板橋水電站工程的選址、選線與選型研究

顏勇

（畢節(jié)市勘測設(shè)計研究院，貴州 畢節(jié) 551700）

0 引言

板橋水電站對外交通條件較好，為拖洛河梯級開發(fā)的最后一級引水式電站，建設(shè)時，需要做好選址、選線及選型各項工作。

1 板橋水電站壩址選擇

1.1 壩址選擇原則

①符合梯級開發(fā)規(guī)劃，最大程度減少工程量，縮短工期。②對水庫所在區(qū)域地質(zhì)情況進行全面分析，保證水庫地質(zhì)條件能夠滿足建設(shè)需求，保證不會由于水庫地質(zhì)情況，而導致工程建設(shè)時，以及竣工后發(fā)生意外。③在選擇壩址時，在條件允許情況下，應盡量減少淹沒。④提高對首部樞紐情況的重視，保證布置符合樞紐要求。

1.2 壩址選擇分析

根據(jù)《威寧縣拖洛河水電梯級開發(fā)規(guī)劃報告》，板橋水電站水庫正常蓄水位1 365.00 m（白巖溝水電站廠房尾水位），廠房正常尾水位1 295.00 m（云貴橋水電站正常蓄水位），為了與上游白巖溝梯級和洛澤河干流的云貴橋梯級電站相銜接，板橋水電站壩址選擇在拖洛河河口上游4.80 km處，通過修建無壓引水隧洞引水至下游板橋組境內(nèi)修建發(fā)電廠房，廠址距大壩約3.40 km，距拖洛河河口約1.40 km。

板橋水電站水庫建壩河段即為白巖溝水電站廠房至云貴橋水電站水庫回水尖滅點（P=5%），總長3.65 km，河床平均坡降21.10‰，該河段總體自南向北流向洛澤河，河道蜿蜒盤旋，河谷深切，上游河段為白巖溝水電站廠房（即馬料河匯口）處至河溝頭（九股水），總長2.20 km，河床坡降17.20‰，河床寬度5～28 m。該河段河床高程為1 322.00 m至1 360.00 m。在該河段建壩蓄水，最大壩高為54.00 m左右，兩岸1 365.00 m高程以下無居民居住，也無耕地。因此，板橋水電站壩址建壩河段只能選擇在上游河段，該工程壩址選擇具有唯一性。

2 板橋水電站壩線選擇

2.1 地形地質(zhì)條件比較

因上、下壩線僅相距400 m，地質(zhì)巖性等基本相同，壩址防滲方面上壩線略優(yōu)。上壩線河床較下壩線寬，有利于樞紐建筑物布置，地形顯示上壩線略優(yōu)。

2.2 樞紐布置比較

上壩線壩頂弧長64.63 m，最大壩高27.80 m；下壩線壩頂長65.71 m，最大壩高33.80 m，上壩線略優(yōu)。

2.3 施工條件比較

上壩線需新建上壩公路1.54 km，而下壩線需修建上壩公路2.40 km，下壩線壩區(qū)施工臨時工廠、施工營區(qū)及棄渣場等布置均較困難，上壩線優(yōu)于下壩線。

2.4 工程量及投資比較

大壩、溢洪道及引水系統(tǒng)工程量除石方開挖較下壩線多以外其余均較下壩線少，其中，土石方明挖較下壩線少563 m3，混凝土及鋼筋混凝土較下壩線少1 137 m3，鋼筋制安較下壩線少64 t，帷幕灌漿較下壩線少39 m，且上壩公路及臨時工程較上壩線都有所增加。經(jīng)概算投資下壩線較上壩線增加214.76萬元。上、下壩線方案樞紐主要工程量、投資比較見表1。因此，上壩線較優(yōu)。

表1 上、下壩線方案樞紐主要工程量、投資比較表

2.5 壩線推薦

經(jīng)比較，雖然上壩線引水隧洞較下壩線大，但壩頂弧長、最大壩高均較下壩線小，上壩線工程樞紐布置緊湊，泄洪工程、帷幕灌漿、上壩公路及臨時工程投資均比下壩線省，且施工條件也明顯比下壩線條件好。因此，上壩線作為推薦方案。

3 板橋水電站壩型選擇

此工程壩址具有唯一性，在選定壩址的基礎(chǔ)上，此次設(shè)計選擇了上下兩條壩線進行比較，綜合比較后推薦上壩線為推薦方案，在此基礎(chǔ)上進行壩型比選。

地形地質(zhì)方面，壩址兩岸無天然埡口布置溢洪道，兩岸岸坡較陡，河床較窄，巖性為淺灰、深灰色中厚層、厚層灰?guī)r夾白云巖及燧石灰?guī)r、泥灰?guī)r和灰綠、紫紅色頁巖，強風化層厚3.00-4.00 m。布置土壩、堆石壩等柔性壩，由于壩高較小，壩體填筑斷面不大，很難利用大型施工機械，施工速度快的優(yōu)勢不明顯，且泄洪方式難以解決，因此，壩型選擇中對土壩、面板堆石壩等柔性壩不予考慮，主要選擇壩體工程量較小的拱壩和重力壩兩種壩型進行比選?？紤]此工程壩高僅27 m 左右，壩體斷面尺寸不大，筑壩材料選擇砌石。

3.1 砌石拱壩方案（推薦方案）

該方案樞紐由砌石拱壩、壩頂開敞式溢洪道、右岸沖沙兼導流隧洞、進水口等組成。

大壩中心線方位角NE17.72°，大壩建基面高程1 344.50 m，壩頂高程1 372.30 m，最大壩高27.80 m，大壩平面采用單心圓拱布置，大壩壩頂弧長64.63 m，最大中心角100.08°，最小中心角17.16°。壩頂寬3 m，壩底寬6.50 m，厚高比0.23，屬中厚拱壩。

非溢流壩段上游面設(shè)C20鋼筋混凝土防浪墻，墻高1.20 m，厚0.20 m，下游面設(shè)護欄，高1.20 m；大壩壩體采用C15細石混凝土砌毛石作為主要筑壩材料，上下游面均設(shè)0.50 m厚M10水泥砂漿砌C15混凝土預制塊，在上游面預制塊下游側(cè)設(shè)置0.60 m等厚的C20W4F100 混凝土防滲墻，防滲墻每隔10 m 設(shè)置一道橫逢，橫逢內(nèi)采用銅片止水。壩基河床底部設(shè)1.50 m厚C15混凝土墊座，兩壩肩設(shè)0.50 m厚C15混凝土墊層。大壩下游兩壩肩離壩基3 m高度范圍內(nèi)采用C15毛石混凝土回填，河床部位回填至基巖面，以上部分采用土石回填，回填至原地面線。

壩頂溢洪道位于大壩中段，堰頂高程1 365.00 m，溢流段凈寬22 m，單孔布置，由于壩頂沒有交通要求，不設(shè)置交通橋。溢流堰采用WES實用堰，上游堰面以1/4橢圓曲線與鉛直壩面連接，下游堰面曲線為冪曲線。經(jīng)研究比較后采用跌流式消能，跌坎高程為1 363.74 m，溢流堰頭為C30 鋼筋混凝土，兩側(cè)設(shè)1.00 m厚C30鋼筋混凝土邊墩。

3.2 砌石重力壩方案（比較方案）

該方案樞紐由砌石重力壩、壩頂開敞式溢洪道、右岸壩肩沖沙兼放空底孔、右岸進水口等組成。

大壩為C15 細石混凝土砌毛石重力壩，壩軸線方位角為N67.63°W，最大壩高25.30 m，壩頂長46.56 m，壩頂寬3 m，最大壩底寬22.40 m。壩頂高程1 372.30 m，上游設(shè)1.20 m高鋼筋混凝土防浪墻，墻頂高程1 373.50 m。建基面高程河床部位為1 347.00 m。

壩頂溢洪道采用單孔泄流，溢流凈寬22 m，溢流堰面及下游斜坡段采用C30鋼筋混凝土護面，厚0.50～2.00 m，兩側(cè)C30鋼筋混凝土懸臂式導流墻，導流墻頂寬0.50 m，墻底寬2.42 m，墻高8.60～10.91 m。消能方式采用底流式消能，消力池總長為42.35 m，底板高程為1 352.81 m，消力池寬度為22.00 m，池深2.79 m。

通過對推薦方案和對比方案進行對比分析可以發(fā)現(xiàn)，采取砌石拱壩方案，不僅工程質(zhì)量好，而且具有不錯的經(jīng)濟效益，因此，最終決定采用砌石拱壩方案。

4 結(jié)語

板橋水電站工程所在區(qū)域，開放條件好，投資小，進行水電工程建設(shè)能夠取得不錯的經(jīng)濟效益。工程建設(shè)期，為了更進一步提高工程建設(shè)的合理性，保證工程竣工后能夠獲得良好的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益，業(yè)主需要加強與相關(guān)部門的溝通，提前做好相應分析與準備作業(yè)，做好選址、選線與選型作業(yè)，提高工程質(zhì)量。