甘肃省永昌县东河河湾梯级电站月牙崖水电站工程设计方案说明文本报告.doc

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甘肃省 永昌县

东河湾梯级电站月牙崖水电站工程

初步设计报告

某某省设计院

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甘肃省 永昌县

东河湾梯级电站月牙崖水电站工程

初步设计报告

目 录
1 综合说明 1
1.1概述 1
1.2 水文、气象 1
1.3工程地质 5
1.4工程任务和规模 9
1.5 工程布置及主要建筑物 10
1.6 水机、金结、采暖通风及消防 14
1.7 电气 15
1.8 工程管理 16
1.9 施工组织设计 16
1.10 环境保护、水土保持及安全 18
1.11 工程招标建议 20
1.12 概算 20
1.13 经济评价 20
2 水文、气象 27
2.1 流域概况 27
2.2 年径流 29
2.3 洪水 33
2.4 泥沙 37
3 工程地质 39
3.1区域地质概况 39
3.2 工程地质条件与评价 44
3.3 天然建筑材料及施工用水 47
3.4 结论 48
4 工程任务和规模 50
4.1 河流规划 50
4.2电力发展规划及工程建设的必要性 51
4.3 水利、水能计算 55
4.4 电站运行方式及能量指标 58
5 工程布置及主要建筑物 60
5.1工程等别及标准 60
5.2工程选址及工程总布置 61
5.3 主要建筑物设计 65
6 水机、金结、采暖通风及消防 76
6.1水力机械 76
6.2 金属结构 84
6.2.3 压力钢管 85
6.3 采暖与通风 85
6.5 消防 87
7 电 气 89
7.1 接入系统设想 89
7.2 电气主接线 89
7.3 厂用电接线 90
7.4 主要电气设备 90
7.5 自动控制 92
7.6 通信 92
7.7 防雷保护与接地 92
8 工程管理 94
8.1 管理机构及人员编制 94
8.2 行政管理及生活区建筑面积 94
8.3 主要管理设施 95
9 施工组织设计 97
9.1 施工条件 97
9.2天然建筑材料 99
9.3施工导流 100
9.4 主体工程施工 100
9.5施工交通及施工总布置 102
9.6 施工总进度 103
10 环境保护与水土保持 105
10.1环境保护 105
10.2 水土保持 112
11 劳动安全与卫生 118
11.1 依据和设计原则 118
11.2 劳动安全 118
11.3 工业卫生 121
11.4 安全卫生设施 123
12 工程招标 124
12.1 招标范围的确定 124
12.2 招标组织形式 124
12.3 招标形式 124
12.4标段划分 124
13 工程投资概算 127
13.1编制说明 127
13.2概算附表 132
14 经济评价 159
14.1 概述 159
12.2 财务评价 159
12.3 国民经济评价 164
12.4 综合评价 165

1 综合说明
1.1概述
肃南县月牙崖水电站地处甘肃省肃南裕固族自治县境内石羊河水系东大河中上游，属东河湾梯级电站中的第一座电站，电站总装机3600KW，距离永昌县城约40km。根据《防洪标准》(GB50201-94)和《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)的规定，工程为小(2)型Ⅴ等工程，工程建筑物均按5级设计。月牙崖水电站建成后，通过头坝变电所并入永昌电网运行，对永昌县和肃南裕固族自治县地方经济的发展，增加地方财政收入，确保地方工农业与各乡镇企业用电将起重要作用。
根据《东河湾梯级水电站工程可行性研究报告》，从皇城水库电站至大干沟水电站之间河段分四级进行开发，依次为月牙崖水电站、东河湾一级水电站、东河湾二级水电站和东河湾三级水电站。
随着西部大开发的进程，永昌县工农业生产及人民生活对电力资源的供需矛盾日趋加剧，为了进快解决能源短缺的问题，受月牙崖水电开发有限责任公司委托，我院在《东河湾梯级水电站工程可行性研究报告》的基础上，于2007年5月编制完成了《东河湾梯级电站月牙崖水电站工程初步设计报告》。2007年10月17日，金昌市发改委组织专家对初设报告进行了审查，审查基本同意初设报告，但对部分问题提出修改意见，我院根据修改意见对初设报告进行了补充完善。
1.2 水文、气象
1.2.1 流域概况
东大河流域位于祁连山北麓，是石羊河水系的第二大支流,南以祁连山的冷龙岭为界并与大通河相依，东以西营河为邻，西与西大河相连，北部是石羊河干流。在北纬37°36′～38°10′和东径101°21′～103°24′之间，流域内地势由西南向东北倾斜，可分为三个自然地貌单元：祁连山区和走廊中部山区，祁连山地势高，海拔高约在3000m以上，年降雨量在300mm以上；流域内有皇城、洋翔盆地，皇城盆地地势高面积大，年降雨量在400mm以上，是良好的牧场。洋翔盆地位于东大河峡谷中，面积较小，盆地已开垦为农业区；年降雨量在200mm以下，以灌溉农田为主。
东大河干流上游直河、斜河交汇口以下至东大河旧渠首段河道，河道总长30km，总落差414m，水能理论蕴藏量42MW。为充分利用东大河的水资源和水力资源，已在东大河干流皇城滩盆地出口处修建有皇城水库，其水库的主要作用是蓄丰补枯，与下游金川峡水库联合调度，以保证下游金昌市工农业用水和东大河干流上水电站的运行要求。所以经水库调蓄后的下泄流量比较稳定，对下游东大河的水力资源开发创造了良好的条件。
1.2.2 气象
东大河地处祁连山区，河流地形高差悬殊，深山区海拔高程2500～4000m以上，属寒冷半湿润气候到高寒湿润气候，年平均气温1.2～0.2℃，最热月七月平均气温14.3～13.1℃，最冷月一月平均气温-13.1～-14.3℃，年降水量300～600mm，年日照时数2200h。浅山区海拔高程2000～2500m，属寒冷干旱气候和寒冷半干旱气候，年平均气温4.6～1.2℃，最热月平均气温17.4～13.1℃，最冷月平均气温-10.1～-13.1℃，年降水量150～300mm，年蒸发量1260～1050mm,年日照时数2200～2880h,无霜期136～103d。
1.2.3 径流
东大河径流主要靠降水和冰雪融水补给，产流于山区，耗水于平原。月牙崖水电站引水枢纽位于皇城水库坝后，区间无支流汇入，因此，电站年径流的确定直接采用皇城水库径流分析成果。
根据皇城水库调节年度（1954年7月～2005年6月）n=51年径流系列资料，经统计分析参数如下：
Q0＝9.00m3/s Cv＝0.18 Cs=2Cv
电站引水枢纽处不同频率年径流成果见表1－1，设计年径流分配成果见表1－2。
月牙崖水电站设计年径流成果表
表1-1
F (km2)
统计参数
Qp(m3/s)
Q0 (m3/s)
Cv
Cs/Cv
P=15%
P=25%
P=50%
P=75%
P=85%
1030
9.00
0.18
2
10.8
10.1
8.91
7.92
7.32

月牙崖水电站设计年径流分配表(调节年度7～6月)
表1-2
项目
月 份
年平均(m3/s)
七月
八月
九月
十月
十一月
十二月
一月
二月
三月
四月
五月
六月
典型年(1988.7~1989.6)
20.3
16.8
13.9
13.5
5.75
4.22
5.63
5.45
2.63
5.46
18.1
18.8
10.9
月牙崖电站P=15%丰水年流量
20.2
16.7
13.8
13.4
5.7
4.19
5.59
5.41
2.61
5.42
18.0
18.7
10.8
典型年(1996.7~1997.6)
19.5
13
11.1
13.4
8.50
6.81
4.50
3.19
0
2.68
10.1
16.3
9.09
月牙崖电站P=50%平水年流量
19.1
12.7
10.9
13.1
8.3
6.7
4.4
3.1
0
2.6
9.9
16.0
8.91
典型年(2001.7~2002.6)
17.4
8.00
7.78
8.6
11.4
6.29
3.00
3.00
4.52
1.54
5.08
9.15
7.15
月牙崖电站P=85%枯水年流量
17.8
8.19
7.96
8.80
11.7
6.44
3.07
3.07
4.63
1.58
5.20
9.37
7.32
1.2.4 洪水
月牙崖水电站紧接皇城水库坝后电站，引水枢纽紧接坝后电站尾水渠，电站厂房位于皇城滩水库下游约3km处，其控制集水面积为1160km2。月牙崖电站引水渠首洪水为皇城水库下泄洪水，电站厂房处洪水为皇城水库下泄洪水加同频率区间洪水，成果见表1-3，分期洪水成果见表1-4。
月牙崖水电站各设计频率洪峰流量表(m3/s)
表1-3
断面位置
F（km2）
P (%)
2%
3.33%
5%
10%
20%
皇城水库入库
1030
401
332
280
194
123
皇城水库出库
1030
382
332
280
194
123
区间洪水
130
35
30
25
18
11
电站引水渠首
1030
382
332
280
194
123
电站厂房
1160
417
362
305
212
134

月牙崖水电站分期洪水成果表
表1-4
施工分期
P（%）
10%
20%
汛期
7～9月年最大
212
134
枯水期

10～5月
75
52.2
3～5月
75
52.2
10～6月
104
77.3
3～6月
106
78.7

月牙崖水电站引水渠布置在河道右岸，引水渠桩号0+840处有一无名冲沟。冲沟平时无水，汛期沟道洪水影响渠道安全运行。无名冲沟洪水主要由暴雨组成，所以采用小流域暴雨洪水计算的方法——瞬时单位线法进行推求，分析成果见表1－5。
月牙崖水电站沿线沟道洪水特征值表
表1－5
序号
沟道名称
集水面积(km2)
主流长度(km)
河道比降(‰)

设计洪水
（m3/s）
Q5%
1
无名沟
3.8
4.6
98.2
5.8

1.3工程地质
1.3.1 地形地貌
工程区位于永昌南山凸起带的中部山区，属中山地形，海拔2300～2700m。东大河于此间深切古夷平面而成大比降（1/60—1/90）的峡谷，河谷断面多呈“U”型，部分呈“V”型。河谷两岸发育不对称的河漫滩及侵蚀堆积阶地，其中Ⅰ级阶地发育较完整，Ⅱ级阶地仅在厂房区附近保留较完整。
1.3.2 地层岩性
根据地质测绘，区内广泛分布第四系不同成因的松散堆积层，下伏基岩为加里东晚期的花岗岩岩体。
1.3.3地质构造
工程区位处祁、吕、贺山字型构造西翼反射弧中永昌南山古凸起带的中部，南依北祁连山脉的冷龙岭，北为马营——永昌新凹陷盆地。岩浆活动和构造运动复杂且频繁，周边广泛分布有加里东各期的侵入岩体及各时代地层，以1/20万 区域地质图上看出此间分布多个褶皱构造及区域性断裂，并在燕山运动晚期形成工程区的顺河断层F1。F1断层属压性断裂，东北端始于泱翔乡，西南端终于皇城电站。
据1:400万《中国地震动峰值加速度区划图》（2001），工程区地震动峰值加速度为0.20g（相当于地震基本裂度Ⅷ度），地震动反应谱特征周期0.40s。
1.3.4水文地质
区内地下水主要源于冰雪融水和大气降水，皇城水库及电站泄水也是控制地下水源的重要因素。根据埋藏条件，地下水可分为第四系松散堆积层中的孔隙性潜水和基岩裂隙中的裂隙性潜水。前者含水层主要为河床及Ⅰ级阶地砂卵砾石层，直接受河水及两岸山体中基岩裂隙水补给。两岸山体及谷底基岩中存在基岩裂隙水，主要赋存在各种结构面中，依靠大气降水和高山裂隙水补给，受断裂构造控制。
根据水样分析试验，水质类型为HCO3-或HCO3-、SO4=盐Ca#、Mg#型水，矿化度0.19～0.32g/l，属低矿化度淡水，对普通硅酸盐水泥不具侵蚀性。
1.3.5 岩石物理力学特性
根据试验数据,结合其它工程类比，岩石物理力学特性见表1-6。
各类围岩主要物理、力学参数建议值
表1-6
岩石
名称
围岩类别
抗剪断强度
（峰值）
弹性
模量
变形
模量
泊松比
单轴饱和
抗压强度
单位抗
力系数
坚固
系数
Φ（°）
C(MPa)
103MPa
103MPa

MPa
Mpa/m
f
粗
粒
花
岗
岩
Ⅱ
48～50
1.2～1.5
12～16
10～15
0.23～0.25
＞60
7500
4-5
Ⅲ
35～40
0.4～0.75
6～10
5～8
0.26～0.28
40～60
2000～2500
3-4
Ⅳ
26～35
0.2～0.4
3～5
1～1.6
0.30～0.35
30～50
1000～1500
1-2
1.3.6 引水枢纽工程地质条件
引水枢纽座落在皇城水库电站尾水末端的河床砂砾卵石层之上，砂砾卵石层25—30m（皇城滩水库资料），天然湿密度2.14t/m3，天然干密度2.11t/m3，结构中密。地基承载力特征值200—250Kpa，建议临时开挖边坡1：1，永久边坡1：1.25。该层砂砾卵石层赋存有孔隙性潜水，地下水位埋深1—3m，渗透系数200m/d。闸、坝基础可座落在砂砾卵层之上，其承载力可满足要求，但基础开挖时应注意基坑排水问题。
1.3.7 引水渠（洞）工程地质条件与评价
⑴0+000~0+800明渠填方段工程地质条件与评价
该段为填方段，地基为河谷右侧高漫滩的砂砾卵石层，厚度25—30m，天然湿密度2.14t/m3，天然干密度2.11t/m3，地基承载力特征值200~250Kpa，在填方之前应清除表层的草皮及植物根系，填筑料应选择级配良好的砂砾卵石，分层碾压夯实，夯填要求干密度≥2.15t/m3，含泥量≤5%。
⑵0+800~1+343明渠挖方段工程地质条件与评价
该段渠道座落在坡积块碎石土之上。块碎石呈土黄色，其中土含量65%，块碎石含量35%，属中等~强湿陷性土，压缩系数分别在0.34—0.38和0.7—1.03，为中等压缩性土，具垂直节理，遇水崩解。块碎石土结构稍密，厚度0.5—30m，具有很强的渗透破坏性，渗透破坏是主要的工程地质问题，须采取有力措施处理，另外冻胀破坏与湿陷破坏也应同时防治。该坡积物边坡整体是稳定的，其地基承载力特征值为140—150Kpa，建议开挖边坡临时边坡1:1，永久边坡1:1.25，开挖深度＞10m的渠段需要增设二级平台马道，所有人工边坡均须护砌，以防暴雨冲刷破坏及堵塞渠道。
⑶ 隧洞段工程地质条件与评价
1+343~2+226线路穿越基岩山体，需开凿隧洞，基岩山体的岩性为加里东晚期侵入岩—花岗片麻岩，灰白色、粗粒显晶结构，块状构造。岩石致密坚硬，但受构造影响，局部节理裂隙密集带岩体较为破碎。新鲜岩体判定为Ⅱ类围岩，风化岩体及节理裂隙密集带判定为Ⅲ类围岩（包括隧洞进、出口40m内）。
1.3.8 压力管道及厂房工程地质条件与评价
压力管道段及厂房场地十分狭窄，地层岩性为厚层坡积块碎石土，灰黄色，土含水量量65%，块碎石含量35%，土为中粉质壤土，碎石直径2~20mm，块石直径20~200mm，大者1.5~2m，据钻孔重型触探试验测试，块碎石承载力特征值200Kpa，但地基土极不均匀，建议厂房基础下设置1~2m厚的砂卵砾石垫层并夯实，施工开挖时基坑将有较大的涌水量，应加强排水、隔水措施、另外厂房基础将处在地下水位以下，设计时应考虑地下水的浮托力。地下水水质良好，对钢筋砼均无侵蚀性。
1.3.9天然建筑材料
引水渠线0+000~0+800填方渠所需砂砾卵石可在渠段左方河床内开采，但必须清除表层基皮及植物根系，剔除漂石及弧石。
引水渠沿线出露的花岗片麻岩体，面积广大，质地坚硬，特别是开挖隧洞的弃渣，岩质新鲜，可成为良好的块石料。另外，东大河及高漫滩上广泛分布的砂砾石卵石层中含有较多漂石及弧石，也是良好的砌石材料，开采便利运输条件好。
工程区无合适的砂、砾骨料场，只能选在皇城东大河桥上下4公里范围内采取。经取样试验结果表明：除含泥量超标需冲洗外，其余指标均可满足规范要求，而且料场就近有水冲洗方便，平均运距15km，渠道防冻胀破坏垫层料也可从该料场筛取。
1.4工程任务和规模
1.4.1 工程建设的必要性
月牙崖水电站是一座引水式小水电站，位于永昌县城南部的东大河干流上，是整个东大河九座梯级开发电站的第二级电站。电站建成后，并入永昌电网运行，对改善当地用电紧缺现状，开发新的资源，发展永昌县经济，缓解供电矛盾，保证地方工农业与各乡镇企业用电起到重要作用。现永昌县用电主要依靠大电网解决，输电距离远，损耗较大，供电质量差。该水电站的兴建将减轻该地区电网和大电网的供电压力，对促进地区经济的发展、加快西部大开发步伐、改善永昌县的投资环境具有一定的作用。工程区交通便利，永久占地大部分占地为荒地和草地，以及少量林地，施工期短、见效快，工程建成后，不仅可以为地方提供一定的就业机会，还可上缴一定的税收，增加财政收入，促进地方经济发展。
综上所述，兴建月牙崖水电站，不仅可以为工农业的生产发展提供能源保证，实现电气化县，并且能充分利用当地便利的水能资源，因此，该工程的建设是十分必要的。
1.4.2 工程主要指标
月牙崖水电站设计引用流量为18.3m3/s，设计水头23.15m，装机容量3600KW。参照国内水轮机系列样本，经方案比较选用HLA551-LJ-104型水轮机三台，配套SF1200－16/2150型发电机及YWT－1000型微机调速器各三台。电站多年平均发电量1571万kWh，装机年利用小时数为4364 h。
1.5 工程布置及主要建筑物
1.5.1工程等别及标准
月牙崖水电站装机容量3600kw，属小(2)型Ⅴ等工程，主要及次要建筑物均按5级设计。引水枢纽按10年一遇洪水设计，30年一遇洪水校核，厂房按30年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核。
1.5.2工程选址及工程总布置
东河湾梯级电站中东河湾一级电站已投入运行，东河湾二级电站正在建设，月牙崖水电站和东河湾三级水电站未开发。东河湾三级电站在泱翔盆地，占耕地多，电站开发对附近农牧民生产生活影响大，月牙崖电站虽然地形条件较差，但电站开发所受社会干扰少，先开发月牙崖水电站较为有利。
月牙崖水电站上接皇城水库坝后电站尾水渠，下至东河湾一级水电站引水枢纽库区，开发河段毛水头25.9m。电站布置在河道右岸，从前到后依次为引水枢纽、引水明渠、前池、引水隧洞、压力管道及发电厂房。引水枢纽布置在皇城滩水库下游河道，类似于多首制引水，由溢流坝、引渠及进泄水闸组成，溢流坝布置在河道左侧水库泄水洞冲刷坑后，从左到右依次为溢流坝、冲沙闸和引水闸，进泄水闸布置在皇城水库电站尾水渠末端，引渠长85m，位于溢流坝与进泄水闸之间。引水明渠布置在东大河右岸，长1261.2m(桩号0+021.2～1+282.4)。前池布置在引水明渠末端、引水隧洞进口，前池长61.5m(桩号1+282.4～1+343.9)，从前到后依次为渐变段、溢流段、拦污栅室及弯道渐变段，溢流堰布置在前池左侧，溢出的水流通过120m长的泄水渠泄入东大河。前池后紧接无压引水隧洞，隧洞长822.2m(桩号1+343.9～2+166.1)，城门洞形断面。隧洞后接压力管道，压力管道采用一管三机的布置形式。发电厂房布置在东河湾一级电站引水枢纽坝体上游500m处永皇公路旁，发电尾水通过穿永皇公路涵洞进入东河湾一级电站引水枢纽库尾。
1.5.3 主要建筑物设计
1.5.3.1引水枢纽
引水枢纽布置在皇城滩水库坝后，类似于多首制引水，由溢流坝(引水闸)、引渠及进泄水闸三部分组成。月牙崖水电站设计引用流量18.3m3/s，其中14.7m3/s来自水库电站尾水，不足部分来自水库泄水洞。
溢流坝(引水闸)布置在河道左侧水库泄水洞冲刷坑后，从左到右依次布置溢流坝、冲沙闸和引水闸。坝前正常挡水位2498.8m，设计洪水位2500.8m，校核洪水位2501.5m。引水闸布置于枢纽左边，2孔，钢筋砼结构，冲沙闸布置在引水闸左侧，1孔，钢筋砼结构。溢流坝布置于引水枢纽左侧，为WES堰，堰长30m。堰顶高程2499.1m，采用C15抛石砼浇注，溢流堰后设13.5m长消力池，消力池后接20m长护坦，护坦后设防冲槽。
引渠长85m，位于溢流坝与进泄水闸之间东大河高漫滩上，采用梯形断面，C20砼衬砌，底宽2.5m，边坡系数1.25，纵坡1/1500，衬砌厚度10cm。
进泄水闸布置在皇城水库电站尾水渠末端，采用侧面进水、正面泄水的布置形式。进泄水闸均设计为两孔，闸室采用钢筋砼结构。
1.5.3.2 引水渠
引水渠布置在河道右岸，长1261.2m(桩号0+021.2～1+282.4)，设计流量18.3m3/s，引水渠布置的原则是在尽量少占林地的基础上沿等高线布置，实现投资省、对环境影响尽可能小的目的。
引水渠设计流量18.3m3/s，设计纵坡1/2000，考虑前池溢流堰溢流时涌水影响，渠顶水平，设计高程2498.962m，渠底设计高程2495.907～2495.267m，渠深3.055～3.695m。桩号0+021.168～0+940和1+035～1+282.4设计为梯形断面，C20现浇砼衬砌，衬砌厚度底部12cm，边坡12～10cm。桩号0+021.168～0+810渠道为填方渠，布置在砂砾卵石层上，填方材质为砂砾石。桩号0+810～0+940和1+035～1+282.4段为挖方渠，座落在坡积块碎石土之上，基础具湿陷性及冻胀性，为防止渠道衬砌体发生冻胀破坏，衬砌体下铺砂砾石垫层作为抗冻胀措施，垫层厚度临河侧渠坡80～50cm，渠底100cm，靠山侧渠坡100～70cm。靠山侧渠堤上设排水渠，并铺设土工膜，防止雨水进入垫层引起基础湿陷。
引水渠桩号0+950～1+025座落在坡积块碎石土之上，地形不具备布置梯形渠，该段渠道设计成矩形断面，钢筋砼结构，临河侧不修渠堤。矩形渠宽4.5m，渠底及边墙厚0.25m，顶部每2m设一拉杆。0+940～0+950和1+025～1+035为砌石扭面段。
1.5.3.3 前池
压力管道进口无布置前池地形条件，本次设计将前池布置在引水渠末端、隧洞进口。前池长61.5m(桩号1+282.4～1+343.9)，从前到后依次为渐变段、溢流段、拦污栅室及弯道渐变段，具备溢流、拦污、排沙功能。
1.5.3.4 引水隧洞
前池后接无压引水隧洞，隧洞地质条件良好，基岩为花岗岩，岩石致密坚硬，岩石致密坚硬，除个别地段为Ⅲ类围岩外，绝大部分为Ⅱ类围岩，可不衬砌，为减小糙率，底部用20cm厚C20砼找平。
引水隧洞根据地质条件，选用方便施工的城门洞形断面，隧洞设计流量18.3m3/s，设计纵坡经比较选用1/1000。引水隧洞水力学上按自动调节渠道设计，即洞顶水平，高程2499.508m，洞底纵坡1/1000，高程2494.45～2493.668m。
隧洞进出口40m及节理裂隙密集带为Ⅲ类围岩，全断面C20钢筋砼衬砌，衬砌厚度底板20cm，边墙及顶拱25cm，单层配筋，衬砌段开挖过程中对洞顶局部不稳定岩块采用悬吊式砂浆锚杆加固，钢筋砼衬砌段顶部回填灌浆，灌浆压力0.4MPa。
1.5.3.5 压力管道
压力管道选用钢管，采用一管三机布置方案，支管在平面上呈梳齿形。钢管总长98.1m，其中总管一根长43.2m，直管三根总长54.9m，总管管径3.2m，支管管径1.8m，钢管壁厚12mm，每2m设加劲环一道。压力钢管采用明管暗敷式，除支管镇墩外，总管外包40cm砼。
1.5.3.6 发电厂房
主厂房面对永皇公路布置，由主机室和安装间两部分组成，主机室长28.47m，宽11.1m，安装水轮发电机组三套，水轮机安装高程2473.5m，发电机层底板高程2478.9m。安装间布置在主机室左侧，底板高程同发电机层底板高程，长9.37m，宽度同主机室。副厂房布置在主机室上游，长28.47m，宽7.8m，分上下两层布置，上层底板同发电机层底板相平。
主厂房底板及以下结构采用现浇钢筋砼结构，屋面大梁采用预制薄腹大梁，屋面板采用预制槽形屋面板，吊车梁排架柱及上下圈梁均采用现浇钢筋砼结构。副厂房上层为砖混结构，下层为现浇钢筋砼结构。厂房基础地层岩性为厚层坡积块碎石土，极不均匀，基础下垫2m厚砂砾石垫层。
1.6 水机、金结、采暖通风及消防
1.6.1水力机械
月牙崖水电站设计引水流量18.3m3/s，额定水头23.15m，装机容量3600kw，参照国内水轮机系列样本，经方案比较选用三台HLA551－LJ－104型水轮机，配套SF1200－16/2150型发电机及YWT－1000型微机调速器各一台。
厂内选用16t电动双梁慢速桥式起重机一台。为方便检修和作为调速系统的后备保护，设水轮机进水阀。进水阀选用1600D941X－6蝶阀公称直径1.6米，额定压力0.6Mpa。
1.6.2 金属结构
本电站在引水枢纽及前池上共设置闸门7扇、拦污栅2扇，配置启闭设施7台，铺设压力钢管总管1根，支管3根。金属结构特性见表1-7。
1.6.3 采暖、通风及消防
本电站地处暖温带湿润气候区，主厂房不设置全面的采暖系统，尽量利用发电机的热风，并在局部设置采暖装置如电热器等采暖，以保证工作地点设备的温度要求。
主厂房、副厂房和安装间均采用自然通风方式为主，但中控室、计算机室等副厂房可采用小型柜式空调机，以达到温湿度要求。
主厂房发电机消防主要采用水消防方式，在发电机和安装间共设置二套消火栓箱，保证两条充实水柱同时到达厂内任一火警部位，并配置移动式灭火器。其余部位配置一定数量的化学灭火器。
金属结构特性表
表1-7
名称
型式
数量(孔)
孔口尺寸(m)
设计水头(m)
重量(t)
启闭机
闸门
预埋件
引水枢纽引水闸
潜孔式平板钢闸门
2
2.0*1.5
3
0.5*2
0.2*2
5t手电两用螺杆式启闭机2台
引水枢纽冲沙闸
潜孔式平板钢闸门
1
2.5*2.0
3.8
0.9
0.3
7.5t手电两用螺杆式启闭机1台
引水枢纽进水闸
露顶式平板钢闸门
2
2.5*2.8
2
0.8*2
0.2*2
7.5t手电两用螺杆式启闭机2台
引水枢纽泄水闸
露顶式平板钢闸门
2
2.5*1.8
2
0.7*2
0.2*2
5t手电两用螺杆式启闭机2台
前池泄水冲沙闸
潜孔式平板钢闸门
1
1.0*1.2
7.2
0.3
0.15
10t手电两用螺杆式启闭机1台
前池拦污栅

2
3.7*4.35

1.8*2
0.3*2
不专门配置
压力钢管

90

1.7 电气
1.7.1 接入系统设想
根据永昌县电力局提供的资料及东河湾梯级水电站的有关资料，本次设计考虑月牙崖水电站以一回35KV出线，π接于大干沟水电站35KV母线，汇流后接至头坝变电所并入永昌电网。
1.7.2 电气主接线
电气主接线采用三机一变扩大单元式接线方式，安装一台SZ9-5000型升压变压器，在发电机保护控制屏内部装置6.3KV母线，并设置一面6.3KV出线屏（主变进线屏），与主变低压侧连接，主变高压侧装设一台35KV开关及隔离刀闸,连接在35KV母线上，35KV母线出线侧安装相关设备送至35KV系统。由于厂区狭窄，本电站不设35KV室外升压站，在副厂房布置35KV高压室，除主变放在室外，其余35KV设备均放在室内。
1.7.3 主要电气设备
水轮发电机3台，型号：SF1200－16/2150，配静止可控硅微机励磁装置。主变压器1台，型号：SZ9-5000/38.5±3*2.5%/6.3。厂用变压器2台，型号：S9-160/6.3±5%/0.4和S9-160/38.5±5%/0.4各1台。6.3KV高压开关柜9面，型号：XGN2-10。35KV高压开关柜3面，型号：JYN1－35 。
1.7.4 自动控制
本电站采用计算机监控系统方式。主要功能有：正常运行时,水轮发电机组的开、停机；有、无功功率的调节；机组事故的自动处理；断路器、灭磁开关的自动操作；以及电站运行必需的反映设备运行状态的模拟量和开关量的信息反馈均由计算机监控系统进行处理。
1.8 工程管理
月牙崖水电站隶属月牙崖水电开发有限责任公司。电站建成后，自行管理，独立运行。电站运行实行集中监控，按少人值守原则进行运行人员的编制，机组的大型检修及水工建筑物的维修均实行社会化服务。电站生产、运行、检修及管理人员的配置按国电公司国电人资（2000）499号《水力发电厂劳动人员标准》规定，电站总人数以20人计。
1.9 施工组织设计
1.9.1 施工条件
月牙崖水电站位于肃南东大河皇城水库下游，在皇城水库电站和东河湾一级电站之间。工程区属张掖市肃南县皇城乡管辖，永皇公路从工程区通过，距永昌县40km，对外交通较为方便。
工程所需的天然建筑材料可就近开采，储量满足设计要求。本工程所需的钢材、木材可由永昌供应，水泥由河西堡水泥厂供应。东大河河水水量丰富，水质良好，可作为本工程施工用水源。工程区有皇城水库电站至东河湾一级水电站10KV输电线路通过，可 “T”接作为本工程施工用电源。
1.9.2 施工导流
本工程属小（Ⅱ）型工程，在皇城水库坝后，水库蓄水对施工极为有利，除坝后电站尾水渠末端进泄水闸需修建导流渠外，其余工程均可利用非汛期及河道停水期施工
1.9.3 主体工程施工
电站建筑工程总工程量23.55万m3，其中土方开挖13.07万m3，土方回(夯)填6.85万m3，岩石开挖2.20万m3，砌石0.25万m3，砼及钢筋砼1.18万m3。共需水泥2619t，钢筋、钢材243t(不包括金属结构101t)，木材81m3，共需劳动工日7.81万个。
枢纽及引水明渠砂砾石由1m3挖掘机开挖，装8～10t自卸汽车运输；夯填采用自卸汽车运输，推土机铺摊，振动碾压实；现浇砼由0.4m3拌和机拌料，架子车运输砼入仓，机械振捣；砌石均由人工砌筑。
引水隧洞岩石洞挖采用手风钻钻孔、爆破，人工装1t机动翻斗车运输出渣，隧洞穿过断层段时需注意支护，洞内砼采用1t机动翻斗车运输，底板砼直接入仓，边顶拱采用砼泵入仓，机械浇筑，回填灌浆采用灌浆泵灌浆，灰浆搅拌机制浆。
1.9.4 风、水、电
施工供风采用固定与移动供风方式相结合，拟在隧洞各进出口、分别布置一座空压站，采用20m3空压机供风。施工水源采用东大河河水，在枢纽区、电站厂区、辅助企业区、引水隧洞各进出口分别设抽水泵站向施工点供水。工程区有10kv输电线路通过，施工期间可直接“T”接使用，并备两台30kw柴油发电机组，满足施工用电需要。
1.9.5 施工总进度
该电站总工期安排为二年，包括施工准备期、主体工程施工期和工程完建期。其中准备工期3个月(与主体工程平行作业1个月),主体工程施工期18个月,工程完建期3个月(与主体工程平行作业1个月)。准备工期由第一年3月开始至5月底结束，历时3个月，主体工程施工期由第一年5月开始至第二年10月结束,历时18个月，尾工工期自第二年10月开始至12月结束，历时3个月。
1.10 环境保护、水土保持及安全
1.10.1环境保护
结合工程施工和运行特点，本工程环境保护措施包括水环境保护措施、大气和声环境保护措施、生态环境保护措施、水土保持措施等。
工程施工期各辅助生产场区均有一定的加工、设备冲洗废水排放，采取在各施工场地修建临时沉淀池，进行沉淀处理。沉淀处理后的废水集中蓄存，回用作混凝土拌合、道路喷洒用水，禁止排放。
工程开挖废弃碴石拟运往工程设计中规划的碴场集中处置，部分用于修筑河道防洪堤。并及时做好弃碴后的土地整治与植被恢复等生态恢复与建设工程，将水电站建设引发的水土流失及生态环境影响降至最小程度。
工程改扩建、新修建施工道路以及运输车辆行驶所产生的道路扬尘拟采取洒水方式进行降尘，以改善道路沿线区域的环境空气质量，减轻污染程度，并缩小扬尘污染范围。洒水时间及次数根据具体情况操作
1.10.2水土保持
厂房和副厂房的布置上，充分考虑了厂房上游侧山体的稳定性，在厂房后边坡上清除了上部危石，确保边坡永久稳定。厂基开挖设有排水措施，尾水排放渠道加强了衬护措施，可有效防止土建工程中人为水土流失。主体设计中块石料选用石方明挖的弃料，骨料也用弃料加工而成，减少了弃渣量的排放。隧洞口的护面，防护了洞身围岩开挖后的岩石分化、剥蚀掉块。弃渣堆放采用汽车运输和推土机平整，使渣体得到碾压，有效防止了水土流失。枢纽及场区均设有截排水沟，有效防止了洪水对主体建筑和地面的冲刷。主体工程根据弃渣堆放量、设置堆放弃渣场。主体工程根据取料情况设置料场。
对料场分别根据实际地形和需要进行边坡治理、土地整治。渣场布设干砌块石栏渣坝，渣体推平碾压。土地整治工程：对施工场地等临时用地在施工结束后进行坑凹回填，恢复原状或作为绿化用地。
1.10.3 工程安全
电站安全设计参照DL5061—19《水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范》执行。该工程投产后要符合劳动安全卫生的要求，保障劳动者在劳动过程中的安全与健康，贯彻“安全第一、预防为主”的设计原则。
1.11 工程招标建议
月牙崖水电站建筑工程施工进行招标，部分工程也可自营；机电设备及安装工程全部进行招标；金属结构设备及安装工程全部进行招标。招标组织形式采用项目法人自行组织招标。建筑工程采用公开招标形式，机电设备制造工程、机电设备安装工程、金属结构设备及安装工程采用邀请招标的方式。根据工程施工特性，工程划分为八标段进行施工。
1.12 概算
建筑工程采用甘水规字[1996]41号文颁发的《甘肃省水利水电建筑工程概算定额》，机电及金属结构设备安装工程采用水利部水建[1993]63号文颁发《中小型水利水电设备安装工程概算定额》。
本工程概算总投资2430.41万元，建设期贷款利息92.36万元，工程静态总投资2388.05万元，其中建筑工程1039.44万元，机电设备及安装工程802.16万元，金属结构设备及安装工程82.96万元，临时工程121.30万元，其它费用180.85万元，基本预备费111.34万元。
资金筹措方式: 60%贷款，40%由项目业主自筹投资解决。
1.13 经济评价
1.13.1 财务评价
月牙崖水电站总装机容量为3600kW，多年平均总发电量为1571万kWh。电站工程静态总投资为2338.05万元，相应单位千瓦投资为6495元/kW，单位电能投资为1.488元/kWh，单位电量发电成本0.0904元/kW·h，单位电量经营成本为0.036元/kWh。
月牙崖水电站经营期上网电价为0.227元/ kWh，包括建设期贷