【文章內容簡介】 質量好，運距近，儲量滿足要求。為降低工程造價，建議盡量從引水渠挖方渠段篩洗 ，引水渠砂礫墊層料也可從引水渠挖方渠段中篩分。 工程任務和規(guī)模 工程建設的必要性 肅南縣皇城鎮(zhèn)地處祁連山腹地的自然保護區(qū)，由于缺電，牧區(qū)群眾生產、生活均以燒柴為主，生態(tài)破壞嚴重，因此，應盡快實施小水電代燃料工程保護生態(tài)環(huán)境。肅南縣水力資源豐富，全縣河流水能理論蘊藏量 204 萬 kw，可開發(fā)量 67 萬 kw，小水電開發(fā)潛力十分巨大。 修建東灘渠首水電站，關系到肅南縣已實施的祁連山生態(tài)保護工程能否順利進行，是保護生態(tài)、改善環(huán)境的重要舉措。工程的實施，比較好地解決了項目區(qū)發(fā)展經濟與保護環(huán)境的矛盾，除可有 效解決皇城鎮(zhèn)農牧民生產、生活用電外，還可為地方企業(yè)提供可靠電源，促進皇城鎮(zhèn)經濟的快速、健康發(fā)展，進一步提高肅南縣電氣化水平，促進項目區(qū)農牧民致富奔小康。 綜上所述，修建東灘渠首水電站，不僅可以為工農業(yè)的生產發(fā)展提供能源保證，并且能充分利用當地便利的水能資源，從肅南縣小水電開發(fā)現狀及牧區(qū)居民生活用能現狀分析，修建東灘渠首水電站是十分必要的。 工程主要指標 東灘渠首水電站設計引用流量為 12m3/s，設計水頭 45m，裝機容量 4500KW(2179。 1750＋ 1000)。電站裝兩大一小三臺發(fā)電機組，經方案比 較大機選用 HLA551－ WJ－ 77 型 水輪機，配套 SF1750－ 8 8/1730 型發(fā)電機及 BWT1800 型微機調速器，小機選用 HLA551－WJ－ 58 型 水輪機，配套 SF1000－ 6/1180 型發(fā)電機及 BWT600 型微機調速器。電站保證出力 975KW(P=85%)，多年平均發(fā)電量 1710萬 kWh，裝機年利用小時數為 3800 h。 工程布置及主要建筑物 工程等別及標準 東灘渠首水電站裝機容量 4500kw，屬小 (2)型Ⅴ等工程，主要及次要建筑物均按 5 級設計。引水樞紐按 10 年一遇洪水設計， 30年一遇 洪水校核，廠房按 30 年一遇洪水設計， 50 年一遇洪水校核。 工程選址及工程總布置 根據業(yè)主與肅南縣政府簽訂的直河水能開發(fā)協(xié)議，開發(fā)段為直河東灘渠首至直河、斜河交匯處。直河目前尚沒完成梯級電站規(guī)劃，開發(fā)段適宜在右岸布置三座引水式小型水電站。 三座梯級水電站從交通條件看，交通均較便利。從并網條件看，越到河道上游，電站距皇城變電站越遠，先期需架設的輸電線路也越長。從地形條件看，開發(fā)段除在東灘渠首峽口修建引水樞紐較經濟外，其余河段修建引水樞紐投資均會大幅度增加。本次設計確定在東灘渠首峽口修建引水樞紐，優(yōu)先開 發(fā)東灘渠首水電站，為后續(xù)兩座梯級水電站的開發(fā)創(chuàng)造引水條件。 東灘渠首水電站工程主要由引水樞紐、引水明渠、壓力前池、壓力管道、發(fā)電廠房、尾水渠及升壓站等幾部分組成。引水樞紐布置在現狀東灘渠首處，由溢流壩、沖砂閘及進水閘組成，溢流壩布置在樞紐左側，進水閘布置在樞紐右側，沖砂閘布置在二者之間。引水明渠長 ，布置在直河右岸高漫灘及一、二級階地上。 9 壓力前池接引水明渠，布置在直河右岸二級階地上，采用正面進水、側面泄水排沙的型式，溢流堰及泄水陡槽布置在前池左邊。壓力管道采取一管三機的布置形式。發(fā)電廠房布置在直 河右岸高漫灘上，尾水渠長 ，布置在直河右岸高漫灘上。 主要建筑物設計 引水樞紐 引水樞紐布置在現狀東灘渠首處，經比較采用閘壩式。引水樞紐由溢流壩、沖砂閘及進水閘組成，溢流壩布置在樞紐左側，進水閘布置在樞紐右側，沖砂閘布置在二者之間，進水閘引水角 20176。 溢流壩長 17m，選用 WES 堰，堰頂高程 ，采用 C15細粒砼砌石砌筑。溢流堰后設 15m 長消力池，消力池深 ， C20砼澆筑。消力池末端接現狀東灘渠首第一道溢流壩，利用現有設施承擔消力池后護坦海漫的功能。沖 沙閘布置在溢流壩和進水閘之間，鋼筋砼結構， 1 孔，孔口寬度 ，閘墩高 ，閘室長 7m，設檢修閘與工作閘，安裝平板鋼閘門及螺桿式啟閉機。沖沙閘消力池長 ，深 ， C20 砼澆筑。消力池后接 13m 長護坦，護坦 40cm 厚用 C15 細粒砼砌石砌筑，護坦末端接現狀東灘渠首第三道溢流壩。進水閘布置于樞紐右邊，鋼筋砼結構，設計引水流量12m3/s，引水角 20176。，進水閘 1 孔，孔口寬度 ，閘墩高 。閘室長 7m，設工作閘與粗柵格攔污柵，安裝平板鋼閘門及螺桿式啟閉機。 引水渠 引水 明渠長 (樁號 0+～ 2+)，布置在直河右岸高漫灘及一、二級階地上。引水渠布置的原則是在盡量少占林地 10 的基礎上沿等高線布置，實現投資省、對環(huán)境影響盡可能小的目的。 引水明渠設計流量 12m3/s，選用窄深式梯形斷面，縱坡 1/1500，C20 現澆砼襯砌，底部襯砌厚度 12cm，邊坡襯砌厚度 10～ 12cm。渠道底寬 ，邊坡 1:，樁號 0+～ 1+500 段渠深 ，樁號 1+500～ 2+ 段為平頂渠，渠深 ～ 。 引水渠 0+~1+500 段地基表層為沖積砂壤土（ alQ4sl），具中等凍脹性，需采取抗凍脹處理。 本工程用砂礫石墊層置換凍脹性土作為抗凍脹措施， 設計墊層厚度陰坡 150～ 110cm，渠底 140cm，陽坡 120～ 90cm。 壓力前池 經比較，壓力前池采用有閘控制的進水口形式 (蝶閥代替進水口快速閘門 )，壓力前池總長 ，主要由漸變段、排冰閘、前室、溢流堰、沖沙閘、攔污柵室及進水室組成，前池在平面上布置為左偏 60176。的折線型，采用正向進水，側向溢流、排沙的形式。 排冰閘上下兩層，下層過水，上層排冰。排冰道寬 ，工作閘為舌瓣式鋼閘門，檢修閘為平板鋼閘門。前室為矩形斷面，凈寬 5m，頂部高程 。前室底部用 40cm 厚 C20 鋼筋砼襯砌，岸墻為鋼筋砼與細粒砼砌石襯砌的擋土墻結構。前室左側布置溢流堰，溢流堰長 ，溢流堰下設側槽將水匯入陡槽，陡槽總長82m， C20 鋼筋砼結構，陡槽末端布置消力池，將水消能后泄入直河。前室左測末端設置沖沙閘一扇。攔污柵室內安裝攔污柵一扇，人工清污。進水室為 C20 鋼筋砼結構，一孔進水口。 壓力管道 壓力管道選用鋼管，采用一管三機布置方案，總管長 114m， 11 設計 流量 12m3/s，管徑 ，壁厚 12mm；大機支管設計流量，管徑 ，壁厚 10mm；小機支管設計流量 ，管徑 ，壁厚 8mm，鋼管設加勁環(huán)保證彈性穩(wěn)定。 發(fā)電廠房 發(fā)電廠房布置在壓力前池下直河右岸高漫灘上，職工宿舍及35kv 升壓站布置在前池下游直河右側二級階地上。 主廠房由主機室和安裝間兩部分組成，采用一層半布置，主機室長 ，寬 ，水輪機安裝高程 ，發(fā)電機層底板高程 ，橋式起重機軌頂高程 ，屋面底高程。安裝間布置在主機室右側，底板比發(fā)電機層底板高，安裝間長 ，寬度同主機室。副廠房布置在主機室上游，長 ，寬 ，底板同安裝間底板相平。副廠房從右到左依次設置高壓開關柜室、勵磁變廠用變室、中控室及空壓機室。 主廠房底板以下結構采用現澆鋼筋砼結構，屋面采用輕型鋼屋架，吊車梁排架柱及上下圈梁均采用現澆鋼筋砼結構，主機室與檢修間之間設置伸縮縫。副廠房為磚混結構，與主廠房之間設置伸縮縫。 廠房左側及尾水渠首端修防洪堤，防洪堤為梯形斷面，砂礫石夯填，迎水面用 15～ 20cm 厚 C20 砼護坡，護坡基礎埋深 。 尾水渠 尾水渠長 ，布置在直河右岸高漫灘上。尾水渠選用梯形斷面，渠道底寬 ，邊坡 1:，渠深 ， C20 現澆砼襯砌，襯砌厚度 12cm。尾水渠大部分渠段在地下水位以下，為避免揚壓力對襯砌體造成破壞，砼襯砌體上開排水孔，襯砌體下鋪設土 12 工布防止?jié)B透破壞。 水機、金結、采暖通風及消防 水力機械 東灘渠首水電站設計引用流量為 12m3/s，設計水頭 45m，裝機容量 4500KW(2179。 1750＋ 1000)。電站裝兩 大一小三臺發(fā)電機組，經方案比較大機選用 HLA551－ WJ－ 77 型 水輪機，配套 SF1750－8/1730 型發(fā)電機及 BWT1800 型微機調速器，小機選用 HLA551－WJ－ 58 型 水輪機，配套 SF1000－ 6/1180 型發(fā)電機及 BWT600 型微機調速器。 廠內選用 16t 電動雙梁慢速橋式起重機一臺。為方便檢修和作為調速系統(tǒng)的后備保護，設水輪機進水閥。進水閥大機選用1400D941X－ 10 蝶閥，小機選用 1100D941X－ 10 蝶閥，額定壓力1Mpa。 金屬結構 本電站在引水樞紐、前池及廠房上共設置閘門 8 扇、攔污柵 2扇，配置啟閉設施 7 臺，鋪設壓力鋼管總管 1 根，支管 3 根。金屬結構 ，其中閘門及攔污柵 ，閘槽預埋件 ，壓力鋼管 。 采暖、通風及消防 本電站主廠房不設置全面的采暖系統(tǒng)，盡量利用發(fā)電機的熱風，并在局部設置采暖裝置如電熱器等采暖，以保證工作地點設備的溫度要求。 主廠房、副廠房和安裝間均采用自然通風方式，但中控室、計算機室等副廠房可采用小型柜式空調機，以達到溫濕度要求。 13 主廠房發(fā)電機消防主要采用水消防方式，在發(fā)電機和安裝間共設置二套消火栓箱，保證兩條 充實水柱同時到達廠內任一火警部位，并配置移動式滅火器。在安裝間外布置一套室外地下消火栓井，其余部位配置一定數量的化學滅火器。 電氣 接入系統(tǒng)設想 東灘渠首水電站距皇城變電所 8km，本次設計考慮東灘渠首水電站以一回 35KV 出線通過皇城變電所聯網。 電氣主接線 電氣主接線采用三機一變擴大單元式接線方式，安裝一臺SZ96300 型升壓變壓器，在發(fā)電機保護控制屏內部裝置 母線，并設置一面 出線屏（主變進線屏），與主變低壓側連接，主變高壓側裝設一臺 35KV 開關及隔離刀閘 ,連接在 35KV 母線上，35KV 母線出線側安裝相關設備送至 35KV 系統(tǒng)。 主要電氣設備 水輪發(fā)電機 3 臺，型號： SFW1750－ 8/1430 兩臺和 SFW1000－ 6/1180 一臺，配靜止可控硅微機勵磁裝置。主變壓器 1 臺，型號：SZ96300/177。 3*%/。廠用變壓器 2 臺，型號： S9100/177。 5%/ 和 S9100/177。 5%/ 各 1 臺。 高壓開關柜 9 面，型號： XGN210。 自動控制 本電站采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)方式。主要功能有： 正常運行時 ,水輪發(fā)電機組的開、停機；有、無功功率的調節(jié)；機組事故的自動處理；斷路器、滅磁開關的自動操作；以及電站運行必需的反映設 14 備運行狀態(tài)的模擬量和開關量的信息反饋均由計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行處理。 工程管理 東灘渠首水電站隸屬肅南縣皇城東灘水電開發(fā)有限公司。電站建成后，自行管理，獨立運行。電站運行實行集中監(jiān)控，按少人值守原則進行運行人員的編制，機組的大型檢修及水工建筑物的維修均實行社會化服務。電站生產、運行、檢修及管理人員的配置按國電公司國電人資（ 20xx） 499 號《水力發(fā)電廠勞動人員標準》規(guī)定，電站總 人數以 20 人計。 施工組織設計 施工條件 東灘渠首水電站位于肅南縣皇城鎮(zhèn)，在直河進入皇城盆地入口處，牧區(qū)簡易公路從工程區(qū)附近通過，距皇城鎮(zhèn) 8km，距永昌縣60km，對外交通較為方便。 工程所需的天然建筑材料可就近開采，質量、數量均滿足設計要求。本工程所需的鋼材、木材可由永昌供應，水泥由河西堡水泥廠供應。直河河水水量豐富，水質良好，可作為本工程施工用水源。工程區(qū)有皇城鎮(zhèn)向南通向牧區(qū) 10KV 輸電線路通過，可 “ T”接作為本工程施工用電源。 施工導流 本工程屬?。?2）型工程，引水樞 紐布置在現狀東灘渠首處，直河常年流水，引水樞紐需考慮施工導流，設計選用 五年一遇 重現期 洪水 ，主汛期 7～ 9月洪水流量 86m3/s， 10～ 6月洪水流量 51 m3/s。引水樞紐 施工導流推薦采用河床內分期導流方式，即：在 Ⅰ、Ⅱ 期 15 縱、橫圍堰 的圍 護下， Ⅰ 期先進行 沖沙閘及進水閘施工 ，利用先期左 側河床泄流 ，施工期 10～ 4 月；Ⅱ 期進行 溢流壩的施工 ，利用 Ⅰ期已完建的 沖沙閘 泄流 ，施工期 59 月。 引水渠及廠房施工基本不受河道洪水影響，無需修建專門的導流工程，但引水渠個別段同東灘現有灌溉渠道相重合，施工要合理安排重合段的工期，避開東 灘灌溉期施工。廠房布置在河道高漫灘上，盡量提前安排廠房防洪堤的施工，確保廠房汛期施工安全。 主體工程施工 電站建筑工程總工程量 萬 m3，其中土方開挖 萬m3，土方回 (夯 )填 萬 m3，砂礫石墊層鋪筑 萬 m3，砌石 萬 m3，砼及鋼筋砼 萬 m3。共需水泥 2672t，鋼筋、鋼材225t(不包括金屬結構 131t)，木材 171m3，共需勞動工日 萬個。 砂礫石由 1m3 挖掘機開挖，裝 5t 自卸汽車運輸；夯填采用自卸汽車運輸，推土機鋪攤，振動碾壓實；現澆砼由 料，架子車運輸砼入倉，機械振搗；砌石均由人工砌筑。 風、水、電 施工供風采用移動供風方式，施工水源采用直河河水，在樞紐區(qū)、電站廠區(qū)、輔助企業(yè)區(qū)分別設抽水泵站向施工點供水。工程區(qū)有 10kv 輸電線路通過，施工期間可直接“ T”接使用，并備兩臺30kw 柴油發(fā)電機組，滿足施工用電需要。 施工