郝 元 麟，　何 順 賓，　王 壽 根

(中國電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都　610072)

?

長河壩水電站樞紐布置設(shè)計(jì)

郝 元 麟，何 順 賓，王 壽 根

(中國電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都610072)

摘要：長河壩水電站規(guī)模大。結(jié)合工程所處川西高原氣候區(qū)、高山峽谷地區(qū)、高地震烈度區(qū)等復(fù)雜基礎(chǔ)建設(shè)條件和建設(shè)開發(fā)背景，圍繞電站樞紐布置涉及要素，系統(tǒng)概述了長河壩水電站樞紐布置設(shè)計(jì)的相關(guān)情況及其設(shè)防重點(diǎn)和難點(diǎn)，旨在為類似工程設(shè)計(jì)提供有益的啟示。

關(guān)鍵詞：長河壩水電站;樞紐布置;調(diào)整及優(yōu)化；設(shè)計(jì)

1工程概述

長河壩水電站是以單一發(fā)電為主的大型水庫電站，位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi)，地處大渡河上游金湯河口以下約4～7 km河段，為大渡河干流“3庫22級(jí)”開發(fā)的第10級(jí)電站，壩、廠址上距丹巴縣城約85 km，下距康定縣城和瀘定縣城分別為51 km和50 km，距成都約360 km。

電站壩址控制流域面積56 648 km2，占全流域面積的73.2%，多年平均流量約843 m3/s。電站采用攔河大壩、首部式地下引水發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)方式，為一等大(1)型工程。攔河大壩采用礫石土心墻堆石壩、最大壩高240 m，壩壅水高約213 m，水庫正常蓄水位高程1 690 m，正常蓄水位時(shí)大渡河干流回水長度為36.4 km、水庫面積12.54 km2、庫容10.15億m3，校核洪水位高程1 694.6 m、相應(yīng)總庫容10.75億m3，水庫最低死水位高程1 650 m，調(diào)節(jié)庫容4.15億m3，具有季調(diào)節(jié)能力。電站最大水頭216.2 m、最小水頭166 m，額定水頭200 m，發(fā)電引用流量1 458 m3/s，安裝4臺(tái)、單機(jī)容量為650 MW的混流立軸式水輪發(fā)電機(jī)，總?cè)萘? 600 MW，保證出力615 MW，多年平均年發(fā)電量為110.5億kW·h。

2樞紐區(qū)水文及工程地質(zhì)條件

2.1水文條件

大渡河流域的徑流主要來自降水，其次為地下水和冰雪融水補(bǔ)給，徑流具有豐沛穩(wěn)定和年際變化小的特點(diǎn)。洪水主要由降水形成，洪水具有量大、峰不高、緩漲緩落、歷時(shí)較長的特點(diǎn)，洪水過程多呈復(fù)峰型且漲落緩慢；降水量主要集中在5～10月，其中又以6～9月最多。大渡河上游地區(qū)因地勢(shì)高且遠(yuǎn)離水汽源地，降水量較少，降水日數(shù)一般為100～170 d，多年平均年降水量一般僅為600～700 mm左右且很少出現(xiàn)暴雨，最大日降水量一般為30～70 mm。

長河壩水電站壩址區(qū)多年平均氣溫15.4 ℃，極端最高氣溫36.4 ℃，極端最低氣溫-5 ℃，多年平均年蒸發(fā)量1 526.9 mm，多年平均相對(duì)濕度為66%，最大風(fēng)速15 m/s，多年平均年降水量642.9 mm，歷年最大日降水量72.3 mm。壩址處多年平均流量843 m3/s，汛期(5～10月)多年平均流量1 366 m3/s，枯期(11月～翌年4月)平均流量316 m3/s，多年平均年徑流量265.85億m3。壩址處多年平均懸移質(zhì)年輸沙量 910萬t，多年平均含沙量351 g/m3，年平均推移質(zhì)輸沙量確定為31.2萬t。

2.2工程地質(zhì)條件

(1)區(qū)域地質(zhì)與地震。

該電站地處鮮水河斷裂帶、龍門山斷裂帶和安寧河～小江斷裂帶所切割的川滇菱形塊體、巴顏喀拉塊體和四川地塊交接部位，處于川滇菱形塊體東緣外側(cè)，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景復(fù)雜，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較差。工程場(chǎng)地的地震危險(xiǎn)性主要受外圍強(qiáng)震活動(dòng)的波及影響，其中鮮水河地震統(tǒng)計(jì)區(qū)康定8級(jí)潛在震源對(duì)場(chǎng)地地震危險(xiǎn)性起主要作用。工程場(chǎng)地50 a超越概率10%的基巖水平峰值加速度為172 gal、相對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為Ⅷ度，100 a超越概率2%的基巖水平峰值加速度為359 gal，100 a超越概率1%的基巖水平峰值加速度為430 gal。

(2)庫區(qū)地質(zhì)條件。

水庫地處高山峽谷區(qū)，屬河道型水庫，兩岸基巖裸露，河谷兩岸支流、沖溝發(fā)育，偶見零星的Ⅰ～Ⅲ級(jí)階地分布。水庫由大渡河主庫及金湯河等支庫組成，正常蓄水位高程1 690 m時(shí)大渡河主庫回水長約36.4 km，金湯河支庫回水長約5.1 km，其余沖溝庫容小、回水短。庫區(qū)無區(qū)域斷裂通過，物理地質(zhì)作用不強(qiáng)，規(guī)模較小，主要以巖體風(fēng)化、卸荷、小型崩塌、泥石流為特征。

(3)壩址區(qū)地質(zhì)條件。

①地形地貌。

電站所處部位的大渡河由南東轉(zhuǎn)為南西流向形成一個(gè)90°的河灣。壩軸線附近河谷相對(duì)開闊，呈較寬的“V”型，兩岸自然邊坡陡峻，臨江坡高700 m左右，左岸1 590 m高程以下坡角一般為60°～65 °，1 590 m高程以上坡角一般為40°～45 °；右岸1 660 m高程以下坡角一般為60°～65 °，1 660 m高程以上坡角一般為35°～40 °；枯水期河水面寬110～120 m，水深3～5 m。正常蓄水位高程1 690 m時(shí)對(duì)應(yīng)谷寬459 m，兩岸沖溝較發(fā)育，溝谷走向基本垂直岸坡，規(guī)模較小，切割較淺，除左壩肩棒棒溝和右岸下游沙場(chǎng)溝有常年流水外，其余沖溝均為季節(jié)性溝谷。

②地層巖性。

壩址區(qū)出露巖體為一套晉寧期-澄江期的侵入巖，其巖性以花崗巖(γ2(4))、石英閃長巖(δ02(3))為主。河床覆蓋層厚60～70 m，局部達(dá)79.3 m，自下而上(由老至新)可分為3層：第①層為漂(塊)卵(碎)礫石層(fglQ3)，第②層為含泥漂(塊)卵(碎)礫石層(alQ41)，第③層為漂(塊)卵礫石層(alQ42)，第②層中有厚度為0.75～12.5 m的②-C砂層分布、砂層頂板埋深3.33～25.7 m。

③地質(zhì)構(gòu)造。

壩址區(qū)無區(qū)域性斷裂通過，地質(zhì)構(gòu)造以次級(jí)小斷層、擠壓破碎帶、節(jié)理裂隙(裂隙密集帶)、巖脈為特征。斷層測(cè)年活動(dòng)時(shí)間為14.2±1萬年～21±1.5萬年，主要活動(dòng)期在中更新世，晚更新世以來不具活動(dòng)性。

④風(fēng)化卸荷特征。

壩址區(qū)巖體主要為花崗巖，次為輝長巖和石英閃長巖。巖石致密堅(jiān)硬，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，風(fēng)化作用主要沿裂隙進(jìn)行，局部可見球狀風(fēng)化，其風(fēng)化強(qiáng)度、深度和分布規(guī)律明顯受構(gòu)造、地形、巖體卸荷和地下水等因素控制。兩岸河谷深切，谷坡陡峻，天然地應(yīng)力較高，在河谷強(qiáng)烈下切導(dǎo)致谷坡向臨空方向產(chǎn)生較強(qiáng)烈的卸荷。

⑤水文地質(zhì)條件。

壩址區(qū)地下水賦存可分為第四系松散堆積層孔隙水和基巖裂隙水兩種類型。第四系孔隙水主要分布于河谷地帶的松散堆積物中；基巖裂隙水分布于裂隙巖體和斷層帶附近，受斷層或巖脈阻水而局部富集；地下水均由大氣降水補(bǔ)給，向河床排泄。

⑥地應(yīng)力特征。

壩址區(qū)地處深山峽谷，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)總體表現(xiàn)為以整體性、間歇性強(qiáng)烈抬升為主，區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用方向表現(xiàn)為近東西向擠壓?；◢忛W長巖致密、堅(jiān)硬、較完整，抗變形性能強(qiáng)，易蓄集較高的應(yīng)變能，應(yīng)力相對(duì)集中且地應(yīng)力較高。左岸水平埋深200～450 m山體內(nèi)最大主應(yīng)力σ1方向大致為N60°～80°W，傾角為-20°～-54.98°，最大主應(yīng)力σ1量級(jí)為16～32 MPa；右岸水平埋深250～360 m山體內(nèi)最大主應(yīng)力σ1方向大致為N40°～60°W，傾角為6°～68°，最大主應(yīng)力σ1量級(jí)為18～20 MPa。

3樞紐布置設(shè)計(jì)

3.1工程等別及洪水、地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

該工程為一等大(1)型工程，擋水、泄洪、引水及發(fā)電等永久性主要建筑物為1級(jí)建筑物，永久性次要建筑物為3級(jí)建筑物，臨時(shí)建筑物為3級(jí)建筑物。

各主要建筑物的洪水設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為：①擋水、泄水建筑物按1 000 a一遇洪水流量7 650 m3/s設(shè)計(jì)，可能最大洪水(PMF)流量10 400 m3/s校核；②電站廠房按200 a一遇洪水流量6 670 m3/s設(shè)計(jì)，1 000 a一遇洪水流量7 650 m3/s校核；③泄水建筑物消能防沖按100 a一遇洪水流量6 230 m3/s設(shè)計(jì)并考慮在低于該洪水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可能出現(xiàn)的不利情況。

各主要建筑物的地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為：壅水建筑物抗震設(shè)防類別為甲類，按Ⅸ度抗震設(shè)防，設(shè)計(jì)地震工況下，壅水建筑物基巖水平峰值加速度取100 a超越概率2%的值，即0.359 g；校核地震工況下，壅水建筑物基巖水平峰值加速度取100 a超越概率1%的值，即0.43 g。非壅水建筑物抗震設(shè)防類別為乙類，按Ⅷ度進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，基巖水平峰值加速度取50 a內(nèi)超 越 概 率 5%的值，即0.222 g。

3.2樞紐布置設(shè)計(jì)及優(yōu)化

3.2.1壩址選擇

按照所審定的大渡河流域梯級(jí)開發(fā)原則和規(guī)劃，長河壩規(guī)劃壩址區(qū)位于大渡河上游金湯河口下游響水溝至蒙子壩之間長約7 km的大渡河干流河段上，工程場(chǎng)址上游受限于金湯河，下游受限于金湯河最末一級(jí)梯級(jí)——金康電站廠房。根據(jù)長河壩工程開發(fā)任務(wù)和基礎(chǔ)建設(shè)條件，在規(guī)劃河段擬定了上、下兩個(gè)壩址進(jìn)行樞紐建筑物布置和方案比較，上壩址位于響水溝至大奔牛溝長約2 km的河段上，下壩址位于大奔牛溝至蒙子壩長約2 km的河段上，兩壩址相距僅2 km、水位差7～11 m。

兩壩址間流域面積和水庫淹沒補(bǔ)償相差甚微、徑流基本相同、水量利用和環(huán)境影響程度基本無差別。所確定的壩址選擇原則為“相同特征水位、相同裝機(jī)規(guī)模、相同機(jī)組臺(tái)數(shù)”。綜合考慮壩體兩岸接頭條件、壩基防滲與壩體工程量、泄洪及引水發(fā)電建筑物布置條件、導(dǎo)流建筑物布置條件、施工條件、河段水頭利用、工程經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等要素，確定下壩址為工程代表壩址。

3.2.2壩軸線選擇

長河壩工程規(guī)模大，所選定的壩址(下壩址)由于左岸壩前的卸荷松弛巖體、壩后的大灣溝及金康電站，右岸壩前的筆架溝、壩后的花瓶溝限制了樞紐布置，可供樞紐布置的河段長度較短。從地形、地質(zhì)、水工建筑物布置考慮，壩軸線布置的范圍基本局限于橫Ⅰ勘探線上游80～120 m范圍內(nèi)。為此，擬定了上、下兩條壩線進(jìn)行樞紐建筑物布置和方案比較。上壩線位于橫Ⅰ-2勘探線，下壩線位于橫Ⅰ-1勘探線位置，兩壩線相距約50 m、夾角7°。

鑒于兩條比選壩線距離較近，從工程地質(zhì)條件、樞紐布置條件、施工組織、投資等方面進(jìn)行比較，兩壩線差異不大。相比較而言，上壩線具有地質(zhì)條件略優(yōu)，樞紐布置(取水口、壓力管道、廠房及附屬洞室等)的適應(yīng)性、協(xié)調(diào)性較好，工程投資少等優(yōu)勢(shì)，故最終確定上壩線為工程選定壩線。

3.2.3壩型選擇

鑒于壩址區(qū)地震基本烈度為Ⅷ度、河谷寬高比約為2.1、壩基覆蓋層最厚達(dá)80 m、深覆蓋層上擬建的最大壩高為240 m等復(fù)雜筑壩條件以及壩址附近有足夠儲(chǔ)量滿足高土石壩要求的防滲土料和壩殼堆石料可以利用，初步考慮該攔河大壩宜采用當(dāng)?shù)夭牧蠅?。從已有工程成熟?jīng)驗(yàn)、壩體結(jié)構(gòu)、投資和工期等方面分析，較適宜的壩型為礫石土心墻堆石壩、礫石土斜心墻堆石壩和瀝青混凝土心墻堆石壩等三種壩型。

三種壩型的壩坡穩(wěn)定、平面滲流和壩體應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算分析成果等均滿足高土石壩修建的各種技術(shù)要求，工期安排差異不大。瀝青混凝土心墻堆石壩雖然投資最省，但因心墻與基礎(chǔ)防滲墻接頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，基礎(chǔ)防滲墻應(yīng)力高，瀝青心墻的應(yīng)力和變形復(fù)雜，防滲體結(jié)構(gòu)可靠性差，基礎(chǔ)防滲墻施工難度大，總工期保證度低，最大壩高遠(yuǎn)高于目前已建同類型之最大壩高(約130 m)、可借鑒經(jīng)驗(yàn)少等缺點(diǎn)不宜采用。礫石土直心墻堆石壩抗震性能和抗?jié)B透穩(wěn)定性均好于斜心墻，投資也略低于斜心墻方案，工程區(qū)氣候條件也適宜土質(zhì)心墻的施工填筑，故最終確定礫石土直心墻堆石壩為工程選定壩型。

3.2.4樞紐布置方案比選

(1)樞紐布置格局。

壩址區(qū)大渡河河道為由南東轉(zhuǎn)為南西流向的一個(gè)90°河灣。為了充分利用河灣地形裁彎取直，節(jié)省工程量，使建筑物布置順暢，設(shè)計(jì)單位將所有泄水建筑物進(jìn)口均布置于象鼻溝上游側(cè)、出口布置于花瓶溝下游，形成“平、直、順”一坡到底的無壓泄水隧洞，同時(shí)結(jié)合地質(zhì)條件和各泄水建筑物運(yùn)行、出流情況，擬定了泄水洞按“大斷面、短洞線及小斷面、長洞線”的排列布置原則，使各泄水出口水流順河道、歸槽條件較好。根據(jù)引水發(fā)電系統(tǒng)位置的不同，研究了右岸廠房和左岸廠房?jī)纱髽屑~布置格局。

鑒于該電站壩址位于高山峽谷地區(qū)，山體雄厚，岸坡陡峻，無較寬闊的階地分布，不具備布置大型地面廠房的條件，故發(fā)電廠房宜采用地下式。在綜合考慮了大型地下洞室群對(duì)地質(zhì)條件的適宜性、工程量省、運(yùn)行管理方便等條件，左、右岸廠房宜采用首部式地下廠房型式。左岸廠房布置方案研究了無溢洪道、小溢洪道(1孔，寬15 m、高16 m)、大溢洪道(3孔，單寬11 m、高15 m)三種不同泄洪方式組合及相應(yīng)的尾水布置方案；右岸地下廠房方案研究了開敞式溢洪道組合長、短尾水洞，開敞式泄洪洞組合長尾水洞、尾水利用導(dǎo)流洞等4個(gè)方案。比較而言，將地下廠房洞室布置在左岸，圍巖穩(wěn)定條件較好，以開敞式泄洪洞代替岸邊溢洪道避免了大面積高陡邊坡穩(wěn)定問題和對(duì)花瓶溝堆積體、大灣溝堆積體的不利影響。該方案兩岸建筑物布置較均衡，施工干擾較小，不可預(yù)見的地質(zhì)問題相對(duì)較少，施工工期短。

從工程的技術(shù)可靠性、電站運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)、施工干擾、施工工期及其保證性等方面進(jìn)行綜合權(quán)衡后確定該工程采用泄洪建筑物布置于右岸、引水發(fā)電系統(tǒng)布置于左岸的樞紐布置格局。

(2)泄水建筑物布置。

長河壩屬高壩大庫，壩址處河谷較寬、兩岸岸坡陡峻，樞紐泄量大(10 400 m3/s)、水頭高(最大約200 m，泄洪功率約21 000 MW)，結(jié)合當(dāng)?shù)夭牧蠅蔚倪\(yùn)行特點(diǎn)和水庫調(diào)度要求，該泄水建筑物需順應(yīng)地形、地質(zhì)條件、具有良好的進(jìn)流歸河條件，具有較大的超泄能力，宜布設(shè)多層泄流通道以合理控制水位的升降，在中小洪水時(shí)具有較大的運(yùn)行靈活性并盡量與其他建筑物和周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。據(jù)此，所擬定的工程泄水建筑物由泄洪洞和放空洞組成，泄洪洞的主要任務(wù)是下泄大、中、小洪水，具有一定的運(yùn)行靈活性，泄洪洞由1條深孔泄洪洞和2條開敞式泄洪洞組成。單條開敞式泄洪洞在校核洪水位時(shí)下泄流量為3 138 m3/s，設(shè)計(jì)洪水位時(shí)下泄流量約為2 140 m3/s，具有很強(qiáng)的超泄能力；深孔泄洪洞最大下泄流量約為3 692 m3/s。放空洞的主要任務(wù)是放空水庫以檢修大壩及其它相關(guān)建筑物并兼做后期導(dǎo)流洞用，不參與泄洪，最大下泄流量約為1 970 m3/s。

(3)導(dǎo)流洞的利用。

為滿足工程施工期導(dǎo)流需要，該工程共布置了兩條初期導(dǎo)流洞和一條中期導(dǎo)流洞。三條導(dǎo)流洞均布置在右岸，兩條初期導(dǎo)流洞進(jìn)口緊鄰象鼻溝的上游側(cè)，出口緊鄰花瓶溝的上游側(cè)；中期導(dǎo)流洞進(jìn)口布置在初期導(dǎo)流洞上游側(cè)、深孔泄洪洞進(jìn)口前沿低高程處，出口緊鄰花瓶溝下游側(cè)，與初期導(dǎo)流洞隔花瓶溝布置。

為達(dá)到工程靈活運(yùn)行并降低投資的目的，設(shè)計(jì)單位還研究了永久泄水建筑物與導(dǎo)流洞相互結(jié)合利用的可行性與合理性，組合方案包括：①泄水建筑物和初期導(dǎo)流洞結(jié)合利用；②深孔泄洪洞和中期導(dǎo)流洞的龍?zhí)ь^結(jié)合利用方案；③放空洞和中期導(dǎo)流洞的全結(jié)合利用方案；④放空洞和中期導(dǎo)流洞的龍?zhí)ь^結(jié)合利用方案；⑤中期導(dǎo)流洞不結(jié)合方案。綜合工程布置、結(jié)構(gòu)、水力條件、施工導(dǎo)流、金屬結(jié)構(gòu)、生態(tài)環(huán)保、投資、工程安全風(fēng)險(xiǎn)等方面的分析比較，確定該工程永久泄水建筑物不與初期導(dǎo)流洞結(jié)合利用，深孔泄洪洞、放空洞均不考慮與中期導(dǎo)流洞結(jié)合利用。

(4)樞紐布置方案。

樞紐主要建筑物由礫石土心墻堆石壩、引水發(fā)電系統(tǒng)、3條泄洪洞和1條放空洞等建筑物組成。壩軸線位于橫Ⅰ-2勘探線，方位角N82°W。引水發(fā)電系統(tǒng)布置在左岸，進(jìn)水口布置在倒石溝下游側(cè)附近，廠房軸線平行于壩軸線，尾水洞下穿大灣溝后在1#泄洪洞出口上游歸河。泄洪、放空和施工導(dǎo)流建筑物均布置在右岸，自河道往山里依次布置了2條初期導(dǎo)流洞、1條中期導(dǎo)流洞，3條泄洪洞和1條放空洞；所有泄水建筑物進(jìn)口均在象鼻溝上游側(cè)，除初期導(dǎo)流洞出口布置在花瓶溝上游側(cè)外，其余泄水建筑物出口均布置在花瓶溝下游。

3.2.5樞紐布置的調(diào)整及優(yōu)化

工程實(shí)施階段，在維持可行性研究設(shè)計(jì)樞紐布置總格局不變的前提下，依據(jù)新的基礎(chǔ)資料和條件，重點(diǎn)對(duì)樞紐泄水建筑物的布置和型式進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化：鑒于泄洪洞、放空洞、中期導(dǎo)流洞等泄水建筑物進(jìn)、出口開挖洞臉和側(cè)坡地形陡峻，邊坡最高達(dá)300 m級(jí)，開挖和支護(hù)工程量大，提前形成施工通道非常困難；此外，工程實(shí)施階段，由于低高程2條初期導(dǎo)流洞已提前完工并開始導(dǎo)流度汛，泄洪洞、放空洞、中期導(dǎo)流洞高邊坡開挖棄渣客觀上不允許下河。因此，合理而有效地減低泄水建筑物進(jìn)、出口開挖坡高，對(duì)降低工程風(fēng)險(xiǎn)、保障工程工期具有明顯的現(xiàn)實(shí)意義。

樞紐布置調(diào)整優(yōu)化的情況主要有：進(jìn)出口邊坡采取高清坡、強(qiáng)支護(hù)、低開口，1#、2#泄洪洞軸線微調(diào)；1#泄洪洞進(jìn)口塔體長度由52 m減為49 m，2#、3#泄洪洞進(jìn)口塔體長度由40 m減為36.5 m；1#、2#、3#泄洪洞總長略有增加，坡度略有變緩，斷面略有減?。粚?duì)出口挑坎體型進(jìn)行了有針對(duì)性的優(yōu)化，增設(shè)了補(bǔ)氣洞；對(duì)放空洞洞身斷面尺寸進(jìn)行了調(diào)整；中期導(dǎo)流洞增設(shè)了弧形閘門。

4主要樞紐建筑物

4.1攔河大壩與基礎(chǔ)防滲處理

大壩采用礫石土心墻堆石壩，心墻與上、下游壩殼堆石之間均設(shè)有反濾層、過渡層，防滲墻下游心墻底部及下游壩殼與覆蓋層壩基之間設(shè)有水平反濾層，心墻與兩岸岸坡接觸部位設(shè)有協(xié)調(diào)變形的高塑性粘土。壩體建基面最低高程為1 457 m，最大壩高240 m，壩頂長度為502.85 m，壩頂寬16 m，上、下游壩坡均為1∶2；在上游壩坡1 645 m高程處設(shè)置了一條5 m寬的馬道，下游壩坡布置“之”字形上壩道路。

河床壩基面以下覆蓋層采取全封閉混凝土防滲墻方案，覆蓋層以下及兩岸基巖基礎(chǔ)防滲均采用灌漿帷幕，帷幕深入3 Lu基巖以下5 m。防滲墻采用一主一副兩墻分開、端部采用帷幕搭接的聯(lián)合防滲布置，兩墻之間凈距14 m；主墻最大墻深約55 m、墻厚1.4 m，位于壩軸線平面內(nèi)，采用廊道式與心墻連接；副墻最大墻深約50 m、墻厚1.2 m，布設(shè)于上游側(cè)，采用插入式與心墻連接。

4.2泄洪、放空建筑物

樞紐永久泄水建筑物均布置于河道右岸，由三條泄洪洞和一條放空洞組成，從左至右依次為1#泄洪洞、2#泄洪洞、3#泄洪洞和放空洞。泄洪洞的主要任務(wù)是下泄大、中、小洪水，放空洞的主要任務(wù)是放空水庫以檢修大壩及其它相關(guān)建筑物并兼做后期導(dǎo)流洞，不參加泄洪。三條泄洪洞下泄校核洪水(PMF)時(shí)洪水峰值流量為10 400 m3/s，其最大泄洪功率約為21 000 MW。

1#泄洪洞由岸塔式短有壓進(jìn)口段、無壓隧洞段和出口挑流鼻坎段組成。進(jìn)水塔長49 m、寬27 m、高52 m，工作閘門孔口寬14 m、高11.5 m，無壓城門洞斷面寬14 m、高16～19 m，洞身長1 362 m，隧洞縱坡i=0.102 79，最大泄量3 692 m3/s。

2#、3#泄洪洞由開敞塔式進(jìn)口段、無壓隧洞段和出口挑流鼻坎段組成。進(jìn)口塔長36.5 m、寬28 m、高37.5 m，工作閘門孔口寬17 m、高17.564 m，無壓城門洞斷面寬14～17 m、高15～18 m，洞身長度分別為1 508 m和1 540 m，隧洞縱坡分別為i=0.108 48和i=0.105 52，單洞最大泄量為3 138 m3/s。

放空洞由岸塔式短有壓進(jìn)口段、無壓隧洞段和出口挑流鼻坎段組成。進(jìn)水塔長49 m、寬22 m、高114 m，工作閘門孔口寬9 m、高7 m，無壓洞斷面寬9 m、高13 m，洞身長1 711.65 m，隧洞縱坡i=0.058 77，最大泄量為1 970 m3/s(對(duì)應(yīng)高程1 658.5 m水位)。

4.3引水發(fā)電建筑物

引水發(fā)電建筑物布置于河道左岸，采用首部式地下廠房布置方案，主要由岸塔式進(jìn)水口、壓力管道、主副廠房、主變室、開關(guān)站、尾水調(diào)壓室、尾水洞等建筑物組成。

電站4臺(tái)機(jī)組進(jìn)水口呈“一”字型并排布置，進(jìn)水口塔體尺寸：長137.2 m、寬30 m、高74 m；壓力管道采用單機(jī)單管(φ9.5 m)供水，設(shè)計(jì)引用流量364.5 m3/s，洞內(nèi)流速5.178 m/s；發(fā)電廠房位于左壩肩壩軸線下游約18 m處，最小垂直埋深230 m、水平埋深約200 m，廠房縱軸線方位N82°W，主廠房(長228.8 m、寬30.8 m、高73.35 m)、主變室(長150 m、寬19.3 m、高25.7 m)、尾調(diào)室(長144 m、寬22 m、高79 m)三大洞室平行布置，尾水調(diào)壓室中心線和廠房頂拱中心線間距為135.2 m，主變室和廠房、尾水調(diào)壓室間的巖柱厚度分別為45 m和44.5 m；尾水系統(tǒng)采用“二機(jī)一室一洞”布置方案，共設(shè)兩個(gè)長條形圓拱直墻阻抗式調(diào)壓室(總長144 m)、中間采用15 m厚巖柱隔開，1#、2#尾水洞長度分別為1 360.51 m、1 145.34 m，單洞斷面寬12 m、高16 m；地面開關(guān)站長145 m、寬30 m，位于左岸壩軸線下游約120 m處，地坪高程1 685 m，與地下洞室通過兩條豎井和一條平洞連接。

5結(jié)語

長河壩水電站工程規(guī)模大、基礎(chǔ)建設(shè)條件復(fù)雜，樞紐布置設(shè)計(jì)在經(jīng)驗(yàn)把控的基礎(chǔ)上開展了大量的論證和多方案比選工作，實(shí)施階段據(jù)實(shí)進(jìn)行了有針對(duì)性的優(yōu)化調(diào)整。調(diào)整后的樞紐布置充分適應(yīng)了地形、地質(zhì)與建設(shè)條件，樞紐建筑物的設(shè)計(jì)

不僅形式簡(jiǎn)單、布置合理，而且技術(shù)可靠、安全經(jīng)濟(jì)。目前，工程已進(jìn)入施工高峰的關(guān)鍵階段，計(jì)劃于2017年內(nèi)實(shí)現(xiàn)全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。

郝元麟(1964-)，男，安徽蚌埠人，黨委書記，教授級(jí)高級(jí)工程師，學(xué)士，從事水電水利工程勘測(cè)設(shè)計(jì)管理及科研工作；

何順賓(1968-)，男，四川廣安人，副總工程師兼項(xiàng)目經(jīng)理、設(shè)計(jì)總工程師，教授級(jí)高級(jí)工程師，工程碩士，從事水電水利工程勘測(cè)設(shè)計(jì)、項(xiàng)目管理及科研工作；

王壽根(1966-)，男，四川成都人，副總經(jīng)理，教授級(jí)高級(jí)工程師，碩士，從事水電工程建設(shè)技術(shù)與管理工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)

Project Layout Design of Changheba Hydropower Station

HAO YuanlinHE ShunbinWANG Shougen

(PowerChina Chengdu Engineering Limited , Chengdu , 610072 , China)

Abstract :The large-scaled Changheba hydropower station is located in plateau climatic region , mountain canyon area and high intensity seismic region , therefore , foundation construction conditions and construction and development background are very complex. Taking consideration of essential factors involved project layout , this paper summarizes project layout design of Changheba hydropower station and key design standards in order to provide references to the similar projects.

Key words:Changheba hydropower station ; project layout ; regulation and optimization

作者簡(jiǎn)介:

收稿日期:2015-11-05

文章編號(hào):1001-2184(2016)01-0001-05

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

中圖分類號(hào):TV7;TV222;TV64