小型水電站主要建筑施工設(shè)計(jì)與方案選擇探討

謝明理

(東方名源龍盛建設(shè)有限公司，浙江 嵊州 312400)

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小型水電站主要建筑施工設(shè)計(jì)與方案選擇探討

謝明理

(東方名源龍盛建設(shè)有限公司，浙江 嵊州 312400)

摘要：在水電站工程施工中，與其相關(guān)的一些主要建筑其形式、位置等設(shè)計(jì)在整個(gè)水電站建設(shè)項(xiàng)目中占據(jù)重要地位。文章以某水電站為例，介紹了主要建筑如引水樞紐、引水渠道等建筑可供選擇的形式和方案。相關(guān)技術(shù)人員通過(guò)認(rèn)真分析該水電站的實(shí)際情況，對(duì)水電站主要建筑形式的施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了較為詳細(xì)的比較，最終得到了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的最優(yōu)施工方案。

關(guān)鍵詞：小型水電站；建筑施工設(shè)計(jì)；方案選擇；施工標(biāo)準(zhǔn)

目前，水力發(fā)電量在我國(guó)總發(fā)電量中所占比重超過(guò)20%，位居世界前列。隨著我國(guó)政府“可持續(xù)發(fā)展”等政策的實(shí)施，水力發(fā)電必將更加受到各界的重視，而作為水力發(fā)電的重要組成部分，小型水電站的建設(shè)必將得到更多的關(guān)注。眾所周知，水電站主要建筑的設(shè)計(jì)方案對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的投資、施工技術(shù)、工期等有著直接影響，因此，在前期進(jìn)行設(shè)計(jì)和方案選擇時(shí)必須要充分結(jié)合實(shí)際情況，選擇一種最優(yōu)的施工方案[1]。

1工程概況

某水電站工程電站裝機(jī)容量15.4 MW，設(shè)備年發(fā)電量6 069 萬(wàn) kW·h，保證出力1.67 MW，裝機(jī)年利用小時(shí)數(shù)3 941 h。根據(jù)《小型水力發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50071—2002規(guī)定，該水電站裝機(jī)15.4 MW，規(guī)模為小(1)型工程，主要建筑物按5級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，次要建筑物及臨時(shí)建筑物按5級(jí)設(shè)計(jì)。

攔河引水樞紐設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇(P=5%)，洪峰流量Q=72.4 m3/s；校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇(P=2%)，洪峰流量Q=100.3 m3/s。發(fā)電廠房和防洪建筑物工程設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇(P=5%)，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇(P=2%)。

2主要建筑施工設(shè)計(jì)

小型水電站具有裝機(jī)容量小、工程投資少、施工設(shè)備簡(jiǎn)單及對(duì)施工人員水平要求較低等特點(diǎn)。以下從實(shí)際出發(fā)，立足于現(xiàn)狀對(duì)阿合布隆水電站主要建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較和分析，力求最后選擇的方案最為經(jīng)濟(jì)、合理。

2.1　引水樞紐

該水電站引水樞紐主要的工程任務(wù)是使整個(gè)水電站能達(dá)到設(shè)計(jì)所需的引水、防洪泄洪、擋沙排沙的目的，根據(jù)實(shí)地調(diào)查，該地區(qū)很多引水樞紐存在的主要問(wèn)題是進(jìn)水閘前淤積較為嚴(yán)重，汛期發(fā)電水流泥沙含量較大，所以本工程針對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行分析，擬定以下兩種樞紐布置方案進(jìn)行比選[2]。如圖1所示。針對(duì)以上兩種水利樞紐方案，列出了以下對(duì)比表，簡(jiǎn)單介紹了各方案的工程投資和優(yōu)缺點(diǎn)。引水方案對(duì)比表見表1，引水渠道形式方案比較見表2。通過(guò)綜合比較，考慮到經(jīng)濟(jì)問(wèn)題及施工難度，在此選擇方案一作為該水電站的引水樞紐形式。

2.2　引水渠道

通過(guò)實(shí)地調(diào)查分析該區(qū)域地形及地質(zhì)條件，遵循占地面積小、開挖土方量較小、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及工程造價(jià)較低的原則，最終引水渠結(jié)構(gòu)形式擬采用3種方案，具體的方案比較見表3。

方案1　沉沙池式渠首　方案2　 沉沙槽式渠首

表2　引水渠道形式方案比較

通過(guò)表3可以看出，方案一投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他兩種方案，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，首先把方案一排除。考慮到方案二的防滲、抗凍、整體等性能較好，所以在該水電站引水渠設(shè)計(jì)時(shí)，我們選擇方案二作為施工標(biāo)準(zhǔn)。在對(duì)方案二進(jìn)行具體施工時(shí)，通過(guò)對(duì)施工步驟嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，完全可以保證施工質(zhì)量滿足相關(guān)要求。

2.3　壓力管道布置

2.3.1管道線路選擇及布置原則

壓力管道線路選擇的是否合理，對(duì)水電站的造價(jià)、運(yùn)行的安全性和可靠性影響很大。本次設(shè)計(jì)在選線時(shí)，根據(jù)水電站的總體布置，擬定了多種方案，從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上做了綜合考慮選定了最優(yōu)的方案，選線時(shí)主要考慮了以下幾點(diǎn)：

1)盡可能選擇短而直的線路，這樣可以降低造價(jià)，減小水頭損失和水擊壓力，而且有利于機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

2)管道的敷設(shè)角度不宜太陡，一般要求≤40°。本次設(shè)計(jì)考慮到施工技術(shù)上的難度，敷設(shè)角度≤30°。

3)管線盡量直線布置，這樣有利于水管的穩(wěn)定運(yùn)行。

4)根據(jù)具體地質(zhì)情況，壓力管道全部布置在挖方基礎(chǔ)上，這樣有利于防止建筑物發(fā)生不均勻沉降。

2.3.2管道布置方式

經(jīng)過(guò)分析該水電站選址情況，其管道的布置方式擬定2組方案，方案1：總管分叉的布置方式；方案2：?jiǎn)螜C(jī)單管的布置方式。

表3　壓力管道形式對(duì)比表

該水電站壓力管道總長(zhǎng)度約為230 m，第二種方案比第一種方案需多投資20.7萬(wàn)元，但綜合考慮施工難度、日常管理和檢修等因素，本項(xiàng)目最終選擇方案二作為施工標(biāo)準(zhǔn)。

3結(jié)語(yǔ)

相關(guān)技術(shù)人員通過(guò)認(rèn)真分析該水電站的實(shí)際情況，對(duì)水電站主要建筑形式的施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了較為詳細(xì)的比較，最終得到了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的最優(yōu)施工方案，初步估計(jì)節(jié)約投資成本超過(guò)200萬(wàn)元。主要建筑初期的設(shè)計(jì)工作對(duì)水電站造價(jià)和以后的正常使用有著直接影響，作為技術(shù)人員在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮，應(yīng)盡可能兼顧經(jīng)濟(jì)和合理兩個(gè)最主要因素。

參考文獻(xiàn)：

[1]沙錫林.貫流式水電站的設(shè)備選型[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2009(05)：12-14.

[2]甘肅省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.甘肅吉利水電站工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R].蘭州：甘肅省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2007.

[作者簡(jiǎn)介]謝明理(1975-)，男，浙江嵊州人，工程師，從事水利水電施工管理。

[收稿日期]2015-06-28

中圖分類號(hào)：TV731

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1007-7596(2015)08-0101-02