縣水電方案優(yōu)化技術(shù)研究

時(shí)間:2022-03-09 02:14:00

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縣水電方案優(yōu)化技術(shù)研究

1、工程概況

*水電站位于縣城西北75km的荊紫關(guān)鎮(zhèn),是丹江干流河南省境內(nèi)梯級(jí)開發(fā)規(guī)劃中的第一級(jí)水電站;該電站為引水徑流式電站,電站裝機(jī)容量7500kw,工程總投資7180.24萬元,年售電收入1228萬元,工程于1998年10月動(dòng)工興建,20*年竣工發(fā)電。

*水電站由渠首樞紐、引水渠道、電站樞紐三部分組成。

渠首樞紐主要包括攔河壩、沖砂閘、進(jìn)水閘三部分。攔河壩為漿砌石空腹重力壩,最大壩底高17.0m,壩頂長(zhǎng)度185m;沖砂閘位于溢流壩左端,共1孔,孔寬5m,最大沖砂流量102m3/s;進(jìn)水閘位于沖砂閘左端,共3孔,單孔寬3m,設(shè)計(jì)流量57m3/s。

引水渠道位于丹江左岸,沿河布置,總長(zhǎng)9.45km,主要包括渠首石渠段,街前石渠段,鋼筋砼渠槽段,穿街渠涵段,切崗?fù)诜蕉巍k娬厩耙喂?段,渠道上設(shè)有各類建筑物33座。

電站樞紐位于杜家溝口,由壓力前池、壓力管道、主副廠房和升壓站等組成,電站尾水由220m長(zhǎng)的尾水渠泄入丹江。發(fā)電升壓后經(jīng)3.1km35kv輸電線路并入荊關(guān)35kv變電站。

2、成果背景

*水電站地形、地質(zhì)復(fù)雜,工程設(shè)計(jì)施工難度大。尤其傍河渠段更為突出。因此該工程方案優(yōu)化及新技術(shù)研究的重點(diǎn)是這部分。

傍河渠段位于引水渠道3+700—4+481段,總長(zhǎng)度781m。渠段左側(cè)與淅川縣荊紫關(guān)老街岸坡相鄰,老街房屋沿岸坡修建,為明清古建筑,屬國家重點(diǎn)文物保護(hù)對(duì)象,岸坡陡峻,坡頂與坡腳相對(duì)高差最大達(dá)10m以上,渠段右側(cè)為丹江主河道,3+700—4+100段河道灘地較窄,最窄處僅20m,地面高程在208.5—211m之間,與河床最低高程相差0.5m;4+100—4+481段為后期人們改河造地,沿河修建防洪大堤,堤內(nèi)填土2.4—4.0m的粘土,砂壤土和砂,地面高程在211.3—212.5m之間,與河漫灘高1—4米;3+700—4+481渠段進(jìn)出口渠底設(shè)計(jì)高程分別為213.77m和213.45m,渠底高程與地面高差相對(duì)較小,最大高差為4m。

3、方案優(yōu)化設(shè)計(jì)及新技術(shù)應(yīng)用

3.1方案提出

傍河渠段在*水電站可行性研究階段設(shè)計(jì)為渡槽,結(jié)構(gòu)型為跨度5.6m的半圓拱式渡槽,槽身為砌石結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)為鉆孔灌柱樁,樁承載力按端未樁設(shè)計(jì),在進(jìn)行可行性研究報(bào)告評(píng)估時(shí),專家們提出:傍河渡槽的設(shè)計(jì)、施工是該工程的關(guān)鍵,其安全性和設(shè)計(jì)的合理性,將直接影響到整體工程的安全和投資,應(yīng)組織專項(xiàng)科學(xué)研究。781m長(zhǎng)的傍河渠段所處地理位置比較特殊,地形狹窄,地質(zhì)條件較差,丹江河兩岸曾因護(hù)岸而發(fā)生過嚴(yán)懲的水事糾紛。因此,修建何種結(jié)構(gòu)形式的輸水建筑物才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)、安全和管理方便,同時(shí)又不引發(fā)新的水事糾紛,并使岸上古建筑得到妥善保護(hù),傍河渠段在初步設(shè)計(jì)過程中,依據(jù)工程地形,地質(zhì)條件進(jìn)行了大量而細(xì)致的比較工作,并參照丹江沿岸現(xiàn)有工程護(hù)岸的成功經(jīng)驗(yàn),經(jīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)多次察勘,對(duì)現(xiàn)有河道護(hù)岸及防護(hù)工程進(jìn)行分析,又選定兩種不同于渡槽的方案進(jìn)行比較,即下部回填砂及卵石(充分利用河道建筑材料)用振動(dòng)碾壓夯實(shí),沿河岸邊護(hù)砌,保護(hù)建筑物的安全,槽身采用砌石擋水墻及扶壁及壁式擋水墻方案,漿砌石擋水墻可充分利用當(dāng)?shù)夭牧霞懊窆な┕?,但由于漿砌石擋水墻位于回填砂卵石基礎(chǔ)上,適應(yīng)地基變形能力較差,分縫止水需作特別處理,砌石渠道容易滲水,并給工程管理帶來困難,這種形式工程投資為390萬元。扶壁式擋水墻結(jié)構(gòu)整體性好,適應(yīng)地基變形能力強(qiáng)有利于止水布置,防滲效果好,便于工程管理,但這種結(jié)構(gòu)形式施工難度大,模板用量多,工程投資為410萬元,僅比砌石擋水墻增加投資29萬元。因此從有利于工程安全角度出發(fā),選用壁式擋水墻方案較為經(jīng)濟(jì)合理。

3.2方案確定

通過對(duì)渡槽方案和回填式擋水墻方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,兩種方案各有優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn),渡槽選用重力墩基礎(chǔ),開挖深度大,施工排水難度大,基礎(chǔ)遠(yuǎn)離岸坡,對(duì)河道行洪不利,易引起河對(duì)岸群眾的不滿,且工程投資較大,但渡槽基礎(chǔ)安全可靠,一般不會(huì)因基礎(chǔ)沖刷而危及建筑物的安全。扶壁式擋水墻方案緊鄰岸坡施工,工程投資較上述方案節(jié)約330萬元,但由于該種結(jié)構(gòu)形式基礎(chǔ)是回填砂卵石材料,施工質(zhì)量難以控制,一旦被沖刷,極易造成建筑物破壞,只要加強(qiáng)岸坡護(hù)砌,加強(qiáng)防沖,采用適當(dāng)防護(hù)形式是可以避免的。因此,傍河渠段最后選用結(jié)構(gòu)型式為扶壁式擋水墻,扶壁式擋水壁由于扶壁作用受力集中,結(jié)構(gòu)布置困難,且不利于工程施工,因此在施工詳圖階段將扶壁式擋水墻改為懸壁式擋水墻。

*水電站傍河渠段方案優(yōu)化設(shè)計(jì)為工程建設(shè)節(jié)約資金達(dá)300余萬元,工程設(shè)計(jì)思路新穎,結(jié)構(gòu)合理,既便于工程施工,又有利于工程運(yùn)行和管理,同時(shí)也解決了水利工程建設(shè)中與周邊環(huán)境難以協(xié)調(diào)的問題,為工程順利開工建筑奠定了基礎(chǔ)。

4、結(jié)論

淅川縣*水電站方案優(yōu)化與新技術(shù)應(yīng)用,達(dá)到了預(yù)期目的。渠首樞紐與站樞紐布置緊湊,引水渠線及建筑物設(shè)計(jì)方案合理,計(jì)算準(zhǔn)確可靠,較好地將水電資源開發(fā)和古建筑保護(hù)、河道防洪和工程實(shí)際、興利與除害結(jié)合起來。工程設(shè)計(jì),技術(shù)先進(jìn),方案準(zhǔn)確,新技術(shù)、新材料的廣泛應(yīng)用,達(dá)到施工方便和節(jié)約投資的目的(節(jié)約資金370余萬元)。工程自建成以來,一直運(yùn)行正常,各項(xiàng)技術(shù)性能均已達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo),發(fā)揮了良好的經(jīng)濟(jì)效益,社會(huì)效益和環(huán)境效益。