馮仕能，李幼勝

(1.中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江杭州311122；2.江西洪屏抽水蓄能有限公司，江西靖安330603)

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洪屏抽水蓄能電站樞紐布置優(yōu)選論述

馮仕能1，李幼勝2

(1.中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江杭州311122；2.江西洪屏抽水蓄能有限公司，江西靖安330603)

洪屏抽水蓄能電站上水庫(kù)庫(kù)區(qū)為一四面環(huán)山的天然盆地，在其南側(cè)獅子口以及西南側(cè)、西側(cè)的兩條副溝設(shè)置主壩、西南副壩、西副壩而形成。下水庫(kù)在秀峰河丁坑口下游筑壩形成，電站發(fā)電引水系統(tǒng)采取地下廠(chǎng)房中部開(kāi)發(fā)方式；工程地處三爪侖國(guó)家森林公園，電站樞紐布置充分考慮了環(huán)境景觀(guān)設(shè)計(jì)。

樞紐布置；工程特點(diǎn)；洪屏抽水蓄能電站

1 工程概況及建設(shè)條件

江西洪屏抽水蓄能電站(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“洪屏電站”)位于江西省靖安縣境內(nèi)，緊靠江西省用電中心，距南昌、九江、武漢直線(xiàn)距離分別為65、100 km和190 km。鄂贛聯(lián)網(wǎng)的500 kV輸電線(xiàn)路從洪屏電站附近通過(guò)。工程地理位置較好，接入系統(tǒng)方便，自然條件優(yōu)越，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)良。

洪屏電站為周調(diào)節(jié)純抽水蓄能電站，可行性研究設(shè)計(jì)階段推薦按分期開(kāi)發(fā)，一期裝機(jī)容量為1 200 MW，終期裝機(jī)規(guī)模為2 400 MW。電站建成后，在電網(wǎng)中承擔(dān)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相和事故備用等任務(wù)。電站一期以500 kV一級(jí)電壓等級(jí)接入系統(tǒng)，出線(xiàn)一回接入江西500 kV夢(mèng)山變電站，并預(yù)留2個(gè)出線(xiàn)間隔。設(shè)計(jì)年發(fā)電量17.43億kW·h，年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)為1 453 h。

電站樞紐建筑物主要包括上水庫(kù)、下水庫(kù)、輸水系統(tǒng)、地下廠(chǎng)房洞室群和地面開(kāi)關(guān)站等。工程招標(biāo)和施工圖階段，根據(jù)洪屏電站工程的特點(diǎn)，對(duì)其上水庫(kù)庫(kù)底防滲形式、主壩壩軸線(xiàn)以及開(kāi)關(guān)站位置進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，以確保工程安全。

洪屏電站工程自然條件優(yōu)越，上水庫(kù)成庫(kù)條件好，庫(kù)容大，主壩、兩座副壩規(guī)模小，庫(kù)盆防滲主要位于壩前；下水庫(kù)為流域規(guī)劃的站址，具有庫(kù)容大，調(diào)節(jié)能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)；電站水頭高，輸水系統(tǒng)距離短，距高比小，地下廠(chǎng)房及主變洞工程地質(zhì)條件優(yōu)良。

上水庫(kù)位于三爪侖鄉(xiāng)塘里村的洪屏自然村，為四面環(huán)山的溝源天然盆地，庫(kù)底高程約688～698 m，庫(kù)內(nèi)有2條小溪，集雨面積為6.67 km2，其年平均流量為0.213 m3/s。下水庫(kù)位于潦河二級(jí)支流北河上游河段的秀峰河上，壩址以上流域面積為420.0 km2，年平均流量8.33 m3/s。工程區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，氣候溫和，雨量充沛，日照充足，四季分明。下水庫(kù)多年平均降雨量為1 663.4 mm。年降水主要集中在3～9月，占全年降水量的83%。

輸水系統(tǒng)和地下廠(chǎng)房位于上下庫(kù)之間的山體內(nèi)，上下水庫(kù)間平均水頭552.5 m，輸水系統(tǒng)水平長(zhǎng)2 144.4 m，電站距高比3.88，開(kāi)發(fā)條件優(yōu)良。廠(chǎng)房段地質(zhì)條件良好，采用中部布置形式。

工程場(chǎng)地50年超越概率10%的基巖水平向加速度峰值為0.053g，地震基本烈度為Ⅵ度；主要地層巖性為變質(zhì)含礫中粗砂巖、變質(zhì)中細(xì)砂巖、變質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖，地層之間均為整合接觸；NE～NEE向斷層發(fā)育，次為NW向，斷層帶滲透性和導(dǎo)水性較好。

工程下水庫(kù)有地方旅游公路從左岸通過(guò)，上下水庫(kù)間現(xiàn)有簡(jiǎn)易道路相通，交通條件便利。

2 樞紐布置及主要建筑物

2.1 樞紐布置方案比選

洪屏電站樞紐由上水庫(kù)、下水庫(kù)、輸水系統(tǒng)、地下廠(chǎng)房及開(kāi)關(guān)站組成。利用三爪侖鄉(xiāng)洪屏自然村高山盆地筑壩形成上水庫(kù)，在秀峰河上丁坑口至巖背村間的峽谷河段筑壩形成下水庫(kù)，在上、下水庫(kù)間山體內(nèi)布置輸水發(fā)電系統(tǒng)的樞紐總布置(見(jiàn)圖1)。

圖1 樞紐總布置示意

2.1.1 上水庫(kù)

上水庫(kù)主要建筑物有主壩、西副壩、西南副壩和進(jìn)/出水口等。由于受地形條件限制，上水庫(kù)主壩和兩座副壩的壩址選擇余地不大，可研設(shè)計(jì)階段只針對(duì)壩線(xiàn)和壩型進(jìn)行了比選，技施階段又對(duì)主壩壩線(xiàn)作了優(yōu)化調(diào)整。根據(jù)主壩壩址區(qū)的地形、地質(zhì)條件，適合布置大壩的位置為獅子口沖溝溝口約30～50 m的范圍內(nèi)。該范圍的上游地形呈突闊的喇叭口，下游沖溝溝底縱坡突降，均不適合布置大壩?？裳性O(shè)計(jì)階段在此范圍內(nèi)，綜合考慮地形地質(zhì)條件、樞紐布局及施工等因素，擬定了一條壩線(xiàn)(靠獅子口下游側(cè))進(jìn)行壩體布置；技施設(shè)計(jì)階段，經(jīng)原審查單位審查同意，將主壩壩線(xiàn)往上游調(diào)整了30 m，移至可研階段勘Ⅰ線(xiàn)位置，改善了溢洪道泄洪條件，工程投資也有所減少。西副壩選擇在埡口相對(duì)狹窄處布置壩線(xiàn)，其右岸上下游地形零亂，沖溝發(fā)育，沒(méi)有別的合適壩線(xiàn)。西南副壩按混凝土面板堆石壩壩型，布置了2條壩線(xiàn)進(jìn)行比較，上壩線(xiàn)方案距上庫(kù)進(jìn)/出水口約50 m，下壩線(xiàn)方案即為預(yù)可階段壩線(xiàn)，距上庫(kù)進(jìn)/出水口約450 m。兩方案壩體規(guī)模均不大，下壩線(xiàn)方案相對(duì)較小，投資比上壩線(xiàn)方案少966萬(wàn)元，但由于南庫(kù)岸存在滲漏問(wèn)題，采用上壩線(xiàn)方案可縮短庫(kù)岸防滲長(zhǎng)度約400 m，同時(shí)庫(kù)底水平防滲鋪蓋也可大大減少，考慮庫(kù)岸防滲投資后上壩線(xiàn)方案投資低于下壩線(xiàn)方案3 000余萬(wàn)元，明顯優(yōu)于下壩線(xiàn)方案，推薦采用上壩線(xiàn)方案。

主壩壩址地形為“V”形峽谷，溝谷狹窄，兩岸和壩基基巖裸露，中粗砂巖致密堅(jiān)硬，適合修建混凝土重力壩；而西南庫(kù)岸埡口和西庫(kù)岸埡口溝谷寬闊，壩址基巖分別為抗風(fēng)化能力較低的變質(zhì)中細(xì)砂巖和變質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖，巖體破碎，風(fēng)化較深，適合修建當(dāng)?shù)夭牧蠅?。可研階段主壩壩型比選了混凝土重力壩和面板堆石壩兩個(gè)方案。獅子口溝為泄流主溝，重力壩壩身設(shè)置兩孔開(kāi)敞式溢洪道，受地形條件限制，面板堆石壩方案也采用壩身溢洪道。面板壩方案采用壩身溢洪道，壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜，施工干擾較大，混凝土重力壩方案結(jié)構(gòu)布置簡(jiǎn)單，施工方便，技術(shù)難度小，綜合考慮后推薦混凝土重力壩方案。

考慮到南庫(kù)岸的防滲方案采用水平防滲，混凝土面板堆石壩的上游防滲面板可以和庫(kù)岸混凝土防滲面板形成較好的防滲接頭，故西南副壩擬定混凝土面板堆石壩壩型作為推薦壩型。

西副壩可研設(shè)計(jì)階段擬定混凝土面板堆石壩和粘土心墻堆石壩進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較，上水庫(kù)石料和粘土料源有保證，兩方案技術(shù)上均可行，但粘土料天然含水量普遍偏高，粘土儲(chǔ)量較大的東庫(kù)岸料場(chǎng)礫石含量較高，施工難度較大。另外，考慮南庫(kù)岸防滲形式及西南副壩壩型的一致性，選擇面板堆石壩為西副壩推薦壩型。

2.1.2 下水庫(kù)

可研設(shè)計(jì)階段，結(jié)合壩型對(duì)下水庫(kù)壩址進(jìn)行了比較選擇。下水庫(kù)為河道峽谷型水庫(kù)，庫(kù)區(qū)長(zhǎng)約10 km。根據(jù)地形地質(zhì)條件分別在丁坑口下游370 m和上游1 500 m擬定上、下壩址。上壩址區(qū)河谷較開(kāi)闊，呈不對(duì)稱(chēng)的“V”形，左岸見(jiàn)強(qiáng)～弱風(fēng)化基巖出露，巖性為變質(zhì)中細(xì)砂巖，右岸覆蓋層厚2～22.3 m，弱風(fēng)化厚度一般大于32 m，壩址區(qū)斷層發(fā)育。上壩址工程地質(zhì)條件較差，按混凝土面板堆石壩進(jìn)行設(shè)計(jì)，最大壩高64.8 m，壩頂長(zhǎng)度310.2 m，正常蓄水位186.0 m，右岸壩肩布置岸坡開(kāi)敞式溢洪道，挑流消能，全長(zhǎng)642 m。下壩址位于丁坑口至巖背村間的河灣峽谷處，河谷狹窄，呈不甚對(duì)稱(chēng)的“V”字形，兩岸弱風(fēng)化基巖裸露，巖性為變質(zhì)含礫中粗砂巖，構(gòu)造較發(fā)育。下壩址基巖裸露，地質(zhì)條件好，適合建造混凝土重力壩，按碾壓混凝土重力壩設(shè)計(jì)，最大壩高77.5 m，壩長(zhǎng)179 m，中間布置3孔溢洪道，正常蓄水位181.0 m。下壩址為流域規(guī)劃中的丁坑口梯級(jí)壩址，工程地質(zhì)條件好，樞紐布置緊湊，利用壩身溢流較好地解決了電站大流量泄洪的問(wèn)題，施工導(dǎo)流布置條件也好，不利的是下壩址方案水庫(kù)移民、淹沒(méi)稍多。另外，兩壩址總投資較接近。綜合考慮推薦下壩址方案。

針對(duì)選定的下壩址，就混凝土重力壩方案初擬3條壩線(xiàn)進(jìn)行比選，上、中、下壩線(xiàn)間距100 m和95 m，均具備建造混凝土重力壩的地形地質(zhì)條件。從地形上看，上壩線(xiàn)和中壩線(xiàn)位于河道拐彎處，存在泄洪出水不暢問(wèn)題；而下壩線(xiàn)下游河道較順直，泄洪出水較順暢；工程地質(zhì)條件差異程度不明顯；壩體規(guī)模相當(dāng)，投資比較接近。考慮泄洪消能因素，選擇下壩線(xiàn)為推薦壩線(xiàn)。

下水庫(kù)壩型比較了常態(tài)混凝土重力壩和碾壓混凝土重力壩：兩壩型地質(zhì)條件、水工布置相同，施工條件、布置及工程進(jìn)度基本相同；但從工程投資方面分析，碾壓混凝土重力壩比常態(tài)混凝土重力壩節(jié)省投資約834萬(wàn)元，具有一定的優(yōu)勢(shì)。故，推薦采用碾壓混凝土重力壩。

2.1.3 輸水發(fā)電系統(tǒng)

前期設(shè)計(jì)階段，根據(jù)上、下水庫(kù)間的地形、地質(zhì)條件，結(jié)合工程總體布置，輸水發(fā)電線(xiàn)路擬定了具有較好開(kāi)發(fā)條件的左線(xiàn)和右線(xiàn)兩個(gè)方案進(jìn)行線(xiàn)路比選。左線(xiàn)和右線(xiàn)方案分別布置在獅子口溝的左右側(cè)。方案比較時(shí)地下廠(chǎng)房均采用中部開(kāi)發(fā)方式，上下水庫(kù)布置一致。從工程布置上看，輸水線(xiàn)路左線(xiàn)和右線(xiàn)方案均是可行的，兩者工程地質(zhì)條件基本一致，右線(xiàn)略?xún)?yōu)；其主要差別在于左線(xiàn)方案洞線(xiàn)長(zhǎng)度比右線(xiàn)長(zhǎng)235 m，且左線(xiàn)方案廠(chǎng)房位置巖體覆蓋厚度較大，排風(fēng)豎井相應(yīng)較高，500 kV電纜洞較長(zhǎng)。故，左線(xiàn)方案可比投資比右線(xiàn)方案多4 430萬(wàn)元。綜合考慮，推薦右線(xiàn)方案。

廠(chǎng)房開(kāi)發(fā)方式，可研階段依據(jù)廠(chǎng)房位置的不同共比較了首部、中部和尾部三種方案。首部方案地下廠(chǎng)房距上庫(kù)進(jìn)出水口約493 m，僅設(shè)置尾水調(diào)壓室。中部方案廠(chǎng)房位于輸水系統(tǒng)中部，獅子口溝(F10斷層)的內(nèi)側(cè)，設(shè)置引水調(diào)壓室和尾水調(diào)壓室。與中部方案比，尾部方案只是將地下廠(chǎng)房往下游移至獅子口溝(F10斷層)的外側(cè)，引水下平段長(zhǎng)，而尾水隧洞相對(duì)較短，也設(shè)有引水和尾水調(diào)壓室。中部方案地下廠(chǎng)房為II類(lèi)圍巖，水文地質(zhì)條件相對(duì)簡(jiǎn)單；尾部方案廠(chǎng)房位置為III類(lèi)圍巖，地下水豐富，引水高壓段長(zhǎng)，尾水低壓段短，與中部方案比不具優(yōu)勢(shì)；首部方案地下廠(chǎng)房為II～I(xiàn)II類(lèi)圍巖，由于距上庫(kù)近，地下水也很豐富。中部方案可比投資比尾部、首部方案分別省5 400萬(wàn)、5 000萬(wàn)元。綜合考慮工程地質(zhì)條件、建筑物布置、施工條件、運(yùn)營(yíng)條件以及投資等因素，推薦中部方案。

2.2 樞紐布置及主要建筑物

2.2.1 上水庫(kù)

上水庫(kù)主壩壩址位于盆地南側(cè)獅子口“V”形峽谷中，壩型為混凝土重力壩。壩頂高程737.5 m，最大壩高42.5 m，壩頂長(zhǎng)104.1 m。溢流壩段布置在河床中間3號(hào)壩段，長(zhǎng)21 m。左右岸為擋水壩段，基本斷面為三角形，壩頂寬度7.0 m。下游壩坡1∶0.72，轉(zhuǎn)折起坡點(diǎn)高程為725.5 m。大壩采用壩頂自由溢流的泄洪方式，堰頂高程為733.0 m。溢洪道共設(shè)2孔，單孔凈寬9 m，不設(shè)置閘門(mén)。大壩壩基采用固結(jié)灌漿加固，上游側(cè)設(shè)置防滲帷幕并與左右岸帷幕相接，帷幕深度以深入相對(duì)隔水層(q≤1 Lu)以下5 m控制。

西副壩為混凝土面板堆石壩，壩址位于水庫(kù)盆地西側(cè)埡口即小溪出口處，壩頂高程 738.9 m，最大壩高57.7 m，壩頂長(zhǎng)367.5 m，壩頂寬7 m，左岸與庫(kù)岸公路連接。該壩上游壩坡 1∶1.4，下游壩坡坡比1∶1.8和1∶2.0。鋼筋混凝土面板厚0.35～0.51 m。大壩趾板基礎(chǔ)采用固結(jié)灌漿加固，設(shè)置防滲帷幕并與左右岸帷幕相接，帷幕深度以深入相對(duì)隔水層(q≤1 Lu)以下5 m控制。

西南副壩為混凝土面板堆石壩，位于上水庫(kù)進(jìn)/出水口右側(cè)沖溝內(nèi)，壩頂高程 738.9 m，最大壩高 37.4 m，壩頂長(zhǎng)311.2 m，壩頂寬7 m，兩壩頭與庫(kù)岸公路連接。該壩上游壩坡 1∶1.4，下游壩坡坡比1∶1.8和1∶2.0。鋼筋混凝土面板厚0.35 m。大壩趾板基礎(chǔ)采用固結(jié)灌漿加固，設(shè)置防滲帷幕并與左右岸帷幕相接，帷幕深度以深入相對(duì)隔水層(q≤1 Lu)以下5 m控制。趾板上游與水平鋪蓋相接。

上庫(kù)進(jìn)/出水口位于上水庫(kù)主壩右側(cè)，距主壩約120 m。根據(jù)地形地質(zhì)條件和庫(kù)岸防滲以及交通連接的要求，上庫(kù)進(jìn)/出水口為側(cè)式布置，豎井式閘門(mén)井。進(jìn)/出水口由前池、攔污柵段、擴(kuò)散段、平方段、事故閘門(mén)井等組成。前池總長(zhǎng)約69.2 m，在攔砂坎處前池寬56.4 m，在攔沙坎以外庫(kù)底高程約為706.0 m，在攔沙坎后接49.2 m長(zhǎng)的反坡段，坡度為1∶15，再經(jīng)20 m的前池段接至進(jìn)/出水口，前池底板高程為702.2 m。

建庫(kù)蓄水后庫(kù)岸產(chǎn)生滲漏的地段主要有4個(gè)：西北埡口庫(kù)岸段、西副壩與西南副壩之間庫(kù)岸段，南庫(kù)岸段、主壩至西南副壩間庫(kù)盆底部。西北埡口庫(kù)岸段及兩副壩之間庫(kù)岸段采用帷幕灌漿防滲處理。帷幕灌漿深度按達(dá)到基礎(chǔ)相對(duì)隔水層(q≤1 Lu)以下5 m，以截?cái)嗫赡艿臐B流通道為原則。帷幕灌漿孔距均為2 m，單排孔，遇斷層破碎帶及裂隙密集帶適當(dāng)加密為2排。南庫(kù)岸段采用鋼筋混凝土面板防滲方案處理，并在趾板底部設(shè)置帷幕灌漿分別與主壩、西南副壩帷幕灌漿連接。對(duì)主壩至西南副壩間南庫(kù)底采用表面防滲方案。靠近南庫(kù)岸約6.5萬(wàn)m2采用土工膜防滲，靠近庫(kù)尾約2.3萬(wàn)m2(齒墻中心線(xiàn))采用粘土鋪蓋防滲。

根據(jù)上水庫(kù)建筑物布置，對(duì)上庫(kù)主壩上游、土工膜防滲區(qū)對(duì)應(yīng)的東南庫(kù)岸以及進(jìn)出水口對(duì)岸山包進(jìn)行防護(hù)。

2.2.2 輸水系統(tǒng)

輸水系統(tǒng)主要建筑物包括：上庫(kù)進(jìn)/出水口、引水隧洞、引水調(diào)壓室、壓力管道、尾水支管、尾水閘門(mén)室、尾水調(diào)壓室、尾水隧洞和下庫(kù)進(jìn)/出水口等。

上、下庫(kù)進(jìn)/出水口之間輸水管道總長(zhǎng)2 646.8 m(沿4號(hào)機(jī)輸水系統(tǒng)長(zhǎng)度，下同)。其中，引水系統(tǒng)長(zhǎng)1 369.5 m，尾水系統(tǒng)長(zhǎng)1 277.3 m。上、下庫(kù)進(jìn)/出水口均采用閘門(mén)豎井式。引水系統(tǒng)共兩個(gè)水力單元，采用二洞四機(jī)布置形式。引水上平洞直徑為6.0 m，襯砌均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，襯砌厚度為0.8 m。上平洞末端設(shè)阻抗式引水調(diào)壓室，調(diào)壓室大井直徑為9.0 m，阻抗孔直徑為4.0 m。從上豎井上彎段至高壓鋼支管均采用鋼板襯砌，在主廠(chǎng)房上游約74 m處設(shè)2個(gè)對(duì)稱(chēng)鋼岔管，分別形成4條高壓鋼管，斜向65°進(jìn)廠(chǎng)，分別與4臺(tái)機(jī)組相連；上豎井～中平洞鋼管直徑為5.2 m，下豎井～下平洞直徑為4.8～4.4 m。壓力鋼管主管長(zhǎng)837.2～815.6 m。鋼岔管主管直徑4.4 m，支管直徑3.0 m。尾水隧洞共兩條，亦采用一洞兩機(jī)布置，尾水支管段長(zhǎng)114 m，洞徑4.4 m，采用鋼板襯砌；尾水主管段洞徑6.5 m，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，襯砌厚度為0.6 m。尾水閘門(mén)室布置在廠(chǎng)房下游90.9 m處，設(shè)4扇事故閘門(mén)。尾水調(diào)壓室設(shè)置在尾水岔管下游15～60.0 m處，采用阻抗+上室式。調(diào)壓室大井直徑11.0 m，阻抗孔直徑4.5 m，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2.2.3 地下廠(chǎng)房和開(kāi)關(guān)站

地下廠(chǎng)房位于輸水發(fā)電系統(tǒng)中部，廠(chǎng)房軸線(xiàn)位于PDX4長(zhǎng)探洞約1+046 m樁號(hào)處，縱軸線(xiàn)方向N47.5°W。地下廠(chǎng)房洞群由主副廠(chǎng)房洞、主變洞、尾水閘門(mén)洞、母線(xiàn)洞、進(jìn)廠(chǎng)交通洞、通風(fēng)兼安全洞、排風(fēng)豎井、500 kV電纜出線(xiàn)洞等附屬洞室組成。主副廠(chǎng)房洞與主變洞、尾水閘門(mén)洞平行布置，主變洞位于主副廠(chǎng)房洞的下游，兩洞間距為38 m，尾水閘門(mén)洞位于主變洞的下游，與主變洞間距30 m。主副廠(chǎng)房洞右端布置安裝場(chǎng)及通風(fēng)機(jī)房，左端布置副廠(chǎng)房，中間為機(jī)組段，共布置4臺(tái)300 MW可逆式水泵水輪機(jī)組，機(jī)組安裝高程93.00 m，尾水管底板底高程約81.0 m，廠(chǎng)房拱頂高程132.1 m。主副廠(chǎng)房洞開(kāi)挖尺寸為157.5 m×22.1 m×51.1 m(長(zhǎng)×寬×高)。進(jìn)廠(chǎng)交通洞與安裝場(chǎng)端部相連，長(zhǎng)1 510 m，平均坡度5.2%。通風(fēng)兼安全洞長(zhǎng)1 218 m，平均坡度5.2%。地下廠(chǎng)房洞室群周邊設(shè)置了頂層、上層、中層、下層等4層排水廊道，還結(jié)合PDX4和PDX4- 1探洞在頂層排水廊道上部又設(shè)置了一層高層排水廊道。

500 kV開(kāi)關(guān)站位于獅子口沖溝的左側(cè)，進(jìn)廠(chǎng)公路旁，通過(guò)500 kV電纜出線(xiàn)洞與主變洞連接。開(kāi)關(guān)站地面高程205 m，平面尺寸為137 m×35 m(長(zhǎng)×寬)。開(kāi)關(guān)站場(chǎng)地布置有GIS室、繼保樓及屋頂出線(xiàn)場(chǎng)等。

2.2.4 下水庫(kù)

下水庫(kù)左右岸擋水壩段基本斷面為三角形，壩頂寬度8.0 m，壩體上游為鉛直面，下游壩面坡比1∶0.75。大壩采用壩身溢流的泄洪方式。溢流壩段布置在河床中間，堰頂高程169.5 m。溢洪道共設(shè)3孔，單孔凈寬13.0 m，采用弧形閘門(mén)控制泄洪。溢流堰面采用WES實(shí)用堰，下接1∶0.75的直線(xiàn)段，泄槽凈寬45.0 m。消能方式為差動(dòng)式鼻坎挑流消能。

壩內(nèi)布置一個(gè)基礎(chǔ)排水灌漿廊道，其兩端口在壩頂附近接橫向交通廊道與下游壩面相通。大壩壩基采用固結(jié)灌漿加固，上游側(cè)設(shè)置防滲帷幕并與左右岸帷幕相接，帷幕深度以深入相對(duì)隔水層(q≤3 Lu)以下5 m控制。

下水庫(kù)庫(kù)區(qū)左岸邊坡以穩(wěn)定性較差和差為主，分別占左岸邊坡的32%和35%；右岸邊坡穩(wěn)定性較差段占右岸邊坡的40%。對(duì)穩(wěn)定性較差和差的庫(kù)岸采取挖除不穩(wěn)定體、漿砌石護(hù)坡、掛網(wǎng)噴錨、設(shè)置岸坡排水孔等處理措施。

3 工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)

3.1 工程防滲排水設(shè)計(jì)

洪屏電站地層巖性主要為變質(zhì)含礫中粗砂巖，弱風(fēng)化和微新砂巖本身透水性弱，但砂巖巖體中斷層等導(dǎo)水構(gòu)造較發(fā)育，水文地質(zhì)條件復(fù)雜。前期勘探和施工期開(kāi)挖揭示上水庫(kù)不僅存在巖體和斷層的水平滲透問(wèn)題，也存在庫(kù)底斷層垂直滲透風(fēng)險(xiǎn)，而且斷層垂直滲透通道為地下廠(chǎng)房洞室群，引水系統(tǒng)部位的地下水位線(xiàn)也明顯偏低。庫(kù)盆的滲透、高壓管道的內(nèi)水外滲不僅造成水量損失，更重要的是對(duì)廠(chǎng)房的安全運(yùn)行存在不利影響。根據(jù)不同的水文地質(zhì)條件和建筑物特點(diǎn)，對(duì)上水庫(kù)、壓力管道和地下廠(chǎng)房本身采取針對(duì)性的防滲排水措施，達(dá)到有效控制滲漏量，減小廠(chǎng)房排水壓力的目的。

洪屏工程上水庫(kù)主要是針對(duì)庫(kù)盆不同區(qū)域的滲透特性采取有針對(duì)性的防滲措施。上水庫(kù)防滲方案采用垂直防滲為主、水平鋪蓋防滲為輔的防滲方式，主防滲體系控制滲流量并確保建筑物運(yùn)行安全，輔助防滲體系主要針對(duì)庫(kù)區(qū)斷層垂直滲漏，減小廠(chǎng)房排水壓力。在防滲措施上，綜合采用了庫(kù)岸混凝土面板、帷幕灌漿、土工膜、粘土鋪蓋等多種方式。該防滲體系是目前國(guó)內(nèi)抽水蓄能電站庫(kù)盆防滲中方案最復(fù)雜，防滲方式運(yùn)用最多的工程，對(duì)類(lèi)似水文地質(zhì)條件下的庫(kù)盆防滲具有一定的參考和借鑒價(jià)值。

引水系統(tǒng)壓力管道的襯砌形式比較了鋼板襯砌和鋼筋混凝土襯砌兩種方式，考慮砂巖的滲透特性、低于引水上平洞底板的地下水位以及管道的高內(nèi)水壓力，設(shè)計(jì)最后采用鋼板襯砌防滲形式，從引水調(diào)壓室后開(kāi)始的高壓管道全長(zhǎng)鋼板襯砌，下平洞設(shè)置兩個(gè)鋼岔管，從而避免高壓內(nèi)水外滲的風(fēng)險(xiǎn)。引水上平洞和調(diào)壓室最大靜水頭65 m，采用鋼筋混凝土襯砌，按抗裂設(shè)計(jì)，并對(duì)巖體加強(qiáng)固結(jié)灌漿。

為了攔截高處的地下滲水，使廠(chǎng)房施工時(shí)處于相對(duì)干燥的環(huán)境，同時(shí)降低廠(chǎng)房滲漏排水量，達(dá)到高水高排的目的，利用已有的PDX4長(zhǎng)探洞，在地下廠(chǎng)房上方沿廠(chǎng)房縱軸方向設(shè)4條高層排水廊道，排水廊道高程約為181 m，分布在PDX4- 1廠(chǎng)房支洞的上下游，排水廊道的間距約為40 m。此外，又在廠(chǎng)房周邊設(shè)置了高程約為150、123、107 m和82 m共4層排水廊道，并利用排水廊道在地下廠(chǎng)房洞室群四周和頂拱布設(shè)排水幕，同時(shí)進(jìn)行帷幕灌漿處理。

3.2 工程建設(shè)注重生態(tài)景觀(guān)和周?chē)h(huán)境的融合

洪屏電站位于三爪侖國(guó)家森林公園內(nèi)，九嶺山省級(jí)自然保護(hù)區(qū)的北側(cè)，工程建設(shè)注重生態(tài)景觀(guān)和周?chē)h(huán)境的融合。工程設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)電站永久建筑物的造型和景觀(guān)進(jìn)行了優(yōu)化，使地表建筑物與工程區(qū)環(huán)境相協(xié)調(diào)。在下水庫(kù)壩址附近，結(jié)合業(yè)主營(yíng)地建立珍稀植物園，將工程下庫(kù)占地及水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)內(nèi)的珍稀保護(hù)和古大植物移栽至珍稀植物園。工程設(shè)計(jì)中對(duì)下水庫(kù)還建道路和上水庫(kù)棄渣場(chǎng)進(jìn)行了方案變更和設(shè)計(jì)修改，上下庫(kù)連接公路段改為公路隧道，減少了工程永久占地和臨時(shí)占地對(duì)珍稀保護(hù)植物和周邊環(huán)境的影響；進(jìn)一步優(yōu)化了水土保持方案，在環(huán)保設(shè)計(jì)中制定生態(tài)景觀(guān)保護(hù)方案，對(duì)不同區(qū)域因地制宜地采取有效的景觀(guān)恢復(fù)措施，利用棄渣對(duì)上水庫(kù)壩后地形進(jìn)行再塑，對(duì)道路沿線(xiàn)開(kāi)挖邊坡以及永久建筑物開(kāi)挖邊坡采取TBS植物綠化措施，恢復(fù)地表植被，使工程與周?chē)坝^(guān)和諧?；謴?fù)上水庫(kù)獅子口瀑布景觀(guān)，完善上、下蓄水方案，落實(shí)水庫(kù)泄放環(huán)境流量設(shè)施，并合理調(diào)度運(yùn)行。

4 結(jié) 語(yǔ)

洪屏電站經(jīng)過(guò)多方案的比較研究，目前選定的樞紐布置方案充分兼顧了洪屏工程的特點(diǎn)，方案合理可行。經(jīng)過(guò)5年多的建設(shè)，電站下水庫(kù)已于2015年8月順利蓄水，上水庫(kù)于2015年10月蓄水，2016年6月首臺(tái)機(jī)組發(fā)電。電站的成功建成將為江西電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)有力的保障。

(責(zé)任編輯 陳 萍)

Layout Optimization of Hongping Pumped-storage Power Station

FENG Shineng1, LI Yousheng2

(1. PowerChina Huadong Engineering Corporation Limited, Hangzhou 311122, Zhejiang, China;2. Jiangxi Hongping Pumped Storage Co., Ltd., Jing’an 330603, Jiangxi, China)

The upper reservoir area of Hongping Pumped-storage Power Station locates in a natural basin surrounded by mountains. The main dam, southwest auxiliary dam and west auxiliary dam are set at Shizikou in the south of basin, the southwest vice-valley and the west vice-valley respectively. The lower reservoir is formed by damming in the downstream location of Dingkengkou on Xiufeng River. The generating and water conveyance system adopts underground powerhouse mode with the middle development pattern. The project locates in Sanzhualun National Forest Park, so the environmental landscape design is highly valued.

project layout; project characteristics; Hongping Pumped-storage Power Station

2016- 06- 16

馮仕能(1971—)，男，浙江蘭溪人，教授級(jí)高工，碩士，項(xiàng)目經(jīng)理、項(xiàng)目設(shè)總，主要從事水電站結(jié)構(gòu)及樞紐布置設(shè)計(jì)及項(xiàng)目管理工作．

TV222；TV743(256)

A

0559- 9342(2016)08- 0001- 05