天花板水电站进水口设计特点
第 ２ ７ 第 ３卷期
云水南力发
１电ＮＩＮ ｒＪ ＮＡ ＷＴＡ ｒ Ｏ ＲＥ Ｒｐ
Ｆ天
花 板 水 电站进水 口设 计 特
点苏 岩
０１２ ）００ ４（ 国 电水顾 问 集团 北 京勘 测设 计研究 院 ， 京中 北摘
要： 根 据 花天板 水电 进 水 站的 口地 形地质 条 件 重 从， 位置 选 择 式 选、 择 、形布 置设 计 沙、廊 道 的设 置 办 面等介 绍 了 天 型着体 排
花
水板 电进站 口的设水计特点 。 键关词 天花板水：站电 ；岸塔式 水 进口； 沙排道 ；廊设计特 ；点 式 型 ；形体置布
图中分类 号 Ｔ： ２■ 、１．３ 文 献 标识 ：Ｂ 码 文 章编 号：０６—３５ ０（１ １０ ０ ９２１１ ） —３３０ —０ １ ２１
Ｄ
Ｉ １．９ｊ９ｎ ｉ０ １ Ｏ０：６ ／３ｓ ．０６—．５ ３０ １． ０．４ ｓ ９１２ ．１０ ３
１１
工 概 况程
天板 花 水电 站位 于 云 南 省昭 市通境 内牛 栏 江
等。 水进口建 基 面 为弱 风 化和 微风化 岩体 属较，
完整的 坚硬岩 载，满 力足 求要。 承
上
， 开发 方 为混 合式 ， 式建 筑水物为碾 混压凝 双 土
曲挡 拱 ，坝高 ７ｍ１ ，洪 建筑 物 采 用 坝 身 泄 洪方 坝 ０ 泄
３ 进水 设口 计点特 ３
１ 位置 选 ． 择 天花水板 电进水 站位置口 择 选要主考虑 ３ ： 点１ 部 纽 布枢置 牛。 栏江 沙量 较含大 ）， 首利为 用
式
，引 发 水电系统 由电站 进水 口、 引 水隧 、洞调压 井、 压力 管道 、 边 地面厂 房 、 岸尾 水渠 建等筑物 成 组。 水 库 常正 蓄水位 １７ ．ｍ０ 水 ， 位 １ ５．ｍ０ ， 库 １０ 死 ０ ００ 水 ０
消落 度 ２深 。 电 站 机 容装 １量０Ｍ （ １ｍ８ Ｗ ２×９ ０
坝 排 沙体排孔 沙， 保证 电 站“门前 清” 水 进位 置口 应， 尽可 能靠近 体坝 ， 样 这运 管理行方便 ， 坝 顶至 水进口 闭 启机 台连 接平 道路短 陡， 坡开边 挖量 小。 高
２ 条形 件 进。 口位水于天 花 板 谷峡进 段口， ） 地 岸 岸 两坡 本基 对 称，岸 １ ６ 高程以 坡 度上 右较 ０ｍ ０ 缓 ， 利于 低边 坡 开 降 挖高度 。 而且 通过 枢纽 体 有整布 研置究， 引 水 发电系 统 也应 布 于右 置 。平 面岸 上
避 开 了 上游 下条两小 冲沟 ， 置 布 山在脊 上。
Ｍ
， 水 头计 ８ 设 计引用流 量 ２２ ４Ｈ／， Ｗ设 ９ｍ，） ．３ｌｓ 保 ３ 证 出力４ ． ， ３５ＭＷ 多年 均 发平电量 为 ８ ２ 亿５ｋ ・． Ｗ ９ ｈ 。工本程 三为 等中型
工程 要建， 筑 按物３ 建 级 主筑物
设 。工 程 计区 地基震 烈本 为 度度 Ⅶ 。
２
进 口水 地地质形件 条天花
板坝 址两区岸 体山 雄 ，厚坡 陡 峻 ， 岸 水进口 位 于栏牛 右江岸 坡 坡 ， 度 在４ ～。７。 顶山 高程 岸 ５５，
质 条 ３ 件进。 水口 位置 量 避 开尽右 岸 较 大 地
断）层 ￡，于 ￡ 盘 ，下岩完 整 稳 定 最。终 选择 进 置 基 水 口位于 坝 拱上游 约３ ｍ处 ５， 线轴方 向 Ｎ５ 。 Ｗ．３ １４ 。３ ２
型 式选 择
．１ ５
上 ，以 床 程高为 １ｍ，９见河 流 阶 地其 。 ０ｍ ６ ９河 未 上 游２ 下 游 ３ 发１ 育两 条 小冲沟 模 ，较 ０和ｍ １０ 处１
小。 规
进水 口 基础置 于 震 旦 东 龙 系潭组 中厚
层天花
板 水 站电设 计 引用 流 ２２ ４ｍ量 ／，据 ３ ． ｓ根
３（２
ｌ 晶） 白云 岩中 ，ｄ 粉 Ｚ ３岩 倾层 斜 缓 ，平向 上游 倾， 为
一
进 口处水的 形地 地质条 件 和 枢 纽布 置方 案， 择岸 选
塔 式和 闸竖门 井两式 进种水 口 型式行进比 选
岸。塔式 进 口水布 置 右在 岸距 拱 坝 轴线 上 ３ 游
倾５向 ｓＥ的单斜 构 ， 造状 为Ｎ２。 Ｅ１ 。 相岩 Ｅ产９Ｓ ２，
较 定稳； 段 位 于 下ｆ盘 见， 断 层通过 该，ｌ 未 由于 卸 荷
作 裂 用相隙对 育 发 ，要 有 三组 ：Ｎ ０ ３０。 主① Ｗ０３ １。
，
处ｍ， 该 处岸坡 平 坡 均 ６度 。岩 石裸露 ５， ，震为旦 系粉 晶 白云 岩 质，条件 好良。 采用 直立式 塔进 岸水口 ， 地
水进口 底板 高 １程 ３ 拦由污 栅 段 与 闸门 段 组 ２ ｍ ，０
ｗ￣７ｓ ５。； Ｎ ２ 。０ ， Ｗ Ｅ（ 。１９ ； ｏ ８～ 。②Ｅ ５ 一 ４Ｎ。Ｓ ） ６ ～６。
（ Ｓ ２ ３０。， ６ｗ 。７ 大部 分 。裂 隙为 陡倾 ￣ Ｗ ０ ３ 。Ｎ ３ ５） ５ ，
角
， 中① 节 组规 模较 理大， 同较 好性， 其 连 走 且、 向 倾 向与边 小坡 角 度 相交 ， 定 稳不利 。地 下水 主要 为 对
，成长 ２ ７总。其ｍ ：中污 段 栅长１ 进前 缘宽 口拦 ５，
ｍ ．２ 拦 污栅为 直 立 置 。闸 门设段长 １ １宽． ５５ ｍ ２ｍ，，１ ５
溶岩 裂隙 ，水 藏较 深低于建 面 ， 体基透 性 为 水中 埋 岩
ｍ
，事 故闸 门 和 修检 闸 各 门一扇 。启 闭 机平 高 台设
作
裔 岩 １７，， 西 阳 ，级级 程 从 ， 水水 工设工 。 誓羿 苏 ２） （ 陕咸 教 高 人ｍ 师 事 利 主电程 计 者介作简 ： ３ 女 ９－ 一
６ 授 要
１２ ３
云 南
水 力发 电
２ ０ １年１ 第３
期
为程 １ ７ ． 坝与顶 高 程 相同 ，公 路 与坝 顶相 ６ ８ｍ ，０
连。经
２）淹 深没 度确 。为 定止防产 生 贯 通式 斗 漏漩
涡和
止进 防 口产 生水负 压，小 淹 没 深度 采 戈用 登 最式 公定确 ，经 计 算进 口最 小淹 没 深 度 为 ８ ４ 淹 ６ ｍ， ．没深度 取 ９１８ ．，１ 电 死 水位 站为１ ５ 故进 水 口底 １ ０ ，ｍ０ 板 程确高 定为 １ ３拦 污 栅 和事故闸门启 机平闭 ２ ｍ， 台０程高 为１ ．７ｍ，坝 顶一同高 程 。８６与 ０
为 满 进水 足口 洞室围岩 厚 ， 竖井 度式进水 口 布 置在右 岸 距拱坝轴线 游 ５ 上 Ｉ的 山小 处洼， 处 Ｉ 处 Ｔ ５ 该 岸坡 平均坡 ５度 。石岩裸 露 ，，ｌ为 震旦 系粉 晶 白岩云 ， 地质件条良 。好进 水口板 高程 １ ３ 底受启 闭机 Ｉ ２１ ， Ｔ０
平
台布置影响 ， 栅污段 与 闸门段 总长 约 为４ 拦２ｍ
，在 岩 中石挖 形掏成 ， 污 栅 段 １长 洞 最室大 开 拦 ５ ｍ
， ３）污 拦栅尺 寸 定 。为确减少 头水 失损 方 便和
清 污， 用采最 大栅 流过 速为０ ８ ｄ，比 较定选 拦 ．ｒ８ｓ ｒ经 栅 污 口尺孔 为 寸 ４ｍ ４Ｘ ×１ ． ｍ 孔数 宽 ×× ６ ５ （ ｍ ）拦 高污段 长栅１ 设 ３中 墩 ， 为孔 ，四 ，５， ｍ 个 分孔每 尺
寸 为４ｍ× ．１ 宽高×） ６ｍ（５ 中墩 长 ５ 。 ７ ９／ ，．ｍ５ Ｉ 、 １ １宽ｍ５； 墩长７ １ 宽 ２ ｍ５。 污栅 拦为喇叭 ． 边 ３．ｍ ． ，
挖 跨度 ．２ｍ ，５５拦污 栅倾 角 ７。 Ｏ 。闸门 段 长１ 宽 ２，
９ｍ５ 设 故 闸 门事 检修 和门闸各 一 扇。闸 启 门 闭 ．ｍ， 机 平高台为 程１ ．７，ｍ０６ ８ 与坝 顶高 程 相 同 ，路公与 坝 经
顶相连 。 种两 水进 型式口比 选 下如 ：
渐缩型 ，底板 高程 为 １ ３过流 断面 平面上 由 宽 ２ｍ ， ２０． 渐缩 ６ 为５；ｍ 上 面高 １．由１ 渐缩 为 ０ ｍ５，． 立 ６５／ ， １２８，ｍ 采用 椭 缘曲线圆 ，． 上 曲方线程
２为 ２
１
）形地地 质 条 件 两 。种 式型的地 地形 质 件条
基 本 相 ， 闸门竖 井式同 竖的井 和 门位闸于微 风 化 岩 内，体地质条 较件好。
Ｘ
２建 筑物置布岸塔式。水 口布进紧凑置， ） 边坡
挖开程工 小 ，量挖 边 坡 ８高 但结 构 抗 性震 开能７ｍ；
＋
Ｖ
１ ｏ
）４门闸
尺 寸 定 。为 保确障 引 水 洞隧 运 的 行和 修维 ，进 水 口设处有 道一检修 门 和一事故 道闸 门 闸，
门 孔尺寸 分别口 为６５／ × ８ ３ Ｉ ６ ５ｍ８× ２ １． ７Ｉ ． ． １和 ＂ ．Ｔ
０相
对 较 差， 水进口段 长２ 散 角 扩 ，大 流条 稍件 ７ｍ，
差 水 闸门。井 式竖 进 水口利 用岩体 掏挖 形 洞 室成 构结， 震 稳 抗 性 好 ； 定 口水 长段 ４． 扩 散角 小 ，进２ ８， ｍ
ｍ（ Ｘ高 ） 事因 故闸 采 门 用 后 水 ， 设止 置 通气 ，宽 孔 。需为的是 引 水道 充 水 时用 以排 水 ； 事故 闸 关 闭门 放 空 水引道时 ， 以补 气以防出现 有害 的 真空 。 用
考我 参国已建成 程工成 功 经 ，验气 孔面 积 采 引用水 通隧 面积 洞的３ 一 ，７工 程用 ５采 ，２ ６ 】 ％％本 ％ 即．４ 。ｌｌ ２设 ２
圆通形 孔气， 个孔 径１ｍ３。 ．
水
流条件 好 ， 但开 挖坡 边为高 ５１／。３ ｌ
３ｑ ）施工条 件。岸 塔式 水进 施口工 干 扰小， 施 工
难 度
，小 工短 ；期闸门竖井 式进水 口叭 喇口段 置布 岩体在，内 洞跨 挖大 度 不利 于围岩，稳定 ， 施工 难 大度 ；
竖 井 挖施 工开 干扰 大，工期 长。
４） 行 运理管 闸 。竖 门 井式 进 口距水 离坝 轴 ５ 相应 线 接公连 路和 排沙 廊 道长 度增 长 “，５ｍ， 对 门前 清
” 排沙 利不 ， 管行 不 便理 。拦污 栅 斜倾布 置 ， 运 起 和 清吊难污 度 大。
３
排４ 沙道廊 设置 ． 牛栏 江 含沙 较量 大 年，平 悬均移 质 年输沙 量多 １０ 万 ３多ｔ年平 均含 沙 ３量１ ｇ３多 年平 均 推 ４， １．ｋ／ ｍ 移质年， 输沙 量２１ ｔ 其期汛 沙 量 占全能年 沙来 万１ ，尤
５
投资 岸 塔。式进 水口土 直接投建 资１７ ． ） ８２ ２
万４元 ， 门竖 井式进 水口土 建 直 接 投 资 ２２ ９万． ４闸２９
量 的
９ ％ 以上 。为保证电站进 水的“口 ｏ门 前清 ” 经，分析 研 究，在进 水前口 设置 了下沉 式侧 向 水进 排沙 廊 ，道 在排沙 廊 后 接 道 坝 排体沙孔 下。沉 式 向排
侧，元闸门竖 式井水进口 岸塔比式水 进多 １ ５口 ５． ４ ６１
万 元 技术 ，济经 较比， 水 口 用采 塔式进岸 水型口 经 进式。
３
３ 体形 布置设 计 ．
花板天水电站 水 进体形 布置设计 口要 考虑主四
点：
沙 道位廊进水于 口下方 ，沙排道廊部不易堆顶积泥 沙 ， 以 效 有防止 沙进 泥进水入口； 同时可流水 在排沙 廊道侧 向 进口 处流速
加大 ，提高 了水 流 的挟 沙 能 ，力 使淤 在积 沙 排 道 前 及廊 其周 区边域的 泥 沙 迅 速排
走 经。水工 模型试 验验证 ， 排 廊道 耗沙水小 、 量 排 该
沙 效率高， 用 汛于限 位水到 计设水位 之间 适。 沙廊排道 设 在 水进 前 口 缘，４ ． ３ｍ，道 底 长 ７ ３ 廊
１
体形） 布 置。 进水口处岸 坡 陡峻， 为便于尽 早 进 洞，降低 边坡 挖开高 度， 进水 口体 型 进 行优 化 。 对 设 计拦 原栅段污和 闸段门 总长３ 优 化后 短缩 为 ｍ，５ 虽２然扩散 角 由 ３ ｏ为４ 但ｏ 从水模工 试型验 ７ ｍ ３， ２变 ， 看 位，情况下 ， 各 水水 进水 口流平 ， 稳态流 好 良， 不 良无的漩 涡出 。现
板高程为 １ ２ ０ｍ．， ５ 廊０道过 水断 尺寸面 ３０ｍ× 为０ ． ４
ｍ（０ ｘ高 ． ） 。宽为 增 进加口面积 ， 以利 冲 沙 ，廊 在一侧道顺 流水方向 设有 ７ 个侧 向 冲孑沙， 口尺 寸 Ｌ孔
为
３５ｍＸ ２５（ ｍ高 Ｘ） 下转 １第８页） ． ． 宽 。（ ３
云南水力发 电
２ １０ 年第 ３ １期
要主 分结析 如论 下 ：
１） 线非性 分析 结 和果线 性弹 计 算 果 结位 移 分 规布基 本类律 似， 线 非 性分析果结 略 大， 但是 坝 位 体
均移小 于 ２ｃ 满５足 安全要 。 求 ．，ｍ 非２ 线性和线 弹性的应 力 分布规 基 本律 一 ，致）
凝 土本 身特的一 性致。 ３）坝体 大部分 区域处 于 弹 性段阶， 裂缝 无 ；上
游面的
基建面 近 坝 附体 现 出 了较比多 的 拉 缝裂， 但
比较
浅， 主要 是 于 由坝基和 岩体 计 算在 时 强 的 约这
束应 力集中造 成的 。
只是上 在 游面 的建基 拱面座 附 近 的坝 体 差 别较比 大， 这主要 是 于由非在 线 分性 中 析 建， 面基近附 坝 的 凝体土 拉 在应力 用 作 下裂 开将 应力 释 放，昆 这 和
混４ 、
花 拱板坝 坝 的肩定 稳载超系数 比较 高 ， ）天 满 足 规 范求要， 坝肩见 稳定性 好较 。可
－｝｛ ｝｛ ｝ ｛｝｛｝｛｝｝｛ ・ －｛｝｛ ｝ ｝｛｛｝｝ ｝ ｛｝｝｝ ｝ ・ ｝｛ ｛｝｛｝ ｝｝ ｝｛｛ ｝｛｝｝ ｛｝ ｝｛｝｝ ｛ ｝｝ ｛｝ ｛ ＿｝ ｝｝｛｛｛｝｝｛｝ ｝ ｝；＿ ・・ ・＿ ＿・・ ・＿＿・｛ ＿ ・＿・ ・ ＿・ ・ ・ ｝ ｝ － ＿ ・・・ ． － ・ ｝ ｝÷・ ＿・ ・ ・ ＿・ ・・ ． ＿ ＿＿ ・ ・ ・・ ＿－・ ・ ・＿ ・ ＿・＿・ ｛・・・ ・ｆ・ ＿・ ・ ・ ｝－ ＿
上（接 １２页第）３
度
２ ．Ｔ 最小０宽 度１ ． ０ｍ，置 中墩将 ３叭喇 ５ ５ １， １Ｉ５ 布 个 口 分为４ 孔 ，孔尺 寸 为 ４ Ｏ ×１ ．０ （ｍ × 每 ．ｍ０６ ５ 宽
排
廊沙道 顶 高面程 进与 水底口板 高程 高同，
为ｌ ２０． ０ 。 ｍ Ｏ３
高）。 拦栅污顶 部 设 置拦 栅 污架 排 排架， 顶部梁横 上设起
吊装置 ， 于 起 吊清污耙 斗和拦 污栅 。拦在污 用
进４水 口构结置布
天 板 水 电花站采 用 塔岸 式水 进口 于拱 坝上 ，
位右栅设一侧用备栅库 ， 检修。用门井闸段， 作段长
１ ．ｍ， １ ０． 段 内 设检 修 闸 门、２Ｏ 宽 １５ｍ 事，故闸 门各一
道。事 故 门后 水闸 道水 断面过 尺寸为６ ５ｍｘ ． ． ２ ８ｍ （高× ） 宽。
游 约３ ５处ｍ， 长 ２ ０．， ４ｍ ０ｍ．，全 ７Ｏ 高 ６ ３ 底 高程 板１
３ ． ， ２ Ｏ 顶ｒ高部程 １ ７ ０／．０ ０ ６８ ＇ｎ ０ ｔ 水 ｌ段分口为拦 。 进污 段 栅 闸 门和段 井， 栅 污 长段度 ．０１， ｍ拦 ５ Ｏ 大最宽
÷ Ｈ ・ ÷ ｝ ｝ ｛｝｛｝｛ ．・ ｛ ｛｝＿・＿ ・＿ ・・｛ ＿・ ・＿ ｛＿ ・｛｝ ＿・・・＿＿・＿ ・・ ・ ・ ・＿・・・． ・＿・ ・・ ・ ・・・＿・＿＿ ・・ ｝｛｛｝｝｛ ・｝－・＿ －・－｛ ＿ ・ ・ ｛ ｛｝｛Ｈ 卜． ｛｛卜｝・ ｛ ・ ｛｝｛｝ ｝ ｛ ｛ ｝ ｝｝ ｝ ｝｝｛｝｛ ｝ ｛｛卜 ｝ ｝Ｈ Ｈ ｛｝ ｝｛｛ ｝・ ＿．－ ｝｝ －｝ ｝ ｝ ｝卜 ｝｝ ｝｝ ＿ －
（上接第１４页 ） ３
强 加了水 平分 布 。筋
４表 ）、中 孔闸 墩： 号 表孔左 闸侧相对墩其 它 闸 １
孔 ３口 及墩部位闸构结设简计 述
通过 上述 静力 及 力动 析 分 ，解了 了坝 体孔 及 口附 近 结构 应的 、 移 力的变化程度 及数值 水 ， 位 平为结 及构 筋设计配提 供了依据 。根 据 研 究结 论 ， 计 时 对 设下部 位述 行进了结 构及 配筋 加 ：强 １闸） 墩、牛 等 结 腿 构布 时 ，置满 足 用 使 要 在 求前 提下 的 ，尽虑可 能地减 结构小 的悬 长外度、 减考 小外 附构结 重并增 加侧量 向度刚。 ２
表孔 胸墙 ：为孔 口 及坝 体 拱圈 的部一 分，） 作
墩
单 ， 除增薄 其 加刚 度外， 进行 配了 加 强 筋 ， 还 置
了布双钢筋 。 层
５）中 孔 、孔流 沙道 ，为 型结 箱构， 水压 排力 做在作 用下 将， 孔洞在 围周产 较生 大应力拉 ， 进行配 筋抗 抗拉 裂，布置 了双 层钢筋 。
４
结 语
有
限元 析 分算 表计 明 ，坝 坝 孔 体的 布置口 会拱
同
时 为作弧 门支铰的 支 撑构 ，结进行 了配 筋强加。 ３ 、 ） 表孔中上 、 游 腿牛 ： 构悬 出 坝体 外 较 下结
， 长增加 与坝为体 的连 接 ， 上 、 游 牛腿 均 布 置 并 在 下
对其 刚
度和强度产 生 一 定 程 度削的弱 坝体， 局 部对 力产生 应不 的影 利 响， 只 控要 制适 的合 孑 开规模 但
Ｌ和寸尺， 以合 理的 构结布 置 ，以 做既安到 又经 加 全
济可 。
．｝｛ ｛｝・＿・ ・ ｛・ － ・ ・＿－ ・ ・ －・ － ＾・・ ・ ｝｛｝｛｝ ｝ ｛｛ ・ ・ ・ －・・ ・ ・ ＿＿・ －－ ・・・ ｛ ｝｝｛ ＿ ・｛｛｝｛｝｛｝ ｝ ＿・暑 － ‘｝； ｝ ｝ ・ 卜 ｝｝｝ ｝ ｝ ｝｛ ｝｝｝｛ ｝｝｝ ・ ・＿・＿ ・＿ ・｝｝ ｝｝ ｝ ｝｝ ・｛ Ｈ｝ ＿｝｝ ｝Ｈ ｛ ｝ Ｈ｛｝ ・ ・ ・ ＿｛ ｝・＿・－＿－ ・｝ ．
．
中 清国洁 能 源 技 术 产 值世 界第 一
３ ８经个 济。德国、 体利时比和立 陶 宛清的洁能源技 术值产 国内生 产总占值比例 列第位三、四、 第 五第。
丹 麦清 洁 能源技 术 值产为 ４亿 美９元 ， 国 生内 总 产 值３１ 。 占 ． ％
世界 自然
金基会 月５９ 发日布告报称， 中清洁 能源国术技产超 过值 ０亿６美 ， 元 居世 ４第一界 。告 报说， ０８ 以 ，来 ０ ２年 中国洁 能清技
源术产 年值 增长 ７ ％， 国年 增长 ２％ 。 国 清美洁 能 源 术技 产 值４ ０７ 美 ８ ５
亿美元，
占内国产总生 Ｏ ３值 ，． 这％一 例比名世列第界 。ｌ报告 据 数７基于 生能源再、 风力轮机 涡、保 设备温 、能节照明 等技 和产品， 术涉及
按这 比一例计算， 丹 名麦列界世第 ， 中一以国１ ．％４居二。第 （ 自 《摘 南电云力报）Ｏ１ ５ １ 月ｌ２ ６日第 ３年５０ 期 第 总１７１０ ）期