xx县水电站初步设计报告

水电站工程初步设计报告目录XX水电站工程特性表I1综合说明111概述112水文213工程地质314工程任务和规模1015工程布置及建筑物1116机电及金属结构1417消防1818施工组织设计1919工程管理21110水库淹没处理及工程永久占地22111水土保持设计22112环境保护设计23113工程投资概算24114经济评价25115结论及今后工作建议252水文2721流域概况2722水文基本资料2823径流2924洪水3025泥沙4526水位流量关系463工程地质5031概述5032水库区工程地质条件5133坝址工程地质条件及评价5734其他建筑物工程地质条件6235岩土体物理力学参数7336天然建筑材料7637结论及建议774工程任务与规模7941河流规划和工程任务7942电站建设的必要性8043径流调节计算及特征洪水位计算8144正常蓄水位选择8645防洪特征水位8846装机容量选择8947机组机型及水轮机额定水头9048机组台数选择9049运行方式91410泥沙及回水计算935工程选址、总体布置及枢纽建筑物9651设计依据9652坝（厂）址选择与开发方案概述9853坝址及坝型选择9954隧洞方案选择10055枢纽工程总体布置10256主要建筑物设计1046水力机械、金结13061水力机械13062金属结构1517电气工程15271XX水电站与电力系统连接15272电气主接设计15373主变压器台数与容量选择15574短路电流计算15675电气设备布置说明16376防雷、接地及照明16477电气二次部分16678继电保护和安全自动装置16879机组及全厂公用辅助设备的自动控制169710直流系统169711电气试验室1698消防设计17181工程概况17182消防设计依据和设计原则17183消防总体设计方案17284主要生产建筑物火灾危险性类别及耐火等级17285建筑物消防设计17386机电设备消防设计17387消防给水设计17488事故排烟系统设计17589消防电源及配电系统设计175810主要消防设备1759施工组织设计17791施工条件17792施工导流18393主体工程施工18894施工交通运输19595施工工厂设置19796施工总布置19897施工总进度20098主要技术供应和劳动力计划20199工程招标计划20210工程管理206101前言206102管理机构的设置206103工程管理范围和保护范围208104工程管理设施208105工程管理经费20911劳动安全与工业卫生210111设计依据210112工程概述210113劳动安全防护措施212114预期效果及评价214115安全卫生机构215116专用投资概算21612水库淹没处理及工程占地217121水库淹没处理设计洪水标准及范围217122水库淹没损失218123生产安置规划219124专业项目复建规划220125库底清理规划220126补偿投资概算221127工程占地223128汇总22513水土保持设计226131项目及项目区概况226132编制依据227133生产建设过程中造成的水土流失预测22814环境保护设计236141工程环境保护设计依据236142环境保护设计237143环境保护监测与管理240144环境保护投资概算24215工程投资概算244151工程概况244152投资主要指标244153编制原则及文件依据245154其它应说明的问题24616经济评价251161概述251162国民经济评价251163财务评价253164社会影响分析256附件附件一XX省XX县XX电站开发协议附件二XX市关于XX省XX县渠江奉家至县界河流流域规划报告的批复附件三关于XX省XX县XX水电站项目申请书的批复附件四XX市环保局关于XX县XX水电站环境影响评价报告的批复附件五XX水电站水土保持报告的批复附件六XX水电站水资源论证报告的批复附件七XX水电站防洪影响评价报告的批复XX水电站工程特性表项目单位数量备注一、水文1、流域面积全流域KM2851本工程引水面积KM22752其中彭子塘引水坝2380KM2，蛇坪河372KM22、利用水文系列年限年453、代表性流量多年平均流量M3/S833彭子塘坝址处多年平均径流量亿M3263彭子塘坝址处设计洪峰流量正常工况M3/S10090P333校核洪峰流量非常工况M3/S14350P054、泥沙多年平均输沙率KG/S419多年平均输沙量万T1108含推移质与悬移质二、水库1、水库水位彭子塘引水坝校核洪水位M38531P05设计洪水位M38487P333正常蓄水位M38050死水位M368002、回水长度KM3543、水库容积总库容万M332055正常蓄水位库容万M319470死库容万M3354、调节性能无调节三下泄流量及相应下游水位彭子塘引水坝1、设计洪水位时下泄流量M3/S96656P333相应下游水位M35860二道坝挡水2、校核洪水位时下泄流量M3/S133899P05相应下游水位M359603、机组满发流量M3/S17463台（3582）厂房相应下游尾水位M32564四、工程效益指标1、发电效益装机容量MW753台保证出力P85KW958多年平均发电量万KWH2830年利用小时数H3673五、淹没损失及工程永久占地1、淹没土地亩26490包括耕地、林地和荒滩地2、工程永久占地亩4499包括林地和荒滩地3、工程临时占地亩5340全部为林地XX水电站工程特性表项目单位数量备注六、主要建筑及设备1、挡水建筑物形式拱坝/浆砌石坝彭子塘坝/蛇坪河1、2坝地基岩性浅变质砂岩、砂质板岩地震基本烈度/设防烈度度/不设防坝顶高程M3855/38500/3805（彭子塘坝/蛇坪1/2坝）引水坝最大坝高M355/50/100（彭子塘/蛇坪1/2坝）坝顶轴线长度M134/14/19（彭子塘/蛇坪1/2坝）2、泄水建筑物彭子塘拱坝形式溢流堰坝顶溢流，无闸门控制堰顶高程M38050溢流孔口数量孔4溢流孔口尺寸宽高M115最大单宽流量（设计）M3/SM2922消能方式挑流消能设二道坝工作闸门形式无设计泄洪流量M3/S96656P5校核泄洪流量M3/S133899P0333、放空闸放空闸净尺寸宽高M1212闸底高程M3680闸门形式平面铸铁滑动闸门4、引水建筑物隧洞设计引用流量M3/S1510/118/2361/2/3隧洞引水隧洞形式城门型圆拱直墙式地基特性板岩夹砂岩隧洞总长度M50603480/320/12601/2/3隧洞1隧洞断面尺寸净宽净高M304266/394526衬砌段/不衬砌段2隧洞断面尺寸净宽净高15183隧洞断面尺寸净宽净高1518主要衬砌形式C20钢筋砼或C15砼衬砌压力前池尺寸长宽高M1563115前池水平段正常水位M377940最高水位M378939最低水位M375808压力钢管设计静水头M5244主管内径DM25/20主管1/主管2主管壁厚MM12/10主管1/主管2支管内径DM14支管壁厚MM10XX水电站工程特性表项目单位数量备注3、厂房形式地面式河岸边地基特征板岩夹砂岩主厂房尺寸长宽M441134水轮机安装高程M32650发电机层地面高程M32550厂房校核洪水位M33285P2厂房设计洪水位M33234P333厂房设计尾水位M32564Q1746M3/S厂房最低尾水位M32525Q582M3/S4、升压站形式户外式地基岩性板岩夹砂岩面积长宽MM1424924电压等级KV35输电回路回15、主要机电设备水轮机台数台3水轮机型号HLA551CWJ81额定出力KW26368额定转速R/MIN750额定水头M4950额定流量M3/S582最大水头M5091最小水头M4455发电机台数台3发电机型号SFW25008/1730单机容量KW2500功率因数08定额电压KV63调速器型号/台BWT1000/3主阀型号/台SD941X10/3七、施工1、主要工程数量土方开挖M3193204石方开挖M31302888钢筋制安T7493混凝土M3401785砌石M3441962、主要建筑材料砂M3211120碎石M3287695块石M3188913XX水电站工程特性表项目单位数量备注水泥T134787钢筋T76433、所需劳动力总工日万个3071高峰人数人/D4004、施工临时房屋M228005、对外交通（公路）KM715其中新修临时公路215KM6、施工导流方式、形式、规模土、浆砌石围堰7、施工准备工期月4主体工程施工工期月26第一台机组发电工期月28综合总工期月30八、经济指标1、静态总投资万元6020332、总投资万元642226建筑工程万元342224机电设备及安装工程万元94562金属结构设备及安装工程万元14519临时工程万元26843水库淹没处理补偿费万元34917水土保持费万元7670环境保护费万元6850其它费用万元48134基本预备费万元26314建设期贷款利息万元401933、综合利用经济指标单位千瓦投资元/KW802711单位度电投资元/KWH219经济内部收益率1373经济效益费用比/113经济净现值万元66972投资回收期年13851综合说明11概述XX水电站工程位于XX县天门乡长峰管区境内，距离XX县城78KM。电站引水坝（注彭子塘坝为该工程的主引水坝，支流蛇坪河1、2坝为次引水坝，如无特别说明，XX水电站坝址均指彭子塘坝址）位于资江一级支流渠江干流中上游的天门乡长峰管区大山村，坝址上距平游桥水电站厂址40KM。电站开发方式为径流引水式，是一座以发电为主的水利枢纽工程。坝址控制流域面积238KM2，坝址以上干流长度为37KM，坝址处多年平均流量为833M3/S，厂址处的流域面积为245KM2。电站前池处可引入支流蛇坪河流域面积372KM2。为加快XX电力建设，促进地方经济发展，使水能资源优势转化为经济优势，由XX县诚源水力发电有限公司对此河段的水利资源进行开发，并于2006年5月与XX县人民政府就此河段的开发利用签订了XXXXXX电站开发协议书。2006年9月，由XX市水利水电勘测设计院完成了XX省XX县渠江奉家至县界河段流域规划报告的编制，规划拟定渠江奉家至XX县界河段水力发电开发采用二级径流式方案，即平游桥（正常蓄水位4685M，发电尾水位3835M，径流式）XX（正常蓄水位3805M，发电尾水位3250M，径流式），由XX市人民政府授权，XX市水利局对XX省XX县渠江奉家至县界河段流域规划报告以娄水字【2006】39号文进行了批复，同意该流域开发方案，因此，XX水电站开发符合流域规划要求。在规划和立项申请书成果的基础上，我院对XX水电站工程又进行了详细的实地勘察，对水文气象等基础资料进行详尽的调查分析，对工程选址、水位、装机等做了充分的方案论证，进一步落实了库区淹没指标，在此基础上，编制了XX省XX县XX水电站工程初步设计报告。12水文渠江为资水一级支流，发源于XX县双林乡分水界茶亭，流经双林、奉家、天门等乡镇，沿途纳入玄溪、小桥江、横南溪、白水溪等溪河，与镇溪江汇合，在县界处纳入蛇坪河后，向北流入溆浦县、安化县境内，在安化县渠江口注入资水。流域面积851KM2，干流长度988KM，流域平均坡降605。XX水电站引水流域面积为2752KM2（其中彭子塘坝址控制流域面积2380KM2，建蛇坪河1、2引水坝引入蛇坪河流域面积372KM2），电站厂房处流域面积为245KM2。渠江流域地处高山区，耕地分散，水田较少，森林茂盛，属典型的中亚热带季风气候区，气候温和，降水丰沛、径流丰富。本流域内多年平均年降雨量为16137MM，多年平均蒸发量为14239MM。多年平均风速17M/S，最大风速200M/S。多年平均气温168，年极端最高气温401，最低气温107。XX水电站工程位于资水一级支流渠江中游，彭子塘坝址控制流域面积为2380KM2，电站厂址位于彭子塘坝址下游约55KM处。渠江中下游有杨德溪水文站，控制流域面积为568KM2，该站为渠江流域主要控制水文站，该站有着19591994年完整的水位、流量及降雨资料（1996年后杨德溪水文站停止观测），本次在推求彭子塘坝址、蛇坪河1、2坝址及电站厂房径流及天然洪水量时，移用杨德溪水文站洪水资料来确定各径流及天然洪水情况，经分析计算得彭子塘坝址处多年平均流量为833M3/S，年径流量为263亿M3，厂房处多年平均流量为858M3/S，年径流量为270亿M3，各频率设计洪水成果见表121。表121XX水电站坝（厂）址设计洪水计算成果各频率设计值P（）位置项目均值010205123335102050蛇坪河1坝QMM3/S603062762362071771551381098146蛇坪河2坝QMM3/S673433102652321981741551239152彭子塘坝址QMM3/S346178117401435120111301009888709473311厂址QMM3/S353200218051546135111571016904715531350对彭子塘坝址处及厂房尾水位处上、下游河段进行了历史洪水调查，并实测了枯水流量。彭子塘坝址处实测枯水水位35550M，流量112M3/S，厂房尾水实测枯水水位32515M，流量180M3/S。利用实测的坝址处及厂房尾水处的纵断面和横断面资料，通过计算坝址处及厂房尾水位ZQ线，并参考低水实测流量数据，求得彭子塘坝址、厂房天然水位流量关系曲线。彭子塘坝址处多年平均悬移质输沙率为349KG/S，多年平均悬移质输沙量为923万T，多年平均推移质输沙率为070KG/S，多年平均推移质输沙量为185万T。彭子塘坝（厂）址做了9月2月、9月3月、9月4月、10月2月、10月3月、10月4月、11月2月、11月3月、11月4月等时段的分期洪水计算，选用杨德溪水文站各分期洪水样本推求XX水电站坝（厂）址分期样本，再进行频率计算确定，具体成果见表24612。XX水电站库坝区位于渠江中游河段，该段水质无污染，现状水质条件良好，根据XX县环境监测站提供的水质监测结果表可知，坝址断面的DO溶解氧、NH3N（氨氮）、NO2N（亚硝酸盐氮）、BOD5（五日生化需氧量）、高锰酸盐指数、挥发酚和石油类等7项指标全部到达类地表水水质标准，监测结果表明，XX水电站工程所在河段现有水质状况良好。13工程地质131区域地质概况库区在大地构造上位于雪峰山褶皱带北部，祁阳山字型构造前弧北翼，NE向构造是本区域显著的构造形迹。水库区主要褶皱为葡萄岭倒转向斜，位于锡江溪至高阳一带，轴向NE7580，东端于青围溪扬起，西端于桐皮园南扬起，沿走向长约14KM，正好横垮水库区。向斜核部由志留系下统组成，两翼为奥陶系中、上统，均向NNW倾斜，形成轴面向SSW倒转的褶皱，两端岩层陡立，倾角7080，一般倾角4050。在漏水洞至横江屏处，有桎木岭压性断层通过，该断层东起桎木岭、经上石灰冲、邓家、横江屏，西至上许家溪，走向NE80，为冲断层。断层长达数十公里，多伴生次级断层。沿断裂带有强烈的挤压破碎现象，挤压带宽达数十至数百米，破碎带以碎裂岩为主，少量断层泥，胶结差。由于河流的冲刷、侵蚀，水库区河床大部分地段基岩裸露。根据XX市地震史和近期资料记载，工程区域未发生过大于VI级的地震，属弱震区。根据国家地震局颁布的中国地震动参数区划图（GB183062001），本区地震动峰值加速度A005G，地震动反应谱特征周期为T035S，相对应的地震基本烈度为小于VI，因此，在工程设计过程中，可以不考虑地震影响。132库区工程地质条件水库区属侵蚀中低山地貌，山岭高程5001000M，地势北高南低。当水库蓄水至正常高水位3805M时，回水距离354KM。坝址处河床高程3540M。库内冲沟发育，由于地面流水的朔源侵蚀而向源头方向延伸较远。库区出露元古界的板溪群上亚群，下古生界震旦系（Z）、寒武系（）地层。岩性为灰绿色、灰深灰色、少量紫灰色浅变质砂岩、板岩；含砾绢云母砂质板岩、浅变质石英细砂岩与板状砂质页岩、黑色碳质板状页岩、硅质岩夹硅质板岩等。第四系全新统零星分布于沿河两岸，主要为残坡积、冲洪积和崩坡积。库内砂岩岸坡卸荷裂隙较发育，导致崩塌作用在砂岩形成的高陡边坡地带随处可见。库内泥质板岩岸坡则表现为网状风化裂隙发育，但网状裂隙延伸短，切割浅，加速泥质板岩的风化作用。库区内水文地质条件简单，库区内水文地质条件简单，含水层可分为两种类型第四系松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水，以基岩裂隙水为主。水库区水化学类型为HCO3CA，PH值为5873，硬度小于4度，矿化度小于01G/L，为弱酸性至中性、极软、低矿化淡水。133枢纽工程地质条件1331坝址工程地质条件彭子塘坝址位于渠江与镇溪江汇合处下游200M处，河底高程35372M3549M。蓄水至正常高水位3805M时，河面宽度70M。左岸山顶海拔高程605M，坡角50；右岸山顶海拔高程619M，坡角53。彭子塘坝址处覆盖层为第四系全新统冲洪积和残坡积。冲洪积局部发育，仅在坝址河床段上游部分地段零星分布，主要由块石及少量砂、砾石组成，厚度0520M，块石多呈扁平状，块径0104M，最大达05M。残坡积分布在两岸斜坡地带3900M高程以上，以坡积为主，岩性为块碎石土和粘土，厚度14M。彭子塘坝址处出露基岩为志留系下统下段灰绿色、灰深灰色、少量紫灰色浅变质砂岩、含砾绢云母砂质板岩、浅变质石英细砂岩与板状砂质页岩等，坝基全为浅变质砂岩与砂质板岩。变余砂质、泥质结构，层状、板状构造。在坝址坝轴线上，两岸和河床段均出露浅变质砂岩。彭子塘坝址区地质构造上为单斜构造，岩层产状为N7080E/NW3250，倾向下游偏左岸。本坝址区无区域大断层通过，本坝址区岩体节理裂隙主要发育三组，其中两组为共轭剪节理，产状分别为S30W/SW72、N3045E/SE6286、N3040W/NE8088；节理面较平直，延伸长度较长。彭子塘坝基岩体为浅变质砂岩与砂质板岩，通过薄片鉴定，属浅变质细粒长石砂岩，其中碎屑占90，填隙物占50。碎屑物中长石占70，石英占25，其它为岩屑、黑云母、白云母、绿泥石、电气石、绢云母等含量微；填隙物中以绿泥石为主，沸石和水云母含量微。细粒砂状结构、孔隙式交结。彭子塘坝轴线5个钻孔及上游和下游10个钻孔资料统计结果显示强风化岩石层面裂隙平均间距05M，弱风化岩石层面裂隙平均间距5M，岩体完整程度等级属“完整”。二道坝位于彭子塘引水坝下游约90M，主河床宽约23M，主流位于河中心，河床基岩基本裸露，河流堆积物主要为块石及砂、砾石，厚度051M，块石多呈扁平状，块径一般为0305M，大者可达1M以上，主要分布在左侧河床，两岸大部分基岩裸露。基岩为志留系下统下段（S11）灰色、灰绿色浅变质砂岩，岩石致密坚硬、完整。岩层产状N56E/NW4550，倾向下游偏左岸。两岸边坡稳定，不存在严重的工程地质和水文地质问题。蛇坪河1、2引水坝坝址位于蛇坪河下游峡谷地带，两坝址处河床狭窄，水流湍急，1坝址处河床高程38103M，水面宽34M，水深051M，河床宽度20M左右，两岸坡度5053。2坝址处河床高程37565M，水面宽910M，水深051M，河床宽度15M左右，两岸坡度4550。1坝址河床内有少量砂砾石和漂石堆积，厚度05M左右，两岸大部分基岩裸露，局部有少量残坡积层覆盖，厚度12M。基岩为志留系下统上段（S12）灰色、灰绿色条带状板岩夹砂岩，岩石致密坚硬、完整。岩层产状N56E/NW7075，倾向下游偏右岸，未发现断层，节理裂隙不太发育。强风化层深度河床05M左右，左、右岸13M。软弱夹层不发育，两岸边坡稳定，岩石透水性较弱，不存在严重的工程地质和水文地质问题。2坝址工程地质条件与1坝址基本相同。两坝址均具备修建低坝的良好地形、地质条件。1332隧洞工程地质条件1隧洞地质条件隧洞进口段（00000050），段长50M，洞向N4751E，与岩层走向夹角为3032。隧洞进口位于位于镇溪江上距离交汇口约200M，隧洞进口处河床高程3575M。该段地层岩性为志留系下统下段（S11）灰绿色浅变质砂岩及砂质板岩和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。进口段岩石由于节理裂隙与风化作用的影响，局部地段岩层产状紊乱，强风化层较厚，岩石破碎。1隧洞洞身段（00500600），段长550M，洞向N4751E，与岩层走向夹角为3032，垂直埋深40140M。该段地层岩性为志留系下统下段（S11）灰绿色浅变质砂岩及砂质板岩和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。隧洞围岩岩性坚硬，岩体较完整，工程地质条件较好。1隧洞洞身段（06000750），段长150M，洞向N4751E，与岩层走向夹角为3032，垂直埋深3060M。该段地层岩性为志留系下统下段（S11）灰绿色浅变质砂岩及砂质板岩和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。变质砂岩及砂质板岩岩性坚硬、完整，工程地质条件较好。其中穿过的主要冲沟为一号冲沟（距离隧洞顶板约30M），冲沟内基岩出露，岩性为砂质板岩、浅变质砂岩夹板岩，岩石中硬硬、完整，工程地质条件较好。其中在该冲沟内发育一小型正断层。1隧洞洞身段（07502400），段长1650M，洞向N4751E，与岩层走向夹角为3032，垂直埋深40220M。该段地层岩性为志留系下统下段（S11）灰绿色浅变质砂岩及砂质板岩和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。隧洞围岩岩性坚硬，岩体较完整，工程地质条件较好。1隧洞洞身段（24002780），段长380M，洞向N67E，与岩层走向近于平行，垂直最大埋深40M，洞线在穿越三潼湾冲沟、三号冲沟和四号冲沟时，其顶板已出露地表。1隧洞洞身段（27803430），段长650M，洞向N57W，与岩层走向夹角为6070，垂直埋深50160M。该段地层岩性为志留系下统上段（S12）灰绿色浅变质砂岩及砂质板岩和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。隧洞围岩岩性坚硬，岩体较完整，工程地质条件较好。1隧洞出口段（34303480），段长50M，洞向N57W，与岩层走向夹角6070。该处隧洞出口位于天门乡林场村的XX渠江右岸山坡，洞口处第四系松散堆积层覆盖，厚度约23M。该段地层岩性为志留系下统上段（S12）灰绿色、深灰色砂质板岩夹浅变质砂岩及和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。2隧洞地质条件2隧洞（蛇坪河1坝引水隧洞）进口段（00000050）段长50M，洞向S4047W，与岩层走向夹角为3040。隧洞进口位于蛇坪河右支流下游右岸山坡，隧洞进口处河床高程3814M。该段地层岩性为志留系下统上段（S12）灰绿色浅变质细砂岩及砂质板岩和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。进口段岩石由于节理裂隙与风化作用的影响，局部地段岩层产状紊乱，强风化层较厚，岩石破碎。2隧洞洞身段（00500270），段长220M，洞向S4047W，与岩层走向夹角为3040，垂直埋深60160M。该段地层岩性为志留系下统上段（S12）灰绿色浅变质砂岩及砂质板岩和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。隧洞围岩岩性坚硬，岩体较完整，工程地质条件较好。2隧洞出口段（02700320），段长50M，洞向S4047W，与岩层走向夹角为3040。该处隧洞出口位于蛇坪河左支流中上游右岸山坡，洞口处基岩出露。该段地层岩性为志留系下统上段（S12）灰绿色、深灰色砂质板岩夹浅变质砂岩及和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。3隧洞地质条件（蛇坪河2坝引水隧洞）进口段（00000080），段长80M，洞向S84W，与岩层走向夹角为1015。隧洞进口位于蛇坪河左支流下游左岸山坡，隧洞进口处河床高程3712M。该段地层岩性为志留系下统上段（S12）灰绿色浅变质细砂岩及砂质板岩和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。进口段岩石由于节理裂隙与风化作用的影响，局部地段岩层产状紊乱，强风化层较厚，岩石破碎。3隧洞洞身段（00801200），段长1120M，洞向S84W，与岩层走向夹角为1015，垂直埋深80300M。该段地层岩性为志留系下统上段（S12）灰绿色浅变质砂岩及砂质板岩和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。隧洞围岩岩性坚硬，岩体较完整，工程地质条件较好。3隧洞出口段（12001250），段长50M，洞向S84W，与岩层走向夹角为1015。3隧洞出口位于XX水电站压力前池处，洞口处为第四系松散堆积层覆盖，厚度约23M。该段地层岩性为志留系下统上段（S12）灰绿色、深灰色砂质板岩夹浅变质砂岩及和条带状板岩夹砂岩组成，岩层总体产状为N6070E/NW4550。1333厂房工程地质条件XX水电站厂房由主、副厂房组成，电站厂房紧靠山坡布置在河床右岸，为地面式。主厂房平面尺寸为长宽441M134M，副厂房平面尺寸为长宽441M72M。升压站布置在厂房左侧山坡上，尺寸为长宽1424M924M。厂房位于蛇坪村的XX，地处斜坪河与渠江交汇处，河床高程为32403230M，地势较狭窄，山体坡度在4045，岩性主要为志留系下统上段（S12）灰色、灰绿色条带状板岩夹砂岩，岩石致密坚硬、完整。表层残坡积厚度12M。岩层产状N56E/NW7075，构造简单，岩石强度高，岩体稳定性较好。但边坡较陡，上部强风化岩体及表层残坡积层稳定性较差，岩层倾向坡外，边坡稳定性受岩层控制，开挖以不切脚为准。河流两侧出露岩性基本对称，由于河流的冲刷、侵蚀，河床大部分地段基岩裸露。厂房处不存在严重的工程地质问题。厂房处边坡陡峻，但岩石坚硬，岩体完整，边坡稳定。厂房基础开挖深度较大，开挖中应注意边坡稳定及基坑排水，建议厂房基坑开挖坡比L035L05。1334压力管道及压力前池工程地质条件XX水电站压力管道前接压力前池，管线布置沿厂址区河流右岸山坡而下，岔管后管道与主管坡度一致进行布置。岔管型式采用“卜型”结构。河床高程为3240M，山体坡度2936，在地貌上属斜坡堆积地貌单元，山坡第四系残坡积堆积层覆盖，地形条件较好。管线区在地貌上属斜坡堆积地貌单元，山坡上层由第四系松散堆积层覆盖，地形条件一般。上覆第四系松散堆积层，厚度约34M，下伏志留系下统上段砂质板岩夹浅变质砂岩，岩层产状N6070E/NW7075，强风化层厚24M，浅部岩石裂隙较发育。场地内弱风化新鲜岩石坚硬完整，场地内构造活动不强烈，边坡稳定。因此，管线镇墩、支墩基础应置于相对完整岩基上，镇墩基础开挖深度58M。建议人工开挖临时边坡边坡高度58M第四系松散堆积碎石土层111125；边坡高度58M的强风化砂质板岩L07511，边坡高度58M的弱风化砂质板岩L05106。1335施工围堰工程地质条件彭子塘引水坝上游围堰河床宽2226M，水深112M，河床基岩基本裸露，河流堆积物主要为块石及砂、砾石，厚度051M，块石多呈扁平状，块径一般为0306M，大者可达1M以上，主要分布在右侧河床。彭子塘引水坝下游围堰河床宽2025M，水深115M。河流堆积物主要为块石及砂、砾石，厚度0515M，块石多呈扁平状，块径一般为0508M，大者可达1M以上，主要分布在右侧河床。围堰施工时需将河床内河流堆积物清除干净，避免堰基渗水即可，不需作其它基础处理。134天然材料根据天然建筑材料勘察规程对本阶段的要求和本工程的实际情况，本次天然建筑材料勘察对工程所需的土料、天然砂砾料、人工轧骨料和石料产地的分布、储量、质量及开采运输条件进行了详细勘察。砂砾料及土料坝址附近缺乏天然砂砾料，大坝及厂房所需砂砾料，若从70KM外的XX或炉观镇运来，由于运距远，运价高，鉴于当地石料丰富，质量较好，建议采用人工轧制粗细骨料方案。块石料通过调查大坝附近共有三处料场，分布在库内左右两岸及大坝下游，运距约200700M，储量均大于100万M3。三个料场的情况如下1料场，位于镇江溪与渠江汇合口处，距离坝址约200300M，该料场石质好、夹层少，全为基岩裸露，易于开采，开采高程360390M。2料场，位于大坝上游的渠江左岸，距大坝约300500M，可采块石大于100万M3，因该料场所处高程400500M，为大坝砌筑时的上部料场。3料场，位于大坝下游左岸龙虎洞处，距大坝约500700M，可采储量在100万M3以上。14工程任务和规模XX水电站上有拟建的平游桥水电站，下有拟建的大兴水电站。考虑XX水电站的主要供电范围是XX县，本次设计通过35KV架空线并网在长峰110KV变的35KV母线上。根据XX县经济发展规划，并考虑到该地区的用电历史情况，XX县电力负荷预测20052010年全社会供电量年均递增速度为742，负荷年均递增速度为740，20102020年全社会供电量年均递增速度为700，负荷年均递增速度为700。XX县电力电量预测结果表141。表141XX县电力负荷预测单位亿KWH，MW年份项目2007年2010年2015年2020年20052010年20102020年全社会供电量6468019061576742700全社会最大负荷121150170295740700XX县电力电量缺口很大，供需矛盾十分突出。XX水电站是XX县境内可供开发的有限的电源点之一，装机75MW，年发电量2830万KWH，它的兴建能缓解XX县电网的供电紧张局面，促进该地区工农业生产的发展。彭子塘引水坝正常蓄水位选择了3805M、3820M两个方案进行了技术经济比较，经比较，确定正常蓄水位3820M。装机容量进行了64MW、75MW、84MW三个方案的比较，推荐装机规模为75MW。电站运行方式XX水电站为无调节性能的小型水电站工程，其发电运行方式直接受上游天然来流量控制，当来流量不大于582M3/S时，只发3机；当来流量大于582M3/S而小于1164M3/S而时，可同时发1机和2机；当来流量大于1164M3/S达到1746M3/S以上时，则3台机同发。上游为正常蓄水位时由三台机发电减为单机发电，流速减慢，此时，隧洞水面线为A型壅水曲线，隧洞末端水深要高于设计水深，这样1隧洞内水位上升，当水位上升时，则通过压力前池的自动调节溢流堰溢流及1隧洞前的闸门进行调节，当达到新的平衡时，水位不再上升，对3隧洞的运行影响不大。同时1隧洞前闸门的启闭是采用电气自动化控制，保证了电站的正常运行。参考XX双江口电站（引水式电站，隧洞及引水渠总长13KM）、龙湘电站、建军电站等电站的运行情况可知电站最不利工况在实际运行中出现的次数相当少，且通过相应工程措施可以保证隧洞的正常运行，对电站的发电质量影响很小，因此本电站采用无压隧洞引水是可行的。XX水电站无调节能力，多年运行特性指标如下流量及水位多年平均流量833M3/S（坝址处），单机流量582M3/S，相应下游水位32525M（厂址处），满发装机流量1746M3/S，相应下游水位32564M（厂址处）。水头最大水头5091M，最小发电水头4455M，设计水头4950M。出力及发电量保证出力958KW，多年平均发电量2830万KWH。15工程布置及建筑物151工程等级和标准XX水电站水库正常蓄水位3820M，相应库容为19470万M3，水库校核洪水位38531M，水库总库容为32055万M3，电站装机容量为075万KW，小于1万KW。根据国家防洪标准（GB5020194）、水电水电枢纽工程等级级别及设计安全标准（DL51802003）、水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）规定，XX水电站为小型工程，水库工程属等工程，电站工程属等工程，小（2）型规模。水库工程的溢流坝、放空闸及引水隧洞等主要建筑物为5级建筑物，电站工程的发电厂房系统、开关站等为5级建筑物，次要建筑物为5级建筑物，临时建筑物为5级建筑物。引水坝设计洪水标准为洪水重现期30年，非常运用洪水标准为洪水重现期200年；水电站厂房设计洪水标准为洪水重现期30年，非常运用洪水标准为洪水重现期50年。消能防冲建筑物设计洪水标准为洪水重现期10年。152工程选址XX水电站坝址选择与开发方案在XX省XX县渠江奉家至县界河段流域规划（XX市水利水电勘测设计院，200609）的基础上，经我院会同业主和有关部门的专家及技术人员多次到现场进行实地勘查，决定彭子塘引水坝建在渠江与镇溪江汇合口下游200M处的彭子塘，控制流域面积为238KM2，此处河床高程35372M35490M，河谷对称，地质条件较好，河床宽度200M，该处作为本次XX水电站彭子塘引水坝坝址的有利条件如下一是河道开阔较顺直有利于泄水冲砂；二是地质条件好有利于彭子塘引水坝稳定；三是同时拦截了渠江干流与镇溪江的来水，有利于电站发电。电站厂址选择在XX，此处河床高程为32430M，河滩高程为32950M，常年枯水位为32550M，厂房位于河流右岸，厂房的修建基本不会影响本河段的行洪安全，也不会侵占下一级梯级电站大兴电站的水头。153工程设计本工程枢纽总平面布置由彭子塘引水坝、1引水隧洞、蛇坪河1引水坝、2引水隧洞、蛇坪河2引水坝、3引水隧洞、压力前池、压力管道、发电厂房和升压站等组成。枢纽总平面布置的原则是在满足枢纽泄洪安全和利用水头最大的前提下，力求平面布置紧凑、工程量投资最省、施工及运行管理方便。彭子塘引水坝位于渠江与镇溪江汇合口下游200M处，坝顶轴线长134M，堰顶高程为3770M，堰上无闸门控制，右侧设置放空闸，放空闸底板高程为3680M，孔口净尺寸1010M。本工程1引水隧洞可采用无压引水隧洞或低压引水隧洞方式，经过技术比选，采用无压引水隧洞方案，该方案具有投资较少、有利于蛇坪河流域水量的引入、施工较方便、施工进度快等优点，而电能质量的保证可通过1隧洞闸门及前池溢流堰调节等工程措施来实现。1隧洞从渠江与镇溪江汇合口镇溪江上游100M处右岸山坡进口，起始洞线方向为东偏北4753，在桩号2500处洞线方向转为东偏北6944，在桩号2652处洞线方向转为北偏西312，洞线总长3480M，设计引水流量为1510M3/S，隧洞进口底板高程为377180M，出口底板高程为374867M，坡降I1/1500，直墙高均为34M，拱顶圆心角均为120。隧洞衬砌段净宽为30M，净高4266M，拱顶半径为1732M，不衬砌段净宽为39M，净高4526M，拱顶半径为2252M。蛇坪河1引水坝坝顶轴线长140M，堰顶高程为3850M，堰上无闸门控制，全坝段溢流。2隧洞从蛇坪河1引水坝前进口，引水至蛇坪河左支流，全段为直线，洞线方向为西偏南4047，洞线总长320M，设计引水流量为120M3/S，隧洞进口底板高程为383910M，出口底板高程为383280M，坡降I1/500，直墙高均为1367M，拱顶圆心角均为120。隧洞衬砌段与不衬砌段净宽均为150M，净高均为180M，拱顶半径均为0866M。蛇坪河2引水坝坝顶轴线长190M，堰顶高程为3805M，堰上无闸门控制，全坝段溢流。3隧洞从蛇坪河2引水坝前进口，引水至压力前池前的明渠段内，起始洞线方向为西偏南68，在桩号1243处洞线方向转为西偏北68，洞线全长1260M，设计引水流量为236M3/S，进口高程为379230M，在桩号1245处设置153纵坡，出口高程为374855M，坡降I1/800，直墙高均为1367M，拱顶圆心角均为120。隧洞衬砌段净宽为15M，净高18M，拱顶半径为0866M，不衬砌段净宽为19M，净高1915M，拱顶半径为1097M。根据隧洞地质条件，本次设计1隧洞全断面结构衬砌段隧洞长度为870M，占隧洞总长的25，衬砌形式根据实际开挖后的地质条件决定，其余长度为2610M的隧洞段侧墙和顶拱不衬砌，底板采用100MM厚C15砼衬砌。2隧洞和3隧洞原则上只对底板及进、出口段进行衬砌，其它地段不衬砌。压力前池分前室、进水室、泄水侧堰、冲砂放空孔四部分，总长55M。前室分为渐变段和直线段。渐变段总长35M，其中水平、竖直同时扩散段长15M，与渠道末端连接，起始端底板高程为374853M，水平扩散角543，底坡150；后20M为竖直扩散段，宽63M，底坡150，直至前室水平段底高程368000M。两侧边坡为垂直边坡。前室水平段宽63M，长15M，底板厚10M，侧墙采用C25钢筋砼，厚度14M，前池顶部设500500MM的C25钢筋砼拉杆，间距25M。前室有效容积约2200M3。进水室长50M，底板高程369800M，水平设置，工作闸门尺寸为2828M，门后设钢筋砼胸墙和通气孔，沿进水室边墙外侧设置用于钢管充水的300MM旁通阀1个。泄水侧堰布置在前池左侧堰中部，宽20M，采用折线形实用堰，堰顶高程为378200M，宽14M，后接坡比为107的泄水陡槽，陡槽采用200MM厚C20钢筋砼衬砌。前池放空孔位于前池水平段末端，尺寸为1010M，闸底高程为367500M，放空孔采用平面铸铁闸门控制，用LQ5型螺杆启闭机启闭。前池放空检修时应同时依次关闭前池进口闸门与1隧洞进口闸门。压力管道采用钢管，管线布置沿山坡而下，为减少开挖量，岔管后管道不宜水平布置，须根据实际地形条件分别拟定坡度进行布置。岔管型式参考同类工程的成功经验，采用“卜型”结构，共二处。三条支管分岔后在靠近厂房处用立面转弯型式或空间转弯形式水平进入厂房。根据厂房布置要求，钢管下段须回填，用于布置副厂房，综合考虑后，在1镇墩与2镇墩之间钢管裸露于地面，设镇墩固定、支墩支承。在副厂房以下管段均回填至33335M高程，主要采用石碴回填。在三条支管转弯处均用镇墩进行固定。根据布置要求，共布置镇墩6处，支墩每隔10M布置一个，共2处。电站厂房紧靠山坡布置在河床右岸，为地面式。主厂房平面尺寸为长宽441M134M，由主、副厂房、防洪墙、尾水涵管组成。水轮机安装高程（机组主轴中心高程）32650M，发电机层地面高程32550M，副厂房地面高程333350M。升压站布置在右岸山坡上，紧邻厂房上游侧，升压站平面尺寸为长宽1424M924M，基面高程345000M。16机电及金属结构161水力机械本电站装机为3台25MW混流式水轮发电机。水轮发电机组主要参数如下水轮机基本参数型号HLA551CWJ81设计水头495M额定功率26368KW额定流量582M3/S额定转速750R/MIN飞逸转速12587R/MIN吸出高度HS166M效率933发电机基本参数为发电机SFW25008/1730额定功率2500KW额定转速750R/MIN额定电压6300V额定电流2864A功率因素08频率50HZ效率96绝缘等级F/F励磁电压676V励磁电流3164A冷却方式管道通风主厂房布置有3台发电机和3台BWT1000调速器，同时在高程338850M布置一台16T/32T单小车桥式起重机。162电气一次XX水电站建成后考虑35KV出线一回，接入长峰110KV变电站，线路距离约6KM，输电线路导线型号为LGJ150。电站电气主接线方案采用2台变压器，型号为S96300/35和S93150/35，发电机电压母线和35KV升高电压侧都采用单母线接线方式。厂用电04KV采用机组自用电及全厂公用电混合的供电方式，厂用电源通过两台厂用变分别接至发电机电压63KV母线及35KV母线上，选用二台容量为200KVA的变压器，其中一台为干式变，接于发电机63KV电压母线，另一台为油浸式变压器，接于35KV电压母线。两台厂用变压器互为备用，正常运行时由一台变压器供电，当一台变压器故障时，则由另一台变压器供全厂用电。厂用电接线初步确定采用单层辐射式接线，自厂用母线成辐射状直接供给厂用电负荷，选用一台变压器，容量选择为200KVA，型号为S11200/6。选用10KV电网装设一台S11200/10降压变压器作为厂用电的后备电源。直击雷过电压保护本电站升压站户外敞开式布置，直击雷过电压保护拟采用装设独立避雷针的方式。主、副厂房采用屋顶避雷带保护，避雷带引下线沿墙引下至集中接地网。侵入波的防雷保护35KV母线上装有金属氧化物避雷器，35KV线路要求进线端架设2KM避雷线保护。接地保护全厂接地装置首先充分利用水工结构钢筋各种预埋金属结构等自然接地体，在主副厂房、升压站敷设以水平接地体为主的人工均压接地网，为降低接地电阻，将主、副厂房、升压站等接地网连成一体，总接地电阻要求不大于4。照明系统照明正常情况下由低压配电屏提供工作照明，按电站布置情况分设三个照明配电厢，分别控制主厂房、副厂房、升压开关站，其照明容量按主要房间及场所的照明单位容量进行计算。当工作照度发生故障时，事故照明自动切换到直流照明。灯具选择时主厂房采用深照型白炽灯或金属卤化物灯，副厂房采用吸顶灯与壁灯，升压开关站采用路灯式卤钨灯，以满足运行及巡视要求。163电气二次电气二次部分包括电站控制管理方式、励磁系统、自动化、继电保护、二次接线及直流电源等，能充分满足水电站安全经济运行的需要，同时也应满足电力系统安全经济运行和调度管理的要求。本水电站拟采用全计算机监控系统，来实现“无人值班，少人值守”的运行管理模式。本电站设置中央控制室，通过全站集中控制系统对全站运行及主要机电设备实行全站集中监控。发电机励磁系统起励方式采用残压起励和直流220V电源起励。机组正常停机采用逆变灭磁，事故停机采用磁场断路器加非线性电阻灭磁。调速器选用微机型调速器BWT1000，调速器具有比例积分微分PID调节规律。调速器可远方和现地操作，并能实现手动、自动无扰动切换。调速器应具有与计算机监控系统的通信接口。全站自动化元件配置和选型与全计算机监控方式相适应，满足机组和公用设备自动控制要求。继电保护和安全自动装置采用微机型保护。中控室是全厂指挥控制中心，电站计算机监控系统、全厂工业电视监视系统、机组自动屏、微机保护屏、直流屏、电力载波通信等均布置在中控室。水电站通信系统由站内通信、系统通信、对外通信及防汛通信等组成。由于XX水电站地处偏僻，群山环绕，给电站无线通信带来极大难度，故电站选用有线通信方式为主，根据需要装设适当数量的中国电信公众程控电话。通风主厂房设置机械强制通风措施，即在厂房墙壁装设强力轴流风扇，使空气循环流动，油罐室和油处理室设置单独的通风系统，必要时进行通风换气。副厂房采用自然通风方式，为使电子设备正常工作，中控室装设一台空气调节器。采暖冬季室温较低时采用低温电炉或电暖器采暖，或者采用双制空调采暖。164金属结构彭子塘引水坝放空系统设1扇放空工作闸门，采用潜孔式拱形平面滑动铸铁闸门。放空闸门尺寸（宽高）1010M，闸门运行条件为动水关闭，动水开启，启闭设备选用LQ10螺杆起闭机启闭。蛇坪河1、2引水坝分别设1扇