卡洛特水電站樞紐布置設(shè)計(jì)

楊啟貴　孔凡輝　萬云輝　張超

摘要：巴基斯坦卡洛特水電站工程具有地震烈度高、壩址區(qū)巖性軟弱、泄洪規(guī)模大、泥沙問題突出等復(fù)雜基礎(chǔ)建設(shè)條件和建設(shè)開發(fā)背景?？逄貥屑~工程主要包括擋水建筑物、泄洪消能建筑物、引水發(fā)電建筑物和導(dǎo)流建筑物，樞紐布置方案經(jīng)過了充分的方案比較和模型試驗(yàn)論證。圍繞樞紐布置方案涉及的水文泥沙、地形地質(zhì)、施工組織、運(yùn)行管理等要素，系統(tǒng)介紹了卡洛特水電站樞紐布置設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，并提出了相應(yīng)的解決方案，旨在為類似工程樞紐布置設(shè)計(jì)提供有益的啟示。

關(guān)鍵詞：樞紐布置; 瀝青混凝土心墻堆石壩; 模型試驗(yàn); 泄洪消能; 卡洛特水電站

中圖法分類號(hào)： TV651

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.02.022

0引 言

卡洛特水電站位于巴基斯坦旁遮普省卡胡塔縣境內(nèi)的吉拉姆河上，水庫正常蓄水位461.00 m，相應(yīng)的水庫庫容為1.52億m3;工程建設(shè)的主要任務(wù)為發(fā)電，地面電站安裝4臺(tái)單機(jī)容量180 MW的機(jī)組，總裝機(jī)720 MW?？逄厮娬居芍袊龒{集團(tuán)投資開發(fā)，設(shè)計(jì)按中國標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范執(zhí)行，是巴基斯坦首個(gè)完全使用中國水電行業(yè)技術(shù)和中國標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)建設(shè)的大型水電項(xiàng)目[1]。

卡洛特水電站主要由擋水建筑物瀝青混凝土心墻堆石壩、泄水建筑物溢洪道、地面電站廠房和引水

建筑物、引水發(fā)電建筑物、導(dǎo)流建筑物

等組成。根據(jù)中國水電行業(yè)規(guī)范[2-3]，該水電站工程的規(guī)模為Ⅱ等大（2）型，主要永久水工建筑物包括大壩、溢洪道、引水發(fā)電建筑物等均為2級(jí)建筑物，其他次要建筑物為3級(jí)，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)安全級(jí)別均為Ⅱ級(jí)。根據(jù)水文資料分析，工程設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為500 a一遇，對(duì)應(yīng)洪峰流量為20 700 m3/s，校核洪水為5 000 a一遇，對(duì)應(yīng)洪峰流量為29 600 m3/s。

本文結(jié)合卡洛特水電站工程區(qū)地形地質(zhì)資料、水文條件、施工特點(diǎn)，介紹了擋水建筑物、泄洪排沙建筑物等的工程最優(yōu)的樞紐布置方案。

1樞紐布置條件

1.1水文泥沙

卡洛特水電站所在的吉拉姆河（Jhelum）主要以季節(jié)性降雨和雪山融水補(bǔ)給。吉拉姆河流域受季節(jié)和地形的影響，降雨時(shí)空分布不均，主要是夏季降雨量較多，年內(nèi)降雨差異大?？逄貕沃犯浇磕?～9月的降雨量占全年的86.2%。根據(jù)水文統(tǒng)計(jì)資料，多年最大月平均流量最大的月份為5月，流量1 770 m3/s，最小的月份為12月，流量223 m3/s。旬平均流量最大的為5月下旬，最大流量1 760 m3/s，旬最小流量為1月上旬，最小值為216 m3/s。據(jù)收集到的壩址區(qū)域1969～2010年的水文資料分析，壩址區(qū)域多年平均流量819 m3/s，多年平均徑流量258.3億m3。壩址附近多年平均降雨量約為1 430 mm，多年平均蒸發(fā)量2 016 mm，多年平均的最大風(fēng)速13 m/s，多年平均氣溫為22.2 ℃。

吉拉姆河兩岸森林植被覆蓋情況差異較大，沿河流水系植被覆蓋情況良好，山坡高地植被覆蓋率低。流域內(nèi)每月基本都有降雨發(fā)生，降雨總量相對(duì)充沛。吉拉姆河流域內(nèi)的泥沙主要是由于地質(zhì)風(fēng)化侵蝕等物理地質(zhì)現(xiàn)象引起，實(shí)測(cè)資料表明：壩址河流多年平均懸移質(zhì)輸沙量年平均值為3 315萬t，其中最小年輸沙量為2001年的3.8萬t，最大年輸沙量為1992年的8 160萬t，壩址河流多年平均泥沙含量為1.28 kg/m3，按中國經(jīng)驗(yàn)，吉拉姆河屬于中等泥沙含量河流，但卡洛特成庫后庫容約1.5億m3，庫容較小，與河流輸沙量相比，泥沙淤積情況將較為嚴(yán)重，且實(shí)測(cè)資料表明，吉拉姆河泥沙顆粒偏粗。根據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn)和前期泥沙研究成果[4-5]，結(jié)合中國在多沙河流上水電工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)[6-7]，需選擇汛期利用沖沙孔排沙沖沙的運(yùn)用方式解決水庫的泥沙問題。

1.2地形地貌

壩址區(qū)位于吉拉姆河河段的中上游，該地區(qū)主要以中低山坡地的地貌為主，靠近河流的岸坡高程450～900 m。在推薦壩址附近區(qū)域，吉拉姆河呈現(xiàn)出“幾”字型穿越附近中低山坡地，在右岸山坡內(nèi)部形成河灣地段，長(zhǎng)度約700 m，如圖1所示。

壩址可選河段兩岸河谷總體呈現(xiàn)出不對(duì)稱的“V”型，在“幾”字型區(qū)域形成回頭灣的形態(tài)?；仡^灣下游左岸有多級(jí)近岸斜坡發(fā)育，斜坡總體平緩，斜坡坡頂傾向?yàn)镾E方向。右岸地形比較平緩，天然地形坡度約20°～35°，局部區(qū)域發(fā)育有陡坎地形?；仡^灣以上區(qū)域右岸地形呈現(xiàn)出上部陡、下部緩的形態(tài)，下部坡度通常為25°～35°，上部有臺(tái)階型式的陡坎、陡崖發(fā)育，上部坡頂主要呈現(xiàn)出向SEE方向傾斜的平緩形狀，回頭灣以上區(qū)域左岸主要發(fā)育有各級(jí)臺(tái)階，平均坡度為25°～30°，局部區(qū)域坡度較陡，左岸臺(tái)階高程424～462 m局部發(fā)育有臺(tái)狀平緩地帶，坡頂主要為順向基巖坡。

推薦壩址附近地形呈現(xiàn)出一定的封閉狀態(tài)，左岸上坡陡峻，山體雄厚，右岸“幾”字型區(qū)域河灣地塊寬度380～700 m，在正常蓄水位附近，均不存在地形埡口。河床兩岸可見階地發(fā)育，局部可見三級(jí)階地，階地階面的長(zhǎng)度通常為220～670 m。壩址附近吉拉姆河水面高程通常在385～395 m之間，實(shí)測(cè)枯水期水深通常為6～8 m，河床中部水深8～12 m，水面寬度30～60 m。壩址區(qū)域未見明顯的河漫灘發(fā)育。

1.3工程地質(zhì)

根據(jù)工程區(qū)地震調(diào)查成果，以及評(píng)審?fù)ㄟ^的

《巴基斯坦卡洛特水電站工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告》，工程區(qū)基本地震烈度（50 a內(nèi)超越概率10%）基巖地震水平向峰值加速度0.26g，壩址區(qū)地震基本烈度按Ⅷ度設(shè)計(jì)，100 a超越概率2%時(shí)的基巖水平向峰值加速度為0.52g。

地質(zhì)勘察結(jié)果表明，壩址區(qū)未見巖漿巖、變質(zhì)巖分布，鉆孔結(jié)果表明壩址地層主要為新生界磨拉石建造的陸源碎屑沉積巖地層。區(qū)內(nèi)巖石巖性主要為細(xì)砂巖、中砂巖、粉砂質(zhì)泥巖及泥質(zhì)粉砂巖等。上第三系中新統(tǒng)多克帕坦（Dhok Pathan）組（N1dh）地層和納格利（Nagri）組（N1na）在壩址附近出露。粉砂質(zhì)泥巖和泥巖占比約23.8%，泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖32.3%，細(xì)砂巖6.2%，中粗砂巖38.0%。壩址區(qū)砂巖層中夾有透鏡狀分布的疏松砂巖，主要是由于地層沉積環(huán)境、巖石成巖膠結(jié)程度不同造成的。在N1na3-1-1層，N1na3-2-1、N1na3-3-1、N1na4-1及N1na4-3-1層中局部分布有疏松砂巖。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)成果表明，疏松砂巖透鏡體最大厚度為3.5 m，一般情況下厚度通常為0.1～0.6 m。疏松砂巖透鏡體空間分布上呈現(xiàn)明顯的隨機(jī)性，無規(guī)律可以遵循，在地層中分布不穩(wěn)定、巖性差。壩址區(qū)局部多見淺表覆蓋層滑坡，未見明顯的泥石流跡象。

根據(jù)前期地質(zhì)鉆孔試驗(yàn)成果，壩址區(qū)地下巖體透水性總體較弱，微新砂巖、粉砂巖，滲透性測(cè)試獲得的滲透系數(shù)小于10 Lu的試驗(yàn)段數(shù)占總試驗(yàn)段數(shù)的比例超過90%，小于3 Lu的試驗(yàn)段數(shù)占比超過78%，總體呈現(xiàn)出透水性較弱的特征。弱風(fēng)化的細(xì)砂巖、中砂巖等，受外界氣候因素影響，巖體透水性與巖體風(fēng)化程度密切相關(guān)，滲透性測(cè)試獲得的滲透系數(shù)大于10 Lu的試驗(yàn)段數(shù)占總試驗(yàn)段數(shù)的比例超過12.5%至43%。細(xì)砂巖、中砂巖總體比其他巖類的透水性稍大。

2樞紐布置原則

卡洛特水電站工程主要包括瀝青混凝土心墻壩、引水發(fā)電系統(tǒng)、導(dǎo)流洞和泄洪排沙建筑物等，樞紐布置應(yīng)遵循以下原則。

（1） 考慮將遠(yuǎn)期吉拉姆河流域規(guī)劃和近期工程建設(shè)相結(jié)合。

（2） 壩址附近洪水峰高量大，建筑物泄洪流量大，泄洪消能問題十分突出，樞紐布置時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮泄洪消能建筑物的布置，確保泄洪消能的安全。

（3） 合理解決排沙建筑物布置、沖沙型式和引水系統(tǒng)發(fā)電的問題。

（4） 工程的單一任務(wù)為發(fā)電，樞紐布置應(yīng)盡可能保證發(fā)電效益的最大化。

（5） 電站廠房盡可能布置在大壩下游，以合理利用水頭差，減少工程量，廠房引水隧洞盡可能利用地質(zhì)條件相對(duì)較好的微新砂巖層。

（6） 盡可能便于建設(shè)期和運(yùn)行期的管理，壩址所在的吉拉姆河左岸為巴基斯坦經(jīng)濟(jì)相對(duì)較為發(fā)達(dá)的旁遮普省，右岸位于民族宗教因素較為復(fù)雜的克什米爾地區(qū)，工程的運(yùn)行管理牽涉到兩個(gè)地區(qū)的利益之分，樞紐布置應(yīng)盡可能考慮上述因素的影響。

3樞紐布置方案

卡洛特水電站大壩擬布置于卡洛特橋上游約1 km處，壩址河谷地形較狹窄，在高程469.50 m寬度約400 m。右岸為河灣地塊，便于布置樞紐建筑物，引水隧洞橫穿右岸山脊可獲得下游河段約4 m水頭。壩址區(qū)屬中低山地貌，吉拉姆河在壩址區(qū)內(nèi)呈“幾”字形展布，在“幾”字形右岸側(cè)形成寬約700 m的河灣地塊。場(chǎng)區(qū)內(nèi)出露基巖地層主要為上第三系中新統(tǒng)納格利組（N1na）地層，壩基巖體由相間分布的砂巖、細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及粉砂質(zhì)泥巖等組成，厚至薄層不等厚互層，砂巖、細(xì)砂巖飽和抗壓強(qiáng)度20～30 MPa，泥質(zhì)粉砂巖及粉砂質(zhì)泥巖飽和抗壓強(qiáng)度8～15 MPa;巖層傾向SEE，傾角7°～10°。與混凝土壩比較，瀝青混凝土心墻堆石壩壩基應(yīng)力小，對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性更好;瀝青混凝土心墻堆石壩可充分利用建筑物開挖有用料;壩址區(qū)混凝土骨料較為缺乏，考慮瀝青混凝土心墻堆石壩方案對(duì)混凝土骨料需求量較少，施工工期保障性更高，投資可控性更好，經(jīng)深入方案比選后確定，本工程的壩型為瀝青混凝土心墻堆石壩。根據(jù)確定的壩型，結(jié)合壩址區(qū)地形地質(zhì)條件，進(jìn)行樞紐布置方案比選。

3.1上、下壩線樞紐布置方案

根據(jù)壩址的地形地質(zhì)條件，初步擬定了兩條瀝青混凝土心墻堆石壩比選壩軸線，即上壩線大壩和溢洪道相鄰布置、下壩線大壩和溢洪道分散布置的方案。根據(jù)對(duì)壩址樞紐布置格局的研究，上壩線和下壩線瀝青混凝土心墻堆石壩各擬定了一個(gè)樞紐布置方案，如圖2，3所示。

上壩線大壩軸線較短，溢洪道開挖料上壩距離近，但引水發(fā)電系統(tǒng)、泄洪排沙洞和導(dǎo)流洞集中布置在河灣山脊，布置相對(duì)擁擠，基本無調(diào)整余度，施工組織難度大，引水發(fā)電隧洞、泄洪排沙洞和導(dǎo)流洞洞線均相較于下壩線要長(zhǎng)。下壩線

樞紐布置壩線處地形均較開闊，地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單;溢洪道、發(fā)電建筑物不存在重大工程地質(zhì)問題，地形地質(zhì)條件相當(dāng)。下壩線樞紐布置（方案一）充分利用了河流河灣地形布置建筑物，引水線路最短，但大壩、引水發(fā)電系統(tǒng)和泄洪排沙洞集中布置在河灣灣頭，布置較為緊湊，受河灣和下游左岸沖溝影響，調(diào)整余度小，右岸河灣地塊施工場(chǎng)地受溢洪道占?jí)河绊懀衫妹娣e較少;場(chǎng)內(nèi)道路與對(duì)外交通的聯(lián)系在溢洪道施工期有影響，開挖利用料運(yùn)距較遠(yuǎn)。

經(jīng)綜合比較，下壩線樞紐布置方案充分利用了河灣地形布置建筑物，引水線路最短，溢洪道斜穿山脊，其溢洪道與河道夾角較小，歸槽條件較好，出水位于廠房尾水下游，泄洪及沖刷淤積對(duì)電站的正常運(yùn)行影響小，經(jīng)計(jì)算，下壩線工程量省，優(yōu)于上壩線。因此，推薦下壩線為該電站大壩的壩軸線。

3.2下壩線樞紐布置比選方案

在上述下壩線樞紐布置方案中，雖然發(fā)電引水隧洞、導(dǎo)流洞和泄洪排沙洞洞線短，但存在溢洪道與大壩距離遠(yuǎn)，溢洪道開挖料上壩運(yùn)輸距離遠(yuǎn)等問題。為論證布置方案的合理性，進(jìn)一步對(duì)樞紐布置方案進(jìn)行調(diào)整，如圖4所示，具體為河床下壩線布置瀝青混凝土心墻堆石壩，右岸河灣地塊從上游至下游依次布置2條導(dǎo)流洞、2條泄洪排沙洞、引水發(fā)電建筑物和6個(gè)表孔溢洪道，其中2條泄洪排沙洞布置于電站進(jìn)水口兩側(cè)。大壩上、下游布置全年擋水土石圍堰，采用導(dǎo)流洞和泄洪排沙洞聯(lián)合泄流的導(dǎo)流運(yùn)用方式，溢洪道與大壩相鄰布置。

經(jīng)綜合比較，下壩線調(diào)整后的大壩與溢洪道集中布置方案主要區(qū)別在于溢洪道和引水發(fā)電系統(tǒng)的位置不同，泄洪排沙洞和導(dǎo)流洞布置亦隨之相應(yīng)變化，二者工程量基本相當(dāng)。但調(diào)整后的方案溢洪道出水位于廠房尾水上游，泄洪及沖刷淤積等均對(duì)電站的正常運(yùn)行有影響，不利于工程的發(fā)電效益，不建議采用溢洪道出口在上游、電站廠房在下游的樞紐布置方案。

3.3下壩線樞紐布置方案優(yōu)化

根據(jù)上述方案比選可知，下壩線瀝青混凝土心墻壩與溢洪道分散布置的方案為較優(yōu)方案，在下壩線心墻壩方案一樞紐布置格局的基礎(chǔ)上，對(duì)樞紐布置方案進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化研究工作，主要研究?jī)?nèi)容包括：

（1） 對(duì)下壩線樞紐布置方案進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整，包括將溢洪道控制段向下游移動(dòng)，減小溢洪道軸線與下游原河道夾角以改善下泄水流歸槽條件;調(diào)整導(dǎo)流洞出口位置，以減少對(duì)卡洛特大橋的影響。原布置方案溢洪道軸線與下游河道夾角約為46°，與類似工程相比，泄洪角度偏大，為使溢洪道下游出流更順暢，調(diào)整溢洪道軸線與下游主河床軸線夾角為約35°，較原方案減小11°。在平面上，以溢洪道控制段壩軸線與天然地形線470 m等高線的交點(diǎn)作為溢洪道控制段布置的控制點(diǎn)，將方案一溢洪道控制段整體向下游移動(dòng)，進(jìn)一步減少溢洪道開挖。

（2） 在溢洪道引水渠內(nèi)側(cè)向布置電站進(jìn)水口，將廠房位置整體向下游移動(dòng)，縮短引水發(fā)電隧洞長(zhǎng)度，取消電站引水隧洞調(diào)壓室;在溢洪道控制段布置泄洪排沙孔沖沙，取消泄洪排沙洞。

（3） 將導(dǎo)流洞出口布置于卡洛特橋下游，避免出口開挖中斷大橋交通，可保留卡洛特橋作為施工準(zhǔn)備期交通用橋。

4推薦樞紐布置方案

根據(jù)壩址區(qū)的地形地質(zhì)條件，在優(yōu)化調(diào)整后的下壩線樞紐布置基礎(chǔ)上，本著“安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、風(fēng)險(xiǎn)可控”的設(shè)計(jì)原則，確定推薦的樞紐布置方案，如圖5所示。

（1） 利用溢洪道引水渠側(cè)向布置電站進(jìn)水口，同時(shí)將廠房位置整體下移，以縮短引水隧洞長(zhǎng)度，取消調(diào)壓室，降低了工程地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，減少了工作面，更有利于施工布置。

（2） 在溢洪道控制段較低高程布置泄洪排沙孔，取消方案一的泄洪排沙洞，將電站進(jìn)水口盡量靠近溢洪道表孔布置，排沙效果更優(yōu)，且進(jìn)一步減少了地下洞室規(guī)模，降低了工程地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。

為保證電站進(jìn)水口“門前清”，考慮在電站進(jìn)口位置，沿溢洪道引渠左邊線設(shè)置攔沙坎，進(jìn)水塔以不挖470.00 m高程地形線為基準(zhǔn)，與攔沙坎拉開一定距離保證水力過渡，同時(shí)縮短引水隧洞長(zhǎng)度，取消調(diào)壓室。主廠房順地形線布置在卡洛特大橋上游約130 m處。

大壩上、下游圍堰布置基本不變，廠房尾水圍堰調(diào)整為預(yù)留巖埂型式;導(dǎo)流隧洞調(diào)整至廠房上游，由于新的樞紐布置取消泄洪排沙洞，改為泄洪排沙孔，導(dǎo)流期間無法利用，因此，導(dǎo)流隧洞由方案一的2條直徑13.8 m的圓形洞改為3條直徑12.5 m的圓形洞。

為滿足水庫降低水位排沙和廠房進(jìn)水口“門前清”的要求，在溢洪道控制段設(shè)置泄洪排沙孔，按滿足庫水位446.00 m時(shí)下泄2 a一遇洪水洪峰流量（2 460 m3/s）進(jìn)行設(shè)置。泄洪排沙孔可兼顧低水位泄洪排沙清庫和設(shè)置放空設(shè)施部分放空水庫兩方面的用途。溢洪道泄洪排沙孔緊鄰電站引水隧洞進(jìn)水口布置，可確保拉沙效果。取消泄洪排沙洞后，施工工作面減少，施工條件較好。且電站主廠房永久交通可完全布置在右岸，避免了從左岸克什米爾地區(qū)繞行。

推薦樞紐布置方案擋水建筑物為瀝青混凝土心墻堆石壩方案，壩頂高程469.50 m，壩頂設(shè)1.20 m高防浪墻，墻頂高程470.50 m，壩頂寬度12 m，壩頂長(zhǎng)度約456 m，大壩最大壩高95.50 m，上游和下游坡比均為1∶2.25，可研階段推薦上游圍堰和大壩結(jié)合的方案[8]。

在“幾”字型河灣地塊的右岸橫穿山脊布置泄洪消能建筑物，根據(jù)泄流能力計(jì)算，需設(shè)置6個(gè)泄洪表孔，孔口尺寸為14 m（寬）×22 m（高），表孔溢流堰頂高程為439.00 m;為確保電站進(jìn)水口“門前清”并順利排除庫內(nèi)泥沙，在靠近電站進(jìn)水口的壩段設(shè)2個(gè)泄洪排沙孔，排沙孔尺寸為9 m（寬）×10 m（高），排沙孔底板高程為423.00 m。溢洪道泄洪表孔和泄洪孔后接泄槽。兩孔泄洪排沙孔共用1個(gè)泄槽，6孔泄洪表孔分3個(gè)泄槽，每2孔共用一個(gè)泄槽，共分為4個(gè)區(qū)。泄槽軸線采用直線，與上游控制段的軸線相互垂直，設(shè)計(jì)泄槽底坡為4.5%。溢洪道各區(qū)的泄槽均采用挑流消能的方式，共設(shè)4個(gè)挑流鼻坎，除泄洪表孔右區(qū)挑流鼻坎采用半徑60 m，挑角30°的連續(xù)式挑流鼻坎外，其他各區(qū)鼻坎均采用扭鼻坎的型式。

引水發(fā)電建筑物采用岸邊引水式地面廠房，布置在右岸。4條引水隧洞內(nèi)徑9.5～7.9 m，長(zhǎng)度為401～455 m，主廠房（包括安裝場(chǎng)）總尺寸為170.40 m×27.00 m×60.50 m（長(zhǎng)×寬×高），總裝機(jī)720 MW，機(jī)組安裝高程382.50 m。

施工導(dǎo)流采用全年圍堰一次攔斷河床、導(dǎo)流隧洞泄流的導(dǎo)流方式。大壩上游圍堰頂部高程433.00 m，下游圍堰頂部高程405.50 m;在電站廠房尾水渠預(yù)留巖埂圍堰，第4年10月前按全年擋水圍堰設(shè)計(jì)，堰頂高程404.00 m，第4年10月將圍堰拆除至枯水期圍堰，堰頂高程392.50 m，待尾水渠施工完成后全部拆除;在溢洪道進(jìn)水渠上游和下游消能區(qū)均預(yù)留巖梗作為圍堰，進(jìn)口圍堰高程為434.50 m，消能區(qū)出口圍堰高程402.00 m，施工完成，上述圍堰均需拆除。

5泄洪消能、防沖和泥沙整體模型試驗(yàn)

在卡洛特水電站樞紐布置設(shè)計(jì)中，消能、防沖和泥沙問題是最為核心的問題，為論證推薦的樞紐布置方案合理性，并為后續(xù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，卡洛特水電站樞紐布置設(shè)計(jì)研究中開展了樞紐布置1∶100水工整體模型試驗(yàn)和1∶100泥沙整體模型試驗(yàn)。

水工整體模型試驗(yàn)成果表明：泄洪建筑物規(guī)模合適，溢洪道上游進(jìn)水渠渠內(nèi)流速緩慢，水流平順，呈水庫型水流特性;表孔、泄洪排沙孔采用挑流消能;消能區(qū)采用混凝土護(hù)岸帶防淘墻的形式進(jìn)行消能防護(hù)是可行的，泄洪對(duì)發(fā)電效益影響較小，整體泄洪消能布置可行。泥沙整體模型試驗(yàn)成果表明：高水位條件下溢洪道的泄流能力受水庫淤積影響較小，沖淤平衡后溢洪道的泄流能力仍滿足要求。防沙排沙設(shè)施的布置和規(guī)模合適，可保證水庫必要的調(diào)節(jié)庫容和電站進(jìn)水口“門前清”，基本實(shí)現(xiàn)運(yùn)行期正常引水發(fā)電。經(jīng)模型試驗(yàn)驗(yàn)證，推薦的樞紐布置溢洪道泄洪消能整體布置方案是合理的。

6結(jié) 論

卡洛特水電站樞紐布置設(shè)計(jì)主要有以下幾方面顯著特點(diǎn)：

（1） 卡洛特水電站洪水峰高量大，溢洪道建基巖體巖性軟弱，抗沖能力差。樞紐布置設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的問題是合理確定泄洪消能建筑物的布置，宏觀樞紐布置方案均圍繞泄洪消能的需要和工程安全展開。

（2） 解決泥沙問題是樞紐布置設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，經(jīng)充分論證，選擇溢洪道布置2孔泄洪排沙孔與電站進(jìn)水口毗鄰的布置方案，利用汛期沖沙排沙的運(yùn)用方式，可確保廠房進(jìn)水口“門前清”，相較于泄洪排沙洞的方案，可節(jié)省工程直接投資，避免軟巖地質(zhì)條件成洞和排沙洞經(jīng)常沖沙運(yùn)用造成的風(fēng)險(xiǎn)。

（3） 施工組織的科學(xué)設(shè)計(jì)，是樞紐布置設(shè)計(jì)中應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，卡洛特水電站選擇溢洪道和瀝青混凝土心墻壩分散布置，引水發(fā)電系統(tǒng)和導(dǎo)流洞位于其間的樞紐布置方案，可兼顧經(jīng)濟(jì)性和施工組織合理性的要求。

（4） 導(dǎo)流隧洞、引水發(fā)電系統(tǒng)和溢洪道布置緊湊，均位于吉拉姆河右岸旁遮普省，便于運(yùn)行期的維護(hù)和管理。

（5） 卡洛特水電站樞紐布置在設(shè)計(jì)選定方案后，經(jīng)過充分的整體模型試驗(yàn)，各水工建筑物的水工模型試驗(yàn)成果與設(shè)計(jì)是吻合的，驗(yàn)證了樞紐布置設(shè)計(jì)的合理性。

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（編輯：黃文晉）