沙灘水電站工程施工設(shè)計(jì)綜合說明

沙灘水電站工程施工設(shè)計(jì)綜合說明1.1緒言沙灘水電站位于梧州市蒼梧縣北部的沙頭鎮(zhèn)境內(nèi)，電站廠房布置在東安江楓木沖支流大桂沖右岸，位于沙灘村下游約300m處，系混合式水電站。電站廠房距沙頭鎮(zhèn)政府所在地25km，距離蒼梧縣城99km，距離梧州市91km。有縣級公路從梧州市到沙頭鎮(zhèn)。東安江屬西江水系賀江支流的一級支流，發(fā)源于賀州市八步區(qū)南部大桂山東南麓的大桂沖，大桂沖和石川沖在嘆花匯合后稱為楓木沖；楓木沖與東安江另一支流塘灣河在距沙頭鎮(zhèn)2km處的橫江匯合后稱為東安江，自北向南流，經(jīng)蒼梧流入廣東封開，在大洲與賀江主流匯合后流入西江。東安江由發(fā)源點(diǎn)到出口，河道總長168km，坡降為1.91‰，流域面積2165km2。大壩區(qū)域所在地均為荒山及松雜林，庫區(qū)內(nèi)無工廠、礦山及其他建筑，其水源主要是東安江的支流大桂沖和石川沖降雨量形成的徑流。規(guī)劃電站為混合式電站，總集雨面積為240km2，多年平均流量8.13m3/s。裝機(jī)容量2×6300kw，設(shè)計(jì)水頭81.0m，引水發(fā)電流量17.44m3/s，多年平均發(fā)電量4153萬kw.h。沙灘水電站工程是一個(gè)以發(fā)電為主的水電樞紐工程。電站主要由兩個(gè)水庫、兩條引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房和升壓站組成。兩座水庫分別為石川沖引水壩水庫和大桂沖主壩水庫，兩水庫正常水位分別為208.00m和205.00m。石川沖引水壩和大桂沖主壩壩址分別位于石川沖和大桂沖上。電站廠房位于大桂沖右岸，距離沙灘村約300m。引水隧洞長3.277km，洞徑D=3.0m；發(fā)電隧洞長3.456km，洞徑D=4.0m。調(diào)壓井內(nèi)徑8.0m，井高36.8m，壓力鋼管長44m，內(nèi)徑2.5m。主壩、引水壩水庫工程規(guī)模均為小(1)型，工程等別為Ⅳ等，永久性主要建筑物大壩、泄洪等建筑物為4級；電站工程規(guī)模為小(1)型，工程等別為Ⅳ等；廠房及引水建筑物為4級，臨時(shí)性建筑物為5級。大壩洪水標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)50年一遇(P=2%)，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)500年一遇(P=O.2%)；電站廠房洪水標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)30年一遇(P=3.33%)，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)100年一遇(P=1%)。工程動(dòng)態(tài)總投資10922.17萬元，多年平均發(fā)電量4153萬KW.h，動(dòng)態(tài)單位千瓦投資8668元/kW，單位電能投資2.63元/KWh，總工期一年半，回收年限10.12年。沙灘電站已經(jīng)蒼梧縣人民政府同意，由廣東連南縣連上水電發(fā)展有限公司出資興建。本級電站建設(shè)資金已籌措到位，并已開始電站建設(shè)的部分前期工作。受業(yè)主委托，我院承擔(dān)沙灘電站工程的勘測設(shè)計(jì)。1.2水文氣象1.2.1流域概況沙灘水電站發(fā)電廠房布置在東安江楓木沖支流大桂沖右岸，位于沙灘村下游約300m處，。東安江屬西江水系賀江支流的一級支流，東安江發(fā)源于賀州市八步區(qū)南部的大桂山東南麓的大桂沖，大桂沖和石川沖在嘆花匯合后稱為楓木沖；楓木沖與東安江另一支流塘灣河在距沙頭鎮(zhèn)2km處的橫江匯合后稱為東安江，自北向南流，經(jīng)蒼梧流入廣東封開，在大洲與賀江主流匯合后流入西江。東安江由發(fā)源點(diǎn)到出口，河道總長168km，坡降為1.91‰，流域面積2165km2。沙灘水電站引水總集雨面積為240km2，其中引水壩址石川沖以上集雨面積109km2，主壩址以上大桂沖集雨面積131km2。沙灘水電站多年平均流量8.13m3/s，年徑流總量2.565億m3。1.2.2氣象蒼梧縣位于北回歸線的南北兩側(cè)，地處亞熱帶季風(fēng)氣候，處于海洋性氣候與大陸氣候的過渡地帶，氣候的主要特點(diǎn)是雨量充沛，氣候溫和，雨熱同季。根據(jù)蒼梧縣氣象站資料統(tǒng)計(jì)，多年平均降雨量1482.7mm，最大年降雨量1925.9mm（1961年），最小年降雨量1002.9mm（1977年）。全年降雨量分布是：4～6月最多，11～12月最少。降雨量空間分布是山區(qū)多，平原少，北面多，南面少。多年平均氣溫21.2℃，極端最高氣溫39.9℃（1989.7.17），極端最低氣溫-2.4℃（1957年2月11）；多年平均蒸發(fā)量1420.9mm；多年平均風(fēng)速1.6m／s，多年平均最大風(fēng)速14.3m／s，最大風(fēng)速17m／s（1956年4月8）。1.2.3徑流東安江流域內(nèi)無水文站及資料，鄰近流域水文站有富羅水文站和信都水文站。富羅水文站位于壩址西南方向直線距離35km，控制集雨面積681km2，是沙灘電站控制集雨面積的2.90倍；信都水文站位于壩址東南方向直線距離25km，控制集雨面積6340km2，是沙灘電站控制集雨面積的26.98倍。而從廣西水文降雨等值線圖上看，1700mm降雨等值線均穿過電站匯流區(qū)和以上兩水文站，與本電站形成降雨的氣象條件也基本相同，但富羅水文站控制匯流面積與本電站匯流面積相差較小，故選擇富羅水文站作參證站。富羅水文站有1958年至2004年實(shí)測徑流系列資料，考慮集雨面積、降雨量、徑流修正后，將富羅水文站年徑流比擬至電站壩址，得出沙灘水電站壩址1958年至2004年徑流系列資料。根據(jù)富羅水文站實(shí)測徑流系列資料，計(jì)算出兩個(gè)壩址1958年至2004年共47年的流量系列，把年徑流量由大到小排隊(duì)，計(jì)算各年徑流量的經(jīng)驗(yàn)頻率，點(diǎn)繪于頻率曲線坐標(biāo)系統(tǒng)中，并計(jì)算壩址多年平均流量。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)，選配合適的理論頻率曲線，用適線法，最后采用Cv=0.36，Cs=2Cv的皮爾遜Ⅲ型曲線適線，年徑流各頻率流量值如表1-2-1，表1-2-1壩址年徑流計(jì)算成果表系列年數(shù)均值Q(m3/s)CvCs/Cv流量（m3/s）10%15%20%50%80%85%90%478.130.36212.0411.1410.457.785.645.194.671.2.4洪水（1）壩址設(shè)計(jì)洪水由于壩址附近無實(shí)測水文資料，故洪水計(jì)算根據(jù)廣西《暴雨徑流查算圖表》中的瞬時(shí)單位線法及《廣西中小河流設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法研究》中的推理公式法兩種方法推求壩址及廠址處的設(shè)計(jì)洪水。兩種方法計(jì)算成果相差不大，經(jīng)綜合分析后采用瞬時(shí)單位線法成果。各頻率洪峰流量值見表1.2-2。表1.2-2各壩址洪峰流量成果表壩址名稱集雨面積F（km2）洪峰流量(m3/s)0.2%0.5%1%2%3.33%5%10%20%引水壩109137112671112945842738663527主壩1311596136312331056939867732576（2）施工洪水各壩址施工期的設(shè)計(jì)亦采用暴雨計(jì)算洪水方法進(jìn)行，其成果見表1.2-3。表1.2-3沙灘水電站各壩址洪峰流量計(jì)算成果表壩址名稱洪峰流量(m3/s)10月至次年3月11月至次年3月20%10%5%20%10%5%引水壩址821793023982152主壩址9321633046961851.2.5壩、廠址水位~流量關(guān)系根據(jù)實(shí)測橫斷面采用河道水力學(xué)方法推求，計(jì)算時(shí)河道糙率取0.03～0.04。壩、廠址水位~流量關(guān)系水位-流量關(guān)系曲線計(jì)算成果見表2.7-1。1.3地質(zhì)本區(qū)域地勢地勢屬中高山區(qū)，山頂海拔高程500～1000m，最高大桂山頂1068m，河谷兩側(cè)以低山為主，海拔高程130～400m之間，地勢相對高差100～250m，從分水嶺到河床，地形由高變低，兩岸溝谷水系發(fā)育，沖溝呈樹枝狀分布，河床呈“V”字形，大部分不對稱，岸坡自然坡度20～50°。總的來看，流域地勢為北高南低，屬侵蝕型地形地貌景觀，其高中低山樹木雜草叢生，植被覆蓋率良好，水土不易流失。區(qū)域地層有上古生界，下古生界，次為第四系覆蓋層坡積殘積粘土夾礫，碎石土和河沖溝砂卵石，粉砂土淤泥。區(qū)域構(gòu)造處于南嶺東西向褶皺帶大沖頂背斜，壩區(qū)構(gòu)造線呈北東走向，區(qū)內(nèi)F1、F2斷層，后期無復(fù)活跡象，對壩址無危害?？偟目磪^(qū)域地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性較好。測區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震反應(yīng)譜特征周期為0.35s，相對的地震基本烈度為6度。庫區(qū)地貌屬中高山區(qū)，庫周山頂高程一般為200-400m，相對高差約100-200m；山坡自然坡度20～50°；河床深切，河谷斷面多呈不對稱的“V”字型，岸坡較陡；未發(fā)現(xiàn)有大滑坡、大崩塌和塌陷等不良地質(zhì)作用。庫周地形封閉條件較好，無單薄分水嶺地形，壩區(qū)附近無河彎地形；無可溶巖滲漏通道；砂巖和泥巖等隔水性能好，地下水分水嶺高于正常蓄水位；有F2逆斷層穿越庫區(qū)，F(xiàn)2逆斷層在大桂沖水庫尖滅，最低處應(yīng)為大桂沖河段，故即使?jié)B漏也是流入大桂沖水庫，故庫區(qū)無鄰谷滲漏問題。水庫周邊為巖石山體，植被良好，無滑坡山崩等不良地質(zhì)作用，不存在坍岸問題，回水庫岸基本為巖石，穩(wěn)定條件良好，無坍岸問題。大桂沖主壩和石川沖引水壩壩址地形條件較好、基巖的風(fēng)化深度較淺、卵石層厚度較薄、地質(zhì)構(gòu)造簡單。壩址岸坡均未見崩塌、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)作用。未發(fā)現(xiàn)大的構(gòu)造形跡，場地穩(wěn)定性較好。河床大部分裸露砂巖，巖石透水率小，壩基穩(wěn)定性良好，亦無壩基嚴(yán)重漏水問題。兩壩肩基本置于弱風(fēng)化層砂巖上，穩(wěn)定條件較好，亦無繞壩嚴(yán)重滲漏問題。弱風(fēng)化巖體為弱透水性，但弱風(fēng)化層局部透水率達(dá)20～30Lu，屬中等透水性，存在一定滲漏問題，需防滲加固處理。引水隧洞及發(fā)電隧洞進(jìn)、出口段附近均無滑坡等不良地質(zhì)作用。沿隧洞線范圍未見大的斷層，地下水類型為砂巖和泥巖裂隙水。隧洞進(jìn)口段主要為強(qiáng)風(fēng)化、弱風(fēng)化巖體；洞身段圍巖大部分為微風(fēng)化巖體。隧洞進(jìn)出口段為Ⅳ、Ⅴ類圍巖，洞身段主要為III類圍巖。電站廠房場地土層較薄，下部為強(qiáng)風(fēng)化砂巖和弱風(fēng)化巖體，廠房基礎(chǔ)置于弱風(fēng)化巖體上，弱風(fēng)化巖體強(qiáng)度可滿足其抗滑、抗變形穩(wěn)定要求。天然建筑材料的土料、砂礫料、石料的儲(chǔ)量和質(zhì)量滿足工程建設(shè)需要，可就地取材，采運(yùn)方便。1.4工程任務(wù)和規(guī)模1.4.1工程任務(wù)考慮南方電網(wǎng)對電力的大量需求，本電站擬作為西電東送項(xiàng)目之一，現(xiàn)階段以送電至廣東為主。1.4.2水庫水位選擇（1）正常蓄水位選擇沙灘電站由石川沖引水壩水庫和大桂沖主壩水庫組成，兩水庫水位在185m以上既淹沒有耕地，也淹沒有房屋。石川沖引水壩水庫水位在185m～210m間淹沒相差不大；大桂沖主壩水庫水位在208m以上淹沒較大，因此，大桂沖主壩水庫正常蓄水位應(yīng)控制在208m以下。根據(jù)壩址地形、地質(zhì)條件，綜合考慮發(fā)電、水庫淹沒、施工條件，工程投資等因素，本次設(shè)計(jì)大桂沖主壩水庫正常水位選擇185m、190m、195m、200m和205m共5個(gè)方案進(jìn)行比較，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定大桂沖主壩水庫正常水位為205.00m。經(jīng)上下壩引水隧洞水面線計(jì)算，石川沖引水壩水庫正常蓄水位確定為208.00m。（2）最低發(fā)電（運(yùn)行）水位沙灘水電站為旬調(diào)節(jié)水電站，最低發(fā)電水位主要根據(jù)水庫最佳消落水深、水庫泥沙淤積情況、水輪機(jī)最小水頭及地形地質(zhì)條件并結(jié)合建筑物布置確定，經(jīng)綜合考慮，本電站大桂沖主壩水庫最低運(yùn)行水位為195.00m，石川沖引水壩水庫引水最低運(yùn)行水位為197m。1.4.3裝機(jī)規(guī)模選擇根據(jù)水輪機(jī)型號和年利用小時(shí)數(shù)，初擬裝機(jī)容量為2×6300=12600kW和2×5000=10000kW兩種方案進(jìn)行比較。根據(jù)方案比較結(jié)果，推薦2×6300=12600kW裝機(jī)容量方案，多年平均發(fā)電量4153萬kW·h，其中枯水期發(fā)電量1122萬kW·h，保證出力（P=80%）1358kW，年利用小時(shí)為3296小時(shí)。1.4.4回水計(jì)算根據(jù)電力部《水電工程水庫淹沒處理規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》DL/T5064—1996規(guī)定，淹沒區(qū)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)：耕地為P=20％；林地為高于正常蓄水位0.5m；農(nóng)村居民遷移線按20年一遇設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)且高于正常水位1.0m。以水庫正常蓄水位為起推水位，各頻率洪峰流量為起推流量，分別進(jìn)行各壩區(qū)回水計(jì)算，統(tǒng)計(jì)和計(jì)算各實(shí)物指標(biāo)淹沒數(shù)據(jù)，各壩址回水計(jì)算成果詳見表4-5-1和表4-5-2。1.5工程布置及主要建筑物1.5.1工程等級及建筑物級別大桂沖主壩水庫正常蓄水位205.00m時(shí)相應(yīng)庫容670萬m3,校核洪水位206.79m時(shí)相應(yīng)庫容753萬m3；石川沖引水壩水庫正常蓄水位208.00m時(shí)相應(yīng)庫容538萬m3,校核洪水位209.93m時(shí)相應(yīng)庫容612萬m3。電站總裝機(jī)容量12600kW。根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）規(guī)定，主壩、引水壩水庫工程規(guī)模均為小(1)型，工程等別為Ⅳ等，永久性主要建筑物大壩、泄洪等建筑物為4級；電站工程規(guī)模為小(1)型，工程等別為Ⅳ等；廠房及引水建筑物為4級，臨時(shí)性建筑物為5級。按照《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）規(guī)定，大壩洪水標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)50年一遇(P=2%)，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)500年一遇(P=O.2%)；電站廠房洪水標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)30年一遇(P=3.33%)，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)100年一遇(P=1%)。1.5.2工程選址及工程總體布置1.5.2.1壩軸線選擇根據(jù)初步地質(zhì)勘測工作，大桂沖主壩擬定兩個(gè)軸線作為比較：（1）上壩址位于大桂沖上，在咸菜兒村下游約150m處，該軸線處河道狹窄，底部有多處基巖裸露，巖層比較完整，左岸地表土覆蓋較淺，右岸相對較深；（2）下壩址距上壩線約1.5km，該軸線處河道相對較寬，右岸岸坡較陡，左岸相對平緩，河底多處基巖裸露，巖層比較完整，左岸覆蓋層較厚。根據(jù)比較可以看出，上下壩址地質(zhì)條件相差不大，上壩址方案雖然隧洞長度增加了1.37km，但壩的高度比下壩低10m，上壩的壩頂長度和壩高都要比下壩要小，上壩方案土建投資比下壩方案投資省203萬元，在其他條件相差不大的情況下，上壩方案優(yōu)于下壩方案，故選上壩線作為推薦方案。1.5.2.2工程總體布置沙灘水電站主要由兩個(gè)水庫、一條引水隧洞、一條發(fā)電隧洞、發(fā)電廠房和升壓站組成，為混合式水電站，是一個(gè)以發(fā)電為主的水電樞紐工程。樞紐工程的主要建筑物有大桂沖主壩、石川沖引水壩、引水隧洞、發(fā)電隧洞、壓力鋼管、發(fā)電廠房及升壓站等。大桂沖主壩位于大桂沖上，在咸菜兒村下游約150m處；石川沖引水壩位于石川沖上，壩址位于高坪村上游約300m處，引水隧洞進(jìn)口位于引水壩前50多米處，引水隧洞出口位于大桂沖主壩上游約800m處。發(fā)電廠房位于大桂沖右岸，在沙灘村下游約300m處，通過發(fā)電隧洞引水發(fā)電。1.5.3擋水建筑物為減少庫區(qū)移民搬遷及庫區(qū)淹沒，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，本工程兩水庫大壩均推薦采用重力式閘壩。1.5.3.1石川沖引水壩壩型采用重力漿砌石閘壩，壩軸線長107.07m，由左右岸非溢流壩段和河床中間溢流壩段組成，非溢流壩段右岸長35.51m，左岸長35.56m，溢流壩段長36m。非溢流壩頂高程為210.00m，防浪墻高程211.00m，最大壩高41.0m，上游壩坡為1:0.2，上游折坡點(diǎn)高程為182.00m，壩下游壩坡為1:0.75，下游折坡點(diǎn)高程為199.26m。壩頂寬8.0m。溢流壩設(shè)三個(gè)開敞溢流孔，閘孔尺寸為9×6.8×3（孔寬×孔高×孔數(shù)），中墩厚2.5m，邊墩厚2.0m，溢流堰頂高程210.50m，堰頂設(shè)工作橋，橋面寬3.0m。大壩采用挑流消能。1.5.3.2大桂沖主壩壩型采用重力漿砌石閘壩，壩軸線長121.0m，由左右岸非溢流壩段和河床中間溢流壩段組成，非溢流壩段右岸長39.0m，左岸長43.0m，溢流壩段長39.0m。非溢流壩頂高程為207.00m，防浪墻高程208.00m，最大壩高48.0m，上游壩坡為1:0.2，上游折坡點(diǎn)高程為174.00m，壩下游壩坡為1:0.75，下游折坡點(diǎn)高程為193.44m。壩頂寬10.0m。溢流壩設(shè)三個(gè)開敞溢流孔，閘孔尺寸為10×7.0×3（孔寬×孔高×孔數(shù)），中墩厚2.5m，邊墩厚2.0m，溢流堰頂高程198.20m，堰頂設(shè)工作橋，橋面寬3.0m。大壩采用挑流消能。1.5.4引水建筑物本工程引水建筑物包括引水隧洞工程和發(fā)電隧洞工程兩部分。石川沖水庫的水由引水隧洞引入大桂沖水庫，然后經(jīng)過發(fā)電隧洞將大桂沖水庫的水引至下游發(fā)電站廠房發(fā)電，設(shè)計(jì)引水流量分別為＝8.0m3/s和＝17.44m3/s。1.5.4.1引水隧洞引水隧洞總長3277m，為低壓引水隧洞,采用圓形斷面，內(nèi)徑3.0m。隧洞進(jìn)口底高程192.0m，比降i＝0.0006，隧洞出口位于大桂沖水庫主壩上游右岸，底板高程190.00m。隧洞進(jìn)出口50m洞段及Ⅲ～Ⅴ類圍巖采用Ⅰ型斷面即采用C20混凝土襯砌，襯砌厚為0.3m，Ⅰ、Ⅱ類圍巖采用Ⅱ型斷面即采用C20噴砼襯砌防護(hù)。1.5.4.2發(fā)電隧洞由進(jìn)水口、隧洞洞身、調(diào)壓井、壓力鋼管組成。1、進(jìn)水口發(fā)電隧洞進(jìn)水口型式采用岸塔式，底板高程189.00m。由于工作水頭低，采用淺孔式進(jìn)水口。設(shè)計(jì)引水流量為Q設(shè)=17.44m3/s。進(jìn)水口閘孔尺寸為4.0m×4.0m。2、隧洞隧洞總長3426m，為低壓引水隧洞,采用圓形斷面，內(nèi)徑4.0m。隧洞采用“上平段+豎井+下平段”方案布置縱斷面。隧洞進(jìn)水塔后為隧洞上平段，長3268m，比降i＝0.002。上平段末端為調(diào)壓井，調(diào)壓井底部開挖豎井與下平段連接，豎井深64.704m。下平段長123m，與壓力鋼管段連接，比降i＝0，隧洞中心高程118.5m。隧洞進(jìn)出口50m洞段及Ⅲ～Ⅴ類圍巖采用Ⅰ型斷面即采用C20混凝土襯砌，混凝土襯砌厚為0.3m，Ⅰ、Ⅱ類圍巖采用Ⅱ型斷面即采用C20噴砼襯砌防護(hù)。3、調(diào)壓井調(diào)壓井為圓筒式調(diào)壓井，位于隧洞3+268.296樁處，內(nèi)徑8.0m，底板面高程180.35m，頂部高程216.1m，采用C25鋼筋混凝土襯砌。4、壓力鋼管隧洞末端至水輪機(jī)碟閥為壓力鋼管，采用16MnR制作，主管內(nèi)徑2.5m，壁厚12mm；支管內(nèi)徑1.5m，壁厚12mm；岔管為卜形，轉(zhuǎn)角55°，壁厚18mm，外包C20混凝土，采用M7.5漿砌石鎮(zhèn)墩；主管長44.0m，左支管長14.175m，右支管長7.5m。壓力鋼管中心高程118.5m。1.5.5發(fā)電廠房及升壓站發(fā)電廠房及升壓站布置在大桂沖右岸，位于沙灘村下游約300m處。電站廠房為引水式地面廠房，主要由主、副廠房和升壓站組成。主廠房由主機(jī)間和安裝間構(gòu)成，安裝間在主機(jī)間下游端。主廠房為地面一層和地下二層結(jié)構(gòu)，自下而上為蝶閥層、水輪機(jī)層、發(fā)電機(jī)層。主廠房平面尺寸（長×寬）為31.0m×12.50m，地面高程為125.90m，其基礎(chǔ)置于強(qiáng)風(fēng)化巖層上。副廠房為地面一層和地下一層結(jié)構(gòu)，平面尺寸（長×寬）為31.0m×7.6m。開關(guān)站布置于廠房下游側(cè)約28m的空地上，平面尺寸（長×寬）為26.5m×18.0m，地面高程為130.0m。1.6水力機(jī)械、電氣、金屬結(jié)構(gòu)1.6.1水力機(jī)械根據(jù)電站的水頭變化范圍及單機(jī)容量，適用的水輪機(jī)型式有斜流式和混流式。由于斜流式不太普遍，故本電站采用混流式水輪機(jī)。本次設(shè)計(jì)初步擬定兩種水輪機(jī)的機(jī)型進(jìn)行比較，選定本電站水輪機(jī)的機(jī)型為HLA696型。本電站裝機(jī)初擬裝機(jī)2臺(tái)6300kW和3臺(tái)4000kW進(jìn)行比較，比較結(jié)果推薦2臺(tái)機(jī)組方案。推薦機(jī)組水輪機(jī)型號為HLA696-LJ-110，配套發(fā)電機(jī)型號為SF6300-10/2600，調(diào)速器型號為HFBWT－3000。主廠房吊車選用一臺(tái)起重容量為30/5t的QD型電動(dòng)雙梁橋式起重機(jī)。1.6.2電氣本電站擬作為西電東送項(xiàng)目之一，考慮南方電網(wǎng)對電力的大量需求，現(xiàn)階段以送電至廣東為主，建成后的電力主要輸送至廣東開封。電站設(shè)35kV等級出線一回，送電線路總長12km，接至新建電站（建設(shè)中），從而把電力送入系統(tǒng)。根據(jù)電力系統(tǒng)資料及本電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用及其運(yùn)行方式，電氣主接線采用兩機(jī)一變擴(kuò)大單元接線和單機(jī)單變單元接線兩個(gè)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。本次設(shè)計(jì)選用費(fèi)用相對較低、安全可靠、布置簡單、占地面積較小的方案二為本電站的主結(jié)線方案即兩機(jī)一變擴(kuò)大單元接線方案。主變壓器選用1臺(tái)，其型號為SF9-16000/35。1.6.3金屬結(jié)構(gòu)電站兩座大壩均為閘壩，大桂沖主壩和石川沖引水壩工作閘門均采用露頂式鋼平板定輪閘門，閘門數(shù)均為3扇，孔口尺寸寬×高分別為10.0×7.0m和9.0×6.8m，底坎高程分別為198.2m和201.5m，各選用3臺(tái)固定式QPQ2×250kN啟閉機(jī)。各工作閘門前均設(shè)檢修門槽，由于各壩閘門孔口寬度相同，故各壩僅設(shè)一扇共用檢修閘門，配1臺(tái)移動(dòng)式2×160kN啟閉機(jī)，供3個(gè)工作閘門檢修用。電站布置有2條隧洞，在各隧洞進(jìn)水口分別設(shè)攔污柵、檢修閘門和事故閘門各1扇。石川引水隧洞進(jìn)水口事故閘門采用膠木滑道鋼平板閘門，進(jìn)水口孔口尺寸（寬×高）為3.0×3.0m，底坎高程192.0m，選用QPQ2×250kN固定式啟閉機(jī)。發(fā)電隧洞進(jìn)水口事故閘門也采用膠木滑道鋼平板閘門，進(jìn)水口孔口尺寸（寬×高）為4.0×4.0m，底坎高程189.0m，選用QPK2×250kN固定式啟閉機(jī)。電站安裝2臺(tái)混流式水輪機(jī)，尾水檢修閘門采用鑄鐵滑道鋼平板閘門，2臺(tái)機(jī)組共用尾水檢修閘門1扇，孔口尺寸寬×高為3.0×1.5m，底坎高程115.377m，選用2×160kN移動(dòng)式啟閉機(jī)1臺(tái)（QPQ2×160kN+行車）。隧洞末端至水輪機(jī)碟閥為壓力鋼管，采用16MnR制作，主管內(nèi)徑2.5m，壁厚12mm，主管長44.0m。1.7消防1.7.1總體設(shè)計(jì)方案對廠房和機(jī)電設(shè)備，特別是電氣設(shè)備的防火，主要采取隔離、設(shè)置阻燃材料和配置足夠的滅火裝置等措施。在規(guī)范允許的情況下，根據(jù)水電站水源豐富的特點(diǎn)，同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)性和可靠性，對主要生產(chǎn)場所和主要設(shè)備采用消火栓滅火；同時(shí)考慮到電氣設(shè)備布置面廣和防護(hù)對象寬的特點(diǎn)，除設(shè)置給水滅火系統(tǒng)外，還配置一定數(shù)量的手提式滅火器，并在滅火器的選擇上考慮滅火時(shí)不導(dǎo)電和不爆炸，滅火后不造成任何污染和電氣設(shè)備性能的改變等因素。1.7.2消防設(shè)計(jì)根據(jù)工程的具體情況和特點(diǎn)，依照有關(guān)規(guī)程規(guī)范，對廠區(qū)內(nèi)各主要生產(chǎn)場所進(jìn)行火災(zāi)危險(xiǎn)性分類和耐火等級劃分，根據(jù)各房間的功能及設(shè)備特點(diǎn)，采用相適應(yīng)的防火措施。電站主廠房采用機(jī)械與自然通風(fēng)相結(jié)合的方式。在有易燃易爆設(shè)備的房間，設(shè)置單獨(dú)的通風(fēng)系統(tǒng)，排煙措施結(jié)合通風(fēng)系統(tǒng)一并考慮。1.8施工組織設(shè)計(jì)1.8.1施工條件電站廠址距沙頭鎮(zhèn)約25km，距梧州市約91km。沙頭鎮(zhèn)至本電站下游梯級電站新建電站（建設(shè)中）也已有公路連通。工程建設(shè)所需設(shè)備及主要建筑材料，如水泥、鋼材、汽油、柴油等可在梧州市或沙頭鎮(zhèn)及沿途鄉(xiāng)鎮(zhèn)采購。所需塊石、碎石在壩址上下游附近、廠址下游開采，并充分利用進(jìn)出口段隧洞開挖及廠房基礎(chǔ)開挖中選取。施工用河砂需從沙頭鎮(zhèn)附近砂場購買，經(jīng)臨時(shí)施工公路運(yùn)輸?shù)绞┕龅兀瑸榻档统杀敬蟛糠钟蒙翱蓮乃矶撮_挖的巖石中或附近石場選取加工成人工砂。壩址、廠房、隧洞進(jìn)出口施工電源從附近鄉(xiāng)村接到施工場地，可以解決工程施工用電。隧洞施工支洞所需電源大部分要自備柴油機(jī)發(fā)電。1.8.2施工導(dǎo)流本工程主要建筑物布置分散，相互間的施工干擾較小。由于交通不便，施工機(jī)械化程度不高。大壩壩體工程量不大，要求在枯水期內(nèi)搶出水面。發(fā)電廠房布置在岸坡臺(tái)地上受洪水影響小，工程量不大，可在枯水期完成水下部分施工。引水隧洞進(jìn)出口高程較高，施工不受洪水影響，故本工程具備常年施工的條件。但隧洞工程量大，洞線較長，給排煙、通風(fēng)、出碴帶來一定難度。根據(jù)工程布置及以上特點(diǎn)，攔河壩水下部分安排一個(gè)枯水期完成，即采用枯水期導(dǎo)流方式，就可以全年施工。分兩段、兩期圍堰施工法導(dǎo)流，即一期左或右岸壩段分別圍水施工，二期圍水施工剩余壩段，利用一期已建左或右岸壩段內(nèi)預(yù)留的導(dǎo)流孔導(dǎo)流。攔河壩導(dǎo)流時(shí)段選擇10月中旬至次年3月中旬共5個(gè)月時(shí)間，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇洪水。發(fā)電廠房施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)與壩導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)相同。導(dǎo)流圍堰采用枯水期五年一遇洪水流量。五年一遇施工洪水流量為：石川沖引水壩址（P＝20％）82.0m3/s，大桂沖主壩壩址（P＝20％）93.0m3/s，發(fā)電廠房（P＝20％）93.0m3/s。根據(jù)地形條件、大壩布置情況，縱向圍堰按一、二期共用考慮，采用漿砌石圍堰。一、二期上下游圍堰采用不過水土石圍堰結(jié)構(gòu)。1.8.3主體工程施工（1）土石方開挖及填筑工程工程建筑物布置相對分散，棄碴料堆放分三處，設(shè)置三個(gè)棄碴場：第一個(gè)布置于主壩下游左岸約200m河灘地，堆放攔河主壩、引水系統(tǒng)工程棄碴；第二個(gè)布置于引水壩下游約150m河灘地，堆放引水壩、引水系統(tǒng)工程棄碴，第三個(gè)布置于廠房下游約100m河灘地，堆放廠房、引水系統(tǒng)工程棄碴。攔河壩、進(jìn)水口、廠房石方開挖采用壓風(fēng)機(jī)鉆孔，雷管炸藥爆破；土方采用挖掘機(jī)開挖，少量需人工開挖，自卸汽車運(yùn)輸。隧洞開挖采用氣腿鉆鉆孔，光面爆破，由小型后驅(qū)動(dòng)車運(yùn)碴。（2）漿砌塊石工程漿砌塊石工程主要集中于攔河壩，其余進(jìn)水口、調(diào)壓井有少量，采用拌和機(jī)拌漿，人工砌筑，可保證砌石質(zhì)量。（3）混凝土及鋼筋混凝土工程主要建筑物均有數(shù)量不等的混凝土工作量?；炷敛捎貌迦胧秸饎?dòng)器震搗。施工中應(yīng)特別注意混凝土的震搗，以保證混凝土壩體的密實(shí)性。為了保證壩體的整體性，新老混凝土的施工縫必須根據(jù)實(shí)際情況采用刷毛、鑿毛、風(fēng)鎬打毛或砂槍沖毛。1.8.4施工總進(jìn)度根據(jù)業(yè)主要求及本工程實(shí)際情況，施工總工期定為18個(gè)月。根據(jù)施工組織安排，第一年9月份為施工準(zhǔn)備工期，主要修建場內(nèi)公路，風(fēng)、水，電等通訊設(shè)施，完成施工工廠設(shè)施及辦公生活福利設(shè)施的興建。主體工程在第一年10月中旬全線開工，至第三年3月份完工，第三年4月份完成掃尾工程，4月底正式投產(chǎn)發(fā)電，總工期為18個(gè)月（一年半）。（1）大壩工程大桂沖主壩和石川沖引水壩開挖及砌筑澆筑工程量均較大，因此大桂沖主壩總工期安排為14個(gè)月，即第一年10至第二年11月份；石川沖引水壩總工期安排為13個(gè)月，即第一年10至第二年10月份。（2）引水系統(tǒng)工程發(fā)電隧洞：本引水系統(tǒng)工程包括進(jìn)水口、洞身段、調(diào)壓井及高壓管道工程，安排工期為第一年10月份至第三年3月份共18個(gè)月。引水隧洞：引水系統(tǒng)工程包括進(jìn)水口、洞身段，安排工期為第一年10月份至第三年3月份共18個(gè)月。（3）發(fā)電廠房及尾水工程發(fā)電廠房及尾水工程安排在第二年11月完成主要土建工程施工，12月～第三年2月進(jìn)行機(jī)組安裝及機(jī)組調(diào)試，4月正式發(fā)電。1.9水庫淹沒處理及工程永久占地1.9.1水庫淹沒根據(jù)電力部《水電工程水庫淹沒處理規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》DL/T5064—1996規(guī)定，淹沒區(qū)淹沒范圍及標(biāo)準(zhǔn)：庫區(qū)耕地按5年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)賠償，且土地征用線應(yīng)高于正常水位0.5m；淹沒對象為林地的應(yīng)高于正常水位0.5m；移民搬遷按20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)且高于正常水位1.0m執(zhí)行。1.9.1.1水庫淹沒及主要實(shí)物指標(biāo)經(jīng)實(shí)地調(diào)查測量，沙灘電站兩水庫淹沒影響范圍涉及石川、水蕨洲村、濕便凹、紅珠滿、割蛇、車田頭等7個(gè)村屯，共有54人需遷移，淹沒房屋1495㎡，征用耕地107畝（其中：水田97畝、旱地10畝）、林地107.5畝，淹沒小橋7座，村路7.2km，香蕉20株，果樹33株，竹子57000株。1.9.1.2移民安置沙灘水電站庫區(qū)淹沒人數(shù)不多，部分只淹耕地，房屋不淹，居住分散，農(nóng)民生活來源主要靠林業(yè)、毛竹、藥材等，這些資源均未被破壞，只是局部受到影響，同時(shí)農(nóng)民習(xí)慣了當(dāng)?shù)氐纳顥l件和生活習(xí)慣，異地安置將帶來一定的不便，位置選擇也較困難，故本階段初步考慮就地后靠安置規(guī)劃方案，不進(jìn)行移民遷建，擬采取一次性補(bǔ)償辦法。1.9.1.3補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)及費(fèi)用本工程占地補(bǔ)償安置標(biāo)準(zhǔn)參照廣西壯族自治區(qū)發(fā)展和改革委員會(huì)、國土資源廳、林業(yè)局、統(tǒng)計(jì)局聯(lián)合發(fā)布的“桂發(fā)改法規(guī)［2005］190號”文件《關(guān)于公布〈廣西壯族自治區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施重大項(xiàng)目建設(shè)用地被征用土地年均產(chǎn)值基數(shù)標(biāo)準(zhǔn)和拆遷補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)〉的通知》、2001年7月廣西壯族自治區(qū)人大常委會(huì)公告（九屆第37號）《廣西壯族自治區(qū)實(shí)施〈中華人民共和國土地管理法〉辦法》等有關(guān)文件規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。本工程庫區(qū)淹沒補(bǔ)償總投資為778.08萬元。1.9.2工程永久占地工程永久占地主要包括大壩占地、廠房占地、開關(guān)站占地、施工及進(jìn)廠道路占地、生活管理房占地等。為了確保廠區(qū)生產(chǎn)和生活安全，做好工程管理范圍內(nèi)的山坡穩(wěn)定和綠化工作，共需永久占地31.2畝，其中林地15.1畝，荒坡地16.1畝。工程永久占地的征地補(bǔ)償也按庫區(qū)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。本工程占地補(bǔ)償投資為23.40萬元。1.10環(huán)境保護(hù)和水土保持1.10.1環(huán)境保護(hù)沙灘水電站工程是一個(gè)以發(fā)電為主的水電樞紐工程，電站的興建對環(huán)境的影響有利有弊，電站的興建將促進(jìn)所在地社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。清潔、廉價(jià)的電能將給所在地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新的活力，開發(fā)利用水力資源，節(jié)約了礦物能源的消耗。工程興建的不利影響主要表現(xiàn)在工程占用土地帶來土池資源的減少及工程開挖、采石可能產(chǎn)生的水土流失，但該工程占用土地面積小，因此產(chǎn)生的不利影響較小。只要采取防、治、管相結(jié)合的對策措施，不利影響可以得到減緩，并控制在最少范圍內(nèi)。從總體上來看，興建本電站工程，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是比較顯著的，工程建設(shè)對環(huán)境的不利影響可以通過采取保護(hù)措施加以防范和減免，而且這些影響隨著施工的結(jié)束而消失。從保護(hù)生態(tài)環(huán)境角度看，工程興建是可行的。1.10.2水土保持沙灘水電站工程項(xiàng)目建設(shè)區(qū)主要分布在東安江的支流大桂沖和石川沖上，流域內(nèi)大部分為林區(qū)、林木茂盛，森林覆蓋率達(dá)85%，水土流失少，水土保持狀況良好。本電站工程的建設(shè)對所在區(qū)域水土流失的影響主要是工程施工引起的。水土保持的工程措施：在主體工程設(shè)計(jì)中采取擋土墻、護(hù)坡工程或種植草皮，高邊坡增設(shè)排水溝等，建成后基本上不會(huì)發(fā)生水土流失；施工中邊坡開挖和填筑可能造成滑坡和崩塌，必須建設(shè)防護(hù)墻，同時(shí)加強(qiáng)施工管理依靠和水土保持防范意識，防止施工造成滑坡崩塌及暴雨對壩基、路基的沖刷。植物措施：在廠房和壩肩周圍恢復(fù)原來面貌，植樹種草，進(jìn)行綠化。根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)范計(jì)算本工程增列新增水土保持專項(xiàng)靜態(tài)總投資為66.22萬元。1.11工程管理本電站屬企業(yè)性質(zhì)，實(shí)行站長負(fù)責(zé)制，設(shè)站長一人，副站長一人，均由業(yè)主任命或聘任，站長依法對水電站進(jìn)行管理。按照水利部頒發(fā)《水利水電管理單位編制定員試行標(biāo)準(zhǔn)》（SLJ705-81），參考同類工程并結(jié)合本工程實(shí)際情