水电站设计方案书报告-毕业论文

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1、XX省XX县XX水电站工程初步设计报告XX市水利水电勘测设计院目 录XX水电站工程特性表i1综合说明11.1概述11.2水文21.3工程地质31.4工程任务和规模101.5工程布置及建筑物111.6机电及金属结构141.7消防181.8施工组织设计191.9工程管理211.10水库淹没处理及工程永久占地221.11水土保持设计221.12环境保护设计231.13工程投资概算241.14经济评价251.15结论及今后工作建议252水文272.1流域概况272.2水文基本资料282.3径流292.4洪水302.5泥沙452.6水位流量关系463工程地质503.1概述503.2水库区工程地质条件51

2、3.3坝址工程地质条件及评价573.4其他建筑物工程地质条件623.5岩土体物理力学参数733.6天然建筑材料763.7结论及建议774工程任务与规模794.1河流规划和工程任务794.2电站建设的必要性804.3径流调节计算及特征洪水位计算814.4正常蓄水位选择864.5防洪特征水位884.6装机容量选择894.7机组机型及水轮机额定水头904.8机组台数选择904.9运行方式914.10泥沙及回水计算935工程选址、总体布置及枢纽建筑物965.1设计依据965.2坝（厂）址选择与开发方案概述985.3坝址及坝型选择995.4隧洞方案选择1005.5枢纽工程总体布置1025.6主要建筑物设

3、计1046水力机械、金结1306.1水力机械1306.2金属结构1517电气工程1527.1XX水电站与电力系统连接1527.2电气主接设计1537.3主变压器台数与容量选择1557.4短路电流计算1567.5电气设备布置说明1637.6防雷、接地及照明1647.7电气二次部分1667.8继电保护和安全自动装置1687.9机组及全厂公用辅助设备的自动控制1697.10直流系统1697.11电气试验室1698消防设计1718.1工程概况1718.2消防设计依据和设计原则1718.3消防总体设计方案1728.4主要生产建筑物火灾危险性类别及耐火等级1728.5建筑物消防设计1738.6机电设备消防

4、设计1738.7消防给水设计1748.8事故排烟系统设计1758.9消防电源及配电系统设计1758.10主要消防设备1759施工组织设计1779.1施工条件1779.2施工导流1839.3主体工程施工1889.4施工交通运输1959.5施工工厂设置1979.6施工总布置1989.7施工总进度2009.8主要技术供应和劳动力计划2019.9工程招标计划20210工程管理20610.1前言20610.2管理机构的设置20610.3工程管理范围和保护范围20810.4工程管理设施20810.5工程管理经费20911劳动安全与工业卫生21011.1设计依据21011.2工程概述21011.3劳动安全防

5、护措施21211.4预期效果及评价21411.5安全卫生机构21511.6专用投资概算21612水库淹没处理及工程占地21712.1水库淹没处理设计洪水标准及范围21712.2水库淹没损失21812.3生产安置规划21912.4专业项目复建规划22012.5库底清理规划22012.6补偿投资概算22112.7工程占地22312.8汇总22513水土保持设计22613.1项目及项目区概况22613.2编制依据22713.3生产建设过程中造成的水土流失预测22814环境保护设计23614.1工程环境保护设计依据23614.2环境保护设计23714.3环境保护监测与管理24014.4环境保护投资概算

6、24215工程投资概算24415.1工程概况24415.2投资主要指标24415.3编制原则及文件依据24515.4其它应说明的问题24616经济评价25116.1概述25116.2国民经济评价25116.3财务评价25316.4社会影响分析256附件：附件一：XX省XX县XX电站开发协议附件二：XX市关于XX省XX县渠江奉家至县界河流流域规划报告的批复附件三：关于XX省XX县XX水电站项目申请书的批复附件四：XX市环保局关于XX县XX水电站环境影响评价报告的批复附件五：XX水电站水土保持报告的批复附件六：XX水电站水资源论证报告的批复附件七：XX水电站防洪影响评价报告的批复XX水电站工程特性

7、表项 目单位数量备 注一、水文1、流域面积全流域km2851本工程引水面积km2275.2其中彭子塘引水坝238.0km2，蛇坪河37.2km22、利用水文系列年限年453、代表性流量多年平均流量m3/s8.33彭子塘坝址处多年平均径流量亿m32.63彭子塘坝址处设计洪峰流量(正常工况)m3/s1009.0P=3.33%校核洪峰流量(非常工况)m3/s1435.0P=0.5%4、泥沙多年平均输沙率kg/s4.19多年平均输沙量万t11.08含推移质与悬移质二、水库1、水库水位彭子塘引水坝校核洪水位m385.31P=0.5%设计洪水位m384.87P=3.33%正常蓄水位m380.50死水位m3

8、68.002、回水长度km3.543、水库容积总库容万m3320.55正常蓄水位库容万m3194.70死库容万m3354、调节性能无调节三.下泄流量及相应下游水位彭子塘引水坝1、设计洪水位时下泄流量m3/s966.56P=3.33%相应下游水位m358.60二道坝挡水2、校核洪水位时下泄流量m3/s1338.99P=0.5%相应下游水位m359.603、机组满发流量m3/s17.463台（3*5.82）厂房相应下游尾水位m325.64四、工程效益指标1、发电效益装机容量MW7.53台保证出力(P=85%)kW958多年平均发电量万kWh2830年利用小时数h3673五、淹没损失及工程永久占地1

9、、淹没土地亩264.90包括耕地、林地和荒滩地2、工程永久占地亩44.99包括林地和荒滩地3、工程临时占地亩53.40全部为林地XX水电站工程特性表项 目单位数量备 注六、主要建筑及设备1、挡水建筑物形式拱坝/浆砌石坝彭子塘坝/蛇坪河1#、2#坝地基岩性浅变质砂岩、砂质板岩地震基本烈度/设防烈度度/不设防坝顶高程m385.5/385.00/380.5（彭子塘坝/蛇坪1#/2#坝）引水坝最大坝高m35.5/5.0/10.0（彭子塘/蛇坪1#/2#坝）坝顶轴线长度m134/14/19（彭子塘/蛇坪1#/2#坝）2、泄水建筑物彭子塘拱坝形式溢流堰坝顶溢流，无闸门控制堰顶高程m380.50溢流孔口数量

10、孔4溢流孔口尺寸(宽高)m115最大单宽流量（设计）m3/sm29.22消能方式挑流消能设二道坝工作闸门形式无设计泄洪流量m3/s966.56P=5%校核泄洪流量m3/s1338.99P=0.33%3、放空闸放空闸净尺寸(宽高)m1.21.2闸底高程m368.0闸门形式平面铸铁滑动闸门4、引水建筑物隧洞设计引用流量m3/s15.10/1.18/2.361#/2#/3#隧洞引水隧洞形式城门型圆拱直墙式地基特性板岩夹砂岩隧洞总长度m5060(3480/320/1260)1#/2#/3#隧洞1#隧洞断面尺寸(净宽净高)m3.04.266/3.94.526衬砌段/不衬砌段2#隧洞断面尺寸(净宽净高)1

11、.51.83#隧洞断面尺寸(净宽净高)1.51.8主要衬砌形式C20钢筋砼或C15砼衬砌压力前池尺寸(长宽高)m156.311.5前池水平段正常水位m377.940最高水位m378.939最低水位m375.808压力钢管设计静水头m52.44主管内径Dm2.5/2.0主管1/主管2主管壁厚mm12/10主管1/主管2支管内径Dm1.4支管壁厚mm10XX水电站工程特性表项 目单位数量备 注3、厂房形式地面式河岸边地基特征板岩夹砂岩主厂房尺寸(长宽)m44.113.4水轮机安装高程m326.50发电机层地面高程m325.50厂房校核洪水位m332.85P=2%厂房设计洪水位m332.34P=3.

12、33%厂房设计尾水位m325.64Q=17.46m3/s厂房最低尾水位m325.25Q=5.82m3/s4、升压站形式户外式地基岩性板岩夹砂岩面积(长宽)mm14.249.24电压等级kV35输电回路回15、主要机电设备水轮机台数台3水轮机型号HLA551C-WJ-81额定出力kW2636.8额定转速r/min750额定水头m49.50额定流量m3/s5.82最大水头m50.91最小水头m44.55发电机台数台3发电机型号SFW2500-8/1730单机容量kW2500功率因数0.8定额电压kV6.3调速器型号/台BWT-1000/3主阀型号/台SD941X-10/3七、施工1、主要工程数量土

13、方开挖m319320.4石方开挖m3130288.8钢筋制安t749.3混凝土m340178.5砌石m34419.62、主要建筑材料砂m321112.0碎石m328769.5块石m318891.3XX水电站工程特性表项 目单位数量备 注水泥t13478.7钢筋t764.33、所需劳动力总工日万个30.71高峰人数人/d4004、施工临时房屋m228005、对外交通（公路）km7.15其中新修临时公路2.15km6、施工导流(方式、形式、规模)土、浆砌石围堰7、施工准备工期月4主体工程施工工期月26 第一台机组发电工期月28综合总工期月30八、经济指标1、静态总投资万元6020.332、总投资万

14、元6422.26建筑工程万元3422.24机电设备及安装工程万元945.62金属结构设备及安装工程万元145.19临时工程万元268.43水库淹没处理补偿费万元349.17水土保持费万元76.70环境保护费万元68.50其它费用万元481.34基本预备费万元263.14建设期贷款利息万元401.933、综合利用经济指标单位千瓦投资元/kW8027.11单位度电投资元/kWh2.19经济内部收益率%13.73经济效益费用比/1.13经济净现值万元669.72投资回收期年13.85iv1 综合说明1.1 概述XX水电站工程位于XX县天门乡长峰管区境内，距离XX县城78km。电站引水坝（注：彭子塘坝

15、为该工程的主引水坝，支流蛇坪河1#、2#坝为次引水坝，如无特别说明，XX水电站坝址均指彭子塘坝址）位于资江一级支流渠江干流中上游的天门乡长峰管区大山村，坝址上距平游桥水电站厂址4.0km。电站开发方式为径流引水式，是一座以发电为主的水利枢纽工程。坝址控制流域面积238km2，坝址以上干流长度为37km，坝址处多年平均流量为8.33m3/s，厂址处的流域面积为245km2。电站前池处可引入支流蛇坪河流域面积37.2km2。为加快XX电力建设，促进地方经济发展，使水能资源优势转化为经济优势，由XX县诚源水力发电有限公司对此河段的水利资源进行开发，并于2006年5月与XX县人民政府就此河段的开发利用

16、签订了XXXXXX电站开发协议书。2006年9月，由XX市水利水电勘测设计院完成了XX省XX县渠江奉家至县界河段流域规划报告的编制，规划拟定渠江奉家至XX县界河段水力发电开发采用二级径流式方案，即：平游桥（正常蓄水位468.5m，发电尾水位383.5m，径流式）+XX（正常蓄水位380.5m，发电尾水位325.0m，径流式），由XX市人民政府授权，XX市水利局对XX省XX县渠江奉家至县界河段流域规划报告以娄水字【2006】39号文进行了批复，同意该流域开发方案，因此，XX水电站开发符合流域规划要求。在规划和立项申请书成果的基础上，我院对XX水电站工程又进行了详细的实地勘察，对水文气象等基础资料

17、进行详尽的调查分析，对工程选址、水位、装机等做了充分的方案论证，进一步落实了库区淹没指标，在此基础上，编制了XX省XX县XX水电站工程初步设计报告。1.2 水文渠江为资水一级支流，发源于XX县双林乡分水界茶亭，流经双林、奉家、天门等乡镇，沿途纳入玄溪、小桥江、横南溪、白水溪等溪河，与镇溪江汇合，在县界处纳入蛇坪河后，向北流入溆浦县、安化县境内，在安化县渠江口注入资水。流域面积851km2，干流长度98.8km，流域平均坡降6.05。XX水电站引水流域面积为275.2km2（其中彭子塘坝址控制流域面积238.0km2，建蛇坪河1#、2#引水坝引入蛇坪河流域面积37.2km2），电站厂房处流域面积

18、为245km2。渠江流域地处高山区，耕地分散，水田较少，森林茂盛，属典型的中亚热带季风气候区，气候温和，降水丰沛、径流丰富。本流域内多年平均年降雨量为1613.7mm，多年平均蒸发量为1423.9mm。多年平均风速1.7m/s，最大风速20.0m/s。多年平均气温16.8，年极端最高气温40.1，最低气温-10.7。XX水电站工程位于资水一级支流渠江中游，彭子塘坝址控制流域面积为238.0km2，电站厂址位于彭子塘坝址下游约5.5km处。渠江中下游有杨德溪水文站，控制流域面积为568km2，该站为渠江流域主要控制水文站，该站有着19591994年完整的水位、流量及降雨资料（1996年后杨德溪水

19、文站停止观测），本次在推求彭子塘坝址、蛇坪河1#、2#坝址及电站厂房径流及天然洪水量时，移用杨德溪水文站洪水资料来确定各径流及天然洪水情况，经分析计算得：彭子塘坝址处多年平均流量为8.33m3/s，年径流量为2.63亿m3，厂房处多年平均流量为8.58m3/s，年径流量为2.70亿m3，各频率设计洪水成果见表1.2-1。表1.2-1 XX水电站坝（厂）址设计洪水计算成果位置项目均值各频率设计值P（%）0.10.20.5123.335102050蛇坪河1#坝QM(m3/s)60 306 276 236 207 177 155 138 109 81 46 蛇坪河2#坝QM(m3/s)67 343

20、310 265 232 198 174 155 123 91 52 彭子塘坝址QM(m3/s)346178117401435120111301009888709473311厂址QM(m3/s)353200218051546135111571016904715531350对彭子塘坝址处及厂房尾水位处上、下游河段进行了历史洪水调查，并实测了枯水流量。彭子塘坝址处实测枯水水位355.50m，流量1.12m3/s，厂房尾水实测枯水水位325.15m，流量1.80m3/s。利用实测的坝址处及厂房尾水处的纵断面和横断面资料，通过计算坝址处及厂房尾水位ZQ线，并参考低水实测流量数据，求得彭子塘坝址、厂房天然

21、水位流量关系曲线。彭子塘坝址处多年平均悬移质输沙率为3.49kg/s，多年平均悬移质输沙量为9.23万t，多年平均推移质输沙率为0.70kg/s，多年平均推移质输沙量为1.85万t。彭子塘坝（厂）址做了9月2月、9月3月、9月4月、10月2月、10月3月、10月4月、11月2月、11月3月、11月4月等时段的分期洪水计算，选用杨德溪水文站各分期洪水样本推求XX水电站坝（厂）址分期样本，再进行频率计算确定，具体成果见表2.4-612。XX水电站库坝区位于渠江中游河段，该段水质无污染，现状水质条件良好，根据XX县环境监测站提供的水质监测结果表可知，坝址断面的DO(溶解氧)、NH3-N（氨氮）、NO

22、2-N（亚硝酸盐氮）、BOD5（五日生化需氧量）、高锰酸盐指数、挥发酚和石油类等7项指标全部到达类地表水水质标准，监测结果表明，XX水电站工程所在河段现有水质状况良好。1.3 工程地质1.3.1 区域地质概况库区在大地构造上位于雪峰山褶皱带北部，祁阳山字型构造前弧北翼，NE向构造是本区域显著的构造形迹。水库区主要褶皱为葡萄岭倒转向斜，位于锡江溪至高阳一带，轴向NE7580，东端于青围溪扬起，西端于桐皮园南扬起，沿走向长约14km，正好横垮水库区。向斜核部由志留系下统组成，两翼为奥陶系中、上统，均向NNW倾斜，形成轴面向SSW倒转的褶皱，两端岩层陡立，倾角7080，一般倾角4050。在漏水洞至横

23、江屏处，有桎木岭压性断层通过，该断层东起桎木岭、经上石灰冲、邓家、横江屏，西至上许家溪，走向NE80，为冲断层。断层长达数十公里，多伴生次级断层。沿断裂带有强烈的挤压破碎现象，挤压带宽达数十至数百米，破碎带以碎裂岩为主，少量断层泥，胶结差。由于河流的冲刷、侵蚀，水库区河床大部分地段基岩裸露。根据XX市地震史和近期资料记载，工程区域未发生过大于VI级的地震，属弱震区。根据国家地震局颁布的中国地震动参数区划图（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度a0.05g，地震动反应谱特征周期为T=0.35S，相对应的地震基本烈度为小于VI，因此，在工程设计过程中，可以不考虑地震影响。1.3.2 库

24、区工程地质条件水库区属侵蚀中低山地貌，山岭高程5001000m，地势北高南低。当水库蓄水至正常高水位380.5m时，回水距离3.54km。坝址处河床高程354.0m。库内冲沟发育，由于地面流水的朔源侵蚀而向源头方向延伸较远。库区出露元古界的板溪群上亚群，下古生界震旦系（Z）、寒武系（）地层。岩性为灰绿色、灰-深灰色、少量紫灰色浅变质砂岩、板岩；含砾绢云母砂质板岩、浅变质石英细砂岩与板状砂质页岩、黑色碳质板状页岩、硅质岩夹硅质板岩等。第四系全新统零星分布于沿河两岸，主要为残坡积、冲洪积和崩坡积。库内砂岩岸坡卸荷裂隙较发育，导致崩塌作用在砂岩形成的高陡边坡地带随处可见。库内泥质板岩岸坡则表现为网状

25、风化裂隙发育，但网状裂隙延伸短，切割浅，加速泥质板岩的风化作用。库区内水文地质条件简单，库区内水文地质条件简单，含水层可分为两种类型：第四系松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水，以基岩裂隙水为主。水库区水化学类型为HCO3-Ca，PH值为5.87.3，硬度小于4度，矿化度小于0.1g/L，为弱酸性至中性、极软、低矿化淡水。1.3.3 枢纽工程地质条件1.3.3.1 坝址工程地质条件彭子塘坝址位于渠江与镇溪江汇合处下游200m处，河底高程353.72m354.9m。蓄水至正常高水位380.5m 时，河面宽度70m。左岸山顶海拔高程605m，坡角50；右岸山顶海拔高程619m，坡角53。彭子塘坝址处覆盖层

26、为第四系全新统冲洪积和残坡积。冲洪积局部发育，仅在坝址河床段上游部分地段零星分布，主要由块石及少量砂、砾石组成，厚度0.52.0m，块石多呈扁平状，块径0.10.4m，最大达0.5m。残坡积分布在两岸斜坡地带390.0m高程以上，以坡积为主，岩性为块碎石土和粘土，厚度14m。彭子塘坝址处出露基岩为志留系下统下段灰绿色、灰深灰色、少量紫灰色浅变质砂岩、含砾绢云母砂质板岩、浅变质石英细砂岩与板状砂质页岩等，坝基全为浅变质砂岩与砂质板岩。变余砂质、泥质结构，层状、板状构造。在坝址坝轴线上，两岸和河床段均出露浅变质砂岩。彭子塘坝址区地质构造上为单斜构造，岩层产状为N7080E/NW3250，倾向下游偏

27、左岸。本坝址区无区域大断层通过，本坝址区岩体节理裂隙主要发育三组，其中两组为共轭剪节理，产状分别为： S30W/SW72、N3045E/SE6286、N3040W/NE8088；节理面较平直，延伸长度较长。彭子塘坝基岩体为浅变质砂岩与砂质板岩，通过薄片鉴定，属浅变质细粒长石砂岩，其中碎屑占90%，填隙物占50%。碎屑物中长石占70%，石英占25%，其它为岩屑、黑云母、白云母、绿泥石、电气石、绢云母等含量微；填隙物中以绿泥石为主，沸石和水云母含量微。细粒砂状结构、孔隙式交结。彭子塘坝轴线5个钻孔及上游和下游10个钻孔资料统计结果显示：强风化岩石层面裂隙平均间距0.5m，弱风化岩石层面裂隙平均间距

28、5m，岩体完整程度等级属“完整”。二道坝位于彭子塘引水坝下游约90m，主河床宽约23m，主流位于河中心，河床基岩基本裸露，河流堆积物主要为块石及砂、砾石，厚度0.51m，块石多呈扁平状，块径一般为0.30.5m，大者可达1m以上，主要分布在左侧河床，两岸大部分基岩裸露。基岩为志留系下统下段（S11）灰色、灰绿色浅变质砂岩，岩石致密坚硬、完整。岩层产状N56E/NW4550，倾向下游偏左岸。两岸边坡稳定，不存在严重的工程地质和水文地质问题。蛇坪河1#、2#引水坝坝址位于蛇坪河下游峡谷地带，两坝址处河床狭窄，水流湍急，1#坝址处河床高程381.03m，水面宽34m，水深0.51m，河床宽度20m左

29、右，两岸坡度5053。2#坝址处河床高程375.65m，水面宽910m，水深0.51m，河床宽度15m左右，两岸坡度4550。1#坝址河床内有少量砂砾石和漂石堆积，厚度0.5m左右，两岸大部分基岩裸露，局部有少量残坡积层覆盖，厚度12m。基岩为志留系下统上段（S12）灰色、灰绿色条带状板岩夹砂岩，岩石致密坚硬、完整。岩层产状N56E/NW7075，倾向下游偏右岸，未发现断层，节理裂隙不太发育。强风化层深度：河床0.5 m 左右，左、右岸13m。软弱夹层不发育，两岸边坡稳定，岩石透水性较弱，不存在严重的工程地质和水文地质问题。2#坝址工程地质条件与1#坝址基本相同。两坝址均具备修建低坝的良好地形

30、、地质条件。1.3.3.2 隧洞工程地质条件1#隧洞地质条件：隧洞进口段（0+0000+050），段长50m，洞向N4751E，与岩层走向夹角为3032。隧洞进口位于位于镇溪江上距离交汇口约200m，隧洞进口处河床高程357.5m。该段地层岩性为志留系下统下段（S11）灰绿色浅变质砂岩及砂质板岩和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。进口段岩石由于节理裂隙与风化作用的影响，局部地段岩层产状紊乱，强风化层较厚，岩石破碎。1#隧洞洞身段（0+0500+600），段长550m，洞向N4751E，与岩层走向夹角为3032，垂直埋深40140m。该段地层岩性为志留系下统下段（S

31、11）灰绿色浅变质砂岩及砂质板岩和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。隧洞围岩岩性坚硬，岩体较完整，工程地质条件较好。1#隧洞洞身段（0+6000+750），段长150m，洞向N4751E，与岩层走向夹角为3032，垂直埋深3060m。该段地层岩性为志留系下统下段（S11）灰绿色浅变质砂岩及砂质板岩和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。变质砂岩及砂质板岩岩性坚硬、完整，工程地质条件较好。其中穿过的主要冲沟为一号冲沟（距离隧洞顶板约30m ），冲沟内基岩出露，岩性为砂质板岩、浅变质砂岩夹板岩，岩石中硬硬、完整，工程地质条件较好。其中在该冲沟

32、内发育一小型正断层。1#隧洞洞身段（0+7502+400），段长1650m，洞向N4751E，与岩层走向夹角为3032，垂直埋深40220m。该段地层岩性为志留系下统下段（S11）灰绿色浅变质砂岩及砂质板岩和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。隧洞围岩岩性坚硬，岩体较完整，工程地质条件较好。1#隧洞洞身段（2+4002+780），段长380m，洞向N67E，与岩层走向近于平行，垂直最大埋深40m，洞线在穿越三潼湾冲沟、三号冲沟和四号冲沟时，其顶板已出露地表。1#隧洞洞身段（2+7803+430），段长650m，洞向N57W，与岩层走向夹角为6070，垂直埋深5016

33、0m。该段地层岩性为志留系下统上段（S12）灰绿色浅变质砂岩及砂质板岩和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。隧洞围岩岩性坚硬，岩体较完整，工程地质条件较好。1#隧洞出口段（3+4303+480），段长50m，洞向N57W，与岩层走向夹角6070。该处隧洞出口位于天门乡林场村的XX渠江右岸山坡，洞口处第四系松散堆积层覆盖，厚度约23m。该段地层岩性为志留系下统上段（S12）灰绿色、深灰色砂质板岩夹浅变质砂岩及和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。2#隧洞地质条件：2#隧洞（蛇坪河1#坝引水隧洞）进口段（0+0000+050）段长50m，洞向

34、S4047W，与岩层走向夹角为3040。隧洞进口位于蛇坪河右支流下游右岸山坡，隧洞进口处河床高程381.4m。该段地层岩性为志留系下统上段（S12）灰绿色浅变质细砂岩及砂质板岩和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。进口段岩石由于节理裂隙与风化作用的影响，局部地段岩层产状紊乱，强风化层较厚，岩石破碎。2#隧洞洞身段（0+0500+270），段长220m，洞向S4047W，与岩层走向夹角为3040，垂直埋深60160m。该段地层岩性为志留系下统上段（S12）灰绿色浅变质砂岩及砂质板岩和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。隧洞围岩岩性坚硬，岩体

35、较完整，工程地质条件较好。2#隧洞出口段（0+2700+320），段长50m，洞向S4047W，与岩层走向夹角为3040。该处隧洞出口位于蛇坪河左支流中上游右岸山坡，洞口处基岩出露。该段地层岩性为志留系下统上段（S12）灰绿色、深灰色砂质板岩夹浅变质砂岩及和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。3#隧洞地质条件：（蛇坪河2#坝引水隧洞）进口段（0+0000+080），段长80m，洞向S84W，与岩层走向夹角为1015。隧洞进口位于蛇坪河左支流下游左岸山坡，隧洞进口处河床高程371.2m。该段地层岩性为志留系下统上段（S12）灰绿色浅变质细砂岩及砂质板岩和条带状板岩夹砂

36、岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。进口段岩石由于节理裂隙与风化作用的影响，局部地段岩层产状紊乱，强风化层较厚，岩石破碎。3#隧洞洞身段（0+0801+200），段长1120m，洞向S84W，与岩层走向夹角为1015，垂直埋深80300m。该段地层岩性为志留系下统上段（S12）灰绿色浅变质砂岩及砂质板岩和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。隧洞围岩岩性坚硬，岩体较完整，工程地质条件较好。3#隧洞出口段（1+2001+250），段长50m，洞向S84W，与岩层走向夹角为1015。3#隧洞出口位于XX水电站压力前池处，洞口处为第四系松散堆积层覆盖，厚度约2

37、3m。该段地层岩性为志留系下统上段（S12）灰绿色、深灰色砂质板岩夹浅变质砂岩及和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。1.3.3.3 厂房工程地质条件XX水电站厂房由主、副厂房组成，电站厂房紧靠山坡布置在河床右岸，为地面式。主厂房平面尺寸为长宽=44.1m13.4m，副厂房平面尺寸为长宽=44.1m7.2m。升压站布置在厂房左侧山坡上，尺寸为长宽=14.24m9.24m。厂房位于蛇坪村的XX，地处斜坪河与渠江交汇处，河床高程为324.0323.0m，地势较狭窄，山体坡度在4045，岩性主要为志留系下统上段（S12）灰色、灰绿色条带状板岩夹砂岩，岩石致密坚硬、完整。表

38、层残坡积厚度12m 。岩层产状N56E/NW7075，构造简单，岩石强度高，岩体稳定性较好。但边坡较陡，上部强风化岩体及表层残坡积层稳定性较差，岩层倾向坡外，边坡稳定性受岩层控制，开挖以不切脚为准。河流两侧出露岩性基本对称，由于河流的冲刷、侵蚀，河床大部分地段基岩裸露。厂房处不存在严重的工程地质问题。厂房处边坡陡峻，但岩石坚硬，岩体完整，边坡稳定。厂房基础开挖深度较大，开挖中应注意边坡稳定及基坑排水，建议厂房基坑开挖坡比：l：0.35l：0.5。1.3.3.4 压力管道及压力前池工程地质条件XX水电站压力管道前接压力前池，管线布置沿厂址区河流右岸山坡而下，岔管后管道与主管坡度一致进行布置。岔管

39、型式采用“卜型”结构。河床高程为324.0m，山体坡度29.36，在地貌上属斜坡堆积地貌单元，山坡第四系残坡积堆积层覆盖，地形条件较好。管线区在地貌上属斜坡堆积地貌单元，山坡上层由第四系松散堆积层覆盖，地形条件一般。上覆第四系松散堆积层，厚度约34m，下伏志留系下统上段砂质板岩夹浅变质砂岩，岩层产状：N6070E/NW7075，强风化层厚24m，浅部岩石裂隙较发育。场地内弱风化新鲜岩石坚硬完整，场地内构造活动不强烈，边坡稳定。因此，管线镇墩、支墩基础应置于相对完整岩基上，镇墩基础开挖深度58m。建议人工开挖临时边坡：边坡高度 58m第四系松散堆积碎石土层1：11：1.25；边坡高度58m的强风

40、化砂质板岩l：0. 751：1，边坡高度58m的弱风化砂质板岩l：0.51：0.6。1.3.3.5 施工围堰工程地质条件彭子塘引水坝上游围堰：河床宽2226m，水深11.2m，河床基岩基本裸露，河流堆积物主要为块石及砂、砾石，厚度0.51m，块石多呈扁平状，块径一般为0.30.6m，大者可达1m以上，主要分布在右侧河床。彭子塘引水坝下游围堰：河床宽2025m，水深11.5m。河流堆积物主要为块石及砂、砾石，厚度0.51.5m，块石多呈扁平状，块径一般为0.50.8m，大者可达1m以上，主要分布在右侧河床。围堰施工时需将河床内河流堆积物清除干净，避免堰基渗水即可，不需作其它基础处理。1.3.4

41、天然材料根据天然建筑材料勘察规程对本阶段的要求和本工程的实际情况，本次天然建筑材料勘察对工程所需的土料、天然砂砾料、人工轧骨料和石料产地的分布、储量、质量及开采运输条件进行了详细勘察。砂砾料及土料：坝址附近缺乏天然砂砾料，大坝及厂房所需砂砾料，若从70km外的XX或炉观镇运来，由于运距远，运价高，鉴于当地石料丰富，质量较好，建议采用人工轧制粗细骨料方案。块石料：通过调查大坝附近共有三处料场，分布在库内左右两岸及大坝下游，运距约200700m，储量均大于100万m3。三个料场的情况如下：1#料场，位于镇江溪与渠江汇合口处，距离坝址约200300m，该料场石质好、夹层少，全为基岩裸露，易于开采，开

42、采高程360390m。2#料场，位于大坝上游的渠江左岸，距大坝约300500m，可采块石大于100万m3，因该料场所处高程400500m，为大坝砌筑时的上部料场。3#料场，位于大坝下游左岸龙虎洞处，距大坝约500700m，可采储量在100万m3以上。1.4 工程任务和规模XX水电站上有拟建的平游桥水电站，下有拟建的大兴水电站。考虑XX水电站的主要供电范围是XX县，本次设计通过35kV架空线并网在长峰110kV变的35kV母线上。根据XX县经济发展规划，并考虑到该地区的用电历史情况，XX县电力负荷预测20052010年全社会供电量年均递增速度为7.42%，负荷年均递增速度为7.40%，20102

43、020年全社会供电量年均递增速度为7.00%，负荷年均递增速度为7.00%。XX县电力电量预测结果表1.4-1。表1.4-1 XX县电力负荷预测 单位： 亿kWh，MW年份项目2007年2010年2015年2020年20052010年20102020年全社会供电量6.468.019.0615.767.42%7.00%全社会最大负荷1211501702957.40%7.00%XX县电力电量缺口很大，供需矛盾十分突出。XX水电站是XX县境内可供开发的有限的电源点之一，装机7.5MW，年发电量2830万kWh，它的兴建能缓解XX县电网的供电紧张局面，促进该地区工农业生产的发展。彭子塘引水坝正常蓄水位

44、选择了380.5m、382.0m两个方案进行了技术经济比较，经比较，确定正常蓄水位382.0m。装机容量进行了6.4MW、7.5MW、8.4MW三个方案的比较，推荐装机规模为7.5MW。电站运行方式：XX水电站为无调节性能的小型水电站工程，其发电运行方式直接受上游天然来流量控制，当来流量不大于5.82m3/s时，只发3#机；当来流量大于5.82m3/s而小于11.64m3/s而时，可同时发1#机和2#机；当来流量大于11.64m3/s达到17.46m3/s以上时，则3台机同发。上游为正常蓄水位时由三台机发电减为单机发电，流速减慢，此时，隧洞水面线为a型壅水曲线，隧洞末端水深要高于设计水深，这样

45、1#隧洞内水位上升，当水位上升时，则通过压力前池的自动调节溢流堰溢流及1#隧洞前的闸门进行调节，当达到新的平衡时，水位不再上升，对3#隧洞的运行影响不大。同时1#隧洞前闸门的启闭是采用电气自动化控制，保证了电站的正常运行。参考XX双江口电站（引水式电站，隧洞及引水渠总长13km）、龙湘电站、建军电站等电站的运行情况可知：电站最不利工况在实际运行中出现的次数相当少，且通过相应工程措施可以保证隧洞的正常运行，对电站的发电质量影响很小，因此本电站采用无压隧洞引水是可行的。XX水电站无调节能力，多年运行特性指标如下：流量及水位：多年平均流量8.33m3/s（坝址处），单机流量5.82m3/s，相应下游

46、水位325.25m（厂址处），满发装机流量17.46m3/s，相应下游水位325.64m（厂址处）。水头：最大水头50.91m，最小发电水头44.55m，设计水头49.50m。出力及发电量：保证出力958kW，多年平均发电量2830万kWh。1.5 工程布置及建筑物1.5.1 工程等级和标准XX水电站水库正常蓄水位382.0m，相应库容为194.70万m3，水库校核洪水位385.31m，水库总库容为320.55万m3，电站装机容量为0.75万kW，小于1万kW。根据国家防洪标准（GB50201-94）、水电水电枢纽工程等级级别及设计安全标准（DL5180-2003）、水利水电工程等级划分及洪水

47、标准（SL252-2000）规定，XX水电站为小型工程，水库工程属等工程，电站工程属等工程，小（2）型规模。水库工程的溢流坝、放空闸及引水隧洞等主要建筑物为5级建筑物，电站工程的发电厂房系统、开关站等为5级建筑物，次要建筑物为5级建筑物，临时建筑物为5级建筑物。引水坝设计洪水标准为洪水重现期30年，非常运用洪水标准为洪水重现期200年；水电站厂房设计洪水标准为洪水重现期30年，非常运用洪水标准为洪水重现期50年。消能防冲建筑物设计洪水标准为洪水重现期10年。1.5.2 工程选址XX水电站坝址选择与开发方案在XX省XX县渠江奉家至县界河段流域规划（XX市水利水电勘测设计院，2006.09）的基础

48、上，经我院会同业主和有关部门的专家及技术人员多次到现场进行实地勘查，决定彭子塘引水坝建在渠江与镇溪江汇合口下游200m处的彭子塘，控制流域面积为238km2，此处河床高程353.72m354.90m，河谷对称，地质条件较好，河床宽度20.0m，该处作为本次XX水电站彭子塘引水坝坝址的有利条件如下：一是河道开阔较顺直有利于泄水冲砂；二是地质条件好有利于彭子塘引水坝稳定；三是同时拦截了渠江干流与镇溪江的来水，有利于电站发电。电站厂址选择在XX，此处河床高程为324.30m，河滩高程为329.50m，常年枯水位为325.50m，厂房位于河流右岸，厂房的修建基本不会影响本河段的行洪安全，也不会侵占下一

49、级梯级电站大兴电站的水头。1.5.3 工程设计本工程枢纽总平面布置由彭子塘引水坝、1#引水隧洞、蛇坪河1#引水坝、2#引水隧洞、蛇坪河2#引水坝、3#引水隧洞、压力前池、压力管道、发电厂房和升压站等组成。枢纽总平面布置的原则是在满足枢纽泄洪安全和利用水头最大的前提下，力求平面布置紧凑、工程量投资最省、施工及运行管理方便。彭子塘引水坝位于渠江与镇溪江汇合口下游200m处，坝顶轴线长134m，堰顶高程为377.0m，堰上无闸门控制，右侧设置放空闸，放空闸底板高程为368.0m，孔口净尺寸1.01.0m。本工程1#引水隧洞可采用无压引水隧洞或低压引水隧洞方式，经过技术比选，采用无压引水隧洞方案，该方

50、案具有投资较少、有利于蛇坪河流域水量的引入、施工较方便、施工进度快等优点，而电能质量的保证可通过1#隧洞闸门及前池溢流堰调节等工程措施来实现。1#隧洞从渠江与镇溪江汇合口镇溪江上游100m处右岸山坡进口，起始洞线方向为东偏北4753，在桩号2+500处洞线方向转为东偏北6944，在桩号2+652处洞线方向转为北偏西312，洞线总长3480m，设计引水流量为15.10m3/s，隧洞进口底板高程为377.180m，出口底板高程为374.867m，坡降i1/1500，直墙高均为3.4m，拱顶圆心角均为120。隧洞衬砌段净宽为3.0m，净高4.266m，拱顶半径为1.732m，不衬砌段净宽为3.9m，

51、净高4.526m，拱顶半径为2.252m。蛇坪河1#引水坝坝顶轴线长14.0m，堰顶高程为385.0m，堰上无闸门控制，全坝段溢流。2#隧洞从蛇坪河1#引水坝前进口，引水至蛇坪河左支流，全段为直线，洞线方向为西偏南4047，洞线总长320m，设计引水流量为1.20m3/s，隧洞进口底板高程为383.910m，出口底板高程为383.280m，坡降i1/500，直墙高均为1.367m，拱顶圆心角均为120。隧洞衬砌段与不衬砌段净宽均为1.50m，净高均为1.80m，拱顶半径均为0.866m。蛇坪河2#引水坝坝顶轴线长19.0m，堰顶高程为380.5m，堰上无闸门控制，全坝段溢流。3#隧洞从蛇坪河2

52、#引水坝前进口，引水至压力前池前的明渠段内，起始洞线方向为西偏南68，在桩号1+243处洞线方向转为西偏北68，洞线全长1260m，设计引水流量为2.36m3/s，进口高程为379.230m，在桩号1+245处设置1：5.3纵坡，出口高程为374.855m，坡降i1/800，直墙高均为1.367m，拱顶圆心角均为120。隧洞衬砌段净宽为1.5m，净高1.8m，拱顶半径为0.866m，不衬砌段净宽为1.9m，净高1.915m，拱顶半径为1.097m。根据隧洞地质条件，本次设计1#隧洞全断面结构衬砌段隧洞长度为870m，占隧洞总长的25%，衬砌形式根据实际开挖后的地质条件决定，其余长度为2610m

53、的隧洞段侧墙和顶拱不衬砌，底板采用100mm厚C15砼衬砌。2#隧洞和3#隧洞原则上只对底板及进、出口段进行衬砌，其它地段不衬砌。压力前池分前室、进水室、泄水侧堰、冲砂放空孔四部分，总长55m。前室分为渐变段和直线段。渐变段总长35m，其中水平、竖直同时扩散段长15m，与渠道末端连接，起始端底板高程为374.853m，水平扩散角5.43，底坡1：5.0；后20m为竖直扩散段，宽6.3m，底坡1：5.0，直至前室水平段底高程368.000m。两侧边坡为垂直边坡。前室水平段宽6.3m，长15m，底板厚1.0m，侧墙采用C25钢筋砼，厚度1.4m，前池顶部设500500mm的C25钢筋砼拉杆，间距2

54、.5m。前室有效容积约2200m3。进水室长5.0m，底板高程369.800m，水平设置，工作闸门尺寸为2.82.8m，门后设钢筋砼胸墙和通气孔，沿进水室边墙外侧设置用于钢管充水的300mm旁通阀1个。泄水侧堰布置在前池左侧堰中部，宽20m，采用折线形实用堰，堰顶高程为378.200m，宽1.4m，后接坡比为1：0.7的泄水陡槽，陡槽采用200mm厚C20钢筋砼衬砌。前池放空孔位于前池水平段末端，尺寸为1.01.0m，闸底高程为367.500m，放空孔采用平面铸铁闸门控制，用LQ-5型螺杆启闭机启闭。前池放空检修时应同时依次关闭前池进口闸门与1#隧洞进口闸门。压力管道采用钢管，管线布置沿山坡而

55、下，为减少开挖量，岔管后管道不宜水平布置，须根据实际地形条件分别拟定坡度进行布置。岔管型式参考同类工程的成功经验，采用“卜型”结构，共二处。三条支管分岔后在靠近厂房处用立面转弯型式或空间转弯形式水平进入厂房。根据厂房布置要求，钢管下段须回填，用于布置副厂房，综合考虑后，在1#镇墩与2#镇墩之间钢管裸露于地面，设镇墩固定、支墩支承。在副厂房以下管段均回填至333.35m高程，主要采用石碴回填。在三条支管转弯处均用镇墩进行固定。根据布置要求，共布置镇墩6处，支墩每隔10m布置一个，共2处。电站厂房紧靠山坡布置在河床右岸，为地面式。主厂房平面尺寸为长宽=44.1m13.4m，由主、副厂房、防洪墙、尾

56、水涵管组成。水轮机安装高程（机组主轴中心高程）326.50m，发电机层地面高程325.50m，副厂房地面高程333.350m。升压站布置在右岸山坡上，紧邻厂房上游侧，升压站平面尺寸为长宽=14.24m9.24m，基面高程345.000m。1.6 机电及金属结构1.6.1 水力机械本电站装机为3台2.5MW混流式水轮发电机。水轮发电机组主要参数如下：水轮机基本参数：型号：HLA551C-WJ-81设计水头：49.5m额定功率：2636.8kW额定流量：5.82m3/s额定转速：750r/min飞逸转速：1258.7r/min吸出高度：Hs=+1.66m效 率：93.3%发电机基本参数为：发电机：

57、SFW2500-8/1730额定功率：2500kW额定转速：750r/min额定电压：6300V额定电流：286.4A功率因素：0.8频 率：50Hz效 率：96%绝缘等级：F/F励磁电压：67.6V励磁电流：316.4A冷却方式：管道通风主厂房布置有3台发电机和3台BWT-1000调速器，同时在高程338.850m布置一台16t/3.2t单小车桥式起重机。1.6.2 电气一次XX水电站建成后考虑35kV出线一回，接入长峰110kV变电站，线路距离约6km，输电线路导线型号为LGJ-150。电站电气主接线方案：采用2台变压器，型号为S9-6300/35和S9-3150/35，发电机电压母线和35kV升高电压侧都采用单母线接线方式。厂用电(0.4kV)采用机组自用电及全厂公用电混合的