浅析大沟头水电站小断面、长引水隧洞电站的施工布置

廖仕信

（贵州新中水工程有限公司 贵州贵阳 550001）

施工布置是水电站施工中的一项重要内容看，施工布置质量会对工程的施工进度、工程质量等各项内容造成直接影响。近几年，随着我国水电工程数量的增加，相关工作人员逐渐意识到了施工布置对水电工程施工的重要性，但是从大量的工程施工经验来看，存在的问题仍然较为严重，因此加强对该方面的分析是必要的。

1 大沟头水电站径流调节计算

1.1 水库运行方式

通过测量可以发现，大沟河流泥沙含量较少，因此该水电站在具体施工过程中，不宜采取和降低水位拉沙的方式进行施工。在汛期，闸址位于天然流量大小超过7m3/s时，应当将闸全部打开，电站停机，进行泄洪冲沙操作。在非汛期，则应当进行日调节，在该期间，水库的水位处于正常水位和死水位之间。

1.2 径流调节计算

依据大沟电站在具体运行过程中的实际情况来看，电站的推荐的死水位为2744m，正常蓄水位为2746m，调节库容的具体大小为调2.22万m3，并且该电站在具体运行过程中具有日调节能力。在具体问题分析过程中，依据电站在实际运行过程中的方式，调节计算原则，针对三个代表的逐日平均流量情况展开针对性的计算与分析，通过计算控制，电站平均处理系数大小为8.5。电站多年平均发电量4906万kW·h，其中枯期（12～4月）发电量720万kW·h，装机年利用小时数为4088h。

2 大沟头水电站的机组情况

2.1 机组机型

大沟头水电站水头范围422～403m，年加权平均水头408m，属高水头电站。依据电站运行水头的实际变化情况，以及现阶段国内外在水轮机上的具体制造情况，最终决定，选择冲击式机型[1]。在具体施工中，通过相似的机型在具体应用过程中的经济性进行对比分析，考虑到经济因素，最终决定选取水斗士机型[2]。

2.2 机组台数

大沟头水电站装机容量1.2万kW，电站引用流量3.5m3/s。从整个工程的枢纽布置情况、土建投资、机组等角度进行综合分析，应当对机组台数进行合理控制，数量不宜过大，否则将会对水电工程造成不良影响，通过分析，发现最好将机组控制在3台以内。在该阶段，拟定2台机组和3台机组方案，对两种方案进行对比分析，各种内容如表1所示。

表1 大沟头水电站机组台数比较表

通过表1中的数据可以发现，采用2台机和3台机方案的引水道流量基本相同，在具体运行过程中，水头发生的损失情况对于两种方案的能量指标并不会造成较大影响，机组的运行效率决定了不同方案能量指标的差异性。通过最终的计算结果可以发现，2台机组方案的平均效率要比3台机组的平均效率低约0.1%，该项内容主要体现在年发电量上。依据大沟头电站的最终核算成果，对两种不同的方案进行对比分析，通过最终的对比结果，可以发现，2台机方案与3台机方案相比，静态投资节省了145万元，该项内容主要反应在单位投资指标上，2台机方案的投资方案要比3台机投资方案的成本低。由此可见，仅从单位经济指标上来看，2台机方案要明显优于3台机方案。

在对大沟头电站进行针对性分析过程中，可以发现水电站本身具有良好的日调节能力，因此在系统运行过程中，能够很好的承担调峰任务。也真因为变电站本身具有不错的调节能力，因此无论是2台机方案，还是3台机方案都可以满足系统复核变化，确保电站运行的灵活性与合理性[3]。

由此可见，在大沟头电站中，无论采取2台机和3台机方案都能够灵活运行，但是在对两种不同的方案进行对比后，可以发现，采用2台机方案在总体投资上要比采取3台机方案具有更好的经济效益[4]。因此，在本阶段，从降低成本，提高工程的经济效益角度出发，在大沟头电站施工中，推荐采取2台机方案，每台机组的容量为0.6万kW。

3 合理选择工程中引水道尺寸

3.1 拟定方案

大沟头电站有压引水隧洞长3186m，压力钢管总管长683m，压力钢管较长。由于发电引用流量小，有压隧洞尺寸按施工要求最小断面确定，断面型式为城门洞形断面，尺寸为1.8m×2.0m（宽×高）。对于压力钢管，在相同装机1.2万kW情况下，拟定了钢管直径0.90m、1.00m和1.10m三个方案的比较。

3.2 动能经济

不同的方案在具体应用过程中受水头损失不同因素的影响，最终会致使年发电量存在一定的差距[5]。不同方案在具体投资上的差别主要是因为饮水工程投资存在差别而引起的，在对不同的方案进行对比分析过程中，为了确保分析的合理性，采取补充单位经济指标方式进行，具体情况如表2所示。

3.3 选择隧洞直径

表2 大沟头水电站各钢管直径方案动能经济指标表

从表2中的数据可以看出，随着压力钢管直径大小的不断增加，其年发电量也将会逐渐变大，但是，增加量呈逐渐减小趋势[6]。

从经济指标角度对问题进行分析，可以看出，不同的施工方案的电能投资将会随着钢管直径的变大而增加，但是不同方案之间的差距并不明显。钢管的直径有0.9m增加到1.0m时，年发电量增加54万kW·h，补充单位电能投资为0.96元/kW·h，低于电站本身的单位电能投资，该情况说明，将钢管直径大小有最初的0.9m增加到1.0m，在经济上是可行的；而将钢管的直径大小有1.0m增加到1.1m时，年发电量增加14万kW·h，补充单位电能投资高达11.64元/kW·h，该现象表明在钢管的直径超过1.0m后，在增加钢管的直径大小，在经济性上是不可行的。大沟头电站压力钢管长，为减少工程投资，使电站在经济范围内运行，本阶段推荐大沟头电站压力钢管直径为1.0m。

4 结束语

水利水电站建设过程中需要考虑方面有很多，施工布置是其中最最为重要的一项内容。水利水电站工程施工中，要依据工程的实际情况，展开针对性的布置，确保工程具体施工在技术、经济等方面上的可行性，从而建设出一个高质量的工程。

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[3]胡海涛.长河坝水电站施工总布置规划[J].水力发电，2016，42（10）：26～28.

[4]陈义军，任金明.龙开口水电站施工总布置规划及实施[J].水利技术监督，2015，23（02）：67～70.

[5]雷万君，王飞，潘勇，等.长河坝水电站施工总布置三维动态可视化仿真介绍[J].水电站设计，2013，29（04）：36～39.

[6]唐子龙，巴军军.阿海水电站厂房施工布置实施与探讨[J].水力发电，2012，38（11）：62～64.