夏國恩，程 洋

(1.遵化市水務(wù)局，河北 遵化 064200；2.河北省水利水電第二勘測設(shè)計研究院，河北 石家莊 050021)

1 概 述

遵化市黎河水電站(1～8級)項目是河北省重點(diǎn)建設(shè)項目，已經(jīng)開發(fā)建設(shè)了黎河二、三、四級3座水電站。黎河八級水電站是遵化市“十二五”骨干電源工程，選用了1臺燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組。

2 布置原則

水電站廠房是水能轉(zhuǎn)化為電能的主要生產(chǎn)場所，也是運(yùn)行、維護(hù)、檢修的工作場所。燈泡貫流式機(jī)組結(jié)構(gòu)復(fù)雜、過流斷面大、軸向尺寸長，決定了開挖斷面大、開挖基礎(chǔ)深、軸向開挖長度長。因此燈泡貫流式機(jī)組水電站廠房布置除滿足一般規(guī)程規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求外，還必須滿足施工安裝、檢修維護(hù)、安全運(yùn)行等的需要，其廠房布置原則如下：

(1)合理布置主廠房、副廠房、主變壓器場地、發(fā)電引水及尾水建筑物等，做到科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)、高效。同時，考慮施工導(dǎo)流、施工工序、機(jī)組投運(yùn)的要求，優(yōu)化各建筑物的布置。

(2)廠房布置、結(jié)構(gòu)尺寸等應(yīng)滿足設(shè)備施工安裝、檢修維護(hù)、運(yùn)行管理等的需要。

(3)副廠房的布置應(yīng)滿足電站輔助設(shè)備、設(shè)施布設(shè)需要，其功能應(yīng)與主廠房的布置、建設(shè)成本、檢修維護(hù)、運(yùn)行管理和采光通風(fēng)要求協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

3 布置要求

廠房應(yīng)根據(jù)自然條件、周圍環(huán)境、施工工序、使用要求、建筑材料和建筑技術(shù)等因素，以及運(yùn)行維護(hù)、廠內(nèi)交通、通風(fēng)采光、安全生產(chǎn)等要求，因地制宜、綜合考慮、統(tǒng)籌安排、合理布置。廠房空間除滿足安裝臥式水輪發(fā)電機(jī)組外，還必須滿足安裝輔助設(shè)備、高低壓電氣設(shè)備、控制保護(hù)設(shè)備等，必須有足夠的空間安裝起重設(shè)備及布置檢修平臺，必須有足夠的空間滿足安全生產(chǎn)和運(yùn)行維護(hù)需要。

4 布置方案

黎河八級水電站位于河北省遵化市建明鎮(zhèn)高各莊村北的黎河左岸，主要利用引灤入津工程經(jīng)過黎河河道水量及落差發(fā)電。電站安裝1臺SFWG4400—40/3480水輪發(fā)電機(jī)組，主要工程包括：攔河橡膠壩、引水節(jié)制閘、引水渠、前池、溢流堰、泄水陡槽、進(jìn)水閘、壓力管道、廠房、尾水渠、尾水交通橋、升壓站、生活區(qū)等。

黎河八級水電站工程規(guī)摸為小(2)型。建筑物防洪標(biāo)準(zhǔn)：攔河橡膠壩、引水節(jié)制閘按20年一遇洪水設(shè)計，廠房按30年一遇洪水設(shè)計，穿河道堤防建筑物按100年一遇洪水設(shè)計。

電站廠房位于前池下游，河道左堤外側(cè)。主廠房布置形式按主廠房軸線平行水流方向布置和垂直水流方向布置兩個方案進(jìn)行了比較。

4.1 主廠房軸線平行水流方向布置方案

室外地面(高程66.98 m，下同)以下部分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，室外地面以上部分為鋼筋混凝土排架、磚墻圍護(hù)、輕鋼屋面結(jié)構(gòu)。地下高程61.075 m(黃海高程)為水輪發(fā)電機(jī)層地面，主廠房平面尺寸18.42 m×14.12 m(長×寬)，圍墻為現(xiàn)澆鋼筋混凝土，厚度0.8 m，機(jī)組轉(zhuǎn)輪中心線高程55.575 m。地面以上廠房平面尺寸28.72 m×21.8 m(長×寬)，其中：主廠房28.72 m×14.12 m，安裝間位于水輪發(fā)電機(jī)組下游，地面高程66.98 m。副廠房平面尺寸28.72 m×7.68 m，布置在主廠房右側(cè)，砌體結(jié)構(gòu)，分兩層，一層地面高程66.98 m，布置空壓機(jī)室、低壓配電室、勵磁變間、廠變間等。二層地面高程70.98 m，布置中控室、高壓室、通信室等。進(jìn)廠道路由堤頂公路穿副廠房進(jìn)入主廠房。

該方案主廠房軸線與機(jī)組軸線平行，安裝間在機(jī)組段下游，視野開闊，起重吊裝方便；副廠房布置在主廠房右側(cè)地面高程以上，通風(fēng)、采光較好。但廠房順?biāo)鞣较虿贾贸凉M足廠房功能外還應(yīng)滿足安裝間最小尺寸。安裝間下部考慮兩種方案:一是加長尾水管采用全部回填處理,但本方案尾水管較長，且順流道方向開挖較深(最深處達(dá)16.54 m)，開挖量大，增加了水頭損失和工程投資；二是安裝間地面采用框架結(jié)構(gòu)形式布置，但安裝間跨度為14.12 m，尾水渠內(nèi)不適宜增加鋼筋混凝土柱，因安裝間安裝及檢修需擺放設(shè)備，荷載較大，做單跨框架結(jié)構(gòu)投資較大。

副廠房布置在廠房右側(cè)，基礎(chǔ)全部座落在回填土上，地基處理考慮兩種方案：一是回填土全部采用碎石土，壓實(shí)系數(shù)不小于0.98,回填土沉降期較長無法滿足工期要求，且投資較大；二是采用素土回填，壓實(shí)系數(shù)不小于0.94，回填完成后副廠房基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土灌注樁，樁底直接進(jìn)入下部穩(wěn)定基巖，但由于副廠房順?biāo)鞣较蜉^長，需做的樁基數(shù)量較多，且樁基施工工期較長。

4.2 主廠房軸線垂直水流方向布置方案

室外地面(高程66.98 m，下同)以下部分為水輪發(fā)電機(jī)層，平面尺寸17.82 m×19.72 m(長×寬)，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，水輪發(fā)電機(jī)層地面高程61.075 m，圍墻為鋼筋混凝土墻，厚度0.8 m，機(jī)組轉(zhuǎn)輪中心線高程55.575 m。水輪發(fā)電機(jī)層下游側(cè)布置低壓配電室、勵磁變間、廠變間和空壓機(jī)室。室外地面以上部分廠房平面總尺寸為23.92 m×19.72 m，其中：主廠房平面尺寸23.92 m×13.88 m，副廠房平面尺寸23.92 m×5.84 m。主廠房結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)、磚墻圍護(hù)、輕鋼屋面，安裝間位于發(fā)電機(jī)左側(cè)，主廠房設(shè)電動雙梁雙鉤橋式起重機(jī)1臺。副廠房布置在主廠房下游，結(jié)構(gòu)形式為砌體結(jié)構(gòu)，設(shè)有中控室、高壓室、通信室、柴油發(fā)電機(jī)室等。廠房下游30年一遇設(shè)計洪水位66.42 m，50年一遇校核洪水位66.63 m，進(jìn)廠道路由堤頂公路直接進(jìn)入廠房。

該方案主廠房軸線與機(jī)組軸線垂直，安裝間在機(jī)組段左側(cè)，視野較好，起重吊裝比較方便，低壓配電室、勵磁變間、廠變間和空壓機(jī)室布置在水輪發(fā)電機(jī)層，通風(fēng)采光條件差；副廠房布置在主廠房下游地面高程以上，通風(fēng)、采光較好；但尾水管不需加長處理，減少了開挖量；廠房和副廠房垂直水流方向較長，不能完全座落在下部鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上，考慮將廠房檢修間及副廠房柴油發(fā)電機(jī)室布置在回填土上，且與主體結(jié)構(gòu)之間設(shè)沉降縫。檢修間及柴油發(fā)電機(jī)室下部采用素土回填，壓實(shí)系數(shù)不小于0.94，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土灌注樁，樁底直接進(jìn)入下部穩(wěn)定基巖，本方案安裝間及副廠房沿水流方向較短，樁基數(shù)量較少，樁基投資較少、施工工期短。

4.3 主廠房布置方案選擇

兩種方案均能滿足電站能量轉(zhuǎn)換功能要求，但主廠房軸線順?biāo)鞣较虿贾梅桨竿顿Y較大、工期較長，不符合廠房布置經(jīng)濟(jì)合理的原則；經(jīng)綜合比較推薦采用主廠房軸線垂直水流方向布置方案。

5 結(jié) 語

黎河八級水電站廠房布置充分考慮了地形地質(zhì)條件，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，廠房布置設(shè)計時遵循廠區(qū)建筑物緊湊布置、科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)適用原則，經(jīng)過投資、工期、安全、適用等比選，確定主廠房軸線與水流方向垂直方案，并給出了安裝間及副廠房基礎(chǔ)沉降問題的解決方案，可為類似水電站廠房布置借鑒。