[發(fā)明專利]一種投資少工期短的水電站布局結構及其施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210005408.9
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102518093A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設計）人: 盧現(xiàn)立;楊綠峰;盧鋒;盧嬋江
• 申請（專利權）人: 盧現(xiàn)立
• 主分類號: E02B9/00
• 分類號: E02B9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種水電站整體布局結構以及施工方法，特別適用于縮短施工期限、減少投資的河床式水電站。

背景技術

水電站是將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設施，包括為利用水能生產(chǎn)電能而興建的一系列水電站建筑物及裝設的各種水電站設備，一般由水工建筑物、廠房、發(fā)電動力裝置、電工一次系統(tǒng)、電工二次系統(tǒng)等部分組成。壅水進筑物、引水建筑物、泄洪建筑物均為水工建筑物，發(fā)電動力裝置包括水輪發(fā)電機組和主廠房中一些輔助設備，利用這些建筑物集中天然水流的落差形成水頭，匯集、調(diào)節(jié)天然水流的流量，并將它輸向水輪機，經(jīng)水輪機與發(fā)電機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)，將集中的水能轉(zhuǎn)換為電能，再經(jīng)變壓器、開關站和輸電線路等將電能輸入電網(wǎng)。

堤壩式水電站的主要水工建筑物，核心建筑為大壩。大壩可分為混凝土壩和土石材料壩。大、中型水電站都采用混凝土壩，以保證足夠的強度和壽命，水電站的基建投資大部分用于攔河筑大壩上(具體百分比隨壩址地形、河道條件等多項因素而定)。傳統(tǒng)堤壩式水電站中的廠房、泄洪閘和船閘三大建筑物在平面布置上是垂直水流方向布置的，三者捆綁在一起，特別是泄洪閘建在鋼筋砼壩上部，使得主河床部位大壩必須深挖基礎，從而導致體積龐大，為了在建造龐大的砼圍堰時不停止施工并且安全渡過洪水期，大型水電站的圍堰內(nèi)施工工期常常多達數(shù)年，甚至將近10年之久。

現(xiàn)在盛行的砼面板堆石壩平面布置，主河床用砼堆石壩，為把水庫延伸到壩下游，因而發(fā)電引水隧通洞口設在壩上游，電廠設在壩下游或山體內(nèi)。此種做法的好處不多，不足之處是引水隧洞長，條數(shù)多，又彎又曲，無法使用現(xiàn)代洞挖高效率機械反孔鉆機施工，通常引水隧洞和地下廠房所用的工期就是整個電廠工期，建成后每年采光、通風耗電量大，因此工期與重力壩接近，比如，廣西的巖灘和天生橋一級電站工期都是10年。

國內(nèi)有一些針對傳統(tǒng)堤壩式水電站進行的局部改進，如重慶交通大學申請的專利號為CN201010142467.1的“水電站岸坡消能結構”，中國水電顧問集團華東勘測設計研究院申請的專利號為CN201010146081.8的“水電站岸邊式廠房上游墻的排水結構及其施工方法”、申請?zhí)枮镃N200910099197.8的“一種廠房與大壩連接界面結構及施工工藝”，中國水利水電第七工程局有限公司申請的CN200910059497.3“水電站地下廠房巖壁梁開挖鋼管鉆孔樣架及施工方法”等等，只是針對水電站已有整體結構的局部改善，并未能從根本上解決基礎建設投資大，施工周期長的問題。

除此之外，傳統(tǒng)水電站建設期間產(chǎn)生的工程物料也難以處理，據(jù)統(tǒng)計，堤壩式水電站基礎建設開挖出來的石渣每于瓦平均為10m³，導致大量開挖出來的石渣難找地方堆放，造成投資巨大浪費，工期延長，嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種新型的投資少、工期短的水電站布局結構及其施工方法，解決目前水電站基礎建設投資大、施工周期長的問題。

本發(fā)明一種投資少、工期短的水電站布局結構包括廠房、泄洪閘和船閘等建筑主體結構，主河床上設置有壩體，廠房、泄洪閘和船閘設置在主河床壩體兩側山體上，其中泄洪閘和廠房設置在壩體后邊一側山體，船閘設置在壩體另一側山體，泄洪閘、廠房與所在山體之間沿河流方向開挖有延長水庫，該延長水庫水面與大壩上游水面持平，并與泄洪閘和廠房接觸；壩體、泄洪閘和廠房依次順河流方向設置，升壓變電站設置在廠房上方的山體上，廠房內(nèi)部的發(fā)電機組順河流方向一字排開，山體上開挖的延長水庫深度有10-30米，船閘設置在山體內(nèi)。

建設上述水電站布局結構的施工方法包括泄洪閘施工方法、廠房建筑及水力發(fā)電機安裝方法、船閘施工方法，其中的泄洪閘施工方法、廠房建筑及水力發(fā)電機安裝方法、船閘施工方法在截流之前進行，上述施工方法過程中產(chǎn)生的土石方直接用作截流后的壩體建造材料。

泄洪閘、廠房施工方法包括人以下步驟：

(a)根據(jù)水庫設計上游水位確定大壩邊上山體開鑿高度；

(b)在該高度上開鑿部面呈“凹”字型山體；

(c)山體凹口位置開挖低于上游水位的大型引水渠作為延長水庫；

(d)山體靠近河流一側的突起部分順水流方向依次建造泄洪閘、廠房。

船閘施工方法包括人以下步驟

(a)在山體內(nèi)開鑿導流洞或在山體上開挖導流渠；

(b)對導流洞或?qū)Я髑脑斐纱l。

導流洞或?qū)Я髑诮亓髑笆┕ぁＰ购殚l施工方法、廠房建筑及水力發(fā)電機安裝方法、以及船閘施工方法均可以同步進行。