1、東朗水電站引水建筑物及廠房設計趙亮亮摘要：中國水電顧問集團成都勘測設計研究院規(guī)劃報告推薦水洛河干流額斯捷 可河段采用一庫十一級梯級開發(fā)方案。東朗水電站為水洛河干流額斯捷可河 段梯級開發(fā)的第二級，為混合式開發(fā)電站，本文通過對東朗水電站的實地考察， 根據國家標準，確立了其引水建筑物和廠房及開關站的規(guī)劃設計方案。關鍵詞：水電站；引水建筑物；廠房；設計引言中國水電顧問集團成都勘測設計研究院于2005年提出了四川省水洛河干流 （額斯捷可）水電規(guī)劃報告，2007年1月18日提出了四川省水洛河干流 （額斯捷可）水電規(guī)劃報告（補充報告），2007年4月，四川省發(fā)改委、四 川省水利廳以“川發(fā)改能源2007154

2、號文對規(guī)劃報告進行了批復。規(guī)劃報告 推薦水洛河干流額斯捷可河段采用一庫十一級梯級開發(fā)方案，電站自上而下 分別為亞宗、東朗、向丁、麥日、鉆根、固滴、新藏、博瓦、寧朗、撒多、捷可 電站，梯級電站總共利用落差1568m，總裝機容量1293MW，多年平均年發(fā)電量 58.2/62.5億kW.h （單獨運行/聯合運行），枯水年枯期平均出力168/245MW （單 獨運行/聯合運行），枯期電量10.0/12.8億kW.h （單獨運行/聯合運行）。東朗 水電站為水洛河干流額斯捷可河段梯級開發(fā)的第二級，為混合式開發(fā)電站，規(guī) 劃水庫正常蓄水位2878.0m，裝機容量60MW，工程開發(fā)任務以發(fā)電為主，兼顧 環(huán)境生態(tài)

3、用水。1引水建筑物1.1進水口擬采用岸塔式進水口。由于下壩址進水口斷面50年泥沙淤積高程僅為 2791.80m，故不考慮布置排沙設施，采用側向取水的布置型式，根據進水口安 全運行淹沒深度的要求，初擬底板高程2828.50m，塔頂高程與壩頂高程一致。進水口長22.8m，前緣寬21.8m，順水流方向分為攔污柵段、收縮段和閘門 段。攔污柵段以中墩分隔為2孔，單孔孔口尺寸8.0mx9.0m （寬x高），每孔設置 一扇攔污柵，為定期清除攔污柵前的污物，進水口配置一個固定式卷揚機，通過 將攔污柵整體吊出的方式進行清污。收縮段長度11.1m，底寬由17.8m漸縮為 6.0m。閘門段內設一扇檢修閘門，孔口尺寸

4、6.0mx6.0m （寬x高），閘門通過塔 頂上的固定卷揚式啟閉機操作。1.2引水隧洞有壓引水隧洞布置于右岸山體中，全線采用有壓隧洞形式，平面上設置兩個 轉彎，轉彎半徑均為35m，進口至調壓井中心全長1559.71m，隧洞進口底板高程 2828.50m，調壓室處底板高程2822.10m，斷面為馬蹄形，洞徑在經濟流速 2.5m/s4.5m/s范圍內初選，由于本工程調壓井距廠房相對較遠，洞徑選取時應 充分結合調保計算成果進行，確保引水隧洞斷面面積不小于壓力管道斷面面積， 由于壓力管道受調保計算制約管徑最終確定為5.60m，所以本階段引水隧洞選取 上半圓直徑為5.60m的簡易馬蹄形斷面，平均縱坡4.

5、30%。，流速3.08m/s。1.3調壓室根據地形、地質條件，采用簡單阻抗式調壓室，按DL/T 5058-1996水電站 調壓室設計規(guī)范中推薦的托馬公式計算，調壓室穩(wěn)定斷面面積為188.692m2。 圓形豎井內徑15.5m，調壓井底部高程2827.700m，頂部高程2907.700m，豎井 高79.00m，豎井頂部通過平洞與外界相通。調壓井最高涌波水位為2891.640m， 最低涌波水位為2832.724 m。由于調壓井位于變形巖體中，圍巖破碎夾泥，覆蓋 層及強風化巖體分布較厚，圍巖穩(wěn)定性差，且豎井內水位波動頻繁，變幅較大， 故全井采用鋼筋混凝土襯砌，襯砌壁厚100cm，并進行周邊固結灌漿，以

6、防止內 水外滲。1.4壓力管道壓力管道主管總長635.2m，調壓井出口段30m采用鋼筋混凝土襯砌，其余 為壓力鋼管，斷面內徑5.6m，在電站設計引用流量Q=81.3m3/s時，壓力管道內 流速為3.30m/s。上平段直接與調壓室相接，壓力管道中心高程為2824.900m， 長102m，豎井段及上下彎段總長75.75 m，上下彎段轉彎半徑18.0m，下平段主 管段長457.45m，均為地下埋管，洞內鋼襯段外部回填素混凝土，厚度60cm。壓 力管道頂拱進行回填灌漿，圍巖周圍進行固結灌漿，鋼管段底部與回填混凝土接 觸部位進行接觸灌漿。壓力管道三條支管長分別為30.3m，27.0m，30.3m （計算

7、 至蝶閥處），內徑為2.8m，每條支管末端均設置相同內徑的蝶閥。2廠房及開關站2.1廠區(qū)布置挖爾廠址位于東朗鄉(xiāng)政府下游2.1km處的水洛河一級階地上，東朗稻城碎 石公路從廠區(qū)通過，交通方便。廠區(qū)寬60m80m，長200m220m，高于河床 10m12m，現狀為一平行于水洛河的長條形農田，地面較為平坦且開闊。調壓 井位于廠后山體邊坡內，壓力鋼管采用洞內埋管方式布置。電站廠區(qū)由主廠房、 副廠房、主變場、開關站、回車場及進廠公路等組成。2.2主廠房布置發(fā)電廠房機組中心控制點坐標：X=3194080.0262，Y=661442.6812；機 組中心控制點坐標：X=3194080.9982，Y= 661

8、431.7250；機組中心控制點坐標: X=3194081.9700，Y=661420.7681。主廠房尺寸為 56.0mx18.5mx36.86m （長x寬x 高），其中主機間長37.5m，安裝間長18.5m。主機間內安裝三臺單機容量為 22MW的立軸混流式水輪發(fā)電機組，機組間距11.0m，安裝間與機組之間設永 久縫。主機間基礎建于覆蓋層上，安裝間建于回填土石上，滲漏與檢修集水井布 置在機組段右側。2.3副廠房布置副廠房布置在主廠房上游側，共分五層。底層高程2771.900m，與水輪機層 同高，主要用于布置技術供水室和壓氣機室。第二層樓面高程為2778.700m，與 發(fā)電機層同高，用來布置發(fā)

9、電機主引出線和發(fā)電機電壓配電裝置。第三層為電纜 夾層，樓面高程為2783.500m。繼電保護室、中控室、通信室、儀器儀表室布置在 第四層，樓面高程為2786.300m。第五層樓面高程為2791.400m，主要用于布置 蓄電池室及辦公室、會議室等。上游副廠房左右側各布置一部樓梯與各層相通。2.4廠房防洪排水主廠房通過尾水閘墩及水下周圍墻體擋水，尾水閘墩頂部高程為2778.700m， 高于校核洪水位（2776.763m） 1.637m。廠區(qū)排水采用自排和抽排兩種措施，高 程2778.700m以下廠房內集水和滲水引至集水井，抽排至尾水渠；沿廠房后側山 體開口線設置截水溝，將截水溝以上山體來水排至尾水

10、渠；主變場、開關站及廠 區(qū)地面積水沿周邊排水溝排入尾水渠，最終排至水洛河。2.5尾水建筑物根據廠址處水位流量關系曲線，廠房校核尾水位為2776.763m，而廠房發(fā)電 機層高程為2778.700m，確定尾水閘墩頂部高程與發(fā)電機層同高，滿足防洪要求。 閘墩頂部寬4.165m，尾水檢修門采用1臺250kN電動葫蘆進行啟閉。尾水渠底 寬35.0m，尾水渠由尾水反坡段和連接段兩部分組成，總長195m，其中反坡段長 25.10m，尾水管出口高程2763.560m，反坡段以1 : 4的縱向反坡接連接段。2.6主變及開關站根據地形、對外交通、進出線以及今后運行檢修的需要，主變場及開關站布 置為戶內式，與上游副

11、廠房并排布置在靠安裝場一側，主變場位于GIS開關站下 層，與發(fā)電機層同高，布置一臺型號為SFP10-80000/220主變。戶內GIS開關站 樓面高程為2788.700m，平面尺寸為24.6mx12m （長x寬）。2.7廠房整體穩(wěn)定及應力分析根據DL 5180-2003水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準規(guī)定，本工程 為二等大（2）型工程。發(fā)電廠房建筑物級別為2級，結構安全級別為H級。發(fā) 電廠房設計洪水重現期為200年，校核洪水重現期為500年，相應洪峰流量分別 為 838m3/s 和 921m3/s。根據SD 335-89水電站廠房設計規(guī)范，對廠房進行整體穩(wěn)定及應力計算分 析。廠房整體穩(wěn)定及應力計算成果見表13結束語初步確定本工程為二等大（2）型工程。樞紐建筑物中的擋水建筑物級別為1級，結構安 全級別為I級；泄水建筑物、引水建筑物及發(fā)電廠房等主要建筑物為2級建筑物，結構安全 級別為口級；次要建筑物為3級，結構安全級別為口級。擋水建筑物、泄水建筑物、放空隧洞、引水隧洞進水口正常運用洪水重現期為500年， 非常運用洪水重現期為5000年，消能防沖正常運用洪水重現期為50年；發(fā)電廠房正常運用 洪水重