福堂水电站首部枢纽布置调整及优化设计

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1、福堂水电站首部枢纽布置调整及优化设计

2、第1　福堂水电站首部枢纽布置调整及优化设计杨光伟，何顺宾(国家电力公司成都勘测设计研究院，四川成都610072)摘　要：根据福堂水电站首部枢纽所特有的基础建设条件，较系统地介绍了首部枢纽布置设计及其调整情况，闸坝基础防渗处理及优化，结构设计验证等。关键词：闸坝；枢纽布置；基础处理；优化设计；福堂水电站1前言福堂水电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县境内，处于四川西北部、阿坝州东南，在长江一级支流的岷江干流上游，其尾水接已建成发电的太平驿水电站，成～阿公路(213国道)从其旁通过。电站装机4台，总装机容量360M

3、时，总库容297万m3，调节库容220万m3，具有日调节特性。电站由首部枢纽、引水系统和厂区枢纽三大部分组成。拦河闸坝位于汶川县玉龙下游约0.8km处，沿岷江左岸傍山经引水隧洞(长约19.23km)、调压室、压力管道引水至福堂坝沟上游的地面厂房发电，尾水直接注入岷江。闸址、厂址公路里程相距约21km，厂址距成都111km，距汶川县城36km。根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180-2003）、《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》(GB50199-94)和《防洪标准》(GB5021-94)，本工程为II等大(2)型工程，拦河闸坝、引

4、水发电系统等永久性主要建筑物为2级建筑物，其余永久性次要建筑物按3级设计。闸坝主要建筑物按100年一遇洪水标准设计(相应流量3330m3/s)，按1000年一遇洪水标准校核(相应流量5000m3/s)；厂房主要建筑物按100年一遇洪水标准设计(相应流量3620m3/s)，按500年一遇洪水标准校核(相应流量5120m3/s)。福堂水电站以单一发电为主，无航运、漂木、防洪、灌溉等综合利用要求。2闸坝工程建设基础条件2.1特征水位及参数水库正常蓄水位1268m，汛限水位1262m，排沙水位1258m，死水位1260m；设计洪水位1261.57m，校核洪水

5、位1266.40m。电站水轮机安装高程1081.0m，最大水头178.2m，最小水头146.1m，额定水头159.3m，最大引用流量251m3/s。2.2水文气象条件工程区气候温和湿润，降水量大，多年平均气温13.5℃，极端最高气温35.6℃，极端最低气温-7.4℃，多年平均年降水量537.9mm，多年平均降水日数151.3d。河道径流主要由降雨形成，其次为地下水和高山融雪补给。径流年际变化小，年内变化大，5～10月为丰水期，11月～次年4月为枯水期，闸址处多年平均流量为345m3/s。流域洪水多由暴雨形成，最大流量主要在6～9月出现，且以6、7两月

6、出现次数最多；一次洪水过程一般在5d以上，洪水过程线多为胖峰、复峰型。上游河流泥沙主要来自流域内的水力侵蚀，以及沿河两岸滑坡、崩塌等重力侵蚀，多年平均含沙量0.567kg/m3，多年平均汛期含沙量0.697kg/m3，为一典型的多泥沙河流。2.3闸址区地质条件2.3.1区域地质工程区处于川青块体地震区的东南缘中国南北地震带中段，位于龙门山后山断裂茂县—汶川段附近，闸址距断裂最近距离约500m。根据四川省地震局1997年3月对福堂工程场址进行的地震基本烈度复查及危险性分析鉴定意见，福堂工程闸址区地震基本烈度为Ⅷ度，50年超越概率10%的基岩峰值加速度为

7、194cm/s2。2.3.2工程地质情况岷江自北向南流经闸址区，闸址区属典型的高山峡谷地貌，河道顺直，河谷横断面呈不对称“V”形，右岸1280m、左岸1305m高程以下为崩坡积堆积，谷坡坡度20°～25°；上述高程以上基岩裸露，谷坡在60°以上，出露基岩主要由晋宁～澄江期岩浆岩之第四期灰白色中～细粒花岗岩(r2(4))组成。闸址处覆盖层深厚，结构层次较复杂。河床覆盖层厚34～92.5m，按其结构、成因和组成，由下至上可划分为6层，各层岩性见表1。2.3.3水文地质特性闸址区地下水按贮存介质的不同分为基岩裂隙水和河床松散堆积层孔隙水两种类型，前者主要分

8、布贮存于谷坡两岸及谷底花岗岩风化卸荷带及裂隙、断层破碎带内，后者贮存于河床覆盖层中。河床覆盖层共5层，①、②、③、④、⑤层依次呈上叠结构，各层渗透性不均一，但仍显示出②≤④≤①≤③≤⑤层的总体特征。其中，②、④层属河流堰塞沉积物(但不同期)，颗粒组成上②层由粉土、粉土质砂夹含卵砾组成，④层由粉土质砂、极细砂、中细砂含砾组成，显示出较大的变化性、非均一性及复杂的沉积构造环境。②、④层厚度在空间分布上变化较大(3.5m～0)，降低了其隔水和抗渗作用，但在一定深度范围内，②、④层仍不失为相对抗渗层。①、③、⑤层同属粗砾土，由于骨架孔隙填料充填密实程度存在差

9、异，三者的渗透性在空间上变化极大，一般为中～强透水，局部达极强透水性，相对于②、④层，属良好的含水透水层。闸