大峡水电站工程坝址比选浅析

许方盛 熊毅 李双霞 邹岩 丁舜

(孝感市水利勘测设计院,湖北孝感 432000)

大峡水电站工程坝址比选浅析

许方盛 熊毅 李双霞 邹岩 丁舜

(孝感市水利勘测设计院,湖北孝感 432000)

大峡水电站是泉河流域水电梯级开发的第三级,工程河段两岸陡峻、河谷深切,两岸山高体厚,出露岩层为寒武～奥陶系洞河群,适宜修建重力坝。根据流域水能梯级开发规划,坝址初选在大峡以下至小峡之间的1.25km河段。本文对比分析上、下坝址在工程地形、地质、施工条件以及工程造价、效益等各方面的优缺点后,权衡利弊,推荐下坝址方案。

大峡水电站 重力坝 坝址比选

1 工程概况

泉河位于湖北省竹溪县境内，为堵河西支泗河上游的一级支流，源于竹溪县大巴山南，河流全长82.2km，流域面积894.6km，干流天然落差1697m，理论水能蕴藏量9.61万kW，规划分五级梯级开发。大峡水电站是泉河流域水电梯级开发的第三级，正常蓄水位565.00m，装机2×10MW。根据流域梯级规划，坝址在大峡以下至小峡之间1.25km的河段选择。

2 坝址比选

2.1 大峡坝址(下坝址)及枢纽布置

下坝址位于大峡下段狭窄形河谷出口以上0.4km，正常蓄水位坝轴线长约187.0～152.5m，两岸陡峻，呈典型不对称“V”型峡谷，出露地层主要为寒武系～奥陶系洞河群，薄层片状，炭质板岩、千枚岩、硅质炭夹灰岩及薄层灰岩、白云质灰岩夹泥质条带灰岩及白云岩，岩层倾向下游偏左岸，倾角13～24°，为半坚硬～次坚硬岩类，饱和抗压强度一般为38～76Mpa，抗剪强度0.6～0.65，两岸山顶高程500～800m，山体宽厚，适宜修建重力坝。

工程枢纽由挡水坝段、溢流坝段、发电引水建筑物、厂房和变电站等组成。大坝采用整体式砼重力坝设计，通过接缝灌浆连成整体，坝高88m，坝轴线长159.51m，坝顶高程568.8.0m，防浪墙顶高程570.0m，坝顶宽6m，坝体最大断面底宽66.34m。泄水建筑物采用坝顶溢流式，堰顶高程555m，净宽12m，二孔，挑流消能。发电输水系统布置在右岸，由进口建筑物、压力隧洞、厂房及变电站组成，厂房及变电站布置在坝下游河湾折点处宽缓的阶地上。

2.2 小峡坝址(上坝址)及枢纽布置

上坝址位于北西25°向南东60°转拆的狭窄漏斗地形河段，该河段为左陡右缓的不对称峡谷，河谷深切狭窄，谷底宽10～22m，宽高比1：1，两岸山体雄厚险峻，相对高差1000m左右，为修建重力坝的较理想地形，坝基出露岩层为寒武～奥陶系洞河群下部，主要为炭质硅质板岩、钙质硅质岩，夹灰岩，白云岩。横向谷段，倾向下游偏左岸、倾角20～30°，半坚硬～次坚硬岩类，饱和抗压强度30～50Mpa，抗剪强度0.6～0.7。两岸山体宽厚，但不对称；岩体强度高，力学性能好，两岸缓倾角结构面不发育，下游无明显横向结构面切割，坝肩稳定性好。

工程枢纽由挡水坝段、溢流坝段、发电引水建筑物、厂房和变电站等组成。大坝体型同下坝址，坝顶高程570m，最低建基面高程476m，最大坝高94m，最大断面底宽76.2m，坝轴线长172.6m。泄水建筑物型式同下坝址。发电输水系统与下坝址不同的是压力隧洞增长约1250m，其余同下坝址发电引水系统。

2.3 上、下坝址比较

两个坝址永久建筑物工程量比较，上、下坝址主要工程量比较：比较项目：明挖土石方(万m3)下坝址：19.12上坝址：21.03比较项目：洞挖石方(m3)下坝址：978.0上坝址：2045比较项目：混凝土(万m3)下坝址：17.3 上坝址：22.89比较项目：年发电量(亿kW·h 下坝址：0.532)上坝址：0.486上、下坝址比较：

(1)从工程量及发电效益看：上坝址工程量明显比下坝址大，年电能和库容比下坝址少，单位电能投资较下坝址大。(2)从地质方面来看：上坝址为寒武～奥陶系洞河群下部，为横向谷段，倾向下游偏左岸、倾角20～30°，岩体饱和抗压强度30～50Mpa、抗剪强度0.6～0.7，两岸山体宽厚不对称；下坝址为寒武系～奥陶系洞河群，岩体呈薄层片状，横向谷段，倾向下游偏左岸，倾角13～24°，仍为半坚硬～次坚硬岩类，饱和抗压强度38～76Mpa，抗剪强度0.6～65，两岸山体宽厚，不对称。上坝址岩体强度底线仅过软岩标准，下坝址地质条件略优于上坝址。(3)从施工方面来看：下坝址峡谷出口河漫滩砂砾石及粘土料较为丰富；小峡以上河段岸坡陡峻，地形狭窄，施工道路及施工场地布置等条件很差；而在大峡峡谷建坝，发电厂房设在泉河左岸河漫滩处，发电引水隧洞比上坝址短1250m，洞挖量剧减，水头损失也大大减少，施工难度降低，电站建成后的运行管理也较方便。(4)水工建筑物布置方案；上坝址大坝、厂房、施工场地略窄狭，开关站场地窄狭，“V”形河谷库容甚小，调节性能差；基岩裸露，进厂公路穿越峡谷，不便；而下坝址轴线以下地形开阔，便于布设大坝、厂房和开关站，有一定的库盆地形形成库容，水库调节性较好。

3 结语

上、下坝址均具备建坝的工程地质条件，各有利弊。从地形、地质条件而论：下坝址明显优于上坝址，尤其是在同等正常高水位时，具有一定的库盆地形条件，有一定库容蓄水能力，可供调节，有较好的电能指标，且施工场地开阔，易于布置，进厂公路方便；下坝址发电引水系统置于宽阔台地，便于施工场地与厂房布置，比上坝址多约7m的水头。权衡利弊，下坝址明显优于上坝址，推荐下坝址方案。

[1]孝感市水利勘测设计院.湖北省竹溪县大峡水电站工程初步设计报告.2007(3).

[2]张丽艳.戈兰滩水电站坝址比选[J].水利水电工程设计,2007(3).

[3]陈章淼,代彬.过水湾水库工程坝址及坝型比选[J].水利科技与经济,2014(1):21-23.