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1、牛栏江大岩洞水电站首部枢纽优化设计尤林赵艳李金洋中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司摘要：针对牛栏江流域水文泥沙情况、工程区地形、地质条件及工程特点、电站功能要求，从工程的安全、经济角度出发，提出对可研阶段首部枢纽建筑物进行优化设计。考虑坝体对地质条件的适应性、坝型和筑坝材料、引水防沙、消能防冲、施工工艺及施工质量的控制等，将可研阶段混凝土浆砌石重力坝坝型调整为混凝土闸坝坝型；同时，可减少首部枢纽建筑物的工程量、降低工程投资。关键词：大岩洞水电站;首部枢纽;优化设计;坝线;坝型;混凝土浆砌石重力坝;M凝土闸坝；作者简介：尤林（1978-），男
2、，四川什邡人，高级工程师，从事水电站大坝设计工作。收稿日期：2016-11-04Received：2016-11-041工程概述大岩洞水电站工程位于牛栏江中游大岩洞至大坪子河段，地处云南东北部云贵两省交接处。电站釆用引水式开发方式，水库正常蓄水位1496.00m,相应库容为349.42万m,装机容量为84丽，多年平均年发电量3.83亿kW•h,具冇口调节性能。工程的开发任务为单一发电工程，无灌溉、防洪、供水等综合利用要求。2013年底，中国电建集团成都勘测设计研宄院有限公司接受业主的邀请，对大岩洞水电站工程在可行性研宄阶段基础上进行优化设计。成
3、都院根据可研勘探设计资料及补充地勘资料，进行计算分析后，提出优化设计方案。2水文及工程地质大岩洞水电站坝址控制流域面积8151km,多年平均流量82.8m/s，相应多年平均年径流量为26.1亿m。坝址悬移质多年平均年输沙量253.8万t，含沙量0.972kg/m,推移质多年平均输沙量19.6万t。电站坝址位于大岩洞峡谷段，河道顺直，河谷宽阔、两岸形态较为对称。正常蓄水位1496.00m时，相应河面宽10CT120m。两岸地形陡峻，临河坡高大于500m,两岸髙程1680.00m以下地形坡度一般40°〜50°，髙程1680.00~1800.00m左
4、右为55°~70°，以上地形变缓，于2000.00m高程左右存在一级夷平面。坝址区地层岩性主要为泥盆系上统（D、）及二叠系下统（PJ的碳酸盐岩、石英砂岩、贞岩、泥岩及劣煤层等，第四系沉积物主要为河床冲洪积和岸坡崩坡积等。闸址区无I、II级结构面通过;IIT级结构面16条，其屮裂隙密集带（MJ7条、溶蚀裂隙（RJ9条;IV级结构面大于20条，主耍为溶蚀性裂隙（RJ:其余主要为V级结构面的层面裂隙、节理裂隙。坝址区两岸及河床下部岩体透水性受岩溶发育程度、岩体完整性等控制。在弱风化岩带内，岩体内岩溶总体发育，透水性强，岩体透水率均大于10Lu;在微新
5、岩体1A）,岩体透水性与局部的岩溶发育程度相关，其岩体透水率小于5Lu，为相对隔水层。3可研阶段首部枢纽设计3.1首部枢纽设计首部枢纽建筑物主要由挡水建筑物、泄洪冲沙建筑物、左岸电站进水门及不游消能防冲建筑物等组成。挡水建筑物采用混凝土砌石重力坝，坝轴线与下游河道方向基本垂直。大坝由泄洪冲沙坝段和非溢流坝段组成，坝轴线长142.0m，坝顶高程1498.90m，最大坝高47.9m,最大底宽41.5m;坝顶上游侧设1.2m高防浪墙，防浪墙顶高程1500.10m;坝内设灌浆排水廊道，廊道尺寸为2.5mX3.5m。非溢流坝段布置在河床左、右两岸，坝顶宽
6、6.0m,总长97.0m。溢流坝段布置在河床中部，总长45.0m,由一孔开敞式溢流表孔和三孔泄洪冲沙底孔组成，溢流表孔宽12.0m,堰顶高程1486.50m，堰型釆用WES型实用堰;泄洪冲沙底孔孔口尺寸为7.0mXIO.Om（宽X高），孔IJ底高程为1473.50mo坝体左侧靠近冲砂底孔坝段埋设一根DN2000mm的钢管作为生态用水放水管。考虑到坝顶交通及溢流坝的检修要求，坝顶布置了公路桥（兼工作桥），公路桥位于坝顶上游侧，桥而宽3.7mo进水釆用岸塔式，布置在坝前左岸，中心线与坝轴线平行。进水U顶高程1498.90m、底板高程1476.00m
7、,取水口闸室宽15.0m。设置一道事故检修闸门，孔门尺寸为7.0mX7.0m（宽X高）。进水门与引水隧洞之间采用直接进洞的方式衔接。消能型式采用底流消能型式，消力池长50.0m,宽41.0m,底板高程1469.00m,底板厚2.5m;消力池尾部设尾坎,坎顶高程1472.00m,坎后接长15.0m、厚2.0m的浆砌石护坦，护坦顶高程1472.00m。大坝建基面放在梁III组屮上部位的灰岩层，建基面底高程为1451.00m，两岸坝肩开挖边坡均为1:0.3，开挖边坡采取了挂网锚喷处理。大坝基础采用固结灌浆处理，灌浆深度5.0m。防渗帷幕采用双排帷幕灌
8、浆,排距1.0m,孔距2.0m,帷幕要求以进入相对隔水层中部进行控制，最大孔深59.4两岸帷幕灌浆长度按2倍坝高进行控制，两坝肩帷幕灌浆长度均为96.
