浅议某水利枢纽工程发电引水洞设计

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1、浅议某水利枢纽工程发电引水洞设计　　（新疆瑞祥农牧设计院有限公司新疆乌鲁木齐830000）【摘要】根据某水利枢纽工程的规模和特点、结合地形地质条件进行发电引水洞的设计，使其布置结构安全、合理、经济，满足运行要求。【关键词】发电引水洞；设计1.工程概况（1）某水利枢纽工程等别为Ⅰ等工程，工程规模为大（1）型。其主要建筑物大坝、1#、2#副坝、泄水建筑物为1级建筑物；发电引水系统、厂房及次要建筑物为3级建筑物，发电洞进水口闸井按1级建筑物设计；临时建筑物为4级。（2）发电引水洞及电站地面厂房布置于右岸。电站采用一洞四机供水方式，发电引用流量为

2、207.28m3/s。进口闸井与碾压混凝土坝结合布置，闸井后直接接高压钢管。发电引水系统由进口引渠段、闸井段、斜井段、下平洞段和岔管段组成。2.发电引水洞洞线的布置比选2.1发电引水洞的布置原则：2.1.1进口闸井结合坝体布置。9发电洞进水口闸井与右岸台地上坝体结合，闸井后部紧靠坝体上游面，对闸井整体稳定有利。右岸台地上靠近河床坝段的坝体建基面高程677m，坝高约65m，发电洞进水口底板高程665m，由于闸井渐变段后直接接斜井，所以通过适当长度的过渡明洞即可在坝下进洞，并保证坝体建基面以下的洞脸厚度满足进洞要求，即洞脸厚度为1～2倍的洞径

3、。2.1.2洞线布置。（1）经坝址区地表测绘、钻孔及探坑取岩块进行岩相法和“X”衍射法测定资料结果分析表明，坝址区地表基岩面埋深60m以内，节理裂隙表面普遍存在有不同程度黄铁矿氧化物，特别是地表基岩面埋深35m以内节理裂隙面黄铁矿氧化物相对较为集中。（2）所以，发电洞洞室结构混凝土等除采取防渗及抗硫酸盐侵蚀等处理措施外，洞室布置应尽量减少黄铁矿的氧化物的不利影响。初步设计阶段发电洞轴线向山内移，洞身岩石埋深及旁山厚度可适当增加，同时对抗侵蚀处理有利。2.1.3电站厂区布置。9水电站厂址布置于坝下游460m处的冲沟沟口处，此处地形较为开阔，

4、便于主、副厂房的布置。高压管道出口轴线与沟边坡交角较大，便于出洞。发电洞最大洞长约450m，满足水机调保的要求，且厂房及尾水距离坝下游的泄洪冲坑约200m～300m，可较好地避免厂区的雾化及泄洪水流波动对尾水的不利影响。厂区布置要与发电洞洞线、岔管形式及主、副厂房布置形式相协调，并结合相应的地形、地质条件进行。2.2发电洞布置方案比选。2.2.1发电洞及电站厂房各方案根据地形、地质条件及运行条件拟定了三个方案。（1）方案一：发电洞进口闸井布置于右岸台地坝段，与坝体结合。洞线靠岸里布置，最大洞长466m，出口岔管采用“Y”形月牙肋岔管。电站

5、厂房布置在右岸岸边，主厂房大致垂直河道布置。（2）方案二：洞线靠岸外布置，较方案一洞线前部外移30m。最大洞长453m。其它同方案一。（3）方案三：出口岔管采用“卜”形月牙肋岔管。最大洞长472m。电站厂房布置在右岸岸边，主厂房大致平行河道布置。其它同方案一。2.2.2综合分析，方案一的进口闸井与坝体结合整体稳定性好。洞身上覆岩体厚度较大（40m～60m），降低了抗侵蚀处理难度。岔管为明管，施工方便。电站运行、维护管理方便，基本不受泄洪雨雾的影响。厂房尾水出流顺畅。受泄洪波动影响小。通过比选发电洞及电站厂房布置推荐方案一。3.引水洞洞径选

6、择3.1引水系统布置及特点。3.1.19水电站采用一洞四机的引水布置形式。总装机容量4×35MW，最大引用流量4×51.82m3/s。最大洞长约为466m（进口闸井后沿洞轴线至主厂房上游侧），主压力钢管内径7.6m；钢岔管之后支管内径3.4m。3.1.2该水库水位：校核洪水位743.61m；设计洪水位741.68m；正常蓄水位739.00m；死水位680.00m。下游厂房尾水位：最高尾水位650.24m；正常尾水位645.10m；最低尾水位640.48m。3.1.3本工程的主要特点：（1）水头变幅太大，额定水头79.5m，最大水头96.0

7、m，最小水头32.0m，比值为1.23～0.44，超过了国内所有电站。该特点将会对水电站过渡过程等有所影响。（2）电站在地区电网中比重很大，自身调节系统稳定性不仅影响该电站的调节品质，而且影响整个电网的供电质量。3.2调保要求。3.2.1根据所推荐的发电洞洞线布置方案，拟定各种洞径的方案进行比选，根据经验公式计算本阶段拟定洞径：主管段洞径为6.0m～8.0m，支管段管径均为3.4m。调保参数要求：（1）蜗壳末端最大动水压力：135m。（2）机组最高转速上升率：50%。（3）尾水管进口最大真空度：8m。3.2.29根据《水力发电厂机电设计规

8、范》（DL/T5186-2004）的规定，机组甩负荷时的最大转速上升率保证值，按以下不同情况选取：当机组容量占电力系统工作总容量的比重较大，或担负调频任务时，宜小于50%。当机组容量占系统工作