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(重慶市水利電力建筑勘測設計研究院，重慶 北部新區(qū)，401120)

1 工程概況

浩口水電站工程位于烏江南岸芙蓉江下游重慶市武隆縣南部，重慶市彭水縣和貴州省道真縣交界處浩口村附近的河段上，距重慶市區(qū)233km，距武隆縣城32km。現(xiàn)有務武、彭武兩條公路臨近壩址，對外交通便利。

浩口水電站是芙蓉江干流梯級開發(fā)規(guī)劃的第11級，工程的主要任務是發(fā)電。電站水庫為日調(diào)節(jié)水庫，正常蓄水位352m，最大壩高84.5m，總庫容8962萬m3，總裝機容量135MW，多年平均發(fā)電量45896萬kW·h。

樞紐布置格局由碾壓混凝土重力壩、左岸引水系統(tǒng)和左岸地面廠房組成。工程規(guī)模為Ⅲ等中型，大壩為3級建筑物，泄水建筑物、引水發(fā)電及廠房均為3級建筑物。

大壩、泄水、發(fā)電引水建筑物按100年一遇洪水設計，1000年一遇洪水校核，其洪峰流量分別為11200m3/s、16200m3/s；廠房按50年一遇洪水設計，200年一遇洪水校核；消能防沖按30年一遇設計。

浩口水電站施工采用枯期圍堰擋水、隧洞導流、基坑枯期施工的導流方式，施工總工期48個月。

2 自然條件

浩口水電站壩址距下游江口電站約23km，距上游角木塘電站約19km，壩址控制集水面積7400km2。

浩口水電站無實測氣象資料。根據(jù)武隆縣氣象站資料統(tǒng)計，多年平均氣溫為17.3℃，多年平均降水量為1002mm，多年平均日照數(shù)為1121h。

工程區(qū)及近場區(qū)無區(qū)域性活動斷裂通過，歷史地震活動水平較低，屬區(qū)域構造相對穩(wěn)定區(qū)。根據(jù)《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》(GB18306-2015)，工程區(qū)地震動峰值加速度為0.05g，地震動加速度反應譜特征周期為0.35s，相應地震設防基本烈度為Ⅵ度。

壩址河谷形態(tài)為不對稱“U”形，兩岸陡峭；無斷層分布，裂隙較發(fā)育；壩址巖石風化較弱，以弱風化為主。岸坡巖體具有卸荷現(xiàn)象，卸荷帶深度小于14.5m；壩址區(qū)工程地質(zhì)條件良好，適宜修建混凝土壩。

3 樞紐總布置

3.1 樞紐總布置方案的選擇

由于受上游巖溶發(fā)育的花溪溝和下游武隆喀斯特世界地質(zhì)遺產(chǎn)保護區(qū)制約，壩址可選范圍限制在約1km的河段范圍。在該河段范圍左岸部分有順河長約423m崩坍堆積體，是影響樞紐總布置的重大因素，樞紐布置可選范圍更加狹小。因此，在樞紐布置上分別考慮了堆積體上游和下游四個方案進行比較。

方案一：下壩址壩后式廠房方案。

方案二：上壩址左岸地面廠房方案。

方案三：上壩址左岸地下廠房方案。

方案四：上壩址右岸地面廠房方案。

下壩址河床較寬有布置壩后式廠房的條件，而上壩址河谷狹窄，不具備布置壩后式廠房的條件，適合短引水的地下廠房或地面廠房。方案一壩址地質(zhì)條件相對上壩址差，同時壩前庫內(nèi)崩坍堆積體長期浸水后存在一定的風險，方案投資也大。上壩址河谷狹窄，泄洪規(guī)模大，因此，樞紐布置需要綜合考慮泄洪建筑物、導流建筑物、引水發(fā)電建筑物的布置。左岸下游分布有崩坍堆積體，導流洞不適于布置在左岸。方案四引水發(fā)電系統(tǒng)布置和導流洞同時布置在右岸，帶來施工干擾大、投資也大的問題。方案二和方案三投資相當，地面廠房施工和運行條件好，但邊坡高，對堆積體擾動相對較大；地下廠房尾水邊坡低，對堆積體擾動相對較小，但洞室施工難度較地面廠房大，運行條件相對也差。經(jīng)過綜合比較，最終選定方案二作為樞紐總布置方案，即攔河壩為碾壓混凝土重力壩，引水發(fā)電系統(tǒng)布置在左岸，地面廠房布置在緊靠崩坍堆積體上游側(cè)。

3.2 樞紐布置

工程樞紐布置由碾壓混凝土重力壩、左岸獨立式進水口、左岸引水系統(tǒng)和左岸地面廠房組成(見圖1)。

圖1 浩口水電站樞紐總平面布置

3.2.1 碾壓混凝土重力壩

壩軸線坐標方位角為NW35°31′，壩軸線長210.60m，壩頂高程356.5m，最大壩高84.5m，最大壩寬72.10m，建基面高程272.00m。整個大壩分為左、右擋水壩段和溢流壩段。左擋水壩段長64.6m，壩頂寬9.0m，壩體上游面295.0m以上鉛直，以下為斜坡，坡比1∶0.2；下游面341.50m以下坡比1∶0.675。右擋水壩段長59.0m，壩頂寬9.0m，壩體上游面295.0m以上鉛直，以下為斜坡，坡比1∶0.2；下游面341.50m以下坡比1∶0.725。溢流壩段長87.0m。壩體上游面295.0m以上鉛直，以下為斜坡，坡比1∶0.2；堰面曲線接坡比為1∶0.7下游面壩坡。壩體上游采用二級配C20碾壓混凝土防滲，二級配碾壓混凝土下游壩體均采用三級配C15碾壓混凝土。其中擋水壩段331m高程以上全部采用三級配C15碾壓混凝土。

溢流壩段總長87.0m，溢流凈寬65.0m，堰頂高程331.0m。在堰頂設置5孔13m×21m的溢流表孔。表孔設5扇弧形工作門和1扇平面檢修門，5孔共用一扇檢修門?；￠T采用液壓啟閉機操作，檢修門采用單向門機操作。

消能方式為寬尾墩+溢流面臺階+消力池的綜合消能方式。消力池長70m，寬81m，尾部設6m高尾坎。

3.2.2 引水發(fā)電系統(tǒng)

引水系統(tǒng)布置兩條隧洞，一條為“單洞單機”，一條為“一洞兩機”。進水口布置在左岸壩前，由厚8.5m的巖石中隔墩分為兩個獨立塔式取水口，并分別與1#、2#壓力隧洞連接。取水口順水流方向長26.87m，由攔污柵段、進水喇叭口和閘門井段組成。攔污柵段底板高程330.60m，長7.33m，垂直于水流方向共設置4孔攔污柵，攔污柵孔口尺寸為7m×15.2m(寬×高)。進水喇叭口長9.5m，底板為反坡段，坡比1∶5，起點高程330.60m，終點高程332.50m。兩側(cè)邊墻采用圓弧曲線連接，半徑分別為7.0m、3.46m。頂板輪廓采用1/4橢圓曲線(x2/9.02+y2/6.02=1)。閘門井段長10.04m，設檢修閘門和事故閘門各一道，兩道閘門門槽中心線間距4.34m，閘孔口尺寸均為7.50m×7.50m(寬×高)。攔污柵采用單向門機操作；檢修閘門采用雙向門機操作；事故門采用液壓啟閉機操作。

引水隧洞內(nèi)徑為7.5m圓形斷面。引水隧洞經(jīng)壓力管道10m長的漸變段與廠房內(nèi)管道連接，漸變由內(nèi)徑7.5m圓形斷面變至6.0m圓形斷面。1#引水隧洞長298.85m，2#引水隧洞長328.37m。

1#壓力鋼管長83.66m，內(nèi)徑為7.5m～6.0m。2#壓力鋼管長45.11m，內(nèi)徑為7.5m～6.0m。3#生態(tài)機壓力鋼管長26.35m，內(nèi)徑2.5m，采用“卜”型叉管和2#壓力鋼管連接。

電站廠房布置在大壩下游消力池尾部，為短引水式地面廠房。主廠房總長86.49m、總寬24.0m，其中主機間長62.77m，安裝間長23.4m。廠房內(nèi)布置二臺裝機62.5MW和一臺10MW水輪發(fā)電機組。

主廠房分發(fā)電機層、水輪機層、蝶閥層。大機組發(fā)電機層高程為308.45m，小機組發(fā)電機層高程為299.20m。廠房上部結(jié)構由排架柱、吊車梁、輕質(zhì)隔墻及磚墻組成，內(nèi)安裝1臺跨度22m的橋式起重機。廠房屋頂為球形網(wǎng)架彩鋼板。電氣副廠房分地面、地下兩部分，地下部分共五層，分別為0.4kV配電屏室、電纜夾層、10.5kV高壓開關室層、電纜夾層、存儲室，高程分別為303.20m、308.85m、313.35m、318.55m、322.35m；地面副廠房高26.60m，總長80.49m，由GIS樓、中控制樓兩部分組成，GIS樓分三層，長65.17m，寬14.3m，高程為328.70m、339.70m、344.10m；中控制樓為三層，高程為328.70m、334.70m、349.70m，長23.4m，寬14m。水機副廠房總長62.77m，總寬9.80m，總高27.65m，共四層，分別為水處理室、空壓機室、油罐及油處理室，高程分別為318.55m、308.85m、301.05m(小機組為299.20m)。

開關站采用戶內(nèi)式，布置在電氣副廠房內(nèi)，其中變壓器布置于高程328.70m，220kV GIG開關室布置于變壓器層上部，高程344.10m，220kV GIG出線層布置于高程355.30m以上。

尾水平臺高程328.5m，寬9.5m，布置1臺尾水臺車。尾水渠反坡坡度1∶0.75，長21.31m，寬47.85m，底板厚1.5m、3m，兩側(cè)為重力式混凝土擋墻和貼坡式混凝土擋墻。

4 結(jié)語

(1)浩口水電站工程樞紐布置充分結(jié)合了地形、地質(zhì)條件和各種制約因素，因地制宜地將電站樞紐布置在巖溶發(fā)育的花溪溝和堆積體之間的狹小范圍，樞紐布置緊湊；

(2)碾壓混凝土壩設計充分利用地形、地質(zhì)條件，發(fā)揮重力壩易布置壩身泄洪的特點，解決了狹窄河谷大流量泄洪消能問題；

(3)引水發(fā)電系統(tǒng)為短引水式，廠房緊靠消力池尾部，與河道斜交，既縮短了隧洞長度，又減少對下游崩坍堆積體擾動，較好地解決了廠房布置問題。