牛牛壩水電站

牛牛壩水電站位於四川省涼山彝族自治州美姑縣境內,是美姑河水電規劃“一庫五級”方案的第1級水電站。設計發電引用流量59.3立方米/秒,總裝機容量80MW,保證出力22.1MW,年發電量2.59億kW・h(單獨運行/聯合運行)。

概述

牛牛壩水電站位於四川省涼山彝族自治州美姑縣境內,是美姑河水電規劃“一庫五級”方案的第1級水電站。工程區距西昌市152km,距美姑縣城24km,距美姑河匯入金沙江的匯入口72km。工程開發任務為發電,利用落差190m(1740m~1550m),設計發電引用流量59.3立方米/秒,總裝機容量80MW,保證出力22.1MW,年發電量2.59億kW・h(單獨運行/聯合運行)。

水文和水庫特性

閘/壩址控制流域面積1102平方公里,多年平均流量21.4立方米/秒,實測最大流量1410立方米/秒,多年平均徑流量6.75億立方米;多年平均含沙量1.86kg/立方米,實測最大含沙量330kg/立方米,多年平均懸移質輸沙量125萬t,多年平均推移質輸沙量4.1萬t。
水庫正常蓄水位1740m,死水位1685m,總庫容2.522億立方米,其中調節庫容2.011億立方米,具有年調節性能。閘/壩址設計洪水標準為50年一遇(p=2%),相應流量1420立方米/秒,校核洪水標準為200年一遇(p=0.5%),相應流量1840立方米/秒;廠房防洪設計洪水標準為50年一遇(p=2%),相應流量1440立方米/秒,校核洪水標準為200年一遇(p=0.5%),相應流量1860立方米/秒。

地形和地質條件

牛牛壩水電站是美姑河流域梯級“一庫五級”開發方案的龍頭水庫,牛牛壩水電站庫區土石流發育,處於紀爾洛背斜的北東翼和托木向斜的兩翼。壩區位於美姑縣新橋鄉下游約2km範圍內,處於紀爾洛背斜核部,構造較為複雜。引水隧洞右岸地形完整性好,為凸岸。右岸過溝段上覆岩體厚度較大,地質條件簡單,過溝問題不突出。廠址位於牛牛壩區政府上游約1km美姑河岸邊,廠址區河段近EW向,經右岸下地麵廠房急轉至SN向流出廠區並與下游美姑河右岸支流年渣老河匯合,廠址區為較寬緩的“U”型河谷。

樞紐布置

本工程樞紐為典型的混合式布置型式,由面板堆石壩―右岸泄洪洞、溢洪道―右岸引水線路―右岸上地麵廠房等組成。
面板堆石壩樞紐布置方案為:右岸岸邊開敞式溢洪道,右岸發電引水系統,右岸泄洪洞兼防空沖砂洞,泄洪放空採用一坡到底的有壓隧洞形式。初擬壩頂高程為1746.70m,防浪牆頂高程1747.70m。頂寬12.0m,底寬473m。上游壩坡1:40,下壩坡為1:50,下游邊坡在1700.00m和1655.00m高程處各設寬5m的馬道。整個溢洪道由進水引渠段、控制閘室段、無壓洞段、開敞段和出口挑流坎組成。進口溢流堰設1孔12.0m×12.0m(寬×高),堰頂高程為1728.00m,控制段設檢修平板門和弧形工作門各一道。斷面為城門洞形,斷面尺寸為12.0m×15.0m(寬×高)。溢洪道出口採用挑流消能方式,挑坎頂高程為1630.00m,反弧段半徑45.0m,挑射角16.5°。泄洪洞為深式進水口無壓洞型式,泄洪洞進口為岸塔式,進水塔體尺寸為22m×17m×73m(長×寬×高)。泄洪洞洞身斷面型式為方圓形,斷面尺寸7.0m×9.0m(寬×高),泄洪洞總長約365m。
引水系統由電站進水口、引水隧洞、調壓井、壓力管道等組成。電站進水口初擬豎井式,豎井頂部高程1745.00m,閘門豎井尺寸10m×8.5m×70.75m(長×寬×高)。閘井豎井內設平板事故檢修門、工作們各一道,閘底板高程1674.25m,閘孔尺寸均為4.5m×5.2m(寬×高),工作閘門後設通氣孔。引水隧洞採用有壓引水方式,總長3190m。調壓井初擬採用開敞阻抗式。井筒斷面為圓形,內徑9.50m,底板高程1665.00m,頂部高程1768.00m,總高103m,底部阻抗孔直徑3.8m。調壓室出現最高涌浪水位為1765.798m;調壓室最低涌浪水位1669.125m。壓力管道初擬採用地下埋藏式,主管內徑3.8m,長399.475m。即主管開挖洞徑5.0m,支洞開挖洞徑3.2m。
廠區樞紐由地麵廠房、副廠房及開關站和尾水系統等組成。主機間及安裝間長47.5m,寬19.0m。安裝高程1546.48m,建基面高程1538.52m,最大高度36m。副廠房及開關站結構形式為框架,地下二層為第一副廠房,地面靠主機間一側為開關站,靠安裝間一側為第二副廠房地下第一副廠房,共二層,長47.5m,寬16.2m,總高10.72m。底板高程:1548.78m。地上第二副廠房,共三層,與主廠房的安裝間平行布置,長17.5m,寬16.2m,高15.02m。本電站開關站為開敞式,長30.0m,寬16.2m。地面只設一層,為主變壓器層,樓板高程1559.50m,層高15.02m。尾水系統由尾水平台、尾水渠組成。尾水平台寬5.0 m,平台高程1559.50 m,布置有二孔閘門。尾水渠長約35.0 m,寬約19.0m,尾水管出口後接坡度1:3的反坡段。

機電設備

廠房安裝2台立軸混流式水輪發電機組,單機容量為40MW。發電機和變壓器採用擴大單元接線,220kV側採用變壓器-線路組接線,電站採用一回線路接至220kV美姑河開關站,再經開關站至500kV普提變電站,接入四川電網。
水輪機轉輪直徑2100mm,最大/額定/最小水頭188.4/155/124.2m,額定出力40MW,額定轉速428.6r/min,吸出高度-7m。
發電機為立軸懸式,額定容量47.06MVA,額定功率因數0.85,額定電壓10.5kV,GD為≥595t・m。
主變壓器為三相雙繞組風冷升壓式,額定容量100 MVA,能滿足運輸要求。
高壓開關(一般為GIS)選用敞開式電器設備,布置在副廠房屋頂。
通信及控制採用全計算機監控,不設常規手動控制手段。計算機監控系統功能要求、遠動信息及主要技術指標滿足電力行業標準《水電廠計算機監控系統基礎技術條件》(DL/T578-95)的要求。

工程施工

本工程擋水壩型為砼面板堆石壩,選擇採用斷流圍堰、隧洞導流方式。引水隧洞開挖擬選用YT-25型氣腿風鑽鑽孔,周邊光面爆破開挖,LZL-120扒渣機配10t自卸車出渣。土石方明挖151.44萬立方米,石方洞挖28.81萬立方米,土石方堆築484.50萬立方米,混凝土和鋼筋混凝土21.66萬立方米,固結灌漿8.38萬立方米,回填灌漿2.38萬立方米;本工程施工總工期為47個月,其中準備工程占直線工期6個月,主體工程工期37個月,工程完建期4個月。

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