1.亭子口水利枢纽工程设计_汪庆元

1工程概况

亭子口水利枢纽位于四川省广元市苍溪县境内，下距苍

溪县城约15km ，是嘉陵江干流开发中唯一的控制性工程，以防洪、灌溉及城乡供水、发电为主，兼顾航运，并具有拦沙减淤等综合效益。

1.1水文气象条件

坝址多年平均流量598m 3/s ，相应多年平均年径流量

189亿m 3，径流深309mm 。坝址各频率洪峰流量见表1。

坝址多年平均降水量为995.8mm ，多年平均气温16.6

℃，多年平均风速为1.9m/s ，多年平均最大风速为13.2m/s ，

多年平均地面温度19.2℃，多年平均水温15.5℃。

1.2地形地质条件

（1）地形地貌。嘉陵江由北北西向南南东流经坝址区，流

向170°，河段平直开阔，呈浅“U ”形河谷，谷底宽170～350m ，

458m 高程处谷宽778～856m 。河床左侧为主河槽，枯水位370～371m ，相应水面宽170～200m ，水深1.1～4.5m 。河床覆

盖层厚度一般为6～10m ，最厚处约13.5m ，基岩顶板高程

352.86～364m 。

左岸山体宽厚，临江峰顶高程657.8m ，岸坡中部高程

480～400m 为缓坡平台，平台宽150～360m ，长2500余m ，

台面高程自上游至下游逐渐降低，斜坡段地形坡度一般为

20°～25°。右岸山体临江峰顶高程550m ，岸坡中分布两级缓

坡平台，下级高程390～410m ，台地宽120～150m ，长大于

500m ；上级缓坡平台高程445～460m ，台地宽100～120m ，长

约500m ；斜坡段地形坡度一般为15°～20°。

（2）地层岩性。坝区出露地层为白垩系下统苍溪组（K 1C ）砂岩、粉砂岩、粘土岩，总厚度480m ，为软硬相间不等厚的层状岩层。主要的砂岩层位有K 1C 6-1

、K 1C 4-2

、K 1C 3-2

、K 1C 2-3

、K 1C 2-1

等5

文章编号：0559－9342（2009）10－0026－03

亭子口水利枢纽工程设计

汪庆元，雷长海，曾令华

（长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北武汉430010）

关键词：设计；枢纽布置；主要建筑物；关键技术问题；亭子口水利枢纽摘

要：亭子口水利枢纽工程为一等大（1）型水利水电工程，永久主要建筑物为1级，电站厂房为2级，下游护岸工程等建筑物为3级。表孔及底孔泄水建筑物布置在河床中间，底孔兼作三期导流底孔，左岸布置坝后式厂房，右岸布置垂直升船机。工程为红层地区最高的重力坝，坝基存在缓倾角软弱夹层，大坝深层抗滑稳定等是该工程设计的关键技术问题。

Design of Tingzikou Water Control Project Wang Qingyuan,Lei Changhai,Zeng Linghua

(Changjiang Survey,Planning,Design and Research Co.,Ltd.,Wuhan Hubei 430010)

Key Words :design;project layout;main buildings;key technical issues;Tingzikou Water Control Project

Abstract :Tingzikou Project is a Class I and First-large type water resources and hydropower project,the main perma -nent buildings belongs to Type 1,the powerhouse belongs to Type 2,and downstream bank protection works belongs to Type 3.Upper outlet and bottom outlet are deployed in the middle of the riverbed.Bottom outlet is also being as the dis -charge structure of third period diversion.The power plant is located on left bank of dam,the vertical ship lift is in the right bank of dam.The gravity dam is highest in red layer region.There is low-angle weak interlayer in dam foundation,and the dam stability against deep sliding is the key issues of the engineering design.

中图分类号：TV622（271）

文献标识码：A

收稿日期：2009-09-21

作者简介：汪庆元（1962—），男，湖北红安人，教授级高工，院副总工，主要从事水利水电工程设计；雷长海（1965—），男，湖北武穴人，高级工程师，主要从事水利水电工程设计；曾令华（1964—），男，湖北仙桃人，高级工程师，主要从事水利水电工程设计.

第35卷第10期2009年10月

水力发电

Water Power Vol．35．No．10

亭子口工程建设

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Water Power Vol．35．No．10

层，除K 1C 4-2

层为结构较疏松的长石石英砂岩外，其余4层均为较坚硬的岩屑砂岩，其中河床坝基下K 1C 2-1

层砂岩厚23～28

m 。坝区第四系分布较广，主要为河流冲积与崩滑堆积。河床

冲积砂砾石厚6～13.50m ；左岸古滑体厚度一般为20～40m ，

最大厚度约为63m 。厚层砂岩（K 1C 2-1

、K 1C 2-3

和K 1C 3-2

）中共分布软岩31层，其中K 1C 2-1

中有11层，分布面积较大的有NS2-1-2、

NS2-1-5、NS2-1-8、NS2-1-9；K 1C 2-3

中有14层，分布面积较大

的为NS2-3-2、NS2-3-3、NS2-3-4软岩；K 1C 3-2

中有6层。河床部位控制性软岩为NS2-1-5、NS2-1-8、NS2-1-9和K 1C 2-2

层。软岩中软弱夹层共有31条，其中Ⅰ类破碎夹层5条，Ⅱ类破碎夹泥层9条，Ⅲ类泥化夹层17条。河床部位主要软弱夹层有K 1C 2-1

中的JS2-1-2泥化夹层、K 1C 2-2

层顶底界的JS2-2-1、

JS2-2-2泥化夹层和K 1C 2-3

中的JS2-3-2、JS2-3-3泥化夹层。

2枢纽布置

亭子口水利枢纽工程等别为一等，工程规模为大（1）型。

主要建筑物为1级，电站厂房为2级，次要建筑物为3级。

混凝土坝设计洪水重现期为500年，校核洪水重现期为

5000年。消能建筑物设计洪水重现期为100年。电站厂房设

计洪水重现期为500年，校核洪水重现期为500年。

该枢纽是以防洪为主的工程，嘉陵江洪水峰量较大，大坝设计洪水峰值达34500m 3

/s ，同时坝址处河段较为顺直，

枢纽布置中泄水消能建筑物宜布置于主河床，这既有利于施工及运行期洪水的宣泄，减少对下游河势的影响，也可方便其他建筑物的布置。在泄水消能建筑物布置于主河床后，升船机及厂房建筑物宜分别布置于泄水建筑物两侧，经过从大坝深层抗滑稳定、施工导流、施工条件、施工工期、工程投资等多方面比较确定推荐方案。

该工程坝址为李家咀坝址，推荐坝型为混凝土重力坝，重力坝坝轴线总长995.4m ，坝顶高程465m ，最大坝高116

m 。推荐的枢纽布置方式为：河床中间布置8个表孔、5个底

孔及消能建筑物，底孔（兼作排砂孔）布置在表孔左侧，河床左侧布置坝后式电站厂房，河床右侧布置垂直升船机，两岸布置非溢流坝段，灌溉渠首独立布置在坝线上游。

3主要建筑物

该工程坝轴线全长995.4m ，共分50个坝段，从左到右

依次为：1～16号左岸非溢流坝段，轴线长292.1m ；17～20号厂房坝段，轴线长112.0m ；21号底孔门库坝段，轴线长20.8m ；22～26号底孔坝段，轴线长85m ；27～35号表孔坝段，轴线长158.5m ；

36号纵向围堰兼表孔门库坝段,轴线长25m ；37号升船机坝段，

轴线长42m ；38～50号右岸非溢流坝段，轴线长260m 。

3.1泄水建筑物

泄水建筑物均布置于河床中部，由8个表孔、5个底孔

组成，底孔邻近厂房坝段，布置于表孔左侧。表孔坝段宽

18.5m ，闸墩厚4.5m ；底孔坝段宽17.0m 。溢流前缘总长

243.5m ，采用底流消能形式。

3.1.1表孔

表孔共8个，孔口尺寸为14.0m ×22.8m （宽×高），每孔设弧形工作门，由液压启闭机启闭，弧门上游设检修钢闸门。

为减小消力池长度，加强消能效果，表孔出口采用宽尾墩方案。宽尾墩起始收缩点距坝轴线29.42m ，水平长22.58m ，收缩比为0.3，墩尾折角为12.24°。边表孔采用不对称宽尾墩（即导墙侧收缩6.10m ，另一侧收缩3.00m ），收缩比为0.35。

表孔池底高程355m ，池长135m ，池宽143.5m ，消力池尾坎为连续式，坎顶高程367m 。尾坎后防冲段长35m ，高程

360.3m 。消力池设置封闭抽排系统。

3.1.2底孔

底孔主要任务是泄洪、排沙，并兼作施工期导流底孔，共

5孔，孔口尺寸均为6m ×9m （宽×高）。底孔底板高程374.0m ，采用有压短管形式，有压短管出口下游两侧突扩0.5m ，

底部跌坎高1.6m 。明槽坡比1∶4.5，下段采用半径为75m 的圆弧调整到水平后至出口，出口突跌8.0m 至消力池底板，出口高程362.0m ，消力池护坦高程354.0m 。

底孔池底板高程354.0m ，长187.7m （底孔明槽出口～消力池尾坎），池宽75m ，消力池尾坎为连续式，坎顶高程367m 。尾坎后防冲段长35m ，高程360.3m 。消力池设置封闭抽排系统。

3.2电站厂房

电站厂房采用坝后式厂房，安装4台单机容量275MW

的混流式水轮发电机组，总装机容量1100MW 。

电站建筑物主要包括坝式进水口、坝后背管、电站厂房、上下游副厂房、安装场、尾水渠以及厂房左侧边坡和尾水渠护坡等。

厂房总长161.8m ，其中机组段长114.8m ，安装场段长

47.0m 。厂房标准机组段长28.0m ，边机组段长30.8m 。顺水流

向宽49.48m ，主厂房上部宽30.1m ，主厂房净宽27.1m 。

水轮机组装机高程定为366.60m ，相应确定厂房的各控制高程，厂房底板开挖高程为342.90m ，发电机层楼面高程为384.20m ，水轮机层楼面高程为378.20m 。

3.3通航建筑物

通航建筑物布置在枢纽右岸导流明渠内，采用单线一级

垂直升船机，承船厢有效水域尺寸为116m ×11.7m ×2.5m （总长×型宽×吃水），可一次通过1+2×500t 分节驳顶推船队或2艘500t 级机动驳。

通航建筑物主要包括升船机上闸首、船厢室、下闸首以及上下游引航道靠船、导航、隔流建筑物等。

上游引航道长404m ，引航道左侧布置两条50m 长的支墩式浮式导航堤，引航道右侧布置7个中心距为20.0m 的靠船墩。上闸首采用整体式“U ”形结构，结构总长80.0m ，总宽42.0m 。船厢室结构总高134.0m ，总长118.2m ，总宽

41.6m 。下闸首结构总长27.5m ，总宽48.8m 。下游引航道长785.0m ，临江侧在原纵向围堰基础上布置混合式隔流堤与下

游河道隔开。引航道左侧设120.0m 长的墩板式导航墙，右侧设45.0m 长的辅导航墙和7个中心间距为20.0m 的靠船墩。

3.4灌溉引水首部建筑物

该枢纽灌溉工程灌区用水包括农业灌溉及城乡供水。农

第35卷第10期

汪庆元，等：亭子口水利枢纽工程设计

亭子口工程建设

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