水利枢纽坝址选择建筑物布置研究

关键词：水利枢纽；坝址；建筑物布置；左江水利枢纽

水利枢纽在正式开展建设之前需要先完成相关的考察和核对工作，对当地的地质条件、水土环境等进行全面的勘察和分析，坝址的选择关乎到之后水利枢纽整体功能的发挥情况[1]。另外，在建设水利枢纽时还需要对枢纽的相关建筑物开展合理的布置，为水利枢纽各项功能的实现起到辅助作用[2]。

一、左江水利枢纽情况概述

左江水电站坐落于广西自治区的南部地区，左江中上游的崇左市，属于左江干流的第一个梯级，与第二个梯级先锋水利枢纽和山秀水电站（第三个梯级）距离分别相距6km和85km，和省会城市南宁市相距136km。该水利枢纽的主要功能是发电，另外还有水产养殖、旅游、灌溉和航运等辅助功能。坝址以上可以控制的集雨面积超过了26172km2，水库的正常水位为108m，属于日调节水库，每年平均发电量超过了3亿kwh。

在左江水利枢纽当中的挡水建筑物包含河床式厂房、接头土坝（右岸、左岸）、混凝土重力坝（左岸）、下游侧还包含工作桥和交通桥。

二、广西左江水利枢纽的坝址选择

该水电站的坝址选择最早开始于上世纪70年代，当时在辉村选择了水利枢纽的坝址，开展枢纽布置和相关工程勘察工作。初步设计在1978年完成，当时也通过了自治区相关部门的审核。重新立项是在1988年，之后便开始开展水电站的可行性研究。进一步细化坝址的选择地址，选择了牛仔滩坝址和辉村坝址，前者在后者坝址位置下游6km的地方，火成岩是其基岩的主要构成成分，河口的位置更加开阔，岸肩地质条件更高，所获得的水头要比辉村高出4m左右，不管是从水力资源的利用效率还是地质条件方面，牛仔滩坝址的优越性更加显著。但是在实际工程开展的过程中却面临了比较棘手的问题，第一，先锋水轮泵站已经在1966年建成，若把这个水轮泵站毁掉重新建设，那么会影响到2000多亩地的灌溉，而且还需要考虑到施工期和建成之后灌溉区域内的灌溉问题，与地方利益息息相關，处理难度大。第二，在这个位置修建大坝将会对附近的铁路线路产生影响，铁路部门可以将这段铁路进行修改，但是会增加不必要的投资，而且这些投资则是需要由地方部门来承担，地方财力无法承受。辉村坝址则是处于火成岩和灰岩相互交接的地带，右岸的地形坡度更加舒缓，有国家公路经过这里，地方财力仍然可以承受，而且不涉及到地方比较大的利益问题，所以在综合考量了各种影响因素之后，最终所选择的坝址就是在辉村。

在可行性研究阶段，制定了3条可供选择的坝线，其中一条是之前留下的旧的坝线，还有两条则是在下坝上游位置，其中第三条坝线由于弯度比较大，左岸河壁比较陡峭，在布置的过程中难度比较大，所以放弃。第二条线路可以避开铁路，但是河宽比较窄，河床的岩溶比较发育，可能会存在渗漏通道，右岸的岩溶漏斗数量很多，防渗处理工程难度极大。在施工的过程中需要先对船闸进行施工，再借助于其作用来实现明渠的倒流。厂房相关的建筑和大坝同时开展施工工作，资金集中度比较大，而且难度大，实现起来不容易。下坝线因为具备十分良好的跨河天然隔水屏障，可以借助这种地质条件来使坝基防水工程量减少，河道的宽度要比上坝线宽度超出40m左右，借助于枢纽建筑物布置的方式，可以借助于地形的优势来减少大坝施工所带来的干扰。

三、广西左江水利枢纽的建筑物布置

（一）溢流闸坝相关建筑物的布置

这是属于低水头水利设施，所采用的布置形式是有闸控制，低堰大孔口的布置方式。在对已有的相关方案进行比对之后，所选择的闸孔为10孔，溢流前缘的长度共计为178m，属于混凝土重力坝的形式，剖面为WES样式，高程为94.0m。在溢流坝的内部设置有专门的排水廊道，廊道是灌浆构成，底部高程具体数值为83.3m，电站厂房和廊道、闸坝的两端边墩竖井采用楼梯的方式连接起来。左边和右边的边墩的厚度为5m，而中间的边墩厚度为3m（除了和施工纵向围堰相衔接使用的边墩），每一个闸孔都需要设置专门的露顶定轮工作闸门，同时还需要设置用于检修的门。需要使用专门的启闭机设备来完成工作闸门的启闭，将其布置在工作桥上，而检修门则是需要使用坝顶门机来完成启闭工作，轨距为7m，重2×800kN。

（二）电站厂房建筑的布置

由于本次的水电枢纽属于河床式电站，所以需要设置专门的浮筒式栏完成排污工作。在电站的厂房当中设置了轴流转浆式机组，设计的过程中，要求平均水头应当达到14.12m。电站厂房的总体长度为83.5m，分为安装间、主机间，长度分别为25m和58.5m。共有4个机组，不同的机组距离机组中心的距离也是不同的，1#、2#、3#和4#机组和机组中心距离分别为17m和19m。主机下游侧尾水管顶部会布置副厂房，在这个房间当中是用于电气系统的布设，副厂房也分为两个，另一个则是安装在安装间以下，用于对水系统、油气系统等进行布设。安装场地面的高程比较高，高度达到了102m左右，设备进场的方式是采用垂直进入的，而工作人员进入厂房时则需要进入到厂楼的副厂房当中，在进入到内部楼梯之后就可以进入到不同的运行层了。

（三）非溢流坝段相关建筑物的布置

非溢流坝段分为左岸和右岸，其中左岸所采用的类型属于混凝土重力坝，坝段的长度为70m，坝高为35.3m，在坝体的中部设置了专门用于检修的闸门，坝顶门机轨道一直延伸到坝段的末端位置，为了满足今后可能会扩建船闸的需要，同时在设计的过程中预留了船闸位置，中越120t的机动船队位置。右岸采用框格填渣坝的方式。

（四）水坡相关建筑物的布置

该水利枢纽的通航建筑物在设计了众多方案之后，通过对比和选择最终使用的是水坡升船机的方式，按照120t船队的标准，年货运量为50×104t的标准来开展具体的设计。在开展总体布置时，需要把水坡布置在左岸的山坳当中，主要是为了减少大坝的施工量，也减少了土石开挖所带来的时间和人力资源成本等。本次设计的水坡坡首分为了两段，第一段的结构为“U”型结构，是由底板整体和侧墙构成的结构，是挡水建筑物的组成部分，而第二段则是由工作门和推进机所构成的船舶停泊区域，所采用的结构为钢筋混凝土坞式结构。推进机是水坡机电部分当中最主要的设备，包含滑动挡水板和牵引机车。整个坡槽沿着纵向设置构造缝，设置时每隔25m设置一道，为了给交通和工程检修提供便利，坡槽的两侧需要布置相应的交通便道。

四、结束语

在水利工程建设的过程中必须要在设计阶段做好坝址的位置选择[3]。在选择坝址的具体位置时，所需要考虑的因素众多，比如环境因素、经济因素，是否会对已有的设施产生不良影响等，综合各种因素之后选择更加合适的坝址，同时还需要对水利枢纽建设过程中的相关建筑物进行合理的布置，促进大坝功能的发挥。

参考文献：

[1]郑光俊，陈志康，徐静，等.拉洛水利枢纽沥青混凝土心墙坝设计研究[J].中国水利，2016（20）：39-41.

[2]赵景志，廖瑜，代长贤.都柳江红岩水利枢纽工程布置方案研究[J].广东水利水电，2016（11）：5-10.

[3]蔡应心.二甲沟水库枢纽工程坝址布置方案研究[D].黑龙江大学，2016.