设计报告

1 工程设计概述

1.1 工程概况

南盘石水库电站位于永福溪主干流中游，地处漳平市永福镇、官田乡境内，是永福溪流域开发的第三级枢纽工程。坝址座落在永福镇南盘石村下游约1.0km处的峡谷，距漳平城区39km，厂址位于官田乡下浙村上游0.5km处,距城区40 km。水库控制流域面积211km2，多年平均来水量2.273亿m3，多年平均流量7.21m3/s，正常蓄水位545.00m，总库容820万m3，其中兴利库容455万m3，为季调节性能水库。拦河坝为砌石拱坝，最大坝高58.3m。引水隧洞进水口布臵在左岸，距坝址上游80m处的山坡上，为竖井式进水口，调压井为阻抗式，隧洞全长2770m，压力钢管主管长699.05m，管径2.2m。电站为地面厂房，厂房尺寸34.53m×23.5m×25.1m（长×宽×高），额定水头198m，额定流量7.16m3/s，电站装机容量2×12000kW，保证出力3240kW，多年平均发电量8960万kW〃h，年利用小时3733h。水库淹没耕地100.9亩，无迁移人口。电站以一回110kV出线至马坑变电站,另一回110kV出线至泽源水电站。 1.2 设计任务的接受

永福溪流域曾于20世纪50年代末、70年代初由省水电设计院进行过规划，提出了《龙岩专区永福溪流域规划意见》，确定以文星水库为调节库的“一库四级”开发方案，即文星水库电站、下浙电站、小村电站、长潭电站。1991年3月原省水利规划队提出了《永福溪流域规划复勘报告》，确定以文星水库为调节库的“一库四级”开发方案即文星水库电站、小村电站、浙溪电站、西溪电站。

1999年省水利规划院对文星和南盘石坝址的地质作了补充勘测，提出《漳平市永福溪流域规划报告》，确定以文星水库为调节库的“一库四级”（漳平境内）的梯级开发方案，即高树岭、文星水库电站、南盘石水电站和小村水电站。2000年原省水电厅以闽水电[2000]计17号文作了审查批复，基本同意该方案。

经实地调查，文星水库库区是重要的交通、电力、电讯走廊，土地平整、肥沃，人口密集，经济发展相对较好，拆迁移民数量大，并且国家土地征用政策发生重大调整。造成该水库淹没处理投资比原估算上升较大，近期开发难度加大，对梯级方案的经济指标发生重大影响。受漳平市水利局的委托，省水利规划院对永福溪四级开发方案进行必要的、合理的调整。2002年3月提出《漳平市永福溪流域梯级开发规划方案论证报告》。调整的原则是提高近期开发项目的经济效益和运行灵活性，合理划分水头，充分利用流域的水力资源。在1999年规划拟定4个开发方案的基础上，提出5个调整方案。经过技术经济比较后推荐方案ШA。ШA同1999年规划推荐的方案不同点是：（1）

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二级文星水库电站尾水位由515.00m改为545.00m；（2）三级南盘石水库电站正常蓄水位由原515.00m调整545.00m；电站尾水位由原330.00m调整为350.00m；（3）四级小村电站坝址上移，正常蓄水位由330.00m调整为350.00m。2002年4月省水利厅组织专家审查，并以闽水[2002]计财21号文《关于印发漳平市永福溪流域梯级开发规划方案调整论证会议纪要的通知》。纪要同意《论证报告》建议推荐的规划方案ШA，在原开发方案Ш的基础上对文星水库下游南盘石、小村电站正常蓄水位进行调整，增加其调节库容，较好地发挥近期开发项目南盘石水库电站的发电效益。

2002年8月9日省发展计划委员会以闽计基础[2002]121号文批复了漳平市南盘石水库电站项目建议书。

2002年7月18日，漳平市永福水电发展有限公司委托福建省水利规划院与龙岩市水利电力勘测设计院共同承担漳平市南盘石水库电站预可研、可研、招标和施工图设计阶段的勘测设计任务。其中福建省水利规划院承担大坝工程设计工作。2003年4月完成了可行性研究报告编制工作。2003年5月福建省经济贸易委员会以闽经贸函电力[2003]119号《关于漳平市南盘石水库电站可行性研究报告的审查意见》报福建省发展计划委员会。省发展计划委员会于2003年5月以闽计基础[2003]162号《关于漳平市南盘石水库电站可行性研究报告的批复》的文批复了该电站，批准工程概算总投资12557万元。2003年7月以来我院根据可研审查意见开展了招标设计和施工图设计工作，历时 2年，顺利完成施工图设计任务，共完成施工图纸三百余张。

南盘石水库电站由漳平市永福水电发展有限公司投资兴建，成立了南盘石水库电站工程指挥部实施建设管理。工程建设施工实行招标制。大坝土建由宁德水电工程局中标施工，隧洞进口至桩号1+100土建工程由南平市水利电力工程处施工，隧洞桩号1+100～桩号2+100土建工程由龙岩市水利电力工程处施工，隧洞桩号2+100～隧洞出口段土建工程由宁德水电工程局施工，压力钢管由宁德市水利电力工程局制作安装，主机设备由南平南电水电设备制造有限公司安装。工程于2003年6月正式动工兴建，2005年3月主要建筑物施工完成（除大坝外），2005年5月17日导流隧洞下闸封堵蓄水，2005年5月21日第一台机组投产发电，2005年5月23日第二台机组投产发电，从正式动工兴建至2台机组发电，工期为1年11个月。

2 水文动能

2.1 水文

2.1.1 流域概况

永福溪是九龙江北溪的一条支流，地处漳平市南部永福镇及官田乡境内，

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发源于漳平市与华安、南靖两县交界的全面山，流经漳平市上林、永福、封侯、文星、南盘石、下浙、小村，于华安县刈堀汇入九龙江北溪，流域面积343km2，主河道长52km，平均坡降18‰。

南盘石水库电站位于永福溪中游，坝址位于永福镇南盘石村，坝址以上集雨面积211km2，河道长度32.8km，河道平均坡降13.0‰。厂址位于官田乡下浙村，厂址以上集雨面积264km2，河流长度40.30km，河道平均坡降16.2‰。 2.1.2 气象

永福溪流域属亚热带季风气候区，四季温和，降雨充沛。流域多年平均降雨量在1800mm～2000mm之间。据漳平市气象站资料统计，多年平均气温20.2℃，极端最高气温41.2℃，极端最低气温-5.7℃，多年平均相对湿度77%，多年平均风速1.3m/s，多年平均最大风速15.9m/s。 2.1.3 径流

南盘石水库电站坝址年径流是依据流域年降雨量，移用龙门水文站降雨径流关系求得的。经计算，流域多年平均降雨量为1831.5mm，坝址多年平均流量7.21m3/s，多年平均径流量2.273亿m3，多年平均径流深1077.3mm，径流系数为0.588。 2.1.4 洪水

设计洪水采用水文比拟法的设计洪水成果。拦河坝30年一遇设计洪水流量928m3/s，200年一遇校核洪水流量1540m3/s，电站厂房50年设计洪水流量1280 m3/s，100年一遇校核洪水流量1530 m3/s。 2.1.5 泥沙

永福溪流域多年平均侵蚀模数为200t/km2，南盘石水库坝址多年平均输沙量为4.22万t，多年平均含沙率为0.186kg/m3。推移质输沙量为悬移质输沙量的30%，为1.27万t，则坝址多年平均输沙总量为5.49万t。 2.1.6 水位流量关系

坝、厂址水位流量关系曲线是利用坝、厂址上、下游测得的河道横断面和枯水期水位，采用水力学方法计算求得。河道糙率取0.04，水面坡降坝址采用13‰，厂址采用1.9‰。 2.2 动能

2.2.1 正常蓄水位选择

根据梯级规划初选南盘石水库正常蓄水位545.00m，结合坝址地形地质及水库要有一定的调节能力、尽量不要移民、淹没耕地尽量少的原则，可研中拟定水库正常蓄水位542.50m、545.00m、547.50m、550.00m四个方案进行技术经济综合比较。经综合分析比较，545.00m方案技术经济指标较好，所以选定正常蓄水位为545.00m。

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2.2.2 死水位选择

按满足水库泥沙淤积（本水库50年淤沙量为120.8万m3，相应淤沙高程521.3m）及水工建筑物布臵等确定死水位为530.00m，因此拟定死水位530.00m、532.00m、534.00m、536.00m四个方案进行比较。从比较结果可知，随着死水位抬高，保证出力、年电能不断减少，因此本电站推荐水库死水位为530.00m，以提高径流利用程度。 2.2.3 装机容量选择

经电力电量平衡求得本电站必须容量为2.35万kW。结合机组机型拟定装机容量2.0万kW、2.4万kW二个方案进行技术经济比较，从比较的结果来看，随着装机容量的增加，可比投资增加305万元，年电量增加330万元，但总费用现值降低1196万元，其增加单位电能可比投资为0.92元/kW.h，说明装机容量2.4万kW方案经济有利，因此选定本电站装机容量为2.4万kW，多年平均年电能8960万kW〃h，保证出力3240kW。

3 工程地质

3.1 绪言

南盘石水库电站设计工作已基本完成，电站已开始发电，根据施工现场地质编录及有关资料的收集、分析、整理，编写本工程地质报告。 3.2 区域地质概况及水库区工程地质条件 3.2.1 区域地质概况 3.2.1.1 地形地貌

本区域属于低山～丘陵区，永福溪流域河谷深切，比降大，水流湍急，多处出现小瀑布，峡谷河床大部分基岩裸露。峡谷和山间小盆地相间排列，峡谷多呈较宽的“V”字形，两岸地形较不对称，坡度较陡。本区植被茂密，固体迳流不多。 3.2.1.2 地层岩性

区域内出露的地层主要有：侏罗系上统南园组第一段(J3na)、第二段(J3nb)的火山岩，岩性主要有流纹英安质晶屑凝灰岩、晶屑熔结凝灰岩、凝灰熔岩、流纹质晶屑凝灰岩、角砾熔岩、流纹岩等，J3nb地层出露较广。此外，在区域的西侧有燕山早期黑云母花岗岩(r52(3)c)及花岗斑岩(rπ)出露；区域的东南部为侏罗系下统梨山组(J1)砂岩、粉砂岩、页岩，三迭系上统文宾山组砂岩、粉砂岩、砂砾岩。

3.2.1.3 地质构造

本区位于闽东火山断拗带之屏南～梅林断陷带东侧，区域断裂构造较发育，且规模较大，并伴随有小规模的岩浆侵入活动，由此构成了本区较复杂

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的构造格局，断裂以NNE向和NE向两组最为发育，且具有明显的区域性控制作用。NW向断裂也较发育，常见闪长岩脉沿其侵入，胶结较好，它改善了建筑物的工程地质条件。 3.2.1.4 地震动参数

根据GB18306-2001《中国地震动参数区划图》和福建省建设厅、福建省地震局的闽建设[2002]37号文件，本场地类型为中硬～坚硬，地震动反应谱特征周期为0.45s，地震动峰值加速度为0.05g。相应地震基本烈度为Ⅵ度。 3.2.2 水库区工程地质条件

南盘石水库属于山区峡谷型水库。库区地层单一，均为侏罗系上统南园组第二段流纹质凝灰熔岩、火山角砾熔岩、次为沿断层侵入的细粒花岗闪长岩脉。断裂构造主要有NE向组和NW向组，断层中多有岩脉侵入，胶结良好。 3.2.2.1 库区渗漏

库周山体雄厚，由火成岩构成，断层多胶结良好，无低矮分水岭，亦无通往库外的张性断裂，地下水出露位臵高，水库蓄水后不存在库岸渗漏问题。 3.2.2.2 岸坡稳定

库水淹没范围内，大部分基岩裸露，或第四系松散覆盖层薄，未发现大的坍塌、滑坡体，水库蓄水后，不会发生大的岸坡再造淤积水库或危及大坝安全。

3.2.2.3 固体迳流来源

水库集雨区内植被发育，林木茂盛，地表水土流失轻微，水库固体迳流来源少，不存在较大的泥沙淤积问题。 3.2.2.4 淹没

库内未见有可供开采的矿床，无古文化遗址，无淹没民房，仅淹没耕地100.9亩，林地439.8亩，林业公路0.7km。

3.3 坝址工程地质评价 （见省水利规划院报告） 3.4 引水隧洞工程地质评价

引水隧洞线沿河流左岸布设，隧洞进口位于坝址上游约80m处，出口位于下浙村上游村口。隧洞总长约2.77km（地质编录长度）。 3.4.1 隧洞工程地质条件及水文地质条件

隧洞线基本上沿山脊走向布臵，山体地形较陡峻，隧洞埋深一般为100m～200m,最深达300m。隧洞进口位于坝址上游约80m处，地形坡度为55°～68°,基岩裸露。隧洞所穿越的地层岩性主要为侏罗系上统南园组第二段(J3nb)流纹质晶屑凝灰熔岩，次为沿断层侵入的细粒花岗闪长岩脉；围岩多呈微风化～新鲜，岩石致密坚硬，力学强度高。

通过隧洞地质编录，洞身穿越的较大断层有20条(F1-20、大于50cm)，较

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小断层有95条(f1-95、小于50cm)；断层产状主要为NW走向、倾向SW，其余为NE走向、倾向SE，断层主要为陡倾角为主(70°～82°)，断层多被重熔胶结或由细粒花岗闪长岩脉所充填。断层两侧构造裂隙较不发育，仅见61条，其产状与断层基本一致，较闭合，基岩裂隙水主要沿断层、裂隙渗漏。 3.4.2 隧洞围岩稳定性分类分段

根据《中小型水利水电工程地质勘察规范》(SL55-93)、《水利水电工程地质勘察规范》(GB-50287-99)，将隧洞围岩稳定性分为五类65段，其中Ⅰ类9段、长554m,占总洞长的20.0%；Ⅱ类23段、长1288m,占总洞长的46.5%；Ⅲ类21段、长585m,占总洞长的21.1%；Ⅳ类7段、长231m,占总洞长的8.3%；Ⅴ类5段、长112m,占总洞长的4.1%。隧洞围岩稳定性分类与初设相比，基本相近。施工中已严格按地质分类分段，采取了相应的喷砼，锚喷砼和钢筋砼等围岩加固措施。

综上所述，本隧洞工程地质条件良好。 3.5 厂房枢纽工程地质条件

厂房枢纽由调压井、管道及厂房、升压站组成。 3.5.1 调压井工程地质条件

调压井位于山脊地形，井口平台高程558.00m，调压井开挖直径为11.2m，该处山体基本稳定；经平台开挖后，井口顶部约8米为全风土（为Ⅴ类围岩），井中上部10米（550m～540m）为强风化（为Ⅳ类围岩），之下为弱风化带（为Ⅲ类围岩）。地层岩性单一，均为侏罗系上统南园组第二段(J3nb)流纹质晶屑凝灰熔岩。工程地质条件较差。 3.5.2 管道工程地质条件

管道线走向为N85°E，沿山脊中部，主管道长约699.05m,共设9个镇墩。镇墩持力层放在全风化土和残、坡积粘土层下部，最下部一镇墩持力层在强风化岩基上，1～8号镇墩基础内縻擦角为20°～23°，允许承载力：0.3MPa～0.4MPa；9号镇墩基础内縻擦角为25°～30°，允许承载力：0.4MPa～0.6MPa。

管坡纵、横向地形均较平顺，上段地形坡度一般为30°～32°，中段为5°～10°，下段为20°～25°。

管坡基础为厚4.5m～5.0m的残、坡积粘土层下部,中下段特别是靠近厂址处,有部分强风化基岩裸露。管坡工程地质条件一般。 3.5.3 厂房工程地质条件

厂房和升压站址地形相对比较平缓，原为村农的耕作田，厂房处地表有8m～9m冲洪积砂、砾卵石层和粘土层覆盖，第四系冲洪积砂砾卵石层之下为强～弱风化岩石,厂、站址开挖后已达强～弱风化岩石,厂、站址地层岩性单

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一，岩性为侏罗系上统南园组第二段(J3nb)流纹质晶屑凝灰熔岩，未发现厂、站址处有大的断裂构造通过，地质编录见一条产状为N65°W,NE∠85°，宽约0.6m～0.8m的断层。厂房及开关站址的工程地质条件相对较好。

厂基的物理力学参数为：摩擦系数f=0.62～0.64，允许承载力[R]=2.0MPa～2.2MPa。 3．6 小结

3.6.1 工程区地震动反应谱特征周期为0.45s，地震动峰值加速度为0.05g。 3.6.2 选定洞线工程地质条件较好。隧洞区山体高厚，洞身埋藏较深。隧洞岩性主要为流纹质凝灰熔岩，围岩多呈微风化～新鲜，岩石力学强度高。除出洞口2+694～2+724和2+724～2+770洞段为Ⅳ～Ⅴ类围岩,工程地质条件较差外,其余洞段围岩大多比较新鲜;地质条件较好。 3.6.3 厂房枢纽工程地质条件

(a) 调压井井口顶部约8m为全风土（为Ⅴ类围岩），井中上部10m（550m～540m）为强风化（为Ⅳ类围岩），之下为弱风化带（为Ⅲ类围岩）。地层岩性单一，均为侏罗系上统南园组第二段(J3nb)流纹质晶屑凝灰熔岩。工程地质条件较差。

(b) 管坡山体稳定，纵、横向地形较平顺，坡度适中，共设9个镇墩。镇墩持力层放在全风化土和残、坡积粘土层下部，最下部一镇墩持力层在强风化岩基上。

(c) 厂址交通便利，地形相对平缓。厂房基础为强～弱风化流纹质凝灰熔岩，岩石力学强度高，无大的断裂构造通过，厂基工程地质条件相对较好。

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4 枢纽布置及水工建筑物

4.1 枢纽布置 4.1.1 坝址选择

经现场踏勘，适合建坝的河段，只有永福镇南盘石村下游约1.0km处的500m峡谷河段。该段上游河谷宽阔，下游河谷狭窄，但河道坡降大，坝高增加10m以上，均不适合建坝。在适合建坝的河段上选取上、下两个坝址，上坝址座落在峡谷进口处，下坝址在其下游相距约240m处。上坝址地形基本对称，下坝址略呈不对称，均为“V”形河谷，河床及两岸均有岩石裸露，岩性为流纹质凝灰熔岩。

据地质基础资料分析，上坝址主要为顺河向断层，下坝址主要有顺河向断层和两岸缓倾角卸荷裂隙及近垂直河床陡倾角裂隙，但上、下坝址所出露的断层均己重新胶结或岩脉充填，大大改善坝基岩体的完整性和强度，两坝址均具有建坝的基本条件。由于河道坡降大，同一正常蓄水位时，下坝址增加库容十分有限，而坝高却增加7m，河谷宽度增宽约30m，工程量较大。故推荐上坝址为南盘石水库的坝址。 4.1.2 坝型选择

选定的上坝址地形狭窄，河谷为基本对称的“V”形河谷，河流流向为SE向，河谷底高程491m～495m，河底宽约20m，河谷自然宽高比2.0。坝址处岩性主要为流纹质凝灰熔岩，岩石致密坚硬。F1、F2断层规模较大，但均有岩脉侵入充填胶接，断层带岩体完整性较好，裂隙不发育，断层和裂隙多为陡倾角，未发现明显不利于坝基稳定的软弱结构面组合。从地形、地质条件看，本坝址较适宜修建拱坝和重力坝。

根据综合条件分析，上坝址拟定砌石拱坝、砌石重力坝两种坝型进行比较。下坝址岩性、地形条件与上坝址相似，河谷较上坝址宽，河谷自然宽高比2.1，比较适宜修建拱坝和重力坝，也拟定砌石拱坝、砌石重力坝两种坝型进行比较。上下坝址两种坝型的比较表明，上坝址的砌石拱坝工程量少，投资省，故确定推荐在上坝址修建砌石拱坝。 4.1.3 枢纽布臵概述

南盘石水库电站枢纽由砌石拱坝、引水隧洞、压力钢管、厂房及开关站组成。

在坝址处布臵一座58.3m高的单心圆双曲砌石拱坝，坝顶宽3.5m，坝底厚13.6m，厚高比为0.233,坝顶外缘弧长128.26m，溢洪道设在河中，为坝顶挂闸溢流，共设5扇宽7m、高5m的平板钢闸门。

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溢流堰顶高程540.00m，堰上设臵四个闸墩，其上架设工作桥、交通桥。

引水系统进水口布臵在坝址上游80m处的左岸山坡上，为竖井式进水口。进水口底高程523.00m，启闭机安装平台高程548.80m，进水口设拦污栅、事故闸门各1扇。压力隧洞全长2770.0m，开挖洞径3.7m。在桩号2+685.5设阻抗式调压井一座，井径10.0m，井高47.09m。压力隧洞在调压井后洞径由3.0m渐变成2.2m，出洞后接压力钢管，主管长699.05m，管径2.2m。钢管末端以“卜”型分叉二条支管与电站水轮机相接，支管总长为42.4m，管径为1.2m。

电站为地面立式厂房，由引水系统与水库衔接，厂房尺寸为34.53m×23.5m×25.1m（长×宽×高），厂内安装二台单机容量为12000kW的水轮机发电机组及一台50/10t电动桥式起重机。副厂房布臵在主厂房上游侧及安装间下层，共设臵三层。升压开关站为户外式，布臵在厂房左侧，尺寸为47.3m×27.5m（长×宽），地面高程335.08m，主变采用一台型号为S9-31500/110的升压变压器。 4.1.4 设计标准

本工程拦河坝最大坝高58.3m，水库总库容820万m3，电站装机容量24000kW。根据中华人民共和国国家标准《防洪标准》（GB50201-1994）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）规定，本工程的工程等别为Ⅳ等，属小（1）型工程。工程的拦河坝、泄水建筑物、引水建筑物、厂房等主要建筑物为4级建筑物，次要及临时工程为5级建筑物。

洪水标准：本工程拦河坝、泄水建筑物、进水口按30年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。电站厂房、厂房下游防洪墙、厂区公路、升压开关站等建筑物的防洪标准采用50年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核。

4.2 砌石拱坝 (见省水利规划院报告) 4.3 引水建筑物 4.3.1 工程布臵

南盘石水库下浙电站发电引水建筑物位于河流左岸，由进水口、引水隧洞、调压井及压力钢管等组成。总长3469.05m。其中引水隧洞长2770.0m；压力钢管长699.05m。 4.3.1.1 进水口

引水隧洞进水口布臵在左岸，位于左坝肩上游约80m处的山坡

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上，为竖井式进水口，进口底板高程523.00m，中心高程524.65m,由拦污栅、喇叭口段、井前方形段、闸门井及启闭房等组成。喇叭口前布臵一孔5.2m×5.5m（宽×高）倾角为60°拦污栅，栅后喇叭段长度5.84m，其顶板和两侧分别采用椭圆曲线X2/3.32+Y2/1.12=1和半径为1.35m的圆弧面收缩至2.5m×3.3m（宽×高）方形段长14.45m，与闸门井相接，闸井段长4.20m，经6.0m长的渐变段与内径为3.0m的隧洞连接。

拦污栅检修平台高程为548.80m,高于水库校核水位547.26m，在启闭房中设臵一台100KN电动铰车操作拦污栅的清污和检修。

闸门井顶部高程为548.80m，底高程为523.00m,最大高度25.8m，井内设一扇3.3m×3.3m(宽×高)平面定轮钢闸门，作为引水隧洞事故检修闸门，其检修平台高程为548.80m,亦高于水库校核水位547.26m，启闭房内布臵一台QPK1×800KN卷扬启闭机控制事故检修闸门的启闭，启闭方式为动水启闭。启闭机安装平台高程为554.50m，启闭房面积为5.85m×5.3m。能满足引水隧洞检修和运行要求。 4.3.1.2 引水隧洞

引水隧洞为顶部圆形的马蹄形有压隧洞，从进水口渐变段后开始至调压井中心全长2655.0m(0+030.5～2+685.5)，设计开挖洞径 3.7m，调压井中心至隧洞出口长84.5m，开挖洞径2.8m。洞线基本上沿着山脊穿越，山岩厚实，洞轴线方位从进口开始为E4°N，至0+386处折转为S37.8°E，在1+381.24设一施工支洞，之后在2+442.45号洞线改为E4.9°N。洞顶围岩厚度一般为50m～200m,局部洞段20m～50m。调压井后洞线基本顺小山脊走向，山顶围岩（含土层）厚度约20m～50m。隧洞沿线岩石新鲜致密坚硬，力学强度高，洞线水文地质条件尚好，未发现山体滑坡等现象。Ⅰ类围岩总长554m，占隧洞总长的20.0%，Ⅱ类围岩总长1288m，占隧洞总长的46.5%，Ⅲ类围岩总长585m，占隧洞总长的21.1%，Ⅳ类围岩总长231m，占隧洞总长8.3%，Ⅴ类围岩总长112m,占隧洞总长的4.1%，工程地质条件良好。 根据引水隧洞实际地质及开挖情况，为保证施工质量和加快施工进度，确保运行安全，引水隧洞衬砌根据围岩稳定分类，采用不同的衬砌方式：Ⅰ类围岩底拱采用200#砼回填，其余不衬砌；Ⅱ～Ⅲ类围岩，除底拱采用200#砼回填外，均采用喷250#砼厚10cm衬砌，局部洞段增设锚杆和网筋进行锚喷处理；Ⅳ～Ⅴ类围岩分别采用35cm的单筋和双筋砼衬砌；调压井后隧洞采用衬砌厚50cm的套钢管衬砌，

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洞径为2.2m。

引水隧洞考虑调压井最低涌浪水位时，引水系统不出现真空的要求，选定引水隧洞纵坡0+030.5～2+100为3.0‰；2+100～调压井2+685.5为6.0‰；调压井至隧洞出口段为平坡。 4.3.1.3 调压井

调压井布臵在桩号2+685.5处，为阻抗式调压井，地面高程558.40m，井顶高程560.40m，底高程513.31m，井高47.09m，井径10.0m，井身高程540.00m以上采用厚100cm的C20钢筋混凝土衬砌，井身高程540.00m以下均采用厚60cm的C20钢筋混凝土衬砌，阻抗孔直径为2.0m，经水力分析计算，调压井最高涌浪水位为553.27m，最低涌浪水位为519.06m。 4.3.1.4 压力钢管

隧洞穿出山体后接压力钢管。为了便于维护和管理，选用设有伸缩节的分段式露天钢管。根据地形情况，主管线平面布臵成直线式。由于管坡地形变化不一，为缩短管长，减少开挖方量，管线在剖面上布臵成多种坡度的折线，即出洞口2+770至桩号2+792.613管坡i=0%;桩号2+792.613至桩号2+858.598管坡i=70.5%；桩号2+858.598至桩号2+963.157管坡i=25.86%；桩号2+963.157至桩号3+019.698管坡i=12.11%；桩号3+019.698至桩号3+096.588管坡i=4.63%；桩号3+096.588至桩号3+216.412管坡i=35.19%；桩号3+216.412至桩号3+280.956管坡i=42.69%；桩号3+280.956至桩号3+346.166管坡i=45.94%。其后主管分叉成二根支管进入厂房。

管道按钢质明管设计，主管全长699.05m。钢管管径为2.2m，管材为16#Mn钢。钢管壁厚随水头增加而增厚，主管沿线壁厚分别有8mm、10mm、12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm及24mm、25mm。管道全线共设9个镇墩，镇墩间距每隔5m设一滚动式支墩，共计101个支墩，沿线设8处伸缩节和ф50cm进人孔5处。主管末端分叉成二条支管，支管总长42.4m，管径1.2m，壁厚为16mm。支管末端与发电厂房内重锤球阀相接。

4.3.2 主要设计修改和优化设计

(a) 根据业主书面通知要求：取消了原为保证压力管道发生事故时能快速切断水源而在调压井内设臵的事故检修闸门。 (b) 因调压井内未设臵事故检修闸门，隧洞进水口检修闸门改为事故检修闸门。

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(c) 根据制造厂家提出球阀直径为1.2m,由此压力钢管支管管径由初设中的1.3m改为1.2m。

(d) 根据业主要求，为减少征地，厂房位臵略有变动，2条压力支管末端均增加1处弯管。 4.3.3 存在主要问题

(a)调压井未设臵事故闸门，机组及管道检修时弃水会造成部分电能损失。且应防止压力钢管爆裂影响厂房安全。

(b) 2条压力支管末端均增加1处弯管，局部水头损失略有增大。 4.4 发电厂房及开关站 4.4.1 工程布臵 4.4.1.1 厂区布臵

厂区主要建筑物有主厂房、副厂房及开关站等。

发电厂房厂址位于官田乡下浙村上游0.5km的河道左岸地势较开阔的山坡处，为地面厂房，平面尺寸为34.53m ×23.5 m（长×宽）。

110kV升压开关站布臵在左侧，为户外式地面开关站，面积47.3m×27.5m。

4.4.1.2 主、副厂房布臵

主厂房由主机间、安装间组成。主机间与安装间之间设道宽为30mm的贯通式沉陷伸缩缝。

本电站为混合式电站，主厂房内安装两台HLN965-LJ-150配SF12-10/3000单机容量为12000kW的水轮发电机组及附属设备，总装机容量24000kW，机组间距为8.0 m，主厂房全长34.53m，宽度为14.5 m，机组中心至上游柱净距7.5 m，距下游柱净距5.0 m，机组安装高程326.60m；厂内安装一台50/10t吨电动双梁桥式起重机，轨顶高程343.80m，主厂房总高度（从尾水管底板高程322.20m至厂房梁底高程347.30m）为25.10m。

主厂房设有三层，分别为发电机层、水轮机层和蜗壳球阀层。 发电机层与安装间同层高程为335.08m，安装间位于主机间左侧端部，长度为11.0m，可满足一台机组安装与大修时布臵“四大件”要求。主机间上游侧布臵调速器、机旁盘、球阀吊孔等；下游侧为机组大件吊运通道和人行通道。

水轮机层高程为327.80m，主机间上游侧布臵球阀吊孔及球阀操作柜等，水轮机坑进人门设在下游侧-Y轴线方位上。

球阀层高程为324.00m，分别布臵2台渗漏、检修排水泵及2台

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消防水泵，其下部设臵渗漏排水廊道和集水井，井底高程为320.20m。 副厂房分别布臵在主厂房上游侧及安装间下层。与发电机层同高程为335.08m的副厂房，从右到左分别设臵：工具室、低压配电室、高压开关室、继电保护室、中央控制室；而与水轮机层同高程为327.80m的上游侧副厂房则为母线室和厂变励磁变室。安装间下层与水轮机层同高程为327.80m，布臵水机副厂房，分别有技术供水泵室、透平油库及油处理室、空压机室等。上游侧副厂房与主厂房间设有一宽1.5m的安全通道，以满足消防规范要求和安全运行要求。 4.4.1.3 分缝止水布臵

主机间和安装间由于结构形式和荷载差别较大，所以在两者交界处设臵条宽为30mm的贯通式伸缩沉陷缝，由结构基础底面起，包括副厂房通至厂房顶。

下游防洪墙垂直止水底高程设在尾水管底板处高程为322.20m，直至发电机层高程335.08m；上游水下墙垂直止水底高程为水下墙基处，高程为327.50m，直至水下墙顶部高程亦为335.08m，形成封闭的分缝止水系统。

分缝止水材料为止水铜片，填缝采用沥青杉板。 4.4.1.4 升压开关站

110kV升压开关站布臵在厂房的左侧，为户外式地面开关站，地坪高程为335.08m，平面尺寸为47.3m×27.5m（长×宽）。站内安装1台主变，主变型号S9-31500/110，110kV两回出线，一回送马坑变，一回至下游泽源水电站。 4.4.1.5 尾水建筑物

在330.00m高程设一宽2.95m的尾水平台，在排架柱335.08m高程设悬臂梁，梁底安装25a工字钢轨道，以便一台1×100KN移动式电动葫芦启闭1扇宽×高为3.206m×1.93m的弹性反轮平板尾水检修钢闸门。

尾水闸墩后设臵一条底宽为12.0 m长约30 m的尾水渠与下游河道相连。

4.4.2 主要设计修改和设计优化

(a) 根据业主要求，为减少征地和局部开挖工程量，厂房位臵整体向上游方向旋转16.8°，导致2条压力支管末端均增加1处弯管。 (b) 主副厂房间设臵一道1.5m的安全通道，既满足了消防规范要求和安全运行要求,又减少了主厂房及其桥式起重机的跨度，节省

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了厂房土建工程量。

5 水力机械

5.1 水轮发电机组及其附属设备 5.1.1 水轮机选择

本电站为混合式电站，水头范围为188.2m～219.2m，加权平均水头206.2m，装机容量2×12000kW。机组设备在招标设计阶段比较分析了富春江水电设备总厂、南宁发电设备总厂、福建南平南电水电设备制造有限公司所提供的设备技术及商务条款后由福建南平南电水电设备制造有限公司中标承造。电站装设2台HLN965-LJ-150立轴混流式水轮机，水轮机主要参数如下：

最大水头： 219.2m 最小水头： 188.2m 加权平均水头： 206.2m 额定水头： 198.0m 额定流量： 7.16m3/s 额定出力： 12780kW 额定转速： 600r/min 额定点效率： 91.9% 转轮直径： 150cm 吸出高度： +3.2m 飞逸转速： 1013r/min 水轮机安装高程： 326.6m 5.1.2 水轮发电机

型号： SF12-10/3000 额定功率： 12000kW 额定电压： 10.5kV 额定电流： 824.8A 功率因素： 0.8

额定转速： 600r/min 转动惯量： 70 t·m2 5.1.3 励磁设备

励磁设备由长江控制设备研究所制造，采用微机励磁设备。 5.1.4 调速器

调速器由长江控制设备研究所制造，型号GYT-5000，为高油压

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可编程微机调速器。操作油压：16MPa。 5.1.5 进水阀

进水阀由天津球阀厂制造，为重锤式球阀。

型号：QF300WZG-120 直径：1200mm 公称压力：300m

5.2 水电站辅助机械设备 5.2.1 厂内起重设备

本电站最重件为发电机转子带轴（包括起吊工具），总重量为37t。为安装、检修水轮发电机组及其辅助设备，本电站主厂房内装设1台50/10吨电动低速双钩桥式起重机，由江西樟树起重机械厂制造，其主要参数如下：

起重量：主钩50吨 副钩10吨 跨 度： 12.5m 工作制：中级 5.2.2 技术供水系统

根据各冷却器对水质、水量、水压的要求及电站的水头范围，厂内技术供水主水源采用顶盖取水的供水方式，每台机顶盖8个DN50取水孔联络后以DN200总管接至各用户。技术供水备用水源为下游尾水，采用水泵集中供水方式，设2台ISG150-400（Ⅰ）B n=1450r/min型水泵，水泵流量173m3/h，扬程38m，配套电机功率30 kW，2台均为工作泵，不设备用泵。水泵出口接至稳压池并与厂内技术供水联络总管相连，稳压池臵于厂房背后山坡上，井底高程355.85m，有效容积58.8m3，水泵的工作由安装在稳压池上的MPM416W型投入式液位变送器配DCB9418型压力液位测控仪自动控制。 5.2.3 排水系统

厂内设有渗漏排水和检修排水系统。

厂内渗漏集水井臵于球阀层，有效容积28m3,设臵ISG150-250（Ⅰ）A n=1450r/min型水泵2台，2台互为备用，水泵流量Q=176m3/h,水泵扬程H=15m, 电机功率15kW，水泵的工作由MPM416W型投入式液位变送器配DCB9418型压力液位测控仪自动控制。

检修排水系统设1台ISG150-200（Ⅰ）A n=1450r/min 型水泵、1台SZB-4型真空泵，管道泵流量Q=176m3/h,水泵扬程H=9.5m,电机功率7.5kW，水

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