第三章 工程设计

知识类型: 析出资源
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内容出处: 《白溪水庫志》 图书
唯一号: 113020020240000018
颗粒名称: 第三章 工程设计
分类号: F282
页数: 36
页码: 34-69
摘要: 白溪水库的兴建经过严格的法定程序,工程设计由华东院承担,并不断优化设计方案,高质量完成。
关键词: 白溪水库 工程设计 法定程序

内容

白溪水库的兴建,从可行性研究到立项批准,均严格按法定程序进行,工程设计由华东院承担,该院组成了强有力的班子,精心设计,并不断优化设计方案,高质量地完成了设计工作。
  第一节 设计过程
  一、可行性研究阶段
  1988年冬,宁波市政府同意将白溪水库作为储备项目进行前期工作研究,并拨款45万元,宁海县政府出资10万元,由宁海县水利局与华东院签订了《宁海白溪、沙地水库可行性研究阶段勘测设计委托合同》。
  1989年10月,华东院提交了《白溪水库选坝综合报告》,对大官山和江家两个坝址进行比较:大官山和江家两个比较坝址均适于修建100m以上的高土石坝。江家坝址位于河弯处,两岸山体较单薄,左岸尤甚,河谷底宽及冲积层厚度均大于大官山坝址,河床覆盖层深达30m余,且两岸岩性不均一,断裂构造较发育,坝基有规模较大的顺河断层通过,岩体完整性较差;江家坝址淹没损失大,移民将达2000余人,耕地茶园共千余亩,移民安置较困难,工程总投资较大;水库库容较大。江家坝址河谷较宽,地形适于布置泄水建筑物。大官山坝址位于白溪中游的白溪村上游约2.5km的大官山峡谷地段,峡谷长约700m,河谷狭窄,河道顺直,两岸山体雄厚,地形基本对称,基岩裸露,岩性坚硬均一,岩体完整性好,河床覆盖层一般厚为20m左右,工程地质条件明显优于江家坝址;移民人数少,仅迁移72人,淹没耕地155亩,移民安置工程总投资较小,水库库容较江家坝址稍小;大官山坝址岸坡较陡,溢洪道开挖量大,但可结合供给坝体填筑用料。两坝址单项工程投资相差不多,通过比较建议选用大官山为坝址。1989年11月,市计委委托市水利局主持召开白溪水库选坝会议,同意华东院推荐的大官山坝址作为白溪水库优选坝址;当月29日,市计委以【甬计建】267号文批复,同意大官山为白溪水库坝址。
  1990年7月,《白溪水库环境评价工作大纲》由华东院编制完成。7月6—7日,在宁海召开评审会议。经10名专家审查,一致认为:评价工作大纲内容全面,有一定深度,基本符合水利工程环保工作大纲编制要求。
  1990年8月,县人民政府向水利部上报了要求兴建白溪水库、沙地水库的汇报材料。1990年8月20日,市水利局137号文,《关于要求将我市白溪水库列入“八·五”计划的报告》上报水利部。省人民政府办公厅[1990]115号文,向水利部呈送了《浙江省“八·五”水利建设规划》,要求将白溪水库列入水利部补助兴建项目。
  1990年,县水利局委托华东院进行白溪流域水利水电梯级开发规划和白溪引水工程选线工作。10月,华东院组织了白溪流域的现场查勘,对流域内水利枢纽进行了全面复查,重新进行了规划。1991年12月,华东院提交了《浙江省宁海县白溪流域水利水电梯级开发规划报告》。
  1992年1月9—10日,市水利局受市计委的委托,邀请华东院、太湖流域管理局、省水利厅、省水利水电规划设计院、市水利局、县水利局等单位的29名专家在宁海召开《白溪流域水利水电梯级开发规划报告》审查会议。会议期间成立了评审小组,会议基本同意该报告,认为规划成果已达到开发的要求,同意规划报告推荐白溪水库作为白溪流域开发第一期工程。
  1992年4月5—6日,市计委在宁海召开《白溪水库环境影响报告书》预审会,会议由水利部水利水电规划设计总院主持,有水利部水资源司、太湖流域管理局、省水利厅、省环保局、华东院、市政府、市建行、市水利局等19个单位的有关领导、专家参加。与会人员踏勘了坝址现场,对报告书进行了评价和补充。认为“白溪水库具有防洪、供水、灌溉、发电等综合功能,工程社会效益巨大”。该报告书较好地完成了《白溪水库环境评价工作大纲》提出的各项要求和浙江省环保局对工作大纲的批复意见。
  1992年4月8—13日,市人民政府委托市计委在宁海召开《白溪水库可行性研究报告》预审会。水利部水资源司、太湖流域管理局、水利水电规划设计总院、华东院、省水利厅、市财税局、市水利局,县委、县人大、县政府、县政协及有关部门的领导、专家和代表,市人大、市政府的领导同志出席了会议。会议听取了华东院关于白溪水库可行性研究报告及引水工程选线报告的汇报,查勘了工程现场并进行了认真的讨论研究,认为白溪水库工程可行性研究报告主要成果满足本阶段深度要求,基本同意该报告。
  1992年7月8日,水利部对《浙江省宁海县白溪水库环境影响报告书》提出三点预审意见,向国家环保局发了52号《关于审批浙江省宁海县白溪水库环境影响报告书函》。
  1992年8月,国家环保局以《关于浙江省宁海县白溪水库环境影响报告书审批意见的复函》(环监[1992]267号文),批准了环境影响报告。
  1992年8月,市计委甬计建[1992]074号文,向国家计委上报了《白溪水库项目建议书》,要求立项。
  二、白溪水库初步设计阶段
  1992年市人民政府出资650万元,委托华东院进行白溪水库的初步设计,并于当年12月与华东院签约,明确于1994年11月底,提交初步设计成果。
  1994年12月,华东院提交白溪水库初步设计报告。
  1995年9月,水利部水规总院会同市计委主持白溪水库初步设计审查,并以水规设[1995]7号文,正式批复初设报告通过审查。
  1995年11月,国家计委以计农经[1995]1989号《国家计委关于审批宁波市白溪水库项目建议书的请示》向国务院呈报,1995年12月7日,国家计委以计农经[1995]2190号文《印发<国家计委关于审批宁波市白溪水库项目建议书的请示>的通知》,通知白溪水库业经国务院批准同意,白溪水库工程正式立项。
  1997年12月,经国务院审批和国家计委批复以计农经[1997]2620号文《印发<国家计委关于审批宁波市白溪水库工程可行性研究报告的请示〉的通知》,白溪水库工程可行性研究报告获得通过。
  1998年3月,市计委以甬计投[1998]93号文《关于白溪水库初步设计的批复》,审批通过白溪水库初步设计报告。
  1998年5月,经国务院审批和国家计委批复以计农经[1999]850号文《国家发展计划委员会关于下达1998年(国务院批准的)第二批基本建设新开工大中型项目计划的通知》,正式将白溪水库列入1998年第二批基本建设新开工大中型项目计划。
  第二节 工程勘测
  白溪水库工程勘测工作由华东院承担,勘测工作始于1989年4月,止于1998年3月。一、规划阶段地质勘察
  1989年4—5月,华东院第四地质勘测工程公司对白溪水库工程进行了规划选坝阶段的工程地质勘察工作,并提出了《浙江省宁海县白溪、沙地水库规划选坝阶段工程地质勘察报告》。1989年9—12月,完成了可行性研究阶段大官山坝址的地质勘察工作。接着,对该工程又进行了可行性研究阶段的工程地质勘察工作。1992年4月,提出了《浙江省白溪水库可行性研究阶段工程地质勘察报告》。
  二、初步设计阶段勘察
  1993年4月—1994年3月,1994年7—11月,进行白溪水库工程初步设计阶段工程地质勘察工作,并提出了《浙江省宁海县白溪水库初步设计阶段工程地质勘察报告》。
  初步设计阶段,华东院地质勘测四队结合坝型对大官山坝址区进行初步设计阶段的地质勘察,并委托水电部交通部南京水利科学研究院和华东院地质勘测二队分别进行坝基砂卵石覆盖层大三轴试验及现场承载试验。
  华东院测量队于1996年2月8日进驻白溪水库工地,开展坝址和施工场地1/500和1/1000地形测图。3月底完成招标设计阶段的主要地质勘察外业工作,1996年4月底,完成了招标设计阶段的工程地质勘察。
  三、料场勘测
  1989年3月,华东院对白溪水库坝址上游5~6km的岩头罗、山洋土料场和坝址右岸下游分水岭部位的王爱土料场,以及坝址下游3~10km范围河段上的白溪(2)、白溪(1)、江家、大娄、兆岸、西山下、渡头、高坦等9个砂砾料场进行了初查勘探,分布于坝址左右岸0.5km范围的叶岙、白溪两个石料场进行了普查。
  (一)土料
  岩头罗料场位于坝址左岸上游岩头罗村东侧近东西向拢岗山脊的南坡,距坝址5.0km,有公路直达,分布面积37560㎡,料场地面高程423~447m,场内冲沟切割较深,地形起伏较大,高差24m左右。土层系凝灰岩风化而成的残坡积层,岩性以粘土为主,局部夹透镜体状壤土,土层呈棕黄、黄褐色,厚度自东向西、自北向南逐渐增厚,一般厚度1.2~5.Om。储量为23万m3。
  山洋料场位于坝址左岸上游6.0km的山洋村东南侧的低丘地带,亦有公路直达坝址,料场地形呈馒头状,料场地面高程346~378m,地形坡角10~20°,分布面积43960㎡,料场范围内有茶林分布。土层为凝灰岩风化残积土,主要为黄褐、棕黄色粘土夹风化碎(块)石,碎石含量约10%~15%,土层厚度2.60~4.80m,储量为25万m3。
  这两个料场运距近,质量好,土料渗透系数、有机质含量、水溶盐含量、天然含水量等技术指标均符合规范值要求,粘粒含量、塑性指数、PH值等指标略超过规范值要求,在质和量上都能满足白溪水库建设的需求。
  (二)砂砾料
  砂砾料分布在枢纽区下游白溪河两侧3~10km的范围内,均为现代河流冲积而成的河漫滩,洪水期一般被淹没,料场呈半月形或条带形,地形平坦,无植被,交通便利,有公路直达料场。勘探的砂砾料混合储量754万m3,主要技术指标符合规范要求,但砂料含量少,含泥量偏高,砂料中岩屑含量高,建议以西山下、渡头和高坦为主料场,其他料场为备用料场。
  (三)石料
  枢纽区系块状玻屑晶屑凝灰岩和玻屑晶屑熔结凝灰岩分布区,覆盖层稀薄,基岩裸露,考虑到交通、开采条件,可行性研究阶段选择了叶岙、白溪两个石料场。两个料场天然露头多,道路开挖岩质边坡长度大,地质条件比较清楚,仅在地面测绘的基础上,布置了少量的槽坑探工作。
  叶岙料场位于坝址左岸上游附近的公路旁,距坝址0.5km,山体雄厚,山脊高程在200m以上,相对高差40~90m,地形坡角30~40°,覆盖层稀薄,基岩风化浅,全风化仅沿断层分布,强风化厚0.5~1.Om,北端受区域断裂构造影响有所加深,其余皆为弱、微风化岩石。节理平均间距1.0~1.5m一条。
  白溪料场位于坝址右岸下游白溪村北侧,距坝址0.75km,料场山脊高程200~270m,坡角35~40°,高程130m以下残坡积层厚1.5~5.0m,最大厚度大于10m,高程130m以上基岩裸露,覆盖层零星分布。基岩岩性同叶岙料场,全、强风化层厚仅0.5~1.0m。
  两料场储量均大于2000万m3。两料场的弱、微风化岩石湿抗压强度可达97~152Mpa,软化系数0.72~0.94,容重25.31~26.19N/m3。因此,叶岙、白溪两个料场均系块状坚硬的熔结凝灰岩,风化浅,覆盖层薄,储量丰富,质量能满足规范要求。
  此外,1997年3—6月,华东院还对左岸残坡积层进行了现场补充试验。
  四、地质勘测工作量
  华东院工程地质勘察工作量见表3-2-1。第三节 枢纽布置
  白溪水库枢纽布置,主要是可行性研究阶段的研究成果。
  一、重要指数选择
  (一)工程设计规模
  水库正常蓄水位170m,总库容1.684亿m3,为不完全多年调节水库。初步设计预审意见“同意按固定流量向宁波市供水的方式,供水流量为5.5m3/s,年供水量1.73亿m3(保证率94%)。”水库运行依据这一供水规模设计。
  根据市水利局要求,可研阶段洪水调度设计标准为:当洪水流量2230m3/s(P=5%)时,下泄流量不大于1860m3/s。可行性研究报告预审意见第四条第3款“同意白溪水库下游河道整治相结合,将下游河道的防洪标准由5年一遇提高至20年一遇。为了减少河道的防洪工程量,根据白溪洪水尖瘦,水库库面较大的特点,下阶段研究适当降低下游河道防洪控制流量(建议由1860m3/s降为1340m3/s,相当于坝址5年一遇流量)。”根据这一意见,初步设计阶段再次调整水库调度设计,当来水流量为2230m3/s时,控制下泄流量1340m3/s,下游3.0万亩耕地约6.0万人口免遭洪水之灾。初步设计预审意见同意设计成果;统一正常蓄水位为170m,20年一遇防洪高水位173.5m。
  “可研阶段推荐的装机容量为2.5万kW,日发电4~5h,反调节池的容积为50万m3。由于反调节池容积较大,在枢纽区难以找到合适的位置设置,为此需在九顷塘修建反调节池。这个方案不仅增加投资,还给输水工程设计与施工增加很大困难。因此,市水利局致函华东院(甬水工[1993]28号文),建议初步设计,每日发电小时延至10~14h,相应调整电站装机容量。经方案比较,确定电站装机容量为1.8万kW,年平均发电量4380万kW·h,其电量全部由宁海县吸收,电站在系统中担任腰荷和部分峰荷。初步设计审查意见是:“基本同意装机容量为1.8万kW。”
  水库的灌溉面积为2.0万亩,保证率P=85%时,灌溉范围为白溪(现并入岔路镇)、岔路、前童、竹林(现并入前童镇)四个乡。灌溉引用流量1.5m3/s,年灌溉水量0.13亿m3。
  (二)工程设计等级及建筑物级别
  白溪水库总库容1.684亿m3,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)规定,本枢纽属Ⅱ等工程。
  工程枢纽由拦河坝、溢洪道、发电引水隧洞(兼供水、放空)、主副厂房、供水消能室下游反调节池建筑物、供水隧洞进水口等建筑物组成。其中,拦河坝、溢洪道、引水隧洞进水口、下游反调节池均为二级建筑物;水电站厂房、补充供水消能室为三级建筑物。
  (三)主要建筑物洪水标准
  白溪水库根据各建筑物的级别及功能确定洪水标准,白溪水库主要建筑物的洪水标准见表3-3-1。
  (四)设计洪水计算成果
  初步设计阶段洪水计算采用1957—1992年水文系列资料,蓄水安全鉴定设计自检报告将水文资料延长至1998年,共42年系列。洪水复核采用流量法计算,以地区综合法检验成果合理性。复核后的洪水成果与初步设计成果接近,洪量略小于初步设计成果,洪峰流量略大于初步设计成果,超过的幅度很小。因此,采用原初步设计成果是可行的。
  蓄水安全鉴定报告第3.2.2条的结论是“经频率法计算的各频率洪峰流量和一日洪量均与初步设计阶段的相应洪水相差较小,选用初步成果是安全的。
  “地区综合法用年最大值法统计洪家塔邻近站洪峰、1日洪量、加入调查洪水成果后进行计算。其洪水成果与初步设计成果接近。不同频率洪量皆小于初步设计成果,但1%频率洪峰流量大于2.7%,0.05%频率洪峰流量大于1.1%,由于以上洪峰流量超过初步设计成果的幅度不大,洪量又略小于初步设计成果,因此,初步设计成果也是可行的。
  “为慎重起见,按本次复核洪水重新进行调洪计算,结果水库设计洪水位174.47m,校核洪水位176.31m,与原初步设计成果基本一致,不影响大坝防洪安全。”
  白溪水库洪水及分期洪水计算成果见表3.3.2和表3.3.3。(五)正常蓄水位选择
  1989年白溪水库选坝阶段,曾对正常蓄水位160m、170m、180m、190m四个方案做过比较。可行性研究阶段,在选坝阶段工作的基础上,进一步分析正常蓄水位选择的有关因素,并进行经济比较。
  正常蓄水位选择的有关因素第一,库区淹没问题。据调查,白溪库区属山林区域,库区内无城镇居民点,农田淹没数量很少,仅在100m~130m高程间,淹没耕地155亩,迁移人口73人,这是为形成大型调节水库所无法避免的,对上述各水位方案并无不同。库区未发现矿产和文物。因此,在水库正常蓄水位选择中,该因素不起控制作用。第二,工程地质条件。坝址河谷呈V字形,两岸山体雄厚,地形基本对称,坝址基岩为含角砾熔结凝灰岩夹凝灰岩,岩性坚硬,渗透性小,工程地质条件良好,具备修建高坝枢纽的条件。第三,与上游梯级水库的衔接。按照白溪河流梯级开发规划,白溪水库为白溪干流骨干工程,上游梯级位置服从于白溪水库,因此,对于白溪水库正常蓄水位选择不存在与别的上游水库尾水衔接发生矛盾的问题。第四,水资源利用。白溪水库坝址控制流域面积254k㎡,占全流域面积的40.5%,坝址多年
  白溪坝址10月16日一次年5月15日分期洪水成果比较表平均流量8.76m3/s,年径流总量2.81亿m3,由于水库天然的枯水流量仅为0.5m3/s左右,而水库下游农田年保证灌溉平均流量约为0.43m3/s,年需水量约0.13亿m3,向宁波市区均匀供水流量5.5m3/s,年供水量1.73亿m3,表明为满足上述供水、灌溉等要求,水库应具有相应的调蓄库容和正常蓄水位。
  正常蓄水位选择方案的拟定根据白溪水库库区淹没少,坝址地形、地质条件好的特点,为充分利用白溪水资源,尽可能地提高白溪水库径流调节能力,为水库的综合利用项目提供充足水量。为此,在选坝阶段工作的基础上,拟定160m、165m、170m、175m四个正常蓄水位方案进行比较。
  径流调节成果和正常蓄水位选定根据拟定的四个方案,进行了全系列(1957年至1988年)径流调节和能量指标计算,计算成果见表3-3-4。
  从成果表可以看出,随着蓄水位的抬高,年供水量增大,发电量也有所增加。
  正常蓄水位经济比较成果见表3-3-5。各方案的灌溉面积均为2万亩,灌溉用水量及保证率均相同,供水、发电设计保证率各方案皆一致,但年供水量、发电量及电站装机容量则随正常蓄水位的升高而增加,经济比较中使各方案的防洪、灌溉、供水、发电效益均具有与最高方案175m同等的水准,其不
  白溪水库径流调节成果表足者分别以替代工程予以弥补,机电设备寿命按25年计,电力工业基准收益率为10%。另外,计算中对不同的经济指标均考虑一定的变化范围,以保证经济比较成果的可靠性。经济比较结果显示出170m方案总费用现值最小,为各方案中可取方案,建议采用。
  白溪水库正常蓄水位选择经济比较①
  ①原设计注:第3项水电站年运行费按投资的1%计;第4项工程总投资现值系数1.34;第5项50年年费用现值系数9.915;第6项水电站装机利用小时取1680h;第10、12项投资现值系数取1.34;第11、13项年运行费,机电更新费分别按投资的3%和0.35%计,费用现值系数同第5项;第15、16项煤耗取400g/kW·h,燃料费用现值系数同第5项;第18、20项补充水源投资现值系数按工期3年考虑,分年投资比例取为50%,25%,25%,按基准收益率10%计,投资现值系数为1.243;第19、21项水源工程运行费,更新费分别取投资的1%和0.1%,运行费、更新费现值系数同第5项;第9、14项水、火电容量,电量当量系数取1.065。(六)死水位选择
  白溪水库死水位方案拟定为100m、110m、120m及130m方案,按正常蓄水位170m对每个方案进行径流调节,求出每个方案的年供水量、年发电量等指标,亦采用最小费用法进行比选。
  死水位选择的有关因素 从供水这个角度看,为充分利用水库的水量,水库的消落深度以大为宜,但消落深度过大,电站的平均水头减小,调节流量却增加甚微,势必降低水电站的保证出力的年发电量。另外,消落深度过大,发电水头变化幅度也增大,不利于机组的选择和运行。根据泥沙淤积估算,水库使用100年时淤积库容约0.033亿m3。从白溪水库水位库容曲线看,水库水位大于90m时才能适应泥沙淤积的要求,故取100m为死水位下限方案。
  死水位选定 根据拟定的100m、110m、120m、130m四个方案进行长系列径流调节和能量指标计算,成果见表3-3.6。死水位方案经济比较成果见表3-3-7。
  从水库径流调节成果可知,年供水量随消落深度增加而增加,但其增值明显减少;年电量、保证出力均随消落深度增加而减少,原因是水电站水头降低值对出力的影响大于调节流量增加的影响,说明消落深度应适可而止。
  从经济比较成果可知四个方案中以方案三、方案四总费用较小。按所取各项价格的上限,虽然方案四比方案三总费用低29万元(约为方案三总费用的1.3%),但是从水轮机运行工况分析,方案四水位变幅过大,水轮机运行工况不佳。综上所述,白溪水库死水位选为110m,水库消落深度60m。
  白溪水库死水位选择径流调节成果表白溪水库死水位选择经济比较表①二、枢纽工程总布置
  白溪水库枢纽工程主要由钢筋混凝土面板堆石拦河坝、溢洪道、发电引水隧洞(兼供水、放空)、主副厂房、供水消能室、下游反调节池建筑物、下游挡水堤、升压开关站、供水工程(进水闸、泄水侧堰、流量计、控制闸门等)等建筑物组成(见图3-3-1)。
  拦河坝为钢筋混凝土面板堆石坝,坝顶高程177.4m,最大坝高124.4m,坝顶长398.0m,坝顶宽10m。大坝上游边坡为1∶1.4,下游平均边坡为1:1.52,结合施工需要,大坝背水面布置有10m宽的“之”字型上坝公路。
  受坝址地形条件所限,溢洪道只能布置在左右两岸。溢洪道的布置对工程施工总工期及造价影响很大,可行性研究阶段对溢洪道左岸和右岸两个方案进行详尽比较后,推荐左岸溢洪道方案。初步设计阶段在以前工作的基础上,根据不同的溢流前沿长度及溢流堰顶高程拟定了3个方案进行比较,同时对枢纽其他建筑设计进行优化,最终选定左岸溢洪道,右岸引水隧洞(与导流洞分开)、发电厂房的枢纽布置方案。
  岸坡式溢洪道布置在河床左岸,是枢纽主要泄洪建筑物,由进水渠、控制段(溢流堰)、陡槽、挑流鼻坎、出水明渠组成,全长883.0m。为了确保下游挡水堤结构安全,陡槽及挑流鼻坎与下游挡水堤之间保留不小于10m宽的岩坎。为了确保溢洪堰的水流顺畅,在溢流堰前进水明渠保留30m长的直线段(距溢流堰轴线)。溢洪道进水明渠底高程为157.0m,进口宽100m,中心线长240m,溢流堰顶部高程162.0m,共设3孔,孔口宽15m,堰顶设三扇弧形闸门,尺寸15.0×11.7m。溢流堰下游接单坡陡槽,陡槽长312.37m,纵坡坡度为1∶5。陡槽末端接挑流鼻坎,坎顶高程87.0m,鼻坎宽37m,鼻坎下游出水渠底部高程70.0m。由于溢洪道出口距里王村仅700m左右,为了使溢洪道下泄水流不直冲里王村,出水明渠布置一个弯道与下游河道床相接,经水工模型试验验证,里王村一带水流平顺,流速较小,不影响里王村的安全。
  发电引水、供水、放空三结合隧洞及发电支洞布置在右岸,全长482.97m,进水口位于大坝上游约170.0m处,进口底板高程90.Om。进水口上游为一喇叭形进水明渠,明渠底部高程89.2m。进水口前段设单孔斜面拦污栅一道,倾角75°,孔口尺寸4.6×6.6m(宽×高),拦污栅检修平台设在145m高程。拦污栅槽在113.5m高程以下顺岸坡布置,113.5m高程以上采用混凝土支墩结构。
  在桩号引0+164.46m处设有闸门井,内设事故检修平板闸门一扇,作为隧洞、放空洞弧门和厂房机组蝶阀的事故保护及正常检修挡水闸门,闸门孔口尺寸为3.0×3.5m,闸门尺寸3.66×4.09m,顶部180.0m高程布置一台卷扬式启闭机操作闸门。闸门检修平台设在170.50m高程,高于正常蓄水位,保证闸门全年均可维修,启闭机房与坝顶之间设有简易公路连接。
  引水隧洞长309.936m,引水隧洞衬砌后洞径3.5m,其末端通过岔管与两条压力钢管连接,引水钢管或压力钢管直径为2.5m,在机组蝶阀前缩小至1.9m,两条压力钢管长度分别为79.337m及86.793m。
  白溪水库工程效益以供水为主,在正常情况下,发电尾水作为供水水源。当停止发电时,水源中断,需另设补充供水系统,保证供水不中断。在2#钢管下游左侧(桩号引(2)0+397.774m)接出一条补充供水钢管,其管径为1.0m,长19.64m,末端设有锥阀,用以控制出口流量。锥阀操作平台高程为82.2m,为了使上游库水平稳地引入反调节池内,锥阀下游设有消能室,布置在主厂房左侧,消能室宽5.0m,长14.15m。经水工模型试验验证,进入反调节池内的水流流态平稳,最大流速2.11m/s,可确保大坝坡角及下游挡水堤结构安全。
  引水隧洞右侧,桩号引0+189.46m处设有放空洞、连通洞,通向导流洞。放空洞全长189.966m(不含引水洞段),分前、中、后三段,前段利用发电引水洞,后段利用导流洞改建,中段由引水洞与导流洞连接。连通起点位于桩号引0+189.46m处,连通洞洞径在引水隧洞一侧衬砌后的洞径3.5m,导流洞一侧衬砌后的洞径为2.5m,总长88.73m。为了防止导流洞侧临空面渗漏,桩号放0+049.646m至出口弯管前为钢衬。水库蓄水初期放空洞末端为一半球形钢闷头,后期割去出口闷头,在桩号放0+119.825m处(闸室)增设一扇弧门,弧门孔口尺寸为2.2×2.2m,弧门底坎高程73.75m,弧门的启闭机室高程为81.8m,液压启闭。放空洞出口段由镇墩、Φ2.5m连接钢管、闸室、消力池、出水渠组成。
  放空洞下游接消力池,消力池底板高程71.15m,长35.34m,宽8.40m,消力坎顶高程75.23m。考虑到弧门启闭导流洞外远程操作,引水洞进口段设有事故检修闸门,故此处不再设置交通洞和检修闸门。
  电站厂房布置在右岸大坝下游的山脚处,紧靠右坝脚,即引水隧洞末端82.0m高程平台上,为引水式地面厂房,厂内安装2台9MW水轮发电机组,尾水流入反调节池;开挖边坡最高点约115m高程,最低处65m高程。主厂房长24.50m,宽20.65m,高27.70m。主要建筑物包括主厂房、安装间、上游副厂房(主厂房上游侧)、端副厂房和下游挡墙等。机组运行的控制设备、主变压器及35kV开关柜均布置在安装间右侧的端副厂房内。安装间布置在主厂房右侧,长16.Om。
  白溪电站在电网中担任腰荷和峰荷,一天之内,机组尾水出流是不均衡的,为了降低输水系统的工程造价,需要均衡供水。为解决这一问题,大坝下游设一反调节池,反调节池调节容积20万m3。反调节池建筑物由下游挡水堤、溢流侧堰、泄水涵洞、放水管组成。电站尾水进入反调节池后通过泄水底孔,可最大限度降低反调节池水位,增加发电水头,增加发电效益。当供水工程系统完建后,封堵泄水底孔,使反调节池发挥作用,调节水量,满足向宁波供水需要;挡水堤左侧溢流侧堰的作用为:当上游来水量较大,每天机组尾水水量大于供水量时,多余水量从侧堰溢出。
  为满足下游生活用水及灌溉用水的需要,在溢流侧堰右边墩布置一条放水钢管,直径0.8m,中心高程73.8m,其进口段设有蝶阀,用以控制下泄流量。
  为了增加库容,有效地利用和节约水资源,提高经济效益,2005年11月25日至2006年6月4日,在白溪水库下游反调节池左岸的侧溢流堰后、泄水涵洞前加装了控制闸门,此工程于2006年7月投入试运行。
  供水工程进水口布置在坝后反调节池左岸,溢洪道的下方,主洞全长1602.633m,隧洞纵坡i=1/1170。此系统包括进水口、工作闸门、检修闸门、启闭机房、消力沉沙池、隧洞等,工作检修闸门均为平板钢闸门,卷扬式启闭机,隧洞型式分城门型,开挖尺寸3×3.3m(宽×高),进水口设有拦污栅,底高程为71.0m。其中,取水口包括进水口、半岭山隧洞及1#施工支洞。主洞为3.0×3.3m(宽×高,开挖断面)城门洞,1#施工支洞为3.0×3.Om城门洞,全长443.449m,纵坡i=1/548。
  反调节池原设计蓄水位为84.70m,相应的调节库容20万m3。泄水涵洞进口加装控制闸门,反调节池的蓄水位可提高到86.2m,相应的调节库容23万m3,调节库容增加3万m3。在溢流侧堰右边墩布置一条放水钢管,直径0.8m,管内设有蝶阀,用以控制放水流量。为此,2005年11月25日至2006年6月4日建成了泄水涵洞控制闸门工程。该工程主要由闸门井、上部排架及启闭机房和蝶阀井机房组成。闸门井长5.32m,宽7.17m。检修闸门和工作闸门为2.2×3.5m(宽×高)平板门。闸门底坎底部高程73.3m,底坎厚45cm。启闭机房排架位于闸门井86.5m检修平台上,尺寸为0.6×0.4×5.9m,排架柱之间用0.3×0.4m的排架梁连接。其启闭机房楼板厚12cm,起闭平台高程为93.0m,屋面高程为96.3m,建筑面积为53.94㎡,屋内安装3m(宽)×1.4m(高)的手推式塑钢窗3扇,2.0×2.5m塑钢门一扇。平台有楼梯与88.8m交通公路相连接。蝶阀启闭机房排架机房平台高程为87.0m,屋面高程为90.Om,建筑面积为23.72㎡,屋内安装1.8(宽)×1.4m(高)的手推式塑钢窗3扇,1.2×2.5m塑钢门一扇。
  2005年8月18日至2006年5月,增加了引水工程进水口流量计工程。该工程位于白溪水库下游反调节池左岸引水工程进口处,即原进水口后沉砂池隧洞内。流量计直径为2200mm,根据流量计运行要求,前后采用钢管连接,直径为DN2200mm。从进水口92.Om高程沿引水洞方向开挖一水平洞,作为流量计水平运输道,再开挖竖井至引水洞,安装流量计。流量计底部设尺寸为0.6×1.5×0.8m的一口集水井,配一台型号为50wq15-30-4的潜水泵,负责日常及检修时的井内排水。
  导流洞布置在右岸山体中,由进口明渠、进水口、洞身、出口明渠组成。进口距坝轴线上游约140m处,导流洞全长573m,进口明渠长55m,出口明渠长275m。断面尺寸为10×13m(宽×高)城门型,进口高程74m,出口高程72m。
  水位计井布置在拦河坝上游左岸,由水位计筒体工作桥组成,坝顶配电房布置在坝顶右侧与山体连接处。
  三、水库特征值
  白溪水库的设计特征值(水库经济技术指标)见表3.3.8。第四节 枢纽主要建筑物及机电设计
  白溪水库枢纽主要工程由钢筋混凝土面板堆石坝、溢洪道、引水建筑物、放空连通洞、发电厂房、反调节池等建筑物组成。
  一、钢筋混凝土面板堆石坝
  白溪水库大官山坝址的地质、地形条件可满足当地材料坝及混凝土坝的筑坝要求。可行性研究阶段对钢筋混凝土面板堆石坝、混疑土重力拱坝、混凝土双曲拱坝等三种坝型方案进行比较,推荐钢筋混凝土面板堆石坝为主要坝型。初步设计阶段对坝型选择工作进行了复核,同时增加碾压混凝土重力坝方案参与比较,综合考虑技术及经济指标,仍推荐坝型为钢筋混凝土面板堆石坝。白溪水库钢筋混凝土面板堆石坝坝顶高程由控制工况(设计洪水位173.30m)确定。经计算,坝顶高程为177.40m,防浪墙顶高程为178.60m,防浪墙底高程173.38m,墙底高出正常蓄水位3.38m;建基面最低高程53.00m,最大坝高124.40m,坝顶宽10.0m,坝顶长398m,上游坝坡1∶1.4,坝顶下游侧设有2.5m高的“L”型挡墙,挡墙顶高程177.60m,下游坝坡结合施工期坝体填筑料上坝要求,设有宽10.0m的“之”字型上坝公路,路间坡度1∶1.25,最底部一级为1∶1.4,下游平均坝坡1∶1.52。
  坝体断面分八个主要分区,即辅助防渗区(包括面板上游粉煤灰、粘土铺盖及石渣回填)、垫层区、过渡层区、上游堆石区、下游水下堆石区、下游堆石区、砂砾料区、下游回填大块石区(见图3-4-1)。
  垫层区水平宽2.0m,过渡层区水平宽4.0m。上游堆石及下游水下堆石区(高程87.00m以下)采用溢洪道开挖的新鲜至微风化石料,下游堆石区允许部分弱风化料分散填筑。砂砾料区布置在坝体中、下游干燥区,两岸与岸坡接触部位填筑水平宽不小于4.0m的堆石过渡料;砂砾料底部与水下堆石区及下游堆石区接面上设置厚度为1.0m的反滤过渡料。坝体河床砂砾石覆盖层基础面铺设一层厚1.0m的反滤过渡层,河床壤土夹碎石覆盖层基础面上铺设二层厚度分别为0.4m和1.0m的反滤过渡层。
  大坝趾板基础坐落在弱风化岩体上,趾板沿线地质条件较好,无大的构造裂隙。河床段趾板底面为水平面,岸坡段趾板横截面上其底面线为水平线。趾板宽度在高程110m以下为8m,110m以上为5m,相应厚度分别为0.7m和0.5m。在设计洪水及校核洪水情况下帷幕失效时,趾板承受的最大渗透坡降约为14.6~15.4。
  趾板与基岩之间采用锚筋锚固,锚筋直径28mm,锚入基岩3.2m,间距1.2m。趾板配置一层双向温度钢筋,每向配筋率为0.35%,借鉴哥伦比亚萨尔瓦纳坝的经验,趾板不设置永久伸缩缝,仅为满足施工需要设置施工缝,缝内不设止水片,纵向钢筋穿过施工缝。
  面板顶高程即为防浪墙底高程173.38m,墙底高出正常蓄水位3.38m。面板顶部厚度取30cm,面板底部最大厚度66cm。
  面板共设垂直缝34条,垂直缝基本间距12.Om,其中中部压性缝10条,两岸张性缝24条。垂直缝缝面涂刷沥青乳胶,设二道止水,底部止水为铜片,张性缝缝顶充填SR塑性填料并用氯丁橡胶遮盖带封闭;压性缝粘贴SR防渗盖片。
  为满足抗裂要求,面板混凝土标号采用R??250。由于坝较高,面板底部承受水力梯度达170,故面板混凝土抗渗标号采用S?。
  为了承受施工期温度变化和混凝土干缩所产生的拉应力和防止裂缝开展,除要求做好混凝土养护外,面板内需配置一定数量的钢筋。参考国内外已建工程的成功经验,面板纵向(垂直坝轴线)配筋率采用0.4%,横向配筋率采用0.35%,单层配筋。
  面板与趾板的周边缝设置三道止水,底部为F型止水铜片,止水铜片与垫层料之间加聚氯乙烯带,并局部回填沥青砂浆作为止水垫层。中间设一道RW-93型橡胶止水带,该止水片复合的GB材料可与混凝土结合良好。并在缝顶部设置SR塑性止水材料,表面用氯丁橡胶遮盖带加以保护,然后用角钢和螺栓固定在趾板面板上。
  为保证周边缝的止水与混凝土结合良好,要求靠近接缝处采用一级配混凝土,骨料的最大粒径为2cm。
  周边缝在高程110m以下设三道止水,其余部位设二道止水,缝内充填沥青松木板,底部止水为铜片,设三道止水时,中间为PVC止水带,顶部充填SR塑性填料,缝底设沥青砂浆。高程92m以下周边缝上部回填粉煤灰作为辅助防渗措施。
  面板分两期施工,一期面板顶高程128.50m。面板施工顶部粘贴SR防渗盖片,钢筋穿过接缝,浇筑混凝土前要求缝面凿毛清洗处理并涂刷水泥浆。
  面板与防浪墙间设防浪墙底缝,止水形式与面板垂直张性缝基本相同。
  防浪墙分缝与面板垂直缝错开布置,间距12m,内设止水铜片,与防浪墙底缝止水相连。
  帷幕灌浆采用525#普通硅酸盐水泥。趾板中部设一排帷幕灌浆孔,孔距2.0m,帷幕底部深入相对不透水层(3Lu)以下5.0m,且不少于0.33倍坝前水头。帷幕深度20~43m,帷幕灌浆质量以透水率3Lu为合格。左岸帷幕灌浆与溢洪道帷幕灌浆连成一体,右岸帷幕灌浆向山体内延伸50.0m,与相对隔水层顶板相接。
  二、溢洪道及其他泄水建筑物
  (一)溢洪道
  岸边式溢洪道位于左坝头,利用左岸坡开挖而成,溢洪道轴线与坝轴夹角61.84°。整个建筑物由进水渠、控制段(溢流堰)、陡槽段、挑流鼻坎及出水渠等组成。溢洪道总长约800m,其中溢流堰至挑流鼻坎长357m(见图3-4-2)。
  喇叭形进水渠(0~005.00m上游)全长240m,底板高程157.0m,进水渠转角约70°,左右侧转弯半径分别为240.31m和99.69m,底宽由进水口约100m渐变窄至50m,为改善溢流堰进水条件,在溢流堰前(0-030.00~0-005.00m)25m范围内,采用贴坡式混凝土扭曲挡墙与控制段(溢流堰)两侧的边墩相接。
  溢洪道为3孔开敞式,每孔净宽15.0m,堰顶高程162.Om,堰面曲线为WES型,曲线方程分别为:上游堰面曲线由三个不同半径的圆弧相切组成;下游堰面曲线方程Y=0.0706X1.85与R=38.6m的圆弧相切,其后与坡度为1∶5的单坡泄槽相接。控制段(0-005.00~0+024.00m)总宽50m,顶部布置交通桥、工作桥和启闭机房等。闸墩厚度为2.5m,每孔设弧形闸门由工作桥上的卷扬机操作。左侧设齿墙与山坡连接,右侧设重力墩和坝体连接。
  堰轴线下游0+024.00~0+336.37m为陡槽段,纵坡1∶5。泄槽平面对称收缩,收缩角为1.113°。从上游至下游其宽度由50.00m缩窄至37.86m。底板厚55~70cm,下设锚筋。
  陡槽段左边墙(C30)为贴坡式,墙厚70cm,用锚筋与边坡基岩连成整体。右边墙视地形条件分别采用衡重式或重力式。陡槽段边墙顶高程按校核工况在掺气和波动及壅高后的计算水面线上加0.5~1.0m超高确定。
  泄槽边墙为分离式结构,靠近边墙0.7m处及底板中部共设置5条纵缝。每道纵缝设有一道止水。边墙每各10~15m设一条横缝,缝间设有一道止水片。底板竖直向厚度在溢0+024.00~0+085.0m和溢0+320.00~0+336.37m段为70cm,在溢0+085.00~0+320.00m段为55~70cm。底板通过锚筋与基础连成一体,锚筋Φ25@200×200cm,正方形布置,深入基岩300cm。
  挑流鼻坎(C30,面层C40)0+336.37~0+358.50m为连续式挑坎,坎顶高程87m,挑角为30。反弧段坎底高程82.98m,反弧半径30.0m。鼻坎段宽度由37.86m至37.00m逐渐缩窄。鼻坎末端设混凝土齿墙。
  溢洪道泄洪时应根据洪水调度要求确定弧门开启高度,为了避免泄洪时水流紊乱,三扇弧门应均匀开启。经水工模型试验验证,各种工况下,溢洪道的泄流能力均大于理论计算值,满足运行要求。
  图3-4-2 溢洪道剖面图(二)放空连通洞
  放空连通洞起点位于引水隧洞事故检修闸门井下游25m处(桩号为引0+189.46m),通过分岔角为80°的岔洞与引水洞相接,连通洞洞径在引水洞一侧为3.5m,导流洞一侧为2.5m,洞长89.066m,进口中心高程82.271m,出口中心高程76.59m。为防止导流洞侧临空面渗漏,连通洞后段(30.6m)采用埋管,钢管壁厚12mm,钢管出导流洞左边墙后向下游转弯,转弯处设置钢管镇墩。镇墩底高程73.03m,顶高程81.0m,右侧与导流洞岩壁相接。钢管末端设闷头作临时封堵,满足水库初期蓄水的要求。后期割除闷头,延长钢管改装弧门。
  放空洞出口设弧形工作门,工作门与镇墩之间为明管,顺导流洞轴线布置,长32.27m,钢管中心高程76.59~75.0m,管径2.5m。在弧门上游9.87m处设4m长的渐变段,与2.0×2.5m(宽×高)的矩形段相接,最后,经1∶8.33的压坡接弧门孔口(2.2×2.2m)。钢管壁厚:圆管段为16mm,渐变段和矩形段为20mm。考虑到导流洞内空气潮湿,钢管易锈蚀,设置60cm厚的外包混凝土,钢管与混凝土之间设PS泡沫垫层,内水压力全部由钢管承担。
  工作弧门布置在镇墩下游24m处(桩号为放0+119.825m),孔口尺寸为2.2×2.2m,弧门支铰中心高程77.25m,桩号0+122.491m。桩号0+120.525m,高程79.55m处左右两侧各布置有Φ60cm的通气管路至下游消力尾坎。工作门底板高程为73.75m,左右两侧墙顶部高程为76.75m,设有进入孔直通81.80m高程的弧门操作室。操作室是由导流洞扩挖而成,平面尺寸为8.18×10m。
  水库放空时,水流出工作门后流速将达28m/s,为防止高速水流对导流洞造成冲刷破坏,洞内采用消力池底流消能方案:工作门下游14m处布置消力池,消力池底板高程71.75m,长35m,宽8.4m,深4.08m,尾部设消力坎,高1.48m;工作门与消力池之间用过渡段衔接,过渡段长14m,前6m为水平段底板高程73.15m,两侧墙布置有0.6×0.45m的掺气槽,从底部对高速水流进行掺气,后8m以1∶4的斜坡与消力池底板相衔接。
  三、引水发电建筑物
  (一)引水隧洞
  根据枢纽总体布置要求,并综合考虑了地质、施工、运行及水力条件等因素,将引水建筑物布置在右岸山体内。引水隧洞为一洞二机布置方式,即一条主洞,二条引水发电支洞。补充供水管在2号发电支管左侧引出,当库水位低于发电死水位140.Om时,通过供水管向下游反调节池提供水源。
  引水建筑物包括进水明渠、进水口、引水隧洞、事故检修闸门井、放空连通洞岔管及引水发电支管、补充供水建筑物、发电厂房。(引水建筑物剖面见图3-4-3)
  进水渠(0-39~0+000)长39m,宽6.8~13.8m,平面呈扩散形,扩散角2×2°,底板高程89.2m,底板厚度为20cm的塑混凝土,强度等级C??。
  进水口(0+000)为岸坡竖井式进水口,考虑水库放空及供水的要求,进水口底板高程定为90.0m,顶板高程为92.50m,水库发电死水位140.0m,实际淹没水深为46.5m,按戈登公式计算的进水口最小淹没深度为3.15m,进水口不会形成吸气漩涡。
  进水口孔口高6.6m,宽4.6m,上缘顶板为1/4椭圆曲线(曲线方程为:X2/6.22+Y2/3.12=1)。进水口前设拦污栅一扇,按倾斜布置,倾角75°,平均过栅流速为1.04m/s。初设阶段拦污栅检修平台高程为162.0m,考虑到拦污栅检修周期较长,本河流污物少,进水口为深埋式,清理栅前污物的概率很低,后将拦修平台降为145.00m高程。可利用枯水季库水位低于145.Om时,由设在检修平台的启吊设备提起拦污栅进行检修或清污。拦污栅槽墩在高程113.5m以下顺岸坡布置,高程113.5m以上用混凝土墩支承拦污栅。检修平台以人行交通桥与岸坡连接,岸坡设简易便道可通至闸门井启闭机平台。
  事故检修闸门井(0+164.46)与进水口分开布置,进水口后接内径3.5m隧洞和闸门井连接,闸门孔口尺寸为3×3.5m(宽×高),闸室段长9.1m,底板高程82.0m,底板混凝土厚1.6m;闸门井高85m,断面尺寸为2.4×3.5m,通气孔尺寸0.9×1.2m,闸门井混凝土强度等级为C20。闸门检修平台高程为170.5m,高于水库正常蓄水位,闸门井启闭机平台高程180.0m,布置有启闭机房,并有简易公路通至坝顶。
  钢筋混凝土岔管主管直径为3.5m,支管直径为2.5m,“Y”形分岔,分岔角为48°,混凝土发电支管2条,中心距10m,按N70°W布置,内径2.5m,在蝶阀前8.095m处渐缩成内径1.9m与蝶阀相接,支管衬砌以钢板为主,钢衬起点桩号分别为引(1)0+333.845及引(2)0+321.936,其起点位置是根据覆盖厚度及距厂房后山坡距离以“挪威经验准则”确定。衬砌厚度为60cm,强度等级为C25,抗渗标号W??。
  图3-4-3 引水建筑物剖面图(二)发电厂房
  白溪水库电站主要有主厂房、安装间、上游副厂房、端副厂房和下游挡墙等建筑物,均布置在河床右岸下游82.0m高程的平台上。厂房依山而建,左侧紧靠大坝,右侧为导流放空洞,下游侧为反调节池。厂区平面布置见图3-4-4,厂房横剖面见图3-4-5。
  主厂房左侧紧靠供水消能室,右侧依次布置安装间、端副厂房,上游布置上游副厂房,下游侧为反调节池。厂房与下游挡墙间为厂前区,与进厂公路连接,进厂大门设置在安装间下游侧。35kV开关站布置在端副厂房内,两台主变布置在端副厂房底层内。
  厂前区地面高程为82.Om,与安装间地面和端副厂房底层同高,高于厂房校核洪水位81.2m(P=0.5%)。右岸进厂公路直抵厂前区,水轮发电机组、主变压器等设备均可直接运进厂内。
  主厂房自左向右为1#机和2#机组段,机组间距10m,主机间长度为24.50m,二台机组段之间不设结构缝。主厂房下部宽20.65m,上部宽16.0m,安装间位于机组段右侧,面积可满足机组安装及一台机组大修使用要求。
  图3-4-4 发电厂区平面布置图机组尾水管为单孔出口,空口尺寸仅为3.98×2.25m(宽×高),边墩及中墩部位均为大体积混凝土,其承受的荷载相对较小且为偏心受压构件,故不需进行结构计算,只需按构造要求进行配筋。
  主厂房排架与圈梁组合成空间结构,计算时将其简化为平面问题,仅取横向排架计算。假定主机组段排架上下游侧固结于82.00m高程墙体。下游侧固结于87.00m高程墙体上。安装间排架上下游侧固结于82.00m高程墙体。屋顶网架简化为两端铰接单连杆。施工期屋面系统尚未形成,桥机已投入运行,排架柱为悬臂结构,此时,桥机起吊最大件为座环。正常运行时,屋面系统已经完成,此时桥机最大起吊件为发电机转子,按此情况作为进行排架结构强度与刚度复核计算的一个工况。
  端副厂房设在主厂房右侧,长34.47m,宽16.00m;原设计为四层,应指挥部要求,在原有基础上加高一层,共设置五层。端副厂房为框架结构,共三跨、五层。框架柱截面尺寸为0.4×0.6m,梁截面尺寸根据跨度及其上所受荷截的大小不同情况分为0.4×0.4m,0.4×0.6m,0.4×0.8m,几种型式。
  图3-4-5 电站厂房横剖面图四、反调节池建筑物
  反调节池建筑物除厂区挡墙外,由下游挡水堤、溢流侧堰、泄水涵洞、下游明渠及放水管等建筑物组成,见图3-4-6。
  受到两岸地形的限制,挡水堤轴线在平面上呈折线型,其左侧与溢洪道陡槽之间留有一道厚度大于10m的岩埂,右侧与厂房下游混凝土挡墙连接,堤顶高程87.Om,最大堤高17.0m,挡水堤总长192.02m。下游挡水堤兼作下游围堰,由于覆盖层较厚(最大厚度达23m),又受到施工条件的限制,不可能进行大规模的基础开挖,故选用碾压堆石结构。堤顶宽10m,上下游边坡坡比为1∶1.5,根据水工模型试验,溢洪道渲泄P=0.05%洪水时,挡水堤下游坡脚范围内水流流速小于5m/s,但该部位流态较紊乱,为确保下游坡脚的安全,在80.Om高程以下设块石平台护坡,平台宽10.5m,平台表面及其下游坡采用钢筋笼及大块石护坡。挡水堤采用厚度为0.8m的塑性混凝土心墙为防渗结构。
  挡水堤的左侧布置溢流侧堰,侧堰堰顶高程为84.7m,溢流前沿宽度为12.5m,侧堰下游布置两条1.5×2.5m(宽×高)的泄水涵洞,涵洞进口底部高程73.30m,洞长78.78m,涵洞下游为明渠与河床连接。
  图3-4-6 下游反调节池建筑物布置图由于向宁波输水的配套工程在水电站开始发电的三年内不可能投入运行,为了降低反调节池水位,增大发电水头,增加发电效益,在溢流堰下面设置两个泄水底孔,泄水底孔断面与泄水涵洞相同,其底板高程为73.30m。待输水的配套工程投入运行后,两个底孔均采用C??混凝土封堵。
  为了满足下游生活用水及灌溉用水的要求,在侧堰的下游侧布置一条放水钢管,管径0.8m,中心高程73.8m,放水管的上游段设有蝶阀,用以控制放水流量。
  反调节池最低水位为73.Om,正常蓄水位84.7m,最高水位86.2m。
  五、机电设备
  (一)水轮发电机组
  白溪水库水电站设置2台9000kW水轮发电机组。
  水轮发电机为立轴悬式结构,有上、下两个导轴承,分别在上机架中心体和下机架中心体内。推力轴承位于转子上方上机架内。水轮发电机采用密闭自循环空气冷却系统。
  水轮发电机主要由定子、转子主轴、上下导轴承、推力轴承、上机架、下机架、集电环及刷架、空气冷却器装置、油、气、水及辅助系统等组成。每台水轮发电机组装设一套机械制动装置,机组停机时转速下降至额定转速20%~30%时投入制动,停机时间约为2min。每台机组配置一套自动水喷雾灭火装置,在定子线圈下端部附近装有灭火喷头。
  (一)主接线设计
  白溪水电站发电机单机容量为9000kW的水轮发电机组,发电机的额定电压为6.3kV,额定功率因数为0.8。机—变组合方式采用一机一变的单元接线,经2台升压变压器接入35kV母线。
  白溪水电站35kV配电装置布置在室内,为二进二出的内桥接线,电站电能通过2条35kV输电线路送入电力系统。正常运行时,桥断路器断开,两台发电机组分别经主变和线路送入系统。当一回线路发生故障时,桥断路器合上,两台发电机组通过一条线路送入系统。
  六、金属结构
  电站金属结构包括:引水发电系统、泄洪系统、供水系统和放空系统的各类闸门和启闭设备,输水洞进水口的平板闸门由浙江省水利水电设计院设计。各类闸门及启闭机分布见表3-4-1。
  七、大坝安全监测设计
  根据《土石坝安全监测规范》,结合白溪水库工程具体情况,布置了坝区首级平面监测网、高程监测网、坝体内外部水平及垂直位移监测;面板变形、应力应变监测;渗流监测;溢洪道高边坡岩体变位监测;溢洪道水面线及库水位监测等项目。详见第九章第一节。
  第五节 设计机构和设计人员
  华东院承担了白溪水库的全部勘测设计工作,参加勘测设计的有水文、水能、坝工、引水、厂房、水机等方面的专业人员。
  一、设计机构
  白溪水库工程设计由项目经理及项目总工主持工作。项目经理(即总工程师)负责白溪水库工程的设计进度和质量控制。勘测设计工作具体由华东岩土工程公司及工程设计院、建筑设计院等下属专业室完成。
  白溪水库电站各类闸门分布表
   位置 型式 孔口尺(m) 启闭机型式
  引水发电系统 拦污栅 引水隧洞进水口 4.6×6.83 HS-20A手动葫芦
   事故检修闸门 引水洞闸门井 平板门 3.0×3.5 QPG1600-9高扬程卷扬机
   机组尾水检修闸门 厂房尾水管出口 平板门 3.98×2.25 米D5-18D双吊点电动葫芦
  泄洪系统 表孔工作门 溢洪道闸首 弧门 15.0×11.7 HQ-2×630KN弧门卷扬机
  供水系统 检修闸阀 供水钢管出口 平板闸阀 DN1.0
   工作阀 供水钢管末端 锥阀 DN1.0 液压启闭机
   消能室检修闸门 消能室出口 平板门 5.0×4.0 固定式电动葫芦
   下游河道供水工作门 下游挡水堤 蝶阀 DN0.8
  放空洞 工作门 放空洞出口 弧门 2.2×2.2 深孔式弧门液压启闭机工地置设计代表组,负责设计技术交底和处理施工现场的部分技术问题,并及时将工地发生的问题反馈华东院,这些问题能及时得以妥善解决。
  二、主要工作人员
  白溪水库工程设计总负责人为蒋效忠总工程师,王达邦副总工程师、李渝珍副总工程师承担I级产品核定工作。主要工作人员情况见表3-5-1。
  主要工作人员情况
  专业 姓名 承担任务 职称 专业 姓名 承担任务 职称
   郑子祥 原项目经理 高级工程师 引水 陈祥荣 审查 高级工程师
   郑芝芬 设计总工程师 高级工程师 冉梦兰 设计、校核 高级工程师
   胡万飞 教授级高工 冯仕能 设计、校核 高级工程师
   涂祝明 高级工程师 吕慷 设计 工程师
  水文 刘光保 审查 高级工程师 陈宏钧 设计 工程师
   张云宵 审查 教授级高工 厂房 郑芝芬 审查 教授级高工
   胡顺英 校核 高级工程师 江亚丽 校核 高级工程师
   杨关兴 校核 高级工程师 张亦军 专业负责人 高级工程师
   陈顺维 设计 高级工程师 王秀坤 设计 高级工程师
  水能 计金华 审查 高级工程师 陈建林 设计 工程师
   赵佩兴 审查 高级工程师 赵新 设计 工程师
   刘木英 校核 高级工程师 俞华锋 设计 工程师
   叶小农 设计、校核 高级工程师 水机 吴胜华 专业负责人 高级工程师
   周鹏飞 专业负责人 高级工程师 徐富军 设计 工程师
   曾昭芳 设计 高级工程师 丁丽真 设计 工程师
  坝工 吴关叶 审查 高级工程师 周杰 设计 工程师
   徐建荣 审查 高级工程师 王婷 设计、校核 工程师
   王淡善 设计、校核 高级工程师 徐蒯东 设计 工程师
   涂祝明 设计、校核 高级工程师 观测 史可军 专业负责人 高级工程师
   郎玲芳 设计 高级工程师 李延芳 审查 教授级高工
   黄尚安 设计 高级工程师 王玉洁 校核 高级工程师
   徐德芳 设计 工程师 聂金生 设计 工程师
   彭育 设计 工程师 郑晓红 设计 工程师电 工 次 江汉仁 审查 高级工程师 建筑 古文东 专业负责人 工程师
   陆炅 专业负责人 工程师 黄磊 审查 高级工程师
   玉核 设计 工程师 邹新民 校核 高级工程师
   嵇建飞 没计 工程师 李娴 设计 工程师
  电工二次 黄慧民 校核、审查 高级工程师 孙建屹 审查 高级工程师
   曹平 设计、校核 高级工程师 张豪 校核 工程师
   马时浩 审查 高级工程师 朱美玲 设计 工程师
   赵辛 审查 高级工程师 给排水 顾建国 专业负责人 高级工程师
   徐涵 设计、校核 工程师 黄璁 审查 高级工程师
   胡锡铭 没计 高级工程师 骆育真 校核 高级工程师
   李霖 设计 工程师 概算 刘洪胜 审查 高级工程师
  金属结构 姚国华 审查 高级工程师 李永林 校核 高级工程师
   金晓华 审查 高级工程师 林一菁 概算编制 高级经济师
   翟淑琴 专业负责人 高级工程师 蒋蕾 校核 高级经济师
   物金秀 设计、校核 高级工程师 潘澜 概算编制 工程师
   李少光 设计、校核 高级工程师 施工 胡赛华 审查 高级工程师
   林幼宜 校核 高级工程师 江金章 专业负责人 高级工程师
   卢新杰 设计 工程师 王勤 校核 高级工程师
   周以达 设计 工程师 叶爱群 设计 工程师
   厥建生 设计 工程师 熊金萍 设计 工程师
   王祖祥 校核 工程师
   吴玲玲 设计 高级工程师

知识出处

白溪水庫志

《白溪水庫志》

《白溪水库志》由白溪水库志编纂委员会编纂,详细记录了白溪水库的历史沿革、建设过程、运营管理、社会文化影响等方面,展现了水库对当地经济社会发展的重要作用。

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