瑞丽江一级水电站设计新技术

严铁军++陆新佳

摘 要：该文简述了缅甸瑞丽江一级水电站工程的设计概况，介绍了工程实施过程中的关键技术问题。工程的布置符合现场的实际情况，开展的各种技术研究综合考虑了各种因素，为工程顺利实施创造了有利条件。通过深入研究和实验验证，有效解决了山区河流取水防沙的工程难题；通过计算分析和工程措施，解决了水力机械过渡过程难题；结合丰富的工程经验和工程措施，解决了电站运行处于中缅电网双系统的难题。

关键词：瑞丽江一级水电站 枢纽布置 取水防沙 水力机械过渡过程 双系统

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（b）-0044-02

1 工程简介

瑞丽江一级水电站，装机容量600MW，位于缅甸北部掸邦境内紧邻中缅边界的瑞丽江干流上。该工程的开发任务以发电为单一目标，电站供电范围为缅甸和中国南方电网。

电站为引水式开发，枢纽布置由首部枢纽、引水系统和厂区枢纽三部分组成。首部枢纽由混凝土重力坝（包括溢流坝段和非溢流坝段）、泄洪冲沙底孔、下游消力池、电站进水口、右岸泄洪冲沙兼导流洞等建筑物组成。引水系统布置在右岸，由引水隧洞、调压井、压力钢管道（地下埋管）组成。厂区枢纽由地面主、副厂房和室内GIS开关站组成。

2 工程特点及关键技术

2.1 工程特点

瑞丽江一级水电站为引水式电站，河流泥沙含量高，电站水头高，供电条件复杂均是该工程的项目特点。

2.2 关键技术

该工程的额定水头为299m，悬移质来沙的硬矿物占总沙样的比例高达64.3%。库容小，电站正常蓄水位725m，下库沙比仅为1.5，水库淤积较快，并能很快发展到坝前，泥沙问题严重。在狭小的河道空间里，如何妥善布置首部各建筑物，防止推移质及部分粗颗粒悬移质泥沙进入取水口，是设计、运行的关键问题。

瑞丽江一级水电站同时对应缅甸电网和中国电网的供电局面，电站供电范围复杂，且压力管道线路较长，上游单一调压井对应两条压力管道的复杂工况条件下，水力机械过渡过程的数值计算成为设计难点之一。

3 工程先进性和创新点

3.1 首部枢纽

首部枢纽布置是基于武汉大学首部枢纽水工、泥沙整体模型试验研究的基础，泄洪冲沙洞布置紧靠进水口，底板高程695m，低于进水口底板高程5m，并将泄洪冲沙洞前沿封闭形成拉沙洞引洞。引洞洞口顶部设置高拦沙坎，拦沙坎的布置结合水、沙运动特点，有效地减小了冲沙洞拉沙时引起的漩涡、激流等，确保电站进水口“门前清”和流态平稳。

同时因库容小，设计还进一步完善了冲沙保库措施。

（1）大坝3个溢流表孔堰顶高程降至709.0m，即淤沙高程大为降低，保库相对较为容易；坝体增设了底孔冲沙坝段，能有效解决清库冲沙问题。

（2）取水“门前清”主要考虑由导流洞改建的泄洪冲沙洞来保证。导流洞已完成钢筋砼衬砌，断面大（圆形，内径为10m），平板门，运行难度大。出口工作门考虑由8m×8.5m调整为2～3m×8.5m（宽×高），可灵活开启闸门。

（3）该工程库小沙量大，根据来水含沙量，小流量时开泄洪冲沙洞，其次为冲沙底孔，最后为溢流表孔，由于高程都很低，冲沙保库相对有保证。

3.2 引水隧洞

长5118m的引水隧洞，有2114m按喷锚隧洞设计，10m直径的隧洞仅通过喷混凝土、锚杆和挂网就达到支护目的。锚喷洞段的设置大大简化了施工，使工期提前成为可能，并最终得到实现。

3.3 调压井

调整后的调压井位置使整个压力管道系统布置更为合理，最大限度地减少断层F501的影响，调压井地质条件得到较大改观。通过对水力机械过渡过程的深入研究，将调压井的阻抗孔口与检修事故闸门井有效结合，检修事故闸门井门槽孔口成了阻抗孔，分流在阻抗孔板下部完成，避免高胸墙的形成，其设计独具匠心，且极大方便了滑模施工。

3.4 压力钢管

压力管道的设计内压值为420m水头，主管内径为5.2m，HD值达2184m2，为国内已建工程中较大的工程。埋管设计的最大管壁厚度为48mm，采用620MPa级高强钢。

主岔管如果按照和主管（直径为5.2m）直接对接设计，主岔管的最大公切球直经为5.98m，最大管壁厚达68mm，月牙肋采用高强钢，板厚将达到140mm。综合考虑电站的水头损失及电站出力的特点，通过多次试算，最终决定选择在不影响电站出力的情况下，采用主岔管前用两节锥管过渡渐变的方式，把主管直径渐变为4.6m的优化设计方案。主岔管最大管壁厚减为58mm，月牙肋板厚减为100mm。钢管道的设计结合了生产、制造的实际情况，方便了生产、制造，并最终付诸实施。

3.5 厂区枢纽

主、副厂房采用了钢吊车梁、对厂房的排架柱快速施工、对机组的提前安装调试提供了便利条件，同时也为机组的提前投产奠定了良好的基础。

3.6 水轮机

由于来水含沙量大，特别是石英砂含量较大，电站水头较高，转轮进口流速快。为减小水轮机转轮的磨蚀较程度，转轮采用抗磨性能较好的06Cr13Ni5Mo不锈钢材料制造，并在转轮表面采用高速火焰喷涂技术，喷涂碳化钨材料涂层加以保护。为了在转轮磨蚀严重时对转轮进行更换而不拆卸发电机部件，在水轮机层设置了转轮中拆运输通道，并设有二个备品转轮用于更换，以缩短周期水轮机检修周期。水轮机设有顶盖泄压取水作为机组冷却水用，以节约采用水泵供水时消耗的厂用电。

3.7 电气主接线

按照中、缅双方协议，在瑞丽江一级水电站第1台机组投产后5年，电站50%电量分别送入缅甸国家电网和云南电网消纳；从第6年开始至电站BOT运营方式期限止的35年中，15%电量送入缅甸国家电网消纳，85%电量送入云南电网消纳，具体方案由中endprint