浩口水电站发电引水系统布置

摘要：浩口水电站发电引水系统采用单元引水和出水的布置方式，由岸塔式进水口、引水隧洞、压力管道等主要建筑物组成。根据坝址区地形地质条件和枢纽总布置对引水系统进行布置，使其布置紧凑、合理。

关键词：水工结构；引水系统布置；岸塔式进水口；引水隧洞；压力管道；浩口水电站

中图分类号：TV74文献标识码： A 文章编号：

1、工程概况

浩口电站位于重庆市彭水县和贵州省道真县交界处浩口乡，是一座以发电为主的三等中型水电枢纽工程，其枢纽工程由碾压混凝土重力坝、左岸进水口、引水隧洞、压力管道、地面厂房等部分组成。水库正常蓄水位352m，死水位349.00m，总库容9412万m3, 装机容量2×62.5MW，引水流量为2×154.02 m3/s。

发电引水系统采用单元引水和单元出水的布置方式，由岸塔式进水口、引水隧洞、压力管道等主要建筑物组成。引水隧洞内径7.30m，1#引水隧洞长365.271m， 2#引水隧洞长为334.335m，两个隧洞的轴线间距为22m。压力管道内径6.0m，每个长度为30m, 压力管道的轴线间距为22m。发电引水系统的平面布置见图1，1#引水系统的剖面图见图2。

图1浩口水电站发电引水系统枢纽平面布置图

图2浩口水电站1#发电引水系统剖面图

2、发电引水系统的地质条件

1#引水隧洞总长365.271m， 隧洞埋深27～130m，沿线穿越P1m2中厚层状灰岩、P1m1眼球状灰岩。P1m2属Ⅲ类围岩，围岩较完整、局部有掉块，夹层附近稳定性较差；P1m1属Ⅳ类围岩，自稳时间短，夹层密集带易垮塌；隧洞进口段自然坡度为30~35左右的斜坡，地层主要为P1m2灰岩，裂隙发育，局部稳定性较差。

2#引水隧洞长度为334.335m，隧洞埋深20～96m，沿线穿越岩层与1#隧洞相同，P1m2、P1m1属Ⅳ类围岩，稳定性较差；属P1q1-3Ⅱ类围岩，基本稳定。隧洞进口段自然坡度为30~35左右的斜坡，地层主要为P1m2灰岩，裂隙发育，局部稳定性较差。

1#压力管道岩性主要为S21r页岩，S21r属于Ⅳ类围岩，围岩稳定性较差。

2#压力管道岩性S21r页岩，S21r属于Ⅳ类围岩，围岩稳定性较差。

3、发电引水系统布置

3.1进水口布置

进水口采用岸塔式结构，进口前沿宽度44.50m，高度25m，轴线长度36.87m。进水口顶部高程为358.00，进口底板高程334.00m，底板厚2.0m，共有两个独立运行的进水口，左右对称布置；沿轴线方向依次布置有拦污栅、检修闸门和工作闸门及渐变段。

3..2引水隧洞布置

引水隧洞由上平段、平面转弯段、上平段、竖井、下平段组成，轴线方位由N11°0 ′ 0″W通过转弯半径为50m平面转弯至N63°28′42″E，再通过转弯半径为15.0m的竖井段转至E39°53′4″S，后接压力钢管段进入厂房。1#引水隧洞长365.271m， 2#引水隧洞长为334.335m，洞轴线间距为22m。上平渐变段由7.3m×7.3m变为Φ7.3m，下平渐变段由Φ7.3m变为Φ6.0m；

引水隧洞平段开挖均采用马蹄型断面，竖井段采用圆型断面开挖。引水隧洞平洞段Ⅱ类围岩开挖断面顶拱半径4.25m，中心角230.0°，顶拱高8.594m，底部宽5.327m。平洞段Ⅲ类围岩开挖断面顶拱半径4.35m，中心角230.0°，顶拱高8.931m，底部宽5.327m。平洞段Ⅳ、Ⅴ类围岩开挖断面顶拱半径4.55m，中心角230.0°，顶拱高9.079m，底部宽5.817m。落管段属于Ⅴ类围岩，按半径4.55m的圆形断面进行开挖。

隧洞用C25钢筋砼全断面衬砌，衬厚为50～70cm，衬砌后内径为7.3m圆型断面。

3.3压力钢管布置

2条压力钢管轴线方向为E39°53′4″S，上游与引水隧洞下平段相连，下游接入厂房与机组蜗壳闸阀相接。两条压力钢管的长度均为15m，压力钢管段开挖均采用马蹄型断面，全段衬砌后为内径为6.0m 圆型过水断面，引水隧洞与压力钢管渐变段长15m，内径为7.3～6.0 m，管轴线间距为22m。开挖断面为城门洞型，与引水隧洞开挖断面相同，管外回填C20素混凝土厚0.85m。

4、工程处理措施

4．1引水隧洞段

（1）引水隧洞岩石较好Ⅱ、Ⅲ类围岩采用光面爆破、不做一次支护。对Ⅳ类围岩地段采用C20混凝土挂网锚喷，厚10cm，锚杆型式采用φ25mm，长6.0m，排间距1.5×1.5m的系统锚杆，挂网钢筋φ8@150×150。隧洞不良地质段，根据岩石破碎情况采取钢支撑、挂网喷锚支护和回填块石混凝土等综合措施。

（2）在引水隧洞的顶拱120范围内作回填灌浆处理。 每排按3孔梅花型布置，排距3.0m，灌浆压力为0.3MPa。

（3）根据地质条件，对Ⅲ、Ⅳ类围岩进行固结灌浆，每排布置6孔，灌浆孔入岩5.0m，梅花型布置，排距3.0m。

4．2压力钢管段

⑴ 根据地质条件，对Ⅲ类围岩压力钢管道进行固结灌浆，每排布置6孔，灌浆孔深5.0m，梅花型布置，排距3.0m。

⑵ 在钢管回填混凝土顶部120º范围内进行回填灌浆，并在钢衬与回填混凝土之间的底部120º范围内作接缝灌浆处理。

⑶钢管在Ⅳ类围岩段开挖后应及时进行挂网喷锚支护，锚杆型式采用φ25mm，长6.0m，排间距1.5×1.5m的系统锚杆，挂网钢筋φ8@150×150，顶拱范围240°喷标号为C20混凝土，喷层厚10cm。不良地质段，根据岩石破碎情况采取钢支撑、挂网喷锚支护和回填块石混凝土等结合措施。

⑷设计中除设置加劲环抵抗外压外，还在回填混凝土与围岩接触面的腰线和底部设6道纵向排水盲材，并沿管长每4m设1道横向排水盲材，纵横排水盲材相互连通，经纵向排水引向厂房集水井。

5、结语

本工程地下洞室布置紧凑，需在施工时采用合理的施工程序及有效支护，对不良地质洞段需加强一次支护以保证围岩处于稳定状态。洞室位于地下水位线以下存在涌水问题，施工和永久运行均应作好排水。

参考文献：

[1] 中华人民共和国水利行业标准.《水利水电工程进水口设计规范》（SL285-2003）

[2] 中华人民共和国水利行业标准.《水工隧洞设计规范》（SL279-2002）

[3] 中华人民共和国水利行业标准.《水工隧洞设计规范》（DL/T5195-2004）

[4] 中华人民共和国水利行业标准.《水电站压力钢管设计规范》（DL/T5141-2001）