6.工程布置及主要建筑物.doc

新疆喀什噶尔河流域克孜河中游河段夏特水电站工程可行性研究报告6．工程布置及建筑物批 准：林 飞核 定：姚敦呈 欧 健审 查：王小玲 丁 辉校 核：朱 红 蒋报春编 写：胡正福 朱 红 刘振洪主要设计人员：朱 红 宋 新 曹 炜胡 滔 李 蓓 陆昕炜 新疆喀什噶尔河流域克孜河中游河段夏特水电站工程可行性研究报告2546．工程布置及建筑物6.1 设计依据及基本资料6.1.1 工程等别和设计安全标准6.1.1.1 工程等别、建筑物级别及洪水设计标准、抗震设计标准夏特水电站工程为克孜河中游河段规划的 2 库 6 级开发方案中的第三个梯级该梯级从上一梯级塔日勒嘎电站厂房尾水渠取水，经明渠、隧洞引水至夏特电站厂房发电电站装机容量 248MW，按照《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180—2003)，该枢纽按装机容量确定为三等中型工程，主要建筑物引水渠系统（包括节制进水闸、引水渠） 、溢流侧堰、进水口前池、发电引水隧洞及调压井、发电厂房、开关站、厂房尾水渠退水闸等为 3 级；侧堰消力池等次要建筑物为 4 级；临时建筑物为 5 级。

本工程主要边坡为引水渠挖方、填方边坡及隧洞、调压井及厂区岩质边坡，根据《水电水利工程边坡设计规范》DL/T5353—2006相关规定，引水渠挖方边坡及隧洞、调压井及厂区岩质边坡边坡为A类Ⅱ级边坡根据《碾压式土石坝设计规范》DL/T5395-2007中的相关规定：渠道填方边坡按3级土石坝坝坡设计根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180—2003)，按水电站枢纽工程水工建筑物的级别确定防洪标准：电站发电引水系统主要建筑物（包括引水渠、节制进水闸、发电引水隧洞及其进水口等）按 50 年一遇洪水设计、200 年一遇洪水校核；发电厂房、开关站、厂房尾水渠退水闸等按 50 年一遇洪水设计、200 年一遇洪水校核； 4 级建筑物设计洪水标准为 30 年一遇，校核洪水标准为 100 年一遇工程区域属新疆地震区，其主体部分属南天山地震带，西南角跨西昆仑地震带工程场地的近场区，基本处在西昆仑山与南天山之间的塔里木盆地西隅坳陷长廊地带，也是地震活动频繁的地域根据GB18306—2001版1:400万《中国地震动峰值加速度区划图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》 ，该区地震动峰值加速度为≥0.4g，地震动反应谱特征周期为0.45s，对应的地震基本烈度为≥Ⅸ度区。

同时，根据我院委托新疆防御自然灾害研究所对本新疆喀什噶尔河流域克孜河中游河段夏特水电站工程可行性研究报告255工程区场地进行的地震安全性评估报告及其审查意见，按照《中国地震动参数区划图》 （GB 18306－2001）附录D的规定，地震烈度由50年超越概率10%的地震动加速度值进行确定，电站场地的地表地震加速度为0.438g，对应的基本地震烈度为≥Ⅸ度根据工程实际情况，本阶段主要建筑物的地震设防烈度按Ⅸ度考虑，首部引水渠处动峰值加速度取0.404g，厂址处动峰值加速度取0.438g6.1.1.2 主要建筑物及主要结构的设计安全标准及其依据⑴ 进水闸、退水闸水闸抗滑稳定安全系数及应力计算按《水闸设计规范》(SL265—2001)要求执行1) 抗滑稳定安全系数进水闸建于碎石土夹块石上，退水闸建于砂砾石上，抗滑稳定安全系数为：① 基本荷载组合：K≥1.25② 特殊荷载组合Ⅰ：K≥1.10③ 特殊荷载组合Ⅱ：K≥1.052) 建基面应力闸室平均基底应力不大于地基允许承载力，最大基底应力不大于地基允许承载力的1.2倍闸室基底应力最大值与最小值之比在基本荷载组合时不大于2.00，特殊荷载组合时不大于2.50。

⑵ 隧洞衬砌隧洞衬砌计算按《水工隧洞设计规范》 （DL/T5195—2004）附录G：圆形有压隧洞衬砌计算执行，采用隧洞CAD程序中的边值法进行计算（调压室衬砌计算也采用该程序） 衬砌按限裂设计，最大裂缝宽度允许值：1) 长期组合：0.25mm2) 短期组合：0.30mm3) 水质有侵蚀性时：0.15m⑶ 调压室结构新疆喀什噶尔河流域克孜河中游河段夏特水电站工程可行性研究报告256调压室各特征水位和相应高程按《水电站调压室设计规范》 （DL/T5058—1996）要求执行，水头损失按附录A，本工程采用水室式调压井，计算控制标准如下：1) 稳定断面面积按托马准则计算并乘以系数K：K=1.12) 最高涌波：前池正常水位，全部机组满载运行瞬时丢弃全部负荷3) 最低涌波水位计算工况：前池最低水位，由3台机组满载运行增加至4台机组满载运行，并复核前池最低水位时全部机组满载运行瞬时丢弃全负荷时的第二振幅⑷ 溢流侧堰溢流侧堰控制段、泄槽挡墙抗滑稳定安全系数及应力计算按《溢洪道设计规范》(DL/T5166—2002)要求执行，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行计算和验算1) 承载能力极限状态墙体与地基接触面（土基）的抗滑稳定、基底面边缘的抗压承载力应满足要求，必要时应进行抗倾覆稳定计算，承载能力极限状态设计考虑基本组合和偶然组合。

2) 正常使用极限状态正常使用极限状态设计考虑短期组合和长期组合，按材料力学方法进行边缘拉应力验算，计入扬压力时，在长期组合情况下，基底面边缘不出现铅直拉应力；在短期组合情况下，重力式边墙可允许出现不大于0.3MPa的拉应力⑸ 进水口进水口建筑物应按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行计算和验算1) 承载能力极限状态包括建筑物整体抗滑、抗浮和抗倾稳定计算，建基面基础岩体抗压承载力计算，抗震承载力计算，按《水电站进水口设计规范》(DL/T5398—2007)要求执行2) 正常使用极限状态按材料力学方法进行进水口建基面上、下游拉应力验算进水口基础上游面标准组合下的垂直应力不出现拉应力，下游面可允许有不大于100kPa的拉应力⑹ 水电站厂房新疆喀什噶尔河流域克孜河中游河段夏特水电站工程可行性研究报告257厂房抗滑稳定安全系数及应力计算按《水电站厂房设计规范》(SL266—2001)要求执行1) 抗滑稳定安全系数建基面按抗剪断设计的抗滑稳定安全系数为：① 基本荷载组合：K≥3.0② 特殊荷载组合Ⅰ：K≥2.5③ 特殊荷载组合Ⅱ：K≥2.32) 抗浮稳定安全系数厂房抗浮稳定安全系数计算按《水电站厂房设计规范》(SL266—2001)要求：任何工况下不得小于1.1。

3) 建基面应力最大基底应力应小于地基容许压应力，地震情况下地基允许承载力可适当提高 最小基底应力正常运行情况应大于零；机组检修、未安装及非常运行情况允许出现不大于0.1～0.2 Mpa的局部拉应力；在地震情况下，基底拉应力不大于0.2MPa⑺ 边坡抗滑稳定安全系数根据《水电水利工程边坡设计规范》DL/T5353—2006规定，边坡稳定最小安全系数应综合考虑边坡的级别、运用条件、治理和加固费用等因素根据本工程实际情况，引水渠挖方边坡及隧洞、调压井及厂区岩质边坡抗滑稳定最小安全系数应满足：① 持久状况：K≥1.25；② 短暂状况：K≥1.15；③ 偶然状况：K≥1.05根据《碾压式土石坝设计规范》DL/T5395-2007中的相关规定：设计安全系数应不低于该规范表10.3.12中数值：①正常运用条件：1.30；②非常运用条件Ⅰ：1.20；③非常运用条件Ⅱ：1.15.新疆喀什噶尔河流域克孜河中游河段夏特水电站工程可行性研究报告2586.1.2 设计依据6.1.2.1 预可主要结论及其审查意见⑴ 预可主要结论1）夏特水电站是克孜河中游河段水电规划推荐的“不调水2库6级”开发方案的第三个梯级电站，是综合治理开发克孜河中游河段的关键工程，以发电为主，工程的社会、经济和环境效益巨大，在克州水利发展和经济社会可持续发展中占有重要地位，对实现克州水利发展规划目标，促进克州经济、社会和环境的可持续协调发展的作用显著。

2）工程建设对环境的有利影响是主要的，无明显制约工程兴建的环境问题，从环境保护和可持续发展的角度分析，工程建设方案在环境方面是可行的3）工程区地形地质条件较复杂，地震烈度高；电站机组引水含沙量大、设计水头高下阶段应重点研究解决建筑物抗震、泥沙处理及机组过流部件抗磨蚀等问题4）工程静态总投资204378.86万元，经济内部收益率10.6%(按分摊塔日勒嘎水电站公用部分投资19607.06万元后计算，下同)，经济净现值51753万元，经济效益费用比1.25，其评价指标均优于国家规定的标准，表明建设本工程在经济上是合理的⑵ 预可主要审查意见受新疆水利厅委托，新疆水利水电规划设计管理局于2012年5月11～12日在乌鲁木齐市组织有关单位和专家对《新疆克孜河夏特水电站工程预可行性研究报告》进行了审查，主要审查意见为：1) 工程等别和设计标准：电站初拟总装机 248 MW，基本同意本工程为三等中型工程节制分水闸、引水明渠、前池、发电引水隧洞、调压室、压力管道、发电厂房、尾水渠及交叉建筑物均为 3 级，次要建筑物为 4 级，临时建筑物为 5 级2) 基本同意洪水标准的确定：电站发电引水系统设计洪水标准为 30 年一遇，校核洪水标准为 200 年一遇；电站厂房设计洪水标准为 50 年一遇，校核洪水标准为 200 年一遇。

基本同意主要建筑物抗震设计按 9 度设防下阶段应根据抗震专题研究成果，对设计地震动参数进行复核新疆喀什噶尔河流域克孜河中游河段夏特水电站工程可行性研究报告2593) 基本同意工程总布置方案下阶段宜设专题研究和试验进一步确定排沙方式及相应的建筑物型式4) 基本同意厂房布置及结构设计6.1.2.2 设计依据的主要规范、技术标准及文件⑴《水电工程可行性研究报告编制规程》DL/T5020-2007； ⑵《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003； ⑶《溢洪道设计规范》DL/T5166—2002；⑷《水电站调压室设计规范》DL/5058—1996；⑸《水工隧洞设计规范》DL/T5195—2004；⑹《水电站进水口设计规范》DL/T5398—2007；⑺《水工混凝土结构设计规范》DL/T5057—2009；⑻《水电站厂房设计规范》SL266—2001；⑼《水工建筑物抗震设计规范》DL5073—2000；⑽《水电站压力钢管设计规范》DL/T5141-2001；⑾《水工建筑物荷载设计规范》DL5077-1997；⑿《水工混凝土耐久性技术规范》DL/T5241-2010；⒀《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001；⒁《水电水利工程边坡设计规范》DL/T5353—2006；⒂《水工建筑物抗冰冻设计规范》SL211—2006；⒃《水工建筑物抗冲磨防空蚀混凝土技术规范》DL/T5207—2005；⒄《渠道防渗工程技术规范》SL18—2004；⒅《水电站引水渠道及前池设计规范》DL/T5079—2007；⒆《碾压式土石坝设计规范》DL/T5395-2007；⒇《预可报告》及其审查意见和批文。

6.1.3 设计基本资料新疆喀什噶尔河流域克孜河中游河段夏特水电站工程可行性研究报告2606.1.3.1 水文、气象、特征水位及动能指标等参数⑴ 设计引水流量 夏特水电站从塔日勒嘎水电站尾水取水，设计引水流量 112.8 m3/s⑵ 支流、冲沟设计洪水引水渠道沿线有 11 条冲沟，同时高填方渠段跨吾合沙鲁河、引水隧洞埋管段跨恰提河，支流、冲沟设计洪水成果见表 6.1.3-1支流、冲沟设计洪水成果表表 6.1.3-1各频率设计洪水（m 3/s）位 置 集水面积 （km 2）0.5% 1% 2% 3.33% 5%冲沟 1 0.4 3.24 2.80 2.36 2.03 1.75 冲沟 2 0.55 3.31 2.81 2.40 2.12 1.84 冲沟 3 0.35 2.42 2.07 1.72 1.46 1.23 冲沟 4 0。