丰满水电站重建工程枢纽布置研究.pdf

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1、水利水电技术第47卷2016年第6期丰满水电站重建工程枢纽布置研究苏加林1，路振刚2(1．中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130021；2．国网新源控股有限公司，北京100053)关键词：丰满水电站重建工程；枢纽布置；碾压混凝土坝doi：10．13928／j．cnki．wrahe．2016．06．003中图分类号：TV642．3(234)文献标识码：B文章编号：1000．0860(2016)06—0010．041项目概况丰满水电站重建工程位于松花江干流上的丰满峡谷口，上游建有白山、红石等

2、梯级水电站，下游建有永庆反调节水库，(上游距白山水电站210km，下游距吉林市16km)。坝址区河谷开阔，两岸地形不对称，左岸地形较陡，右岸地形较缓。坝基岩体为变质砾岩，岩质坚硬，河床无全、强风化带。坝址区断层较发育，其中F67断层为下坝址区发育规模最大、性状最差的断层破碎带，在右岸阶地部位顺江通过坝址区，总宽度约40～62m。重建工程是按恢复电站原任务和功能，在原丰满大坝下游120m处新建一座大坝，拆除原大坝64～38”坝段240．0m高程以上部分。水电站枢纽主要由碾压混凝土重力坝、溢流坝、取水

3、坝、坝后厂房、左岸泄洪兼导流洞、右岸过鱼设施及保留的原三期电站组成。碾压混凝土重力坝最大坝高94．50m，坝顶全长l068．00m，坝顶高程269．50m。工程实施后水库正常蓄水位263．50m(不变)，校核洪水位268．50m，总库容103．77亿m3。新建电站安装6台单机容量为200MW的水轮发电机组，利用三期2台单机容量140MW的机组，总装机容量l480MW，多年平均发电量17．09亿kW·h。2设计研究历程原丰满水电站始建于1937年的日伪时期，大坝设计与施工存在严重先天性缺陷，大坝安全

4、可靠性低，抵抗风险能力差，影响水电站安全可靠运行，失事后果严重，对下游人民的生命财产构成威胁。为从根本上解决丰满大坝存在的问题，2006年4月，国10家发改委复函国家电网公司，同意按基本建设程序开展丰满水库大坝全面加固工程前期工作，要求结合大坝实际，按照“彻底解决、不留后患、技术可行、经济合理”的原则，对大坝加固及改建等各种技术方案进行深入研究和充分论证，科学选择丰满大坝全面治理方案。2009年7月，国家电网公司在北京召开了丰满水电站大坝全面治理方案论证会，从方案的技术可行性、治理效果及可靠性、耐

5、久性、施工难度、施工期环境影响、水库综合利用以及社会经济发展水平对安全生产的要求等多方面综合分析，考虑进一步提高大坝的防灾减灾能力，保障松花江流域的防洪安全，专家组同意推荐“下坝址重建方案”作为丰满大坝的全面治理方案。2009年9月，重建方案预可行性研究报告通过审查。2010年2月，国家发改委办复函，同意按国家电网公司组织科研设计单位和专家充分研究论证后拟定的重建方案作为丰满水电站全面治理工程方案并开展前期工作。3水电站枢纽布置工程坝址河床较宽，坝址洪峰流量较大，开敞式溢流孑L具有较大泄洪潜力，结

6、合坝址地形及河床宽度，具有布置开敞式河床溢流坝的条件，因此泄洪设备采用了泄流能力强的开敞式溢流坝泄洪。碾压混凝土重力坝枢纽布置宜首选引水式或地下式厂房，坝后式厂房次之。宽阔河道上的高坝一般采用坝后式厂房。工程坝址区为典型的宽“U”型河谷，收稿日期：2016—03．27作者简介：苏加林(196l一)，男，教授级高级工程师。WaterResourcesandHydropowerEngineenngV01．47No6右岸较缓，不适宜修建引水式厂房，左岸已建有三期发电厂房，不具有修建引水式厂房的条件。考虑

7、坝址区主河床较宽，在布置了溢流坝后，仍有余地布置坝后式厂房，因此采用坝后式厂房布置方案。从坝址区地形地质条件及保留利用左岸原三期厂房的工程特点，新建厂房可布置在主河床左岸和主河床右岸，同时考虑施工期仍利用原一、二期电站的运行发电导流，新建厂房还可以布置在右岸缓坡地段。由此，根据新建厂房位置，本工程枢纽布置选择了“左岸厂房方案(方案一)”、“两岸厂房方案(方案二)”、“右岸缓坡地段厂房方案(方案三)”和“右岸厂房方案(方案四)”四种枢纽布置格局进行比选。丰满水电站重建工程为全世界首个大型废弃原坝，并

8、在其下游新建一座大坝的工程。枢纽布置选择过程中，为了尽可能的选择最优的枢纽布置方案，在右岸厂房方案的基础上，还考虑了利用部分原挡水坝段的布置方案。方案一：左岸厂房方案。拦河坝布置由左至右依次为1。～8。左岸挡水坝段、9。一148厂房坝段、15。挡水过渡坝段、16。～274溢流坝段、28。一58。右岸挡水坝段，共58个坝段。该方案采用一次拦断的施工导流方式，施工洪水由三期厂房机组发电泄流和左岸新建导流洞泄流及丰满水库调蓄。其中，厂房布置于主河床偏左，溢流坝布置于主河床偏右。由于溢流坝