工程布置及建筑物结构设计设计依据及基本资料6.1.1工程等别和设计安全标准6.1.1.1工程等别及建筑物级别克屯那木水电站位于新疆博州精河县境内，为精河流域支流乌吐劲河规划梯级开发中的第1级电站，为引水式电站，下游为罕尔那木水电站，本工程主要任务是发电。

工程主要由拦河引水枢纽（土石坝、泄洪建筑物）、引水闸、输水建筑物（输水隧洞）、气垫式调压井、压力管道及电站厂房等主要建筑物组成。

闸前正常引水位1704m，校核洪水位1704.84m，坝（闸）顶高程1706.90m，最大坝（闸）高14.9m，发电引用流量14.98m3/s，装机容量55MW，保证出力保证出力2.88MW，多年平均发电量1.59亿kW·h，装机利用小时数2893小时。

根据《防洪标准》(GB50201-94)及《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180-2003），电站装机容量位于300 MW～50 MW之间，由电站装机容量确定克屯那木水电站工程等别为Ⅲ等工程，工程规模为中型。

各建筑物级别为：（1）主要建筑物拦河引水枢纽、引水闸、输水渠道、输水隧洞、前池、压力管道、厂房为3级建筑物。

（2）次要建筑物尾水渠及交叉建筑物为4级建筑物。

（3）临时建筑物为5级。

6.1.1.2洪水标准（1）拦河引水枢纽拦河引水枢纽推荐混合坝型（混凝土闸+复合土工膜斜墙坝,基础防渗型式为复合土工膜水平铺盖防渗），最大挡水高度10m，上下游最大水头差8.9m。

根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180-2003）第6.0.2条、第6.0.10条，拦河引水枢纽挡水、泄水及引水建筑物洪水设计标准按平原、滨海区确定，洪水标准设计50年～20年一遇，校核300年～1000年一遇。

本工程洪水标准均取上限，即设计洪水标准均采用50年一遇，校核洪水标准采用300年一遇。

设计洪水标准为重现期50年一遇，洪峰流量Q=182.43m3/s；校核洪水标准为重现期300年一遇，洪峰流量Q=273.13 m3/s。

泄水建筑物消能防冲设施洪水设计标准采用30年一遇。

（2）发电厂房按50年一遇（P=2%、洪峰流量Q=204.57m3/s）设计， 200年一遇（P=0.5%、洪峰流量Q=281.86m3/s）校核。

（3）导流标准一期围堰挡水阶段：导流采用5年一遇洪水标准，相应洪峰流量75.54m3/s。

二期围堰挡水阶段：二期导流采用枯期时段（9月～次年4月）重现期5年一遇洪水标准，相应洪峰流量18.18m3/s。

6.1.1.3抗震设计标准据1∶400万《中国地震动参数区划图》GB18306-2001，工程区50年超越概率10％的地震动峰值加速度为0.20g，相应的地震烈度为Ⅷ度。

因此该工程建筑物按Ⅷ度地震设防。

6.1.2设计依据1）《水电工程可行性研究报告编制规程》(DL/T 5020-2007)；2）《防洪标准》(GB50201—94)；3）《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180-2003)；4）《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)；5）《水工建筑物抗震设计规范》(DL 5073-2000)；6）《水工混凝土结构设计规范》(DL/T5057-1996)；7）《水工建筑物抗冰冻设计规范》(DL/T 5082-1998)；8）《水电水利工程泥沙设计规范》(DL/T 5089-1999)；9）《混凝土重力坝设计规范》（DL 5108-1999）；10）《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2005）；11）《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）；12）《水闸设计规范》(SL265-2001)；13）《溢洪道设计规范》(DL/T5166-2002)；14）《水利水电工程进水口设计规范》(SL285-2003)；15）《水工隧洞设计规范》(SL279-2002)；16）《水电站压力钢管设计规范》(DL/T 5141-2001))；17）《水电站厂房设计规范》(SL266-2001)；18）《水电水利工程边坡设计规范》(DL/T 5353-2006)；19）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-200120）《水电站引水渠道及前池设计规范》(DL/T 5079-1997)；21）《渠道防渗工程技术规范》(SLl8-2004)；22）《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)；23）《水利水电工程工程量计算规定》(DL/T5088-1999)；24）《土工合成材料应用技术规范》GB 50290-98；25）《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》SL/T 225—98；26）《聚乙烯(PE)土工膜防渗工程技术规范》SL/T 231-9827）《公路工程技术标准》(JTG B01-2003) ；28）《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）；29）《公路路基设计规范》(JTG D30-2004) ；30）《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）；31）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）；32）《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000；33）《新疆精河支流乌吐劲河、冬吐劲河水力发电规划》（2011年5月)；34）其它现行的行业技术标准。

6.1.3基本资料6.1.3.1规划设计指标（1）发电流量电站设计发电流量14.98m3/s；（2）气象资料极端最高气温：41.3℃极端最低气温： -36.4 ℃，多年平均气温：7.5℃多年平均年降雨量： 100mm；多年平均蒸发量： 1625mm；多年平均最大风速为 22m/s；多年平均风速： 1.8m/s；历年最大冻土深度： 1.41m（3）泥沙站址多年平均输沙量： 12.46万t；站址多年平均含沙量： 0.605kg/m3；（4）坝址及厂房尾水水位流量关系表：见表6.1.3-1。

·表6.1.3-1 坝址及厂房尾水水位流量关系表（5）电站资料电站装机容量：55MW（2×8 MW+2×19.5 MW）；机组台数：4台（2台小机组和2台大机组）；水轮机型号： CJxxx-L-140/4×110（小）、CJxxx-L-170/4×170（大）；发电机型号：SF8-10/2700（小）、SF19.5-12/3900（大）；机组安装高程：1253.60m；排出高度：+3m；发电最大净水头：450.40m；额定水头：427.16m；发电最小净水头：409.36m；单机额定流量： 2.2m3/s（小）、5.23m3/s（大）；桥机型号：单小车双梁桥式起重机。

（6）主要地质参数工程区内出露的地层主要为：花岗岩岩、漂卵砾石层，各种不同土体物理力学指标值见下表：表6.1.3-2 坝（闸）址区岩体物理力学性质参数地质建议值表表6.1.3-3 坝（闸）址区第四系地层物理力学性质参数地质建议值表表6.1.3-4 引水隧洞围岩主要物理力学参数建议值表表 6.1.3-5 气垫式调压室及压力管道段围岩主要物理力学参数建议值表表6.1.3-6 厂址区岩块物理力学性试验成果表表6.1.3-7 厂址区第四系地层物理力学地质建议值表（7）地震烈度据1∶400万《中国地震动参数区划图》GB18306-2001，工程区50年超越概率10％的地震动峰值加速度为0.20g，相应的地震烈度为Ⅷ度。

6.2坝址选择、坝（闸）线比选、厂址、输水线路选择6.2.1坝址坝型的选择、坝（闸）线比选本工程规划坝址位于埃姆劲河与乌吐劲河汇合口下游，汇合口下游河道纵坡陡约为4.1%，且河床砂砾石覆盖层深厚约为50~60m。

在规划阶段进行了混合式、引水式两种开发型式比较，其中混合式具有日调节功能。

混合式：坝址水库正常蓄水位1725m，死水位1718m，调节库容96万m3，日调节，电站尾水位1250m，电站装机容量58MW。

引水式：坝址正常引水位1700m，电站尾水位1250m，电站装机容量55MW。

两个开发方式比较：由于混合式开发方式库容不大，只具有日调节能力，因此与引水式开发方式的能量指标相差不大，混合式开发因设有日调节水库，电站运行相对要灵活，并能参与电力系统的调峰，混合式要优于引水式。

但混合式坝高42m，坝基需采用垂直防渗，而且需在两岸布置导流泄洪洞及溢洪道，增加投资较大；引水式坝高14.5m，可采用水平铺盖防渗，可以在河床布置泄水建筑物。

从投资及经济比较看，引水式开发方式经济上合理，相对较好。

因此，规划批准克屯那木水电站开发方式采用引水式开发。

规划坝址以上，埃姆劲河与乌吐劲河分叉，不利于工程布置和水能利用。

规划坝址以下，距两河汇合口下游500m另有合适坝址地形（规划混合式开发方案坝址），但由于河道纵坡大，在等水位的条件下，坝高达37m，坝基需采用垂直防渗，并增加两岸导流泄洪洞及溢洪道，增加投资大，且电量基本不增加。

因规划坝址明显较优，故本阶段不再做坝址比选论证，仅在规划坝址区内进行坝线比选。

本工程坝址区砂砾石覆盖层深厚，厚度约50m-60m，修建混凝土重力坝，基础处理难度大，故只适宜修建当地材料坝。

由于坝址处附近无合格防渗土料，故不具备修建粘土防渗体坝；本工程最大挡水水头10m，且坝长较短，可修建混凝土面板砂砾石坝、沥青混凝土防渗体坝和复合土工膜斜墙坝，混凝土面板砂砾石坝的面板、趾板混凝土用水泥及钢筋需外购，材料单价较高，运距远；沥青混凝土防渗体坝需增加沥青混凝土生产设备，沥青混凝土方量少，设备摊销成本大。

《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定“土工膜做为防渗体坝可用于3级低坝。

”复合土工膜斜墙坝，坝体结构简单，填筑料单一，坝体防渗与基础（库盘）防渗连接容易，施工方便，无需特种设备。

经工程类比，复合土工膜斜墙坝满足规程、规范要求，故本阶段采用复合土工膜斜墙坝作为拦河建筑物。

6.2.2坝（闸）线比选坝（闸）址区位于中山区，河谷呈不对称“U”型，总体走向近东西向，谷底宽150～200m，现代河床宽10～20m，偏向左岸发育，河床高程约1694m。

坝（闸）址上游100m 处，乌吐劲河由北西向转为近东西向发育，埃姆劲河近东西向发育，在该处与乌吐劲河汇合，其中埃姆劲河河床纵坡约72‰，乌吐劲河汇合口上游河床纵坡约58‰，汇合口下游河床纵坡约41‰。

坝（闸）址区左岸山体呈一凸出山梁，宽度约250m，山体雄厚，基岩裸露，岸坡走向约85°，岸坡坡度50°～65°，岸坡高度约100m；右岸山体雄厚，岸坡走向近东西向，岸坡坡度30°～40°，岸坡高度大于200m，高程1800m以下岸坡多分布洪坡积含土砂碎块石，高程1800m以上多基岩裸露。

左岸坝（闸）址下游200m 发育1条较大的冲沟，呈“V”型，冲沟延伸长约800m，沟内植被较发育，无常流水；坝（闸）址右岸岸坡发育一小冲沟，冲沟延伸长约200m，在右岸Ⅱ级阶地上形成小洪积扇。