水电站初步设计报告

工程布置及建筑物

5.1 设计依据

5.1.1 工程等别和洪水标准

牛头水电站总装机容量2X5000+2500=12500kW,引水坝为浆砌石重力坝，最大坝高为4.8m,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定，电站工程规模属小（1）型，工程等别为W等，主、次要建筑物分别按 4 级和 5 级设计。

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定并结合本

工程的具体情况，引水坝设计洪水标准为 10年一遇洪水，校核洪水标准为 20 年

一遇洪水；电站发电厂房为非挡水式地面厂房，发电厂房的设计洪水标准为 30 年一遇洪水，校核洪水标准为 100 年一遇洪水。

5.1.2 基本设计资料

5.1.2.1 水位流量资料

a）引水坝

正常引水水位419.50m;设计洪水位（P=10%） =423.56m,相应洪峰流量497m3/s，相应下游洪水位423.45m;校核洪水位（P=5%） =423.98m,相应洪峰流量587m3/s，相应下游洪水位423.89m。

b）发电厂房

正常发电尾水位为238.00m,发电最低尾水位为237.10m,下游设计洪

水位（P=3.33%） 242.63m,校核洪水位（P=1%） 243.50m。

5.1.2.2 地质资料

a）地震基本烈度

根据国家质量技术监督局 2001年 2月发布的《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001） ,本工程区地震动峰值加速度为 0.05g ,对应地震基本烈b）基岩物理力学参数

1）坝址：卵石层 f ak=250kpa, f =0. 45;

2）厂址:坡积层 f ak=170kpa, f =0. 35;强风化岩石 f ak=500kpa, f=0. 55

5.1.2.3抗滑稳定及地基应力控制标准

a）引水坝稳定安全控制标准

引水坝沿建基面按抗剪强度和抗剪断强度方法计算抗滑稳定，稳定安

全度控制标准见下表5.1-1。

表5.1-1 稳定安全度控制标准表

b）地基应力控制标准：

最大正应力max <250;

最小正应力min >0。

5.2工程选址

5.2.1坝址选择

牛头电站属引水式水电站，工程在三湖河仰屯自然村附近的三湖河修建引水坝，通过引水隧洞引水至牛头镇下游 3km牛头河左岸发电。工程主要建筑物有：引水坝、引水隧洞（明渠）、前池、压力钢管、发电厂房及升压站等。

三湖河流域周边分水岭均属砂岩地形，中间区域属喀斯特地形，溶洞发育，支流多为暗河，三湖河主流明暗交替，根据牛头电站的前期规划成果以及三湖河流域的地形、地质条件，主干流的隐现情况，牛头电站的引水坝选在仰屯自然村

附近，即三湖河流入溶洞前460m处，坝址上游有常年冒水的荡屯岩洞、农干洞、古榜洞和陇眉洞。

5.2.2 厂址选择根据引水工程沿途地形、地质条件和下游哥盖梯级电站的正常回水位及前期踏勘成果，牛头电站的发电厂房位置初拟两个布置方案，方案（I）发电厂房布置在牛头镇上游约1.2km处牛头河的左岸阶地上，方案（II）发电厂房布置在牛头镇下游 3km 处牛头河的左岸山脚上。两方案的平面布置详见“牛头初 -总图-0 1 ”。

a）方案（I ）

该方案引水线路自引水坝进水口引水至 A 点进入隧洞至 E 点延伸到 I 点，然后左拐至J点出口，隧洞出口与前池相接，通过发电隧洞、压力钢管引水至厂房发电，引水线路总长8825.5m,其中无压隧洞7633m,引水涵洞 292.5m,发电隧洞550m,压力钢管350m,另外尾水渠长790m。电站装机 2X 5000+2500=12500kW。

b）方案（I）

该方案引水线路在E点前与方案（I ）相同，通过E点后经F点在G右拐,在 H 点出口,隧洞出口与前池相接,通过压力钢管引水至厂房发电, 引水线路总长9620m,其中无压隧洞8689.5m,引水涵洞292.5m,压力钢管 638m。电站装机

2X5000+2500=12500kW。

c）方案比较

1）引水工程

两方案的枢纽布置基本相同，都为引水式水电站，方案（I ）的引水线路总长度为8825.5km,方案（I）的引水线路长度为9620km,两方案相比，方案（I）比方案（I）长794.5km,其中无压隧洞长1056.5m,压力管长288m, 但方案（I）有550m 长的发电隧洞及需增加790m长的尾水渠。另外，方案（I ）的前池位于高山山顶

上,交通不方便,运行管理因难,并在压力隧洞段需设 90m 深的井竖。

2) 厂区布置

方案(I )厂址距离牛头河较远，机组安装高程较高，厂房周围地形开阔，不需要考虑厂房防洪问题，管理和生活等附属建筑物可就近布置。方案(II) 厂址处地形较窄，靠近牛头河布置，管理和生活等附属建筑物距离厂房较远，管理运行不方便。

3) 工程占地

方案(I )厂址周围以水田为主，并且需修建 790m长的尾水渠，占用水田 20 亩，旱地 3 亩，林地 5 亩，所占用土地以耕地为主，占地补偿投资共计 125 万元，征地补偿工作较困难；方案 (I )厂址布置在山脚，前池与压力管沿着山坡布置，占用旱地 5.04 亩，林地 29.22 亩，所占用土地以林地为主，占地补偿投资共计 60万元，较方案 (I )少65万元，征地补偿工作相对较容易。

4) 工程效益

方案(I )的设计尾水位为245m，比牛头河正常水位高7m左右，不能充分利用水资源，年均发电量 4337kW.h;方案(I)的设计尾水位为238m, 能与牛头河水位衔接，可充分利用水资源，年均发电量 4434kW.h,比方案多 97 万 kW.h。

5) 工程施工

两方案的施工均以无压引水隧洞为主，控制工期均为引水隧洞，方案(I) 的引水隧洞较长, 但最大单向进深与方案 (I )基本相同,施工工期相差不大; 方案(I )的发电隧洞中间有竖井，隧洞后接压力钢管，施工工序较多，竖井施工难度也较大。在工程施工难易程度上方案 (I )略优于方案 (I )。

6) 工程投资

方案(I )的工程占地投资125万元，引水工程投资2423万元，发电工程投资1460万元，投资合计4008万元，方案（H ）的工程占地投资60万元, 引水工程投资2653万元，发电工程投资1125万元，投资合计3838万元，比方案（I ）多170万元。