巴基斯坦Naltar水电站枢纽及主要建筑物布置综述

2014-04-02程艳娜

黑龙江水利科技 2014年9期

关键词：沉沙池溢流坝引水渠

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

1 工程位置

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。

2 巴基斯坦NALTAR水电站总布置情况

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。

3 溢流坝及冲沙闸布置

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。

4 沉沙池及引水渠道的布置

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。