王文球

湖南省常德市水利水电勘测设计院, 湖南 常德 415000

1 工程概况

中军渡水电站位于澧水一级支流渫水中游，坝址在湖南省石门县雁池乡中军渡村，距石门县城约80km。坝址控制流域面积1668km2，占渫水总流域面积3041km2的54.85%。该电站是渫水流域规划梯级开发的第五级，工程包括溢流闸坝、非溢流坝、冲砂闸、交通桥、取水口拦污栅、发电引水道、调压井、主厂房、副厂房、升压站等部分。

该电站为低水头引水式径流电站，工程以发电为主，兼顾防洪、灌溉与航运，是一项具有综合效益的水利水电枢纽工程。大坝正常蓄水位164.0m（56黄海系统，下同）,设计洪水标准50年一遇，校核洪水标准200年一遇，电站厂房内安装3台8800kW的混流式水轮发电机组，总装机容量26.4MW，多年平均发电量7215万kw.h，工程静态总投资17197.45万元。

2 发电引水道的布置

中军渡水电站发电引水道的布置充分考虑现场地形、地质条件，既不能中断石清公路，又要避开大型地质断层，在尽可能节省投资的情况下确保引水道的顺利施工。鉴于上述实际情况，工程布置如下：发电引水管道（隧洞）布置在大坝右岸，自坝址起大致顺石清公路方向经

中军渡村、凉风垭、苦竹溪，至新家台出入渫水,全长约2580m。该区域属东山峰复背斜南东翼，珠宝街背斜南东翼，地貌形志属中低山垄岗坡地。近坝段渫水河流向近南北向，河谷形志呈宽“U”型，河谷较为开阔，漫滩发育，坝下约1km处河流折向近东流，河谷渐窄，两岸基岩裸露。而引水洞则继续南向进入志留系粉砂质泥页岩山体中，山势呈低山垄岗状，沟谷发育，多呈“V”型，表层残积薄层粉砂质页岩碎屑及黏土。石清公路则顺着山坡脚及山间垭口呈南北向延展。

整个发电引水道长约2580m，共分三段，即上首段：位于拦河坝右坝肩山体段，兼作施工导流洞；中部段：位于坝后冲洪积漫滩上，采用明挖埋管法施工；尾部段：位于志留系粉砂岩及泥质页岩山体中，采用引水隧洞。

2.1 隧洞（埋管）轴线的选定

隧洞（埋管）轴线走向近南北，与石清公路走向大致接近，并两次穿越石清公路。隧洞进口需考虑洞顶至石清公路路面的安全高度，并尽可能的减少明挖的土石方量，综合比较后选用隧洞进口底板高程143.6m，出口底板高程134.8m，断面为圆形，洞线于中部略有转折。

设计采用2条洞线进行比选:洞线一为全隧洞方案,隧洞自拦河坝上游50m处右岸山体进洞,至调压井处出洞,隧洞全长2730m；洞线二结合施工导流洞, 隧洞自拦河坝上游30m处右岸山体进洞, 整个引水道分三部分, 第一部分为施工导流洞,第二部分为沿河道右岸的埋管段,第三部分为隧洞段,三部分引水道总长度为2580m。经综合比较：采用全隧洞方案增加引水道长度150m，增加施工导流洞155m，同时隧洞较长，又无合适的施工支洞位置，工期长、造价高。经综合比较后选定洞线二位推荐方案。

2.2 隧洞断面及衬砌方案

电站设计最大发电引用流量124.8m3/s，采用有压输水隧洞，圆形断面，选取洞径7.4m、6.6m、6.0m三种方案进行比较：

方案一：全断面洞径7.4m，第一部分发电引水道进口兼做施工导流洞，采用全断面钢筋砼衬砌，衬砌厚度0.7m；第二部分为沿河道右岸埋管段，钢筋砼壁厚0.7m；第三部分为隧洞段，采用全断面钢筋砼衬砌，衬砌厚度0.6m。

方案二：第一部分发电引水道进口兼做施工导流洞，洞径7.4m，采用全断面钢筋砼衬砌，衬砌厚度0.7m；第二部分为直径6.6m的沿河道右岸埋管段，钢筋砼壁厚0.7m；第三部分为直径6.6m的隧洞段，采用全断面钢筋砼衬砌，衬砌厚度0.55m。

方案三：第一部分发电引水道进口兼做施工导流洞，洞径7.4m，采用全断面钢筋砼衬砌，衬砌厚度0.7m；第二部分为直径6.0m的沿河道右岸埋管段，壁厚0.7m；第三部分为直径6.0m的隧洞段，采用全断面钢筋砼衬砌，衬砌厚度0.55m。

以上三方案发电引水道部分经济指标比较见下表。

表1 经济指标比较表

从技术经济指标看，方案二较优,选定方案二为推荐设计方案。

2.3 埋管衬砌方案

埋管段采用钢筋砼结构与钢衬钢筋砼结构进行比较, 钢筋砼结构壁厚0.7m,钢衬钢筋砼结构用10mm厚内径6.6m钢管外敷300mm厚的钢筋砼,其比较见下表。(见表2）

经比较后引水道沿河右岸埋管段采用钢筋砼结构。

表2 埋管段衬砌方案比较表

2.4 引水隧洞（埋管）过流能力复核

引水隧洞（埋管）为有压洞，过流能力按下式计算：

式中：— 管道系统的流量系数，

λ—沿程水头损失系数，L—管道长度（m），

d—管道直径（m），ζ—局部水头损失系数

A—隧洞断面积，

Z—上、下游水位差（含行近流速的坝前水位与调压井内水位差） Z=5.2m

3 对发电引水道布置方案的评价

中军渡水电站发电引水道上首段采用发电引水隧洞兼作施工导流洞方案，可以减少工程投资，缩短施工工期，一举多得；中部采用埋管方案，在没有合适位置布置施工支洞的前提下，可以减少隧洞长度，较好地规避了地质复杂区域隧洞施工的风险，同时也可以缩短施工工期；整个发电引水道采用了较经济的过流断面及衬砌方案，对类似工程的设计有较好的借鉴作用。该电站现已建成投产，取得了较好的经济和社会效益。

4 结束语

水电站枢纽的布置是一个系统工程，其中水道部分的设计是一项重要内容，本文中的发电引水道的布置对类似工程的设计有一定的借鉴作用。

[1]渫水中军渡水电站工程初步设计报告，常德市水利水电勘测设计院，2006.9．

[2]水工隧洞设计规范（SL279-2002），中华人民共和国水利行业标准．

[3]小型水电站第二版,水工建筑分册. 水利电力出版社．

[4]成都科技大学水力学教研室吴持恭主编．水力学.高等教育出版社