【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 面坡降，據(jù)此得到廠、。 壩址水位流量關(guān)系曲線水位流量0水位流量水位流量 廠、堰址區(qū)工程地質(zhì)條件（1）地形地貌廠、堰址處河床寬度約120m，河流順直，軸線位于較急灘中部，河床坡降約百分之一，左岸為崗地，高程為124m，河床高程110～112m，左右岸壩肩岸坡較陡，一般65～70176。，左壩肩巖體裸露，右岸廠址處116m高程以上為殘坡積粉土，116m高程以下巖體裸露。（2）地層巖性粉土：分布與階地，殘坡積堆積，呈可塑——硬塑狀態(tài)，～。砂卵石層：分布于河床，沖積堆積，卵石成分為變質(zhì)砂巖、千枚巖、千枚狀板巖等。卵石磨圓度較好，呈渾圓狀，一般粒徑Ф2～20cm，充填中粗砂，結(jié)構(gòu)松散，～。千枚狀板巖：為青白口紀(jì)周家村組千枚狀板巖，強(qiáng)風(fēng)化時(shí)呈弱黃色，弱微風(fēng)化時(shí)呈灰綠色。巖層產(chǎn)狀傾向SW255176。~270176。，∠25176。~38176。強(qiáng)風(fēng)化巖層的層面裂隙發(fā)育，巖體破碎。弱微風(fēng)化巖層的巖體較完整，層面不明顯。兩岸頭露出巖體為弱風(fēng)化層。（3）地質(zhì)構(gòu)造廠、堰址附近經(jīng)勘探未發(fā)現(xiàn)有區(qū)域性斷裂通過，僅發(fā)現(xiàn)沿壩軸線發(fā)育一條石英脈，產(chǎn)狀較緩，傾向SW，傾角15176。~25176。，厚度20～40cm，但充填膠結(jié)良好。在左右壩肩有幾條小型裂隙，但基本細(xì)團(tuán)，無(wú)填充物。（4）工程地質(zhì)評(píng)價(jià)廠、壩址區(qū)基巖基本裸露，為青白口紀(jì)周家村組千枚壯板巖，巖性單一，坑風(fēng)化能力強(qiáng)，巖體堅(jiān)硬致密，埋深較淺，且節(jié)理裂隙不發(fā)育，廠、壩址區(qū)沒有較大的不良地質(zhì)構(gòu)造。從河床以及岸坡出露的巖體看，工程特性較好，可作為建基面。堰壩、廠房基礎(chǔ)必須建在巖基上。堰壩上游兩岸植被較好，無(wú)不良地質(zhì)構(gòu)造，岸坡穩(wěn)定，環(huán)境地質(zhì)條件尚好。 工程任務(wù)與規(guī)模 水電站建設(shè)的必要性歙縣境內(nèi)河流眾多，新安江自西向東蜿蜒流經(jīng)縣境中部，北支有練江、豐樂、富資、布射、揚(yáng)之諸水；南部有昌源、濂溪、街源河等支流，境內(nèi)水力資源豐富，可開發(fā)的有5萬(wàn)kw，目前雖已建有小水電站多座，但裝機(jī)規(guī)模均較小，且多為徑流式，總裝機(jī)容量?jī)H7715kw，%。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)環(huán)境的改善，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)力水平及人民生活水平的穩(wěn)步提高，歙縣電力電量需求必呈增加趨勢(shì)。108 ，用電設(shè)備容量102113 kw，最大供電負(fù)荷17360 kw。目前，全縣小水電裝機(jī)容量7715 kw，約占全縣最大供電負(fù)荷的44%，但由于其規(guī)模小，無(wú)調(diào)節(jié)能力，不能調(diào)峰，造成負(fù)荷高峰期和農(nóng)忙季節(jié)縣網(wǎng)拉閘限電現(xiàn)象頻繁。據(jù)歙縣供電局編制的《歙縣電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃》（1996~2000~2010年）預(yù)測(cè)，2001~2005年全縣用電設(shè)備裝機(jī)容量的年遞增率為12%，2006~2010年期間年平均遞增率為8%。因此，無(wú)論從電網(wǎng)的自身發(fā)展和供電水平看，華昌電站的興建都是非常必要的。 工程規(guī)模（1）徑流調(diào)節(jié)計(jì)算華昌水電站屬?gòu)搅麟娬?，故本次設(shè)計(jì)的電站能量指標(biāo)計(jì)算采用以日為時(shí)段的豐、平、枯三個(gè)典型年的徑流資料按日調(diào)節(jié)水電站簡(jiǎn)化辦法計(jì)算。經(jīng)計(jì)算，104kw?h，裝機(jī)年利用小時(shí)數(shù)3132h。（2）正常蓄水位和死水位選擇華昌水電站位于昌源河上的昌溪，水庫(kù)尾部鄰近石潭電站。，在正常情況下不影響石潭電站發(fā)電。在行洪時(shí)應(yīng)盡量不影響石潭電站和堰壩上游兩岸農(nóng)田的防洪，不能降低其防洪標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB5020194）確定堰壩上游兩岸農(nóng)田設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期為5年。鑒于現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)較低，本次設(shè)計(jì)考慮遭遇5年一遇洪水時(shí)華昌水電站水庫(kù)尾水基本不影響上游兩岸農(nóng)田防洪來(lái)控制。（3）裝機(jī)容量確定根據(jù)華昌水電站項(xiàng)目建議書的批復(fù)，確定裝機(jī)規(guī)模1280kw，擬對(duì)裝機(jī)容量為2630kw、3400kw和4320kw三個(gè)裝機(jī)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。經(jīng)過比較各方案的工程特性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，確定采用方案一2630kw裝機(jī)容量。 裝機(jī)方案比較表編號(hào)項(xiàng)目單位方案一方案二方案三1裝機(jī)容量kw2630340043202設(shè)計(jì)引用流量m3/s2344廠房平面尺寸m295廠房主要工程量土方開挖m3975011200118006石方開挖m31282145015807土石方回填m34506407108C20砼和鋼筋砼m31410140414069m350558059210鋼筋制安T11磚墻m322023224112廠房土建部分造價(jià)萬(wàn)元13機(jī)電設(shè)備及安裝萬(wàn)元15614可比投資萬(wàn)元15差額投資萬(wàn)元16年發(fā)電量104kw?h17裝機(jī)年利用小時(shí)h31323203311618年發(fā)電量差額104kw?h備 注注：表中可比投資系指廠房、機(jī)電設(shè)備的建安費(fèi)。 工程布置及主要建筑物設(shè)計(jì) 工程等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)華昌水電站電站裝機(jī)容量1260kw，以發(fā)電效益為單一目標(biāo)，104m3，根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB5020194）和《水利水電工程登記劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL2522000），確定本工程為V等工程，電站規(guī)模為?。?）型電站。由于本區(qū)地震基本烈度為VI度以下，故可不考慮工程的抗震問題。主要建筑物堰壩、發(fā)電廠房、導(dǎo)流建筑物等均為5級(jí)建筑物。 建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)表建 筑 物洪水重現(xiàn)期（年）正常運(yùn)用（設(shè)計(jì)）非常運(yùn)用（校核）堰壩（含泄洪、沖砂建筑物）30200發(fā)電廠房30100堰壩消能防沖建筑物20施工導(dǎo)流5（非汛期） 樞紐建筑物特征水位及流量華昌水電站的樞紐建筑物的各項(xiàng)特征水位及流量如下：水電站正常蓄水位： m；水電站設(shè)計(jì)洪水位：；水電站校核洪水位： m；壩址設(shè)計(jì)洪峰流量： m3/s；壩址校核洪峰流量： m3/s；堰壩（下游）設(shè)計(jì)洪水位：；堰壩（下游）校核洪水位：；水電站死水位：；水電站發(fā)電尾水位： m。 工程總體布置本工程以發(fā)電為單一開發(fā)目標(biāo)，樞紐建筑物主要有攔河堰壩、發(fā)電廠房、升壓站等。根據(jù)壩址、廠址區(qū)的地形、地質(zhì)、施工條件等因素，按就近取材的原則，選定工程總體布置方案如下：堰壩位于昌源河昌溪村上游1000m處，為橡膠壩。溢洪道布置在河床壩段，溢流堰壩頂安裝橡膠壩袋。發(fā)電廠房為地面式，位于堰壩右壩端的階地上。，安裝間平面尺寸為6，安裝間布置在主機(jī)間右側(cè)，正對(duì)進(jìn)廠公路，便于設(shè)備進(jìn)廠。中控室、勵(lì)磁變室布置在發(fā)電機(jī)層右端，其上層為安裝間，層高4m。升壓站采用戶外式，布置在廠房的右側(cè)，面積為100m2。水電站總體布置見附圖2。 壩線和廠址的選擇本工程所在的河段寬度大致在70~120m左右，本壩線的上下游均較窄，大致在75~95m左右，本壩線所在的下游最寬處為105m。若壩線放置在上下游最窄處，從堰壩地形地質(zhì)條件來(lái)看，由于河道寬度較窄，對(duì)溢流壩段的工程布置較困難，勢(shì)必將抬高洪水位對(duì)上游造成不利影響；若將壩線放置在壩河道最寬處，雖然有利于工程布置，由于下游河道寬度有限，水位受下游頂托，依靠加大泄洪寬度降低洪水位的作用受到一定程度的限制；將壩線布置在昌溪村上游1000m處，經(jīng)工程布置后堰壩凈行洪寬度仍可保持80m，不會(huì)過分增加上游的行洪寬度，距上下游居民均有一定距離，不需移民，且該壩線左岸山坡陡竣，巖石裸露，工程地質(zhì)十分有利，故將堰壩壩線布置在此。根據(jù)廠址處地形地質(zhì)條件，本次設(shè)計(jì)選擇的廠址于昌溪村上游約1 km的右岸的階地上。該處地勢(shì)較為平坦，。該位置河槽寬約95m，且有規(guī)劃的華昌至霞坑公路經(jīng)過廠址附近。根據(jù)地質(zhì)勘探，~，為坡積堆積的棕黃色粘土，呈硬塑狀態(tài)，含碎石。下覆巖石主要為暗綠色千枚巖，呈中等風(fēng)化和新鮮狀態(tài)，滿足廠房基地承載力要求。 擋（泄）水建筑物（1）壩型選擇由于壩址浪岸山坡陡竣，只能布置河床式溢洪道。壩址處河床狹窄，溢洪道占據(jù)了整個(gè)河床。壩型為避免河床淤積和對(duì)上游防洪產(chǎn)生影響，應(yīng)采用活動(dòng)壩。本次設(shè)計(jì)選擇水力自控翻板門活動(dòng)壩和橡膠壩兩種型式進(jìn)行比較。 各壩型方案的主要工程技術(shù)指標(biāo)對(duì)比表序號(hào)項(xiàng)目單位橡膠壩翻板壩1堰壩正常蓄水位m1201202設(shè)計(jì)洪水位m3校核洪水位m4發(fā)電死水位m5壩前20%洪水位m620%回水位m7總庫(kù)容萬(wàn)m38有效庫(kù)容萬(wàn)m39壩頂高程m10建基面高程m11最大壩高m12堰頂高程m13活動(dòng)壩型式橡膠壩水力自控防板門14活動(dòng)壩（hb扇）m80191015最大單寬流量m3/s?m16沖砂建筑物型 式?jīng)_砂底孔19進(jìn)口底板高程m20主要工程量土方開挖萬(wàn)m37619566021石方開挖萬(wàn)m31784132522C10砼埋塊石萬(wàn)m36774223023砼和鋼筋砼萬(wàn)m34745334224鋼筋制安t474126固結(jié)灌漿m1071107127鋼結(jié)構(gòu)t28水力自控翻板門扇1029啟閉機(jī)臺(tái)130堰壩工程投資萬(wàn)元31壩型特點(diǎn)投資省，需要專人管理，管理難度大、成本高。投資省，閘門自動(dòng)啟閉，無(wú)須人工伺服。兩方案工程量均不大，從工期和施工難易程度上看兩工程差異不大。從投資上看，翻板壩投資比橡膠壩要少。綜合以上兩方案的對(duì)比情況，推薦橡膠壩方案。堰壩平面圖見附圖3。 發(fā)電廠房選擇的廠址于昌溪村上游約1km的右岸階地上，左側(cè)與堰壩相連。該處為人為建造和華源河的侵蝕階地，地形較平坦，~，主要地層有坡堆堆積的棕黃色粘土，呈硬塑狀態(tài)，含碎石。下履為暗綠色千枚巖，呈中等風(fēng)化和新鮮狀態(tài)。，，~，全部座落在巖基上，地基允許承載力fk=250Kpa，基本滿足廠房基礎(chǔ)承載力要求。廠址位置河槽寬約95m，對(duì)岸即華昌至霞坑公路，公路寬5m，~，為滿足水電站建成后日常交通要求，兼顧施工期材料及設(shè)備的運(yùn)輸，需在上游新開長(zhǎng)約1500m。廠房平面圖見附圖4。 尾水建筑物和升壓站華昌水電站的廠房為地面引水式，廠房下游側(cè)緊鄰河岸，尾水直接進(jìn)入河道。右岸需建高8m、長(zhǎng)45m的尾水擋墻。華昌水電站的升壓站布置在廠房右側(cè)階地上，面積100m2，內(nèi)設(shè)有2臺(tái)主變，型號(hào)為S9800/10。站內(nèi)設(shè)砂坑，四周設(shè)圍欄，圍欄外開設(shè)排水溝。 機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu)（1）水力機(jī)械① 水輪機(jī)及其附屬設(shè)備水電站基本參數(shù)：正常蓄水位120m，，，?h，電站保證出力（P=90%），電站裝機(jī)容量1260kw，裝機(jī)年利用小時(shí)3132h。機(jī)型選擇：，適應(yīng)本電站的機(jī)型是軸流式水輪機(jī)。結(jié)合投資進(jìn)行綜合考慮，推薦采用ZD560a機(jī)型水輪機(jī)，水輪機(jī)型號(hào)為ZD560aLH140。② 輔助機(jī)械設(shè)備a．廠房起重機(jī)水電站最重部件為發(fā)電機(jī)定子，據(jù)此不專設(shè)橋式起重機(jī)。本電站變壓器不在廠內(nèi)檢修吊芯。b．水系統(tǒng)技術(shù)供水系統(tǒng)：供水對(duì)象為機(jī)組軸承冷卻用水。供水量為一臺(tái)機(jī)組總冷卻水量8m3/h。采用自流供水，在廠房上游設(shè)取水口，經(jīng)濾水器后供機(jī)組冷卻用水。機(jī)組排水系統(tǒng)：廠內(nèi)排水包括廠內(nèi)滲漏排水和機(jī)組檢修排水，機(jī)組冷卻水直接排至尾水。c．氣系統(tǒng)本電站不設(shè)高、低壓氣系統(tǒng)。d．水力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為了提高發(fā)電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，該電站設(shè)有上、下游水位測(cè)量，毛水頭，水庫(kù)水量，廠房滲漏水量，各斷面壓力變化，有效水頭，機(jī)組冷卻水壓，機(jī)組冷卻水溫等測(cè)量項(xiàng)目。e．水電站機(jī)修車間按原水電部頒布的《水電站機(jī)械修理設(shè)備配置標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定需酌情選配及修設(shè)備?？紤]該電站容量較小，其周邊又有較大的水電站，故檢修設(shè)備從簡(jiǎn)。（2）電氣設(shè)備根據(jù)電站運(yùn)行方式及與電力系統(tǒng)連接方式，主接線擬定以下兩個(gè)方案進(jìn)行比較。方案一：二機(jī)一變，發(fā)電機(jī)電壓側(cè)采用擴(kuò)大單元接線，主變升壓側(cè)采用變壓器─線路組單元接線。優(yōu)點(diǎn)是高壓設(shè)備少，升壓站占用面積少，投資相對(duì)較??；缺點(diǎn)是一套高壓設(shè)備，萬(wàn)一發(fā)生故障將造成全廠停發(fā)電，下半年枯水期變損太大。方案二：二機(jī)二變，采用二臺(tái)發(fā)電機(jī)二臺(tái)變壓器擴(kuò)大單元接線，升壓側(cè)采用雙母線接線。優(yōu)點(diǎn)是兩套高壓設(shè)備可靠性高，運(yùn)行調(diào)度方便，變損??；缺點(diǎn)是高壓設(shè)備增加，升壓站占地大，投資相應(yīng)增加。經(jīng)綜合比較，方案二比方案一投資僅相差幾萬(wàn)元，為提高水電站運(yùn)行的可靠性及運(yùn)行調(diào)度的方便性，推薦采用二機(jī)二變的方案（方案二）。（3）金屬結(jié)構(gòu)華昌水電站工程金屬結(jié)構(gòu)主要有發(fā)電引水系統(tǒng)進(jìn)水口攔污柵、工作閘門、啟閉機(jī)等。發(fā)電站共有2臺(tái)機(jī)組，2個(gè)尾水出口， m（bh），設(shè)置2扇工作閘門，選配DS10型螺桿式啟閉機(jī)，要求在動(dòng)水條件下啟閉。攔污柵共10扇， m（bh），與底板成82176。夾角，以人工清污為主。（4）采暖通風(fēng)電站夏季采用風(fēng)扇降溫、冬季局部采暖采用取暖器，中控室裝設(shè)空調(diào)，不考慮集中采暖方案。此外，本電站為地面式廠房，不考慮集中通風(fēng)，勵(lì)磁變小間分別設(shè)置軸流風(fēng)機(jī)排氣通風(fēng)，其余部位均采用自然通風(fēng)。 施工組織設(shè)計(jì) 施工條件華昌水電站位于安徽省歙縣，所在水系屬新安江昌源河，廠、堰址位于歙縣昌溪鄉(xiāng)，距歙縣縣城約32km。本工程對(duì)外交通方便，對(duì)外公路已通至壩址，無(wú)需新開公路。壩址處河床較狹窄，本工程樞紐建筑物布置較集中，施工場(chǎng)地也集中，且壩型為橡膠壩，為外購(gòu)構(gòu)件，而壩體本身砌筑量不大，無(wú)需太大的施工場(chǎng)地，因此將上、下游右岸的灘地經(jīng)平整后作為堰壩施工場(chǎng)地，布置施工附屬設(shè)施。整