狮泉河电站引水、泄水建筑物工程布置设计

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1、狮泉河水电站引水、泄水建筑物工程布置设计刘跃彭玮(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川成都610072)摘要：结合狮泉河水电站工程区的地形、地质条件及枢纽布置的特点，介绍了狮泉河水电站引水、泄水建筑物的布置设计，旨在为在建、待建堤坝式开发的类似工程引水、泄水建筑物的布置设计提供一些有益的启示。关键词：引水建筑物；泄水建筑物；溢洪道；放空底孔；进水塔；狮泉河水电站1.前言狮泉河水电站位于西藏阿里地区狮泉河镇上游7.0km的狮泉河上，开发任务以发电为主。枢纽由心墙堆石坝、引水建筑物、泄水建筑物及右岸坝后地

2、面厂房组成。最大坝高31m。电站装机容量6400kW，水库正常蓄水位4315.00m，水库总库容1.85亿m3，水库具有年调节能力，调节库容0.64亿m3。电站年发电量1396.4万kW.h；保证出力1494kW，该电站的建成将彻底解决该地区无稳定电源问题，成为该地区较长一段时间内经营成本低，运行可靠，并兼有防洪以及下游灌溉效益的电源点，对满足地区军民用电和发展民族地区经济，促进边疆地区的政治、国防和社会稳定，将起到重大的作用。2.枢纽总布置设计狮泉河水电站以发电为主，兼顾防洪，枢纽由挡水建筑物、引水建筑

3、物、泄水建筑物和厂区建筑物四大部分组成，根据枢纽工程区的地形、地质条件，电站采用堤坝式开发方式以使电站具有年调节能力。经过坝型比较后，选定粘土心墙土石坝挡水。在引水发电和泄洪建筑物布置方面，根据两岸的地形地质条件，没有条件采用隧洞引水、泄洪洞和地下厂房等布置方案，此外根据碾压式土石坝设计规范的规定，对高、中坝和高地震区的坝，不得采用布置在软基上的坝下埋管的方式来泄洪。在坝址选择时，充分考虑到以上布置难题，选择坝址右岸为孤立岩石山坡，左岸为洪坡积体，基岩埋深大、出露高程高，若将溢洪道布置在左岸，工程难度较大

4、，且投资也较多，右岸基岩埋深相对较浅，山体雄厚，岩体完整性较好，故将引水及泄水建筑物集中布置在右岸坝端，利用浇筑在基岩上的土石坝基础混凝土从左至右依次布置了引水发电进口、放孔底孔和开敞式溢洪道，其中引水发电及放空底孔采用深式进水口，溢洪道采用开敞溢流堰型式进口，坝下游分别接引水压力钢管、放空底孔和溢洪道泄水槽，压力钢管后接地面厂房，放空底孔和溢洪道泄水槽末端设挑流鼻坎，挑射水流经下游开挖的泄水明渠进入原河道。以上布置方案可作为类似工程参考。挡水建筑物采用粘土心墙土石坝，坝顶高程4318.00m，坝顶长40

5、7.45m，宽6.00m，最大坝高31.00m，上、下游坝坡均采用干砌石护坡。引水及泄洪建筑物集中布置在河床右岸，在坝轴线上游合建一重力式进水塔。引水建筑物由坝前塔式进口、坝下引水道和坝后沟埋式钢管三部分组成。塔式进水口前沿在坝轴线上游约50.00m，塔顶高程4318.00m，长15.00m。进水口设于进水塔左侧，底高程4301.00m。坝下引水道长70.00m，内径4.50m。坝后采用钢埋管结构。泄洪建筑物由表孔溢洪道作为经常性泄洪设施，同时设置一底孔共同担负泄洪任务。表孔溢洪道位于进水塔最右侧，由溢流

6、堰段、泄槽段和挑流段组成，总长214.00m，堰顶高程4309.00m。泄洪放空底孔由闸门控制段、无压泄槽段和出口挑流段组成，总长204.00m，进水底高程4290.20m。厂区枢纽建筑物布置于右岸坝后、溢洪道出口左侧，主要有主机间、安装间、副厂房、开关站和尾水渠等。主厂房总长60.90m，宽13.20m，安装6台水轮发电机组；副厂房布置于主厂房上游，长60.90m，宽8.20m；开关站（含主变场）布置于土石坝坝址回填体上，长72.00m，宽44.50m。引水、泄水建筑物平面布置见图1。图1引水、泄水建筑

7、物平面布置图3.引水建筑物布置设计电站采用坝后岸边式明厂房有压引水发电方式，厂房布置在右岸河漫滩上。设计引用流量34.2m3/s。考虑本工程库容较大且引水进口高程较高，不设沉沙建筑物。受进水口及厂房位置的限制，引水道全长201.0m，为减小压力管道ΣLV值，引水道主管管径采用4.5m，管内流速2.15m3/s。经调保计算，惯性时间常数Tw＝2.26s，对于在阿里地区电力系统占重要地位的狮泉河水电站，其TW＜2.5s，故不需设置调压室。电站引水建筑物布置在心墙土石坝右坝肩、泄水建筑物右侧，采用一管四机供水方

8、式，由进水口、坝下引水廊道、坝后钢埋管组成。电站引水建筑物进水口位于进口塔左侧。引水管道进水口段孔口高度a＝5m。为保证压力管道管顶部不出现负压、避免产生串通吸气漩涡，进水口顶部高程应低于水库最低运行水位4310.0m以下，并有一定的淹没深度h。参考经验公式计算h=0.8a=4m，故进水口底板高程为4310－4－5＝4301.0m。根据有关资料，狮泉河水库最大冰层厚度1m，冰层最低高程4309.0m，两喇叭口顶部高程为4308