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河水电站工程设计综述

摘要:秃尾巴河水电站位于吉林省抚松县,是以发电为主,兼顾旅游等综合利用的水利工程,水库库容4.8×104m3,装机容量990kW。秃尾巴河水电站的建设,不仅开发利用水力资源,也为地区经济发展提供了可靠的能源,对巩固、提高抚松县电气化县具有非常重要的意义。

关键词:水库;电站;发电

1概述

1.1工程概况

秃尾巴水电站坝址位于锦江支流秃尾巴河下游,电站厂房位于锦江下游。所辖为吉林省长白山管委会池南区境内,秃尾巴河是锦江右岸一级支流,发源于抚松县漫江镇唯东西北,于抚松县漫江镇锦江桥处汇入锦江。流域内泉水发育,主要来水除汛期降水以外,非汛期大部分来水是上游的泉水补给。秃尾巴河水电站工程等别为Ⅴ等,建筑物级别为5级,挡水建筑物设计洪水标准P=5%,校核洪水标准P=1%;电站厂房设计洪水标准P=5%,校核洪水标准P=2%;消能防冲建筑物洪水标准P=10%。主要由溢流式挡水坝、引水明渠、压力前池、压力管道、电站厂房等组成。水库库容4.8×104m3,装机容量990kW。1.2流域概况秃尾巴水电站坝址位于锦江支流秃尾巴河下游,坝址以上控制流域面积为37.9km2,河道长17.8km,河道平均比降为8.0‰。厂房位于头道松花江支流锦江下游,厂址以上控制流域面积为490km2,河道长60.2km,河道平均比降为11.5‰。秃尾巴河是锦江右岸一级支流,发源于抚松县漫江镇唯东西北,于抚松县漫江镇锦江桥处汇入锦江。流域集水面积为45.9km2,河道长20.8km,河道平均比降为7.2‰。

2地质

坝基地基岩性为卵石及卵石夹粘性土等松散层,总厚度为5.0m,其下为致密块状玄武岩。第四系松散体变形大,不宜作重力坝坝基,建议全部清除。将坝基坐于致密块状玄武岩岩体上,其强度可满足要求,其下无软弱层,坝基无沉陷稳定问题;致密块状玄武岩未发现缓倾角节理,坝基无滑动稳定问题;坝基表部岩体为中等透水层,存在渗漏问题;基坑大部分岩性为强透水的卵石及卵石夹粘性土,且位于河边,地下水补给源充沛,需采取基坑有效排水措施,避免出现流砂和渗稳问题。电站厂房地基岩性从地表向下依次为卵石夹粘性土厚度1.50~2.00m、碎块石含粘性土厚度1.50~2.50m、致密块状玄武岩厚度8.00~10.0m。

3主要建筑物布置

3.1工程总布置

秃尾巴河水电站工程主要建筑物溢流式挡水坝、引水明渠、压力前池、压力管道、电站厂房和升压站等组成。溢流式挡水坝总长24m;引水明渠位于挡水坝上游河道左岸,总长1248.37m;电站厂房位于大坝下游河道左岸,升压站位于电站厂房的左侧。

3.2挡水坝设计

挡水坝为混凝土溢流顶,坝顶总长24m,坝顶高程为858.00m,建基高程为854.50m,最大坝高3.5m,上游为垂直坝坡,下游坝坡为1:0.6,进场道路布置在河道左侧。

3.3引水明渠设计

引水明渠总长1248.37m,引用流量2.5m3/s,梯形断面,全断面干砌石衬砌,下设两布一膜防渗。明渠底坡1/1500,渠底高程856.50m~856.16m,渠道底宽2m,边坡1:1.5。

3.4压力前池设计

压力前池位于引水明渠末端,最大池深3.97m,前池底高程854.96m,通过1:5的变底坡段与上游引水明渠相连接。前池净宽3.5m,为整体U型槽结构。压力前池末端为压力管道进水闸,设计引用流量2.5m3/s,结构型式为孔口式,由闸室段及渐变段组成。闸室段长5.75m,闸室底板厚1.2m,边墩厚1.5m。闸底板高程854.96m,一孔,孔口尺寸1.2m×1.2m,进口设置一扇拦污栅及一扇事故检修闸门,相应启闭设备为电动葫芦及卷扬机;闸室段上部分别设置了检修平台及启闭平台,检修平台高程858.93m,启闭平台高程862.63m。闸室基础为卵石夹粘性土,经计算,抗滑稳定及地基承载力均满足规范要求。渐变段长3.0m,主要为进水闸孔口由方孔渐变为圆孔,并与压力管道相连接。

3.5压力管道设计

压力前池进水闸后接压力管道,压力管道为钢管,内径1200mm,壁厚16mm,总长331.29m。

3.6电站厂房设计

电站厂房主要由主厂房、副厂房组成,厂房位于大坝下游河道左岸,距坝区约1.6km。厂房最低尾水位为806.60m。主厂房为地面式厂房,座落在气孔玄武岩上,长18.98m,宽12.8m,分为主机间和安装间两部分。主机间发电机层高程为805.10m,内装有一台发电机组,单机容量为990KW,总装机容量为990KW,机组中心线上游侧净宽6m,下游侧净宽5m,厂房净宽11m。安装间在主机间右侧,与主机间同宽,地面高程为810.00m。主机间下游侧尾水管底板高程为801.30m,尾水管后接一直段,直段后为反坡段,底坡为1:4,后接梯形尾水渠,底宽2.6m,边坡1:2,与河道相接。副厂房位于主厂房左侧,单层布置,长19.9m,宽12.8m,屋顶高程为814.50m,底板高程为810.00m,底板厚0.25m,副厂房为钢筋砼排架基础。

作者:周贺达 左明利 单位:吉林省水利水电勘测设计研究院

参考文献:

[1]中华人民共和国水利部,等.水利水电工程等级划分及洪水标准[S].北京:中国水利水电出版社,2000.

[2]武汉大学水利水电学院水力学流体力学教研室.水利计算手册[M].北京:中国水利水电出版社.2006:509-516.

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