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金沙江乌东德水电站工程简介

金沙江乌东德水电站工程简介

乌东德水电站是金沙江下游河段(攀枝花市至宜宾市)四个水电梯级——乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝中的最上游梯级,坝址所处河段的左岸隶属四川省会东县,右岸隶属云南省昆明市禄劝县。电站上距攀枝花市213.9km,下距白鹤滩水电站182.5km,与昆明、成都的直线距离分别为125km和470km,与武汉、上海的直线距离分别为1250km和1950km。乌东德水电站的开发任务以发电为主,兼顾防洪,水库总库容74.08亿m3,电站装机容量10200MW,多年平均年发电量389.3亿kW?h。

本工程为Ⅰ等大(1)型工程,枢纽工程主体建筑物由挡水建筑物、泄水建筑物、引水发电建筑物等组成,大坝、泄水建筑物、引水发电建筑物等主要建筑物为1级建筑物,其它次要建筑物为3级建筑物。挡水建筑物为混凝土双曲拱坝,坝顶高程988m,最大坝高265m;工程泄洪采用坝身孔口与岸边泄洪洞联合泄洪方式,设计洪峰流量35800m3/s,坝身布置5个表孔、6个中孔,左岸靠山侧布置3条泄洪洞;电站厂房布置于左、右两岸山体中,均靠河床侧布置,各安装6台单机容量为850MW的混流式水轮发电机组,总装机容量10200MW;施工导流采用河床一次截流、隧洞导流的方式,左岸布置2条导流洞,出口均与电站尾水结合,右岸布置3条导流洞,其中2条出口与电站尾水结合,另外1条导流洞高程较高、断面较小,在靠山侧单独出水。

一、大坝工程概况

大坝为混凝土双曲拱坝。河床建基面高程723m,坝顶高程988m,最大坝高265m,拱冠梁顶厚9.95m,底厚45.45m,厚高比0.172,坝顶上游面弧长325.67m,弧高比1.23。坝体设横缝不设纵缝,共分15个坝段,横缝设接缝灌浆,陡坡坝段岸坡设接触灌浆,坝体混凝土方量约273万m3。

坝身布置5个表孔6个中孔,表中孔沿泄洪轴线以泄洪中心线对称布置,泄洪轴线为半径304m的圆弧,泄洪中心线在拱坝中心线左侧2.1m处与其平行布置。表孔表孔堰面采用WES曲线,堰顶高程959m,孔口尺寸12m×16m,各表孔的出口采用3种不同的角度跌流,其中3#表孔为-20°,2#、4#为-30°,1#、5#为0°。中孔尺寸6m×7m,1#、3#、4#、6#中孔为上挑型,挑角20°,进口底板高程878.00m,出口底板高程886.34m,

2#、5#中孔为平底型,底板高程885.00m。

二、地下电站工程概况

地下电站厂房布置于左右两岸山体中,各安装6台单机容量为850MW的混流式水轮发电机组,总装机容量10200MW。主要建筑物有进水口、引水隧洞、主厂房及安装场、主变洞、母线洞、电缆廊道、尾水调压室、尾水隧洞、尾水出口、出线竖井及平洞、地面出线场、交通洞、通风排风(烟)系统、集水井排水管道洞及厂外排水系统等。引水系统采用一机一洞、尾水系统采用二机一室一洞布置,左右岸各有2条尾水隧洞与导流洞结合。

1、输水建筑物

输水建筑物包括进水口(含进水塔和引水渠)、引水隧洞(含压力管道)、尾水隧洞(不含尾导结合洞段)、尾水调压室、尾水出口等。

(1)进水口(含进水塔和引水渠)

进水口采用岸塔式,由引水渠、进水塔及交通桥组成。进水塔采用墩墙式钢筋混凝土结构。

左岸进水塔前沿宽度为220.00m,分六段布置,单塔宽为37.00m,进水塔顺水流向长为30.00m,依次布置拦污栅段、喇叭口段及闸门段,各塔之间均设永久缝。每个进水塔设6扇4.80m×39.00m(宽×高)的拦污栅,顶部高程为953.50m,底部高程为914.50m。拦污栅墩设两道拦污栅槽,由塔顶门机回转吊通过吊杆联接起吊及提栅清污。

塔体建基面高程为911.50m,塔顶高程为988.00m,塔高为76.50m。

右岸进水塔前沿宽度为204.00m,分六段布置,单塔宽为34.00m,进水塔顺水流向长为30.00m,依次布置拦污栅段、喇叭口段及闸门段。每个进水塔设6扇4.30m×41.30m (宽×高)的拦污栅,顶部高程为952.30m,底部高程为911.00m。各塔之间均设永久缝。塔体建基面高程为908.00m,塔顶高程为988.00m,塔高为80.00m。

(2)引水隧洞(含压力管道)

左岸引水隧洞采用单机单洞布置,共6条,洞轴线间距37m。隧洞平面上采用直线-弧线-直线布置,1#~6#引水隧洞平面弧段轴线半径分别为235m、 198m、161m、124m、87m 、50m,为圆心角69.25°的同心圆。立面上由上平段、上弯段、竖井段、下弯段和下平段等部分组成,单条引水隧洞轴线长度为305.24m~558.83m。上平段、上弯段、

竖井段及下弯段内径为13.50m,进水口闸门后的渐变段布置在上平段进口处,长13.70m。隧洞上平段中心高程为923.25m,隧洞下平段中心高程为803.00m,同机组安装高程。距主厂房上游边墙40m处设15m长渐变段,内径由13.50m渐变至11.50m与机组蜗壳进口相接。压力钢管与蜗壳的接口界面初步确定在距机组中心线12.6m处。厂房上游侧防渗帷幕线布置在引水洞下平段,距主厂房上游边墙50.60m。钢衬起点位于防渗帷幕线上游3.60m处,其余洞段采用钢筋混凝土衬砌。单条引水隧洞钢衬段长度为55.20m(至蜗壳进口断面)。

右岸引水隧洞采用单机单洞布置,共6条,洞轴线间距34m。隧洞平面上采用直线-直线布置,立面上由上平段、上弯段、竖井段、下弯段和下平段等部分组成,单条引水隧洞轴线长度为212.50m~339.57m。上平段、上弯段、竖井段及下弯段内径为12.50m,进水口闸门后的渐变段布置在上平段进口处,隧洞段长13.70m。距离主厂房上游边线40m处设15m长渐变段,内径由12.50m渐变至11.50m与机组蜗壳进口相接。压力钢管与蜗壳的接口界面初步确定在距机组中心线12.6m处。厂房上游侧防渗帷幕线布置在引水洞下平段,距主厂房上游边墙50.60m。钢衬起点位于防渗帷幕线上游3.60m处,其余洞段采用钢筋混凝土衬砌。单条引水隧洞钢衬段长度为55.20m(至蜗壳进口断面)。

(3)尾水隧洞(不含尾导结合洞段)

尾水系统采用两机一室一洞,尾水隧洞采用调压室前一机一洞、调压室后两机一洞布置,出口底板高程800.00m。尾水支洞(主厂房与调压室之间洞段)最大断面尺寸12.00m×23.00m,尾水主洞断面尺寸14.00m×23.00m~16.50m×24.00m。

左岸1#、2#尾水主洞部分洞段与导流洞结合,隧洞长约793.41m、757.46m(主厂房下游墙至尾水隧洞出口),与导流洞结合洞段属于导流洞标段,本标段洞长约446.06m、440.31m,包含长约57.78m和75.23m的改建连接段(即平面转弯渐变段)。左岸3#尾水主洞不与导流洞结合,隧洞长约690.98m(主厂房下游墙至尾水隧洞出口)。

右岸4#尾水主洞不与导流洞结合,隧洞长约646.45m(主厂房下游墙至尾水隧洞出口)。右岸5#、6#尾水主洞部分洞段与导流洞结合,隧洞长约679.42m、729.87m(主厂房下游墙至尾水隧洞出口)。

(4)尾水调压室

半圆筒型尾水调压室位于尾水岔管上部,为下部独立、上部连通的布置型式。半圆

筒半径为25.00m,单个调压室面积:左岸约1450m2,右岸1350m2,高度(含底部岔管)约113.50m,调压室之间岩体最小厚度约30m,尾水检修闸门设在调压室内上游侧,呈“一”字型排列,调压室上部由11.20m×23.00m(城门洞型,宽×高)闸门廊道相连。

(5)尾水出口

尾水出口尾水平台高程851.00m,平面尺寸为138.73m×15.50m,尾水出口建筑物由3个尾水塔和2个连接塔组成,均为钢筋混凝土结构。单个尾水塔尺寸为27.95m×15.50m×55.00m,底坎高程800.00m,建基面高程796.00m,每个尾水塔出水口由2孔组成,每孔闸门孔口尺寸为8.25m×24.0m。

2、地下厂房主要建筑物

(1)主厂房及安装场

主厂房安装6台单机容量为850MW的水轮发电机组。主厂房的开挖尺寸为333.00m ×30.50m(32.50m)×89.80m。装机高程803.00m,尾水管底板底高程769.2m,水轮机层高程811.35m,母线洞及出线层高程816.40m,发电机层高程823.20m,岩锚梁桥机轨顶高程839.70m,拱顶高程855.00m。主厂房安装场段长80.00m、1#~6#机组段长222m,副安装场段长31.00m。

(2)主变洞及副厂房

主变洞及副厂房的开挖尺寸为272.00m×18.80m×35.00m。主变洞分三层布置,高程823.20m布置主变压器、备用变压器和事故油池等;高程837.00m布置GIS设备,高程855.00m布置有排风(烟)系统和安全通道。副厂房与副安装场间由电缆廊道相连。副厂房分八层布置,为框架结构。

(3)母线洞

6条母线洞平行布置于主厂房下游侧,洞轴线与厂房轴线垂直。洞前段开挖尺寸为11.00m×9.00m(宽×高),长34.65m,在进入主变洞前母线洞扩大为11.00m×15.85m,长11.35m。

三、泄洪洞工程概况

泄洪洞采用有压洞平面转弯接明流隧洞的型式,平行布置于左岸靠山侧,进口位于左岸导流洞进口左上方,出口位于左岸导流洞(尾水)洞左侧。进口布置岸塔式进水检修塔,设置一道事故检修门,塔顶布置门机启闭;有压洞为圆形断面,净断面直径14m,

有压洞平面投影长度分别为1254.57m、1206.32m及1158.08m,转弯段转角59°,最小转弯半径150m,出口流道控制尺寸14m×10m;有压洞末端设置工作闸室,设置一扇弧形工作门,工作闸室操作平台高程设置交通洞与左岸高线公路相连,操作平台下部设置通气洞通往水垫塘下游边坡;工作闸室下游接龙落尾式无压洞,无压洞长度为447m,断面型式为城门洞型,净断面尺寸14m×18m;出口采用挑流消能,下方设置人工水垫塘消能,水垫塘末端开挖尾渠将泄洪水流引入河床。

1、泄洪洞进口段

泄洪洞进口采用岸塔式结构,由进水渠、进水塔及交通桥组成。进水塔前沿宽度为108m,进水塔流道底板高程910m,塔基高程905m,塔顶高程988m,塔高83m,进水口边坡走向与洞轴线呈80°斜交布置。

3个进水塔独立布置,各塔体之间设置梁系连接,形成塔顶操作平台,总体分两片区域,上游侧为门机运行及闸门检修区域,下游侧为交通及变电所区域。

交通桥布置在1#泄洪洞进水塔左侧,为两跨简支梁,净跨16m,桥面总宽6.2m,与左岸高线公路支线在高程988m开挖边坡马道相接。

2、泄洪洞有压段

有压洞为平面转弯圆形隧洞,流道直径14m,底板为平坡,中心线高程917m,进出口均设25m长渐变段,进口断面尺寸10m×17m,出口断面尺寸14m×10m。3条泄洪洞平行布置,轴线间距40m,3条洞弯道中心线转弯半径从左到右依次为230m、190m、150m,转角59°,3条洞前直线段长度(含渐变段)分别为915.60m、918.55m及911.50m,后直线段长均为93m(含渐变段)。

3、工作闸室

工作闸室布置在有压洞末端,三条泄洪洞闸室在高程941m操作平台以上开挖成一个整体,垂直流向方向为城门洞形,顺水流方向宽12.50m,垂直水流方向长100m,闸室顶部高程968.5m。闸室在高程941m操作平台以下保留岩墙相隔,闸室底部开挖平面尺寸32m×21m,闸室底板开挖高程905.5m,流道底板高程910m,上游侧边墙直立,下游侧边墙在弧门支绞以上为1:2斜边坡,与操作平台以上城门洞形闸室下游侧边墙相接。三条泄洪洞的每个闸室各设一扇弧形工作门,操作平台设液压启闭机操作。

4、无压洞

无压洞紧接工作闸室布置,为龙落尾形,由上游缓坡段、中间抛物线段及下游陡坡段组成,无压洞起始部位设25m长渐变段,渐变段进口断面尺寸为14m×16.5m,其余部位为城门洞形,断面尺寸14m×18m,上游缓坡段坡比3%,长度290.4m,中部抛物线段长度29.74m,下游陡坡段坡比26.8%,长度126.86m。抛物线末端设掺气坎,掺气坎高度1.8m,通气孔直径1.5m。

5、挑流鼻坎

挑流鼻坎布置在无压洞出口,挑流鼻坎出口采用5°俯角入水,底曲线为半径150m 中心角10°圆弧,出口设置挑坎分流,1#、3#鼻坎的挑坎对称布置,向中心分流,2#鼻坎的挑坎向两侧分流。鼻坎侧墙高度12m~14.2m,侧墙顶厚2m,外表面坡比1:0.3。

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