幾內(nèi)亞凱樂塔水電站樞紐布置-2019年精選文檔

1、幾內(nèi)亞凱樂塔水電站樞紐布置凱樂塔水電站位于幾內(nèi)亞共和國境內(nèi)孔庫雷河中游,是以發(fā)電為主的三等中型水電工程,水庫校核洪水位113.30m,正常蓄水位110.00m,相應(yīng)庫容2300萬m3電站裝機容量234.6MW多年平均發(fā)電量9.65億kW?h目前幾內(nèi)亞共和國內(nèi)的發(fā)電總裝機為253MW其中水電129MW/最大的電站是格拉菲里電站,裝機75MW凱樂塔水電站建成后將主要承當(dāng)其工業(yè)用電,成為幾內(nèi)亞國內(nèi)的骨干電源,極大的促進幾內(nèi)亞的經(jīng)濟開展.1自然條件幾內(nèi)亞只有雨季和旱季,5月至10月為雨季,降雨量約占全年的90%11月至次年4月為旱季,干旱少雨.孔庫雷河流域平均降雨量為2000mm壩址多年平土徑流量為1

2、09.6億m3,本工程防洪標準為百年一遇設(shè)計,千年一遇校核,百年一遇設(shè)計洪水為3670m3/s,千年一遇校核洪水為4430m3/s.流域植被好,泥沙含量小,河流含沙量為10g/m3,壩址以上多年平均懸移質(zhì)輸沙量為13.9萬t.孔庫雷河從壩前近東西向折而向北西流過壩區(qū),壩址區(qū)河谷蜿蜒曲折,河谷呈"U'形,河床寬度由約200m至壩址處擴展至約750m,河道內(nèi)有數(shù)個“河心島將孔庫雷河分割,主流分散形成5處河灣叉河,各河灣自壩軸線向下約350m形成龐大瀑布群,從左往右分別為SALESANFOKUIFRANBANQASONGOLEKTE其中SONG®LEKTE兩處河灣水量較大

3、,瀑布落差約2540nl壩址區(qū)兩岸山體雄厚,谷坡寬緩,基巖裸露,自然坡度一般7°10°,相對高差一般低于200項壩區(qū)基巖主要為泥盆紀的輝綠巖和奧陶系石英砂巖,兩岸山坡分布有較多的第四系紅士,河道中分布有少量第四系坡崩積-沖積的碎塊石.除少量風(fēng)化卸荷外未見大的崩塌、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象.壩址區(qū)未見斷層出露,節(jié)理裂隙主要發(fā)育有3組,節(jié)理一般延伸長,切層深,連通性好.壩址區(qū)地震根本烈度為W度.2樞紐布置樞紐工程的主要建筑物包括擋水壩、溢流壩、引水建筑物、泄流底孔及廠房建筑物等.樞紐布置充分利用孔庫雷河在凱樂塔瀑布處河道忽然變寬,主流分股分散的特點,合理安排泄洪、發(fā)電等建筑物

4、的位置,預(yù)防相互干擾,優(yōu)先考慮泄洪建筑物的布置,使其下泄水流不致沖刷壩基和其他建筑物的根底,并綜合考慮施工導(dǎo)流工程布置的方便性和實用性,壩軸線呈S曲線布置,總長1145.5m.2.1 擋水壩和溢流壩攔河壩為碾壓混凝土重力壩,擋水壩段總長706m壩頂高程114m,最大壩高22m,上游面豎直,下游面在107.33m高程以上豎直,在107.33m高程以下坡度為1:0.75,壩頂寬5m,溢流壩段布置在右岸,位于孔庫雷河主河床的位置,整個溢流壩段呈弧形布置,其圓弧半徑830m溢流壩段長360m溢流堰采用無閘門限制的開敞式自由溢流,堰頂高程110m堰型為克里格爾經(jīng)典剖面,下游坡度為1:0.85,采用臺階消

5、能的布置形式,末端采用底流消能.2.2 引水系統(tǒng)布置引水壩段保證電站的取水,布置在壩軸線的凹位,位于SANFOKH1布的位置,引水壩段總長66m,引水系統(tǒng)由壩式進水口和壓力鋼管組成,共3臺機組,一機一管,單機設(shè)計引用流量180m3/s,壓力鋼管內(nèi)徑6.3m.本工程采用壩后背管的布置方式,鋼管自上彎段穿出壩體以后,敷設(shè)在開挖的基巖面上,鋼襯和外包的鋼筋混凝土聯(lián)合受力,可有效降低鋼襯厚度,有利于鋼材鋼質(zhì)和焊接質(zhì)量.但是由于背管受力和施工較復(fù)雜,鋼襯和鋼筋混凝土聯(lián)合受力條件難以完全符合理想情況,特別是在鋼筋混凝土施工存在缺陷的情況下,因此背管按明管設(shè)計,外包鋼筋混凝土能提升壓力管道的超載水平.圖1凱

6、樂塔水電站樞紐總布置圖經(jīng)過專家學(xué)者論證和大量的壓力管道模型試驗證實,在設(shè)計荷載作用下,背管混凝土一般都要開裂,且裂縫必然是貫穿縫,但外包混凝土開裂后壓力管道仍能正常工作,因此設(shè)計時不必為使鋼管外包混凝土不開裂而過多增加外包混凝土厚度.運行時出現(xiàn)裂縫,采取舉措預(yù)防裂縫處鋼筋銹蝕.2.3 泄流底孔的布置泄流底孔壩段布置在FRANBANGA布的上游,與進水口所在的SANFOKHB布相鄰,兩個底孔為有壓泄水孔,出口用弧形閘門限制,其后接大約300m長的泄水明渠,將水流導(dǎo)至FRANBANGAM?.根據(jù)水力模型試驗的結(jié)果來看,泄流底孔前可以拉砂形成沖砂漏斗,但由于底孔距離進水口較遠,沖砂漏斗邊界并沒有延伸

7、到電站進口的泥沙淤積區(qū)域.因此,底孔并不能起到?jīng)_砂的作用,但可以放空水庫,同時也是二期的導(dǎo)流通道；孔庫雷河流域植被好,泥沙含量小,該河流含沙量10g/m3;進水口設(shè)置攔沙坎,流道底板EL90.85m比引渠底EL87.00m高3.85m；基于這些方面的考慮,泥沙問題顯得不是特別突出.由于底孔可以迅速放空水庫,泥沙淤積也可以得到很好的清理.2.4 廠房及尾水渠電站廠房布置在引水壩段下游約80m的河道上,最大開挖深度57m,電站尾水通過350m的尾水渠排入主河道.電站為壩后式地面廠房,主廠房總長106.1m,寬度47.8m,總高53.8m,水輪機安裝高程52.5m,機組間距22m,一機一縫.主廠房由

8、主機間和安裝間組成,安裝間布置在主機間左側(cè),進廠路在安裝間下游,副廠房布置在主廠房下游側(cè),主變壓器、GIS樓布置在主廠房上游側(cè).尾水平臺高程為72m,寬9.8m,尾水底坎高程41.5m,渠底以1:2.3的反坡與原河道相接,尾水邊坡用鋼筋混凝土噴錨支護.下游河道距離尾水約800m處由于河床陡然升高,容易在尾水形成壅水區(qū)域,因此還需要對下游凸出河道斷面進行修整疏浚.3針對引水系統(tǒng)的技術(shù)改良舉措3.1 壓力鋼管過縫舉措一般壩后式水電站廠壩間多設(shè)溫度縫或沉降縫,以使廠房和壩體結(jié)構(gòu)相對獨立,受力明確,并在壓力鋼管過縫處設(shè)伸縮節(jié),以適應(yīng)縫兩側(cè)廠壩結(jié)構(gòu)的相對變位,改善廠壩混凝土結(jié)構(gòu)及壓力鋼管的受力狀態(tài).但是

9、,這樣不僅使工程投資和運行費用增加,并且伸縮節(jié)的制造加工、施工安裝以及運行期的止水等技術(shù)問題也十分關(guān)鍵.本工程采用的舉措是在廠壩分縫處設(shè)一段墊層管過縫取代伸縮節(jié),以適應(yīng)分縫兩側(cè)相對變位.具體做法是在廠壩分縫處的管節(jié)外壁包裹3600膨脹聚苯乙烯彈性墊層,厚度為30mm并在廠壩分縫處預(yù)留管節(jié)環(huán)縫,待水庫蓄水后,廠壩間不均勻沉降根本形成,再焊接此縫,以減小不均勻沉降對鋼管產(chǎn)生的不利影響.3.2 進水口消渦梁按?水利水電工程進水口設(shè)計標準?(SL285-2003)計算,為預(yù)防產(chǎn)生貫穿式漏斗漩渦的最小淹沒深度為8.5m.進水口引水道頂高程98.00m,最低運行水位109.00m,最小淹沒深度11.0m,

10、大于理論計算值8.5m.理論上不會產(chǎn)生漩渦.但是根據(jù)模型試驗的結(jié)論來看,電站進口右側(cè)漩渦頻繁,漩渦最大直徑約有1.8m.與理論計算有所不符.經(jīng)過分析,由于樞紐布置的特殊性及實際地形的約束,在電站進水口前,形成一個環(huán)狀區(qū)域,當(dāng)上游來流受邊界條件的影響,發(fā)生了縱向或橫向的變化,水流的流向和能量都發(fā)生變化.下部主流水流行進至電站進水口時,由于斷面收縮,流速增大,動能增加,而上部來流,由于受胸墻的影響,行近流速趨于零,動能減小,勢能增加,形成一壅水區(qū),壅水區(qū)的水體受到正向、反向、橫向流速的作用發(fā)生旋轉(zhuǎn),并且在重力的作用下形成漏斗形漩渦.設(shè)置消渦梁后,在各種運行水位下,電站進水口根本不發(fā)生漩渦,消渦效果很好.4結(jié)語凱樂塔水電站樞紐布置充分利用孔庫雷河在凱樂塔瀑布處河道忽然變寬,主流分股分散的特點,合理安排泄洪、發(fā)電等建筑物的位置,預(yù)防相互干擾,并綜合考慮施