5工程选址、工程总布置及主要建筑物

5-15工程选址、工程总布置及主要建筑物5.1设计依据5.1.1工程等别及建筑物级别本电站位于四川省甘孜州乡城县定波乡麻拉坝。坝址位于定曲河支流郎拥曲，厂址位于定曲河右岸的麻拉坝，距乡城县县城110km。该电站装机规模为2×2MW＝4MW，为小型径流引水式电站。主要建筑物有：底格栏柵坝、沉沙池、引水明渠、倒虹管、压力前池、压力管道、发电厂房、尾水渠及变电站等。本电站以发电为单一开发目标，无其它综合利用要求。根据中华人民共和国国家标准之《防洪标准》(GB50201-94)“水利水电枢纽工程的等别和级别”及中华人民共和国行业标准《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)之规定，本工程等别为五等小(2)型。其主要水工建筑物、次要水工建筑物、临时建筑物均按5级建筑物设计。5.1.2洪水标准根据上述永久性建筑物的等级及《防洪标准》（GB50201-94）规定，拦河坝设计洪水为30年一遇，校核洪水为200年一遇。电站厂房设计洪水为30年一遇，校核洪水为50年一遇。5.1.3设计基本资料5.1.3.1水位流量(1)拦河坝设计洪水位3388.90m，相应流量Q=57.3m3/s。频率P=3.33%。校核洪水位3389.40m，相应流量Q=88.5m3/s。频率P=0.5%。(2)厂房设计洪水位3004.17m，相应流量Q=345m3/s。频率P=3.33%。校核洪水位3004.28m，相应流量Q=373m3/s。频率P=2%。5.1.3.2水文、气象(1)水文麻拉生态水电站坝址、厂址的各级频率洪水流量见表5-1。5-2各级频率洪水流量表表5-1单位：m3/s位置P=0.5%P=1%P=2%P=3.33%P=5%坝址88.577.457.351.4厂址444408373345323(2)气象多年平均气温10.7℃极端最高气温34.4℃极端最低气温-14.4℃多年平均降水量447.6mm多年平均相对湿度50%最大风速24m/s5.1.3.3泥沙(1)悬移质多年平均输沙量1.03万t(2)推移质多年平均输沙量0.21万t5.1.3.4地质(1)区域地质工程区处于云贵高原与青藏高原的过渡地带,地貌以构造侵蚀类型的中高山为主。工程区出露地层除第四系外，主要为石炭系及二叠系地层，第四系地层岩性主要有崩坡积块碎石夹粉质粘土、粉质粘土夹碎块石，石炭系为一套海相碳酸盐岩沉积，岩性主要为灰岩，厚度594米~763米，二叠系为海陆交互相沉积建造，岩性由石灰岩、板岩、硅质岩组成。(2)坝址坝址位于定曲河支流郎拥曲之中下游，距离支流与定曲河汇入口约4公里，坝址河段总体较顺直，河流流向S35°E，该段河流比降约20%，枯期河水位高程约3385.3~3388.7米，河道宽4.5米左右。取水口河段靠上游为灰岩溶洞泉水出露位置，泉水出露高程为3393.60米，该位置上游枯水期断流，下游汇集泉水。河谷为不对称“V”型谷，右岸较陡，下部为崩坡积土坡，地形坡度30°左右，上部为灰岩陡坡，坡度约45°~60°。左岸相对较缓，均为崩坡积土坡，下部地形坡度15°~25°，5-3上部40°~50°。坝址及其附近，未见滑坡、崩塌、泥石流等，不良物理地质现象主要为岩体的风化，基岩为二叠系石灰岩，抗风化能力较强，风化主要沿裂隙进行，强风化带厚度一般＜3米。坝址附近出露基岩为二叠系下统石灰岩，出露于河流右岸斜坡上部。第四系覆盖层有崩坡积及冲积层。崩坡积层分布于左岸斜坡及右岸斜坡下部，由巨块石（孤石）、碎块石及粉质粘土组成，结构松散，厚度一般2~5米不等。冲积层分布于现代河床，成分为漂块卵砾石夹砂，结构松散，厚度3.5米左右。岩石物理力学试验指标见表5-2。坝址岩土物理力学指标建议值表5-2层位岩性干密度d抗压强度Rc抗剪强度允许承载力[R]压缩模量Es与砼综合摩擦系数f渗透系数K允许坡降J允许开挖边坡干湿tanφc临时永久g/cm3MPa－MPaMPaMPacm/sQ4col+dl块碎石夹粉质粘土1.820.4600.2350.401:0.41:1Q4al漂块卵砾石夹砂1.980.5600.3400.480.030.131:0.41:1P1灰岩强风化2.6535300.5401.00.500.501:0.11:0.75弱风化60520.6002.00.550.551:01:0.5(3)引水线路引水线路为傍山明渠，沿线均为斜坡地形，坡度24°~49°不等，一般30°~46°，其中岩坡相对较陡，土坡相对较缓。渠道所经过的山坡坡面总的较完整，仅有三条切割较深的冲沟。第一条冲沟为季节性流水沟，第二、三条冲沟为干沟。沿整个引水线未见滑坡、泥石流等分布，除分布有老的崩积物外，也未见新的5-4缷荷危岩分布，因此不会有新的崩塌产生。沿引水线路山坡，大部份为第四系全新统崩坡积层所覆盖，仅部分线路裸露有二叠系下统基岩，在个别冲沟中，分布有冲洪积层，组成为块碎石混粉质粘土。岩土主要物理力学指标建议值见表5-3。5-5引水渠线路岩土物理力学指标建议值表5-3层位岩性分布情况干密度抗压强度抗剪强度弹性模量变性模量泊松比坚固系数弹性抗力系数允许承载力压缩模量允许开挖边坡干湿渠线隧洞渠线隧洞dRCtanφcEE0μfK0[R]Es临时永久g/cm3MPa－MPaGPaGPa－MPa/cmMPaMPaMPaQ4col+dl粉质粘土夹块碎石渠线1.780.400.15141:0.51:1.15块碎石夹粉质粘土渠线1.820.4600.22201:0.41:1P1＋2灰岩强风化渠线隧洞2.6536300.5501.01:0.11:0.75弱风化60520.600523.51.50.252151.41:01:0.5新鲜2.7280700.7307342.50.23203.01:01:0.45板岩强风化渠线隧洞2.5015100.3800.61:0.21:1.25弱风化25170.4302.51.5110.352101.01:0.11:1新鲜2.6040300.5003.52.5220.32141.21:0.11:0.75硅质岩强风化渠线隧洞2.6250460.6001.71:0.11:0.75弱风化80750.64062.5420.22152.01:01:0.5新鲜2.701201150.75083.5530.153201:01:0.455-6(4)厂址厂址位于定曲河右岸一级阶地靠近后缘。阶地为堆积阶地，最大宽度约73米，高出枯期河水位约2米，阶面平缓，不存在边坡稳定问题。阶地后缘以上山坡坡脚，坡度28°~40°，处于自然稳定状态。厂房及附近无滑坡、崩塌、泥石流等不良物理地质现象分布。前池位于斜坡中上部，微地貌处于相对较宽缓的山脊部位，沿山脊地形坡度17°左右，山脊两侧地形坡度28°~30°，前池及其四周未见滑坡、崩塌、泥石流等不良物理地质现象分布。前池场地内分布的岩土层有第四系全新统崩坡积层及二叠系上统石灰岩地层。崩坡积层主要为粉质粘土夹碎石，中下部为块碎石夹粉质粘土，部分地段，底部为块石、巨块石夹少量粉质粘土。沿压力管线主要为斜坡地形，斜坡坡面较平整，基本无沟坎分布，斜坡坡度23°~41°，斜坡上无滑坡、崩塌、泥石流等不良物理地质现象分布，坡面植被发育，斜坡处于自然稳定状态。与厂房连接段为定曲河右岸的一级阶地近后缘，地势平缓，不存在边坡稳定问题。沿管线斜坡，全部为第四系全新统崩坡积层所覆盖，沿压力管线无褶皱断层，构造上位于波格西背斜东翼，岩层倒转，产状为N30°E/NW∠51°~63°，岩层中层理及构造裂隙发育，岩体较破碎。厂址岩土物理力学指标详见表5-4。5-7厂址岩土主要物理力学指标建议值表5-4层位岩性分布情况干密度抗压强度抗剪强度允许承载力压缩模量允许开挖边坡干湿dRctanφc[R]Es临时永久g/cm3MPa－MPaMPaMPaQ4col+dl块碎石夹粉质粘土前池、压力管道、厂房B1.820.4600.22201:0.41:1Q4al粉土厂房A1.710.3800.12121:0.51:1.5砾卵石夹砂1.960.5100.24301:0.451:1.25P1灰岩强风化前池、压力管道2.6535300.5701.01:0.11:0.75弱风化60520.6002.01:0.01:0.5板岩强风化压力管道、厂房2.515100.4000.61:0.21:1.25弱风化25170.4301.01:0.11:1.05-85.1.3.5地震烈度根据国家地震局1/400万《中国地震烈度区划图》，本工程的地震基本烈度定为Ⅵ度。水工建筑物按Ⅵ度进行地震设防。5.1.3.6建筑物安全系数拦河坝和厂房的抗滑稳定均按抗剪公式计算。其抗滑稳定安全系数分别按《水闸设计规范》(SL265-2001)和《水电站厂房设计规范》(SL266-2001)取值，详见表5-5。抗滑稳定安全系数表表5-5荷载组合拦河坝厂房基本组合1.201.25特殊组合(Ⅰ)1.051.055.2工程选址及引水线路选择5.2.1概况郎拥曲为定曲河右岸的一级支流，该支流侧向冲沟不甚发育，河谷为基本对称的“V”型谷，谷坡地形坡度一般30°~45°。河流平均比降85‰，坝址以上流域面积75.7km2，上游为季节性河流，中下游由于地下水补给，常年流水。郎拥曲流域及定曲河流域无水电规划。本阶段通过多次现场查勘，根据此河段地形地质条件，结合工程布置和施工等条件，在溶洞泉眼出露下游约10m处选择了一个坝址，在郎拥曲河沟口选择了上、下两个厂址比较。5.2.2坝址选择郎拥曲上游为季节性河流，泉眼出露的中下游由于地下水补给，常年流水。本电站取水主要为溶洞泉水，故坝址选择应位于溶洞泉水下游。由于河流平均比降85‰，整个河床较陡，其下游主要为地下水补给，坝址愈往下，水头损失愈大，取水流量增加较小，虽投资减少，但水头及电能损失愈大，不能充分利用水头。考虑引用流量小，仅为1.424m3/s，泉眼出露的下游约10m处河床较窄，覆盖层薄，便于修建闸坝，且能将溶洞泉水全部取走，所以将坝址选择在溶洞泉水下游约10m处，不再进行其他坝址选择。5.2.3厂址选择麻拉生态水电站取水口位于定曲河支流郎拥曲上，厂房拟建于定曲河右岸的5-9麻拉坝。从取水口到厂房，引水线路长约3公里，自然落差约389米。麻拉坝已有一座建成的小水电站发电供当地居民用电。拟建电站取水口与已经建成的电站取水口同在郎拥曲河上，且拟建电站取水口位于上游，并将引走全部水量。已建电站利用水头约50m左右，装机容量400kw。在厂址选择时考虑了两个方案：上厂址位于已建电站前池上游侧，发电后，尾水经尾水渠直接排入已建电站的前池内，在拟建电站建成运行后已建电站仍能够正常使用；下厂址位于定曲河右岸的一级阶地近后缘，地势平缓，与已建电站厂房相邻，发电后，尾水直接排入定曲河，在拟建电站建成运行后已建电站不能使用。下厂址方案能够最大限度地获得发电量，运行总成本最小。所选两个厂址方案地引水线路布置基本相同，本阶段就上、下两个厂址进行比较。5.2.3.1上厂址方案上厂址厂房位于与压力管道基本相同的斜坡上，斜坡坡度21°~29°，为超高土质陡坡，坡面较平整，无滑坡、崩塌等分布。斜坡上均为第四系崩坡积层所覆盖，崩坡积层主要为板岩块碎石夹粉质粘土，表层为干硬状的粉质粘土夹碎石，厚度4~7.5米，在厂房的横轴线方向存在明显的不均匀沉降，下伏为二叠系上统板岩，基岩埋藏较深。在自然条件下，边坡目前处于稳定状态。但由于坡度较陡，厂房场地开挖平整将形成较高的后壁开挖边坡，后壁边坡可能存在：①土体可能沿基岩面产生局部的滑塌。②由于岩石较破碎，抗风化能力较弱，开挖岩坡存在易风化剥落。主厂房纵轴线与定曲河水流方向夹角近13°，与水流方向近于平行。为地面式，由主机间和安装间两部分组成，共一层。总长28.90m，宽12.10m。水轮机安装高程3055.625m，发电机层地面高程3055.10m。内设二台CJA237—W—75/2×7水轮发电机组，因地基存在明显的不均匀沉降，故将主厂房的基础置于岩石上。副厂房布置在主厂房靠定曲河一侧，与主厂房平行布置。中央