【正文】 線由此將電能輸往用戶，要求占地面積較大。 但是由于水電站的開發(fā)方式、樞紐布置、水頭、流量、裝機容量、水輪發(fā)電機組形式等因素，及水文、地質(zhì)、地形等條件的不同，加上政治、經(jīng)濟 、及生態(tài)等因素的影響，廠房的布置方式也各不相同，所以廠房的類型有各種不同的劃分，根據(jù)廠房在水電站樞紐中的位置及其結構特征，水電站廠房可分為以下三種基本類型： （ 1） 壩后式廠房。廠房位于攔河壩下游壩趾處，廠房與壩直接相連，發(fā)電用水直接穿過壩體引人廠房。 （ 2） 河床式廠房。廠房位于河床中，本身也起擋水作用，如廣西西津水電站廠房。若廠房機組段內(nèi)還布置有泄水道，則成為泄水式廠房（或稱混合式廠房）。 （ 3） 引水式廠房。廠房與壩不直接相接，發(fā)電用水由引水建筑物引人廠房。當廠房設在河岸處時稱為引水 式地面廠房。 水電站廠房設計是水工任務中的重中之重 ,它具有一般水工建筑物的共性 ,故其設計有以下的特點 : （ 1）廠房內(nèi)安裝水輪機發(fā)電機組和輔助設備 ,以及控制操作和進行量測的設備 ,主要任務是發(fā)電 ,所以廠房設計必須保證機電設備的安全運行和提供良好的維護條件。 （ 2）水電站廠房是水工、機械和電機以及自動控制、電子設備的綜合體 ,在設計、施工和運行中 ,必須把幾個方面配合好 ,使綜合體優(yōu)化。水電站廠房設計應力求緊湊和簡單 ,使建筑上美觀 ,運行方便 ,而不求豪華。 （ 3）廠房內(nèi)運行管理人員應力求精簡 ,應保證他們 有良好工作條件和衛(wèi)生環(huán)境。 （ 4）水電站廠房多建在偏僻地區(qū) ,而機電設備一般既大又重 ,所以必須有較好的對外交通運輸條件。 （ 5）設計水電站廠房時 ,要根據(jù)當?shù)氐牡匦?、地質(zhì)和水文條件 ,既考慮安排好壓力輸水管的進水和尾水管的出水條件 ,又要考慮到廠房與變壓器和開關站在布置上的配合要求。 屆水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 3 由上述特點可見 ,水電站廠房設計是比較復雜的 ,其中最關鍵的是要選擇好水輪發(fā)電機組 ,即要盡可能選用轉(zhuǎn)速高、尺寸小、重量輕的機組 ,因為廠房尺寸和起重設備的規(guī)模等都是隨著機組的尺寸而定的。對于一般的地面式廠房 ,選擇合適的吸 出高度也是非常重要的。而且 ,全廠的機組臺數(shù)不宜太多?？傊?,在設計中要做多個比較布置方案 ,進行技術經(jīng)濟、運行管理綜合比較 ,以選擇確定最優(yōu)設計方案。 4 第 2 章 基本資料 工程概況 基本情況 :二郎壩水電工程位于陜西省寧強縣，是一項中型跨流域調(diào)水綜合開發(fā)的水電工程。具有發(fā)電、灌溉、工業(yè)供水、養(yǎng)殖和旅游等綜合效益。 寧強縣地處陜西省漢中地區(qū)西南角與四川、甘肅兩省毗鄰，是入川的門戶，漢江的源頭，寶成鐵路和陽安鐵路穿過縣境，川陜公路通過縣城 。 在寧強縣東南隅，嘉陵江的二級支流西流河與漢江一級支流玉帶河在二郎壩鄉(xiāng)附近只有一山之隔，最短直線距離僅 ，而兩河流水面高差竟達 229m。二郎壩水電工程就是利用了這一優(yōu)越的自然條件，開鑿隧洞，跨流域引水，綜合開發(fā)利用西流河的水資源，因此有人也將二郎壩水電工程稱之為二郎壩“引嘉入漢”水電工程。 二郎壩水電工程包括三個梯級電站。 一級電站是在寧強縣水田坪鄉(xiāng)西流河上修建天生橋水庫樞紐，利用水庫形成的落差發(fā)電。電站設計水頭 80m，設計流量 ，裝機 萬 kw，年發(fā)電量 4290 萬 kw h。 一級電站尾水穿過 引水隧洞至二郎壩鄉(xiāng)黃家灣，建二級電站二郎壩電站。二級電站尾水穿過 長的分水嶺隧洞引至高塞子鎮(zhèn)臥龍臺，建三級臥龍臺電站。設計流量 ，裝機 萬 kw，年發(fā)電量 12680萬 kw h。 二郎壩水電工程充分利用了水資源的優(yōu)越條件。龍頭水庫調(diào)節(jié)性能好，庫容 7760 萬 m3，年調(diào)節(jié)水量 億 m3，水量利用率可達 89%；電站利用水頭高，梯級電站總水頭高達 418m，為發(fā)電、灌溉、供水提供了可靠的保證。 三級電站總裝機 5 萬 kw，年發(fā)電量 2億 kw h。 屆水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 5 基本資料 水文資料 西流河（下游稱毛壩河或鹽井河）為嘉陵江上游二級支流，發(fā)源于米侖山脈北部之黎坪山區(qū)，流經(jīng)陜西省南鄭縣和寧強縣與四川省旺蒼縣，至雙河場匯入嘉陵江一級支流東河。 西流河在陜西省境內(nèi)流域面積 852 2km ，河道長 98km，流域形狀為扇形，支流規(guī)模較小， 10 2km 以上的支流約 14條。河流穿行于崇山峻嶺之間，主河道呈倒鉤形，由南向北流至元壩折向西到二郎壩，再折向南至毛壩河出陜。二郎壩水位站以上流域面積 451 2km ，主河道長 ，距二郎壩以上約 8km處即為天生橋水庫壩址 。控制流域面積 397 2km ，主河道長 ，河谷呈 V形，兩岸山勢陡峻，最高海拔 2312m（石馬山主峰），流域平均海拔高度約1700m。 區(qū)域地質(zhì)為強烈侵蝕剝蝕的中山地貌類型。主要巖性為灰?guī)r和砂巖與頁巖。在灰?guī)r地區(qū)沿斷裂層面形成溶洞和溶槽的巖溶地貌。河道兩側(cè)有殘缺不全的侵蝕堆積基座階地，部分岸邊陡峭之下有滑坡和崩塌等物理地質(zhì)現(xiàn)象。 流域內(nèi)植被良好，除河谷地帶的二郎壩 .水田坪 .元壩等地較為開闊且分布有稻田 .耕地外，絕大部分為天然林木。屬常綠針葉為主的針闊混交林帶。流域內(nèi)人煙稀少，人類活動對環(huán)境影響不大。水土流失 輕微，流水清澈透底，含沙量甚小，水質(zhì)清潔。 西流河地處北亞熱帶邊緣，屬山地暖溫帶濕潤季風氣候類型。四季分明，夏無酷熱，冬無嚴寒，春季升溫慢，秋季降溫快，冬春偏旱，秋季多澇，日照偏短，秋封較早。多年平均氣溫 13℃，極端最高氣溫 ℃（ 1974年 6月 17 日），極端最低氣溫 ℃（ 1977 年 1月 30日）。多年平均降雨量 1108mm，多年平均水面蒸發(fā)量 ，多年平均風速 ，歷年最大風速 20m/s,盛行西南風。多年平均地面溫度 ℃，最大積雪深度 17cm， 6 最大凍土深度 11cm，（上 述特征值系寧強氣象站資料）。 西流河無實測泥沙資料，經(jīng)分析下墊面條件，與漾家河相似。借用元墩站 19651985 年多年平均侵蝕模數(shù) ，乘以天生橋壩址流域面積 397 2km ，得西流河天生橋多年平均懸移質(zhì)輸沙量 萬噸。泥沙主要由暴雨洪水沖蝕形成，元墩站汛期 79月份占年來沙的 %，其中 7月份占全年的 %。 推移質(zhì)估算。參考《水庫泥沙》一書，取懸移質(zhì)的 15%，得天生橋壩址多年平均推移質(zhì)輸沙量為 萬噸。 年輸沙總量（懸移質(zhì)和推移質(zhì)之和）為 29萬噸。 工程地質(zhì) 況 （ 1） .地形地貌：該區(qū)處于大巴山脈北山區(qū)，區(qū)內(nèi)群山綿恒，最高山峰為寧勉交界的爛泥溝，海拔高程 米，一般地面高程 8001800 米，玉帶河河床最低海拔高程 682 米，為強烈侵蝕的中山地貌類型。區(qū)內(nèi)河溪較發(fā)育，多呈樹枝狀，侵蝕下切強烈。玉帶河 .西流河分別屬于漢江和嘉陵江水系。西流河東西橫貫本區(qū)，河谷狹窄，呈“ V”字型峽谷地貌。天生橋水庫處于處于本區(qū)的西南角，由于河流下切，從天生橋至周家營為一峽谷型庫容，沿西流河兩岸多處殘留有基座階地，在天生橋處，因巖溶作用河流呈暗河穿山而過，形成“天生橋”及遺棄的古河道。 （ 2） 地層巖性：本區(qū)地層主要由震旦 .寒武 .奧陶 .志留 .二迭 .三迭及第四系地層組成，依據(jù)本次 1:10 萬區(qū)測資料，由老至新簡述如下： 震旦系上統(tǒng)燈影組（ zbdn） :由淺灰白色砂質(zhì)灰?guī)r夾薄層砂巖組成，厚度 410 米。 寒武系由下寒武統(tǒng)：石碑組和石龍洞組地層組成。石碑組巖性為褐灰色石英粉砂巖和灰綠色砂巖頁巖組成。石龍洞組由巖性上部為肉紅色砂巖 屆水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 7 夾紫紅色頁巖；下部為灰色白云巖 .砂紙白云巖 .白云質(zhì)砂巖夾紫紅色泥頁巖組成。底部為深灰色粉砂巖粘土巖。總厚度達 330 米。 中寒武統(tǒng)：巖性由紫色及灰綠色砂巖頁巖 .灰色 砂巖和褐黃色泥沙巖組成。主要分布于元壩附近，厚度 60 米。 志留系分為下志留統(tǒng)龍馬溪組和中上志留統(tǒng)組成。 下志留統(tǒng)龍馬溪組：巖性為灰綠色粉砂巖。深灰色砂巖頁巖及泥質(zhì)頁巖組成。區(qū)內(nèi)分布很廣，厚度 220米。 中上志留統(tǒng)：巖性為灰綠色頁巖，紫紅色頁巖夾生物灰?guī)r透鏡體，灰綠色砂巖頁巖組成。區(qū)內(nèi)分布多而廣，厚度 158 米。 二迭系由上統(tǒng)和下統(tǒng)組成，下統(tǒng)巖性為深灰色灰?guī)r夾瀝青質(zhì)灰?guī)r .泥灰?guī)r .灰色燧石灰?guī)r .底部有黑色炭質(zhì)頁巖組成。分布于將軍石 天臺山 .大竹壩 羅家壩之南，厚度 120 米。 上統(tǒng)下部為黑灰色炭質(zhì)頁巖，鋁土質(zhì)頁巖；上部為深灰色燧石灰?guī)r。厚度 93米。 下三迭統(tǒng)：本區(qū)分布極少，多構成向斜軸部地層。按巖性分中部和下部。中部為紫色鈣質(zhì)頁巖夾泥灰?guī)r，厚 100 米；下部為褐黃色泥質(zhì)灰?guī)r夾紫色頁巖，厚度 20 米。 第四系：全區(qū)均有分布。中下更新統(tǒng)為湖相沉積及洪積層，上更新統(tǒng)為河道兩岸二級階地堆積；全新統(tǒng)為一級階地和漫灘砂礫石堆積。 （ 3）地質(zhì)構造 褶皺：二郎壩 水田坪背斜，背斜為 NEESWW 向延伸，向 SWW 傾伏，傾角為 8176。，在天生橋之西，其軸部在寒武系地層消失，而呈單斜 地層，在天生橋以東背斜軸基本沿斷層分布，于庫尾蔣家咀一帶匯入二郎壩 水田坪逆斷層中。 寧強 將軍石向斜，向斜軸沿將軍石 天臺山呈 NEESWW 方向延伸，尖滅在天臺山二迭系地層中。西流河 玉帶河之間分水嶺展布在向斜軸的軸部。 斷層：羅家壩 水田坪逆斷層（即蒼耳山 漢中 洋縣活動斷層的一段）：系二郎壩至水田坪逆斷層的分支斷層，從天生橋壩址河灣眨和庫尾蔣家咀通過（庫區(qū)編碼 F1），斷層走向 NE55176。 65176。，傾向 NW或 SE（斷層面陡直彎曲），垂直位移 100180 米，為壓扭性斷層。向西與天生橋河灣砭規(guī) 8 模變小，破碎帶窄，在羅家壩尖滅。 二郎壩 水田坪逆斷層（即華山 水田坪逆斷層的一段）：走向NEESWW，傾向 NWW。傾角 7087176。，模穿全區(qū)，切斷震旦 .寒武 .奧陶 .志留系地層。破碎帶 3035 米，由混雜的斷層角礫巖 .碎屑巖組成。 將軍石南側(cè)正斷層：走向 NE6070176。，傾向 SE，傾角 85176。切割志留 .二迭 .三迭系地層，長 10余公里。 將軍石正斷層：斷層走向 NE5070176。，傾向 NE，傾角約 65176。斷層破碎帶寬達 5080 米，由斷層角礫巖組成。于臥龍臺 二郎壩公路可見，長達 18 公里。 （ 4） 區(qū)域穩(wěn)定性及地 震烈度 根據(jù)區(qū)域構造背景分析，該工程處于地殼活動相對穩(wěn)定的準地臺區(qū)。距漢中斷陷盆地邊緣 40 公里，為基巖山區(qū)，本區(qū)主要有蒼耳山 漢中 洋縣活動斷裂帶通過本區(qū)。在漢中盆地中歷史地震活動有記載的大于 5 級地震有 3次，其震中烈度未超過 7176。從地震遷徙規(guī)律分析，地震主要活動于漢中 洋縣之間，在 1967 年 8 月 20 日南鄭以西發(fā)生的五級地震，亦未超出漢中盆地。天生橋壩址距發(fā)震點月 40 公里，強度未超過 6176。，庫壩區(qū)附近經(jīng)訪問，在壩址東南方向于 1973 年 11 月 18日發(fā)生過一次 級地震，距壩址 7 公里。 本區(qū)區(qū)域穩(wěn)定性特征： 該工程場地區(qū)域構造是穩(wěn)定性好的山區(qū)，從歷史地震分析其場地地震基本烈度未超過 6176。 根據(jù) 1： 100 萬陜西省地震危險區(qū)劃圖，該水庫壩址地震基本烈度為6176。 F1斷層為壓紐性逆斷層，規(guī)模不大，膠結尚好，遠離漢中盆地，該區(qū)歷史上從未發(fā)生過中強地震。因此，庫壩區(qū)地震活動是微弱的，可以產(chǎn)生誘發(fā)地震的可能性不大。 庫壩區(qū)巖溶不甚發(fā)育，且發(fā)育深度有限。因此沿其發(fā)生水庫誘發(fā)地震的可能性小，即使發(fā)生，其烈度不會超過 3176。 綜上所述，本區(qū)地震基本烈度定為 6176。 是合適的。 （ 5）水文地質(zhì) 屆水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 9 本區(qū)屬溫暖代辦濕潤氣候，年平均降雨量 1200 毫米，地表水系發(fā)育，地下水以潛水的形式存在。地下水高出河床，潛水多以泉的形式出露于地表 .流量 .水位均受降雨的影響。區(qū)內(nèi)的河水 .地下水 .礦化度均低，水質(zhì)良好。 （ 1）地層巖性： 寒武系下統(tǒng)石龍洞組：該地層因受羅家壩 水田坪斷層（庫壩區(qū)編號為 F1）的切斷影響，從天生橋（暗河出口）至河溪砭（ F1 斷層處）分布高程 1000 米 1260 米，河灣砭至謝家河分布于河床，高程 10801085 米，巖性同區(qū)域中所述。 奧陶系 ：下奧陶統(tǒng)分上下斷層。 下斷層為石礫巖。磚紅色，厚層狀。礫石以黑色燧石為主，中等磨圓度。粒徑 220 毫米。硅質(zhì)膠結，堅硬，強度高，抗風化力強，分布于天生橋古河道兩岸及謝家河河床地段，厚約 40米，與寒武系下統(tǒng)砂巖呈平行不整合接觸。 上斷層為砂巖互層，巨厚層狀，灰綠 .肉紅色；中細粒結構。成分以石英 .長石為主，其中夾薄層燧石礫巖，頂部為 3米厚紫紅色泥巖。巖層走向3045176。（大致平行西流河），傾向 120135176。，傾角 825176。（傾向水庫左岸）。區(qū)內(nèi)分布很廣，從天生橋壩址 F1 斷層的上盤起，經(jīng)潘家河，李家咀至熊家壩 以上 500 米，水庫兩岸高程 12601280 米，全為砂巖，頁巖互層；從熊家壩以上 500 米至 1100 米砂頁巖在河床左岸零星出露（高程在 1180米以下），該地層是良好的隔水層，厚約 93 米。 中上奧陶統(tǒng)的上部為灰綠色頁巖夾砂巖。淺灰色瘤狀灰?guī)r及薄層泥灰?guī)r，厚度小于 10米。 中部為紫紅色，灰白色龜裂紋灰?guī)r，結晶灰?guī)r，泥灰?guī)r組成，厚層狀，巖溶發(fā)育。 該地層從天生橋壩址 F1 起至潘家河，分布高程左岸 1250 米以上，右 10 岸 1280 米以上；從潘家河之熊家壩分布高程左岸 1200 米以上，右岸 1230米以上；熊家壩至庫尾末端，分布 高程左岸 1180 米以上，右岸局部地段低于 1180 米。 志留系分為下志留統(tǒng)龍馬溪組和中上志留統(tǒng)。 下志留統(tǒng)龍馬溪組：為灰綠色砂巖，深灰色頁巖及砂質(zhì)頁巖組成，厚度約 220 米，廣泛分布于河流的左岸。 中上志留統(tǒng)：巖性為灰綠色，淺紅色頁巖，灰綠色砂巖及頁巖，夾