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一、宝珠寺水电站的基本情况

宝珠寺水电站位于中国四川省广元市境内,地处长江水系嘉陵江支流白龙江之上。它距离碧口水电站 87 千米,距宝成铁路的昭化站约 18 千米,甘川公路沿右岸临江而过。

此工程以发电为主,兼具防洪、灌溉等综合效益。正常蓄水位 588 米,水库总库容 25.5 亿立方米,调节库容 13.4 亿立方米,属不完全年调节水库。电站装机容量 700 兆瓦,保证出力 145 兆瓦,多年平均年发电量 22 亿千瓦・时。从长远看,能灌溉四川嘉渠地区 15.5 万公顷 农田,通过水库调节可削减洪峰流量,减轻下游沿江城镇洪水威胁。

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二、坝址及相关情况

坝址以上流域面积 28428 平方千米,多年平均流量 333 立方米每秒,年径流量 105 亿立方米,多年平均年输沙量 2370 万吨。坝址所在河谷呈不对称 V 形,坝基为奥陶系钙质砂岩,岩性坚硬、强度高,但顺层发育多层泥质夹层。岩体风化程度不重,渗透性中等,是建混凝土高坝的良好坝基,坝区地震基本烈度为 度。

三、水电站的布局及设施

宝珠寺水电站采用中间坝后式厂房布局,泄水建筑物分置厂房左右两侧。枢纽主要水工建筑物包括折线形混凝土实体重力坝、坝后式水电站厂房、泄水建筑物、过木道、821 水厂取水工程及预留农业引水口(见图示)。

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宝珠寺水电站平面布置图

拦河坝全长 524.48 米,最大坝高 132 米,坝顶高程 595 米。厂房在河床中间坝后,装有 4 台单机 175 兆瓦 的混流式水轮发电机组。电站以 220 千伏电压 4 回出线,为成(都)绵(阳)地区供电,在四川电网中承担调峰、调频及事故备用任务。

过木道在右岸 7 至 9 号坝段,设计年过木能力 50 万立方米,因白龙江停漂木多年,过木道缓建。预留农业灌溉取水口在左岸 25 号坝段

此工程为 等工程,主要建筑物为 1 级。大坝1000 年一遇洪水设计,以 10000 年一遇洪水校核,以上游碧口水库可能最大洪水垮坝作非常洪水复核大坝安全。厂房按 1000 年一遇洪水设计,下游河道护岸工程也按此设计。

拦河坝坝轴线在平面上由河床向两岸延伸后向上游偏转呈折线形,共 27 个坝段。1 至 10 号坝段为右岸挡水坝段,长 190.48 米;11 至 21 号坝段为河床泄水及厂房坝段,长 266 米;22 至 27 号为左岸挡水坝段,长 108 米。电站厂房位于河床中部 14 至 18 号坝段坝后。

电站进水口依次布置拦污栅、检修闸门和快速闸门,进水口底板高程 538 米,由 4 条直径 7 米的坝内埋藏式压力引水钢管单独供水。主厂房轮廓尺寸 122 米 ×26 米 ×51.8 米(长 × 宽 × 高),发电机层高程 498.7 米,主安装间在厂房左端 19 号坝段左底孔泄槽下,副安装间在厂房右端 14 号坝段坝后。副厂房及 4 台主变压器在主厂房上游侧厂坝间高程 498.7 米的平台上。敞开式开关站在坝下游坡面高程 525.3 米和 535 米的两个平台上。

四、泄洪及相关设计

泄洪方式为坝身泄洪,泄洪建筑物由左右两个底孔、两个中孔、两个表孔组成。左底孔(2 孔,进水底板高程 530 米)在相邻主厂房左侧 19 号坝段,右底孔(2 孔,进口底板高程 510 米)在相邻主厂房右端 13 号坝段。两个中孔(堰顶高程 560 米)在右底孔右侧 11、12 号坝段。两个表孔(堰顶高程 571 米)在左底孔左侧 20、21 号坝段。

消能方式为:左、右底孔和表孔均挑流消能,中孔采用低挑流鼻坎结合利用导流明渠消力池改建的水垫塘消能。经 10 余年试验研究,结合地形调整建筑物布置,优化鼻坎形式,解决了高水头、大流量、深峡谷河道冲刷淤积问题。底孔有降低电站进水口前淤积高程的排沙作用。为防泄流洪水冲刷下游岸坡,两岸设一定长度护岸防冲工程。校核洪水时最大泄流量 16060 立方米每秒,设计洪水时最大泄流量 10350 立方米每秒

五、大坝基础的处理

大坝基础防渗降压处理设计采用前阻后排、以排为主策略,河床坝段上游用 2 排高压帷幕,对断层和泥质夹层用化学灌浆。坝基设 4 道排水幕,下游主厂房尾水管末端设水泥灌浆帷幕,在坝基形成封闭区域。在 17 号和 18 号坝段间基础廊道布置容积 730 立方米 集水井,装 4 台深水井泵将渗水排至下游河道。蓄水 3 年观测显示,坝基扬压力和渗水量均小于设计值。

六、厂坝联合作用的设计

厂坝联合作用设计是宝珠寺大坝结构的显著特色。在中国已建工程中,采用厂坝联合多因下游尾水位高,厂房自身稳定性不足,需厂坝联合借坝体支撑提升稳定性。宝珠寺水电站厂房自身稳定安全系数较大,但坝体工程设计自 1984 年就进行坝体断面优化,充分考虑分析大坝与厂房地基条件、结构布置等因素后,决定采用厂坝联合结构,以满足大坝及厂房抗滑稳定和应力要。