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设计工作报告

巩县里比水电站增效扩容改造工程

工程完工验收

设计工作报告

洛阳市水利勘测设计院

二O一五年四月

1工程概况

清河位于巩县城北的中条山区，发源于洛河镇东西交口一带，流经曹家庄、温峪、里比进入垣曲县境内,最后汇入黄河。

河道平均坡降比3.8‰,总流域面积690km2,。

本流域为土石山区，上游为灌木，中游山坡杂草丛生，流域内植被覆盖较好,河槽两岸分布有较少耕地。

巩县里比水电站位于洛河镇里比村清河干流上,距巩县县城约60公里,控制流域面积89.6平方公里，多年平均径流量812.5万m3,本电站是清河梯级开发工程之一,电站所处河段蜿蜒曲折、地势落差大、山大沟深、水能利用条件较好。

该电站属于低坝引水式水电站,现装机为两台,容量为2×75kW,设计水头为35m,设计引水流量为0.54m3/s。

里比水电站始建于一九七六年,于一九七九年建成投产,至今运行已有三十多年,由于受当年技术条件和资金限制,采用的是土法施工,工程质量较差,加上运行时间长久,水电站陈旧老化,机组检修频繁、效率低下,工程多处存在着一定的安全隐患,水资源得不到有效利用,经济效益和社会效益明显降低,亟待解决.

为了充分利用有限的水力资源、发挥水电站的效益,保障生产安全,促进节能减排,提高科技水平和能效,使技术改造科学化、规范化，根据农村水电增效扩容改造工程的要求，2012年3月我们收集、整理和分析了河流、水文、气象、地质资料,以及电站原设计、运行和接入系统资料,开展了必要的现场调查和勘测，通过对水电站的研究和会审,按照国家有关农村水电增效扩容改造技术规程、规范及参考已建电站的维修和技术改造经验，完成了里比水电站增效扩容改造工程初步设计报告。

省水利厅与同年6月6日以预水规计【2012】255号文进行了批复。

2013年8月，我院在初步设计的基础上进行了技施设计。

2工程规划设计要点

2.1工程设计条件

2.1.1水文

1）设计年降水量分析

本工程流域采用运地水文手册编制的图表进行分析。

根据手册资料，年降水量均值

=650Km，变差系数Cv=0.29，取偏差系数Cs=2.0Cv。

查皮尔逊Ⅲ曲线得不同频率系数Kp值，设计年按平水年频率P=50%，计算其不同频率降水量为Xp=630mm。

2）正常年径流量计算

因运城水文手册中缺乏资料，借用吕梁地区水文手册资料采用降水量与年径流模关系法和清洪分开法进行。

分析结果为:

设计保证年为平水年（保证率P=50%）年径流量为812.5万m3，枯水年（保证率P=75%）年径流量为577.2万m3，丰水年（保证率P=25%）年径流量为1394.2万m3。

3）气象特征

本流域地处北温带半湿润半干旱大陆性季风气候区，季风气候显著，冬春盛行西北季风，多风少雨；夏秋盛行东南季风，雨水较多，且集中在7-9月，占全年降雨量的65%左右。

常有暴雨等极端性气候发生。

据巩县气象站近20年气象资料记载，最大年降雨量964.2毫米，最小年降雨量367.9毫米，平均年降雨量589毫米；最大年蒸发量2105.6毫米，最小年蒸发量1433.8毫米，平均年蒸发量1781.9毫米，年平均蒸发量为降雨量的3.5倍；年平均气温12.9℃，最高气温超过40℃，最低气温-19.6℃；每年初霜期在10月22日前后，终霜期在3月底左右，无霜期在200天以上。

2.1.2地质

1）区域地质

区域内地层呈北北东--南南西向宽条带展布，主要为太古界涑水群古老变质杂岩分布,处于中条山断拱中断，总体身绕为一地层向东南倾斜的单斜构造,但也发育有一系列的区域性北斜褶皱构造和断裂构造。

分布有里比--洞沟压性正断层，文家峪压扭性逆断层，西北庄--奇峰断裂带以及祁家河断裂带等。

2）工程区地质

本电站坝址地质构造，是属于远古界中条山群的界牌岭组的石英岩，岩石裂隙节理发育;引水渠道建于陡壁悬崖，地质结构错综复杂,多为粗粒沙岩和石灰岩,部分渠段地处风化的泥质页岩和泥质沙岩，风化很破碎。

里比水电站为增效扩容改造项目，枢纽及主要建筑物在修建时已对存在的地质问题采取了响应的工程措施,本次改造不需考虑地质问题，仅对机电设备、引水建筑物及金属结构等进行维护和更新改造，地质条件相对稳定，完全满足施工要求。

2.1.3机电工程改造

1）水力机械

原设计水头为35m，引水流量为0.54m3/s，经复核仍满足要求，采用原接线方式，二台机组配备一台变压器，原机组容量不变，布置形式也不变。

本次改造水轮机选用能效指标先进、空化特性优良、运行稳定性好的HL110-WJ-35型混流卧式水轮机,主要组成部分为转动部分、导水机构、埋入部分、回复机构及油管路、油轴承装配及接力器等。

2）电气

本电站以一条35千伏输电线路送往县城变电站,输电线路长约4公里。

系统采用单元接线形式，6.3KV侧采用单母线分段接线方式。

四台机组经两台变压器升压至35KV送至电网。

本次改造主变压器选用高清洁低耗能的S11系列产品；站用变压器选用干式SCB型系列产品；高压开关柜选择封闭式KYN28A型金属铠装移动式高压开关柜；低压配电屏选用通过3C认证的GCS型抽出式开关柜；电站的操作电源采用智能型免维护直流电源，双充，配置微机绝缘检测装置，电压为DC220V，选用18块12V蓄电池

为保证电站运行安全、可靠，提高电站运行管理的自动化水平，电站按“无人值班、少人值守”设计，采用全计算机监控。

监控系统采用全分布开放式网络控制系统，设监控主机兼操作员工作站和通讯服务器。

2.1.4金属结构改造

本电站金属结构改造对象为压力管道,即对压力管道进行修复和防腐,工程作法为:

（1）压力管道漏水部位通过焊接消除缺陷,并更换止水圈。

（2）金属结构防腐前应清理表面杂质和锈渣,然后进行除锈,对于因腐蚀而形成的孔缝应焊填并表面磨平。

压力管道外壁防腐措施为:

冷底子油一道,沥青玛瑙脂两道;管内壁防腐措施为磷化底漆一道,环氧沥青漆一道。

2.2工程总体布置

2.2.1工程现状

本电站枢纽工程有拦河坝、引水渠、压力前池、压力管道、厂房等部分组成。

分述如下:

（一）拦河坝

拦河坝距离水电站约2km,为低坝式引水坝,全长45m,为浆砌石滚水坝,断面形式为实用堰,坝高3m,包括溢流坝和非溢流坝两部分。

（二）引水渠

引水渠为沿清河河侧山峦陡坡砌筑的明渠,渠道全长1900m,设计底坡1/5000,设计正常水深1m,矩形断面,底面净宽1.5m,全部采用采用浆砌石砌筑。

（三）压力前池

压力前池紧接引水渠之后,处于山峦陡坡地段,基础深度变化较大,是引水渠和压力管道间的连接建筑物,前池长8m,宽4.5m,正常水深1.2m。

前池进水口无闸门,仅在孔口设拦污栅。

前池上游30m处设溢水堰,共一孔,堰宽为1.5m,木板挡水,它的作用是调节前池水量和冲沙,必要时放空前池,进行机组检修。

（四）压力管道

压力管道是前池与厂房的连接建筑物,总长60m,采用直径为0.5m的钢管制作,以螺栓和法兰盘连接,压力管道为明管,设有镇墩和支墩。

（五）厂房

厂房平面轴线尺寸为11.2×6米，高5米。

屋面采用砖木结构，厂房基础为浆砌石结构，墙体为砖砌清水墙,设备基础采用素混凝土。

2.2.2主要建筑物改造

本次改造工程不对水电站进行扩容,仍沿用原来的正常引水位和防洪标准,主要水工建筑物现状基本能满足改造后的工程需要,仅需要对厂房做以下改造：

1）浆砌石构筑物防渗加固

拦河坝、引水渠、压力前池等损毁、漏水部分要拆除重建,主要工程措施为:

清除构筑物内淤积泥沙和杂物;拆除受损部分浆砌石;新砌M7.5浆砌石;1:

2水泥砂浆勾缝。

所有水泥砂浆均做抗冻、抗渗处理，抗冻等级为F150，抗渗等级为W6，抗冻、抗渗剂参量为5%。

2）厂房装饰工程为对内外墙面分别进行涂料涂装。

3工程设计审查意见落实

受里比水电站的委托，二〇一二年三月我院编制完成了巩县里比水电站增效扩容改造初步设计报告，二〇一二年六月河南省水利厅以预水规计[2012]255号文对初步设计报告进行了批复，同意该工程初步设计报告内容。

二〇一三年八月，我院在初步设计的基础上进行了技施设计。

4工程标准

里比水电站为径流引水式电站，装机仍为两台,容量为2×75kW,设计水头为35m,设计引水流量为0.54m3/s。

工程属小

（2）型工程,工程等级为Ⅴ等，主要建筑物和次要建筑物及临时建筑物均按Ⅴ级建筑物设计。

5设计变更

根据电站实际情况，结合电站向我院提出的增补说明函及在工程实施过程中召开的设计联络会及专项会议，在不超过初设批复投资（超出部分由电站自筹）的基础上提出了如下变更项目：

1、35KV配电系统户内设备变更为户外设备。

2、增加旧设备拆除及清场费用。

3、更新电缆沟混凝土盖板、电缆支架，更换沟内接地扁钢。

4、屋面SBS防水处理变更为木龙骨挂瓦坡屋面。

5、增加厂区、厂房地面硬化等部分土建工程量。

6、增加厂房内外墙抹面及涂料工程量。

7、取消更换塑钢门窗，现有门窗翻新。

8、中控室铺设防静电地板。

9、增加厂房起重机设备。

10、压力管道钢筋混凝土镇墩、支墩修复。

6设计文件质量管理

在整个设计过程中，我们按照全面质量管理的要求，实行分级负责制，确定项目负责人，项目组长，对大的设计方案由院技术室把关，分管院长按工序管理定期检查，发现问题及时处理，在设计过程中，由院技术室组织进行中间检查，阶段性汇报；设计完成后向院技术审查组汇报，为了提高设计质量，我们虚心向有经验的专家请教，听取多方意见，完善设计工作。

基本上保证工程设计的出院质量。

在工程施工过程中，抓好信息反馈，对重大设计变更，设计人员进行现场调研，完善设计。

7设计服务

设计开始，我们就坚持一切为用户服务，把用户满意作为我们追求的目标，努力为用户提供优质高效的服务，在设计过程中，抓好基础资料收集，精心设计，认真听取主管部门及建设管理单位意见，向有经验的运行人员请教，在施工过程中，派出专职设代，随时解决施工中遇到的问题，虚心接受监理单位、施工单位和运行管理单位的合理化建议，在不影响结构安全和投资的情况下，尽量方便施工运行。

8工程评价

根据水电站单元和分部工程验收结果，发电机组及其附属设备、厂房、电站辅助设备、金属结构安装及电气设备安装等工程，由各工程施工质量报告检测数据来看，满足规程规范和设计要求。

9经验与建议

回顾本次设计全过程，我们主要有以下几点经验：

1）广泛征求各方意见，设计开始我们就请主管部门及建设管理单位介入，对工程中的关键问题进行商讨，使设计确实能够为工程建设服务。

2）巩县里比水电站增效扩容改造是一项重要的发供电工程，在设计和施工过程中尽可能提前做好相关事项的协调处理事宜，尽量减少工程设计的调整和变更，对保证工程施工工期、节省工程投资是非常重要的。

10附件

10.1设计机构设置和人员情况表

1、机构设置

本次设计共分为土建组、机电金结组及预算组。

2、设计人员情况表

核定：

审　　　查：

项目负责人：

参加人员：

10.2工程设计大事记

序号

时间

事　　　　件

1

2012年3月

完成《巩县里比水电站增效扩容改造工程初步设计报告》

2

2012年6月

省水利厅以预水规计［2012］255号文进行了批复，同意我院编制的该工程初步设计报告，

3

2013年8月

该工程进行技施设计，