甘溪三级水电站枢纽布置设计.docx

甘溪三级水电站枢纽布置设计摘要：甘溪是临安市境内的一条小溪流，上游修建有龙头调节水库，通过３级开发，使水资源得到了合理利用。甘溪三级水电站是一座典型的引水式小型水电站。阐述了甘溪三级水电站的枢纽布置、方案选择及建筑物设计。关键词：小型水电站引水式水电站枢纽布置水工建筑物１工程概况甘溪三级水电站位于浙江省临安市甘溪中游，是甘溪梯级开发的第三级水电站，属典型的中水头引水式电站。工程枢纽主要由渠首枢纽、无压输水隧洞、前池、高压管道、发电厂房和尾水渠组成。电站装机容量２×４００ｋＷ，设计水头３４．６ｍ，单机最大过流量１．５ｍ３/ｓ。多年平均发电量２２３万ｋＷ·ｈ，年利用小时数２７８８ｈ。电站出线Ｔ接至１０ｋＶ甘溪线并网，输电线路长度为５００ｍ。甘溪是天目溪的一条支流，上游建有甘溪一级水电站和甘溪二级水电站。甘溪一级水电站装机容量２×１６０ｋＷ，坝址控制流域面积１９．６ｋｍ２，水库总库容２１４万ｍ３。甘溪二级水电站装机容量３×５００ｋＷ，利用集雨面积３３．５ｋｍ２。甘溪流域内雨量充沛，多年平均降雨量１６２５ｍｍ。多年平均气温１５．６℃，极端最高气温４１．６℃，极端最低气温－１３．２℃。甘溪三级水电站渠首枢纽位于甘溪二级水电站尾水出口下游２０ｍ处，坝址控制流域面积４０．３ｋｍ２，区间引水集雨面积２ｋｍ２。多年平均流量１．１８ｍ３/ｓ，年径流量３７２１万ｍ３。坝址设计洪水流量３８６ｍ３/ｓ，校核洪水流量５２２ｍ３/ｓ。工程区地质条件简单，出露基岩为奥陶系上统於潜组页岩和砂岩，河床处砂砾石覆盖层厚１～３ｍ，山坡处覆盖层厚０．５～２ｍ，两岸台地覆盖层较厚。河道中水质清澈，泥沙含量很少。２方案选择２．１坝址选择甘溪三级水电站是甘溪二级水电站的下一个梯级电站，坝址选择的原则为：１）满足与上级电站尾水位的衔接；２）满足进水闸和溢流堰的布置要求；３）不淹没耕地和房屋；４）使渠首枢纽工程造价最低。根据地形地质条件，坝址选定在甘溪二级水电站尾水出口下游２０ｍ处，该段河床宽约３５ｍ，坝型采用浆砌石溢流坝。２．２厂址选择厂址位于潘家村乌浪口，电站尾水排入支流乌浪溪中。设计中对上厂址方案和下厂址方案进行比选，下厂址方案与上厂址方案相比，水头增加３．６ｍ，电能增加２３万ｋＷ·ｈ，效益增加９万元，投资增加２５．２万元，差额投资经济内部收益率３５．５％，故选用下厂址方案。２．３无压输水系统方案选择无压输水系统有隧洞方案和明渠结合隧洞方案两种布置形式，两方案的轴线长度基本相同。明渠结合隧洞方案是进水闸后接长度为４２５ｍ的浆砌石明渠，其后仍为隧洞。经过比较，隧洞方案较明渠结合隧洞方案减少投资６．２万元，隧洞方案日常维护工作量少，且不占林地，故无压输水系统选用隧洞方案。３主要建筑物３．１渠首枢纽渠首枢纽由拦河堰、进水闸和拦沙坎组成。拦河堰为折线型浆砌块石实用堰，溢流段长３１．１ｍ，堰顶高程２２４．６３ｍ，最大堰高２．２３ｍ，堰顶宽１．５ｍ，上游面垂直，下游面坡度１∶２。堰体采用Ｍ７．５浆砌块石砌筑，外包３０ｃｍ厚Ｃ２０混凝土。由于上下游水位差小，溢流堰仅设置４ｍ长的浆砌块石护坦来消能，堰体防渗采用混凝土防渗墙。进水闸位于甘溪的左岸，紧邻甘溪二级水电站的进厂公路，采用侧向引水，引水角１５°。设置１孔宽２ｍ的闸孔，闸底板高程２２３．３５ｍ，后接无压隧洞。进水闸为胸墙式结构，闸室长４．４６ｍ，设１道拦污栅和１扇铸铁工作闸门，手动螺杆启闭机启闭，启闭机平台高程２２７．７０ｍ。由于河道中泥沙很少，且大部分淤积在上游的水库中，渠首枢纽不设置排沙设施，进水闸前设有拦沙坎，拦沙坎前考虑人工定期清沙。３．２无压输水隧洞进水闸至前池之间为无压隧洞段，长２３５４．９４７ｍ。根据地形条件及施工要求，无压隧洞段由１号隧洞、２号隧洞、３号隧洞和１号钢筋混凝土埋管、２号钢筋混凝土埋管组成，１号隧洞长１２４．１００ｍ，２号隧洞长８５５．４８５ｍ，３号隧洞长１３１５．３６２ｍ。１号隧洞、２号隧洞、３号隧洞之间由钢筋混凝土埋管连接，１号钢筋混凝土埋管长５０ｍ，２号钢筋混凝土埋管长１０ｍ。隧洞沿线分布的岩性为奥陶系上统於潜组砂岩、页岩互层，上覆岩体厚度３０～９０ｍ，整体性较好，属Ⅱ～Ⅲ类围岩。隧洞断面采用城门洞型，开挖断面宽２．４ｍ，高２．６５ｍ，纵坡为１?２０００，洞底采用１０ｃｍ厚的Ｃ１５素混凝土找平。隧洞进出口及断层地段采用钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度３０ｃｍ。连接段钢筋混凝土埋管采用箱型结构，净宽１．８ｍ，高２．０５ｍ，壁厚０．３ｍ。在桩号２＋１３９．３５处设置溢流支洞，把进入隧洞多余的来水排入支流乌浪溪中。溢流支洞长６５ｍ，断面呈城门洞型，开挖断面开挖宽２．４ｍ，高２．６５ｍ。３．３前池及压力管道前池布置在厂房上游的山坡上，采用钢筋混凝土结构，总长２１．２ｍ。正常运行水位２２３．２ｍ，最低运行水位２２１．