高悬水库防渗体系研究(水利工程设计与研究丛书)
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2.2 枢纽工程总体布置

枢纽主要建筑物由上水库、下水库、输水系统、地下厂房洞群和开关站等组成。

2.2.1 上水库工程

上水库由主坝、副坝、排水洞及进出水口等建筑物组成。上水库正常蓄水位789.60m,正常蓄水位以下库容758.2万m3;设计洪水位790.43m,校核洪水位790.57m,最大库容782.5万m3;死水位758.00m,死库容116.4万m3。主坝为沥青混凝土面板堆石坝,坝轴线方向为东南76.713°,坝顶高程791.90m,最大坝高94.8m,坝顶长600.37m,坝顶路面宽度7.0m,上游坝坡1:1.7,下游坝坡高程768.00m以上为1:1.5,以下为坝后堆渣场,分768.00m和740.00m两级堆渣平台,堆渣平台边坡1:2.5。

库尾建浆砌石重力副坝拦截库尾固体径流并设置排水洞宣泄东沟洪水。副坝最大坝高42.9m,坝顶长度196.4m,坝顶宽度8.0m,上游侧(库区侧)高程770.00m以上为直坡,以下为1:0.2的坡,下游侧(东沟侧)坡比1:0.7。副坝靠东沟侧设有消力池,消力池与自流排水洞连接,自流排水洞断面5.2m×5.7m,洞长716m,纵坡0.015。副坝上游设两道拦渣坝,1号拦渣坝紧邻消力池修建,坝高6.0m,为透水浆砌石重力坝,2号拦渣坝位于副坝上游约310m,坝高18.0m,均为透水式浆砌石重力坝。

上水库库盆表面面积约33万m2,库盆主要利用东沟开挖规整而成,库岸边坡为1:1.7。库盆岩层多为寒武系馒头组,属弱至中等透水,库区地下水位约在高程670.00m,较库内水位低100m左右,存在库水外渗的条件。库盆采用黏土铺盖护底、沥青混凝土护岸与沥青混凝土面板坝相结合的全库盆联合防渗型式。其中主坝坝坡、库岸沥青混凝土面板防渗面积约17.00万m2,沥青混凝土面板结构为简式断面,厚0.202m,整平胶结层和防渗层各厚10cm,防渗层外面为2mm封闭层。库底黏土防渗面积约15.5万m2,黏土铺盖厚4.5m。浆砌石重力副坝采用钢筋混凝土面板防渗,厚1.0m,防渗面积约0.5万m2,钢筋混凝土面板和库底黏土及库岸沥青混凝土连接。沿库岸底部周边环形布置有排水观测廊道,库底底部设有排水管网。库周高程791.90m,设有宽6.0m环库公路,环库公路以上最大开挖高度约80m,每隔16.0m设一马道,全断面支护。

上水库进/出水口布置在东沟左岸,距上水库大坝的左坝肩约200m,该处地面原始坡度为15°~40°,围岩为强至弱风化岩体,岩体较破碎—破碎,但整体稳定性较好,进洞条件尚好。上水库进/出水口采用侧向岸坡竖井式布置,共设置两个相同的进/出水口,平行紧邻布置,中心间距为24.60m,主要建筑物组成为:前池、拦污栅段、扩散段、进洞口至闸门井之间隧洞段、事故兼检修闸门井、闸门检修平台、启闭机房及附属用房等。闸门检修平台结构高程791.90m。进/出水口扩散段、拦污栅段和前池均位于洞外。

2.2.2 下水库工程

下水库大坝坝型为整体式浆砌石重力坝,大坝由挡水坝段、溢流坝段、一级灌溉洞、二级灌溉洞等组成。宝泉抽水蓄能电站下水库为加高加固改、扩建工程,通过对宝泉水库大坝坝体材料、坝基以及稳定等方面综合计算分析,坝体质量总体良好,因此改建时大坝仍采用整体式浆砌石重力坝坝型,上游面采用钢筋混凝土面板防渗,溢流面采用混凝土面层。

下水库大坝轴线方位:35°00′25″,由挡水坝段、溢流坝段、一级灌溉洞、二级灌溉洞等组成。溢流坝段采用开敞式溢流堰,为扩大兴利库容,在溢流堰顶加设3m高的橡胶坝,橡胶坝的运用方式为非汛期挡水、汛期塌坝泄洪。水库正常蓄水位为260.00m,死水位为220.00m,总库容6850万m3,兴利库容5509万m3,设计洪水最大泄量为4440m3/s,校核洪水最大泄量为6670m3/s。

改建后挡水坝段坝顶高程268.50m,溢流坝堰顶高程257.50m,最大坝高107.5m,坝顶长度508.3m,其中溢流坝段净宽109m,下游采用挑流消能。左岸挡水坝段设有一级灌溉洞、二级灌溉洞、导流底孔,均已建成,其中二级灌溉洞进口底板高程221.00m,一级灌溉洞进口底板高程190.00m。导流底孔设在桩号0+220处,洞径1m,进口底板高程172.00m,水库蓄水前进行封堵。

2.2.3 引水系统工程

引水系统采用两洞四机布置,引水线路总长约1495m。主要由上水库侧向竖井式进/出水口及闸门井、引水上平洞、上斜井、中平洞、下斜井、下平洞、钢筋混凝土引水岔管、高压支管等组成。上水库进/出水口位于东沟左岸,距上水库大坝的左坝肩约200m,采用侧式布置,共设2个进/出水口。进/出水口后40m布置事故检修闸门井,闸门井平台高程791.90m,由环库公路与主坝坝顶相接。

引水隧洞洞径为6.5m,绝大部分采用普通钢筋混凝土衬砌,在穿越古风化壳地层段时采用配筋钢纤维混凝土衬砌。引水隧洞在厂房上游边墙上游约147m处分岔,分岔段为钢筋混凝土“卜”形岔管。分岔后4条高压钢支管管径为3.5m,采用16Mn R钢板、600MPa级高强钢板和800MPa级高强钢板衬砌。

2.2.4 地下厂房及尾水系统工程

地下厂房为中部开发方式,其厂区建筑物组成主要有:主副厂房、母线廊道、主变洞、500kV出线洞、尾水闸门洞、进厂交通洞、通风兼安全洞、地面开关站等。厂房轴线方位角为N20°W。主、副厂房及安装场呈一字形布置,主副厂房及安装场洞室总长147m,跨度21.5m。从上至下分别为发电机层、中间层、水轮机层和蜗壳层,机组段之间分缝。安装场长38m,与发电机层同高。

主变洞布置在主副厂房洞下游侧,与主厂房洞的净间距为35m。底层与发电机层同高程,布置4台主变压器,上层为电缆层,每台机组设一条母线洞。

开关站布置采用地面GIS方式,高压电缆由主变室中部的出线洞引至地面开关站,两回500kV出线。

尾水系统按两机合一洞布置,总长约878m。尾水支管管径为4.4m,尾水隧洞洞径为8.2m。机组中心线下游约147m处布置2个钢筋混凝土尾水岔管,将4条尾水支管汇合成2条尾水隧洞,岔管型式为对称Y形,4条尾水支管后部上方设有4扇尾水事故闸门。尾水支管采用16Mn R钢板从机组尾水管出口衬至尾闸洞渐变段后,尾水隧洞采用钢筋混凝土衬砌。