某大型水電站尾水渠設(shè)計(jì)

葛彩蓮

（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，烏魯木齊 830000）

某大型水電站尾水渠設(shè)計(jì)

葛彩蓮

（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，烏魯木齊 830000）

根據(jù)本工程尾水渠地形右高左低的條件，右岸采用貼坡?lián)鯄?，左岸巖土分界線以下采用貼坡?lián)鯄?，以上采用扶壁式擋墻的布置型式?/p>

貼坡?lián)鯄Γ环霰谑綋鯄?；尾水?/p>

1 概述

某大型水電站位于某國(guó)際河流干流河段出口處，多年平均流量140m3/s，多年平均徑流量44.19億m3，多年平均洪峰流量1046m3/s。

工程等別為Ⅱ等工程，工程規(guī)模為大（2）型。壩址區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度。水庫(kù)正常蓄水位646.0m，總庫(kù)容2.22億m3，主壩最大壩高94m。電站裝機(jī)220MW，多年平均發(fā)電量6.64億kW·h，保證出力14.4MW，年利用小時(shí)數(shù)3018h。

電站主要由混凝土拱壩、開(kāi)敞式溢洪道、放水深孔、引水式岸邊廠房等組成。發(fā)電引水系統(tǒng)采用一管四機(jī)布置型式，電站布置兩臺(tái)單機(jī)80MW和兩臺(tái)單機(jī)30MW的水輪發(fā)電機(jī)組。

2 工程地質(zhì)

水電站尾水渠位于廠房下游，地面廠房位于3#溝出口處，順溝向布置，廠址地面高程580～600m，邊坡坡度10°～20°，地形較為平緩開(kāi)闊。上部為5～10m的沖洪積碎塊石土層，結(jié)構(gòu)松散，下伏基巖為厚層-巨厚層狀灰白色二長(zhǎng)片麻巖 （D2a-2）。層面及片理產(chǎn)狀310°～330°NE∠40°～50°，裂隙除層面片理發(fā)育外，主要發(fā)育有NE、NW向兩組裂隙：①順河向陡傾角卸荷裂隙，產(chǎn)狀30°～40゜NW或SE∠60°～80°，延伸長(zhǎng)一般3～15m， 裂隙切割深5～8m； ②300°～320°SW∠35°～40°，延伸長(zhǎng)一般3～8m。 沿3#溝發(fā)育有F11斷層，產(chǎn)狀285°NE∠68°，順層擠壓片理發(fā)育，寬5m。

廠房基礎(chǔ)開(kāi)挖深度25～30m，基礎(chǔ)置于微-新鮮基巖上，巖體完整，地基允許承載力建議取5MPa。廠房后邊坡為巖質(zhì)邊坡，邊坡結(jié)構(gòu)為斜向坡，自然邊坡整體穩(wěn)定，但后邊坡開(kāi)挖涉及近37m高的人工邊坡穩(wěn)定問(wèn)題，由于巖體風(fēng)化、卸荷切割等影響，存在人工邊坡穩(wěn)定問(wèn)題。

3 尾水渠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

擋墻布置根據(jù)工區(qū)工程地質(zhì)、水流等條件及所屬水工建筑物總體布置、功能、運(yùn)行等確定，力求做到緊湊合理、協(xié)調(diào)美觀［1］。根據(jù)廠房位置、大小機(jī)組布置及河流與廠房的相對(duì)位置，尾水渠布置如圖1，尾水渠橫斷面圖如圖2。

圖1 尾水渠平面布置

圖2 尾水渠橫斷面布置

3.1 尾水渠底板布置

從圖2中可以看出，尾水渠的底板左邊高552.50m右邊高547.81m。這是因?yàn)橹鳈C(jī)間有大小機(jī)組各兩套：小機(jī)組位于主機(jī)間左端，裝機(jī)容量30MW，尾水管底板高程552.50m；大機(jī)組位于主機(jī)間右端，裝機(jī)容量80MW，尾水管底板高程547.81m。為了達(dá)到水流的平順銜接，故尾水渠底板高程左高右低。

尾水反坡段底板標(biāo)準(zhǔn)分塊4.0m×3.0m （長(zhǎng)×寬），板間縫寬20mm，縫間填充閉孔塑料板，底板厚500mm?；炷翗?biāo)號(hào)C25F300W4。經(jīng)計(jì)算底板上層配置一級(jí)鋼筋，直徑12mm，間距200mm，混凝土保護(hù)層厚度50mm。底板設(shè)φ25砂漿錨桿，孔深3m，間距2.0m，排距3m；底板設(shè)置φ100排水孔，間距4m，排距1.5m，與錨桿錯(cuò)開(kāi)梅花型布置。

3.2 貼坡?lián)鯄Σ贾?/p>

從圖2可以看出，尾水渠右岸弱風(fēng)化線較高為577.40m以上，故右岸從底547.81m高程至577.40m高程，均采用貼坡?lián)鯄Σ贾?，?.5m，高度共計(jì)31.09m，在中間564.00m高程處設(shè)置2m寬?cǎi)R道。

尾水渠左岸風(fēng)化線較低，故564.00m高程以下設(shè)計(jì)為貼坡?lián)鯄?，厚度同樣?.5m，564.00m高程以上為扶壁式擋墻，左岸擋墻高11.50m。

尾水反坡段擋墻分縫詳見(jiàn)尾水反坡段擋墻展開(kāi)圖3（右岸貼坡?lián)鯄Γ?，縫寬20mm，縫間填充閉孔塑料板。貼坡?lián)鯄υO(shè)φ25砂漿錨桿，伸出貼坡?lián)鯄εc貼坡鋼筋網(wǎng)焊接，伸入基巖內(nèi)錨固長(zhǎng)度為4.0m，錨桿間距為2m，排距為2m。反坡段貼坡?lián)鯄υO(shè)φ100排水孔，間排距2m，與錨桿錯(cuò)開(kāi)梅花型布置。

圖3 尾水渠右岸反坡段擋墻展開(kāi)圖

3.3 扶壁式擋墻布置

扶壁式擋墻構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，墻身斷面較小，自身質(zhì)量輕，可以較好地發(fā)揮材料的強(qiáng)度性能，能適應(yīng)承載力較低的地基。

本擋墻墻身尺寸如表1，物理參數(shù)如表2。

表1 扶壁式擋墻墻身尺寸

表2 扶壁式擋墻物理參數(shù)

續(xù)表2

應(yīng)用理正軟件對(duì)扶壁式擋墻進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表3和表4：

表3 扶壁式擋墻穩(wěn)定計(jì)算成果

表4 扶壁式擋墻結(jié)構(gòu)計(jì)算成果

4 結(jié)語(yǔ)

為了增加電站的發(fā)電效益，在進(jìn)行尾水渠設(shè)計(jì)時(shí)，必須使渠內(nèi)水流出流平順，流態(tài)較好，盡可能降低尾水渠水位［2-3］。根據(jù)本工程地形地質(zhì)條件，右岸采用貼坡?lián)鯄?，左岸巖土分界線以下采用貼坡?lián)鯄σ陨喜捎梅霰谑綋鯄Φ牟贾眯问健Ｊ惯^(guò)流斷面表面平整度好，糙率低，水流順暢，且整體穩(wěn)定性好，抗凍耐久性好，美觀實(shí)用。

［1］胡孔中，王東，王小靈.扶壁式擋土墻在潘口水電站尾水渠中的應(yīng)用［J］.甘肅水利水電技術(shù)，2014（9）.

［2］鄧光蓮.崇陽(yáng)水電站尾水渠邊坡設(shè)計(jì)探討［J］.科技視界，2014（26）.

［3］陳漢全.低水頭電站尾水渠設(shè)計(jì)［J］.甘肅水利水電技術(shù)，2002， 38（2）：115-116.

Analysing of the tailrace of a large hydropower station

GE Cai-lian
（Hydro and Power Design Institute of Xinjiang,Urumqi 830000，China）

According to the fact of the right bank of the topographic is higher than the left bank，we can read out that the right bank applies stickers slope retaining wall，and the upper of the left bank applies buttress retaining wall，this method suitable for the design of this project.

stickers slope retaining wall；buttress retaining wall； tailrace

TU991

B

1672-9900（2015）06-0050-03

2015-11-02

葛彩蓮（1985-），女（漢族），河北故城人，工程師，主要從事水利工程設(shè)計(jì)工作，（Tel）15026005682。