团滩河水库电站工程二级电站电站主要建筑物设计方案.docx

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1、团滩河水库电站工程二级电站电站主要建筑物设计方案二级电站主要建筑物有取水枢纽、引水隧洞、压力前池、压力管道及厂区建筑物。1.1二级电站取水枢纽取水枢纽主要由翻坝闸坝、进水闸和沉沙池组成。（1）翻坝闸坝段翻板闸坝堰顶（即闸底）高程初拟根据枢纽布置,翻板闸坝布置于主河床上,本段原河槽地面高程为332.7m334.2m,由于本工程洪峰流量较大，若闸底板高程较高，将抬高洪水期水位，淹没上游新华村居民点；同时单宽消能率增大，增加下游消能防冲的工程量。因此,闸底板高程以尽量增加泄流能力、降低洪水期水位和工程量最小为原则，本阶段初拟334.5m作为翻板闸坝堰顶（即闸底）高程。工程布置坝轴线基本垂直于河床布置

2、，坝基座落在泥岩夹粉砂岩层上。河床段布置翻板闸坝，设有10孔8mX4m（bXh）翻板闸门，翻板闸坝段总长80m,最低建基面高程为328.5m,翻板闸顶高程338.5m（正常蓄水位高程），底板高程334.5m,最大坝高为6m,最大底宽16.65m。翻板坝由水力自控翻板闸门、支墩、坝基础和左右岸导墙组成。翻板闸门采用液控同步双驱动水力自动翻板闸,在闸门运行时既能在水力及自重作用下平稳开关，也可借助液控同步启动系统随意开启或关闭闸门。这种闸门由生产厂家负责安装调试及技术指导。溢流堰顶（翻板闸底板）接1：5直线段，直线段末端与下游护坦相接。护坦长16m,顶面高程332.8m。护坦厚1m,面层为30Cm

3、厚HFC35抗冲耐磨碎，底层为50Cm厚C15埋石碎。底板设100排水孔，纵横间距2m。底板下设反滤层，至上而下分别铺设0.2m厚砂层和0.2m厚碎石层。坝体构造翻板闸坝坝体内部采用C15碎砌块石，基础垫层采用0.5m厚C15碎，上游坝面采用0.5m厚C20碎，堰顶坝面采用0.3m厚HFC35抗冲耐磨碎，左、右侧边墩和中间分隔墩采用C20碎。护坦面层为30Cm厚HFC35抗冲耐磨碎，底层为50cm厚C15埋石碎。(2)进水闸底板高程初拟进水闸底板高程在满足设计流量的条件下，应尽可能高一些，以防止推移质泥沙进入沉沙池。本工程在满足设计流量的条件下，本阶段初拟进水闸底板高程为335.5m。结构布置

4、进水闸布置于翻板闸坝左岸坝端，进水闸顺水流向轴线与翻板闸主流向轴线平行。进水闸前沿设拦沙坎，长18m,坎顶高程336.3m。进水口呈喇叭口型，喇叭口前沿宽6m,进水闸顶高程341m；进水闸闸底板高程335.5m,闸孔内设工作闸门，孔口尺寸3m3m(bh),启闭机排架对应闸门布置于闸墩顶。进水闸中心线上游12m设拦污栅，孔口尺寸6m5m(bh)0本工程设计取水流量为14m3s(其中冲砂流量l11r7s).闸室底板厚2m,面层为0.5m厚C20磴，底层为设l5m厚C15埋石砂。闸墩采用C15埋石碎，闸室迎水面采用Im厚C20位衬砌。闸孔前设C25钢筋碎胸墙，厚0.4m。(3)沉沙池进水闸后接沉沙池

5、，根据该段河道右岸地形、地质条件，沉沙池布置为地面式。沉沙池由扩散段、池厢段、收缩段组成，沉砂池总长84.Om,平均工作水深4.Omo沉沙池扩散段长12m,坡率i=l8;池厢段长60m,宽8m；沉沙池收缩段长12m,坡率i=0.0010收缩段后接引水渠节制闸，孔口尺寸3.2mX2.9m(bXh)0沉沙池底冲沙廊道布置为两孔,矩形断面宽0.5m,高0.5m。冲砂廊道在沉沙池尾端合为一孔，经6.6m长DN800校预制管与控制闸阀相接。池厢段首段临河侧设溢流堰，溢流侧堰长25m,溢流堰堰顶高程338m。沉沙池建基面设60cmC15埋石碎垫层；溢流侧堰及沉沙池边墙均采用C15埋石碎结构；沉沙池底板采用

6、C20碎；冲砂廊道采用C20碎。（4）设计计算泄流能力计算拦河闸坝10年一遇洪峰流量1270m3s,20年一遇洪峰流量1490ns,翻板闸坝泄流能力计算公式如下：Q=mb、B技H/式中：Q流量，m3/s；m流量系数；闸墩侧收缩系数；4淹没系数；B溢流堰总净宽；g重力加速度；H0计入行近流速的堰上总水头，m,H0=H+v22g；翻板闸坝泄流曲线见表6-66o翻板闸坝泄流曲线表表6-66水位（m）334.5335.0335.5336.0336.5337.0337.5流量(m3s)040.1113.4208.3320.7448.3589.3水位（m）338.0338.5339.0339.5340.0

7、340.5341.0流量(m3s)742.6907.31082.61267.91462.81666.71879.4从上表可知，在设计洪水（P=IO船库水位339.5Iin）情况下，能安全下泄相应下泄流1270n?/s；在校核洪水（P=5%,库水位340.07m）情况下，亦能安全下泄相应洪水流量1490m7s,满足泄流能力要求。翻板闸坝稳定及边缘应力计算：A、荷载组合（a）基本组合1（正常蓄水位情况）：作用组合：正常蓄水位与相应的不利水位的静水压力+坝体自重+水重+泥沙压力+扬压力。（b）基本组合2（设计洪水位情况）：作用组合:设计洪水位与相应的下游水位的静水压力+坝体自重+水重+泥沙压力+扬压

8、力+动水压力。(C)特殊组合(校核洪水位情况)作用组合:校核洪水位与相应的下游水位的静水压力+坝体自重+水重+扬压力+泥沙压力+动水压力。B、计算公式采用抗剪公式计算坝基抗滑稳定安全系数，材料力学方法计算坝基边缘应力。C、抗滑稳定及边缘应力计算结果如6-67。坝体稳定及应力计算成果表表6-67果工况抗剪安全系数K应力(Mpa)坝趾坝踵基本组合11.4150.1520.092基本组合21.2250.1580.096特殊组合1.1760.1430.105从上表可知，拦河坝抗滑安全系数和应力均满足规范要求。沉沙池水力计算A、平均流速：式中：Vcp沉沙池水流平均流速，m/s；Q沉沙池内流量，m3s;B

9、一一沉沙池工作宽度，m；Hcp沉沙池工作水深，m；经计算：vcp=0.375m/s,满足要求。B、沉沙池泥沙淤积的容积V=B5+giL)式中：V为沉沙池泥砂淤积的容积，m3;B为沉沙池的宽度，m；1.为沉沙池长度，m；一一为沉沙池内泥砂淤积厚度，m；i为沉沙池底坡。经计算：V=513n?C、冲沙时间的计算：=-W凶B式中：T冲沙时间(s)；泥沙容重(kg11);经计算：T=130s=2.2minD、冲沙廊道内的平均流速。v=式中：V廊道内平均流速，m/s；流速系数；Z0为计入行近流速的廊道进出口水头差；经计算：v=2.53msV=3ydmag,满足要求。Ex廊道内的冲沙流量。N=BH2gz0式

10、中：U为流量系数，取0.80；h为廊道的高度，mo经计算,廊道内的冲沙流量为1.0m7so1.2二级电站引水隧洞（渠道）设计（1）二级电站引水线路选择D二级电站引水洞线布置比选二级电站坝址位于团滩河及支流麻柳河汇合口（同心桥）以下约43Om处，厂址位于坝址下游约Iokm的刘麻湾处，电站工程区地貌类型属构造侵蚀、溶蚀低山、中低山地貌。地形受构造控制，山脉顺构造线呈东西向延伸，背斜呈山，向斜呈谷。根据工程河岸的实际地形、地质情况及厂房的位置对左、右岸引水系统布置比选。布置在左岸引水洞线长6722m,现有102省道开（县）巫（溪）公路通过，交通便利。若引水系统布置在右岸，需穿越桥湾支沟，引水洞线总长

11、约7820m,比左岸布置的洞线长1098m,且厂址推荐方案位于河道左岸，存在压力管道跨河问题。加之右岸洞线需新修施工便道，工程投资比左岸大。因此，从节约工程投资、施工条件等方面考虑，本阶段选择左岸布置引水隧洞洞线方案。2）引水洞线方案比选根据已选定的坝址和厂址方案，对布置在河道左岸的引水系统进行具体洞线走向比选工作。本阶段针对隧洞第二个转弯点前拟定傍山和深埋两条洞线方案进行比选。方案一：从隧洞进口开始，经庙湾，大茅坡，响水洞，黄沙堡，新路，松林湾、白鹤洞到压力前池止，全长6722m,设黄沙堡支洞（桩号2+286）和松林湾支洞（桩号4+796）,长度分别为67m、137m。支洞总长204m,施工

12、单洞最长2510m方案二：从隧洞进口开始，经庙湾，吴家梁，方家屋场，田城口，松林湾,白鹤洞到压力前池止，全长6449m,设松林湾支洞（桩号4720）,长度分别100m。施工单洞最长4720mo两方案洞线工程量及投资见表6-68。施工条件比较见表6-69。二级电站隧洞路线方案工程量及投资比较表表6-68项目单位隧洞路线方案备注方案一方案二洞挖石方m114980110380C15碎底板3m45904410C20喷碎(10cm)3m310300C15碎边墙（厚30cm）3m98109420C15碎顶拱3m103709960C20碎边墙（厚30Cm）3m290280C20碎顶拱m,310300622锚

13、杆（长2m）根3780363066.钢筋网t15.214.6钢筋制安t68.966.14碎石3m700670止水m16401570工程投资万元3200.763073.68二级电站两种洞线方案施工条件比较表表6-69项目方案一方案二主洞长度67226449施工支洞总长度204100最长施工单洞25104720围岩及施工条件围岩条件好，通风条件好围岩条件好，通风条件一般经比较，虽然方案二可节约投资127.08万元，但方案二施工单洞比方案一长2210m,相对增加施工工期27个月，由于隧洞施工的工期是整个工程的控制工期，如提前发电27个月，产生的效益约为2250万元，且增加的工期还会产生临时的管理费用

14、和临建费用。两者相比，方案一有较明显的优势。因此，本阶段推荐方案一。（2）二级电站引水隧洞（渠道）比降选择二级电站引水隧洞（渠道）的比降选择既要满足隧洞（渠道）在运行中达到不冲不淤的安全条件，又要在满足设计引水流量的前提下节省工程投资和发挥其较大的发电效益。本阶段拟定了1/1000、1/1500、1/2000三种隧洞（渠道）比降进行比较选择，隧洞（渠道）比降选择比较见表6-70。二级电站引水隧洞（渠道）比降比较表表6-70项目单位比降备注1/10001/15001/2000设计流量m3s131313过水断面渠宽m3.03.23.4水深m2.62.842.97流速m/s1.731.491.34主要工程量明挖土方m3268028603040明挖石方m3128013701460洞挖石方m198860114980126290C15碎底板m3446045905050C20喷碎（厚10cm）m3280310320C15碎边墙