对水电站厂房技术经济比选分析

谭丽君

(新疆水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000)

1 工程概况

某水电站工程地处新疆维吾尔自治区北疆境内某河流上游干流河段，电站厂址位于坝址下游约14km处。工程由大坝、溢洪道、导流兼泄洪洞、发电引水系统、电站厂房、尾水建筑物等主要建筑物组成。最大坝高40多m，装机容量200MW，保证出力13.2MW，多年平均年发电量6.04亿kW·h。该工程规模属中型，工程等别为III等。主要建筑物为3级，次要建筑物为4级。

2 厂房比选方案拟定

电站厂房区域均为山梁，相对高差150～300m，厂房区地表出露的岩性为第四系崩坡积块石、碎石土，岩体岩性主要为下泥盆统康布铁堡组上亚组:混合岩夹片麻岩、花岗岩脉等，地质条件相对较稳定。根据本工程枢纽总体布置方案，考虑充分利用水头及适合布置厂房的地形、地质条件，选择地面厂址和地下厂址来做厂址比选论证，从中选择技术上可行，经济最优的厂址方案。厂址选定后，再对厂房内部布置结构进行比选，选定最优的布置型式。

3 厂址比选

3.1 地面厂址比选

根据综合电站开发条件，结合厂区地貌、地形因素，厂址有3个方案可选择。方案1选择在位于主河流与某洪沟交汇口上游700m处天然河道的左岸岸边，利用河道布置尾水渠;厂址方案2选择在位于主河流与某洪沟交汇口处左岸，利用天然河道布置尾水渠，该方案需要对洪沟的洪水进行导洪处理，设置厂房防洪建筑物;方案3位于洪沟内，离沟口向里200m处。通过计算，3个方案的主要经济指标见表1。

表1 地面厂址各方案的特性对比表

从表1可知，方案3虽然投资最高，但是此方案发电量最高，单位电价投资最低，因此综合比较，方案3作为地面厂址中的最优方案。

3.2 地面与地下厂址比选

根据该电站厂房区域地形、地质及电站调压井等特点，布置了电站的地下厂房方案。电站的调压井位于枢纽下游约10km左岸山体内，选择的地下厂房方案布置在调压井下游约100m的山体内，采用竖井连接，地下厂房发电机层高程约821，厂房顶拱高程约846，上覆盖岩体厚度为190～230m，侧覆岩体最小达170m，各项条件从技术上都能满足工程要求。

地下厂房厂址方案和地面厂址方案3的发电水头、装机规模及发电量等指标均完全相同，而且调压井之前建筑物也相同。二者投资对比见表2。

表2 地下厂址与地面厂址比选投资对比表(单位:万元)

由表2可以看出地下厂址投资为36835.14万元，地面厂址方案3投资为39069.58万元，地下厂房比地面厂房投资少2234.44万元，主要原因是地面厂址厂房后部存在高边坡，需对危岩体处理。该区域修建地面及地下厂房均没有制约因素，从技术上都是可行的。地下厂房布置不受边坡及洪水影响，地下洞室群施工受气候影响较小，尤其是冬季的开挖和混凝土施工，但地下厂房总工期比地面厂房多2个月。地下厂房受恶劣的气候自然条件影响较小，对环境的破坏较小，因此综合考虑各方面因素，选择地下厂址方案作为推荐方案。

4 地下洞室群布置型式比选

根据设备及主变布置不同，本电站选定3个洞室群布置方案比选，方案1为主变压器布置在主厂房端头，地下GIS室布置在主变室上层，主变室、主厂房、副厂房呈“一”字型布置;方案2为主变洞室布置在主机洞下游侧洞室中，地下GIS室布置在主变洞室上层，通过母线洞与主厂房连接，主机洞、主变洞、尾水闸门洞3洞室平行布置;方案3为主变布置在主厂房端头，与方案1相同，中控室及GIS室均布置在地面上，通过电缆竖井连接。以上布置型式均为国内地下厂房设计中的3种经典的布置方案，也是最为常见的3种布置方案。对于本工程来讲，3种布置形式在技术上都是可行的，所以主要是以经济指标来比选，见表3。

表3 地下厂房布置型式比选投资对比表(单位:万元)

由表3可以看出“一”字型布置比平行布置少859.46万元，比地面副厂房布置少1371.75万元，投资最少，所以作为推荐布置形式。

5 厂房比选结论

经过地面厂址比选、地下与地面比选、地下布置型式的技术经济比选，最终选择地下厂址处的“一”字型布置为最优布置方案，其优点有3方面。

(1)在地形、地质条件较好的区域，一般来讲地面厂房比地下厂房在投资上要省，但是在河谷落差较大，山坡较陡峻的地方，修建地面厂房往往会存在巨大的开挖量，经济上不合理，选择地下厂房会节省投资。

(2)有些区域地质条件复杂，存在高陡边坡，又有危岩体要处理，往往边坡处理投资较大，地下厂房在投资和运行安全上优于地面厂房。

(3)地下厂房在布置上，3洞室平行布置是最多的，采用“一”字布置有时为最省的投资方案。

6 结语

水利水电工程投资指标受工程布置型式的影响，而工程布置型式取决于天然河流开发条件和地貌、地形、地质等条件，因此需要因地制宜，对多种技术可行方案进行比选，才能实现水利水电工程投资的经济效益最大化。

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［2］刘伟，谢忱.水利工程监理投资控制探析［J］.水利技术监督，2011(02).

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