望江樓水電站廠房設(shè)計(jì)

趙鵬強(qiáng)，唐振華，李 帥，姜 軍（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春 130021）

望江樓水電站廠房設(shè)計(jì)

趙鵬強(qiáng)，唐振華，李 帥，姜 軍
（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春 130021）

望江樓水電站位于吉林省集安市境內(nèi)，為鴨綠江梯級(jí)電站的其中一級(jí)電站。文中介紹了望江樓水電站廠房的設(shè)計(jì)思路，對(duì)廠房主要尺寸、布置和基礎(chǔ)處理等進(jìn)行了較為詳盡的描述。

望江樓水電站；廠房布置；主體設(shè)計(jì)

1　廠區(qū)建筑物布置

發(fā)電廠房布置于主河床右側(cè)，廠區(qū)建筑物由河床式發(fā)電廠房、引水渠、尾水渠和變電站等四部分組成。

1）發(fā)電廠房左側(cè)緊鄰樞紐工程泄洪閘，右側(cè)與右岸重力壩段相接。發(fā)電廠房總長(zhǎng)84.3 m，共分3個(gè)壩段，從左向右依次為主機(jī)間1號(hào)、2號(hào)機(jī)組壩段、主機(jī)間3號(hào)、4號(hào)機(jī)組壩段和安裝間壩，其中1，2號(hào)機(jī)組壩段長(zhǎng)27.2 m，3號(hào)、4號(hào)機(jī)組壩段長(zhǎng)31.1 m，安裝間壩段長(zhǎng)26 m。主廠房下游布置尾水副廠房，進(jìn)廠大門布置在安裝間下游側(cè)。

2）引水渠寬58.30 m，反坡段最大水平長(zhǎng)度約30 m，渠底高程為190.50 m，以1∶4的反坡與上游河床平順相接，引水渠上游設(shè)一道攔沙坎，以防沙石沿斜坡進(jìn)入進(jìn)水口，磨損水輪機(jī)，根據(jù)水庫(kù)50年壩前泥沙淤積高程196.30 m，確定攔沙坎坎頂高程為197.00 m。

3）尾水渠寬55.30 m，水平長(zhǎng)度27.04 m，渠底高程為188.04 m，以1∶4的反坡與下游河床平順相接。

4）66 kV變電站布置在廠前區(qū)過壩公路擋墻與尾水擋土墻之間的回填空地上，地面高程為208.80 m，變電站采用GIS戶內(nèi)式布置，占地面積為22.6×18.95 m（長(zhǎng)×寬）。

2　主廠房主要確定

2.1平面尺寸

1）廠房機(jī)組段長(zhǎng)度是根據(jù)機(jī)組進(jìn)水及尾水流道平面尺寸確定，水輪機(jī)尾水流道寬度8.20 m，中墩結(jié)構(gòu)厚度5.00 m，確定機(jī)組間距13.20 m；同時(shí)考慮邊墩結(jié)構(gòu)厚度、吊鉤限制線及設(shè)備布置，確定主機(jī)間長(zhǎng)度58.30 m；安裝間長(zhǎng)度按滿足一臺(tái)機(jī)組擴(kuò)大性檢修擺放大件尺寸控制，按滿足發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、定子和主軸，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪和導(dǎo)水機(jī)構(gòu)組裝以及內(nèi)配水環(huán)的安裝檢修的要求，同時(shí)考慮吊鉤限制線要求，確定安裝間長(zhǎng)度為26.00 m，主廠房總長(zhǎng)為84.30 m。

2）廠房寬度是由發(fā)電機(jī)尺寸及水輪機(jī)輔助設(shè)備尺寸，同時(shí)考慮吊鉤限制線確定，廠房靜寬度為13.00 m，其中轉(zhuǎn)輪中心線上游側(cè)9.60 m，轉(zhuǎn)輪中心線下游側(cè)3.40 m，考慮吊車柱高度1.5 m，廠房總跨度16.00 m。安裝間與主機(jī)間同寬度。

2.1廠房各層高程確定

廠房各層高程以機(jī)組安裝高程為基準(zhǔn)，根據(jù)各層機(jī)電設(shè)備布置尺寸以及土建結(jié)構(gòu)要求等因素確定。

1）水輪機(jī)吸出高度H=-7.50 m，根據(jù)單機(jī)發(fā)電額定流量Q=138.76 m3/s，相應(yīng)下游尾水位為198.08 m，4臺(tái)機(jī)發(fā)電額定引用流量Q=555.04 m3/ s，相應(yīng)下游尾水位為198.74 m，并且考慮水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪需要有足夠的淹沒深度，確定水輪機(jī)安裝高程為191.24 m。

2）廠房建基高程由機(jī)組安裝高程、機(jī)組進(jìn)水流道高度和進(jìn)水流道底板厚度確定。機(jī)組進(jìn)水流道高度為9.02 m，底板混凝土厚2.20 m，由此確定廠房建基高程為184.53 m。根據(jù)該設(shè)計(jì)階段貫流燈泡式水輪發(fā)電機(jī)組部件尺寸及設(shè)備布置要求，確定運(yùn)行層地面高程為201.44 m。

3）根據(jù)廠房下游校核尾水位高程208.28 m，確定尾水平臺(tái)及廠區(qū)地面高程為208.80 m，為防止廠區(qū)積水流入場(chǎng)內(nèi)，確定安裝間層地面高程為208.90 m。

4）發(fā)電廠房安裝間層地面高程與運(yùn)行層地面不同高，安裝間層地面高程比運(yùn)行層高7.46 m，軌頂高程由起吊最大件高度及吊鉤最小的垂線長(zhǎng)度加上距地面最小安全距離來確定，根據(jù)安裝起吊水輪機(jī)外配水環(huán)、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪等要求最終確定軌頂高程為221.98 m。

5）廠區(qū)地面高程主要由下游校核尾水位控制，根據(jù)（SL252-2000）《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》中3.2.5條的規(guī)定，發(fā)電廠房的進(jìn)廠交通按3級(jí)建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)，非常運(yùn)用洪水重現(xiàn)期200年，相應(yīng)校核洪水尾水位208.28 m（P=0.5%），由此確定廠區(qū)地面高程為208.80 m。

6）根據(jù)橋機(jī)的尺寸及相關(guān)資料，確定主廠房屋面彩板結(jié)構(gòu)底高程為226.30 m，廠房屋頂高程為227.88 m。

3　廠房布置

發(fā)電廠房由主機(jī)間、安裝間、安裝間上游副廠房以及下游尾水副廠房組成。

1）主機(jī)間內(nèi)布置4臺(tái)貫流燈泡式水輪發(fā)電機(jī)組，水輪機(jī)型號(hào)為GZA899-WP-410型，單機(jī)容量為10 MW，共分二層布置，即流道層及運(yùn)行層。流道層地面高程為186.73 m，運(yùn)行層地面高程為201.44 m。運(yùn)行層以下均為大體積混凝土結(jié)構(gòu)，在185.21 m高程布置檢修廊道，在檢修廊道內(nèi)布置兩個(gè)檢修排水泵室，以滿足機(jī)組檢修排水。運(yùn)行層布置有油壓裝置及調(diào)速器，該工程油、氣、水管路及電纜等布置，未采用以往在運(yùn)行層地面布置管道溝、電纜溝的型式，均采用在運(yùn)行層地面以下布置廊道的型式，使主機(jī)間運(yùn)行層層面布置較整潔、合理。主機(jī)間中央布置水輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)旁盤布置在下游尾水副廠房?jī)?nèi)，以減小主廠房的寬度。根據(jù)吊運(yùn)設(shè)備需要，主廠房?jī)?nèi)布置一臺(tái)型號(hào)為100 kN/ 32 kN的橋式起重機(jī)，橋跨13.0 m。

2）安裝間地面高程為208.90 m，其下部布置三層副廠房，第一層地面高程為185.21 m，布置滲漏排水泵室，其下部為滲漏集水井。第二層地面高程為195.44 m，布置透平油罐室、油處理室、以及通風(fēng)機(jī)房等。第三層地面高程為201.44 m，布置中壓空壓機(jī)室、低壓空壓機(jī)室以及通風(fēng)機(jī)房等，并兼做電纜夾層使用。

3）安裝間上游副廠房分兩層布置。第一層地面高程201.44 m，與運(yùn)行層同層，布置通信機(jī)房、蓄電池室、通信值班室、計(jì)算機(jī)室等，第二層地面高程為208.90 m，與安裝間同層，布置中央控制室。

4）下游尾水副廠房分三層布置，第一層地面高程為197.44 m，布置技術(shù)供水泵室、消防水泵室、機(jī)修間以及工具間。第二層地面高程為201.44 m，與主機(jī)間運(yùn)行層同高，布置廠用變及低壓配電室、高壓開關(guān)柜室、勵(lì)磁變及電壓互感器室等，因主機(jī)間運(yùn)行層較狹窄，機(jī)旁盤相應(yīng)移到該層房間。第三層地面高程為208.90 m，布置自動(dòng)化試驗(yàn)班、繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)室、高壓實(shí)驗(yàn)室、自動(dòng)化觀測(cè)站、值班室、廁所等。

5）為滿足廠房?jī)?nèi)部交通需要，在安裝間布置一部樓梯，可通到安裝間及其下部各層及滲漏排水泵室；在安裝間上游副廠房布置一部樓梯，可通到安裝間及安裝間上游副廠房下部各層；在下游尾水副廠房?jī)?nèi)左右兩側(cè)各布置一部樓梯，用以滿足下游副廠房各層的垂直交通，其中下游副廠房左側(cè)樓梯向下可到185.21 m檢修廊道。

4　廠房基礎(chǔ)處理

發(fā)電廠房所在的主河床覆蓋層較薄，大部分基巖裸露，為弱風(fēng)化安山巖，穿插有花崗斑巖脈，巖石堅(jiān)硬，但節(jié)理裂隙發(fā)育，須進(jìn)行固結(jié)灌漿處理。固結(jié)灌漿孔間、排距均為3 m，呈梅花形布置，深入基巖5 m。

根據(jù)（SL319-2005）《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，壩高在50 m以下，巖體相對(duì)隔水層的透水率為0.05 L/（min.m.m），防滲帷幕應(yīng)深入到該巖層內(nèi)3～5 m。根據(jù)規(guī)范要求和壩基滲透情況，右岸壩基帷幕灌漿深度為巖下5～10 m。發(fā)電廠房壩段的建基高程低于上述深度，且基礎(chǔ)已作了固結(jié)灌漿，因此不再進(jìn)行帷幕灌漿。

TV731

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1002－0624（2016）08－0010－02望江樓水電站位于吉林省集安市境內(nèi)，為鴨綠江梯級(jí)電站的其中一級(jí)電站，電站廠房為河床式發(fā)電廠房，廠房?jī)?nèi)安裝四臺(tái)貫流燈泡式水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量10 MW，總裝機(jī)容量為40 MW。

2016-01-01