番華芬

摘 要：云南松坡水電站是一個(gè)高水頭電站，引水系統(tǒng)采用水庫、埋管和明管相結(jié)合布置形式。結(jié)合松坡水電站地形地質(zhì)條件及布置特點(diǎn)，對(duì)引水系統(tǒng)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)及施工方案進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：松坡水電站;引水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì);施工

中圖分類號(hào)：TV732 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）04-0181-02

1 工程概況

松坡水電站位于德宏州盈江縣盞西鎮(zhèn)的勐龍河流域上，距盈江縣城90km，距昆明882km。電站由4座攔河壩、3條引水隧洞、壓力管道、廠區(qū)樞紐、升壓站等建筑物組成。調(diào)節(jié)水庫位于白龍河上游小地方附近，壩址以上流域面積18.57km2，河長5.07km，平均坡降12.6%，壩址海拔高程1922m，多年平均流量1.03m3/s，多年平均徑流量0.32億m3，地理位置：東經(jīng)98°13′，北緯25°06′。廠址位于檳榔江干流上，廠址以上檳榔江流域面積1149.63km2，河長73.8km，平均坡降3.28%，廠址海拔高程1020m，地理位置：東經(jīng)98°11′，北緯25°05′。主廠房、副廠房、升壓站布置在檳榔江干流左岸。

松坡水電站為引水式開發(fā)，裝機(jī)容量21MW，設(shè)計(jì)水頭796.29m，保證出力4.83MW，年發(fā)電量11189萬kw.h，年利用小時(shí)5328h，引水流量3.3m3/s，為四等?。?）型工程。電站可研概算總投資20324.14萬元，靜態(tài)總投資19739.14萬元，單位千瓦投資9678元，單位千瓦靜態(tài)投資9400元。

2 引水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化分析

原設(shè)計(jì)引水方案：1#有壓引水隧洞從1#壩引水至壓力管道，隧洞長1370m;2#無壓引水隧洞從2#壩引水至小地方調(diào)節(jié)水庫，隧洞長2130m;3#無壓引水隧洞從3#壩引水至2#壩，隧洞長2480m;4#無壓引水隧洞從4#壩引水至3#壩，隧洞長1320m;1#引水隧洞與長2368.44m的壓力管道連接后至廠房發(fā)電。原設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)水頭為796.29m。

調(diào)整后的引水方案：1#無壓引水隧洞從1#壩的刀河凹子右岸引水至2#壩，隧洞長1619m;2#無壓引水隧洞從2#壩的天花板凹子河右岸引水至3#壩，隧洞長2732m;3#無壓引水隧洞從3#壩的松坡河干流右岸引水至小地方水庫，隧洞長2342m;從小地方水庫左岸通過長2989.77m的有壓引水隧洞引水與2405.767m長的壓力管道連接后至廠房發(fā)電，由于廠房位置的變更壓力管道位置和走向也隨之變更。變更后設(shè)計(jì)水頭為874.96m。

因廠房位置變化，壓力管道由14#鎮(zhèn)墩起向變更廠址改線，壓力管道走向及布置也有相應(yīng)變化。原壓力管道布置在一寬厚山脊，地貌形態(tài)為淺切割低中山緩坡地形，地形上緩下陡，地形坡度較陡，山體較厚實(shí)，發(fā)育有兩條小的沖溝和幾個(gè)小規(guī)模的坍滑體，這幾個(gè)小的坍滑體為淺切割表層的第四系覆蓋層滑動(dòng)，自然邊坡中等穩(wěn)定，管道線距離兩側(cè)大的沖溝700～100m，無滑坡，泥石流等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，不存在高陡邊坡。

地層巖性為下古生界高黎貢山群（Pzlgl）混合巖化片麻巖，泥盆系下統(tǒng)關(guān)上組下段（D1g1）炭質(zhì)砂質(zhì)板巖。管道沿線多為第四系殘坡積（Qedl）層所覆蓋，巖性為粘性土夾碎石，層厚2.0～3.0m，局部5～6m，結(jié)構(gòu)松散～中密;下伏全風(fēng)化混合巖化片麻巖，層厚5～8m，巖層較軟弱。管道沿線發(fā)育區(qū)域性斷裂長嶺崗——頓海壓扭性斷裂的次一級(jí)斷層（f1）。地下水位埋深大于15m，為地下潛水，全～強(qiáng)風(fēng)化基巖透水性為弱～中等。管道處于山脊上，地下水排泄條件較好。

從14#鎮(zhèn)墩起向變更廠址改線，線路沿著山脊部位布置，地形坡度30～40，此段地層巖性為泥盆系下統(tǒng)關(guān)上組下段（D1g1）炭質(zhì)粉砂質(zhì)板巖，泥盆系下統(tǒng)關(guān)上組上段（D1g2）泥質(zhì)條帶狀灰?guī)r，片理面傾向山內(nèi)，有利于邊坡穩(wěn)定。變更后的管線布置形式開挖量相對(duì)少，自然邊坡穩(wěn)定，進(jìn)廠段的管線坡度緩，對(duì)壓力管道和廠房布置極為有利，故管線按本方案布置，考慮開挖邊坡較陡，為管道安全穩(wěn)定，對(duì)0#～2#鎮(zhèn)墩、16#～17#鎮(zhèn)墩之間的管段采用C20混凝土包管，厚80cm。

3 施工要點(diǎn)分析

3.1 施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)與方式

施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)，松坡水電站裝機(jī)容量為2×13.5MW。1#～3#攔河壩采用漿砌石重力壩，小地方調(diào)節(jié)水庫為埋石混凝土重力壩。按照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）和《水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)》（DL5180-2003）的規(guī)定，依據(jù)水工建筑物級(jí)別和壩型，工程等別為四等，工程規(guī)模為?。?）型，主要建筑物級(jí)別為4級(jí)，次要建筑物級(jí)別為5級(jí)，臨時(shí)建筑物級(jí)別為5級(jí)，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)按5年一遇設(shè)計(jì)，水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為Ⅲ級(jí)。根據(jù)工程樞紐布置特點(diǎn)、規(guī)模和施工進(jìn)度規(guī)劃，確定施工導(dǎo)流時(shí)段為12月1日至次年4月30日，松坡水電站1#壩相應(yīng)導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量為5m3/s，2#壩相應(yīng)導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量為7m3/s，3#壩相應(yīng)導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量為5.44m3/s;小地方調(diào)節(jié)水庫相應(yīng)導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量為12.8m3/s。廠房距離檳榔江較遠(yuǎn)，高于檳榔江左岸灘地35m，故不需要導(dǎo)流。

導(dǎo)流方式，因各道壩均為重力壩，枯期流量小，可作為主要施工期，汛期可利用壩身泄洪過水，故采用枯期明渠導(dǎo)流方式?？萜诓捎蒙嫌螡{砌石圍堰擋水，1#壩、2#壩、3#壩第一個(gè)枯期采用左岸導(dǎo)流明渠過水，第二個(gè)枯期采用沖沙閘過水，汛期由壩體臨時(shí)斷面過水。小地方水庫攔河壩第一個(gè)枯期采用右岸導(dǎo)流明渠過水，第二個(gè)枯期采用沖沙閘過水，汛期由壩體臨時(shí)斷面過水。

3.2 引水發(fā)電隧道施工

隧洞開挖時(shí)對(duì)局部不穩(wěn)定段采用砂漿錨桿加固，對(duì)成洞條件差的開挖后應(yīng)及時(shí)支護(hù)或超前支護(hù)。洞挖與出渣，洞內(nèi)用7655氣腿手風(fēng)鉆鉆孔，人工裝藥爆破，全斷面一次開挖。為滿足隧洞開挖出渣強(qiáng)度要求，采用人工推運(yùn)0.6m3V型有軌礦車出渣，線路布置為單線，輕便鐵道軌距為600mm;采用人工裝渣，人工推運(yùn)出渣。洞挖石方總量：16180m3。運(yùn)至棄渣場堆放。臨時(shí)支護(hù)：在圍巖較差的洞段及斷層破碎帶洞段須按設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行錨噴臨時(shí)支護(hù)，錨桿用手風(fēng)鉆造孔，人工安裝錨桿，注漿機(jī)注漿?；炷羾娚錂C(jī)噴混凝土。通風(fēng)：由設(shè)置在施工支洞洞口的軸流風(fēng)機(jī)將風(fēng)壓入 φ500mm風(fēng)管送至施工掌子面，總供風(fēng)量為100m3/min。鋼筋混凝土工程，引水隧洞鋼筋混凝土襯砌一般應(yīng)安排在洞挖完成后進(jìn)行，引水隧洞全面貫通后進(jìn)行施工，澆筑應(yīng)先澆邊、頂拱，最后澆筑底板。邊、頂拱使用定型組合鋼模（漸變段可使用部分木模），人工立模，混凝土襯砌宜采用分洞段澆筑?；炷猎牧嫌米孕镀噺纳笆霞庸S及水泥庫房運(yùn)至施工支洞口及引水隧洞明洞口設(shè)置的混凝土拌合站，混凝土由各拌合站拌制供給，由1t翻斗車運(yùn)輸混凝土至洞內(nèi)，混凝土泵送入倉，人工平倉，插入式振搗器進(jìn)行振搗。底板混凝土澆筑可人工抹平。回填灌漿：頂拱回填灌漿分段進(jìn)行，其分段同混凝土澆筑分段。按設(shè)計(jì)要求，在隧洞頂拱預(yù)埋PVC管，砂漿泵實(shí)施灌漿。

3.3 廠房施工

主廠房由主機(jī)段和安裝間組成，全長34.52m（其中主機(jī)段長24.50m，安裝間長10.0m），寬14.0m，發(fā)電機(jī)層高程以上最大高度12.40m，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。主廠房內(nèi)布置2臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組及相關(guān)配電設(shè)備和一臺(tái)雙梁橋式起重機(jī)。水輪發(fā)電機(jī)組中心距為12.0m，機(jī)組安裝高程1034.60m，室內(nèi)地面高程1041.75m，屋頂高程1054.15m，進(jìn)水管軸線高程1034.60m。

副廠房在主廠房下游布置，平面尺寸27.14×14.0m，高5.5m。布設(shè)中央控制室、低壓配電室、高壓開關(guān)室、載波室、儀表檢修間及交接班室組成，室內(nèi)地面高程1041.75m，屋頂高程1047.25m;副廠房為C25鋼筋混凝土排架及板、梁結(jié)構(gòu)。副廠房屋頂設(shè)防水層及預(yù)制砼塊隔熱層。開挖，廠房土石方開挖邊坡開挖原則上應(yīng)自上而下進(jìn)行。土方采用分層用人工及挖掘機(jī)開挖、集渣，反鏟裝5t自卸汽車運(yùn)輸出渣。石方開挖用手風(fēng)鉆鉆孔，人工裝藥，推土機(jī)集渣，裝載機(jī)裝5t自卸汽車出渣。開挖石渣運(yùn)至Ⅵ號(hào)棄渣場;錨噴支護(hù)，錨桿采用人工搭腳手架，鋪設(shè)操作平臺(tái)，手風(fēng)鉆鉆孔，人工安裝錨桿，注漿機(jī)注漿。噴混凝土可在已搭設(shè)的邊坡腳手架上用混凝土噴射機(jī)施噴;鋼筋混凝土工程，鋼筋由廠區(qū)鋼筋加工廠制作加工，載重汽車運(yùn)至施工現(xiàn)場，人工綁扎安裝。模板用定型組合鋼模，部分采用木模，人工立模安裝。廠房混凝土由廠區(qū)拌合站拌制。下部混凝土采用1t翻斗車運(yùn)送，卸入溜槽（筒）入倉，人工平倉、振搗。廠房上部基本為鋼結(jié)構(gòu)板、梁、柱安裝施工，考慮布置1臺(tái)50噸汽車吊，吊運(yùn)構(gòu)件至安裝點(diǎn)，人工安裝固定，焊接或螺栓連接;砌體工程，廠房砌磚采用手推車運(yùn)輸，垂直運(yùn)輸用井架式提升機(jī)吊運(yùn)，砂漿由攪拌機(jī)拌制，在搭設(shè)的鋼管腳手架上人工砌磚;機(jī)組安裝，用汽車起重機(jī)先安裝廠房橋吊，機(jī)組安裝由廠房橋吊吊運(yùn)安裝。

3.4 運(yùn)輸方式選擇與重大件運(yùn)輸措施

松坡水電站壩址距盈江縣城公路里程為85km，現(xiàn)有公路從昆明通至盈江縣，公路里程為820km，其中昆明至保山549km，為汽車專用一、二級(jí)高等級(jí)公路，保山至盈江271km，主要為二級(jí)公路。根據(jù)機(jī)電設(shè)計(jì)資料，重大件為主變壓器，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子總重。省外供貨的重大件考慮鐵路與公路聯(lián)合運(yùn)輸方式。從產(chǎn)地由火車運(yùn)至昆明，轉(zhuǎn)由載重30t拖車運(yùn)至工地。省內(nèi)運(yùn)輸考慮采用公路運(yùn)輸，可以滿足重大件運(yùn)輸要求。

4 結(jié)語

本文以松坡水電站引水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化與施工要點(diǎn)為主題，對(duì)松坡水電站概況進(jìn)行分析，隨后提出了引水系統(tǒng)的優(yōu)化方案。針對(duì)施工中可能存在的問題，筆者對(duì)工程施工要點(diǎn)進(jìn)行羅列，并逐一進(jìn)行詳細(xì)論述。松坡水電站的建設(shè)對(duì)于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境的治理具有重要意義。其它類似工程也可借鑒松坡水電站引水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化與施工結(jié)合自身實(shí)際水電站建設(shè)特點(diǎn)，科學(xué)開展各項(xiàng)建設(shè)工作，確保工程設(shè)計(jì)施工科學(xué)合理。

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