枢纽布置对水电站坝型选择的影响

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　　摘要：影响水电站坝型选择的因素较多，有库区坝址条件、地质地形条件、枢纽布置方案、施工导流方案等，以一水电站为例，通过方案比较分析说明枢纽布置对水电站坝型选择的影响。

　　关键词：影响因素,枢纽布置,坝型;方案

　　1. 前言

　　水电站坝型选择涉及到的影响因素较多，如库区坝址条件、地质地形条件、枢纽布置方案、施工导流方案、施工技术方案的选择、施工工期、工程造价、材料价格及材料运输费用、料场的选择利用及开采程度等。现以一水电站为例，通过方案比较分析说明枢纽布置对坝型选择的影响。

　　2. 电站概况

　　某水电站位于四川省阿坝州脚木足河上，经专题报告论证本电站选定的坝址河谷形态呈基本对称的“V”型，两岸山体雄厚，基岩裸露，坝址为花岗岩，致密坚硬，坝址的地形地质条件具备修建当地材料坝和混凝土坝的条件。

　　3. 坝型初选

　　可供选择的当地材料坝坝型主要有土质心(斜)墙堆石坝、沥青混凝土心墙堆石坝和混凝土面板堆石坝等;混凝土坝可选重力坝、拱坝等坝型。

　　混凝土面板堆石坝在当地材料坝中具有堆筑量相对较小、施工干扰相对少、施工速度较快等优势，近年来得到越来越普遍的应用，施工技术也越来越成熟，值得首先考虑。坝址区下游约4km有火烧山花岗岩块石料场，便于混凝土沙石骨料的加工。混凝土面板坝的建坝条件相对较好。因此，当地材料坝方案以混凝土面板堆石坝为代表坝型。

　　坝址河谷狭窄，河床覆盖层厚度约12～26m，坝址岩体物理力学特性较好，具备修建混凝土拱坝的地形地质条件。因此，混凝土坝方案以拱坝为代表坝型。

　　4. 坝型方案比较

　　4.1 面板坝方案枢纽布置

　　4.1.1 首部枢纽布置

　　首部枢纽除大坝外，主要由右岸电站进水口、导流洞以及左岸泄洪洞、放空洞等组成。

　　根据枢纽泄洪设施建筑物的布置、泄量分配以及参与导流的程度，并考虑运行灵活性、可靠性以及综合造价等因素，初步拟定无压泄洪洞，放空洞参与泄洪及初期导流。无压溢洪洞最大泄量3000m3/s，参与设计、校核洪水渲泄。泄洪放空洞设计泄量700m3/s，参与设计、校核洪水泄洪，水库放空及初期导流。导流洞设计泄量1170m3/s，全年导流，后期封堵。

　　4.1.2 引水发电系统布置

　　引水发电系统由电站进水口、引水隧洞、上游调压室、压力管道、地下厂房、尾水调压室、尾水隧洞等组成。进水口采用岸塔式，进水口最大开挖边坡高约100m。右岸引水隧洞全长约9576m，采用圆形断面。压力管道采用单机单管供水，平行布置。地下厂房布置于区内花岗岩侵入体的下游段Ⅲ、Ⅱ类岩体内，根据优势节理发育情况，初拟主厂房为主副厂房、主变室、尾调室三大洞室平行布置。尾水调压室为阻抗式长廊型，后接一条有压尾水洞。

　　4.2 拱坝方案枢纽布置

　　4.2.1 首部枢纽布置

　　首部枢纽除大坝外，主要由右岸电站进水口、导流洞等组成。参照国内已、在建碾压混凝土坝的泄洪消能设计并结合本工程地形条件，泄洪通道布置在坝身，由3个表孔、2个放空底孔组成。

　　4.2.2引水发电系统布置

　　引水发电系统与面板坝方案基本一致。

　　4.3 比选意见

　　两种坝型首部枢纽布置不同，引水线路布置、厂址及厂区布置选择等，均不存在实质性的影响。因此，坝型比较的关键是首部枢纽的差别，而首部枢纽布置的关键影响因素是泄洪设施。将两种坝型泄洪设施的主要特征列于表1，可知：

　　(1) 建坝技术条件

　　坝址河谷基本对称、两岸山体拔河较高、谷坡陡峻。河床及岸坡覆盖层较浅，分布范围有限。岩体较完整、坚硬，构造简单，强缷荷风化深度不太深。两种坝型均建基于基岩，没有修建高120m左右面板坝或拱坝的制约因素，建坝的地形及工程地质条件基本相当。

　　(2) 建筑物技术条件

　　两种坝型对应的各建筑物技术均在现有实践、经验范围内，技术难度都不大。但拱坝建基面的选取相对偏先进、基础处理要求较高，因此局部地质条件变化风险相对较高;并且拱坝最大开挖边坡高度接近200m，相应的工程地质条件风险更为突出。

　　(3) 工程经济指标