獅子坪水電站泄水建筑物的布置特點

周 躍 年，　童 建 文

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都　610072)

獅子坪水電站泄水建筑物的布置特點

周 躍 年，童 建 文

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都610072)

摘要：介紹了獅子坪水電站泄水建筑物的布置特點，將放空洞、導流洞和泄洪洞進行了整合，采用三洞合一的布置型式，解決了三條隧洞同岸布置、相互影響的難題，節省了工期和投資，實踐驗證了其可行性和合理性，對類似工程具有一定的參考價值。

關鍵詞：泄洪洞；放空洞；導流洞；閘門豎井；旋流豎井；獅子坪水電站；布置特點

1工程概述

雜谷腦河為岷江上游的一條支流，發源于鷓鴣山南麓，于汶川縣威州鎮匯入岷江，全長168 km，河道平均坡降為18.4‰，全流域面積4 632 km2。獅子坪水電站為雜谷腦河流域水電開發的龍頭水庫電站工程，壩址位于理縣沙壩鄉小丘地，攔河大壩為礫石土心墻堆石壩，廠址位于樸頭鄉新店子附近。

獅子坪水電站水庫正常蓄水位高程為2 540 m，死水位高程為2 460 m，正常蓄水位以下庫容為1.33億m3，調節庫容為1.19億m3，具有年調節性能。該電站最大水頭為451.7 m，最小水頭為344 m，額定水頭390 m。總裝機容量195 MW，多年平均年發電量8.761億kW·h。

獅子坪水電站工程為二等大(2)型工程，主要建筑物有攔河大壩、左岸泄洪洞和放空洞(初期作為導流洞)以及右岸引水發電建筑物。

2泄水建筑物布置優化過程

可研階段，設計人員根據壩區樞紐布置需要，將泄洪洞、導流洞和放空洞均布置于左岸，采用導流洞先期導流、后期通過龍抬頭改建為放空洞、開敞式進口泄洪洞通過旋流豎井與放空洞中后段結合的設計方案。導流洞進口底板高程為2 418 m，放空洞進口底板高程為2 446 m，經長約465 m的有壓上平段和長約76 m的龍抬頭段與導流洞結合，再經長約223 m的無壓洞段至隧洞出口，放空洞總長度為782.06 m。放空洞設事故平板閘門和工作平板閘門各一扇，分開布置，相距186 m；事故閘門布置在露天閘門豎井內，通過道路與壩頂交通連接；工作閘門布置在地下工作閘門室內，通過一條長度為333.21 m的交通洞與外部連接。泄洪洞進口開敞式閘室底板高程為2 532 m，閘后接長約147 m的引水道洞段與旋流豎井渦室相接，通過高度約112 m的豎井后出水洞段在放空洞龍抬頭末端下游48.5 m處與放空洞結合。

技施設計階段，由于放空洞龍抬頭段后期改建施工工期緊、施工難度大、安全風險高等情況，通過設計優化和復核，將放空洞和導流洞完全結合布置，取消了龍抬頭連接，將進口底板高程統一調整為2 418 m，并將事故(檢修)閘門和工作閘門置于同一閘門豎井中，豎井頂高程為2 549 m，通過道路與壩頂交通連接。將工作閘門改為弧形門，平板事故門及弧形工作門孔口尺寸分別為4 m×6 m和4 m×5 m，放空洞總長約768 m。泄洪洞布置不變，下游洞段與放空洞結合。

3泄水建筑物所處的工程地質條件

獅子坪水電站放空(導流)洞圍巖由變質砂巖與千枚狀板巖組成，巖層走向與洞軸線總體呈大角度相交，裂隙一般延伸程度為中等或短小，面多平直粗糙。開挖后地質素描顯示，放空(導流)洞圍巖中Ⅲ類、Ⅳ類占85.8%，進出口洞段局部為Ⅴ類。

泄洪洞全長546.155 m，洞室垂直埋深為50～150 m，洞線穿過的地層為侏倭組T3zh變質砂巖與千枚狀板巖互層，與隧洞呈大角度相交，巖體內未見大的斷層通過。開挖后地質素描顯示，泄洪洞隧洞段中的圍巖Ⅲ類、Ⅳ類占80.5%，靠近進、出口局部洞段的圍巖為Ⅴ類。

4泄水建筑物的總體布置情況

獅子坪水電站壩區樞紐泄水建筑物主要由開敞式進口旋流豎井消能泄洪洞和有壓接無壓放空洞組成，布置于壩區左岸。根據地形及地質條件、壩區樞紐建筑物布置格局、泄水建筑物布置條件和水力要求等綜合考慮，放空洞軸線在平面上呈彎道布置；泄洪洞下平段與放空(導流)洞軸線的平面交角為21°59'46.980"；結合洞段出口采用擴散型明渠與消力池相接。泄水建筑物平面布置形式見圖1。

圖1　泄水建筑物平面布置圖

圖2　泄洪洞縱剖面圖

無壓泄洪洞采用旋流豎井+出口消力池聯合 消能型式，當為校核洪水位高程2 541.09 m時，泄洪洞最大泄流量為268.8 m3/s。在泄洪洞開敞式進水閘室內設一道弧形工作閘門，閘室孔口尺寸為6 m×10 m(寬×高)，底板高程為2 532 m；泄洪洞上平段為長147 m、6 m×8.2 m寬×高的圓拱直墻型無壓洞，底坡i=0.05，后接旋流消能豎井，消能豎井由渦室段、漸變豎井段、豎井段和底部水墊池段組成，總高度為131.1 m。渦室內徑為10 m，高度為19.52 m；連接渦室和豎井的漸變段高度為6 m，內徑由10 m漸變到6.5 m；消能豎井高度為97.58 m，內徑為6.5 m；豎井底部水墊池段深度為8 m，內徑為6.5 m。豎井后為泄洪洞下平段，此段至樁號泄0+308.725 m處與放空(導流)洞結合。泄洪洞縱剖面見圖1、2。放空(導流)洞由有壓隧洞段、豎井閘室段、無壓隧洞段和出口消力池組成，在正常蓄水位高程2 540 m時，泄流量約為717.27 m3/s。放空洞進口底板高程為2 418 m，有壓洞段長約287 m，斷面型式為圓拱直墻型，洞寬為5 m，洞高7 m，底坡為i=0.003 5，其后為豎井閘室段，內設平板事故門和弧形工作門各一道，孔口尺寸分別為4 m×6 m和4 m×5 m，閘室底高程為2 417 m，平板事故門由豎井上部卷揚式啟閉機操作，弧形工作門由液壓啟閉機操作。豎井閘室后接無壓隧洞，斷面型式為圓拱直墻型，斷面尺寸5 m×7 m，底坡i= 0.011，無壓洞段長453.15 m，放空(導流)洞總長約768 m。在放空(導流)洞樁號放(導)0+602.25處與泄洪洞相結合。放空(導流)洞縱剖面見圖1、3。

圖3　放空洞縱剖面圖

5泄水建筑物運行情況

2004年12月28日大壩截流成功，導流洞開始過水；2009年9月21日，獅子坪水電站下閘蓄水成功，標志著導流洞順利完成任務，以后完全可以作為放空洞使用。

獅子坪水電站泄水建筑物自建成運行至今，工作狀態良好；特別是其經歷了“5.12”汶川大地震考驗，經震后檢查并對監測資料進行分析得知，泄水建筑物各部位結構均未發現異常，完全能夠滿足長期安全運行要求。

6結語

受壩區樞紐建筑物布置條件和地形、地質條件的限制，獅子坪水電站的泄洪洞、放空洞和導流洞均須布置于壩區左岸。如何在左岸有限的范圍內將三大泄水建筑物協調布置是工程設計的難點。為此，設計人員開展了多方案的比較和優化布置研究，結合水工模型試驗驗證，最終采用將泄洪洞、放空洞和導流洞三結合的布置格局，將放空洞和導流洞完全結合，使樞紐布置更為緊湊、合理，充分滿足了大壩施工期導流、運行期泄洪消能和水庫放空等多種功能要求。同時，節約了工程投資，縮短了施工工期，具有較好的經濟效益，值得類似工程推廣應用。

周躍年(1959-)，女，江蘇江陰人，高級工程師，從事水工建筑物設計工作；

童建文(1965-)，男，四川崇州人，教授級高級工程師，學士，從事水工建筑物設計工作.

(責任編輯：李燕輝)

阿根廷最大的水電工程開工

阿根廷基什內爾-塞佩里克水電站項目開工令簽署及視頻開工儀式日前在京舉行。該項目是阿根廷最大的水電站，也是中國企業在海外承攬的金額最大電力項目，由一家中國企業與阿根廷EISA公司組成聯營體實施。基什內爾-塞佩里克水電站是阿根廷最大的水電工程項目，也是阿根廷歷史上最大的工程項目。1975年，該項目啟動規劃，經過不懈努力，工程從夢想即將變成現實。基什內爾-塞佩里克水電站項目位于阿根廷最大的河流——圣克魯斯省的圣克魯斯河上，由兩座總裝機174萬千瓦的水電站構成，其中基什內爾水電站裝機114萬千瓦，塞佩里克水電站裝機60萬千瓦，合同金額55.6億美元。

收稿日期:2014-12-11

文章編號:1001-2184(2015)02-0082-03

文獻標識碼:B

中圖分類號:TV7;TV222;TV65

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