1.2　引水发电系统地下洞室群工程

龙滩水电站引水发电系统全布置在左岸山体内。引水发电建筑物主要包括进水口、引水隧洞、主厂房洞、主变洞、母线洞、尾水调压井、尾水隧洞、交通洞、电缆竖井、排水廊道、送风廊道、尾水出口、GIS开关站、中控楼和出线场等。引水隧洞、厂房洞室、尾水隧洞以及辅助洞室和施工支洞组成规模庞大、结构复杂的地下洞室群工程。据统计，大小洞室共计约119条，总长约为30.0km，总开挖量约为380万m3，是21世纪初世界规模最大的水电工程地下洞室群。

图1.1　龙滩水电站枢纽布置示意图

引水系统由坝式进水口和9条引水隧洞组成，单机单管引水，单机额定引用流量为556m3/s，最大引用流量为582m3/s。1～7号机进水口底板高程305.00m，8号和9号机进水口底板高程315.00m，引水隧洞过水断面洞径为10m。9条引水隧洞与进水口坝段轴线正交引出，穿过左岸坝后下游山体引入地下厂房；1～6号引水隧洞采用斜井连接上下水平段，斜井与水平面夹角为55°；7～9号引水隧洞因受进水口与厂房水平距离限制，采用竖井连接。1～3号引水隧洞采用全钢衬，4～9号引水管道为上平段、部分上弯段及厂前48.5m采用钢衬，其余部分采用钢筋混凝土衬砌。9条引水隧洞长度从靠河侧的1号到靠山里侧的9号逐渐加长，1号、4号、9号引水隧洞总长分别为823.0m、1004.0m和1144.0m。

发电系统建筑物包括主厂房、母线洞、主变洞、高压电缆竖井及平洞、GIS开关站和出线平台以及中控楼等。

主厂房纵轴线方位角为310°，顶拱高程为261.50m。9台机组平面一字形连续布置，机组间距32.50m。主、副安装间布置在厂房两端，主安装间位于主厂房右端，长58.00m；副安装间位于主厂房左端，长36.00m，位于主厂房左端。厂房总长度388.50m；净宽为28.50m，岩壁吊车梁以上跨度30.30m；安装场与主机间同宽；厂房总高度为77.40m。主厂房竖向布置自上而下共分为9层，分别是吊顶层（高程251.00m）、岩壁吊车梁层（高程246.55m）、发电机层（高程233.70m）、母线层（高程227.70m）、水轮机层（高程221.70m）、蜗壳层（高程215.00m）、锥管层（高程209.70m）、操作廊道层（高程206.50m）和尾水管层（高程187.60m）。

9条母线洞垂直于主厂房轴线布置在厂房下游侧，长度为43.00m，断面为9.00m×12.50m（宽×高），呈城门形。母线洞靠近主变洞的5.00m范围加高11.30m，母线洞内分两层布置，母线层的高程为227.70m，布置母线；下部为厂房用电层，主要布置厂用电设备等。

主变洞位于厂房下游侧，洞轴线与主厂房平行；两洞室之间岩墙厚43.00m，通过9条母线洞相连。主变洞总长度为408.25m，宽19.50m，高32.05m。主变洞自上而下共分为5层，分别是吊顶层（高程249.20m）、高压电缆层（高程245.70m）、变压器层（高程233.70m）、电缆层（高程227.70m）、控制电缆层（高程221.70m）。

在主变洞的下游侧及右端部布置有3个高压电缆竖井，每个竖井内布置3台机的高压电缆。其中2号和3号高压电缆竖井升到340.00m高程后，接电缆平洞，并通至开关站下的电缆层；1号高压电缆竖井通到地面中控楼，通过设置在340.00m高程的1号高压电缆平洞接开关站下的电缆层。

图1.2　龙滩水电站引水发电系统地下洞室群透视图

尾水系统由9条尾水支洞、3个长廊阻抗式调压井、3条圆形尾水隧洞及尾水出口等建筑物组成。每3台机共用1个尾水调压井和1条尾水隧洞。尾水管与厂房轴线夹角分3组，1～3号机为70°、4～6号机为73.5°、7～9号机为77°。尾水管出口断面为14.6m×16.9m；与尾水管出口相接的尾水支洞经渐变段后为12.0m×18.0m（城门形底圆角断面）。尾水调压井采用阻抗式调压井，廊道式布置，廊道轴线与主厂房、主变洞纵轴线平行。3个调压井间用岩墙加以分隔。调压井内每台机设置尾水管检修门，孔口尺寸为12.00m×18.00m；在调压井内上游侧251.0m高程设置1条检修门运输廊道，将3个调压井连通。3个尾水调压井尺寸（长×宽×高）分别为67.00m×18.50m×82.70m、75.40m×21.93m×62.70m、94.7m×21.93m×62.70m。每3条尾水支洞经“卜”形岔洞汇合，与尾水隧洞相接。1～3号尾水支洞水流在1号调压井底部汇合后引入1号尾水隧洞；4～9号尾水支洞分别穿过2号和3号调压井下部，在调压井下游侧由两个岔洞分别将4～6号机、7～9号机尾水支洞水流汇入2号和3号尾水隧洞。岔洞主洞为18m×21m城门底圆角形断面，尾水隧洞开挖直径为22.60m，衬砌后直径为21.00m。

辅助洞室主要包括交通洞、排风洞、排水廊道和14条施工支洞。

引水发电系统布置区地层为三叠系中统板纳组（T2b），由厚—中厚层钙质砂岩、粉砂岩和泥板岩层中夹少量凝灰岩、硅泥质灰岩层组成。其中，砂岩、粉砂岩占68.2%，泥板岩占30.8%，灰岩、层凝灰岩占1%。岩层为单斜构造，产状345°～355°/NE∠57°～60°，与主洞室轴线方向（310°）交角35°～45°。地下厂房区发育有4组主要断层和8组陡倾角节理。其中以层间错动为代表的顺层断层，为厂区最为发育的一组断层；对地下洞室围岩稳定影响较大的有两组节理，分别为层间节理和平面X节理。厂区岩体地应力场属以水平应力为主、方向NWW—NW向的构造应力场。地下厂房区最大主应力方位角为280°～330°，平均量值为12MPa，近水平分布，属中等量级。在地下洞室群布置区，围岩新鲜或微风化，透水性小，单位吸水量一般都小于0.01L/（min·m·m），地下水活动微弱。平行岩层走向的地震波速为5600m/s，垂直岩层走向的为5000m/s，均一性较好。围岩RQD值大于75，RMR值为45～65，Q值为7～45，属质量中等或较好的层状结构岩体。洞室群所处区域围岩绝大部分为Ⅲ类，小部分为Ⅱ类，具有较好的成洞条件。

龙滩水电站引水发电系统地下洞室群透视图见图1.2。