【文章內(nèi)容簡介】 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：為青白口紀周家村組千枚狀板巖，強風(fēng)化時呈弱黃色，弱微風(fēng)化時呈灰綠色。巖層產(chǎn)狀傾向SW255176。~270176。，∠25176。~38176。強風(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，但基本細團，無填充物。（4）工程地質(zhì)評價廠、壩址區(qū)基巖基本裸露，為青白口紀周家村組千枚壯板巖，巖性單一，坑風(fēng)化能力強，巖體堅硬致密，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kw，目前雖已建有小水電站多座，但裝機規(guī)模均較小，且多為徑流式，總裝機容量僅7715kw，%。隨著國家經(jīng)濟環(huán)境的改善，國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會生產(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。108 ，用電設(shè)備容量102113 kw，最大供電負荷17360 kw。目前，全縣小水電裝機容量7715 kw，約占全縣最大供電負荷的44%，但由于其規(guī)模小，無調(diào)節(jié)能力，不能調(diào)峰，造成負荷高峰期和農(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，2001~2005年全縣用電設(shè)備裝機容量的年遞增率為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)計算華昌水電站屬徑流電站，故本次設(shè)計的電站能量指標計算采用以日為時段的豐、平、枯三個典型年的徑流資料按日調(diào)節(jié)水電站簡化辦法計算。經(jīng)計算，104kw?h，裝機年利用小時數(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，不能降低其防洪標準。根據(jù)《防洪標準》（GB5020194）確定堰壩上游兩岸農(nóng)田設(shè)防標準重現(xiàn)期為5年。鑒于現(xiàn)狀防洪標準較低，本次設(shè)計考慮遭遇5年一遇洪水時華昌水電站水庫尾水基本不影響上游兩岸農(nóng)田防洪來控制。（3）裝機容量確定根據(jù)華昌水電站項目建議書的批復(fù)，確定裝機規(guī)模1280kw，擬對裝機容量為2630kw、3400kw和4320kw三個裝機方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較。經(jīng)過比較各方案的工程特性和技術(shù)經(jīng)濟指標，確定采用方案一2630kw裝機容量。 裝機方案比較表編號項目單位方案一方案二方案三1裝機容量kw2630340043202設(shè)計引用流量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廠房土建部分造價萬元13機電設(shè)備及安裝萬元15614可比投資萬元15差額投資萬元16年發(fā)電量104kw?h17裝機年利用小時h31323203311618年發(fā)電量差額104kw?h備 注注：表中可比投資系指廠房、機電設(shè)備的建安費。 工程布置及主要建筑物設(shè)計 工程等級標準華昌水電站電站裝機容量1260kw，以發(fā)電效益為單一目標，104m3，根據(jù)《防洪標準》（GB5020194）和《水利水電工程登記劃分及洪水標準》（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級建筑物。 建筑物洪水標準表建 筑 物洪水重現(xiàn)期（年）正常運用（設(shè)計）非常運用（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特征水位及流量如下：水電站正常蓄水位： m；水電站設(shè)計洪水位：；水電站校核洪水位： m；壩址設(shè)計洪峰流量： m3/s；壩址校核洪峰流量： m3/s；堰壩（下游）設(shè)計洪水位：；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，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，安裝間布置在主機間右側(cè)，正對進廠公路，便于設(shè)備進廠。中控室、勵磁變室布置在發(fā)電機層右端，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)條件來看，由于河道寬度較窄，對溢流壩段的工程布置較困難，勢必將抬高洪水位對上游造成不利影響；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)了整個河床。壩型為避免河床淤積和對上游防洪產(chǎn)生影響，應(yīng)采用活動壩。本次設(shè)計選擇水力自控翻板門活動壩和橡膠壩兩種型式進行比較。 各壩型方案的主要工程技術(shù)指標對比表序號項目單位橡膠壩翻板壩1堰壩正常蓄水位m1201202設(shè)計洪水位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總庫容萬m38有效庫容萬m39壩頂高程m10建基面高程m11最大壩高m12堰頂高程m13活動壩型式橡膠壩水力自控防板門14活動壩（hb扇）m80191015最大單寬流量m3/s?m16沖砂建筑物型 式?jīng)_砂底孔19進口底板高程m20主要工程量土方開挖萬m37619566021石方開挖萬m31784132522C10砼埋塊石萬m36774223023砼和鋼筋砼萬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啟閉機臺130堰壩工程投資萬元31壩型特點投資省，需要專人管理，管理難度大、成本高。投資省，閘門自動啟閉，無須人工伺服。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)備的運輸，需在上游新開長約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，尾水直接進入河道。右岸需建高8m、長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臺主變，型號為S9800/10。站內(nèi)設(shè)砂坑，四周設(shè)圍欄，圍欄外開設(shè)排水溝。 機電及金屬結(jié)構(gòu)（1）水力機械① 水輪機及其附屬設(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%），電站裝機容量1260kw，裝機年利用小時3132h。機型選擇：，適應(yīng)本電站的機型是軸流式水輪機。結(jié)合投資進行綜合考慮，推薦采用ZD560a機型水輪機，水輪機型號為ZD560aLH140。② 輔助機械設(shè)備a．廠房起重機水電站最重部件為發(fā)電機定子，據(jù)此不專設(shè)橋式起重機。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)：供水對象為機組軸承冷卻用水。供水量為一臺機組總冷卻水量8m3/h。采用自流供水，在廠房上游設(shè)取水口，經(jīng)濾水器后供機組冷卻用水。機組排水系統(tǒng)：廠內(nèi)排水包括廠內(nèi)滲漏排水和機組檢修排水，機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)測系統(tǒng)為了提高發(fā)電站的經(jīng)濟運行水平，該電站設(shè)有上、下游水位測量，毛水頭，水庫水量，廠房滲漏水量，各斷面壓力變化，有效水頭，機組冷卻水壓，機組冷卻水溫等測量項目。e．水電站機修車間按原水電部頒布的《水電站機械修理設(shè)備配置標準》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。（2）電氣設(shè)備根據(jù)電站運行方式及與電力系統(tǒng)連接方式，主接線擬定以下兩個方案進行比較。方案一：二機一變，發(fā)電機電壓側(cè)采用擴大單元接線，主變升壓側(cè)采用變壓器─線路組單元接線。優(yōu)點是高壓設(shè)備少，升壓站占用面積少，投資相對較??；缺點是一套高壓設(shè)備，萬一發(fā)生故障將造成全廠停發(fā)電，下半年枯水期變損太大。方案二：二機二變，采用二臺發(fā)電機二臺變壓器擴大單元接線，升壓側(cè)采用雙母線接線。優(yōu)點是兩套高壓設(shè)備可靠性高，運行調(diào)度方便，變損??；缺點是高壓設(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元，為提高水電站運行的可靠性及運行調(diào)度的方便性，推薦采用二機二變的方案（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)進水口攔污柵、工作閘門、啟閉機等。發(fā)電站共有2臺機組，2個尾水出口， m（bh），設(shè)置2扇工作閘門，選配DS10型螺桿式啟閉機，要求在動水條件下啟閉。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)，勵磁變小間分別設(shè)置軸流風(fēng)機排氣通風(fēng)，其余部位均采用自然通風(fēng)。 施工組織設(shè)計 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。本工程對外交通方便，對外公路已通至壩址，無需新開公路。壩址處河床較狹窄，本工程樞紐建筑物布置較集中，施工場地也集中，且壩型為橡膠壩，為外購構(gòu)件，而壩體本身砌筑量不大，無需太大的施工場地，因此將上、下游右岸的灘地經(jīng)平整后作為堰壩施工場地，布置施工附屬設(shè)施。整