馬馬崖一級水電站為北盤江干流(茅口以下)規(guī)劃梯級的第二級,屬二等大(2)型工程,樞紐工程由碾壓混凝土重力壩、壩身開敞式溢流表孔、壩身放空底孔、左岸引水系統(tǒng)及左岸地下廠房等主要建筑物組成。工程任務(wù)以發(fā)電為主,航運(yùn)次之。壩址控制流域面積16068平方公里,多年平均流量307立方米/秒。水庫正常蓄水位585m,相應(yīng)庫容1.365億立方米,死水位580m,調(diào)節(jié)庫容 0.731億立方米,水庫具有日調(diào)節(jié)性能。電站裝機(jī)容量558MW,安裝三臺單機(jī)容量為180MW的水輪發(fā)電機(jī)組和一臺容量18MW的生態(tài)流量機(jī)組,電站保證出力97MW,年利用小時(shí)2797h,年發(fā)電量15.61億kW·h。
地理交通
(1)對外交通條件
馬馬崖一級水電站距貴陽市公路里程207km,距六盤水市203km,距興義市140km。電站附近現(xiàn)有S210省道及貴昆和南昆二條鐵路通過,對外交通十分便利,鐵路運(yùn)輸物資轉(zhuǎn)運(yùn)站可設(shè)在較近的貴昆線上的么鋪站和南昆線上的頂效站。壩址左岸尖山目前有修筑到花江鎮(zhèn)的三級公路,公路里程約17km;壩址右岸目前興仁縣從S309省道接口至岔路口,岔路口—新馬場鄉(xiāng)為四級公路,公路里程約14km,新馬場到補(bǔ)朗有鄉(xiāng)村簡易公路,公路里程約18km。
(2)場內(nèi)交通條件
工程場內(nèi)交通以左、右岸干線公路為主,以大壩、引水系統(tǒng)和廠房等主體工程的開挖出渣、壩體混凝土澆筑通道為交通主線,石料場開采及毛料的運(yùn)輸以及主要工廠與主體工程的銜接為交通輔線進(jìn)行場內(nèi)施工道路布置,其余部位根據(jù)施工工作面需要由施工主線接支線布置,左、右岸交通通過上游臨時(shí)橋和下游永久橋連接,使整個(gè)工區(qū)形成一個(gè)封閉的環(huán)行系統(tǒng),場內(nèi)交通已形成,下游永久大橋已通車。
左岸干線公路長9.6km,混凝土路面;右岸干線公路長4.6km,碎石泥結(jié)石路面;永久跨河橋在壩軸線下游約980m處,跨度134m,橋面高程555m,雙向行車;上游臨時(shí)橋橋面高程561m,橋長142m,在壩軸線上游640m,目前正在建設(shè)。
電站建設(shè)
馬馬崖一級水電站位于北盤江中下游,為二等大(2)型工程,電站裝機(jī)3臺,上下游分別有光照水電站、規(guī)劃的馬馬崖二級水電站和已經(jīng)投產(chǎn)發(fā)電的董箐水電站。初步預(yù)計(jì),馬馬崖一級水電站工程將于2011年11月中旬實(shí)現(xiàn)大江截留,2013年10月下閘蓄水,2013年年底首臺機(jī)組發(fā)電,2014年3月第二臺機(jī)組發(fā)電,2014年6月基本完建??紤]到今后下游董箐梯級的開發(fā),擬將大型修配系統(tǒng)、木材加工廠、鋼筋加工廠、中心倉庫、家屬生活區(qū)等布置在附近的緩坡地上作為基地,距壩址公路里程約為15 km,壩址附近只布置砂石系統(tǒng)、拌合系統(tǒng)、機(jī)修站和汽車保養(yǎng)站、風(fēng)、水、電、小倉庫、單身宿舍等作為施工前方。
為溝通兩岸交通,擬在壩址上下游各建一施工索橋,索橋按汽-15、掛-80荷載設(shè)置。
采石場及砂石系統(tǒng)均布置在河床右岸,設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為250t/h,混凝土系統(tǒng)布置在右岸。
建設(shè)期間,施工用電負(fù)荷約1萬kW,擬從普定變電站接線,線路長72 km。
考慮上游光照電站屆時(shí)已建成水庫的多年調(diào)節(jié)能力,馬馬岸電站在建期間全年施工,導(dǎo)流流量按光照電站三臺機(jī)組滿發(fā)流量582立方米/秒加兩電站之間集水流量考慮,采用隧洞導(dǎo)流,隧洞斷面為10×12 m的城門洞型,長約650 m。上下游均設(shè)不過水土石圍堰,混凝土壩采用滿管澆筑,平均月澆筑強(qiáng)度3.6萬立方米;引水隧洞及地下廠房交通洞采用多臂鉆全斷面開挖,鋼模臺車澆混凝土,廠房采用多臂鉆和潛孔鉆開挖。
施工總工期為6年,第一臺機(jī)組在第5年年底發(fā)電,其他三臺機(jī)組均在第6年內(nèi)組裝發(fā)電。月平均最大施工強(qiáng)度為:土石方開挖5.6萬立方米,砼澆筑4.0萬立方米。
大壩建設(shè)
壩體結(jié)構(gòu)
碾壓混凝土重力壩最大壩高109m,壩頂高程592.00m,壩頂全長247.20m。在河床溢流壩段設(shè)3孔14.5×19m(寬×高)的溢流表孔,堰頂高程566.00m。廠房布置在左岸山體內(nèi),為地下廠房,建筑物主要由主廠房、副廠房、主變洞、母線洞、出線平洞、出線豎井、通風(fēng)洞、排水廊道、廠變交通洞、主變交通洞、交通廊道等地下洞室和地面式出線站及中控樓組成。廠房尺寸140.5m×24.9m×62.8m(長×寬×高)。引水系統(tǒng)布置于左岸,采用一洞一機(jī)供水方式,單機(jī)引用流量297.5立方米/秒。壩身式進(jìn)水口,三條引水隧洞平均長265.30m,洞徑9.75m,壓力鋼管平均長45m,內(nèi)徑8m。壓力鋼管與地下廠房邊墻成75°交角,斜向進(jìn)入廠房。尾水隧洞平均長約80m,斷面為9.5m×15.24m城門洞型。
施工導(dǎo)流
工程采用斷流圍堰、隧洞導(dǎo)流的導(dǎo)流方式,導(dǎo)流設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇重現(xiàn)期洪水,流量為Q10%=1180立方米/秒,枯期時(shí)段為11月6日~次年5月15日。右岸布置導(dǎo)流隧洞1條,導(dǎo)流隧洞過流斷面尺寸11×12m(寬×高),右岸導(dǎo)流隧洞進(jìn)出口高程分別為508m、506m。導(dǎo)流洞長度為648.91,下游布置一條施工支洞,施工支洞長約323.68m。上游圍堰堰頂高程522.6m,河床底高程503.5 m,最大堰高19.1 m,堰頂長68.1m,堰頂寬16.0m,堰基覆蓋層深度約10m。上游圍堰子堰堰頂高程527.6m,最大堰高5.0m,堰頂長84.6m,堰頂寬3.5m。下游圍堰堰頂高程518.0m,河床底高程502.8m,最大堰高15.2m,堰頂長55.25m,堰頂寬10.0m,堰基覆蓋層深度約10m。
大壩建筑物及引水發(fā)電系統(tǒng)
攔河大壩為碾壓混凝土重力壩,壩頂高程592.00m,壩底高程483.00m,壩高109.00m。壩頂寬12m,擋水壩段下游坡比為1:0.75,溢流壩段最大壩底寬為100.50m。壩頂軸線長度為247.20m,在河床溢流壩段設(shè)3孔14.5×19m(寬×高)的溢流表孔,堰頂高程566m,采用WES曲線。下接“X”型寬尾墩 臺階壩面 戽式消力池。消力池池長60m,底寬51.50m,底板頂高程493.00m,底板厚3m。壩軸線方位角為N46.89E。壩體大體積混凝土為C15三級配碾壓混凝土,壩體上游面采用C20二級配碾壓混凝土自身防滲。
壩體基本剖面上游壩坡525m高程以上垂直,525m高程至壩基為1:0.25;下游壩坡為1:0.75,折坡點(diǎn)高程為579.46m。
溢流表孔單孔最大下泄流量3622立方米/秒,最大單寬流量249.79立方米/秒 ,3孔共用一扇14.5m×20m的平板檢修閘門,檢修門以門機(jī)啟閉,弧門采用液壓啟閉機(jī)啟閉,用牛腿作弧門支承和用橫梁作閘墩間橫向聯(lián)系。溢流堰面按冪曲線y = y=0.0400351x,下接1:0.82的斜坡段作為臺階面的摻氣挑檻,與下游壩坡1:0.75相接,溢流堰原點(diǎn)上游用三園弧與上游坡相接;下游采用"X”型寬尾墩和臺階溢流面 戽式消力池的消能方式。校核洪水情況的總下泄流量為10866立方米/秒。
引水系統(tǒng)布置于左岸岸邊,采用一洞一機(jī)供水方式,由引水渠、壩身式進(jìn)水塔、混凝土漸變段、隧洞上下平段、豎井段和壓力鋼管組成,通過三條壓力鋼管單元引水至發(fā)電廠房,單機(jī)引用流量297.5立方米/秒。
進(jìn)水口為壩身式進(jìn)水口,三臺機(jī)進(jìn)水口呈“一”字型并排布置,進(jìn)水口前沿總寬度為75.20m,進(jìn)口底板高程為549.00m,壩身頂高程為592.00m,設(shè)一道檢修門和一道快速事故門。檢修閘門孔口尺寸3—8.5×10m(扇-寬×高),快速事故門孔口尺寸3—8.5×9.75m(扇-寬×高)。
三條引水隧洞平行布置,主要穿越T2g地層,隧洞軸線距離為24.5m,沿程大部分埋深50m~170m左右,軸線方位由NE78.89º通過豎井轉(zhuǎn)為方位SE26.00º,縱坡I=4%。隧洞洞徑9.75m,采用鋼筋混凝土襯砌,襯厚0.8m,最大流速4.07m/s,1號~3號引水隧洞長度分別223.632m、265.173m、307.127m。
尾水系統(tǒng)采用一洞一機(jī)出水方式,由尾水隧洞和尾水出口閘室組成。沿程埋深在30m~135m左右,洞內(nèi)最大流速2.23m/s。1號~3號尾水隧洞長分別為56.044m,80.349m,104.71m。采用C20鋼筋混凝土襯砌,襯砌厚度為1.0m。尾水隧洞出口設(shè)尾水閘室,閘室內(nèi)設(shè)一道工作閘門,閘門孔口尺寸為9.5m×12.5m(寬×高)。閘底板高程為488m,尾水出口塔頂高程為540.50m。
地下廠房洞室群布置于大壩左岸山體內(nèi),采用主廠房、主變洞兩大洞室平行布置的方式,廠房縱軸線方位為N79ºE,廠區(qū)樞紐建筑物主要由主廠房、副廠房、主變洞、母線洞、出線平洞、出線豎井、通風(fēng)洞、排水廊道、廠變交通洞、主變交通洞、廠變交通廊道等地下洞室和地面開關(guān)站組成。
主廠房由主機(jī)間和安裝間組成,之間設(shè)2cm寬永久伸縮縫,廠房尺寸140.5m×24.9m×62.8m(長×寬×高),吊車梁以上開挖跨度24.9m,以下23.3m,凈跨22.0m。廠內(nèi)安裝一臺2×325/50t的雙小車橋式起重機(jī),布置于巖壁吊車梁上,吊車軌頂高程531.00m,跨度22.0m。
副廠房位于主機(jī)間右側(cè),長19m,凈寬與主機(jī)間同寬為22m。
母線洞作為連接主機(jī)間與主變室的主要電纜通道及設(shè)備布置場地,共布置三條,每臺機(jī)組一條。根據(jù)機(jī)電設(shè)備布置的要求,母線洞底板高程為511.80m,與主機(jī)間出線層同高,凈斷面尺寸為7m×6.5m(寬×高),城門洞型,長度均為40m,三條母線洞中心距為24.5m。母線洞內(nèi)主要布置高壓廠用變、高壓開關(guān)柜、斷路器、離相封閉母線、PT柜及電纜等,并兼作主廠房的排風(fēng)通道。
主變洞位于主廠房下游側(cè)40.0m處,與主廠房平行布置,斷面尺寸80.0m×15.3m×16.2m(長×寬×高),至下而上共分為二層。
地面開關(guān)站布置于主變洞頂上的地面緩坡地帶,距壩軸線150m左右,底板高程605.30m,平面尺寸80.0m×28.0m(長×寬),主要布置GIS樓、中控樓及出線設(shè)備等,GIS樓尺寸為35.0×15.0×21.9(長×寬×高),中控樓尺寸為30.0×15.0×15.0(長×寬×高),出線塔架布置于GIS樓屋頂。開關(guān)站有永久公路通過,公路一端接下游永久大橋,另一端接左壩肩及進(jìn)水口,途經(jīng)廠壩電梯井。