狮子坪水电站泄水建筑物的布置特点

周 跃 年，　童 建 文

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都　610072)

狮子坪水电站泄水建筑物的布置特点

周 跃 年，童 建 文

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都610072)

摘要：介绍了狮子坪水电站泄水建筑物的布置特点，将放空洞、导流洞和泄洪洞进行了整合，采用三洞合一的布置型式，解决了三条隧洞同岸布置、相互影响的难题，节省了工期和投资，实践验证了其可行性和合理性，对类似工程具有一定的参考价值。

关键词：泄洪洞；放空洞；导流洞；闸门竖井；旋流竖井；狮子坪水电站；布置特点

1工程概述

杂谷脑河为岷江上游的一条支流，发源于鹧鸪山南麓，于汶川县威州镇汇入岷江，全长168 km，河道平均坡降为18.4‰，全流域面积4 632 km2。狮子坪水电站为杂谷脑河流域水电开发的龙头水库电站工程，坝址位于理县沙坝乡小丘地，拦河大坝为砾石土心墙堆石坝，厂址位于朴头乡新店子附近。

狮子坪水电站水库正常蓄水位高程为2 540 m，死水位高程为2 460 m，正常蓄水位以下库容为1.33亿m3，调节库容为1.19亿m3，具有年调节性能。该电站最大水头为451.7 m，最小水头为344 m，额定水头390 m。总装机容量195 MW，多年平均年发电量8.761亿kW·h。

狮子坪水电站工程为二等大(2)型工程，主要建筑物有拦河大坝、左岸泄洪洞和放空洞(初期作为导流洞)以及右岸引水发电建筑物。

2泄水建筑物布置优化过程

可研阶段，设计人员根据坝区枢纽布置需要，将泄洪洞、导流洞和放空洞均布置于左岸，采用导流洞先期导流、后期通过龙抬头改建为放空洞、开敞式进口泄洪洞通过旋流竖井与放空洞中后段结合的设计方案。导流洞进口底板高程为2 418 m，放空洞进口底板高程为2 446 m，经长约465 m的有压上平段和长约76 m的龙抬头段与导流洞结合，再经长约223 m的无压洞段至隧洞出口，放空洞总长度为782.06 m。放空洞设事故平板闸门和工作平板闸门各一扇，分开布置，相距186 m；事故闸门布置在露天闸门竖井内，通过道路与坝顶交通连接；工作闸门布置在地下工作闸门室内，通过一条长度为333.21 m的交通洞与外部连接。泄洪洞进口开敞式闸室底板高程为2 532 m，闸后接长约147 m的引水道洞段与旋流竖井涡室相接，通过高度约112 m的竖井后出水洞段在放空洞龙抬头末端下游48.5 m处与放空洞结合。

技施设计阶段，由于放空洞龙抬头段后期改建施工工期紧、施工难度大、安全风险高等情况，通过设计优化和复核，将放空洞和导流洞完全结合布置，取消了龙抬头连接，将进口底板高程统一调整为2 418 m，并将事故(检修)闸门和工作闸门置于同一闸门竖井中，竖井顶高程为2 549 m，通过道路与坝顶交通连接。将工作闸门改为弧形门，平板事故门及弧形工作门孔口尺寸分别为4 m×6 m和4 m×5 m，放空洞总长约768 m。泄洪洞布置不变，下游洞段与放空洞结合。

3泄水建筑物所处的工程地质条件

狮子坪水电站放空(导流)洞围岩由变质砂岩与千枚状板岩组成，岩层走向与洞轴线总体呈大角度相交，裂隙一般延伸程度为中等或短小，面多平直粗糙。开挖后地质素描显示，放空(导流)洞围岩中Ⅲ类、Ⅳ类占85.8%，进出口洞段局部为Ⅴ类。

泄洪洞全长546.155 m，洞室垂直埋深为50～150 m，洞线穿过的地层为侏倭组T3zh变质砂岩与千枚状板岩互层，与隧洞呈大角度相交，岩体内未见大的断层通过。开挖后地质素描显示，泄洪洞隧洞段中的围岩Ⅲ类、Ⅳ类占80.5%，靠近进、出口局部洞段的围岩为Ⅴ类。

4泄水建筑物的总体布置情况

狮子坪水电站坝区枢纽泄水建筑物主要由开敞式进口旋流竖井消能泄洪洞和有压接无压放空洞组成，布置于坝区左岸。根据地形及地质条件、坝区枢纽建筑物布置格局、泄水建筑物布置条件和水力要求等综合考虑，放空洞轴线在平面上呈弯道布置；泄洪洞下平段与放空(导流)洞轴线的平面交角为21°59'46.980"；结合洞段出口采用扩散型明渠与消力池相接。泄水建筑物平面布置形式见图1。

图1　泄水建筑物平面布置图

图2　泄洪洞纵剖面图

无压泄洪洞采用旋流竖井+出口消力池联合 消能型式，当为校核洪水位高程2 541.09 m时，泄洪洞最大泄流量为268.8 m3/s。在泄洪洞开敞式进水闸室内设一道弧形工作闸门，闸室孔口尺寸为6 m×10 m(宽×高)，底板高程为2 532 m；泄洪洞上平段为长147 m、6 m×8.2 m宽×高的圆拱直墙型无压洞，底坡i=0.05，后接旋流消能竖井，消能竖井由涡室段、渐变竖井段、竖井段和底部水垫池段组成，总高度为131.1 m。涡室内径为10 m，高度为19.52 m；连接涡室和竖井的渐变段高度为6 m，内径由10 m渐变到6.5 m；消能竖井高度为97.58 m，内径为6.5 m；竖井底部水垫池段深度为8 m，内径为6.5 m。竖井后为泄洪洞下平段，此段至桩号泄0+308.725 m处与放空(导流)洞结合。泄洪洞纵剖面见图1、2。放空(导流)洞由有压隧洞段、竖井闸室段、无压隧洞段和出口消力池组成，在正常蓄水位高程2 540 m时，泄流量约为717.27 m3/s。放空洞进口底板高程为2 418 m，有压洞段长约287 m，断面型式为圆拱直墙型，洞宽为5 m，洞高7 m，底坡为i=0.003 5，其后为竖井闸室段，内设平板事故门和弧形工作门各一道，孔口尺寸分别为4 m×6 m和4 m×5 m，闸室底高程为2 417 m，平板事故门由竖井上部卷扬式启闭机操作，弧形工作门由液压启闭机操作。竖井闸室后接无压隧洞，断面型式为圆拱直墙型，断面尺寸5 m×7 m，底坡i= 0.011，无压洞段长453.15 m，放空(导流)洞总长约768 m。在放空(导流)洞桩号放(导)0+602.25处与泄洪洞相结合。放空(导流)洞纵剖面见图1、3。

图3　放空洞纵剖面图

5泄水建筑物运行情况

2004年12月28日大坝截流成功，导流洞开始过水；2009年9月21日，狮子坪水电站下闸蓄水成功，标志着导流洞顺利完成任务，以后完全可以作为放空洞使用。

狮子坪水电站泄水建筑物自建成运行至今，工作状态良好；特别是其经历了“5.12”汶川大地震考验，经震后检查并对监测资料进行分析得知，泄水建筑物各部位结构均未发现异常，完全能够满足长期安全运行要求。

6结语

受坝区枢纽建筑物布置条件和地形、地质条件的限制，狮子坪水电站的泄洪洞、放空洞和导流洞均须布置于坝区左岸。如何在左岸有限的范围内将三大泄水建筑物协调布置是工程设计的难点。为此，设计人员开展了多方案的比较和优化布置研究，结合水工模型试验验证，最终采用将泄洪洞、放空洞和导流洞三结合的布置格局，将放空洞和导流洞完全结合，使枢纽布置更为紧凑、合理，充分满足了大坝施工期导流、运行期泄洪消能和水库放空等多种功能要求。同时，节约了工程投资，缩短了施工工期，具有较好的经济效益，值得类似工程推广应用。

周跃年(1959-)，女，江苏江阴人，高级工程师，从事水工建筑物设计工作；

童建文(1965-)，男，四川崇州人，教授级高级工程师，学士，从事水工建筑物设计工作.

(责任编辑：李燕辉)

阿根廷最大的水电工程开工

阿根廷基什内尔-塞佩里克水电站项目开工令签署及视频开工仪式日前在京举行。该项目是阿根廷最大的水电站，也是中国企业在海外承揽的金额最大电力项目，由一家中国企业与阿根廷EISA公司组成联营体实施。基什内尔-塞佩里克水电站是阿根廷最大的水电工程项目，也是阿根廷历史上最大的工程项目。1975年，该项目启动规划，经过不懈努力，工程从梦想即将变成现实。基什内尔-塞佩里克水电站项目位于阿根廷最大的河流——圣克鲁斯省的圣克鲁斯河上，由两座总装机174万千瓦的水电站构成，其中基什内尔水电站装机114万千瓦，塞佩里克水电站装机60万千瓦，合同金额55.6亿美元。

收稿日期:2014-12-11

文章编号:1001-2184(2015)02-0082-03

文献标识码:B

中图分类号:TV7;TV222;TV65

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