二级水电站可行性研究报告(初步设计)

云南省德宏傣族景颇族自治州盈江县勐弄河二级水电站可行性研究报告（初步设计）湖南省湘潭市水利水电勘测设计院2005年6月盈江县勐弄河二级水电站初步设计报告1综合说明21综合说明盈江县勐弄河二级水电站初步设计报告3工程地质11综合说明1．1绪言勐弄河二级水电站位于勐弄河干流，系依洛瓦底江水系。勐弄河全流域面积120km2，主河道长15.2km，平均坡降5％，多年平均流量7.3m3/s，年径流量2.303亿m3。受云南省盈江县泉发水电有限公司委托，湘潭市水利水电勘测设计院我院于2004年4月编制完成了《盈江县勐弄河二级水电站工程项目建议书》，并于2004年5月通过了主持审查，于2004年9月完成了《勐弄河流域水能开发规划报告》,确定勐弄河干流梯级开发的一级、二级、三级共三级的开发方案。其中一级水电站已于1980年建成发电，二级水电站为勐弄河干流梯级开发的第二级，为引水式开发电站，装机容量24MW。受盈江县泉发水电有限公司委托，我院于2005年6月编制完成了本工程初步设计报告。1．2水文勐弄河二级电站位于盈江县西北部山区卡场镇辖区内，为一个双坝取水引水式开发水电站。主坝坝址位于勐典河支流勐弄河卡场乡傈傈寨附近，坝址以上控制流域面积82km2。外流域引水坝坝址位于勐典河干流卡场乡咱巴石寨附近，坝址控制流域面积55km2。厂址位于勐弄河主坝下游，距卡场镇10km，距盈江县城48km。厂址流域面积100km2。勐弄河流域地处印度洋和太平洋暖湿气候区，属南亚热带高原型季风气候，夏秋受暖湿气流的影响，降水量较多，冬春受干冷气团的控制，降水稀少。气候特征具有水汽充沛，降水量集中，干湿季节分明等特点，流域多年平均降水量2542.8mm，5～10月为湿季，降水量约占年降水量的88%，干季降水量仅约占年降水量的12%。受地形地貌及高程地理因素的作用和影响，降雨量空间分布不均，山区大于坝区、河谷区。降水量随高程的变化也较明显。盈江县勐弄河二级水电站初步设计报告3工程地质2据盈江县气象站资料，多年平均气温19.3℃，最高36.9℃（1961年6月25日）,最低-8℃（1985年1月16日）相对湿度84%，多年平均日照小时数为2348.5h，年降雨日表210d，平均无霜期322d。多年平均风速1.1m/s,年最大风速12.0m/s(1989年4月12日)，多年平均最多风向SN。主坝坝址平均流量采用5.0m3/s，引水坝坝址多年平均流量为3.35m3/s。。坝址的设计洪水采用暴雨径流法推求，坝址P=3.33%的设计洪峰流量400m3/s；P=0.5%的校核洪峰流量520m3/s。厂房P=3.33%的设计洪峰流量430m3/s，P=1%的校核洪峰流量510m3/s。勐弄河二级电站水库年平均悬移质输沙量为4.92万t，推移质为0.98万t，年输沙总量4.94万t。1.3工程地质勐弄河流域位于高黎贡山山脉南端，总体地势南高，北低。区内山峦连绵，山岭浑圆，呈构造剥蚀环境下形成的中山——低中山地貌特征。河流流向受区域构造控制变化极大，蜿蜒曲折，但河流总体是由南向北西流。河谷呈“V”字型，两岸山坡坡度大于30°，河床深切，水流湍急。工程区地层以下古生界高黎贡山变质岩（Pz1gL），下古生界高黎贡山群岩浆岩（rm）为主，次为华力西期（V4）、燕山期（r53(1)）、喜山期（V61(1)），第三系上新统（N2m2）岩浆岩，以及第四系堆积层。苏典—昔马弧型构造带是与工程区关系最密切的弧形构造，枢纽区位于该构造带中黑河—昔马复式背斜的西翼，主要构造线呈近南北向或北北东向、北北西向展布。弧形构造带的主要断裂与经向构造体系成分的断裂从勐弄向北呈斜接复合关系，在苏典以北为重接，使断裂强化。最主要的弧形断裂有：苏典—昔马断裂（F101）；苏典—芹菜塘断裂（F102）；马鹿街—王横山断裂（F104）；河边寨—黄连河断裂（F123）以及本区厂区最近的盆都断裂（F126）等，均属压扭性断裂。工程区位于“歹”字型构造体系西支中段与经向构造体系的复合部位，断裂构造发育，以弧盈江县勐弄河二级水电站初步设计报告3工程地质3形构造为主，与南北向构造组成了区域构造的基本骨架。本区挽近期地壳在强烈上升，构造活动强烈。区内新构造运动比较活跃，无较大规模的活动断裂分布，枢纽区附近地震活动弱，因此本区的构造稳定性主要受外围地震影响。根据近代及历史地震资料，有记录的地震虽多，但多为弱震和小震。据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本工程区地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.45S,地震基本烈度为Ⅶ度。区域构造稳定条件一般。二级站库区两岸均存在高于河床150～200m的地下水分水岭，高于水库正常蓄水位，故其向低邻谷渗透的可能性较小。库区外围构造线走向近NNE及NE向，且为压扭性，透水性差。综上所述，本工程不存在水库渗漏问题。库区河岸边大多基岩裸露，以弱风化岩石为主，库岸稳定，无规模大，难处理，影响工程成立的不稳定边坡存在。外引洞大坝抬高水位约5m，未形成水库。拦河坝上游200m范围内，左右岸均有基岩出露，岩体坚硬，较完整，岸坡稳定。回水范围内无农田耕地，无民宅，无矿产和交通公路等，不存在任何淹没、浸没问题。坝址左右岸河边均有弱风化岩体出露，左岸上部岩体风化较深，地质构造简单，工程地质条件差，可以修建混凝土重力坝。坝基存在渗漏问题，要做好帷幕灌浆处理。外引洞坝址两岸基岩裸露，岩体完整，工程地质条件好，可以修建拱坝。主洞进出口见全强风化基岩，隧洞围岩为Ⅳ～Ⅴ类，稳定性差。隧洞在F4冲沟处风化较深，工程地质条件差，需压低洞底高程方可通过冲沟。其余隧洞上覆岩体较厚，自然山体完整，围岩多呈弱～新鲜岩体，为Ⅱ～Ⅲ类，成洞条件较好，围岩稳定。支洞施工盈江县勐弄河二级水电站初步设计报告3工程地质4时应注意泥石流等地质灾害。外引洞进口段岩体较完整，洞线围岩呈弱～新鲜岩体，为Ⅱ～Ⅲ类，成洞条件较好，围岩稳定。出口段围岩为强～弱风化，上覆岩体薄，工程地质条件差。开挖后厂址靠河边部分基础为孤滚石，往山坡厂房基础为全风化基岩，工程地质条件差，建议采用整体基础。后坡覆盖层及强风化层较厚，应注意边坡稳定及泥石流等地质灾害。枢纽区天然砂砾料虽沿河均有砂砾石分布，且在松园寨至坝址间分布较广，但其级配较差，云母含量较高，且质量差，难以满足设计要求。建议采用人工轧制。1．4工程任务和规模盈江县位于云南省西北部，隶属德宠傣族景颇族自治洲，与缅甸有214.6km的国境线，毗邻云南省腾冲、陇川、芒市三县市。全县现辖7镇12乡，人口25.95万人，2001年国内生产总值为8.5亿元。盈江县境内水力资源丰富，理论蕴藏量214.8万kW，可开发装机容量74.86万kW，相应年电能22.46亿kW·h。截至2001年底，全县已建成水电站17座（均为小型电站），总装机容量14.431万kW，年发电量4.3亿kW·h。勐弄河二级电站为勐弄河干流的第二个梯级，电站的主要任务为发电，无其他综合利用要求。本电站为引水式开发电站，水库正常蓄水位1610m，死水位1600m，调节库容228万m3，日调节性能；拦河坝为Ⅳ等工程，设计洪水标准为3.33%，校核洪水标准为0.5%，采用坝顶开敞式溢洪道，总库容460万m3，为小（1）型水库。电站装机2.4万kW，单机容量1.2万kW，保证出力0.43万kW，多年平均年发电量1.2310万kW.h，装机年利用小时数5219h。电站最大水头237.7m，最小水头220.75m，平均水头228.3m，水量利用系数86%。盈江县勐弄河二级水电站初步设计报告3工程地质51．5工程布置及建筑物本工程主要建筑物由拦河坝、引水系统、发电厂房和开关站等组成。本工程总库容为460万m3，总装机容量24MW，按国家《防洪标准》GB50201-94和《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》SL252-2000，本工程为Ⅳ等工程，大坝、引水隧洞、厂房等主要建筑物按4级建筑物设计，次要建筑物及临时建筑物按5级建筑物设计。拦河坝为砌石重力坝，按30年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核，水库正常蓄水位1610.00m，设计洪水位1612.50m，校核洪水位1613.00m。坝顶高程1614.60m，坝底高程1567.70m，最大坝高46.9m，坝顶宽度5.0m，坝顶长132.0m，上游面垂直，下游面1609.60m高程处折坡，坡度为1:0.7，坝顶设高1.2m的防浪墙，墙顶高程1615.80m。重力坝泄洪采用坝顶开敞式溢洪道、挑流消能的消能型式。溢洪道布置在坝顶中央，溢洪道顶设宽5.0m交通桥，桥墩宽0.5m，每孔净宽10m，共设5孔。溢洪道堰顶高程为1610.00m，堰面曲线为WES型，出口反弧段半径为3m，挑角为15°，鼻坎顶高程为1586.522m。大坝冲砂孔布置在左岸，紧靠溢流堰边墩布置，底板高程1584.00m，冲砂孔进口设检修闸门及工作闸门各一扇，孔口尺寸2.2m×2.2m，检修平台高程1614.60m，启闭平台高程1618.60m，启闭房平面尺寸4.75m×3.4m。外引洞拦河坝为砌石重力坝，坝顶高程1630.00m，坝底高程1619.00m，最大坝高11.0m，坝顶宽度3.0m，坝顶长30.0m，上游面垂直，下游面1625.00m高程处折坡，坡度为1:0.7。引水系统由进水口、引水隧洞、调压井及高压引水道等建筑物组成。引水隧洞全长3395.380m。引水隧洞开挖断面为扩底圆形，开挖洞径3.8m。调压井型式采用阻抗式，调压井地坪高程1615.00m，井顶高程1617.00m，井底高程1501.70m，调压井总高度为115.30m。高压引水道全长661.551m，由上平洞段、斜井段、下平洞段、岔管段及压力支管段组成，上平洞段、斜井段采用钢筋混凝土衬砌，开挖直径3.8m，衬砌厚0.4m，衬砌后内径3.0m；下平洞段采用钢板衬砌，开盈江县勐弄河二级水电站初步设计报告3工程地质6挖直径3.2m，钢管内径为2.0m，并用C15砼回填，厚0.6m；斜井段与平洞段之间均采用弯管连接，转弯半径为15m。在桩号3+953.415处设置岔管，采用钢板衬砌，开挖断面为D3.2m～D2.6m，钢管内径为2.0m～1.4m；经岔管后分岔为两条直径为1.4m的支管，支管经锥管与厂房1＃、2＃机组进水钢管相连。外引水隧洞全长4057.249m，开挖断面为城门型，开挖断面宽2.7m，高2.9m。厂区主要建筑物有主厂房、副厂房、安装场、尾水建筑物、110kV户外升压开关站等。厂区回车场地面高程为1378.75m，与安装场和进厂公路相连。110kV户内式升压开关室地面高程1378.96m，升压开关站内布置一台主变。厂内安装两台混流式水轮发电机组，单机容量为12MW。主厂房有蝶阀层、水轮机层和发电机层共三层，安装场层与发电机层同高程。蝶阀层地面高程为1368.70m，水轮机层高程1372.50m，发电机层高程1378.96m。副厂房布置在主厂房左侧，长7.3m，共四层。底层地面高程为1372.50m，二层高程为1376.90m，三层高程为1378.96m，顶层高程为1386.80m。1．6机电及金属结构1．6．1水力机械根据本电站水头参数，适合于本电站的转轮主要有A179、A351、A542、A548等,经技术经济比较，其中尤以A351转轮技术指标较好，且投资经济，故本电站在初设阶段推荐选用A351转轮。水轮机基本参数为：型号HLA351-LJ-128转轮直径1.28m额定出力12679kW额定转速750r/min额定水头221m额定流量6.33m3/s盈江县勐弄河二级水电站初步设计报告3工程地质7飞逸转速1590r/min吸出高度-0.7m本电站厂房设一台50/10t电动双梁桥式起重机，跨度12.0m，轻中级工作制。本电站厂房以自然通风为主，机械通风为辅，局部主要生产场地设置空调机。1．6．2电工本电站以一回110kV线路与电力系统连接。电站装设二台12MW水轮发电机组，二回110kV出线，（其中一回接入盈江变，一回接入勐弄河三级电站。经