Atay河水电站工程二级电站厂房布置设计

梁 良，蒋永红

(中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司，广西 南宁 530007)



Atay河水电站工程二级电站厂房布置设计

梁 良，蒋永红

(中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司，广西 南宁 530007)

工程采用“4机1缝”方案，提高厂房的整体性，减小了厂房的长度尺寸；同时对主变场、GIS开关站及出线构架平台等场地进行分层布置，充分利用向上空间,使厂房布置合理紧凑，有效解决了引水式地面厂房在“V”型窄河谷的布置问题，减小了厂房和后边坡的土建工程量。

引水式地面厂房；厂房布置；主机间；安装间；副厂房

1 工程概况

Atay河水电站工程(Stung Atay Hydro Power Project)位于柬埔寨王国西部菩萨省列文县欧桑乡，是柬埔寨工业矿产能源部在额勒赛河流域规划兴建的电站之一，位于额勒赛河上游支流——Atay河上。电站分两级开发，一级电站装机容量为20 MW，二级电站装机容量为100 MW，两级电站多年平均发电量为506.94 GW·h。Atay河水电站工程地理位置图见图1。

图1 Atay河水电站工程地理位置示意

二级电站属Ⅲ等中型工程，厂房属3级建筑物。厂房位于壅水坝下游6.5 km 处Atay河左岸，为引水式地面厂房，通过大坝左岸的引水隧洞引水发电。厂房按100年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核，相应尾水位分别为290.76 m和291.45 m。正常尾水位282.79 m，最低尾水位281.20 m。

2 厂区布置

厂址区河谷呈基本对称的“V”字型，河床宽度20～30 m，河底高程为277.45～281.69 m。两岸山体雄厚，右岸稍陡。自然坡度15°～32°，山顶高程500 m左右。

顺发电水流方向上游至下游依次布置：厂房后边坡、副厂房、主厂房、尾水渠。顺河流方向上游至下游依次布置：回车场及附属建筑物、安装间、主机间。回车场尺寸18 m×24 m。附属建筑物位于回车场上游侧，布置有柴油发电机房、绝缘油处理室及绝缘油罐室。发电水流方向与河流垂直，为了减小河水对发电尾水的影响，尾水渠在平面上以半径40 m的转弯半径与河道下游衔接。尾水渠反坡段坡降1∶3.6，反坡顶高程278.70 m，河床高程277.70。

3 厂房内部布置

厂房由主机间、安装间、上游副厂房、尾水平台等组成，主变场、户内式GIS开关站分层布置于上游副厂房中，出线构架布置在上游副厂房顶。厂房总长62.90 m，总宽34.70 m。见图2主机间横剖面图。

3.1 主机间

主机间长48.10 m，宽16.00 m，机组间距10.50 m。安装有4台转轮直径为1.98 m、单机容量为25 MW的混流式水轮发电机组。自右至左分别为1#、2#、3#、4#机组。

根据下游最低发电水位、尾水管出口淹没水深、水轮机气蚀及运行特征综合确定水轮机安装高程为277.50 m。

图2 主机间横剖面示意(单位:m)

发电机层高程为286.10 m，水轮机层高程为279.50 m，蜗壳层高程为274.50 m，桥机轨道顶高程为301.80 m，屋顶采用轻型钢架结构，屋架下弦高程为306.90 m，尾水管底板顶面高程为270.84 m，出口顶板底面高程为273.95 m。

发电机层上游侧布置机旁屏，下游侧布置调速器及油压装置。每台机组第 Ⅰ 象限布置1个4.5 m×2.2 m蝶阀吊物孔，在2#与3#机组之间布置1个1.5 m×2 m的吊物孔，4#机组左侧布置1个1.2 m×1.2 m吊物孔。发电机层上、下游侧均布置桥机轨道梁、排架柱，布置有1台100 t/20 t桥机，跨度Lk=14.00 m。

水轮机层主要布置技术供水滤水器、技术供水泵。右端墙厚2.00 m ，距1#机组中心线5.70 m；左端墙厚2.50 m，距4#机组中心线8.40 m，左端布置渗漏排水泵房。对应发电机层蝶阀吊物孔位置每机布置1个4.6 m×3.4 m的蝶阀吊物孔；对应发电机层1.5 m×2 m 和1.2 m×1.2 m吊物孔位置分别布置两个同上层尺寸吊物孔。

蜗壳层主要布置蝶阀、盘形阀廊道、检修泵房、压力钢管进人孔及尾水管进人孔。在1#与2#机组间、3#与4#机组间分别设置宽×高为2.2 m×2.5 m的盘形阀廊道，廊道下游端宽度扩大为7.50 m。检修泵房布置于蜗壳层左端。蝶阀坑四机贯通形成蝶阀廊道，可通往蜗壳进人廊道、盘形阀廊道及检修泵房，两端分别与厂房1#、2#楼梯连通。

尾水管肘管段出口到机组中心线的距离为11.80 m，出口尺寸为3.505 m×3.11 m。

3.2 安装间

安装间布置于主机间的右侧，分两层布置，总长为14.80 m，净跨同主机间为14.00 m。第一层高程同发电机层为286.10 m ，布置有透平油罐室、油处理室及配电室。第二层为安装场，高程同回车场地面高程为292.50 m，与发电机层高差6.40 m，靠主机间侧设有安全护栏。安装场内可布置一台机组安装检修六大件——转子、转轮、顶盖、上机架、支持盖、推力支架，并能满足汽车进安装间吊装配件的要求。进厂大门位于安装间右端，宽6.30 m，高6.50 m。

3.3 副厂房

副厂房布置在主厂房上游侧，分安装间上游段和主机间上游段。

安装间上游段副厂房长度同安装间为14.80 m，宽11.00 m，分3层布置。高程286.10 m层布置有空压机房，高程292.50 m层布置有继电保护屏室、系统通信机房和厂内通信机房，高程301.50 m层布置中控室和交接班室。中控室屋面为钢筋混凝土框架屋面，顶高程为306.30 m。

主机间上游段副厂房长47.60 m，宽11.00 m，共4层，自下而上为励磁系统和电缆层、高低压配电室层、主变压器场层及GIS室内开关站层，高程分别为280.50 m、286.10 m、292.50 m和301.50 m。高程280.50 m层布置励磁系统和电缆桥架；高程286.10 m层与发电机层地面同高，主要布置低压厂用变压器、低压开关柜、发电机配电装置等设备；高程292.50 m层与回车场地面同高，主要布置1#主变压器和2#主变压器；高程301.50 m 层布置GIS开关设备，左端布置一个2.5 m×4.0 m的吊物孔，该层尚布置1台5 t桥机，桥机轨顶高程309.00 m，跨度Lk=8.5 m。屋面为钢筋混凝土框架屋面，顶高程为312.50 m，布置有厂顶开关站及出线构架。

3.4 尾水平台

尾水平台位于主厂房下游侧，高程同回车场为292.50 m，长55.753 m，宽6.50 m，布置1台5 t移动式电动葫芦。

3.5 厂内交通

进厂公路布置在Atay河左岸上游侧，连接厂房右端的回车场，主厂房设备经回车场进入安装间，通过桥机吊运就位。蝶阀通过主机间的蝶阀吊物孔运输就位，发电机层以下各层设备通过蝶阀吊物孔或其他两个吊物孔运输就位。副厂房上游侧至厂房边坡坡脚间设有6.20 m宽运输通道与回车场连通，主变经回车场运输至副厂房上游侧，直接进入主变场安装就位。GIS开关设备经回车场运至副厂房上游侧，在292.50 m高程进入副厂房专门的GIS运输通道，通过GIS层的桥机，经吊物孔吊至GIS开关站。副厂房左右两侧各设一部楼梯与主、副厂房各层连通。厂房后边坡设有钢爬梯通向各层马道，满足边坡巡查、观测需要。

4 厂房分缝及止水系统

主机间与安装间之间设一道变形缝，缝宽20 mm，缝间设一道止水铜片。主机间4台机组为整体布置，机组间不设变形缝。为了减少混凝土的温度应力和干缩应力，根据施工单位浇筑能力和施工进度要求，在2#机组与3#机组之间设一道垂直施工缝。同时控制基础块混凝土浇筑厚度为1.0 m，上部混凝土浇筑最大高度不超过3 m。在混凝土温度控制上，要求严格执行低温时段浇筑，控制骨料、水泥温度等措施降低混凝土温度，要求严格做好混凝土的养护及混凝土温度监测工作。

为了加强结构的整体性和抗渗性，垂直施工缝设计为错缝形式，错缝搭接长度为750 mm。垂直施工缝面上设置斗形凹槽，槽深200 mm，键槽面积不少于接缝面积的1/3。同时缝面上设置Φ 25间距500 mm的插筋，每根长1 500 mm，插入先浇块750 mm。所有施工缝面在浇筑新混凝土前打毛并铺刷10～20 mm厚标号不低于M 20的水泥砂浆,以保证新老混凝土的结合。厂房上下游挡水墙垂直施工缝、厂房底板的垂直施工缝均设置一道止水铜片，铜片埋设深度为距迎水面500 mm。垂直施工缝止水片与水平施工缝止水片焊接连接形成封闭的止水系统。

5 电站布置设计特点

5.1 4机1缝问题

厂房基础置于侏罗系中统(J2)弱风化岩层上，其中1#、2#、3#、4#机组、安装间、副厂房基础均置于砂岩层上，岩石强度较高，集水井基础置于泥岩层上，岩石强度低，力学性质较差。

规范规定机组段分缝间距宜为20～30 m，经论证后可放宽至40～50 m。鉴于广西电力设计研究院有限公司设计的西津水电站的成功经验，其厂房设计为2机1缝，机组段间距达48 m，有效的提高了厂房的整体性和稳定性，并且经过了多年的运行检验，证明其布置是成功可靠的。结合本工程厂房地基特性、机组容量、结构形式、气候条件等情况，本工程厂房采用4机1缝布置形式。即4台机组间不设变形缝，同时参考其他已建项目经验[1]，在主机间与安装间之间设置一道永久变形缝，机组段长度即为主机间总长48.1 m。同时为了满足施工和温控要求，在2#与3#机组之间设一道垂直施工缝，要求施工过程严格执行混凝土温度控制技术要求。4机1缝布置提高了厂房的整体性，有效缩短了厂房的长度，减少了厂房工程量及边坡的开挖范围。

5.2 场地狭窄问题

厂房位于基本对称的V形河谷的左岸，采用地面式厂房，布置场地狭窄，为了满足厂房和尾水渠的布置要求，需对左岸山体进行一定开挖。主变压器、GIS开关站分层布置在上游副厂房内，出线平台布置在上游副厂房顶部，各层布置分层合理，充分利用向上空间，整个厂房布置非常紧凑，有效地解决了场地狭窄问题，减少山体开挖规模。

5.3 高边坡问题

厂房开挖边坡底部高程为272.50～278.50 m，顶部高程为315.00～385.00 m，最大开挖坡高约107 m。岩土分界线在高程为338.00～372.00 m，分界线以上为土质边坡，以下为强风化岩质边坡。强风化与弱风化岩体分界线在高程为289.00～327.00 m。鉴于厂房边坡安全的重要性，边坡采取了以下处理措施。

在基坑底部至292.30 m高程按1∶0.3设计开挖，292.30 m至305.00 m高程按1∶0.75设计开挖，305.00 m至315.00 m高程按1∶0.75设计开挖，315.00至325.00 m高程按1∶1.0设计开挖，325.00 m以上按1∶1.5设计开挖。

多种因素影响，边坡在开挖过程中在高程325.00 m～335.00 m范围内发生局部塌方。经多种方案对比，最终采用重新削坡方式对塌方范围进行处理。即将高程325.00 m马道加宽至12 m，以325.00 m为坡脚按1∶1.5坡比重新削坡至坡顶，将垮塌体全部清除。同时加强坡面的支护措施，土质边坡采用挂网喷混凝土支护；岩质边坡采用挂网喷混凝土联合长锚杆支护，同时布置孔深4 m、8 m的深孔排水，排水孔内塞填排水盲管，以保证排水的通透性。

6 结语

本工程采用“4机1缝”方案，提高厂房的整体性，减小了厂房的长度尺寸。同时充分利用向上空间，将主变场、GIS开关站及出线构架平台等在副厂房中分层布置，布置合理紧凑，有效解决了引水式地面厂房在“V”型河谷布置场地狭窄的问题，减小厂房和后边坡的土建工程量。

[1] 潘建冬，刘元勋.丙村水电站厂房设计[J].广东水利水电,2005(6)：55-56．

(本文责任编辑 王瑞兰)

Layout and Design of the Second Stage Diversion-type Power House of Stung Atay Hydro Power Project

LIANG Liang，JIANG Yonghong

(China Energy Engineering Group Guangxi Electric Power Design Institute Co., Ltd., Nanning 530007，China)

The scheme of one settlement joint between the erection bay and the generator hall and no settlement joint among the four unit blocks was used, so that the integrity of the powerhouse was improved and the length dimension was reduced. And the fields such as the transformer field, GIS switching station, outgoing line frame platform, etc. were stratified layout; so that the height space was fully used. By these measures, the powerhouse layout was reasonable and compact, and the problem of diversion-type powerhouse layout on the narrow V-shaped river valley was effectively resolved. The civil engineering quantity of powerhouse and back slop was also reduced.

diversion-type powerhouse；powerhouse layout；generator hall；erection bay；auxiliary rooms

2016-08-07;

2016-08-20

梁良(1980)，男，本科，工程师，主要从事水电站水工结构设计工作。

TV731+.5

B

1008-0112(2016)09-0043-04