(好資料)畢業(yè)設(shè)計(jì)-廠房設(shè)計(jì)說明書7、2400兆瓦巴昆水電工程5頁

若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計(jì) 外文翻譯2400兆瓦巴昆水電工程座落于馬來西亞沙撈越洲的裝機(jī)容量為2400兆瓦的巴昆水電工程一旦完工，即將成為東南亞最大的水電工程，同時(shí)也是世界最大的私營水電站。 作者：Eogn Failer 和Mohd. Danel Abong 1995年初興建巴昆水電工程的計(jì)劃被馬來西亞政府批準(zhǔn)通過。這個(gè)龐大的工程方案將需要一個(gè)裝機(jī)容量為2400兆瓦的水電發(fā)電設(shè)備和一個(gè)HVDC/HVAC能量傳輸系統(tǒng)來連接沙撈越與馬來西亞半島現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)絡(luò)。 這個(gè)工程由三個(gè)混凝土引水隧洞、 一個(gè)高為205米的混凝土面堆石大壩、一個(gè)門控滑槽泄洪道和一些發(fā)電設(shè)備組成。被視為單獨(dú)項(xiàng)目的能量傳輸系統(tǒng)有兩個(gè)變壓站，由兩條500千伏雙極HVDC高架線和四條傳輸能力為700兆瓦、每條長度約為670千米的500千伏HVDC的水下電纜連接。 巴昆水電站的挑戰(zhàn)不僅僅在于它的大小以及結(jié)構(gòu)和安裝的復(fù)雜，而且還在于精簡的策略、縮小的投資、安全保障和操作，尤其是它的執(zhí)行和操作都由私營部門完成。整個(gè)工程將以固定的價(jià)格，在全承包的基礎(chǔ)上落實(shí)執(zhí)行。它將成為有史以來上世界最大的單一工程合同項(xiàng)目。工程的歷史背景沙撈越是婆羅沙洲島上的兩個(gè)馬來西亞州之一。它蘊(yùn)藏著馬來西亞最大的水能，估計(jì)蘊(yùn)藏量達(dá)到20000兆瓦。1979年底，德國政府向馬來西亞當(dāng)局提供的技術(shù)援助導(dǎo)致了國際勞工組織領(lǐng)導(dǎo)下的SAMA工程聯(lián)盟的形成。擔(dān)任馬來西亞執(zhí)行代理的則是沙撈越電力供應(yīng)公司（簡稱為SEACO）。1981中期，沙撈越水力潛能的最佳開發(fā)總體規(guī)劃設(shè)計(jì)方案發(fā)表了，確定了四個(gè)主要水電開發(fā)方案，分別是：裝機(jī)容量為2400兆瓦的Bakun，裝機(jī)容量為900兆瓦的Murum，裝機(jī)容量為770兆瓦的Pelagus和裝機(jī)容量為950兆瓦的Baleh。從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上看，巴昆是最具吸引力的開發(fā)方案。這一點(diǎn)在隨后于1983年11月結(jié)束的具體可行性分析中也被證實(shí)了。1987年末，工程設(shè)計(jì)和相應(yīng)的投標(biāo)文件完成了，其特色有：210米高、總體積為2850萬立方米的地核式填石大壩，無閘門溢洪道以及總裝機(jī)容量為2400兆瓦的發(fā)電設(shè)備。但由于十九世紀(jì)八十年代中期馬來西亞經(jīng)濟(jì)日益蕭條，這個(gè)工程一直被拖延。私營化及其落實(shí)在過去的八年里，馬來西亞經(jīng)歷了經(jīng)濟(jì)上的飛速發(fā)展，使經(jīng)濟(jì)從以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和采礦行業(yè)主轉(zhuǎn)換為以其他產(chǎn)業(yè)，如制造業(yè)和專業(yè)服務(wù)為主。在國家經(jīng)濟(jì)日益繁榮、前景一片光明的同時(shí)，國家對電的需求也在飛速的增加。馬來西亞政府制定了2020年的最終目標(biāo)：即最終成為一個(gè)工業(yè)國家。這個(gè)目標(biāo)使他們對能創(chuàng)造低成本、潔凈能源的巴昆水電站重新又產(chǎn)生了興趣。根據(jù)國家政府有關(guān)私營的基本政策，電力供應(yīng)法于1990年頒布。這個(gè)法令允許擁有執(zhí)照、能有效利用能源、具實(shí)施操作能力的私營者在馬來西亞境內(nèi)發(fā)電和賣電。1994年Ekran Berhad 被邀請?zhí)峤唤ㄗh方案,隨后在1995年初他還被當(dāng)?shù)卣埨^續(xù)進(jìn)行巴昆水電站的開發(fā)。Ekran Berhad立足于沙撈越活躍的建筑和木材行業(yè)，于1995年五月中旬提出河流引水的招標(biāo)文件。1995年七月初，就收到了來自國際建筑公司或公會(huì)的八個(gè)投標(biāo)書。河流引水的工程的建筑于1995年十一月初開工。在國際建筑和制造業(yè)公會(huì)的資格預(yù)選之后，1995年七月中旬修改后的主要工程的投標(biāo)文件也被提出。1996年一月中旬按照規(guī)定時(shí)間工程的開發(fā)者Ekran Berhad收到了投標(biāo)書。基于1996年六月之前的資金終止，一期工程將于2002年中期開始正常投產(chǎn)發(fā)電。為了使水電站擁有者對于設(shè)計(jì)、建筑和成本的投資風(fēng)險(xiǎn)減到最小，同時(shí)為了保護(hù)這個(gè)巨大工程的融資。整個(gè)工程（包括能量傳輸）都是按照單一合同、以固定的價(jià)格全私營承包。價(jià)值工程學(xué)是必要的契約準(zhǔn)備，允許市民承包商和制造商在特殊的情況下或在工作方法上對設(shè)計(jì)有所修改。如此，就質(zhì)量、表現(xiàn)、操作、維護(hù)和費(fèi)用來說，使工程最優(yōu)化。這個(gè)合同的資金將會(huì)按照付款的時(shí)間表來支付。工程方案的修正巴昆水電站現(xiàn)有的投標(biāo)設(shè)計(jì)基本上按照1987年的設(shè)計(jì)觀念設(shè)計(jì)，除了修正是根據(jù)最近的水電慣例和現(xiàn)有的技術(shù)發(fā)展水平設(shè)計(jì)。除了節(jié)約花費(fèi)，這些修正的凈結(jié)果縮短總工期。使其由原來的9年零9個(gè)月縮為六年多。這是改善工程的重要性在經(jīng)濟(jì)上的表現(xiàn)。位置和氣候巴昆水電站位于沙撈越的中部，婆羅沙洲的西北部，在形成Rajang 河的上部流域Balui河上。選擇的大壩壩址位于一個(gè)長于2千米寬、700米高的峽谷，在這Balui河橫過一座突出的山脈。沙撈越的氣候以其常年的高溫、濕潤、豐富的降雨為主要特色。這是由于112月份受東北季風(fēng)氣候影響、37月份受西南季風(fēng)氣候影響有結(jié)果。在集水區(qū)上年平均降雨面積大約4500毫米，年平均溫度和蒸發(fā)量分別為25和1300毫米。地震情況沙撈越以及它臨近的地區(qū)，包括中國南海、文萊、沙巴州（即北婆羅州）和加里曼丹（即婆羅州）的東北部，座落在一個(gè)地區(qū)地質(zhì)條件相對穩(wěn)定的地區(qū)，位于印尼和腓力比（希臘馬其頓地區(qū)古城）活躍的火山帶的內(nèi)部。自1870年以來，小到中級地震曾在沿沙撈州海岸的古晉（馬來西亞港市）至米爾發(fā)生過。沙撈州最強(qiáng)裂的震動(dòng)發(fā)生在1994年2月12日,其最大的量級達(dá)到里克特震級的5.1級，地震中心位于詩巫（馬來西亞沙撈越西部港市）東邊的幾百公里處。盡管如此，并沒有什么大型的建筑物遭到破壞。由于已記錄的地震事件數(shù)量并不多，決定性的方法被采取來獲得意義重大的地震設(shè)計(jì)參數(shù)。地面最大加速度是應(yīng)用一個(gè)破裂長度級別關(guān)系來揭露菲律賓群島及其鄰近區(qū)域的地震情況。估計(jì)地震最大潛能為6.3級，這導(dǎo)致在此區(qū)域產(chǎn)生約一個(gè)為0.12g的水平地面加速度。由地質(zhì)學(xué)分析，普遍慣性使地面加速度減小它的1/3。盡管如此，考慮到巴昆水電工程（根據(jù)1989年出版的國際大壩委員會(huì)指南，第72條）的重要性、尺寸、風(fēng)險(xiǎn)級，水平和垂直加速度分別為+/-0.10g和+/-0.05g，這兩個(gè)值被指定為基本地震設(shè)計(jì)參數(shù)。地質(zhì)學(xué)和工程地質(zhì)學(xué)位于巴昆大壩處的巖石是碎屑狀的沉淀物，如：含粘性或硅酸鹽的沙巖、粉砂巖、頁巖。 為了對大壩所處位置的地質(zhì)情況有個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)，廣泛的地質(zhì)調(diào)查在前期學(xué)習(xí)中展開。主要包括：棱形核心鉆屑超過7000米；工程所在區(qū)域及其附近地區(qū)的地質(zhì)表面；三個(gè)探測進(jìn)口；大的秤巖石力學(xué)原位試驗(yàn)；巖石和土壤試驗(yàn)室試驗(yàn)。沙巖在大壩的附近區(qū)域是最主要的巖石類型，占了大約70%的比例，露出100米厚大塊的沙洲。從分類學(xué)上說，它們都是由有角和含量極少的石英和長石顆粒構(gòu)成的雜沙巖。包含剩余的30%連續(xù)頁巖是硬化的粘土石，多為沉沙。從它們的大小上看它們屬于泥巖。壩址處的墊床是最顯著類型的斷層,方位改變不多。床擊幾乎垂直到河谷，向上游傾角為60-65的方向。層面的間距從大塊的雜沙巖和只有幾微米的薄板狀粉砂巖次序排列的頁巖。聯(lián)合的系統(tǒng)能被細(xì)分為兩個(gè)急劇傾斜的固結(jié)橫接縫,走向大致與河川平行和與一個(gè)幾乎垂直地減低墊床的相對平的斜接縫平行。穿過壩的任一壩墩沒有發(fā)現(xiàn)斷層段。在10m 到 30 m 分隔區(qū)發(fā)現(xiàn)了唯一的較小剪力帶。它們的厚度一般為幾公分，特殊情況下可達(dá)到0.5米。流速及流水量和洪水基于追溯到1962年至1948年當(dāng)中歷史記載的流速及流水量和降雨量記錄，為了模擬能源產(chǎn)生長期的流速及流水量系列，利用港口進(jìn)入管制4多方位、多變化的衰退模型和一個(gè)多變的可移動(dòng)類降雨量-表面流水模型。對于面積為14750平方千米的大集水區(qū)，巴昆大壩壩址處的長年平均徑流量為1314立方米每秒，相當(dāng)于每年2810毫米的凈表面徑流量。45年來再生的流速及流水量系列月平均流速及流水量適度變化，從八月的817立方米每秒到十二月的1720立方米每秒。大體上因?yàn)楹恿饕S的設(shè)計(jì)，也因?yàn)橐绾榈篮蛷S房的布局，一項(xiàng)洪水發(fā)生頻率的分析開始展開，利用極端的價(jià)值類型進(jìn)行可能性分布。基于21年每年的洪水記錄，可以得到洪水頻率函數(shù)：式中：為洪水的多年重現(xiàn)期?？紤]到經(jīng)濟(jì)方面和建筑物級別，溢洪道的設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期約為15年（輔助圍堰）和500年（主圍堰），被采用的最大洪水位為水庫流入峰值，大約為51900立方米每秒。裝機(jī)容量，力量和能源水庫的最大施工水位為228米，裝機(jī)容量為2400兆瓦。這些數(shù)據(jù)早在1983年就在詳細(xì)的電力系統(tǒng)研究中決定下來，到1994年被最終確定，為能量和動(dòng)力的售賣建立了初步的稅收組織?；谧罱?5年的再生的流速及流水量數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)容量為19.2bn立方米的巴昆水電站的水力潛能再度被估算。以連續(xù)動(dòng)力在最佳化程序中作為目標(biāo)函數(shù)，被決定的方案在表中被列出的顯著參數(shù)為客觀函數(shù)。由于馬來西亞半島和沙撈越地區(qū)對電力的特定需求，電力資源要滿足基本的、高峰期的需求。此外，這些機(jī)電設(shè)計(jì)是為攔污柵提供頻率控制和彎矩面設(shè)計(jì)的。除了能發(fā)電產(chǎn)生能源，巴昆水電站以擁有極大的洪水控制能力和改善Rang 江的通航條件為特色。工程規(guī)劃巴昆水電站的規(guī)劃圖見圖2，由河流引水工廠、混凝土面填石壩、溢洪道、動(dòng)力引水建筑物、八個(gè)動(dòng)力渠道和電站廠房組成。河流引水工程河流引水工程由三個(gè)1400米長的混凝土引水隧洞、一個(gè)右岸設(shè)有熔栓的約60米高的向上游的附加圍堰、一個(gè)與主壩和下游圍堰形成整體的90米高的主圍堰構(gòu)成。引水隧洞座落于右岸橋墩，并相互平等，間距為35米。它們以圓環(huán)交叉為特色，其內(nèi)徑為12米，造成約為14米的開挖直徑。河流轉(zhuǎn)移的主要尺寸如圍堰高度和隧洞直徑，是根據(jù)歷史記錄的洪水位計(jì)算而來。下游附屬圍堰和主圍堰為擋住15年一遇和500年一遇的洪水而建造的?；炷撩娑咽髩芜x擇混凝土面的主要理由因?yàn)榘屠スこ虛碛匈|(zhì)量非常好的堆石，經(jīng)過處理后的適合施工的地形條件。另外，沙撈越洲盛行的熱帶氣候條件對地核式填石大壩的建筑結(jié)構(gòu)具有限制作用。 在最近的幾十年，重要的發(fā)展出現(xiàn)在設(shè)計(jì)和混凝土壩的結(jié)構(gòu) ，像很多最近國際會(huì)議和出版物中記載的一樣。目前，最高的混凝土壩是位于墨西哥的高為187米的Augamilpa 大壩。而在完成之后，巴昆大壩即將成為世界上最高的混凝土壩之一。巴昆大壩的設(shè)計(jì)以其最大高度為205米和總?cè)萘繛?5.6106 m3、上游和下游的坡度均為1：1.4為特色。大壩由一個(gè)建在可靠的巖床上的鋼筋混凝土柱基支承。依靠水壓力和巖床的質(zhì)量，柱基的寬度大約在5米到10米之間。巴昆大壩的混凝土面的面積大約為120000平方米，與世界上其他主要的混凝土壩相比較，它相當(dāng)有用?；炷撩姘宓暮穸戎饾u地從30厘米增加，在壩趾處增加到最大值93厘米?；炷撩嫣幱?5米寬度范圍內(nèi)。鋼的增強(qiáng)將會(huì)是大約 0.3% 的平板十字架每個(gè)方向的區(qū)段并且被放在單身的層之內(nèi)。根據(jù)河流分流安排和建筑進(jìn)度表，混凝土面的結(jié)構(gòu)建筑計(jì)劃分兩個(gè)或三個(gè)步驟進(jìn)行。大壩的主要堆石由向上游的地域 3A 和下游的地域 3 B, 連同中間的 3 C 和 3D立體地域組成。當(dāng)水庫的水全滿時(shí)，流體負(fù)荷主要地被傳送到區(qū)域3A，引起了這一地域的額外壓縮。因此區(qū)域3A應(yīng)當(dāng)由質(zhì)量特別好且包裝完好的雜砂巖填滿以防止其沉降。下游堆石3B也是良好堆石，從微風(fēng)化的雜砂巖或稍好的類似于3A，但是為了適應(yīng)必需挖掘的特大巖石并且允許有柔性的引炸式樣和操作，將會(huì)放在1.5米高的起重機(jī)中。中央?yún)^(qū)域，即3C和3D區(qū)域，被認(rèn)為是任意的堆石地域, 依照地質(zhì)學(xué)原理在這個(gè)區(qū)域內(nèi)按比例分布。這種觀念將能靈活地提供直接生產(chǎn)且放置混合的堆石材料而不需要堆積，同時(shí)還能減少廢材料的數(shù)量, 減少工程時(shí)間和花費(fèi)。為了使基礎(chǔ)的滲流減到最少并且最終除去管道系統(tǒng)和腐蝕的危險(xiǎn)，沿著三排最大深度為150米的大壩柱基采取連續(xù)的帷幕灌漿。溢洪道溢洪道的設(shè)計(jì)最大流量近15000立方米每秒，相應(yīng)的徑流PMF流入峰值為519000立方米每秒。因?yàn)橛?jì)算洪水位，假定PMF會(huì)在最大的操作水位（228米）進(jìn)入水庫，則水庫的最大超高水位為4.8米。溢洪道包括一個(gè)15米寬的門控溢洪堰、一個(gè)配有15米寬21.25米長線形門和停靠點(diǎn)的24.5米高的海港。堰的下游方向，滑槽從它的開始寬度72米縮為50米，當(dāng)徑流PMF達(dá)到流入峰值時(shí)引起大約為300 m3/s/m的比流量。四個(gè)溢洪道門在水庫的最大操作水位228米全部意外開放，比流量將達(dá)到216 m3/s/m。為了防止混凝土板層發(fā)生因高速水流