程艳娜
(辽宁西北供水有限责任公司,沈阳 110003)
巴基斯坦Naltar水电站枢纽及主要建筑物布置综述
程艳娜
(辽宁西北供水有限责任公司,沈阳 110003)
巴基斯坦NALTAR水电站,是一座高水头引水式电站工程。主体建筑物由溢流坝、冲沙闸、沉沙池、引水渠道、电站前池、压力钢管、电站厂房、尾水渠、升压站、中心变电站、输电线路等组成。电站装机选择3台单机容量6MW的卧式冲击式水轮发电机组,总装机容量18MW。该电站处于狭窄的河谷地区,电站水头大、 地形条件复杂,天冷是渠首布置或是引渠系统的布置都有一定难度、机组的选择亦是,这与今后类似的电站的建设提供了有益的参考。
Naltar水电站;溢流坝;冲沙闸;沉沙池;引水渠道;布置简介
巴基斯坦Naltar水电站,位于巴基斯坦北部地区Gilgit市Naltar峡谷内Naltar河上,Naltar村附近,是一座以发电为目的的水利水电工程。巴基斯坦北部地区有着得天独厚、非常丰富的可利用开发水电站的水利资源,Naltar河就是其中之一,Naltar河的源头是一个叫做Shani大冰川,海拔为5400m.a.s.l,流经Naltar峡谷,汇入Hunza河。Naltar峡谷呈不对称“U”型谷,较狭窄,两岸均为陡坡,水流湍急,落差大,河面窄,属山区河流。
根据地形及地质条件,溢流坝布置在NALTAR河上游峡谷段,该处呈V形河谷。坝轴线垂直于主河道,溢流坝为钢筋混凝土结构。在坝左岸设两孔冲砂闸,进水口布置在坝上游左岸,沉沙池布置在进水口下游37.48m处,电站引水渠道沿左岸山腰布置,引水渠道断面为矩形的钢筋混泥土结构。
在引水渠道中间部位处设一侧堰,以排泄进入渠道多余水量。在跨越冲洪沟部位设置了渡槽,在经过有碎石土滑落处加设钢筋混泥土盖板;电站前池布置在引水渠道末端,靠近山脚下台地上,电站前池平面呈不规则五边形,平面尺寸随地势降低而逐渐扩大呈扇形。有效容积37000m3,正常高水位1490m,消落深度4.5m,池底板高程分别为1485.50m,1482.60m。池壁顶高程为1491.0m,前池设侧堰,堰顶高程为1490.1m,侧堰长度15.0m。靠近侧堰右下方布置有排沙放空洞,洞口尺寸为1.5m×1.5m;从前池到电站厂房间布置电站压力钢管,一机一管共3条,管径为Φ800,管中心间距为1.5m,管道沿NALTAR河左岸布置,随地形铺设,其中地下埋管段长370m,其余为明管段,全长1736m。
电站厂房位于NALTAR村下游NALTAR河谷左岸台地上,电站厂房为半地下式厂房,厂房平面尺寸为39.48m×15.24m,安装场层地面高程为1066.0m,水轮机安装高程为1061.0m厂房内布设3台冲击式水轮发电机组;电站副厂房位于主厂房上游左侧,平面尺寸为21.24m×6.24m,室内地面高程为1066.0m,布置有会议室、通讯室、办公室、柴油发电机等[1]。
升压站位于主厂房上游右侧,平面尺寸为46m×30m,地面高程为1066.85m。选定的输电线路走向是从升压站开始沿峡谷至NOR mAL村后边,选较短路径跨村至河边,沿村子外缘(河边)走至小桥处跨河,沿河左侧行进,穿过另一村后沿中巴公路与一已有33kV线路并行,然后跨河走两段河滩地,跨河至高滩后一直走至中心变电所。总长28.13km,共设铁塔106个,塔高分别有12m、13.5m、15m、18m 4种类型,线路电压等级为66kV;中心变电所位于GILGIT市城区北部,占地面积2977m2。
根据选定的溢流坝址,结合地形、地质、水文等自然条件,溢流坝轴线布置成垂直于主河道,冲沙闸轴线与溢流坝轴线布置在同一直线上。为了获得较好的水流条件,选定溢流坝为开敞式WES型实用堰,坝高5.00m,堰高3.00m,基础埋深2.00m,坝顶高程1498.00m,河床高程1495.00m,建基面高程1493.00m,净宽为21.00m;冲沙闸位于溢流坝的左侧,与溢流坝以导流墩分隔,冲沙闸采用两孔,孔口尺寸1.50m×1.50m,冲沙闸底板高程为1493.62m,前设挡水胸墙,墙顶高程1500.50m,闸门上方工作平台高程1500.80m,并与进水口闸门工作平台连接[2]。
进水口布置在溢流坝上游左岸与冲沙闸同侧垂直布置。进水口中心线距离坝轴线4.40m,并设有拦污栅及闸门。闸门采用两孔,孔口尺寸1.50m×1.50m,闸底板高程为1495.50m;在闸门上方设工作平台,工作平台高程为1500.80m。溢流坝前防渗采用土工膜铺盖并用400mm干砌石压重,铺盖长35.00m,铺盖上游设长5.00m的防冲抛石体。溢流坝后采用400mm厚混凝土消力池护坦,护坦长20.00m,护坦后设长5.00m的防冲抛石体海漫。枢纽段河道两岸均采用重力式浆砌石挡墙,溢流坝上游重力式挡墙长30.00m,上游端以半径5.00m的圆弧段挡墙插入两岸,墙顶高程1500.50m;溢流坝下游重力式挡墙长15.00m,高程从1500.50m渐变至1496.50m,下游端以半径5.00m的圆弧段挡墙插入两岸,墙顶高程1496.50m。
在坝轴线上游4.40m设置引水渠道进水闸,进水闸孔为尺寸1.5m×1.5m两孔,闸底板高程为1495.50m,闸顶工作平台板高程为1500.80m,分设两孔拦污栅、两孔铸铁闸门,轴线与坝轴线平行,经过半径为9.0m的圆弧段,引渠以与坝轴线夹角66.73°通向沉沙池,引渠总长37.48m宽度为3.0m,渠道底坡i=0.016。沉沙池总长为80m,首先以20m长夹角为9.93°的扩散段与上游引渠相连,扩散段底坡为i=0.060,底高程由1494.96降低至1493.76m,扩散段后面为50m长的沉沙池工作段厢体,工作段最大水深4.50m,工作段净宽度为10.0m,池底分别在桩号0+082.480和0+107.480两处设置排沙廊道,排沙廊道出口分设1孔1.5m×1.5m的排沙底孔,通过排沙道排入下游河道,排沙底孔由两扇铸铁闸门控制。沉沙池出口以半径R=10.00m收缩后与下游电站引水渠道连接,沉沙池收缩弧段中部为排泄进入引水渠道多余洪水,设置一宽度为5.0m,顶高程为1497.76m的溢流侧堰,溢流侧堰轴线与坝轴线夹角为45.00°,溢流消能采用跌水式,溢流经过跌水消能后进入下游河道[3]。
水流在沉沙池出口通过2.0m×1.8m闸门进入电站引水渠道,电站引水渠道全长3761.40m,进口在E点和F点处各设一侧堰,以排泄进入渠道多余水量,出口在G点150处与电站前池连接。渠道断面宽度为2.0m,渠道深度平均为1.8m,根据渠道所经地形、地质条件的不同,主要设计了4种主要断面形式,分别用于岩石峭壁、平缓山坡、滚石活动区、滚石危险区,4种断面形式的渠道其长度分别为:岩石峭壁坡段1199.35m、平缓山坡段876.79m、防滚石活动盖板坡段204.71m、防滚石活动铅丝石笼坡段1278.05m。在经过冲沟、断层部位共设置了5个渡槽,其余部位采用在冲沟部位砌筑浆砌石,浆砌石下部设排水涵管的工程方式解决。5个渡槽的总长度为190.0m,渡槽断面形式为矩形与渠道相同,采用框架式结构形式。
巴基斯坦Naltar引水式水电站装机选择3台单机容量6MW的卧式冲击式水轮发电机组,总装机容量18MW。
[1]杨晋营,张鲁晋,王引田,王仁龙.水利工程定期冲洗式沉沙池泄空冲洗计算[J].泥沙研究,2000(05):62-67.
[2]张开泉,刘焕芳,刘新鹏.引水式电站泥沙的分级处理与涡管排沙式沉沙池[J].陕西水力发电,2001,17(04):19-21.
[3]李旗进,王金魁,邓平华.金沟河引水渠渠首排沙系统运行管理[J].人民长江,2009,40(15):87-89.
1007-7596(2014)09-0075-02
2014-01-14
程艳娜(1982-),女,满族,辽宁开原人,工程师,从事水利工程和工程项目合同及造价管理工作。
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