县水利水电枢纽工程.doc

第一章 综合说明 第一节 工程概况 **县**水利水电枢纽工程位于**县七里坪乡**村，包括**水库、一、二级电站等。水库是以发电、防洪为主，兼顾灌溉、城市供水、旅游及水产养殖等综合利用的水利水电枢纽工程。水库总库容为2290万m3，兴利库容780万m3，最大坝高48米，坝长232m，其中溢流坝长82米，非溢流坝长150米。根据规划要求，**一级电站是坝后式电站，一级电站设计水头为24.6m，设计流量为7.0m3/s，装机容量2×400+500=1300KW；二级电站属于引水式电站，是利用一级电站尾水，利用约2公里的环山渠道及穿山隧洞，将水引入二级电站前池，设计水头为38m，设计流量为6.94m3/s， 装机容量2×630+800=2060KW。 第二节 工程建设的必要性 一、提高防洪标准，减少下游洪灾损失 **河干流**水利水电枢纽以下防洪标准较低，主河道防洪标准不足五年一遇。据历史资料记载，每年均有不同程度的洪灾损失。**县城是**河上游的第一座城市，县城发生洪灾损失的频率较高。随着县城规模的扩大，经济的发展，相同标准的洪水，其产生的洪灾损失将越来越大。 **河发生洪涝灾害的主要原因是七里坪以上河道坡降陡，洪峰汇流时间短，洪峰流量大，洪量集中。为了有效地减少洪灾损失，必须在**河上游河道兴建拦蓄工程，削减洪峰，综合分析，在**河上游七里坪乡**村建设防洪水库是最合适的位置。 二、水能资源合理开发的基本要求 **河规划及已建的梯级电站是**水库电站、**二级电站、**三级电站、青山水库电站、将军岭电站、斩龙岗电站及燕山边电站等，规划总装机容量为18600KW。由于天然径流分配不均，又无龙头电站进行调节，下游已成电站装机容量虽然很小，但其年发电量仍达不到设计要求。经方案比较，建设**水利水电枢纽工程可提高下级电站的枯水期流量，对**河电能合理开发起着举足轻重的作用。 三、可提高下游灌区的灌溉保证率 老龙潭灌区是**河上游的引河自流灌区，渠首位于七里坪乡，设计灌溉面积8万亩，由于工程水资源的平衡分析与现状出入较大，原设计灌溉保证率为75%，实际灌溉保证率低于30%，保灌面积不足2万亩，水利工程未发挥应有的作用。**水库建成以后，可对天然径流进行重新分配、调节，结合发电，增加老龙潭灌区灌溉面积及灌溉保证率。经调节计算，现有设计灌溉面积8万亩时灌溉保证率可达75%。 四、促进旅游事业的发展 **河上游处于**风景区，水库库区是**风景区的黄金通道，通过水道并进行改线，可使通往宝天曼的路程减少30公里。**风景区内又形成了较大面积的水面，水库对**风景区起到锦上添花的作用，可增加生态旅游事业的发展。 水库坝址区下游是天心洞旅游景点，**水库承上启下，是内乡北部生态旅游的最佳线路，**水库的建设，将会有效地促进当地旅游事业的发展。 五、发展水产养殖 水库建成以后，死库容为400万m3，死水位以下水面面积为40万m2，年水产品量可达4.5万公斤，可促进水产业发展。 六、提高城市用水保证率，保障沿河两岸人畜生活用水及乡镇企业用水 **县城及沿途七里坪乡等乡镇主要依靠**河水向城市供水，一般是采用抽取**河地下水，由于近年来河道经常断流，枯水季节城市用水困难。为了保证县城正常供水，必须在**河上游建拦蓄水库，以拦蓄天然径流，调节**河流量，使河道两岸赖以生存的2万多群众不再为找水奔波，人畜生活用水得到保障，沿河群众可以安居乐业，大大促进农村经济发展。 七、可有利于保护野生动物资源 **河上有大量的野生水产动物资源，水库建成以后，坝址以上水库区长期形成较大面积的水面，水库以下河道常年不会断流，大鲵等野生动物的生存环境得到有效改善，从而有效地保护了野生动物资源。 八、有利于环境保护及水土保持 工程建设后，可以大量向农村供应电量，解决农村燃料和农村能源，实现农村“以电代柴”、“以电代油”，减小森林砍伐量，保护生态环境，有效地进行水土保持，减少水土流失，切实提高人民群众的物质生活水平。 总之，建设**水电站，可以解决农民的烧柴和农村能源问题，有利于促进农村能源结构的调整，有利于促进退耕还林、封山绿化、植树造林和改善生态环境，有利于人口、环境的协调发展，有利于水资源和水能资源的可持续利用，促进当地经济的可持续发展。 第三节 水文气象 **县地处北亚热带北部边缘，属于北亚热带季风型大陆性气候，全县多年平均气温15℃，极端最低气温-20.3 ℃，极端最高气温41.1 ℃。 库区内多年平均降雨量为909.6毫米，最大年降雨量1629.2毫米，最小年降雨量546.6毫米；降雨在年内分配也不均匀，降雨主要集中在6～9月，约占全年降雨量的69%；全年日照时数为2027小时，无霜期224天，年均大于或等于10℃的活动积温为5520 ℃。 第四节 设计洪水 因流域内无实测洪水资料，可根据《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》（1984年，以下简称《暴雨图集》）中的有关规定由设计暴雨间接推求，采用淮上法综合单位线计算洪峰流量和洪水过程线。 表1-1 **县**水利水电枢纽坝址设计洪峰流量及洪量 频率 时间(h) 20% 10% 5% 2% 1% 0.2% 0.1% Qmax(m3/s) 1669 2080 2885 4479 5361 7542 8368 W (104m3) 2993 3975 4982 7000 8050 10758 11761 该区域内年侵蚀模数为200～500吨/平方公里·年，由于库区内植被良好，且随着对环境保护及水土保持工作重视程度的增加，库区内植被覆盖率将还要提高，确定选用年侵蚀模数为200吨/平方公里·年。 第五节 工程地质 南阳市水利建筑勘测设计院地勘队于2001年11月8日—12月28日承担了**水利水电枢纽可行性研究阶段的地质勘察任务。其工作主要是：1、对库区进行工程地质测绘，了解水库区的地层岩性、地质构造、物理地质现象，特别是水库区发生渗漏的可能性；2、对坝址区进行工程地质测绘，了解地层岩性、地质构造、岩石的风化程度，对坝址进行地质评价；3、了解坝基岩石的水理性及渗透性；4、调查天然建筑材料并进行评价。其工作内容如下: 一、区域地质概况 **水利水电枢纽工程在中国大地构造单元上属于秦岭地轴、伏牛—大别弧形构造带的西端、四棵树复背斜的南翼，整个区域为起伏不平的中低山区。本区域主要构造为朱阳关—板厂断裂、夏馆—柳泉铺张性断裂等，构造主干线由一系列的NWW向褶皱、断裂组成，并伴有NW、NE向的次一级断裂及节理等。 二、水库区工程地质条件及评价 （一）、地形地貌及物理地质现象 1、地形地貌 水库区处于伏牛山腹地中低山区，山脉总体走向呈NW—SE，地势西高东低，山体自然边坡多在60度以上，海拨480—500m以上，相对高差150—200m，个别地段地势险峻。**水库属于长江三级干流**河上游地段，呈蛇曲状自西北向东南蜿蜒而下，河谷呈深切谷，形态多呈“U”型谷，河宽20—40m，深8—10m，弯多水急，河道比降较陡。 2、地层岩性 水库区地层较单一，主要为中生代燕山期黑云母花岗岩，少量的下元古界震旦系陡岭群云母石英片岩，第四系零星发育冲洪积、冲积、残坡积地层，由老至新依次为下元古界陡岭群云母石英片岩、中生代燕山期黑云母花岗片岩、石英岩脉、长石岩脉、第四系中更新统粘土、第四系残坡积层碎石土、第四系全新统砂卵石。 3、地质构造 库区构造线方向与区域构造线方向基本一致，主要为NE—SW和NE—SE向，明显的构造形迹是NW—SE向的压性、压扭性结构面以及NE—SW向的张性结构面。库区共发现有16条断层，长度一般为10—30m，宽度不超过2m，深度不超过5米，均为小断裂；库区节理裂隙发育，主要有三组，第一组呈张开状，最为发育，第二、三组呈闭合状。 （二）、库区水文地质条件及评价 库区地下水主要为基岩裂隙水和松散岩类孔隙潜水，松散岩类孔隙潜水主要为埋藏在河床、漫滩及冲沟内覆盖层中的潜水，受基岩裂隙水和大气降水补给，由于河床下切较深，故潜水可补给河水。 （三）、水库区工程地质条件评价 水库区主要由黑云母花岗岩组成，岩石风化较轻，完整性较好，含水性和透水性较差。库区岸坡稳定、淤积量小，库区无渗漏现象，库区地质条件较好。 三、坝址区工程地质条件及评价 （一）、坝址区工程地质条件 1、地形、地貌 水库坝址区为中低山区，坝轴线处于河道弯道处，无阶地发育，右岸为侵蚀岩，左岸为堆积岸，河床偏于右岸，河床宽度60m。 该段两岸山体不对称，左岸山体呈浑园型状，自然坡度40°—45°；右岸山体均呈陡峭状，坡度60°—70°，个别地段地势险峻，呈悬崖峭壁，山间植被发育良好。 2、地层、岩性 坝址区地层岩性单一，主要为燕山期黑云母花岗岩及第四系松散堆积物。黑云母花岗岩中分布有石英岩脉及正长石岩脉；第四系松散物主要为全新统砂卵石，主要成份为砾石、卵石、漂石及块石，结构松散，强—极强透水，分选性差。 左坝肩：山体较雄厚，岩性为中细粒黑云母花岗岩，岩石强风化厚度1.5—2.0m，弱风化厚度1.5—2.0m，微风化厚度1.5米左右，其下为新鲜岩石；右坝肩：岩性为中细粒黑云母花岗岩，岩石表面微风化厚度为2m左右，其下为新鲜岩石；河槽段：河床宽19m，河床基岩裸露宽度11m，覆盖层为砂卵石，厚度仅0.3—1.2m，其下为中细粒黑云母花岗岩，岩石微风化厚度1.9—2.1m，微风化以下为新鲜岩石。岩石属中等—微透水。 3、地质构造 坝段内所发育的断裂有3条，断层不影响坝体稳定，并不会产生坝基渗漏，不必进行处理；坝段内节理较发育，主要有三组，裂隙多数呈张开状，无充填，少数充填碎石，且延伸不远。 4、坝址区水文地质条件 坝址区的地下水主要为孔隙潜水及基岩裂隙水。由于河流的下切，潜水可补给河水。基岩裂隙水受构造及裂隙发育程度的控制，一般无承压性，受大气降水补给，向山体两侧排泄。 四、引水渠线的工程地质条件及评价 二级水电站的引水渠线拟沿左岸山体布置，从**电站坝址下游至引水隧洞处工程地质条件依次为：0+000—0+350段山坡坡角30°—35°，岩石呈弱风化状，山坡相对较缓，渠道边坡开挖较稳定；0+350—0+950段山体自然边坡40°—45°，岩性为黑云母花岗岩，弱风化，岩石裂隙较发育，该段发育有4条冲沟；0+950—洞口段山体多呈直立陡峭状，岩石为黑云母花岗岩，弱—微风化状，岩体稳定，整体性好。 五、 引水隧洞的工程地质条件及评价 洞身段山体较雄厚，岩性为黑云母花岗岩，岩石为弱—微风化。岩脉完整性较好，与围岩接触密切。岩性为黑云母花岗岩，岩石呈全—强风化状，岩石破碎，极不完整，出口处岩石风化较重。 六、二级电站站址及建筑物的工程地质条件及评价 1、压力前池：压力前池处山体低缓，山坡坡度20°—25°，岩性为黑云母花岗岩元古界震旦系云母石英片岩，黑云母花岗岩及云母石英片岩均呈强风化状，岩石裂隙发育，完整性好。 2、压力管道：压力管道处和压力前池处的岩性相同，岩石呈强风化状，岩体完整性差。 3、电站厂房：电站厂房约位于310m高程，山坡低缓，岩性为元古界云母石英片岩夹黑云母花岗岩侵入体，岩石呈强风化状，由冲沟及路旁一侧可看到，岩石强风化厚大于10m。 七、天然建筑材料 1、石料：坝段上下游为黑云母花岗岩，岩石风化较轻，裂隙发育，岩块质坚、个大、面齐，储量丰富，为便于施工，运距近，石料场选于坝址上游800—1000m的左岸及坝址下游1000m的右岸。 2、砂料：砂料场地选于两处：一是库区内3km的黄水河下游，二是距坝址10—15km的七里坪以南的**河处。 八、 结论与建议 1、**水库区域地层由中生代燕山期侵入岩组成，地质构造较复杂，区域稳定性较好。 2、库区地层为中生代燕山期黑云母花岗岩，仅在库区末端出露元古界云母石英片岩。 3、库区山体大都雄厚，且分水岭以外未深切谷，未发育较大断裂及断裂破碎带，故不存在库区渗漏。 4、库区径流量不大，植被发育，淤积量小，库岸稳定。 5、坝址区岩性为黑云母花岗岩，河床基岩裸露，左岸强风化厚度仅1.5米，右坝肩及河槽段岩面即为可利用岩面，坝址岩性较好。 6、岩石物理力学性质指标：新鲜岩石天然容重为23—28KN/m3、微风化及新鲜岩石承载力大于4000KPa、抗剪摩擦系数为：弱风化0.6、微风化0.65、新鲜岩石0.7。 7、引水渠线0+950段以前岩石呈弱风化状，工程地质条件较好，该段渠线适宜明挖，0+950以后山体陡峭，岩体直立，岩石呈弱—微风化状，该段适宜开凿隧洞，以便和老隧洞连接；引水隧洞岩石呈弱—微风化状，未出现坍塌、涌水等不良地质现象。 8、二级电站厂房及附属设施所处位置山体较低，厂房岩性为云母石英片岩夹花岗岩侵入体，压力管道及压力前池位置为花岗岩夹云母石英片岩，压力前池以上至隧洞出口为花岗岩，岩石全部呈全—强风化，岩体不完整，裂隙发育，工程地质条件较差。 9、该区为Ⅵ度地震区， 截面抗震验算地震影响系数αmax=0.04。 第六节 工程规划 一、兴利调节计算 1、水库死水位确定 水库死水位选择应考虑到以下因素：保证灌溉引水需要、水库淤积要求、保证水电站水头消落深度及其它方面的要求确定水库死水位为353.3m，死库容为400万m3。 2、水库调节性能的确定 **县**水利水电枢纽坝址处多年平均径流量11416万m3，最大径流量32230万m3，最小径流量4289万m3，水库调节形式采用年调节。 3、设计保证率、设计代表年 **水利水电枢纽工程属于小(Ⅰ)类电站，电站设计保证率采用80%，相应设计丰水年保证率为20%，设计平水年保证率为50%。 **水库坝址下游17.9km设有后会水文站，其径流系列资料完整连续，采用水文比拟法确定坝址径流量。根据坝址1956年6月—1992年5月共36年的流量系列，经排频计算，选择1981—1982年为80%设计枯水年，1979—1980年为50%设计平水年，1971—1972年为20%设计丰水年。 4、正常蓄水位的确定 从水库防洪、发电、灌溉、水库淹没和移民、坝址地质地形、投资等因素确定兴利水位为367米。兴利库容为1180万m3。 5、保证出力、装机容量计算 **一级电站是坝后式电站，二级电站是利用一级电站的尾水发电的引水式电站，依据逐时段入库流量，时段初水量，供水期等流量调节下泄，按此流量求出各月的平均出力，再以供水期各月出力的平均值，作为一级电站的保证出力Np，一、二级电站的保证出力分别为246KW及386KW。 装机容量的确定采用简化方法，即按出力倍比法进行计算，一般倍比系数取为6，一、二级站装机容量分别为2×800+500KW及3×800KW。 6、年发电量E年及年利用小时数h年 用3代表年法计算，根据丰、平、枯三个代表年分别进行等流量调节，按照初选的装机容量求出3个代表年的发电量，然后加以平均，得到多年平均年发电量，一、二级站年发电量分别为499.69万KWh及740.25万KWh；一、二级站年利用小时数分别为3843小时及3593小时。 二、防洪计算 **水利水电枢纽主要建筑物包括大坝、一、二级电站及其它枢纽工程。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000），**水库属中型水库，工程等别为Ⅲ等，建筑物级别为3级，永久性挡水和泄水建筑物正常运用的洪水标准（设计标准）为50年一遇，非正常运用的洪水标准（校核洪水）为500年一遇；**一、二级水电站划分为五等，主要建筑物级别为5级，洪水标准：电站厂房为30年一遇设计，50年一遇校核。 表1-2 **县**水利水电枢纽工程不同频率下泄洪方案比较表 项 目 单位 频率 5% 2% 0.2% 最大洪峰流量 m3/s 2885 4479 7547 溢流坝最大泄量 m3/s 2297 3369 5882 最 大 洪 水 位 m 372.95 374.50 378.00 相 应 库 容 万m3 1316 1896 2290 **水利水电枢纽工程挡水坝兴利水位即正常蓄水位为367米。选定泄洪建筑物为WES剖面溢流坝自由泄洪。按溢流坝净宽分别为60米、70m、80米90米四种方案进行比选，确定选取溢流堰净宽为80m的方案。 经计算，洪水经水库调洪，县城及后会之间**河河道防洪标准均有明显提高。 三、坝顶高程确定 非溢流坝顶高程由设计（校核）洪水位加设计（校核）洪水位超高值（含波浪高度、波浪中心线至静水位的高度及安全加高），最后确定非溢流坝顶高程为378.0米。 第七节 工程总体规划及建筑物设计 一、工程选址 **二级电站是利用一级电站的尾水通过引水渠道及已成的隧洞引水，因此二级电站站址基本已经确定，需要确定的是**一级电站渠首坝位置。 初步选择了三条坝轴线，从地形、地质条件、投资、电站出力、施工、工期等综合比较，上坝线为最优坝线，下坝线次之，中坝线较差。因此选定上坝线为本工程推荐方案。 二、工程布置及建筑物型式 **一级电站利用已确定的坝轴线位置兴建挡水坝，电站厂房设在大坝左岸的滩地上，泄洪洞设在大坝左岸，一级电站属坝后式电站，包括挡水坝、电站厂房、泄洪洞及其它附属设施；二级电站是将一级电站的发电尾水通过沿山渠道，利用已建成的引水隧洞，出口接电站前池向二级电站供水，厂房布置在**河左岸，厂房后接二级电站尾水。 （一）、一级电站挡水坝 1、挡水坝坝型选择 **河上石料丰富，石质良好，为节约投资，结合地形、地质情况，宜因地制宜，建当地材料坝，合适的坝型主要为砌石坝或钢筋砼面板堆石坝。钢筋砼面板堆石坝可以机械化施工，坝体受力均匀，对地基要求不高，但工程量大，结构复杂，施工期长，施工度汛不易解决，且投资过大；浆砌石重力坝工程量小，结构简单，易于施工，便于施工导流，且投资较小，坝基应力变化虽然较大，对地基要求较高，但坝址处地质条件较好。综合比较，确定坝型为浆砌石重力坝。 2、挡水建筑物 坝体主要建筑物拦河坝包括非溢流坝及溢流坝。坝长232m，非溢流坝段长150米，其中左坝段长111m，右坝段长39米，非溢流坝底最低处高程为330m，最大坝高48米；溢流坝段长82米，最低处高程为324.5，最大坝高42.5米。 （1）非溢流坝 坝顶高程确定为378.0米，顶宽6米，防浪墙高1.2米，上游边坡1：0.15，起坡点高程定为359.0米，下游边坡1：0.7，起坡点高程372.0米。 （2）溢流坝 根据兴利调节及调洪计算的结果，确定溢流坝顶高程为367.0米，溢流长度为82米（净长度78.4米），其上游面边坡及起坡点高程与非溢流坝一致，溢流面为WES剖面，由上游曲线段、中部直线段和下部反弧段三部分组成。直线段边坡为1:0.65，挑流消能，鼻坎高程为339.50米。鼻坎反弧半径为16米，堰顶设交通桥。筑坝材料为Mu60M5及Mu60M7.5浆砌石。 （3）坝体结构布置 坝体防渗布置：在上游坝面上设置钢筋砼防渗面板，面板横缝间距一般为16米，高程359米以上厚度为70cm，359米以下厚度增加值为0.032倍坝高增量。 廊道布置：桩号0+033、0+059、0+089、0+198、0+212处设5条横向交通观测廊道，0+131处设一道横向廊道，内部设泄水管，0+101处设一横向廊道，该廊道通过纵向廊道与泄水管连通。纵向灌浆排水廊道平行于防渗面板前沿布置，供帷幕灌浆和基础排水用，城门洞形断面，宽2.5米，高3.5米，上游壁距坝面4.0—4.5米，灌浆廊道一般距基岩面不少于4米，最低处廊道底部高程为332.0米，低于设计及校核洪水位对应的下游水位；交通廊道断面型式为城门洞型，宽度为2.0米，高度为2.5米，顶部为半圆形。 坝体分段与分缝：在溢流坝与非溢流坝交接处分缝，左坝段中间另分一道缝。 坝体止水和排水：坝体横缝、上游砼防渗面板及溢流坝面缝内均设止水，材料为橡胶止水；坝体排水孔设在距上游面2.5米处，底部通入灌浆排水廊道，间距3.0米，采用拨管法形成，排水管采用φ15C15无砂砼管。 （4）、基础处理 左坝肩置于微风化岩石上，右坝肩及河槽段置于新鲜岩石上，坝基础开挖成锯齿状，并做成倾向上游的斜坡，以增加基础抗滑稳定性。 基础防渗处理：坝基全断面均需布置帷幕灌浆孔，主帷幕孔距3米，河槽段深30米，左岸最小深度不少于15米，右岸最小深度不少于10米；副帷幕孔在主孔下游，排距2米，间距3米，河槽段深15米，左岸最小深度不少于7米，右岸最小深度不少于5米。 坝基排水设计：灌浆廊道下游侧设置一排坝基排水孔，孔距3.0米，孔深：主河槽处15.0米，左右坝肩处不少于10米，孔径15厘米。 固结灌浆处理：节理、裂隙发育和高程为330米高程以下的坝基上下游应力较大的部位进行固结灌浆。孔距为3米，排距为3米，上下游各布置3排，固结灌浆孔孔深为5米，孔位布置成梅花形，均是铅直孔，孔径一般55—68mm。 （5）、泄水设施 泄水孔布置在左坝段，桩号0+101。根据水库淤积高程349.5米，并考虑下游泄流消能等因素，确定泄水孔进口高程为350.0米，出口高程345.0米，泄水孔总长41.1米。泄水孔进出口为水平段，两闸阀之间为斜坡段，坡度19%，拟采用钢筋砼现浇管道。 （6）、交通桥 非溢流坝高出溢流坝11米，溢流坝全长82米，在其顶部设2孔钢筋砼下承式无推力拱桁架结构桥，每跨净40.0米长，桥面净宽5.1米，栏杆高1.2米，桥墩为钢筋砼结构，厚度1.6米。 （二）、一级水电站 一级水电站为坝后式电站，位于**水库大坝左岸下游60米处，整个枢纽是由发电引水洞、电站厂房、升压站、进厂公路组成。 1、发电洞位于大坝左岸，中心线与坝轴线正交，交点坝中轴线桩号为0+800。全长66.97米。进口设拦污栅及事故检修门，底坎高程347.40米，闸门孔径2米。发电洞由进口段、渐变段、洞身段及岔管段组成。进口段长9米，进口段为方形断面2×2米2，为闸门控制段，内设平面事故兼检修钢闸门，其上为操纵室，内设一台卷扬式启闭机提升事故门及一台单吊点直拉卷扬式启闭机提升拦污栅。坝内埋管断面为圆型，内径1.6米，为钢筋混凝土结构管，壁厚0.5米。采用卜型岔管，分岔角为60°，主管直径由1.6米渐变为1米和0.9米，与厂房内水轮机进水闸阀相连。 2、电站厂房紧接发电洞支管末端，与大坝相距约60米。主要建筑物包括主副厂房、升压站、尾水渠、回车场和对外交通道路等工程。 厂房分为主厂房、安装间和副厂房三部分： 主厂房：主厂房面南偏东向布置；长28.82米，宽10.2米，基础开挖高程332.22米，厂房顶高程348.65米，总高16.43米，发电机层高程336.85米，主厂房内安装三台卧式水轮发电机组，水轮机安装高程为337.55m，型号HL240—WJ—60二台配SFW400—10/990发电机，一台HLA286—WJ—71配SFW500—12/1180发电机，机组间距6.5米，总装机1300千瓦。在机组上游侧布置有三个蝶阀坑，内装两台直径为1米和一台直径为0.9米的蝶阀及蝶阀控制设备。在机组下游侧布置三台调速器和机旁屏。发电机层以上为砖混结构，以下为钢筋砼结构，厂房内装有一台5吨电动单梁吊车。 安装间位于主厂房左侧，长10.20米，宽为8.20米。地面高程340.65米，总高度为16.43米。楼板以下深8.43米，为钢筋混凝土结构，从下到上依次有集水井、泵室层。安装间楼板以上高8米，为砖混结构。 副厂房位于主厂房的上游，长28.82米，宽8.94米，高10.43米，共分上下两层，下层为电缆层，采用钢筋混凝土结构，地板高程为336.52米，主要布置有电缆和厂用电变压器、电流、电压互感器。上层为砖混结构，楼板与安装间同高。从左到右布置有中控室、6.3千伏开关室、35千伏高压开关室。 3、尾水渠、升压站、回车场、进厂路 主厂房下游为尾水平台，长18.4米，宽2.0米，高程为336.85米，上设有三个尾水闸孔。尾水管出口处设尾水池，以3.0米平顺段接1:4倒坡与尾水渠底相连，尾水渠为二级站引水渠道进口，底板高程333.70米，宽2.4米，坡降1/1200，正常水深为2.3米。 升压站在副厂房上游，长28.82米，宽8.00米。设计地面高程为340.65米，布置一大、一小两台主变。回车场位于安装间左端，长28.40米，宽15.00米，进厂公路长400米，坡度10%，与坝顶交通相连。 （三）、二级水电站 二级水电站接一级电站尾水，经过1098m长引水渠道及833m引水隧洞至七里坪乡**自然村东南建电站，电站枢纽包括压力前池、压力管道、厂房、升压站、尾水渠组成。 1、二级站引水渠道 整个渠线沿山坡处没有遇到大的沟槽，因此没有大的渠系建筑物，只设有两座生产桥，两座渠下涵，节制闸1座，退水闸1座。 明渠断面为梯形，底宽2.3米，顶宽3.05米，深2.5米，靠山体侧采用1：0.3边坡，另一侧采用浆砌石边墙，用水泥砂浆勾缝，渠底和山体侧用C15细石砼抹面。渠道设计引水流量7秒立米，坡降1/1200。 隧洞段总长833米，断面采用城门洞型，底宽2.4米，高3.03米，顶园弧半径1.56米，中心角120度。洞内采用素砼抹面或衬砌，设计引水流量7秒立米，坡降1/1200。 2、站址枢纽 站址枢纽布置在**自然村东400米处，该处背靠山坡，厂区地势开阔平整，高程为300米。山坡上基岩裸露。因此厂房位置岩石埋深较浅。主要建筑物由压力前池、压力管道、电站厂房、升压站、开关站、尾水渠组成。 压力前池：压力前池位于**村东的山坡上，基础为花岗岩夹云母石英片岩，整个前池为挖方。前池进口紧接明渠出口，采用侧向进水，正向布置溢流堰、冲沙闸和取水口。进口底板高程为332.03米，经长13.5米渐变段至前池底板，底板高程330.00米。前池长23.5米，宽8米，边墙顶高程335.00米。正常水位334.33米，总容积668立米。整个前池为砼及砌石混合结构，边坡开挖1:0.3，作20厘米厚砼护坡。左侧布置溢流堰，堰长11米，最大溢流深0.29米，其泄水沿山坡泄水槽进入左侧山沟送入尾水渠。溢流堰与进水闸之间布置一孔冲沙闸，闸孔1×1. 5m2，为钢筋砼结构，底板高程为330.00米，采用铸铁闸门和一台5吨螺杆式启闭机控制。取水口与冲沙闸成一定角度，为单机单管布置，采用虹吸式。闸室长10米，为钢筋砼结构。取水口前设有拦污栅一道，净孔尺寸2.2×2.2m2，内部安有旁通阀和真空破坏阀。 压力管道：压力管道位于前池下面山坡上，坡面角度约30度。管道坡上岩石裸露、完整，均为挖方。单机单管，现浇混凝土管，断面为园型，内径1米，单管总长59.6米，每10米设一分缝，缝内设止水，下端与厂房下镇墩相连，再接钢管与机组蜗壳相连。 电站厂房：电站厂房包括主厂房、副厂房和安装间。主厂房下游墙距主河道约60米。安装间位于主厂房右侧比发电机层295.81米高3.8米，为299.61米，长6米，副厂房、回车场与之同高。主厂房长30.82米，宽9.20米，基础开挖高程291.18米，厂房顶高程307.61米，总高16.43米。厂房内装有二台630千瓦和一台800千瓦水轮发电机组。副厂房位于主厂房上游侧，长24.40米，宽8.94米，从左到右布置有值班室、中控室、6.3千伏开关室。升压站位于主厂房上游侧右端，布置2台主变压器，地面高程299.61米，厂房发电机层以下为钢筋砼结构，发电层以上为砖砼混合结构。 回车场位于主副厂房右侧，面积240平米，地面高程299.61米。 经推算厂区处河道五十年一遇洪水位298.67米，高于发电机层2.86米，低于安装间和回车场，因此该电站主厂房直接采用厂房下游墙挡水。 3、开关站 35千伏开关站布置在厂房右侧，与主厂房相距10米，面积450平方米，地面高程299.61米。一级电站，二级电站发出的电，通过升压进入此开关站，后经8公里35千伏线路送到七里坪乡变电站。 4、尾水渠 电站尾水渠长约60米，采用矩形断面，底宽2.40米，纵坡1/500，设计水深2米，渠墙采用浆砌石体，渠底高程为295米，电站正常尾水位295米，最低尾水位293.81米。 (四)、观测设计 **水库大坝安全监测主要包括以下几个方面的内容：大坝位移监测、坝基扬压力及渗压监测及特殊面板分缝监测。 第八节 水力机械 一、主机及附属设备 （一）、一级电站 1、机组方案：根据该站装机规模、水头范围、流量等参数组合几种不同装机方案进行技术经济比较，其机组型号及机组技术参数如下：机型：HLA286—WJ—71配SFW500—12/1180水轮发电机组一台；HL240—WJ—60配SFW400—10/990水轮发电机组二台。 2、水轮机安装高程：根据两种机组的汽蚀系数计算各自允许吸出高度，该站HLA286型安装高程为△安=337.65米；HL240型安装高程△安=337.55米。 3、调节保证计算：本电站采用总管分叉后到各机组的引水方式，根据引水流量、管径及引水管长度，在设计水头下三台机同时甩100%负荷，经计算机组的速率上升和蜗壳压力上升值，均在允许范围内，不设调压措施。 4、主阀：为使某台机组在检修时不影响其它机组的运行和当机组停机时调速器失灵而快速切断水流，而不使机组飞车，需在各机组前设计安装主阀。 （二）、二级电站 1、机组方案：根据该站的设计水头、一级站的装机台数及各机组流量、装机范围确定该电站机型： HL240—WJ—60配SFW800—8/1180水轮发电机组一台；HL240/D41—WJ—60配SFW630—8/990水轮发电机组一台。 2、机组安装高程：根据该机组汽蚀系数、最低尾水位和厂家要求淹没尾水管等因素，经过计算核定该电站机组安装高程△安=296.61米。 3、调节保证计算：该电站装机三台为单机单管引水方式，经过调保计算发电机速率上升值及蜗壳处压力上升值均在允许范围内。 4、主阀：该电站采用虹吸式进水口，单机单管吸水方式，当机组需检修或事故时，由虹吸进水口驼峰上的真空破坏阀来破坏真空达到彻底切断水流的目的，故此进水口和机组前均不设阀。 二、辅助设备 一、二级电站辅助设备相同，现介绍如下： 1、起重机：选择单梁电动桥式起重机一台，一级站型号：LD—5；跨度9米，起重量5吨，起吊高度6米；二级站型号：LD—10；跨度8米，起重量10吨，起吊高度6米。 2、消防：主厂房消防靠安装在发电机层的消火栓来实现，其水源从供水总管取。厂区布置的油处理室消防靠配备的化学灭火器进行灭火。 3、通风采暖：该电站为地面式厂房，发电机层靠门窗通风即可满足要求，为避免夏季厂房产生高温，可在厂房两山墙上安装轴流风机。 4、机修设备：因一、二级电站相距较近，为满足水轮机组及辅助设备的维修和易损部件的更换，在一级站副厂房适当位置设计30平米左右的机修间，并配备有关设备供一二级站使用。 5、油、水、气系统 油系统：油系统包括透平油系统和绝缘油系统。透平油主要用于机组轴承润滑和调速器操作；绝缘油用于变压器。该电站在厂区适当位置设一间油处理室，主要承担一二级站油的过滤。油处理室内安放两只1米3透平油桶、两只1米3绝缘油桶和一台真空滤油机。 气系统：该电站只有低压用气，主要用于停机时机组制动和风动工具用气。选一台移动式空压机即可满足要求。 水系统：水系统分供水和排水系统，供水：厂房内的生活用水和机组冷却水用水以自流方式即可满足压力要求，一级站主阀前设两个取水口，二级站取水口设在前池，供水管中设有滤水器，经过滤后的水再到各用水设备；机组排水：该电站下游水位较低，机组冷却排水和生活排水直接排至下游。阀坑低洼处积水可排到集水井，再由潜水泵抽至下游；检修排水：厂房内安装的是卧式机组，下游水位又较低，不设专门的检修排水泵。 五、电气部分 **一、二级站均升压至35KV，建立永久性送电线路，共11km，至七里坪乡变电站。**一、二级站根据装机及利用小时数的情况，二站均采用单母线和单元接线相结合的主接线方式。一级站机压母线电压为0.4KW。两台400KW发电机共用一台主变容量为1000KVA，另一台主变容量为630KVA，升压至35KV，35KV侧采用单母的接线方式。一级站35KV一回出线约3千米至二级站。 二级站机压母线电压为6.3KV，其中两台800KW机组采用单母接线方式，另一台800KW机组同样采用与变压器单元接线的方式。两台主变容量分别为1600KVA和1000KVA，升压至35KV。35KV侧仍采用单母接线方式。由于有一级站的穿越功率，因此，二级站的出线线路虽然仍为一条，但输送的为两站的功率。 **一、二级站均设两台容量为50KVA、电压为35/0.4KV的厂用变，一台电压取自35KV母线，一台电压取自35KV线路；采用全微机综合自动化的控制保护方式，确保电站安全、可靠、经济的运行；采用电力载波和电信两种方式进行通信联系。 第九节 工程管理 一、管理机构 管理机构为“**县**水利水电枢纽工程管理所”，包括水库及电站两大部分，人员包括水库管理人员及电站管理人员，其中电站管理人员包括一级电站管理人员及二级电站管理人员。水库管理及运行人员13人，电站管理及运行人员50人，水库及电站管理人员共计为63人。 2、生产、生活占地用房规模 按编制定员63人，计划办公用房600平方米，生活及其它辅助用房1000平方米，总建筑面积1600平方米，管理所总占地3000平方米。 3、通讯及交通 为便于管理，**水利水电枢纽计划设置电话4部，交通车2辆，水上巡逻、检修机动船3艘。 二、管理方法 **水利水电枢纽工程管理所由**县水利局直接领导，管理所负责水库安全调度、发电调度、输配电调度、工程维修、水工观测及资料整编等工作，管理所正常运行主要是工程管理、行政办公及综合经营等。工程管理主要负责工程管理、计划统计、科技情报、防洪、发电及变电管理、灌溉配水、水情及调度运用等；行政办公主要负责财务统计、工资核算、固定资产、劳动保护用品、办公用品、人事、保卫、警卫消防等；综合经营主要负责养鱼、绿化、农副业产品及其它综合经营的管理、规划、统计等。 第十节 施工组织设计 一、施工条件 **水库坝址和一级站位于七里坪乡三道河行政村**自然村东1900米处，二级电站位于其下游1900米处。坝址距县城50公里，距南阳市区110公里，从**县城有县乡公路通向二级站站址，二级站距坝址无直接交通道路，但七里坪至七星潭简易公路在坝址附近通过，位于**河左岸，修2公里简易公路即可方便地到达**水库。 坝址区石料丰富，为片麻花岗岩，强度高，可在坝址上下游附近开采；碎石可就近河道采集河卵石，不足部分在河滩地加工；**河上砂料也比较丰富，可直接在坝址附近河道中开采，不足部分由七里坪运入；水泥由灵山水泥厂购进；其它建筑材料如钢材、炸药、汽油、柴油等均可由县城、南阳或七里坪建筑市场购进。 **河坝址附近水质良好，常年不会断流，施工和生活用水可直接利用**河水。 七里坪至大龙庙10KV高压输电线路从坝址通过，施工及生活用电可从附近接入。 二、主体工程施工 1、混凝土工程：混凝土工程工作内容包括：模板架设、钢筋安装及砼浇筑、养护。模板要具有足够的强度、刚度及稳定性，钢筋安装时，应严格控制保护层厚度，使用时应进行防腐除锈处理。混凝土所用的水泥掺合料、外加剂符合现行国家标准，骨料粒径、纯度满足设计要求，浇筑砼应连续进行。浇筑完毕后，应及时覆盖以防日晒，面层凝固后，立即洒水养护，使砼面和模板