秀的 新型转轮；此转轮用于某水电站，在整个运行水头范围内效率高，其 压力脉动双振幅值较小，且该机在高效区运行，水流状态良好，远离 汽蚀强化区运行，所以该机型具有良好的运行稳定性。水轮机导叶关 闭时间为 5～7s . 机组台数选择 对该电站 2 台、3 台机组方案进行比较，详见表 -3。从比较 表得出，2×8000kw 方案比 3×5000kw 方案发电量多 158 万 ，而 2 台机方案的机电设备及土建投资比 3 台机方案的机电及土建投资 总价还少 179 万元，据此说明 2 台机方案明显优于 3 台机方案，且 2 台机方案能满足电站的安全稳定运行，故该电站初选安装 2 台机组。 １１８ 机组台数比较表 表 -3 水轮机型号 HLA351-LJ-115 HLA351-WJ-93 机组台数（台） 2 3 转轮直径（m） 转速（min） 750 1000 额定水头（m） 192 187 额定流量（m3/s） 额定效率（%） 93 91 额定出力（kw） 8000 5000 发电量差值（万 kwh） 158 0 机电投资总价差值（万元） -79 0 土建投资总价差值（万元） -100 0 所选水轮机发电机参数如下 a、水轮机 型 号 HLA351-LJ-115 额定水头 192m 额定流量 定额出力 9832kw 额定转速 750r/min b、发电机 型 号 SF8000-8/2600 额定转速 750r/min 额定出力 8000kw 额定电压 额定功率因数 (滞后) 额定频率 50Hz c、调速器型号 YWT-3000 １１９ d、油压装置型号 水轮机安装高程的确定 立轴混流式水轮机的安装高程为： 据厂家提供 Hs≤-ˊ/900 ˊ安=ˊW+Hs+D/a= 经上述计算，确定安装高程为 。 调节保证计算 1）水流惯性时间常数 TW= TW>3s 时，需设上游调压 井。 2）额定水头下，机组甩全负荷时，压力上升和速率上升无法满 足调保计算规程规范要求，因此，本电站需设置调压井。 厂房主要尺寸 机组间距 8m 厂房总长度 厂房净宽度 水轮机安装高程 附图及附表 某水电站工程横剖面图 （水机-01） 某水电站厂房平面图 （水机-02） 某水电站工程水力机械主要设备表（-4） １２０ 主 要 设 备 表 表 -4 编号 名称 型号 规格 单位 数量 备注 1 水轮机 HLA351-LJ-115 额定出力：8420KW，额定水 头 ： 192m ， 额 定 转 速 ： 750r/min， 额定流量 5m3/s 台 2 2 发电机 SF8000-8/2600 额定出力：8000KW 额定电压：63KV，额定转速： 750r/min， 功率因数： 台 2 3 励磁装置 TKL-31 套 2 4 调速器 YWT-3000 台 2 5 油压装置 台 2 6 自动化元件 套 2 7 桥式起重机 电动双梁桥式起重机 LK=，起吊重：50/10 台 1 电气一次 基本情况 某水电站工程地处湖南省城步自治县汀坪乡高桥村境内，距县 城 58km，为珠江水系二级支流浔江上游长滩溪水电梯级开发项目， 是一个以发电为唯一目的，不担负综合利用任务的工程。 某水电站装机拟定为 2×8MW 混流式机组，电站装机年利用小时 数为 3571h，年发电量为 5714 万 kw·h，电站保证出力为 ，发 电机型号为 SF8000-8/2600，发电机额定电压为 ，额定功率因 数初定为 ，额定转速为 750r/min。 系统连接 根据本站的地理位置和城步县电网规划设计，本电站拟定以 35KV 电压等级接入系统。35KV 出线共二回，一回至汀坪 35KV 变 电站，输送距离 ，考虑到下游梯级电站窝洞水电站的上网， 另留一回 35KV 备用出线间隔。 电气主接线的拟定 １２１ 电站电气主接线的选择是依据以上基本资料及某水电站在系统 中的运行方式并综合考虑电站的装机规模等因素确定的。 电站电气主接线拟定了几种可行方案进行了技术、经济比较。 发电机组电压侧接线方案比较 发电机电压侧接线拟定了三个方案，方案一，采用单母线断路器 分段接线。方案二，采用单母线接线。方案三，采用扩大单元接线。 通过对三个方案技术、经济综合分析比较，（详见表 -1）可见：方 案一，供电可靠性和灵活性最高，当一段母线检修或故障时，不影响 另一段母线送电。当一段母线上的发电机组检修，接至另一段母线上 的变压器故障时，仍能送出一半电能。但投资和年运行费用高于方案 二、方案三。方案二，接线简单清晰，运行维护方便，投资较方案一 省，供电可靠性不及时方案一，母线或母线所连接的开关以及主变压 器故障时，全部电能不能送出。方案三，接线简单清晰，运行维护方 便，投资和年运行费用最低，但供电可靠性及灵活性也最低。综合看 来，虽然方案一较其它两个方案投资高，但供电可靠性和灵活性大大 增强，而方案二、三接线对厂用电源的引接也较为不利。因此综合各 种因素及电站在电力系统中地位及作用，本阶段推荐采用方案一。推 荐方案详见“电气主接线图”，图号“电-02”。 35KV 电压侧接线方案比较 35KV 电压侧接线拟定了三个方案进行技术、经济比较，方案一， 采用单母线接线。方案二，采用单母线分段接线。方案三，采用单母 线带旁路接线。通过对三个方案技术、经济综合分析比较，（详见表 -2）可见：方案一，接线清晰，继电保护简单，利于实现自动化， 但供电可靠性不及方案二、三，母线故障时，全部电能不能送出。方 案二，供电可靠性和灵活性高，当一段母线检修或故障时，不影响另 一段母线送电。但投资和年运行费用高于方案一、三。方案三，出线 １２２ 断路器检修，不影响送电，但开关数量多，占地面积大，布置、操作 复杂。经过技术经济分析比较虽然方案二、三供电可靠性优于方案一， 但考虑母线故障的机率很少，经综合分析比较，本阶段推荐采用方案 一。推荐方案详见“电气主接线图”，图号“电-02”。 厂用电接线 厂 用 电 接 线 初 步 确 定 采 用 单 母 接 线 ， 初 选 二 台 SCB9-400/6 环氧树脂浇注干式变压器与一台 S9-250/35 节能变压 器，分别接于 ˊ、ˊ段发电机母线与 35KV 母线上。 主要电气设备选择 电气设备选择按《导体和电器选择设计技术规定》SDGJ-86 执行，其基本原则如下： 1、力求技术先进、安全可靠、经济合理。 2、应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并 考虑远景发展。 3、优先采用符合节能、环保、性能可靠的新型设备，并兼顾 防火及无油化的要求。 4、按正常工作条件下的电流和电压选择，并按初步估算的短 路电流校验其动、热稳定条件。 发电机电压开关柜，选用 XGN2 型户内固定式开关柜，断路 器型号为 ZN65A。厂用配电装置选用 GGD 型低压户内固定式开 关柜，主进线开关配 RMW1 系列框架式断路器，配电回路选用 RMM1 系列的塑壳断路器。 主 变 压 器 型 号 为 S9-10000/35 。 厂 用 变 压 器 型 号 分 别 为 SCB9-400/6 与 S9-250/35，35KV 配电装置中，选用了 LW18-35 型 SF6 断路器，GW5-35 型隔离开关，JDJ-35 型电压互感器， TYD35/ 电容式电压互感器，以及 YWZ-51/125 金属氧化物 １２３ 避雷器。 所选用的主要设备型号及参数见“电气主接线图”，图号“电-02”。 电气设备布置 电站主厂房长 （包括安装场），宽 ，主厂房内布 置有两台混流式发电机组，机组间距 8m，安装场与运行层同高， 高程为 。 电气副厂房设在主厂房上游侧，分三层，第一层高程为 ，布置有母线、电缆、励磁变压器等。第二层高程为 ，布置有高压试验室、中央控制室、机旁屏室、发电机电 压配电装置室。第三层高程为 ，布置有厂用配电室、继电 保护试验室、电工修理间、油化验室等。 １２４ １２５ １２６ 主要设备材料表 表 -3 编号 名称 规 格 单位 数量 备注 1 主变压器 S9-10000/35 Ud%= Se=10000KVA，± 2×%/,d11 台 2 2 厂用变压器 SCB9-400/6、S9-250/35 台 2 3 10KV 开关柜 XGN2-10 块 12 4 高压隔离开关 GW-35(ˊˊD) Ie=630A 组 3 5 高压隔离开关 GW5-35(D) Ie=630A 组 5 6 SF6 断路器 LW18-35、Ie=1600A、Id=25KA 台 4 7 电容式电压互感器 TYD35/3= 35/3/ 台 3 8 电压互感器 JDJ-35 35/ 台 2 9 氧化锌避雷器 Y5WZ-51/125 Ue=51KV 台 9 10 低压配电屏 GGD Ue= 块 20 其中四块为机 盘动力屏 11 动力配电箱 GGK10-20a 个 6 12 照明分电箱 VK-5112/C 个 8 13 光控照明分电箱 XRGM-2 个 2 14 电力电缆 GZR-YJV-3X25 Ue=6KV 米 150 15 电力电缆 GZR-YJV-3X150+1×70 Ue=35KV 米 1500 16 电力电缆 ZR-YJV-3X120+1×70 Ue=1KV 米 100 17 电力电缆 ZR-VV22- Ue=1KV 米 4500 18 照明装置 套 1 19 避雷针 H=24m 基 2 20 热镀锌扁钢 -50X5 吨 16 21 防毒面具 个 4 22 防火封堵材料 TC-1 吨 4 23 膨胀型防火包 TFB 吨 4 24 防火隔板 米 1000 25 手提式干粉灭火器 5A 具 24 26 推车式干粉灭火器 35B 具 2 27 钢芯铝绞线 LGJ-150 米 350 计算至站内 28 电缆桥架 吨 10 １２７ 29 钢芯铝绞线 LGJ-120 米 50 计算至站内 主变压器场和 35KV 开关站布置 根据厂区的地形环境条件，为了方便运行维护，将主变压器场 和 35KV 开关站一起布置在高压开关室的左侧，基地面高程与主厂房 相同，从发电机电压配电装置至主变低压侧采用电缆连接。 开关站采用户外中型布置方式，面积 S=×26=，具体 布置详见“变电站平面布置图”，图号“电-03”。 电气设备的消防 高、低压配电装置室、中央控制室、电缆、励磁变压器等房间大 于 7m 均设有两个出口，配备向疏散方向开启的丙级防火门。以上各 房间均配置手提式灭火器，灭火器材为二氧化碳或干粉灭火器放置在 各房间进门处外墙上。在主变压器场附近配备推车式干粉灭火器和沙 箱，在开关站内设置两个地上消火栓，在开关站出入口附近配备手提 式灭火器和沙箱，在电压互感器附近配置手提式灭火器。 电气主要设备材料表 主要设备材料表见表 “-3”。 电气二次 概述 某水电站装设 2 台 8MW 混流式水轮发电机组，2 台 35KV 双卷 主变压器，35KV 出线二回。 根据国家和部颁标准和有关规程规范及本工程的实际情况，本报 告分别对电站的监控系统、同期系统、励磁系统、调速器、断电保护 配置、直流系统、火灾自动报警系统等作出如下叙述： 监控系统 结合当今水电站监控系统的发展趋势，为了实现“无人值班”（少 人值守）的运行管理模式，提高电站劳动生产率，减人增效，提高运 行水平，减少维护工作量，本电站拟采用全计算机机监控系统。 １２８ 计算机监控系统结构 本电站计算机监控系统采用符合国际开放系统标准的分层分布 式结构。计算机监控系统分为电站控制级和现地控制单元级两层，采 用 100Mb /s 光纤与大网连接。电站控制级负责全站电气设备的实时 控制及其运行状态监视，现地控制单元级负责对水轮发电机组、电气 一次设备及公用设备等进行实时控制及监视，当电站控制级因故退出 运行时，现地控制单元可以独立运行而不受影响。计算机监控系统能 实现与上级调度、水情测报、泄洪闸门控制等系统的通讯。 计算机控制系统组成 计算机监控系统由电站控制级和现地控制单元级两层组成。 电站控制级包括二台主机兼操作员工作站、一台通讯工作站、一 台网络终端打印服务器、一套 GPS 卫星时钟系统和两套在线式 UPS 等。 现地控制单元级以带触摸屏的可编程控制器为核心设备组成，包 括 2 套机组 LCU 单元、1 套开关站及公用设备 LCU 单元。 计算机监控系统的功能 计算机监控系统主要功能包括：数据采集和处理、安全运行监视、 实时控制和调节、事件顺序记录、打印记录、事故追忆、事故处理指 导和恢复操作指导、系统通信，系统自诊断与自恢复、电站运行维护 管理、系统授权管理等。 同期系统 根据一次主接线和运行要求，选择以下各处为同期点：1#～2#发 电机出口断路器、主变低压侧断路器、35KV 线路断路器、6KV 母线 断路器。 各同期点均采用自动准同期方式，每台机组 LCU 配置一套微机 自动准同期装置。开关站及公用 LCU 配置一套支持多对象的微机自 １２９ 动准同期装置。 励磁系统 本电站拟采用自并激可控硅全控桥整流静止励磁系统，采用微机 励磁调节器。励磁系统主要由励磁变压器、三相全控桥整流装置、灭 磁装置、转子过电压保护装置、起励装置、微机自动励磁调节器等部 分组成。励磁调节器具有两套独立的自动调节通道，两通道能自动切 换。励磁系统应满足发电、同期等各种工况的要求并具有与计算机监 控系统的通信接口。其技术性能指标应满足《大中型水轮发电机静止 整流系统及装置技术条件》（DL/T583-95）的要求。 励磁系统可在远方和现地实现对发电机的电压和无功进行调节。 励磁控制接线要求达到无人值班要求。 励磁系统起励方式采用残压起励和直流 220V 电源起励。 机组正常停机采用逆变灭磁，事故停机采用磁场断路器加非线性 电阻灭磁。 调速器 为与本站计算机监控系统相适用，选用微机型调速器，调速器具 有比例—积分—微分（PID）调节规律。调速器的技术性能指标应满 足，《水轮机调速器及油压装置技术条件》（GB/—97）和《水 轮机电液调节系统及装置技术条件》（DL/T563-95）的要求。 调速器可远方和现地操作，并能实现手动、自动无扰动切换。调 速器应具有与计算机监控系统的通信接口。 自动化元件 全站自动化元件配置和选型与全计算机监控方式相适应，满足机 组和公用设备自动控制要求。机组自动化元件必须满足由一个操作指 令使机组自动完成开、停机操作及各种工况的转换，为保证机组安全 运行，所配自动化元件应构成一个完整的水力机构保护系统，监视机 １３０ 组油、气、水及轴承等重要辅助设备的运行参数和工况。 自动化元件的配置应满足《小型水力发电站自动化设计规定》 （SL229-2000）的要求。 继电保护和安全自动装置 本电站拟采用微机型保护。 本电站继电保护和安全自动装置根据《继电保护和安全自动装置 技术规程》（GB14285-93）和接入系统要求，并根据电气一次主接线 进行配置，本电站继电保护和安全自动装置设置如下： （1）发电机组保护 （2）主变压器保护 （3）35KV 线路保护 （4）厂用变压器保护 （5） 母联保护 （6）自动装置 35KV 线路配备三相一次重合闸。 厂用电配微机备用电自投装置。 测量系统 电 测 量 仪 表 按 《 电 测 量 及 电 能 计 量 装 置 设 计 技 术 规 程 》 （DL/T5137-2001）进行配置。 电测量实现的方法为：大部分设备的电气量采集均采用交流采样 装置，该装置为多功能电力监没装置，可测量三相电流、电压、有功 功率、无功功率、零序电流、零序电压、频率等电气量，通过串行接 口接入计算机监控系统。个别电气量采用变送器变换成标准的 4～ 20mA 信号，送入计算机监控系统。 非电量测量包括全厂水力测量和机组水力测量、机组温度测量、 转速测量等。非电气量采用变送器变换成标准的 4～20mA 信号，送 １３１ 入计算机监控系统。 信号系统 事故、故障、断路器位置、隔离开关位置、机组运行状态等信号 均接入计算机监控系统。当运行设备发生事故或故障时，操作员工作 站发出报警音响和报警语音，同时在 CRT 上显示事故或故障类型， 以便运行人员及时处理。对开关位置信号，在 CRT 画面上，以不对 应闪烁和报警闪烁方式显示。 机组及全厂公用辅助设备的自动控制 机组辅助设备有：机组蝶阀、调速器油压装置等。公用辅助设备 有：技术供水泵、渗漏排水泵、检修排水泵、厂区排水泵、消防供水 泵、中压气机、低压气机等。 机组辅助设备的控制：由机组 LCU 的可编控制器（PLC）实现， 并保留现地常规手动控制，操作设计为自动、手动、备用三种方式， PLC 可独立完成自动控制及运行方式的切换。 公用辅助设备的控制：采用可编程控制器（PLC）实现，现地设 专门的控制柜，控制方式设计为自动、手动、备用三种方式，全部信 号能以通讯形式送至公用 LCU 单元，重要信号以 1/0 形式送至公用 LCU 单元。 直流系统 电站设一套 220V 直流系统，作为全站电气控制、保护、操作、 自动装置、事故照明等的直流电源。拟设一组免维护阀控蓄电池，电 池 104 只，容量为 200AH，蓄电池组屏，布置于中控室。直流母线 为单母线分段，设置两套充电装置互为备用，并配置微机绝缘监测装 置和蓄电池巡检装置。充电装置拟采用微机控制高频开关整流模块。 事故照明网络正常时由交流供电，事故时自动切到直流供电。 火灾自动报警系统 １３２ 为了及时发现和通报火灾，防止和减少火灾危害，保障人员和设 备安全，根据“预防为主，防消结合”的方针，本电站设火灾自动报警 系统。火灾自动报警系统遵照《火灾自动报警系统设计规范》 （GB50116-98）。 在中控室内装设火灾报警控制柜，柜内装有智能火灾报警控制器。 按照规范要求在电站现场的重要位置如：中控室、高压试验室、油罐 室、气机室、柴油发电机室、水泵房、高低压开关室等场所装设感烟 探测器、感温探测器等火灾探测设备，声光报警盒、手动报警按钮设 在走道等易见的位置：在电缆桥架、变压器上敷设缆式报警探测器。 发电机组内部火灾探测器由发电机组厂家配套提供，通过编址输入接 口模块接入全站火灾自动报警系统。 电气二次设备布置 中控室内布置有：电站控制级设备及计算机操作台、开关站及公 用设备 LCU 屏、火灾报警控制屏、主变微机保护屏、35KV 线路微 机保护屏、厂变及自投微机保护屏、电度表计屏、直流屏、电池屏、 事故照明切换屏等。 机旁布置有：机组 LCU 屏、发电机微机保护屏、机组测温制动 屏、励磁屏等。 机组蝶阀控制箱及全站公用设备控制屏（箱、柜）布置在现地。 电气二次设备表（附表一）： １３３ 主要设备材料表 编号 名 称 型 号 规 格 单位 数量 备 注 1 电站计算机监控系统 套 1 含一套工程师站、二套操作员 站、一套通讯工作站、一套网 络终端打印服务器、一套网络 设备、一套 GPS 卫星时钟系 统和两套在线式 UPS。 2 机组 LCU 屏 2260×800×600mm（高×宽×厚） 块 2×2 含 PLC 触摸屏 3 开关站及公用设备 LCU 屏 2260×800×600mm（高×宽×厚） 块 2 含 PLC 触摸屏 4 发电机组微机保护屏 2260×800×600mm（高×宽×厚） 块 1×2 5 主变微机保护屏 2260×800×600mm（高×宽×厚） 块 2 6 35KV 线路微机保护屏 2260×800×600mm（高×宽×厚） 块 1 7 厂变微机保护及公用屏 2260×800×600mm（高×宽×厚） 块 1 8 机组测温制动屏 2260×800×600mm（高×宽×厚） 块 1×2 9 电度表计屏 2260×800×600mm（高×宽×厚） 块 1 10 电站辅机控制设备（含以下设备） 11 技术供水泵控制箱 PLC 控制 个 1 （1） 消防水泵控制箱 PLC 控制 个 1 （2） 检修排水泵控制箱 个 1 （3） 渗漏排水泵控制箱 PLC 控制 个 1 （4） 厂区排水泵控制箱 PLC 控制 个 1 １３４ 主要设备材料表 编号 名 称 型 号 规 格 单位 数量 备 注 （5） 中压机气控制箱 PLC 控制 个 1 （6） 低压气机控制箱 PLC 控制 个 1 （7） 上、下游水位测量系统 含上、下游水位传感器、避雷器、信号转换装置等。 套 1 12 开关站端子箱 个 4 13 DC220V 充电屏 高频开关型 2260×800×600mm（高×宽×厚） 块 1 14 DC220V 馈线屏 2260×800×600mm（高×宽×厚） 块 1 15 事故照明切换屏 2260×800×600mm（高×宽×厚） 块 1 16 220V 蓄电池屏 2260×800×600mm（高×宽×厚） 块 2 含免维护电池 GM-200，104 个；单个 200AH，2V 17 火灾报警系统 包括：控制柜1 个、探测器、输入、输出模块及电缆等 套 1 18 控制电缆 KVVP-10× 米 8000 19 控制电缆 KVVP-10× 米 6000 20 计算机电缆 DJYPVP-2×5×1 米 4000 21 动力电缆 VV-2×4 1KV 米 2500 22 动力电缆 VV-1×150 1KV 米 300 １３５ 金属结构 工程概况 某水电站位于湖南省邵阳市城步县汀坪乡境内，是一座纯发电， 并具有年调节性能能的水库电站。电站装机 2×8MW（推荐方案）。主 要建筑物包括水库溢流坝、引水隧洞及电站厂房和升压站等。 设计依据 城步苗族自治县水利局《关于某水电站开发权的批复》（城水农 电字[2004]33 号）。 《水利水电工程可行性研究报告编制暂行规定》DL5020-93。 《水利水电工程钢闸门设计规范》DL/T5013-93。 〈水利水电工程启闭机设计规范〉SL41-93。 设计内容 工程的金属结构包括水库溢流坝、电站厂房及引水隧洞三个部分： 水库部分 （1）溢流坝 溢流挡水闸门布置进行了平门和弧门比较，由于平门要求启闭机 容量大，而且平门有门槽造成水流流态不好，故此选用弧形闸门。 溢流坝布置溢流闸孔 3 孔，闸孔净宽 10m，设置露顶式钢质弧形 闸门，用以挡水发电、防洪泄洪，孔口尺寸 10×5m(宽×高)，闸门为 斜支臂实腹式结构，动水启闭，采用 QPQ2×400KN 卷扬式启闭机启 闭。 （2）冲砂闸：冲砂闸孔口尺寸为 ×，设置潜孔式平板钢 闸门，采用 QPQ-1×250KN 卷扬式启闭机启闭。 引水隧洞进水口 发电引水隧洞进口依次设置进水口拦污栅、进水口检修闸门，进 水口事故工作闸门。进水口拦污栅设置在引水道进口前沿，孔口尺 １３６ 寸 ×3m（宽×斜高），栅页倾斜布置，倾角为 70°，拦污栅为潜孔式， 采用 QPQ2×160KN 启闭机在静水条件下启吊检修。进水口检修闸门 为潜孔式平面滑动闸门，孔口尺寸为 4×3m（宽×高），设计水头 39m， 静水启闭，采用一台 QPQ2×400KN 启闭机启吊。闸门门页平时则锁 定存放于门槽顶部。进水事故闸门在进水管内及机组出现故障时，能 利用该闸门动水闭门。闸门为潜孔滚轮式，孔口尺寸为 4×3m(宽 × 高)，设计水头 ，动水闭门，采用 QPQ2×800KN 固定式快速门 启闭机启吊。闸门平时悬吊于门楣上方 1m 处。 电站厂房部分 电站装机两台机组，尾水管出口设置检修闸门。尾水口检修闸门 为潜孔式平面滑动闸门，孔口尺寸为 ×（宽×高），设计水头 ，静水启闭，采用一台 2×80KN 移动式启闭机启吊。闸门门页 平时则锁定存放于门槽顶部。 金属结构工程量及设备见设备清单。 １３７ 某电站可研金属结构及启闭设备清单（推荐方案） 闸 门 启 闭 设 备 门页重量（t） 埋件重量（t） 启闭 容量 扬程 重量（t） 序 号 项 目 型 式 启闭 方式 孔口尺寸 （宽×高） 设计 水头 （m） 孔口 数量 门页 数量 单重 小计 单重 小计 型 式 （KN） （m） 台 数 单重 小计 备 注 1 弧门 露顶式 动水 启闭 10× 5 3 3 21 63 QPQ 2×400 4 3 9 27 2 冲砂闸 工作门 潜孔滚 轮式 动水 启闭 × 58 1 1 13 13 7 7 QPQ 1×250 9 1 3 进口工 作门 潜孔滚 轮式 动水 启闭 4×3 39 1 1 15 15 8 8 QPQ 2×800 6 1 4 拦污栅 潜孔滑 块式 静水 启闭 ×3 39 1 1 4 4 1 1 QPQ 2×160 8 1 5 进口检 修门 潜孔滑 块式 静水 启闭 4×3 39 1 1 7 7 3 3 QPQ 2×400 10 1 6 尾水门 潜孔滑 块式 静水 启闭 × 2 2 2 4 1 QPQ 2×80 8 1 合计 106 １３８ 7. 工程管理 前言 某水电站为珠江水系浔水支流长滩溪开发梯级第二个梯级，是以 发电为主的水电枢纽工程，水库正常库容 885 万 m3，电站业主为城 步县中外合资忠协水电开发有限公司，该公司全面负责工程建设和建 成后永久工程管理。工程建设期成立工程项目部，行使工程建设期业 主管理职能，工程建成后成立水电站工程管理部，行使永久工程运行 与管理职能。 管理机构 本工程管理机构的设置，主要遵循如下原则： 1）在确保安全生产运行的前提下，不断提高企业经济效益，完 善管理职能，本着优化劳动力组合，科学、合理、节约使用劳力的原 则； 2）管理机构力求精简，职能明确，运转灵活； 3）电站距县城 58km，为便于职工家属子女工作学习之便，可考 虑统一管理模式，管理及生活用房可相互结合，在满足生产需要的前 提下，仅在工地建少量生产办公室和值班室及宿舍。 机构设置 机构名称：某水电站工程管理部 机构组成 根据上述机构设置原则，工程管理部分为三级管理。 1）第一级：总经理室、总工程师室。 2）第二级：职能科室：生产技术管理室、财务供应室、综合办 公室、人事保卫室。 3）第三级：生产班组：水工运行班、机电运行班、机电维修班。 人员编制 １３９ 参照能源部（90）水规定字第 9 号《水力发电厂编制定员标准》 （试行）的有关规定，结合本工程的实际情况，拟定某水电站工程管 理部人员编制。其中管理人员力求精简，生产部门采用无人值班、少 人值守的原则定编，机械电气设备大修可考虑梯级互补。职工定员总 数为 20 人，各部门及人员编制列表如下： 人员编制表 表 -1 序号 部 门 机 构 定员编制 备 注 1 管理人员 7 （1） 总经理室 2 （2） 总工程师室 1 （3） 职能科室 4 其中：生产技术管理室 2 财务供应室 2 2 生产人员 17 （1） 电气、机械运行人员 6 （2） 修配人员 2 （3） 车辆运行及仓库 3 其中：车辆运输 1 （4） 水工运行维护 2 3 服务人员 外请 其中：保安人员 其它服务人员 4 合 计 20 工程管理设施 工程管理范围和保护范围 工程管理范围 本工程管理范围应包括：水库工程区、引水工程与电站厂房区及 生产生活区。 水库工程区包括：水库征用线以内的库区及大坝枢纽建筑物。 １４０ 大坝枢纽建筑物包括：大坝、引水隧洞、进水口、泄洪闸、观测、 专用通信设施、进坝交通设施等建筑物。具体指：上游从坝轴线向 上 100m，下游从坝轴线向下 150m，大坝两端 200m，其它建筑物从 工程外轮廓线向外 20m。 引水工程与电站厂房区包括：引水隧洞、压力钢管、厂房、开关 站、尾水渠、消防设施。 生产生活区包括：生产区永久房屋建筑。 以上管理范围的土地与工程占地和库区征地一并征用，并办理确 权发证手续。 保护范围 1）工程保护范围：在工程管理范围边界外延 200m。 2）水库保护范围：坝址以上，库区两岸土地征用线以上至第一 道分水岭脊线之间的陆地。 以上保护范围内土地不征用。 工程管理设施 本工程管理区管理设施包括：大坝、厂房、引水隧洞及水库水文 等观测设施；水库及电力调度通信设施；生产区永久房屋设施；交通 道路等。 1）永久房屋建筑 根据《水库工程管理设计规范》SL106-96，管理单位办公用房、 职工住宅和生产用房标准，结合管理单位具体情况和人员编定，确定 如下： a、辅助生产厂房、仓库、办公楼 办公楼（含仓库）： 450m2 b、生活福利建筑（如宿舍、食堂、浴室）：1000 m2 2）永久公路交通 大坝距通往县城公路 5km，需修建进坝公路 5km，其中扩建 3 公 里，新建 2km。 １４１ 电站厂房下游有公路通往县城，另需修建 进厂公路接现有 公路，沟通厂区的对外交通。 3）管理设施 管理设施包括水文观测设施、工程观测设施、交通设施及通讯设 施等，工程观测设施另见有关章节，管理设施详见表 。 管理经费 年运行费 年运行费主要包括：工资及福利费、办公费、燃料动力费、材料 费、工程维护费、管理费及其它直接费等。 本工程年运行费为 万元。 经费来源 在建设期，经费主要是预算中的开办费，发电后，经费来源于发 电收益，政府不拨其它经费。 某水电站主工管理设施 表 项 目 单位 数量 备 注 自计水位计 台 2 1、水文观测设施 浮标及流速仪 套 1 面包车 辆 1 工具车 辆 1 载波交换机 套 1 程控交换机（100 门） 套 1 传真机 台 1 对讲机 台 10 无线移动电话 部 3 2、交通通信设施 计算机 台 4 办公楼 M2 450 3、生产及生活设施 福利设施 M2 1000 １４２ 8. 施工组织 施工条件 某水电站工程位于湖南省邵阳市城步县汀坪乡境内，地处珠江水 系三级支流浔水上游长滩溪。坝址距汀坪镇 12km，距城步县 52km， 距某桂林市 170km，距邵阳市 256km。厂房下游 2km 处左岸约 390m 高程处有城步至龙胜的省际公路经过，城步经省道连通邵阳市和某桂 林市，邵阳市和桂林市均有铁路通过。 本工程为四等工程，由拦河坝、引水隧洞、发电厂房和升压站等 建筑物组成。水库正常蓄水位 620m，总库容 885 万 m3。大坝为细石 混凝土砌石拱坝，轴线长 ，坝顶高程 ，最大坝高 67m。拱坝中部设 3 孔溢流坝，闸门尺寸 10×。厂房位于大坝下 游 处河左岸，装机 2×8MW 的混流式水轮发电机组。主体工 程主要工程量见表 -1。 主体工程主要工程量表 表 -1 序 号 项 目 单 位 拱坝 厂房 引水压 力隧洞 压力 管道 进水口 合 计 1 土方开挖 M3 1685 4683 2135 832 10571 2 石方开挖 M3 4944 39533 3203 995 52085 3 土石回填 M3 3975 4856 4 细石砼砌块石 M3 52045 52045 5 砼及钢筋砼 M3 11102 1204 1770 32443 6 浆砌石 M3 408 92 2724 92 4731 7 钢 筋 t 53 8 帷幕灌浆 M 1215 1215 9 钢 材 t 38 坝址处河床狭窄，两岸为高山，左岸上游 100m 左右有一块面积 约 万多 m2 的长形地带，地势交为平坦，地面高程 565m～576m， １４３ 现为旱地，可作为施工布置场地，施工初期可利用工程开挖弃料将地 面抬高整平。附近村民住户分散，有部分房屋可供租用，进坝施工道 路需修建 5km，施工电源需从大坪尾电站架设 2km10kv 线路至工地， 唯通讯已开通，总的来说施工条件较差。 工程施工期无通航过木要求。本工程为高水头引水式电站，施工 期供水问题不突出，且坝址至下游厂房处 河道内有 3 条溪流 汇入，集雨面积 74km2，流量较大。 本流域属亚热带季风气候区，并兼有山区气候特点，湿热多雨， 冬冷夏热，四季分明，雨量充沛，主要集中在夏秋两季。据城步气象 站实测，多年平均气温 ˊ，极端最高气温 ˊ，极端最低气温 ˊ。多年平均相对湿度 80～82%，实测最大风速为 19m/s。多年平 均降水量为 1500mm，蒸发量为 。降水集中在 4～9 月，雨 量占全年总雨量的 70%，暴雨多发生在 4～6 月。 坝址处多年分月平均流量见表 -2，施工期洪水成果见表 -3， 坝址下游水位流量关系见表 -4。 多年分月平均流量表 表 -2 月份（月） 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 流量（m3/s） 月份（月） 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 全年 流量（m3/s） 施工期洪水流量表 表 -3 单位：m3/s 频率 时段 5% 10% 20% % 50 9～2 月 9～3 月 10～3 月 25 全 年 393 310 252 １４４ 坝址处下游水位～流量关系表 表 -4 水位（m） 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 流量（m3/s） 0 16 74 173 272 380 537 694 893 1114 坝址所在的河段，是典型的侵蚀性河流冲刷形成的“V”型河谷， 没有阶地发育，也没有相对稳定的较大范围的河漫滩、沙洲形成。河 流两岸地形对称，山体雄厚，两岸自然坡角约为 42°～50°。坝址区出 露的岩性比较简单，除很薄的第四系残积物和冲积层外，下伏基岩为 寒武系中组灰黑色粉砂岩。坝址局部构造简单，岩层为单斜构造，岩 溶不发育。全风化、强风化层约 ～，弱风化层厚度不超过 5m。 上游围堰处河流水面宽约 25m，一般水深约 。地层上部为 漂石、砾石、卵石及砂，平均厚度约 1～2m，下部为微风化砂岩。下 游围堰处河流水面宽约 30m，一般水深约 。地层上部为漂石及 砂砾石，平均厚度约 ，下部为微风化砂岩。 根据对当地材料调查，坝址附近土料分面较为零散，各料场储量 约 1000 m3；石料丰富, 范围内有石料场 2 个,总储量 万 m3； 砂、砾石料由于河床坡降大，河床中砂砾卵石堆极极少，工程所需砂 料可从五团乡采购，碎石料可就地加工。所在料场均有公路到达工地。 本工程所需的外来建材主要包括：钢筋、钢材、木材、油料、水 泥等。其中钢筋、钢材可从涟源钢铁厂采购，水泥、木材、油料可在 县城相应的物资部门购买。涟源钢铁厂至邵阳市有铁路相通，本工程 钢材采用火车运至邵阳市，再转汽车运至工地。 坝址上游有大坪尾水电站，已接有 10kv 并网输电线路，距离坝 址约 1500m，工程施工用电可架线接至工地变压器。工程施工供水和 生活用水可通过河道抽取或接当地居民水源，水质水量均有保证。 天然建筑材料 １４５ 土料 坝址附近较大范围内没有可供集中开采的土料场，只能沿进坝公 路在坝址上游右岸零星开采，各土料场的储量一般不超过 1500m3， 出露在高程 570～600m 的河流谷坡上。土料成分为砂岩风化残积的 粉性亚粘土，中密～密实。运输条件较便利，可沿进坝公路运输，平 均运距 。 根据设计，工程土料主要用于围堰填筑，土方需要量 3000m3， 土料场土料质量满足要求。本阶段土料场选择原则：先近后远，先开 采靠近公路的料场。土料开采采用 1m3/挖掘机，8t 自卸汽车运输上堰。 砂砾料 本工程共计需砂、碎石约 万 m3。砂拟从临近的五团乡采购， 碎石料采取从坝址上游约 范围内的采石场加工，砂料可沿省 道 1865 公路从料场运达工地。 石料 坝址附近石料丰富，石料成分为较坚硬的粉砂岩。在坝址附近 范围内共有石料场 2 个，各料场均有简易公路到达。各石料场 的特性见表 -1。 石料场特性表 表 -1 料场 名称 岩石 名称 抗压强度 （MPa） 开采高程 （m） 开采面积 (m2) 储量 (m3) 运距 （km） 覆盖层厚 度（m） 石料场 1 砂岩 40 570～610 6000 85000 ～ 石料场 2 砂岩 40 570～610 3500 60000 合计 145000 本工程为混凝土砌石坝，工程共需石料约 万 m3。故本工程 所需块石全部从石料场开采。 施工导流 １４６ 导流方案 本工程引水枢纽拦河坝为混凝土砌石拱坝，中部设 3 孔溢流坝。 工程坝址处河床宽约 15m，砂卵石覆盖层厚 ～1m，两岸山高坡陡， 河流流量大，不具备分期导流条件，可比较明渠导流或隧洞导流方案。 隧洞导流方案一次拦断河床，大坝可以全断面上升。按照地形条 件隧洞只能布置于左岸，全长约 80m，前后接明渠。导流隧洞过水能 力有限，下泄全年洪水需加设底孔或缺口。 导流明渠方案为：先在右岸开凿导流明渠，明渠通水后，修建一 期围堰，施工左岸大坝形成导流底孔。第二个枯期修建明渠段围堰， 施工明渠段大坝利用底孔导流，汛期预留缺口。 导流明渠方案的土石方开挖属于水工开挖范围，仅进口段需进行少 量石方开挖。隧洞导流方案土石方开挖工程量大很多，工期加长，而且 石方洞挖单价较高，隧洞方案造价较高，故本阶段推荐明渠导流方案。 导流标准、导流时段及导流流量选择 本工程大坝为 4 级建筑物，根据《水利水电工程施工组织设计规 范》（SDJ338-89），相应导流建筑物级别为 V 级，洪水标准为土石围 堰 10～5 年一遇洪水，混凝土围堰 5～3 年一遇洪水。 一期围堰比较了全年围堰和枯期围堰两种方案。两方案水力学成 果见表 -1。 一期施工导流方案水力学成果表 （b=5m I=） 表 -1 项 目 导流标准和流量 上游水位 全年围堰 Q=310m3/s（P=20%全年） H 上=,H 下= 枯期围堰 Q=60m3/s（P=20%9 月～次年 2 月） H 上=,H 下= 全年围堰方案，施工进度时间安排较为充裕，围堰较高，工程量 １４７ 大，造价高。枯期围堰方案围堰工程量小，造价低，但由于导流底孔 位置较高，按枯期围堰方案不能形成，故本阶段推荐全年围堰方案。 围堰型式选择为土石围堰，导流标准进行了 10 年一遇洪水、5 年一遇洪水比较，水力计算比较成果见表 -2。 导流标准及导流时段比较水力计算成果表 （明渠底宽 b=5m,坡比 m=,i=导流底孔设 1 孔,2×3m 城门洞形） 表 -2 项 目 导流标准和流量 上下游水位 Q=310m3/s（P=20%全年） H 上=,H 下= 一期围堰 Q=392m3/s（P=10%全年） H 上=,H 下= Q=40m3/s（P=20%10 月～次年 3 月） Q=57m3/s（P=10%10 月～次年 3 月） Q=60m3/s（P=20%10 月～次年 2 月） 二期围堰 Q=67m3/s（P=20%9 月～次年 2 月） 从水力计算结果看，一期围堰 P=10%比 P=20%约高 1m 多，工 程量大，造价高，本工程为砌石拱坝，即使大坝汛期过流也对工程影 响不大，故一期导流标准可取 P=20%全年流量 Q=310m3/s。根据二期 围堰的水力学成果比较和施工进度计划安排，二期导流标准可取为 P=20%10 月～次年 3 月流量 Q=40m3/s。 导流建筑物的结构设计 导流明渠 本工程进坝公路位于左岸，为有利施工，故将导流明渠布置于右 岸。为避免二次削坡，明渠开挖边坡按水工永久边坡 m=，导流明 渠全长 100m 左右。导流明渠出口高程 ，明渠设计比较了底 宽 b=5m，b=8m，坡降 i=，i= 几种方案，水力学成果见表 １４８ -3。 导流明渠结构设计水力学计算成果表 （Q=1860m3/s） 表 -3 导流明渠尺寸 B=5m i= B=5m i= B=8m i= 上游水位 H 上 根据开挖边线，在坝轴线处明渠宽度 B 为 5m 时可利用岩石作明 渠边坡和一期纵向围堰，一期基坑内可形成 1 孔溢流堰，二期形成导 流底孔，而且从水力学计算成果看出，B=5m 较为合适。故本阶段推 荐 B=5m，I=。 导流底孔结构设计 根据坝址地形情况，初拟导流底孔出口高程 ，底孔轴线 长约 20m，按坡降 i=，则底孔进口高程为 。底孔采用喇 叭形进口，城门洞洞身经计算断面尺寸为 ×3m。 围堰 本工程围堰包括导流明渠围堰、一期围堰和二期围堰。 导流明渠围堰挡水标准按 3 年一遇洪水，土石方开挖施工时可利 用预留岩埂挡水，等明渠开挖完成后，再开挖岩埂。 一期围堰挡水标准按 5 年一遇全年洪水，流量 310m3/s，相应上 游水位为 ，下游水位为 。横向围堰型式采用斜墙土石 围堰，上游围堰最大堰高 7m，下游围堰最大堰高 5m，外边坡 1:， 内边坡 1;，堰顶宽 5m。围堰上部采用粘土斜墙防渗，下部采用高 喷灌浆防渗，纵向围堰中间部分利用明渠边坡，上下游采用浆砌石围 堰，内外边坡 1;，堰顶宽 2m。 二期围堰挡水标准按 5 年一遇 10 月～次年 2 月洪水，流量 １４９ 40m3/s，相应上游水位为 ，下游水位为 。横向围堰 型式采用斜墙土石围堰，二期围堰在岩基上修建，全断面采用粘土斜 墙防渗。纵向围堰在一期围堰内修建，采用浆砌石围堰，外坡垂直， 内边坡 1;，堰顶宽度 2m。 导流工程量 导流工程量详见表 -5。 导流工程量表 表 -5 项 目 单位 导流明渠 一期围堰 二期围堰 导流底孔） 合 计 土石方开挖 M3 8150 0 0 0 8150 土石方填筑 M3 0 2890 2140 0 5030 粘土填筑 M3 0 1400 1200 0 2600 反滤料 M3 0 460 290 0 750 混凝土 M3 0 0 0 96 96 浆砌石 M3 0 1380 1860 0 3240 钢 筋 t 0 0 0 6 6 注：导流明渠土石开挖量部分计入主体工程开挖量。 导流工程施工 本工程导流建筑物主要包括导流明渠、一二期围堰和导流底孔。 （1）导流明渠 导流明渠开挖为大坝右岸土石方开挖的一部分，为避免二次开挖， 明渠右岸开挖边线按照主体工程的永久开挖边线。开挖时在上下游预 留岩埂挡水，明渠形成后，再开挖岩埂。石方开挖采用手风钻配合 100 型潜孔钻钻孔，梯段爆破，预留保护层，保护层采用浅孔爆破。石方 开挖料采用 2m3 装载机挖装，15t 自卸汽车运输。 （2）围堰 一二期横向围堰土石碴填筑利用工程开挖料，从堆料场取料，采 １５０ 用 反铲挖掘机开挖，8t 自卸汽车运输上堰，74kw 拖拉机压实。 围堰填筑的粘土料、反滤料从料场取料，采用自卸汽车运输上堰。高 喷灌浆采用高压旋喷方式，基础为砂砾石层，孔距 。 一期纵向围堰中间部分利用明渠边坡，上下游采用浆砌石围堰。 围堰施工时，先用明渠开挖料在导墙外围做低水围堰，形成基坑后， 再砌筑浆砌石。浆砌石施工采用 拌和机拌制砂浆，胶轮车运输 入仓，块石胶轮车运输，人工砌筑。 一期上下游围堰和二期下游围堰需拆除，共需拆除土石料 万 m3，采用 反铲挖装，8t 自卸汽车运输至弃碴场。 （3）导流底孔 导流底孔设 1 个，尺寸为 ×3m，长约 20m，钢筋用量约 t。 导流底孔与冲砂孔结合，故底孔闸门采用钢闸门。 截流、导流底孔下闸及蓄水 根据施工进度计划，本工程一期围堰在 8 月底截流，二期围堰 在 9 月底截流，截流标准按重现期 5 年的当月月平均流量，截流流量 较小，立堵法截流。 本工程正常水位为 620m，相应库容 885 万 m3，导流底孔下闸时 间安排在溢流堰具备泄流能力，弧形闸门安装完毕后，按施工总进度 为第三年 10 月。 主体工程施工 本工程主体工程主要包括大坝、引水隧洞、厂房、管道、开关站 等。混凝土砌石拱坝顶高程 ，最大坝高 67m ，轴线长 。 厂房装机为 2×8MW，开关站位于左岸山坡上。主要工程量有：混凝 土 32443 m3 、混凝土砌石 52045m3 、土石方开挖 62656m3、土石方回 填 4856 m3、帷幕灌浆 1215m。 １５１ 工程分二期施工，先开挖右岸导流明渠，一期施工左岸非溢流坝 段和 1 孔溢流坝段，形成导流底孔，二期施工右岸 孔溢流坝段、 非溢流坝段。 土石方开挖和回填 本工程基础开挖包括：土方开挖和石方开挖。开挖顺序为：先开 挖导流明渠，再开挖左岸，最后开挖右岸：先岸坡后基坑；先清覆盖 层，后挖基岩，自上而下逐层开挖。 岸坡土方开挖采用 液压挖掘机结合人工开挖，8t 自卸汽车 运输。岸坡石方开挖采用 100 型潜孔钻钻孔，孔深 6～9m，梯段爆破， 设计开挖边线采用预裂爆破；河床石方开挖采用手风钻配合 100 型潜 孔钻钻孔，并应预留 左右的保护层，保护层采用浅孔爆破。石 方开挖料采用 74kw 推土机集碴，2m3 装载机装车，15t 自卸汽车出碴。 开挖料部分用于工程砌块石，部分用于围堰填筑，多余部分运至弃碴 场。 施工出碴道路：左岸将新建永久进厂公路沿高程 622m 布置，施 工前期，新建交通桥一座，用于沟通左右岸交通，新建施工临时道 路 2 条，用于连接上下游围堰、施工出碴和混凝土运输，右岸道路路 面高程约为 568m，左岸道路路面高程约为 570m，道路全长 10