象达水电站设计

根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL 5180─2003)和《防洪标准》(GB 50201-94)的规定，枢纽工程等别为四等小(1)型工程，其永久性主要水工建筑物(拦河闸及引水发电建筑物)为4级;次要水工建筑物和临时性水工建筑物为5级。设计洪水标准为50年一遇，流量320立方米/秒;校核洪水标准为500年一遇，流量589 立方米/秒;坝下 消能防冲标准为20年一遇，流量220 立方米/秒。

象达水电站枢纽区地震动峰值加速度为0.3g，相应的地震基本烈度为Ⅷ度。电站2004年11月19日开工，经过参建各方的共同努力，2006年10月31日1#机组成功并网发电，2006年11月20日2#机组成功并网发电。 主体工程概况:

坝址河道总体流向S20°W，向SE方向微凸;河床宽10m~15m，枯季河水已被导流洞引走。原地形为基本对称的"V"型谷，现左岸因曾开采茄子山电站石料，形成两级台地，左岸岸坡平均坡度约20°;右岸岸坡上缓下陡，高程1716m以下地形陡峻，自然坡度45°~52°，1716m以上地形较缓，自然坡度15°~33°。坝址两岸自然山坡稳定。坝址下伏基岩均为燕山晚期中粗粒二云花岗岩，微风化~新鲜岩石，岩质坚硬。坝基(肩)部位无Ⅱ、Ⅲ级结构面通过，岩体较完整，节理多为陡倾，倾向下游的缓倾断层及挤压带、节理等结构面均未见发育，坝基(肩)不存在不利结构面或不利结构面组合，因此坝基抗滑稳定条件较好。挡水建筑物采用闸坝方案，枢纽布置由左岸非溢流坝段、电站进水口、闸室段(闸室底板高程1699m，孔口3─5m×6m)和右岸非溢流坝段一字并列组成，还在导流洞进口设置溢流堰解决排漂和少量余水下泄问题。坝顶高程1708.5m，清除河床冲积层后最低建基面1692.5m，最大坝高16m，坝顶长度43.6m。正常蓄水位1707m，闸前设计洪水位通过闸门控制保持1707m，闸门全开宣泄校核洪水时水位为1707.4m。

首部枢纽的主要建筑物基础均建在弱风化花岗岩上，两岸地下水埋深较浅最大坝高16m，水头14.9m，属低坝。根据规范规定，帷幕灌浆范围内岩石单位吸水率采用ω=5Lu。根据已建工程实例，帷幕深度取为0.7倍坝前水头即可满足要求。坝基部分设计一排帷幕灌浆孔，孔距1.5m。

首部枢纽建筑物为4级水工建筑，根据《水闸设计规范》，水闸闸下采用底流式消能，消能防冲设计洪水标准取20年洪水重现期，流量Q=220立方米/秒。下游河道渠化后，设计工况下河道正常水深约为2.5m。经计算得:跃后水深为5.159m，消力池深度1.385m，水跃长度27.244m，所需消力池长度27.335m。尾水深度小于跃后水深，因此采用下挖式消力池消能，设计取用消力池深度1.5m，消力池长度30m，按反坡短护坦式消能设计护坦，护坦后段15m采用 1:10反坡布置，满足消能条件又利于泥沙顺利排除。

规划阶段初选的象达电站引水系统布置在左岸，为无压引水同压力引水相结合的布置方式。拦河坝址~下游干寨凹沟长约4.5km的河段左岸山坡相对平缓，大的冲沟较少，该段采用明渠引水，渠线位置按0.2%的坡度顺施工公路布置于公路内侧。干寨凹沟~厂址河段左岸冲沟发育，且河道向东转了一约90°的大弯，该段采用有压引水，并在明渠末端设置一调节池。

目前茄子山至象达的顺河公路已利用了规划方案拟定的4.5km明渠位置，公路已全线贯通通车使用。在路旁增开渠道要对沿线大面积边坡进行重新开挖和保护，工程建设对已建公路将产生破坏和较大影响。明渠设于路旁也存在防护和运行安全的问题。同时，明渠引水方案在渠线上必须布置3个较大跨箐渡槽，引水线路较压力引水方案长。结合厂(坝)址位置比选，引水方案修改为压力引水布置设计。引水系统布置于苏帕河左岸，采用隧洞~一管二机供水形式，由坝式进水口、引水隧洞、阻抗式调压室、压力钢管及钢岔管组成。压力引水隧洞布置在左岸山体内，引0+000m~0+105.4m段通过坝后平缓地段，采用明挖埋管结构。调压井布置于厂址红土坡村后山。压力管道采用明管外包混凝土沿山脊敷设，通过岔管分成两岔进入厂房。

电站进水口闸室紧邻闸室左侧，闸室置于弱风化基岩上，闸室尺寸(长×宽×高)15.4m×7.4m×11m，斜置拦污栅，倾角75°，拦污栅(数量-宽×高)1─5m×7m，河道漂浮物来源仅为茄子山电站至坝址河段和区间支流洋烟河，来污量不大，采用人工清污方式。闸室底板高程1699m，顶高程1708.5m。进水口前设拦沙坎，坎顶高程1701.5m，较进水口底板和闸室底板均高出2.5m，防止推移质泥沙进入隧洞。栅槽后闸室渐变接事故检修闸门，采用平板钢闸门，孔口尺寸3m×3m，闸门使用液压启闭机启闭，闸体上部设启闭机室。

引水隧洞沿线地形起伏大，沿线冲沟较发育，主要有7条切割较深的大冲沟，普遍为常年流水冲沟，雨季有季节性洪水。隧洞沿线穿过的岩层均为花岗岩，其中前段和中段为g53(4)的中粗粒二云母花岗岩，后段为g33~g42的黑云母花岗岩及二云花岗岩。岩质坚硬、以块状结构为主。隧洞围岩以微风化~新鲜岩石为主，进出口和埋深较浅洞段为弱风化，断层破碎带和挤压带、节理密集带风化较深。

隧洞全长6655.981m，底坡在桩号引5+200.000之前为3.5‰，之后为11‰。底坡采用分段布置的原因是桩号引4+132和引6+342之间的隧洞段长约2200m，沿线山体雄厚，埋深较深，无布置施工支洞的地形条件，为满足在引4+132附近布置施工支洞的要求，调缓前段隧洞的底坡，便于4#施工支洞的布置。

隧洞内径通过动能经济比较确定为3.0m。采用素混凝土及钢筋混凝土衬砌型式，衬砌厚度0.3m~0.5m。

调压井置于红土坡村后山，位于较完整山脊上，调压井井筒附近宽约20m~30m的地段地形较平缓，自然坡度约15°，东西两侧地形较陡。调压井所在山脊地形较完整，未发现松动变形迹象，自然边坡较稳定。据钻孔揭示:在井筒中上段(1687m高程以上) 为全风化段，全风化下限埋深达43.6m，呈粉质土砂、粉质土砾状，结构松散，为极不稳定的Ⅴ类围岩;井筒下段(1687m高程以下)强风化花岗岩，下限埋深达59.4m，为不稳定的Ⅳ类围岩，强、弱风化岩体较破碎，分别为碎裂、镶嵌碎裂结构，岩体完整性较差，调压井底板基本上为弱风化岩石。井筒段无较大的断层通过，地下水位埋深约45m。 调压井采用带上室的阻抗式，由阻抗孔、调压井筒上室组成。在调压井后地下埋管段出口设置蝶阀代替快速闸门，该布置方法可减小调压井井筒直径，节省了闸门井混凝土量，特别是调压井地质条件较差的情况下对开挖和衬砌均为有利。在满足托马稳定断面和最低涌浪高程等条件下，井筒内径6m，底板高程1664.784m，顶平台高程1722.00m，井筒高度57.216m，阻抗孔直径1.8m，上室根据调压井井口地形地质条件布置35m×10.1m矩形上室，由混凝土重力式挡墙围筑形成。调压井井筒采用钢筋混凝土结构，衬砌厚度0.8m。

钢管道沿线山坡自然坡度27°~36°，山坡地形较完整，未见松动变形的迹象，自然山坡较稳定。地表均为第四系松散层所覆盖，植被差，多为厚0.2m~0.4m的松散耕植层，其下为残坡积层(Qedl)所覆盖，厚一般2.5m~7m，成分为褐红色含砾粉质粘土、粘质砾砂，稍密~中密，多具可塑性;下伏全风化花岗岩，散体结构，呈粉质土砂，粉质土砾状，强风化岩体垂直埋深10m~65m。钢管道下段(高程1500m以下)全风化层厚度相对较小，一般在10m~25m间。除下段地下水位埋深较浅外，钢管道中上段地下水位埋深普遍较大，多在40m以上。

调压井距厂房直线距离约800m，沿线全强风化岩层厚度较大，加之管径较小，并不适宜埋管布置。采用钢管外包混凝土的回填管布置方式，压力管道由调压井后渐变段前端至主厂房上游边墙总长882.966m，其中主管长864.247m。调压井至山体出口为埋管。后接回填管段，回填管段分五段布置，共设七个镇墩。由于管槽风化很深，镇墩只能建在全风化花岗岩上，选取强风化花岗岩层中相对密实的中段(地基承载力达到0.3MPa)作为镇墩基础。采用《压力钢管设计规范》中明管、埋管公式分工况对钢管进行结构计算，钢管壁厚14~34mm。

厂址拟定于在红土坡村南，苏帕河左岸临河岸坡河流阶地及岸坡上，地形地伏不平，现为梯田、自然坡度约15°。覆盖层有坡积层及冲积层，厚度变化较大，其下为全风化花岗岩，全风化下限深10m~22m，强风化下限深12.6m~22.8m，其下为弱风化花岗岩，厂房基础置于强风化花岗 岩上，地基强度可满足设计要求。

象达厂区在乌泥河电站水库左岸临河岸坡上，安装高程的选择需要考虑乌泥河水库运行水位的影响。乌泥河电站为了保证水库的日调节的作用，确保可供调节的有效库容。运行要求洪水期降低至死水位1438m运行，减少水库的泥沙淤积;枯水期水库水位抬高至正常蓄水位1448m运行。其水库水位变幅达10m，依据乌泥河水库的运行高水位，象达电站安装高程经计算确定为1445m，设置尾水堰保证尾水高度满足机组运行要求。

厂区枢纽主要建筑物有:主副厂房、尾水渠、升压站等。各建筑物沿苏帕河顺河布置。