溪洛渡工程大坝及地下厂房设计概述

溪洛渡工程大坝及地下厂房设计概述溪洛渡，地处云南永善、四川雷波交界的金沙江上，电站总装机容量达1260万KW，因其规模之大，排在中国第二、世界第三。作为成长中的水利人，我们05级水工强化班的同学能够有机会去溪洛渡进行生产实习，实在是一种幸运。实习的所见所闻是新鲜的，所学所获是巨大的：溪洛渡水电站枢纽工程的布置、设计、施工、管理、环境保护、移民工作、合同管理、招投标、建设监理……本专题就溪洛渡工程大坝及地下厂房设计的有关内容进行简要介绍。溪洛渡工程的枢纽布置电站枢纽由拦河大坝、泄洪设施、引水发电建筑物等组成。拦河大坝为混凝土双曲拱坝，坝顶高程610m，最大坝高278m，居于世界特高拱坝之列。泄水建筑物洪水标准按1000年一遇洪水设计，10000年一遇洪水校核，相应洪峰流量分别为43700m3/s和52300m3/s。泄洪设施由坝身7个表孔、8个深孔和左、右岸各两条泄洪洞组成。枢纽泄洪总功率近1.0亿kw，为目前世界上已建成拱坝枢纽泄洪功率最高水平——二滩的3倍。坝下游设二道坝，形成400m长的水垫塘。左、右岸地下厂房，各安装9台单机容量700MW的水轮发电机组，采用首部式开发，厂房最大埋深300-700m，引水发电建筑物由进水口、引水隧洞、主厂房、副厂房、主变室、尾水调压室、尾水隧洞、电缆竖井及地面出线场等组成。其中主厂房尺寸为2-384m×28.4m×77.1m（长×宽×高，左右岸相同），将是世界上最大的地下引水发电厂房。其总体三维布置图如图1所示。拦河大坝－－双曲拱坝、最大坝高拦河大坝－－双曲拱坝、最大坝高278m泄洪建筑物－－坝身7表孔8深孔、4条泄洪洞引水发电建筑物－－两岸各9台700mw水轮发电机组施工期导流－－两岸各3条导流洞图1溪洛渡水利枢纽工程三维布置溪洛渡工程双曲拱坝设计我们知道，拱坝是在平面上呈凸向上游的拱形挡水建筑物，借助拱的作用将水压力的全部或部分传给河谷两岸的基岩。与重力坝相比，在水压力的作用下坝体的稳定不需要依靠本身的重量来维持，主要是利用拱端基岩的反作用来支承。拱圈截面上主要承受轴向反力，可充分利用筑坝材料的强度。因此，是一种经济性和安全性都很好的坝型。双曲拱坝，又称穹形拱坝，在水平和铅直截面内都呈拱形。双曲拱坝比单曲拱坝更具特殊的优点。由于其梁系也呈弯曲形状，兼有垂直拱的作用，它在承受水平向荷载后，在产生水平位移的同时还有向上游位移的倾向，使梁的弯矩有所减少，而轴向力加大，对降低坝体应力有利。另一方面，在水压力作用下，双曲拱坝中部的垂直梁应力是上游面受压而下游面受拉，这同自重产生的梁应力正好相反，这也是双曲拱坝的优点之一。虽说拱坝是一种经济性和安全性都很好的坝型，但并不是在所有的地方都适宜修建拱坝的，拱坝适合修建于河谷比价狭窄的地段，河谷形状呈V形或U形为宜。而溪洛渡坝址地处溪洛渡大峡谷，两岸山体浑厚，河谷较狭窄，为“U”型河谷，河谷宽高比小于2，枯水期水面高程370m，枯水期江面70-110m，适宜修建拱坝。图2坝址地质地形条件坝址地形地质情况可如图2所示。溪洛渡水电站的双曲拱坝体型的设计考虑了以下三个方面的内容。拱坝建基面的确定——要求左右岸形状基本对称，以优化拱坝的受力条件；其次，基础岩性也要相对均匀，避免软硬交替。拱冠梁剖面的确定——要求整个上、下游坝面保持处处连续；——控制参数：拱坝顶厚度Tc=14.0m，拱坝底厚度Tb=60.0m，上游最大倒悬度β=0.141。水平拱圈的确定——即确定合理的圆弧拱圈中心角。我们知道，中心角越大，拱圈厚度越小，说明中心角越大，材料的强度可得到充分的利用，对应力有利；反之，拱圈中心角减小，半径越大，拱作用减弱，要求加大拱圈厚度，因此，适当加大中心角是有利的。但加大中心角使拱圈弧长增加，在一定程度上会抵消一部分由减小拱厚所节省的工程量，多以，要确定合理的中心角。最终设计出的双曲拱坝体型特征及参数可见图3。恩图3补惩溪洛王渡工索程双巷曲拱侵坝体乘型及幕参数棋表图捎溪洛画渡工斥程地露下厂渐房设于计迁溪洛堤渡水嫌电站投是世炉界第破二大彼水电产工程炮，工课程规执模仅椅次于哨三峡炭水电软站。院溪洛袄渡水炭电站艳有多拌个特皆点，棵如高疏水头铅大流辜量泄宪洪消概能、秀大跨双度地香下厂笼房等修。其岛中，钉由导定流洞盐、地州下厂葱房等画构成沿的地志下洞发室群快引人肾注目砍，是被当今滥世界共上规狭模最严大、乏最复拜杂的号地下肯洞室壁群。银作为歇高拱麻坝水和电站侮的溪博洛渡灾水电抬站，或其主数要建锄筑物志分布败于地宪下。圾数量代众多月、规认格巨慎大、缩纵横骡交错武的各缩种洞解室组南成了绕世界晨上规悬模最填庞大鸟、复亭杂的敲地下翠洞室缘群蛇（其雨布置执透视拔图见铅图4妇）蹦。具蛇体地剧说，鞠电站乎左右习岸各孟布置纳有3乱条导真流洞惑、1抬个主遭厂房挖、1脾个主录变压赤室、摇1个据尾水训调压懂室、汪9条牛引水夕洞、锣3条滥尾水呈洞、雄2条魂出线爬竖井屑、2湾条进肤排风舒竖井忽、2趋条尾章水调价压室惜通气尖洞、谁2条陶泄洪翼洞及腥多条民灌浆净洞与焰排水灯洞。资此外绕，左偏右两最岸还年有上蹲百条开施工贪支叉胃洞（泊也就同是施裤工期价交通乎运输壁洞）足。溪哄洛渡煤水电脸站地惧下洞狼室群耐不仅澡数量漫多，浙而且窜规格闪巨大翼。比谈如主蚀厂房询，其区尺寸添长炕38矮1米渴、宽航28吓.4毫米加、高捏75元.1村米悠。这务是什育么概避念？插“如诸果以宴每层沫楼洁3米限来算逝，逗75美米享高的顷厂房慢就相简当于礼25殊层楼油房高累”。共长江足三峡吴技术吓经济楼发展兼有限叠公司遣溪洛姓渡监丢理部拉总监坟迟振糟波解的释说汪，“夏整个脚溪洛违渡水桃电站业地下扭洞室祝群的迎土石霜方开垦挖量梁约1咱57洗6万元立方价米，希而世慈界第里一大护坝—甩—三肺峡大翼坝主唯体枢辨纽建听筑物率的混翁凝土旧浇筑辆量约绘为2死60犹0万路方，锡这就僵是说公，从凭溪洛怎渡水涝电站敲地下抖洞室逢群开杨挖出搬来的谣土石慈方，料就接逃近三逃峡大搬坝主简体枢昂纽建你筑物针混凝全土浇姨筑量握的三桥分之卡二。猜”进厂交通洞进厂交通洞尾水调压室主厂房主变室引水洞进风井母线洞排风井出线井交通洞尾水洞峰图4屋猜地下探厂房稀洞室霞群布待置透融视图盛溪洛主渡水撑电站哄地下旷洞室耗群纵懒横交携错，贼形如害迷宫俭。最熄长的损洞室咏是数咏量众园多的榨施工挎期交燕通洞晕，有古的长延达3叼80予0多竭米，泽从一养个交婚通洞倍到另扬一个偶交通贴洞，行以2抢0、切30邻公里除的时识速开仓车去替，有明时就片要5好、6耕分钟酬。钞厂区祝地质浸条件灿溪洛障渡水兽电站恩规模讽庞大徐、复铃杂的井地下拉洞室僵群的乔建设回有赖常于坝址址所窗在地挎优异火的地晕质条穿件。肥溪洛屡渡水远电站贤的地赌下洞贸室群袋虽然肤规模搜庞大教，然咸而相送对巍幸巍大缴山而培言，上仍然认显得牵“小誓巧”弃得多脂。溪梨洛渡馒工程缴坝址族所在券的溪练洛渡辈大峡星谷，知两岸烂山体字浑厚屋，坝锣区河霉床基嗓岩及宋两岸躺谷坡进主要弯由二映叠系针上统拥峨眉飘山玄纳武岩辅组成怠，总晋厚度重达4勒90远-5劈20里米刚。玄承武岩枣本身鸽是属俘中硬规岩石丸，溪区洛渡讽水电疼站坝丛址处脊的玄喜武岩花坚硬稠完整珠，其产饱和梅抗压役强度帮达到伟26驻0-火28户0兆润帕每哪平方斗厘米性，强柿度甚戴至比边三峡威工程全坝址稻的花散岗岩堪的抗疮压强办度（瞧约1劳50畜兆帕剧每平叠方厘鸡米）往还要钻大许掌多，逮为布燕置超片大规蚁模地赔下洞剥室群死提供级了理鼻想的讲地质蒸条件棉。姻地下额厂房设工程夸溪洛绝渡工创程的湿地下懒厂房悲工程抄为三五大洞鹊室群堵——叨主厂拌房、叫主变斯室以念及尾监水调遭压室右，其仗平面毙布置属如图猜5所云示。3#调压室2#调压室1#调压室主变室主厂房3#调压室2#调压室1#调压室主变室主厂房拼图5劝碧三大叛洞室续平面仰布置请图涉主厂赚房赵主厂线房拱谎顶高奋程为自40亡3.壳40罪m象，发桃电机缴层高积程为晌37肾6.被50潮m线，电洗气夹汁层高外程为嫁37终0.缘00漂m洲，水川轮机诱层高择程为驻34决6.殊00威m贪，机夺组安扶装高种程为菜35符9.混00狠m恒，尾忘水管旗底板昼高程耻为柔33材2.胳00扫m呀。其顿里面垃布置恐图可穗见图视6。筐图6怜猛主厂对房立唤面布忘置图田主变晶室啊顶拱互开挖巴高程醉为唉40森9.律32却m筹，通码风道础层层质高程肝为督39传8.已80幅m蹈，G科IS舰层高臂程为该39闯0.许50谣m活，主穴变层娃高程茫为川37贵6.搜50派m蒜并与装发电衔机层沙同高技，主泡变压垮器运侨输通侵道宽聋7.唐00井m扭。港尾水梁调压桃室愤尾水密调压甜室布贼置图简如图续7所魔示。假在尾衣水调煤压室忆中，甲三台斩机组窄的出路管变泄为一傅个整岂体，在共用腹一个膀尾水拆调压氏室，芹三个巩尾水存洞从衣尾水乒调压索室中影延伸素出来肝，这泡种设肃计大撒大减惕小了狱尾水疗调压相室的普尺寸爬，降诵低了萌工程何量，稿节省得了造疼价。夏图7嚷烤尾水残调压雁室平冠面布问置图痕（3党）开很挖支涉护僻溪洛糖渡工廉程，粥地下劳洞室条开挖索时先救开挖启主体倦洞室尚，适毕时开龄挖附键属洞慕室。坟三大申洞室每先开极挖顶织拱、厌逐层睛下挖景、多捐个工贡作面记同时娃施工罩，逐铁层进劣行围莲岩支刊护。独并且汇严格税控制据洞室拖交叉咱口处裙的爆勺破，沙并加沿强支合护以教及适厕当采轰取超婆前支罚护措补施；急而且亮各洞男室在视开挖伍过程酬中，欺围岩谁应力抄和变拨形不石断调间整和愚变化它，及厘时调努整支救护措钢施和倾支护牧参数运。块规模耳庞大呢的溪露洛渡邀水电删站地棕下洞械室群耀，决煤定了去其施福工难服度也节是世仙界绝绳无仅隆有的涝。托以蹲主厂叛房唱为例羞，冻38总1米冈×麦28赏.4垫米旅×顺75痕.1建米嚷的主廊厂房桐在开川挖时杏，至樱少要俗分成青7、啦8层配来开蛾挖，棚由于委开挖叠、支牌护工理程量秆巨大置，施冷工干穷扰随撇之增登大，蝴而工患程对季质量杏、安膜全要搁求丝饥毫没闹有降核低，联对开搏挖的系平