湖南某电站初步设计报告.docx
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湖南某电站初步设计报告
湖南省
某某县某电站工程
初
步
设
计
报
告
湖南省某某县某某电站设计组
二00四年八月
1.综合说明
1.1概述
1.2水文气象
1.3工程地质
1.4工程任务和规模
1.5工程选址、枢纽总布置及主要建筑物
1.6机电及金属结构
1.7工程管理
1.8施工组织设计
1.9劳动安全与工业卫生
1.10水库淹没处理及工程永久占地
1.11环境影响评价
1.12水土保持
1.13工程投资估算
1.14经济评价
2.水文气象
2.1流域概况
2.2气象
2.3基本资料
2.4径流
2.5洪水
2.6厂、坝址水位～流量曲线
2.7泥沙
3工程地质
3.1区域地质概况
3.2水库工程地质条件
3.3坝址工程地质条件
3.4隧洞工程地质
3.5厂房工程地质
3.6结论与建议
4工程任务与规模
4.1地区社会经济发展概况
4.2工程建设的必要性
4.3供电范围及负荷预测
4.4水库水位选择
4.5装机规模及装机程序
4.6能量指标计算
5工程总布置及主要建筑物
5.1设计依据
5.2工程选址
5.3工程布置及主要建筑物型式
5.4主要建筑物
5.5工程量汇总
6机电及金属结构
6.1水力机
6.2电气一次
6.3电气二次
6.4金属结构
7消防设计
7.1消防总体设计
7.2各建筑物的火灾危险类别和耐火等级
7.3建筑物消防设计
7.4电站主、副厂房消防
7.5主变压器消防
7.6户外升压站消防
7.7建筑物灭火器配置
7.8消防供水系统
7.9通风系统防火设计
7.10电站消防电源及配电系统
7.11火灾自动报警系统
7.12主要消防设备表
8水库淹没处理及工程永久占地
8.1库区概况
8.2设计依据
8.3水库淹没实物指标
8.4专项设施规划及库底清理
8.5补偿投机估算
8.6坝区永久占地及临时占地
9水土保持设计
9.1项目及项目区概况
9.2编制依据
9.3生产建设过程中造成的水土流失预测
9.4水土流失防治方案
9.5水土流失监测
9.6投资估算及效益分析
9.7方案实施管理措施
9.8综合结论
10．环境保护设计
10.1环境保护设计依据
10.2环境保护设计
10.3环境保护管理与监测
10.4环境保护投资概算
11工程管理
11.1前言
11.2管理机构
11.3工程管理设施
11.4管理经费
12劳动安全与工业卫生
12.1设计依据
12.2工程概述
12.3工程总布置
12.4劳动安全与卫生影响因素分析
12.5安全防范措施
12.6预期效果及评价
12.7安全卫生机构
12.8专用设施投资概算
13.施工组织设计
13.1施工条件
13.2自然条件
13.3地形地质条件
13.4建筑材料及水电供应条件
13.5施工导流、截流
13.6主体工程施工
13.7施工总布置
13.8施工总进度
14工程投资概算
14.1编制说明
14.2工程总概算表
14.3建筑物概算汇总表
15.经济评价
15.1概述
15.2财务评价
15.3国民经济评价
15.4综合评价
某某电站工程特性表
序号及名称
单位
数量
备注
一.水文
1.流域面积
全流域
k㎡
465
坝址以上
k㎡
417
2.利用的水文系列年限
年
43
3.代表性流量
多年平均流量
m3/s
14.5
正常设计洪水标准及流量
（P=3.33%）
m3/s
640
非常设计洪水标准及流量
（P=0.5%）
m3/s
1000
施工导流标准及流量
（P=20%）
m3/s
165
4.泥沙
多年平均悬移质年输沙量
万t
22.9
多年平均含沙量
kg/m3
0.5
二.水库
1.水库水位
校核洪水位
m
421.50
设计洪水位
m
420.20
正常蓄水位
m
420.0
死水位
m
418.0
2.回水长度
m
400
3.水库容积
万m3
某某电站工程特性表
序号及名称
单位
数量
备注
总库容
万m3
15
三.大坝下泄流量及下游水位
1.设计洪水时最大泄量
m3/s
640
渔仔口调峰后流量
相应下游水位
m
412.98
2.校核洪水时最大泄量
m3/s
1000
渔仔口调峰后流量
相应下游水位
m
413.87
3.机组满发流量
m3/s
37.56
相应下游水位
m
354．012
四.工程效益指标
装机容量
kw
18000
保证出力（P=90%）
kw
2850
多年平均发电量
万kw.h
5868
年利用小时数
h
3260
五.淹没损失及工程
永久性占地
1.占用耕地（P=50%）
亩
20
2.永久占林地
亩
70
3.临时占地
亩
60
六.主要建筑物及设备
1.挡水建筑物
形式
砼重力坝
地基特性
砂岩
某某电站工程特性表
序号及名称
单位
数量
备注
地震基本烈度
＜6度
坝顶高程
m
422
最大坝高
m
14
坝顶长度
m
70
2.泄水建筑物
堰流形式
WES
堰顶高程
m
415
溢流段长度
（闸孔尺寸及孔数）
m
37.5
最大单宽流量
m3/s
37.04
.消能方式
底流消能
闸门形式
6×4.5×5.5m
平板闸门
3.厂房
形式
引水式
地基特性
砂岩
主厂房尺寸（长*宽*高）
m
31.5×14.5×14.8
水轮机安装高程
m
355.6
4.引水隧洞
型式
无压隧洞
洞长
m
7005
尺寸
m
6×6.132
设计过流量
m3
37．56
5.压力前池
某某电站工程特性表
序号及名称
单位
数量
备注
尺寸
m
长×宽×高
正常水位
m
6.压力管道
敷设方式
明管
管长
m
112.42
管径
m
2.5
管壁厚㎜
㎜
16
7.开关站
面积尺寸
m
49.5×34.4
地基特性
砂岩
8.主要机电设备
水轮机台数
台
2
型号
HLA551-LJ-145
额定出力
Kw
9375
额定转速
r/min
428.6
最大静水头
m
57
额定水头
m
55
额定流量
m3/s
2×18.78
发电机台数
台
2
型号
SF9000-14/3250
单机容量
Kw
9000
功率因数
0.8
某某电站工程特性表
序号及名称
单位
数量
备注
额定电压
6.3KV
调速器
GLYWT-PLC-5500
七.施工
1.主体工程量
m3
土石方开挖
m3
316021
回填灌浆
m
4353
混凝土
m3
43889
浆砌石
m3
400
钢筋
T
1382.47
帷幕灌浆
m
407
排水孔
m
4257
2.主要建筑材料
砂子
m3
29103
碎石
m3
43930
块石
m3
524.4
水泥
T
13010
钢筋
T
1382.47
3.所需劳动力
总工日
万工日
44
高峰人数
人
150
4.施工临时房屋
m2
2592
5.县城至工地距离
某某电站工程特性表
序号及名称
单位
数量
备注
县城至大坝距离
Km
31
县城至支洞距离
Km
28.5
县城至厂房距离
Km
33
6.施工导流方式
明渠导流
7.施工期限
准备工期
月
2
主体工程施工工期
月
36
总工期
月
38
八.经济指标
1.静态总投资
万元
9691
2.总投资
万元
10614
建筑工程
万元
5059.94
机电设备及安装工程
万元
2042.42
金属结构设备及安装
万元
343.83
临时工程
万元
414.73
水库淹没处理补偿费
万元
其它费用
万元
1369
基本预备费
万元
461.5
价差预备费
万元
193.82
建设期利息
万元
729
3.综合利用经济指标
水电站单位千瓦投资
万元/kw
5896
经济内部收益率
%
15.63
财务内部收益率
%
12.02
上网电价
元/度
0.31
贷款偿还年限
年
9.2
1．综合说明
1.1绪论
某某电站位于沤江一级支流下游,位于某某县南洞乡境内,坝址距离南洞乡政府1km。
淇江全流域面积473km2,干流全长72km,河道坡降9.1‰,某某电站是该流域水能开发中的一个梯级,是电网规划中的重要电源点,电站大坝控制流域面积417km2,占总流域面积的88%,电站装机18000kw。
某某电站上游正在兴建渔仔口水电站,其装机容量18000kw,下游待建的老坡口电站,其电站装机24000kw。
渔仔口水电站的兴建,对改善某某电站出力有着重要作用,对电网时段调频调峰也有重要作用。
十五计划中,某某县委、政府制定了“以林养水、以水养电、以电兴工、以工富农”的经济发展战略,决定依托水电的发展带动全县经济的飞跃。
为此,某某县委、政府决定兴建某某电站。
2004年5月设计组邀请各专业专家对某某河段进行实地勘测和考查,重新对淇江流域作了更详细的规划，即淇江水系某某境内分三级开发，一级为渔仔口水电站，二级为某某电站，三级为老坡口电站。
1.2水文气象
1.2.1流域概况
淇水为沤江的一级支流,流域范围:
东经113○37’～113○49’，北纬25○40’～26○06’,地处我省东南部的汝桂山区,发源于桂东县的湾江脑面，在某某县的暖水镇汇入沤江，某某电站大坝位于某某县南洞乡上游1km处，厂房位于麻仔潭电站下游1.5km处。
大坝集雨面积417km2,厂房集雨面积465km2。
1.2.2气象
淇水流域属东亚季风气候区,气候温和,雨量充沛,流域暴雨多系气旋雨,亦受台风侵袭形成台风雨,天气系统高空为西南低涡,江淮切变浅,地面为静止锋。
根据某某县气象站1960～1995年气象实测资料统计:
多年平均气温为16.6○C,极端最高气温41.5○C（1984年7月31日）,极端最低气温-9.8○C（1975年12月15日）；平均相对湿度82.2%,多年平均降水量1518.8mm,多年平均蒸发量为1388.0mm;多年平均风速2.1m/s;历年最大风速20.3m/s（1980年3月4日）,风向WNN。
1.2.3径流
沤江上游有寨前（三）水文站,集雨面积389km2，具有长系列径流实测资料。
坝址径流计算以寨前（三）水文站为径流计算参证站，该站与坝址为同一气候区、产汇流条件基本相似，且资料系列可靠，代表性强。
将寨前（三）水文站年月径流用面积比并考虑雨量比值修正，搬迁至坝址，求得多年平均年月径流成果见表1.2.3。
坝址多年平均各月径流成果表
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年平均
流量
7.07
9.46
13.3
18.3
20.4
24.6
17.4
19.7
17
11.2
8.68
7.07
14.5
1.2.4洪水
坝址下游4.5km处，省水文局于1960年设有南洞水文站，观测年限为1960～1961年共2年。
本次用南洞与寨前（三）水文站实测资料建立两站洪峰、洪量相关,延长南洞站洪水系列,经频率计算求得南洞站设计洪水,南洞站集雨面积433km2,与坝址集雨面积417km2相差3.8%,故将南洞站设计洪水用面积比搬移至坝址,求得坝址设计洪水,成果见表1.2.4。
为论证成果的合理性,本次亦用暴雨洪水方法及用寨前（三）水文站设计成果搬移等三种方法进行比较,推荐采用南洞站设计洪水搬移至坝址的成果作为工程采用成果；同时考虑渔仔口水库对洪水的削峰作用，根据渔仔口水库库容和洪水过程线，求得坝址设计洪水成果。
坝址设计洪水成果表
表1.2.4
频率
0.2
0.5
1
2
3.33
5
10
20
50
Qm（m3/s）
1680
1000
914
752
640
547
398
264
125
W24（亿m3）
1.11
0.936
0.809
0.683
0.589
0.517
0.397
0.28
0.138
1.2.5厂、坝址Z～Q
本次在坝址处实测了河床断面、水面坡降，并进行了大洪水调查，根据实测大断面及糙率、坡降用曼宁公式求得各级水位的流量，以此求得坝址水位～流量关系曲线成果。
详见表1.2.5.1。
水位
（m）
411.8
412.5
415
417.5
420
流量
（m3/s）
0
74.08
685
1833.48
2648.36
厂房处水位根据老坡口电站水库回水计算成果，求得厂房水位～流量关系曲线。
洪水频率
（%）
0.5%
3.33%
5%
10%
20%
50%
水位
（m）
360.80
359.15
358.86
358.69
357.79
357.01
1．3工程地质
1．3．1区域地质概况
区域地层主要有三类：
震旦系（Z）～寒武系（€）。
泥盆系中统跳马涧组（D2t）陆相～滨海相碎屑沉积岩；
泥盆系中统棋子桥组（D2q）～石炭系下统岩关组（C1y）浅海相炭酸盐岩。
本区域位于南岭东西向构造体系的中段，构造形迹比较复杂，以东西向、南北向褶皱和断裂为主。
本区域地震基本烈度小于VI度。
1.3.2水库工程地质条件
枯水期河水面一般宽度为40～50m,河谷多呈深切的“V”型,两岸岸坡坡度多陡于45○、树支状沟谷十分发育。
库区岩层走向多横向～斜向切过河谷，倾角变化大，构造形迹主要有断裂和褶皱两种。
库区出露的断裂主要有寨批—园坑压扭性断裂和大峰仙—延寿压性断裂两条；库区褶皱主要有洞子垅向斜和南洞向斜。
库区水文地质条件较为简单，地下水类型以基岩裂隙水为主，接受大气降水的补给，其补给源较广、地下水循环较为缓慢，由两岸向沟谷或河床排泄。
1.3.3坝址工程地质条件
1.3.3.1坝址工程地质
河流自NE流向SW,河底标高410～415m,山体雄厚,平均地形坡度约47○。
坝区出露地层为泥盆系中统跳马涧组（D2t1～D2t4）碎屑岩和寒武系中组（€2-1-1）变质岩两大类,其中:
泥盆系岩石分布于坝址下游区,岩性比较复杂,以厚～巨厚层状石英砂岩、含砾石英砂岩为主,寒武系岩石分布于坝址上游区,以浅变质岩为主,间夹砂质板岩、浅变质石英砂岩。
坝址区为横向河谷,岩层产状总趋势为倾向下游略偏右岸、倾角多在45○以上。
经查明的断层有5条（F1、F11、F12、F13、F14）,倾角均在75○以上。
1.3.3.2坝址岩石物理力学参数
根据本阶段试验成果并参照其他有关工程经验,将本工程岩石物理力学参数,建议为:
饱和抗压强度:
40Mpa
抗剪指标:
f砼/岩=0.64
抗剪断指标:
f砼/岩=0.7
c，=0.7Mpa
1.3.4隧洞工程地质
本工程对隧洞方案选择两种洞轴线进行比较,从地质条件上考虑,推荐内线方案。
内线、外线方案比较
工程地质条件
内线
外线
两线比较
地形
围岩厚度大于80m
围岩厚度大于30m
内线较优
岩性
石英砂岩
石灰岩
内线地质较好
隧洞长度
（m）
7005
6850
外线较优
地质构造
围岩厚，岩石节理不发
育，且新鲜
溶洞相当发育，局部有
冒顶危险，大部分岩石
结构完整
内线较优
1.3.5厂房工程地质
本工程针对上、下厂房位置进行了全面地质比较。
上厂房位于麻仔潭下游50m处,该位置地质条件符合要求,但无法解决压力前池、升压站布置和厂房防洪问题。
下厂房位于麻仔潭下游1500m处,该位置地势平坦,有利于前池、升压站布置和厂房防洪，而且地质满足设计要求。
本阶段选择下厂房。
1.4工程任务和规模
某某电站位于耒水一级支流淇江下游，淇江流经桂东县境内河段长39km，已于2000年编制开发规划，该河段分7级，即八一电站、东风电站、新柳电站、下山桥电站、建林电站、玉潭电站及淇水电站。
而某某县境内分三级开发，即渔仔口水电站、某某电站、老坡口电站，三级电站都正在建设中。
根据2000年由某某县人民政府编制的《“十五”水电农村电气化规划报告》，某某县淇江流域采用三级开发，分别是渔仔口水电站、麻仔潭电站、老坡口电站。
根据具体情况和经济节省原则，设计人员对该流域重新规划，即分渔仔口水电站、某某电站、老坡口电站三级开发。
由于渔仔口水电站库容大，对某某电站的兴建是十分有利的，而且该电站发电都外送广东网。
某某县总人口35.7986万人,其农业人口32.0784万人,据2003年统计,全县国内生产总值16.74亿元,其中工业产值14.55亿元，农业产值6.89亿元。
某某县系城乡电网改造重点县,同时被列为全国“十五”水电农村电气化县。
根据某某县“十五”水电农村电气化规划的要求,2005年全县用电量将达到2.80亿kwh，同时某某县靠近广东，整个广东电力缺口较大，目前某某县小水电丰水低谷期电量富余，但丰水高峰期和枯水期供电不足，境内多以径流式电站为主，缺乏骨干电站及有调节性能的电站，2001年缺峰荷就达20Mw。
某某电站充分利用渔仔口水电站2165万m3的有效调节库容，能进一步缓解某某县电力丰枯、峰谷的矛盾。
因此，兴建某某电站是非常必要的。
本次设计负荷预测基准年为2000年，规划达标年为2005年。
负荷设计水平年为2010年，从2005年至2010年，用电量年平均增长率6.0%，最大用电负荷平均增长率7.2%。
经计算，某某县负荷预测成果见表1.4-1，负荷特性见表1.4-2。
某某县负荷预测表
年份
2000年
2005年
2010年
年用电量
（亿kwh）
1.17
1.94
2.6
最大年用电负荷
（万mw）
24.95
50.19
70.05
负荷特性表
负荷特性指标
夏季
冬季
R
0.81
0.76
ｂ
0.67
0.56
考虑与渔仔口水电站发电尾水位相衔接,某某电站正常蓄水位选择420m，大坝30年一遇洪水位为420.2m，相应泄洪流量640m3/s；大坝200年一遇洪水位为421.5m，相应泄洪流量1000m3/s。
某某电站为一纯发电电站，具有季调节能力。
运行特性如下：
坝址多年平均流量14.5m3/s；某某电站最大水头57m，设计水头55m；额定流量37.56m3/s；装机容量为1.8万kw，保证出力2850kw（90%），多年平均发电量5868万kw.h，装机利用小时3260h，水量利用系数90.6%。
1.5工程选址、枢纽总布置及主要建筑物
1.5.1工程等级及防洪标准
某某电站水库正常水位420m，总库容15万m3，电站装机容量2×9000kw。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000规定，大坝工程等级为四等，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别5级。
大坝防洪标准按30年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核；厂房防洪标准也按30年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。
1.5.2工程选址
地质条件
根据地形条件，坝址宜选择在距南洞乡政府所在地上游1km的峡谷段范围内，两岸地形基本对称，河床高程410.00m，建基面高程408.0m左右，河面宽度40～50m,山顶高程761～784.09m，山体坡度45～60度。
正常蓄水位水面宽度60m。
坝址区地层岩性为泥盆系跳马涧组（Dz）厚层状石英砂岩，含砾石英砂岩和砂质页岩，两坝肩岩石部分裸露地表，岩层倾向上游，岩石坚硬，抗风化能力强，地质
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