秘鲁圣玛利亚水电站枢纽布置设计

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1、水利技术监督2014年第3期秘鲁圣玛利亚水电站枢纽布置设计李道元(上海勘测设计研究院，上海200434)【摘要】利用开发河段形成大拐弯的有利条件，裁弯取直集中河流落差进行混合式开发是圣玛利亚水电站工程的特点。紧密结合水电站枢纽布置所涉及的工程要素，介绍了圣玛利亚水电站枢纽布置设计情况，针对高坝大库、复杂地质条件、河床深厚覆盖层、大埋深长距离引水隧洞、大容量冲击式水轮机等问题，阐述了该工程枢纽布置设计的特点和难点。【关键词】圣玛利亚水电站；枢纽布置；设计；工程特点；秘鲁IDOl编码】10．3969／j．issn．100

2、8—1305．2014．03．018【中图分类号】TV61【文献标识码】B【文章编号】1008—1305(2014)03—0049—031工程概况1675m，相应水库总库容为5．15亿m，有效库容为4．0亿m。，为季调节水库。电站总装机容量750MW，秘鲁圣玛利亚(SantaMaria)水电站位于秘安装4台单机容量为187．5MW的冲击式水轮发电鲁中部，距首都利马约650km，坝址位于阿亚库乔机组，年发电量48．16亿kW·h，年利用小时数6420h。(Ayacucho)地区潘巴斯(Pampas)河上，电站厂首部枢纽

3、由沥青混凝土心墙堆石坝、左岸溢洪房位于库斯科(Cusco)地区阿普里马克(Apurimac)道、泄水底孔(兼导流洞)组成；引水系统由左岸河左岸Lechemayo村附近。工程区属安地斯山脉中进水口、引水隧洞、调压室、阀门室和压力管道组高山区，交通条件较差，与工程区最近的城市为阿成；厂区枢纽由地面厂房和地面开关站等建筑物组亚库乔市，阿亚库乔至工程区的道路多为山区泥结成。输电线路电压等级为500kV，从升压站接至新石路面，其中厂址区有公路通过，库坝区则无交通建的Mantaro-Caraveli-Montalvo输电线路，总

4、道路。长约120km，最后送至秘鲁国家电网。潘巴斯河为阿普里马克河的一级支流，由西北流向东南，于帕凯帕塔注入阿普里马克河，阿普里2工程建设条件马克河由南向北流，汇入亚马孙河后流入大西洋。2．1水文、泥沙因此，该两条河在此处形成了一个大拐弯，集中了圣玛利亚水电站位于安第斯山脉的东部，秘鲁约800m的天然落差。的中心。水库流域由Torobamba河流域和潘帕斯河电站采用混合式开发，最大坝高137m，引水线流域两条河流组成，河源和坝区均属高山峡谷地形，路全长30km，由28km长的隧洞和2km长的压力钢管组成。整个工程由首

5、部枢纽、引水系统和地面厂房等三大部分组成。大坝建成后，电站正常蓄水位作者简介：李道元(1963年一)，男，高级工程师。·49·水利技术监督2014年第3期植被较差，为干旱少雨地区，河床自然坡降约7‰，3枢纽布置坝址以上集水面积25000km2，径流主要来源于降雨，圣玛利亚水电站工程由首部枢纽、引水系统和坝址多年平均流量为120m／s。厂区枢纽等三大部分组成。根据枢纽工程场址的地分别对水电站(阿普里马克河)和水库(潘帕形、地质、工程布置、工程量、施工布置、工期、斯河)两个位置的洪水进行调查，计算最大可能洪投资和运行等条

6、件，初拟坝址、厂址和引水系统线水(MPF)流量为5000m／s。路，初拟坝型、引水发电、泄洪消能等主要建筑物水库坝址附近没有泥沙长期监测资料，据2008型式，经技术、经济比较，确定工程总布置方案。年4月实测潘帕斯河在雨季的含沙量为0．21kg／m。根据工程区域地质构造及地形地质条件，引水2．2地形地质条件系统和厂区枢纽布置相对比较简单，较容易从工程工程区位于秘鲁中部的安地斯山脉，东部为亚安全和技术经济上确定方案。工程布置的关键问题马逊平原，西部为太平洋。安地斯山脉呈Nw—SE向是如何在复杂的地质条件下，合理有效地进行

7、首部展布，山脊高程3000~4500m，沟谷高程700～枢纽布置，如何解决好深厚覆盖层地基上修筑高坝1600m，属中高山区地貌。工程区西部干旱少雨，的防渗和基础处理等问题。植被稀疏，河流侵蚀作用强烈，山地风化剥蚀、水3．1首部枢纽布置土流失严重，为典型的侵蚀、剥蚀山地。东部则气首部枢纽由沥青混凝土心墙堆石坝、左岸溢洪候相对温湿，降雨量大，植被茂密，为侵蚀、堆积道、泄水底孔(兼导流洞)组成。地貌。3．1．1坝址选择秘鲁位于环太平洋地震带，南美洲主要的构造坝址区河流流向为SE向，河谷宽度150~260m，格架为安地斯山脉

8、和秘鲁一智利海沟，为全球强震基岩为安山岩及安山质凝灰岩，岩质中硬，无大的区之一，也是地球上高频率地震发生区。南美洲板断层通过，两岸岸坡基岩裸露，坡度45。～70。，块运动向太平洋逆冲形成了安地斯山脉，板块从大自然岸坡基本稳定。西洋东北部以每年2~3cm的速度向太平洋发展，预可研设计阶段初选了上坝址和下坝址2个坝并沿着南美洲海岸与纳斯卡板块相撞，