天花板水电站调压井稳定断面分析及优化研究
2011-09-03刘国栋张大成
苏 岩,刘国栋,张大成
(中国水电顾问集团北京勘测设计研究院,北京 100024)
天花板水电站引水发电系统布置在牛栏江右岸山体内,由岸塔式进水口、有压隧洞、调压井和压力管道等,全长2 732 m。岸塔式进水口位于拱坝上游右岸,底板高程1 032.00 m,引水隧洞全长2 514.009 m,底坡0.5%,采用圆形有压洞,内径8.2 m,设计流量232.4 m3/s;调压井位于引水隧洞末端,采用阻抗露天式,圆形断面,内径23 m,阻抗孔直径4.6 m,井高72.32 m;调压井后设压力管道段,采用一管两机全埋藏方式布置,由1条主管、1个岔管和2条水平支管。压力管道主管长137.24 m,内径6.7 m;支管长36.58、25.24 m,支管内径4.3 m。电站厂房位于清水河与牛栏江交口下游1.8 km处,为岸边地面厂房,厂内安装两台单机容量为90 MW的立轴混流水轮发电机组,厂房尺寸68.5 m×22.2 m×47.5 m (长×宽×高)。
1 调压井处地形地质条件
调压井位于牛栏江右岸1 132 m高程左右,出口处坡高大于200 m,地形坡度40°左右,岸坡后缘为高大陡壁。调压井部位出露地层为震旦系地层和第四系松散堆积物,基岩为震旦系下统澄江组(Z1c)中厚层至厚层状岩屑石英砂岩夹中薄层粉砂质泥质页岩,岩层产状NE60°SE∠73°;岸坡后缘为震旦系上统东龙潭组上段 (Z2dl3)粉晶白云岩,岩层产状为NE21°SE∠18°。二者为角度不整合接触,接触带为岩溶角砾岩带。调压井部位岩层走向与山坡大角度相交,岩层倾向山里,为反向坡,地质构造为单斜构造,未见较大的断层出露;三组主要裂隙为: ①NW320°~325°SW∠50°~78°; ②NW306°NE∠32°; ③NE40°~60°SE∠65°。 岩体表层为强风化,厚度约5~15 m,弱风化厚度约为20~35 m。表层岩体受结构面切割,岩体相对破碎,对稳定不利。调压井井口以上人工开挖边坡,坡高约64 m。……
