小型水电站主要建筑施工设计与方案选择探讨

谢明理

(东方名源龙盛建设有限公司，浙江 嵊州 312400)



小型水电站主要建筑施工设计与方案选择探讨

谢明理

(东方名源龙盛建设有限公司，浙江 嵊州 312400)

摘要：在水电站工程施工中，与其相关的一些主要建筑其形式、位置等设计在整个水电站建设项目中占据重要地位。文章以某水电站为例，介绍了主要建筑如引水枢纽、引水渠道等建筑可供选择的形式和方案。相关技术人员通过认真分析该水电站的实际情况，对水电站主要建筑形式的施工设计方案进行了较为详细的比较，最终得到了经济实用的最优施工方案。

关键词：小型水电站；建筑施工设计；方案选择；施工标准

目前，水力发电量在我国总发电量中所占比重超过20%，位居世界前列。随着我国政府“可持续发展”等政策的实施，水力发电必将更加受到各界的重视，而作为水力发电的重要组成部分，小型水电站的建设必将得到更多的关注。众所周知，水电站主要建筑的设计方案对整个项目的投资、施工技术、工期等有着直接影响，因此，在前期进行设计和方案选择时必须要充分结合实际情况，选择一种最优的施工方案[1]。

1工程概况

某水电站工程电站装机容量15.4 MW，设备年发电量6 069 万 kW·h，保证出力1.67 MW，装机年利用小时数3 941 h。根据《小型水力发电站设计规范》GB50071—2002规定，该水电站装机15.4 MW，规模为小(1)型工程，主要建筑物按5级建筑物设计，次要建筑物及临时建筑物按5级设计。

拦河引水枢纽设计洪水标准为20 a一遇(P=5%)，洪峰流量Q=72.4 m3/s；校核洪水标准为50 a一遇(P=2%)，洪峰流量Q=100.3 m3/s。发电厂房和防洪建筑物工程设计洪水标准为20 a一遇(P=5%)，校核洪水标准为50年一遇(P=2%)。

2主要建筑施工设计

小型水电站具有装机容量小、工程投资少、施工设备简单及对施工人员水平要求较低等特点。以下从实际出发，立足于现状对阿合布隆水电站主要建筑设计方案进行比较和分析，力求最后选择的方案最为经济、合理。

2.1　引水枢纽

该水电站引水枢纽主要的工程任务是使整个水电站能达到设计所需的引水、防洪泄洪、挡沙排沙的目的，根据实地调查，该地区很多引水枢纽存在的主要问题是进水闸前淤积较为严重，汛期发电水流泥沙含量较大，所以本工程针对该问题进行分析，拟定以下两种枢纽布置方案进行比选[2]。如图1所示。针对以上两种水利枢纽方案，列出了以下对比表，简单介绍了各方案的工程投资和优缺点。引水方案对比表见表1，引水渠道形式方案比较见表2。通过综合比较，考虑到经济问题及施工难度，在此选择方案一作为该水电站的引水枢纽形式。

2.2　引水渠道

通过实地调查分析该区域地形及地质条件，遵循占地面积小、开挖土方量较小、结构稳定及工程造价较低的原则，最终引水渠结构形式拟采用3种方案，具体的方案比较见表3。

方案1　沉沙池式渠首　方案2　 沉沙槽式渠首

表2　引水渠道形式方案比较

通过表3可以看出，方案一投资远远大于其他两种方案，从经济方面考虑，首先把方案一排除。考虑到方案二的防渗、抗冻、整体等性能较好，所以在该水电站引水渠设计时，我们选择方案二作为施工标准。在对方案二进行具体施工时，通过对施工步骤严格监测，完全可以保证施工质量满足相关要求。

2.3　压力管道布置

2.3.1管道线路选择及布置原则

压力管道线路选择的是否合理，对水电站的造价、运行的安全性和可靠性影响很大。本次设计在选线时，根据水电站的总体布置，拟定了多种方案，从技术上和经济上做了综合考虑选定了最优的方案，选线时主要考虑了以下几点：

1)尽可能选择短而直的线路，这样可以降低造价，减小水头损失和水击压力，而且有利于机组的稳定运行。

2)管道的敷设角度不宜太陡，一般要求≤40°。本次设计考虑到施工技术上的难度，敷设角度≤30°。

3)管线尽量直线布置，这样有利于水管的稳定运行。

4)根据具体地质情况，压力管道全部布置在挖方基础上，这样有利于防止建筑物发生不均匀沉降。

2.3.2管道布置方式

经过分析该水电站选址情况，其管道的布置方式拟定2组方案，方案1：总管分叉的布置方式；方案2：单机单管的布置方式。

表3　压力管道形式对比表

该水电站压力管道总长度约为230 m，第二种方案比第一种方案需多投资20.7万元，但综合考虑施工难度、日常管理和检修等因素，本项目最终选择方案二作为施工标准。

3结语

相关技术人员通过认真分析该水电站的实际情况，对水电站主要建筑形式的施工设计方案进行了较为详细的比较，最终得到了经济实用的最优施工方案，初步估计节约投资成本超过200万元。主要建筑初期的设计工作对水电站造价和以后的正常使用有着直接影响，作为技术人员在设计时应当充分考虑，应尽可能兼顾经济和合理两个最主要因素。

参考文献：

[1]沙锡林.贯流式水电站的设备选型[M].北京：中国水利水电出版社，2009(05)：12-14.

[2]甘肃省水利水电勘测设计研究院.甘肃吉利水电站工程初步设计报告[R].兰州：甘肃省水利水电勘测设计研究院，2007.

[作者简介]谢明理(1975-)，男，浙江嵊州人，工程师，从事水利水电施工管理。

[收稿日期]2015-06-28

中图分类号：TV731

文献标识码：B

文章编号：1007-7596(2015)08-0101-02