冶勒水电站枢纽布置设计
时间：2015-12-20 22:15:05 所属分类：智能科学技术 浏览量:
冶勒水电站枢纽布置设计郝元麟,何顺宾(国家电力公司成都勘测设计研究院,四川 成都610072) 摘 要：紧密结合水电站枢纽布置所涉及的工程要素，较为系统地介绍了冶勒水电站枢纽布置设计的一些情况，旨在为类似工程布置设计提供有益的启示。 关键词：冶勒水电站
冶勒水电站枢纽布置设计郝元麟,何顺宾(国家电力公司成都勘测设计研究院,四川 成都610072)
摘 要：紧密结合水电站枢纽布置所涉及的工程要素，较为系统地介绍了冶勒水电站枢纽布置设计的一些情况，旨在为类似工程布置设计提供有益的启示。
关键词：冶勒水电站；流域概况枢纽布置；设计工程特点
1概述
1.1流域概况
南桠河是大渡河中游右岸的一级支流，发源于四川省甘孜州九龙县牦牛山东麓，分南北两源。南源石灰窑河，北源勒丫河，两源于两岔河汇合后始称南桠河，自西南向东北流。在石棉县栗子坪乡先后从右岸纳入孟获城河和阿鲁伦底河,流至石棉县回龙乡，在凉桥附近从右岸加入竹马河后，折向北流，于石棉县城注入大渡河。流域地理位置介于东经101°56＇~103°31＇，北纬28°49＇~29°15＇之间。西面和西北面以牦牛山与雅砻江、松林河相邻，南面以拖乌山与安宁河分水，东面由小相岭与尼日河为邻。流域全长78 km，集水面积为1 200 km2。流域规划可开发水能资源约700 MW，自上而下分别为冶勒（在建，240 MW）、栗子坪（在建，132 MW）、姚河坝（已建，132 MW）、南瓜桥（已建，120 MW）、洗马姑（规划为42 MW，已建20 MW）、大渡河边（拟建，60 MW）等6个梯级电站。
冶勒流域地势较高，平均海拔3 670 m，总趋势为西高东低：西北、西南、东北三边的分水岭高程均在4 000 m以上，东南边分水岭高程相对较低，为3 200~3 500 m、最低处约2 800m。流域近似扇形，水系发育，泉水出露点较多。勒丫河长19.1 km，河道平均比降63.3‰，集水面积151 km2；石灰窑河长28.8 km，河道平均比降41‰，集水面积172 km2。流域内地形起伏大，切割剧烈，高差悬殊：两岔河以上6~8 km河段地势开阔、平坦，河谷为“U”型槽谷盆地，河道平均比降仅14‰，盆地边缘两山之间宽约4 km，为良好的水库地形；河源和坝区均属高山峡谷地形，坡陡流急，常有阶梯状跌水，水面宽度仅20~30 m。
流域内属高原温带川西山地湿润气候，仅在高程4 000 m以上属高原亚寒带。由于高差悬殊，气候垂直差异大：下游（石棉）高温少雨，中游（栗子坪）气温明显降低、雨量加大，上游（冶勒）低温多雨。
1.2工程概况
(1)工程总布置。
冶勒水电站工程位于四川省凉山州冕宁县和雅安市石棉县境内，为南桠河流域梯级规划“一库六级”中的第六级龙头水库电站。电站采用混合式开发，最大坝高125.5 m，引水隧洞长约7 119 m，整个工程由首部枢纽、引水系统和地下厂房等三大部分组成。坝址位于冕宁县冶勒乡两岔河下游约2 km处，厂址位于石棉县栗子坪乡南桠村。坝址、厂址相距约13 km，厂址离川云西公路（108国道）边的栗子坪乡约7 km，距石棉县城43 km，距成昆铁路乌斯河车站147 km，距成都市407 km。
大坝建成后,电站正常蓄水位2 650 m，相应水库总库容为2.98亿 m3、调节库容为2.76亿m3，具有多年调节能力。电站安装2台120 MW水斗式水力发电机组，枯水年枯水期平均出力108.2 MW，多年平均发电量6.47亿 kW·h。首部枢纽由沥青混凝土心墙堆石坝、左岸泄洪洞、放空洞（兼导流洞）组成引水系统由左岸取水口、引水隧洞、调压室、蝶阀室和压力管道组成厂区枢纽由地下厂房、尾闸室和地面开关站等建筑物组成
(2)设计标准和设计参数。
根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180-2003），冶勒水电站为二等大（2）型工程，泄洪、引水发电系统及水库放空洞等永久性建筑物按2级建筑物设计，次要建筑物按3级建筑物设计。由于河床及右岸坝基覆盖层深厚（最大深度超过420 m），工程区地震基本烈度高达8度（设防烈度为9度），故确定大坝按一级建筑物设计。大坝采用沥青混凝土心墙堆石坝,最大坝高125.5 m（超过90 m），厂房按三级建筑物设计，次要建筑物按四级设计。临时建筑物均按四级建筑物设计。相应洪水标准：大坝正常运用时,频率为P=0.2%、流量为Q=453 m3/s非常校核时,P=0.01%、Q=623m3/s；厂房正常运用时,P=3.33%、Q=144.9 m3/s非常校核时,P=0.5%、Q=182.5 m3/s
(3)工程设计和建设情况。
冶勒工程勘测设计始于1970年，1971~1972年完成河流规划设计；1985~1986年完成电站开发研究报告；1987~1988年完成电站选坝报告；1990~1991年完成初步设计报告；1993~1995年优化设计；1999年开始招投标设计。冶勒水电站土建主体工程共分6个标，依次为：大坝填筑、河床及左岸基础处理标，大坝右岸基础处理标放空洞（兼导流洞）、泄洪洞工程标，引水隧洞工程标调压室、蝶阀室及压力管道中上平段工程标压力管道中下平段及厂区枢纽工程标。
冶勒水电站枢纽布置设计 :
根据设计要求，本工程总工期为5.5年，其中准备工期1.5年，第一台机组投产工期为4年。主体工程相继于2000年、2001年开工建设，并于2002年9月顺利实现河道截流。目前河床及左岸基础防渗墙施工几近结束，大坝已经开始填筑；引水隧洞进水口贯通后，剩余控制洞段开挖长约1 500 m；调压室、蝶阀室、压力平段已经完成全部开挖和部分支护，正紧张地进行压力斜井的扩孔施工；地下厂房工程各主要洞室的开挖完成后，永久支护也已完成大半，开挖工作仅剩主厂房母线层以下部分，工程进展基本顺利。电站预计2004年年底第1台机组发电，2005年年底工程全部完工。
2工程建设基础条件
2.1综合利用
冶勒电站以单一发电为主，无航运、漂木、防洪、灌溉等综合利用要求。电站建成后，约可增加下游5个梯级电站的保证出力160 MW，增加年发电量约7亿 kW·h，同时还可减少系统内其他水电站的弃水损失电量。
2.2特征水位及参数
水库正常蓄水位2 650 m，调洪水位2 647 m，死水位2 600 m。电站水轮机安装高程2 005.2 m，最大水头644.8 m，最小水头546.7 m，额定水头580 m，额定引用流量47.24 m3/s，最大引用流量52.66 m3/s。
论文冶勒水电站枢纽布置设计
2.3水文气象条件
冶勒工程处在低温多雨区，全年无夏季，冬季长达6~7个月，11月~次年3月为降雪、积雪期，多年平均降雨天数达215 d，年平均气温7℃，年平均相对湿度在86%以上，最大风速10 m/s。河源和坝区均属高山峡谷地形，坡陡流急，河床自然坡降近6%；坝址以上集水面积323 km2，径流主要来源于降雨、其次是融雪和地下水，径流年内分配与降水一致，每年6~9月为汛期、1~3月为枯水期，多年平均流量为14.5 m3/s。
2.4地质条件
(1)区域地质构造背景。
工程场区位于川滇南北向构造带北段（冕宁以北）的菩萨岗东西向隆起北侧。西部以小金河断裂为界与甘孜断褶带相邻，东部以石棉断裂为界与凉山拗褶带毗连。安宁河深大断裂带在境内呈南北向延展，将本区分裂为西部冶勒断块和东部小相岭断块。冶勒水电站即处于安宁河断裂带与小金河断裂所切割区、南面以南河断裂为界的冶勒断块上。工程区历史上无强震活动记载，其地震效应属工程区外围强震活动的波及区，区域构造属次稳定地块。经四川省地震局鉴定，冶勒水电站地震基本烈度为8度。冶勒水库处于单侧型断陷盆地内，总库容2.98亿 m3，库区分布断层自晚更新世晚期以来无明显活动性，从构造背景、岩体（组）介质状况和水文地质条件等综合分析，水库蓄水后诱发地震的可能性很小，即使发生、其影响烈度也不会高于地震基本烈度值
(2)工程、水文地质条件。
坝址处于安宁河断裂带北段西侧的冶勒断陷盆地边缘，左岸及河谷盆地底部基岩由晋宁期石英闪长岩组成，岩石致密坚硬，具块状或条带状、网纹状构造，岩石单轴湿抗压强度128～150 MPa。坝址右岸及河床下部覆盖层由第四系中、上更新统卵砾石层、粉质壤土和块碎石土组成，该套地层属冰水——河湖相沉积层，在地质历史时期里经受了不同程度的泥钙质胶结和超固结压密作用，地基的渗透性较弱、抗渗稳定性较好，结构密实、力学强度和变形指标较高，抗地震液化能力较强。根据钻探揭示，坝基覆盖层厚度大于420 m，按沉积环境、岩性组合及工程地质特征，自下而上（由老至新）分为五大岩组：
第一岩组（Q2I），弱胶结卵砾石层，以厚层卵砾石层为主，偶夹薄层状粉砂层，为泥钙质弱胶结。该岩组深埋于盆地及河谷下部，最大厚度大于100 m，最小厚度仅15～35 m。
第二岩组（Q13Ⅱ），褐黄、灰绿色块碎石土夹硬质粘性土层，结构密实，呈超固结压密状态，透水性微弱，层中夹数层褐黄色硬质粘性土。该岩组在坝址河床部位其顶板埋深18～24 m，厚度一般31～46 m。该岩组既是坝址深部承压水的相对隔水、抗水层顶板，又是坝基防渗处理工程的主要依托对象。
第三岩组（Q2-13Ⅲ），弱胶结卵砾石层与粉质壤土互层，分布于河床坝基上部及右岸坝肩下部，总厚46～154 m不等，在坝址河床部位残留厚度18～36 m，是坝基主要持力层，同时也是坝基和右坝肩下部防渗处理的主要层位。弱胶结卵砾石层具有一定含水、透水性，粉质壤土呈青灰、浅灰色薄层状，其间夹数层炭化植物碎屑层或粉质砂壤土、含砾粉质壤土透镜体。该粉质壤土呈超固结微胶结状态，透水性极弱，具相对隔水性能。
第四岩组（Q2-23Ⅳ），弱胶结卵砾石层，厚65～85 m，分布于右岸坝肩上部，厚～巨厚层状，该岩组具有较弱的含水、透水性能，为右岸坝肩上部防渗处理的主要地层。
第五岩组（Q2-33Ⅴ），粉质壤土、粉质砂壤土夹炭化植物碎屑层，厚90～107 m，分布于右岸正常蓄水位以上谷坡地带。
冶勒水电站枢纽布置设计 :
综上所述，左坝肩为石英闪长岩基础，河床及右坝肩为深厚覆盖层基础；作为坝基深部相对隔水、抗水层的第二岩组埋深较大；坝基左右岸基础严重不对称，尤其是在坝基及其右岸第三、四岩组弱透水卵砾石层厚度较大，粉质壤土岩相及厚度变化大、连续性差，存在坝基及坝肩渗漏和地基不均一等变形问题。大坝基础及防渗处理难度极大。
引水系统沿岸山体雄厚，地势陡峻，洞室埋深较大。围岩为致密坚硬的石英闪长岩，岩体基本上为块状~镶嵌状结构的Ⅱ~Ⅲ类围岩，需穿越的主要断层破碎带走向均与洞线呈大角度相交，整体成洞条件较好；局部存在不利地质结构面组合、断层破碎带及其影响带，岩体破碎，地下水活动较强，施工中须采取有效的工程处理措施，并设置相应的排水设施。
厂址区位于栗子坪乡南垭村附近，西倚石英闪长岩体构成的中高山，东临南桠河左岸Ⅰ、Ⅱ级阶地，南北两侧均为沟谷切割。厂址区东临安宁河东支活动断裂北段约80 m，岩体由晋宁期石英闪长岩组成，以弱、微风化为主，具混合岩化变质特点；岩体浅部具有较严重透水特性，其含水程度或储水条件主要受构造控制，在断层破碎带旁侧之影响带或裂隙发育带可形成脉状或束状含水网络，单位吸水量ω值多数为0.1~0.79 L/min·m·m，较大涌水量达100~150 L/min；岩体历经多次构造运动，低序次低级别的构造破碎带相对发育。地下厂房处于f8断层以西的较完整的石英闪长岩体内，围岩以Ⅱ~Ⅲ类岩体为主，但由于NE向的小断层或岩脉与中、缓倾角裂隙的不利组合，使局部顶拱与边墙围岩有塌落的可能，只要采取适当的工程措施,适宜于布置一定跨度的地下洞室
(3)建筑材料。
作为当地材料坝的碎石土心墙防渗料，近坝料源初查储量满足要求，开采运输条件较好，细粒含量较多，击实后抗渗、力学指标尚可，但天然含水量大于最优含水量约10%，在多雨潮湿气候条件下，不易翻晒达到降水目的，不宜作为大坝防渗体；远坝料源储量不足，细粒含量偏低，质量较差，运距较远。坝壳堆石料以三岔河、坝址左岸两处储量丰富，质地良好，开采运输方便，可满足要求。反滤料可利用近源库内汉格姆天然料场。泥浆固壁料近坝源料质量差，需分选开采或外购。混凝土用人工骨料，天然料源均不理想，宜采用堆石料源进行加工。
3枢纽布置
冶勒水电站工程由首部枢纽、引水系统和厂区枢纽等三大部分组成。在初步确定工程等别、主要建筑物级别、洪水标准、地震设防烈度等基础上，结合枢纽工程场址的地形、地质、工程布置、工程量、施工布置、工期、投资和运行等条件，初拟坝址、厂址和引水系统线路，初拟坝型、引水发电、泄洪消能等主要建筑物形式，并辅以必要的科研试验成果，经综合技术、经济比较，最终确定了工程总布置方案，笔者仅扼要介绍冶勒工程枢纽布置设计的一些情况。
根据工程区域地质构造及地形地质条件，引水系统和厂区枢纽布置相对比较简单，较容易从工程安全和技术经济上确定方案。工程布置的关键问题是如何在复杂的地质构造背景下,合理有效地利用冶勒构造断陷盆地进行首部枢纽布置，如何解决好深厚覆盖层及严重不对称地基上修筑高坝的防渗和基础处理等问题。
3.1首部枢纽布置
首部枢纽由沥青混凝土心墙堆石坝，左岸泄洪洞、放空洞（兼导流洞）组成。
（1）坝址确定。
冶勒坝段（两岔河~三岔河）长约3.5 km，地处冶勒构造断陷盆地内，盆地基座及周围高山主要由石英闪长岩组成，盆地中心为中、上更新统冰水——河湖相堆积物，最大堆积厚度大于420 m。坝段内现代冲沟较发育，河谷两岸2 700 m高程以上基本保持宽约2~4.5 km的原始山间盆地地貌，正常蓄水位2 650 m以下则为深切95~115 m的峡谷，两岸谷坡30°~40°，枯水期河面宽约15~25 m。坝段设计共研究比较了上坝址、下坝址和三岔河坝址等3个坝址，从综合地质构造稳定性，基础覆盖体组成，坝址及其影响区固体径流条件，枢纽布置条件及工程量，技术处理难度等分析，最后确定采用下坝址
（2）坝线确定。
坝址左岸石英闪长岩的上游部分被较厚的第四系堆积物覆盖,下游受“Z”字型河道转弯影响，实际可供坝肩利用的基岩范围仅200余米；右坝肩第四系堆积物深厚，上下游分别被七、八号冲沟切割。按流域梯级规划及冶勒水库动能调节计算确定，坝前正常蓄水位高程为2 650m，相应最大坝体填筑高度将超过120 m。从坝顶高程到相对隔水、抗水层垂直深度达200余米。坝线确定在最大限度地利用左岸基岩的同时，右坝肩分别组合了右岸山头、七号沟、八号沟三地情况，三条坝线相距40~70 m，工程地质条件无大的差异。设计上重点考虑从枢纽渗流控制和左岸泄水、引水条件等方面进行了分析比较，最终从技术可行、经济合理的角度选定了右岸山头方案
（3）坝型确定。
考虑冶勒坝址区地处地震烈度高，左右岸基础软硬不一和严重不对称，河床和右岸基础覆盖层深厚、且相对隔水层埋藏较深的特殊复杂地质条件，较适宜的坝型有碎石土心墙堆石坝、混凝土面板堆石坝和沥青心墙堆石坝。再进一步分析，冶勒工程处在潮湿、低温多雨区，可用防渗土料含水量（平均天然含水量为27.5%，填筑最优含水量为16.5%）明显偏大，采用常规的降低含水量方法处理极为困难。如果采用烘炉或加热运输通道，不仅需要专门的设备、造价较高，而且技术上也很难保障，国内尚无可资借鉴的经验。混凝土面板堆石坝由于基础、堆石体的变形较大，很难保证坝体防渗结构（防渗墙、趾板和面板）有好的变形适应性，水电工程上目前还没有类似先例。沥青混凝土心墙堆石坝和碎石土心墙堆石坝相比，在坝体及基础应力变形条件、防渗体联结可靠性、防震性能等方面基本相同，差异较大之处在于坝体防渗体不同，一为沥青混凝土心墙。一为碎石土心墙；沥青混凝土用于水电工程防渗，在北欧一些国家（如挪威）和在我国寒冷的北方地区，由于其受料源的限制、受冬季和雨季施工的制约相对较小，同时还具有工程量相对节省等特点，因此,非常实用和极具推广价值，目前已经应用到我国南方温热地区，如已建的三峡工程茅坪溪沥青心墙堆石副坝等。综上，最后确定采用沥青混凝土心墙堆石坝方案
冶勒水电站枢纽布置设计 :
（4）泄水建筑物布置。
考虑到在高地震区、深厚不均匀覆盖层上修筑高沥青混凝土心墙堆石坝的复杂性，确定大坝按一级建筑物设计,9度地震设防烈度校核。枢纽布置上还考虑设永久放空洞，该洞设计为利用施工导流洞改建而成，主要任务是承担大坝检修时放空水库用，并兼作施工期导流和初期蓄水期间实施泄放流量之用。根据冶勒构造断陷盆地的特殊地形地质条件，泄水建筑物在布置设计时,比选了左岸溢洪道、左岸泄洪洞和右岸溢洪道等三种方案：由于左岸溢洪道进、出口为覆盖体，开挖边坡高达180 m，出口挑流很难越过覆盖层达到山脚,所以没有被采用；因右岸溢洪道全部建在巨厚覆盖层上，受地形条件限制，需跨较深冲沟，泄槽采取挖、填处理后坡度仍然较陡，结构布置及安全运行较为不利,所以第二方案也未被采用；只有第三方案即左岸泄洪洞全线布置在新鲜的岩体内，既可避免高边坡大开挖，又可避免施工干扰，再结合出口覆盖层保护，经过设计优化和水工模型试验验证，确定泄洪洞采用涡室竖井消能型式、尾部与放空洞相结合形式（利用放空洞长300余米，并共用出口消力池及海漫），这样布置下泄水流对消能防冲影响也较小。故最终推荐采用左岸泄洪洞方案
（5）大坝及基础防渗设计。
拦河大坝采用沥青混凝土心墙堆石坝，坝顶高程2 654.5 m，最大坝高125.5 m，坝顶宽度14 m，坝轴线长度约414 m。坝体结构划分为沥青混凝土防渗心墙、上下游过渡层、坝壳堆石料等，上游坝坡1∶2.0，下游坝坡1∶1.8。针对坝基相对隔水层承压水压力较大（约70%上下游水头差）的情况，在坝址下游处还增设了平均厚度22 m、长约215 m的压重区，在堆石体底部均采取适当的基础反滤和排水保护。心墙为梯形结构，顶宽0.6 m，向下逐渐加厚，最大底部厚度为1.2 m。心墙底部为钢筋混凝土垫座，垫座下为混凝土防渗墙，防渗墙厚度1~1.2 m，单段最大深度约80 m，沥青混凝土心墙与钢筋混凝土垫座之间、钢筋混凝土垫座与混凝土防渗墙之间均为刚性连接。顶部约30 m坝高范围布设有柔性抗震网格梁。坝基主要采用垂直防渗墙加帷幕灌浆的悬挂式基础防渗处理方案，基础防渗总深度约200 m，其中防渗墙深约140 m，分两段施工、中间通过钢筋混凝土廊道连接起来，上层墙与廊道顶的连接型式根据彼此的施工顺序分为先墙后廊道的嵌入式或接触式连接，先廊道后墙的帷幕连接。
坝体主要工程量为：覆盖层开挖236万 m3，沥青混凝土心墙3.11万 m3，心墙过渡料18万 m3，坝壳料填筑约650万 m3，混凝土防渗墙5.51万 m2，基础帷幕灌浆3万 m
（6）泄洪洞、放空洞（兼导流洞）设计。
泄洪洞采用有压短洞进口、接无压洞身、再通过涡室竖井消能后与放空洞下游段相结合，泄洪洞长466.343 m（除与放空洞结合的长度外），衬砌断面4.6 m×6.9 m~5.7 m×5.7 m；进水闸设一道弧形工作门和一道平板检修门。放空洞长1 119.5 m，前段为圆形有压洞、衬砌内径4 m，后段为无压城门洞、衬砌断面4.5 m×5.5 m；洞内设一道窄门槽平面滑动工作闸门和一道平板事故检修门。
3.2厂区枢纽布置
厂区枢纽由地下厂房、尾闸室和地面开关站等建筑物组成。
(1)厂址确定。
厂址选择主要根据河流规划确定的“一库六级”梯级衔接开发方案，冶勒为龙头水库电站，电站从库内引水，经左岸引水系统至南桠村附近建厂发电，尾水与下一梯级栗子坪水电站衔接。由于在南桠村以下布置厂址，引水隧洞需穿越一条切割很深的深沟，且离安宁河断裂破碎带更近，厂址地质条件更差，梯级衔接较为困难，故厂址选择集中在南桠村上游。结合厂址区地形地质条件，设计研究了上下两个厂址，两厂址相距约1 km，从水能合理利用、枢纽布置、工程地质问题处理及工程量等技术经济角度，最终确定采用下厂址
(2)厂房方案确定。
从选定的厂址地形条件看，有较宽阔平坦的Ⅰ、Ⅱ级阶地（平均宽度约100 m），阶地以上山坡平缓（35°~45°），覆盖层较浅（约10 m），地形条件对布置地面厂房较为有利。但从地质条件上看，厂址正处于多次构造运动，构造破碎带相对发育的地带。若选用地面厂房,则该厂房离区域性主干断层——安宁河东支断裂仅80 m左右，岩体卸荷裂隙发育，强卸荷带水平深度达65~70 m，且厂房后坡正位于强卸荷带内，岩体呈碎裂~散体结构，位于强震区。但地下厂房洞室群只要规模适中，完全可将主要洞室避开卸荷带和大多数断层布置在较为完整的石英闪长岩体内。经综合比较选定,决定采用地下厂房方案
(3)厂区枢纽布置。
电站装2台120 MW机组，地下厂房枢纽布置采用两列洞室方案，即主副厂房洞室和断路器室、尾水闸门廊道洞室。两列主要洞室均避开卸荷带布置于岩石相对完整区域。主副厂房洞室从北至南依次为安装间、主机间及副厂房；洞室全长72.14 m，其中安装间长18.72 m，主机间长36.60 m，副厂房长16.82 m；主机间洞室上部开挖跨度22.20 m，下部开挖跨度20.50 m，最大高度38.788 m。厂房纵轴线方向N22°W。两列洞室间设有2条母线廊道和2条尾水支洞。厂房尾水由2条尾水支洞经闸门廊道后汇流成尾水主洞，主洞长287.15 m，主洞出口后接长215.946 m的尾水明渠，最后与南桠河衔接。
冶勒水电站枢纽布置设计 :
交通洞全长311.789 m，布置于尾水洞北侧，与对外公路相连。发电机出线方式是从下游侧引出经断路器室后，经设于尾水洞以南的出线洞引至洞外变电站，变电站设于地面阶地上。地下厂房采用交通洞进风，经拱顶于副厂房南端设通风洞排风，通风洞长256.488 m。另外,出线洞亦兼作辅助排风洞。
3.3引水系统布置
引水系统由左岸取水口、引水隧洞、调压室、蝶阀室和压力管道等组成。自坝址至南桠村厂房间的弧形河段长约10 km，河床自然坡降近6%，左岸为凸岸、有简易公路通过。引水洞曾比较了左、右岸两种布置方案，由于左岸洞线较右岸短约2 km，且避开了安宁河大断裂和首段成洞条件差的近2 km的卵砾石层，从地质、施工条件和工程量上，左岸均明显优于右岸，故决定采用左岸引水方案。
隧洞区以晋宁期石英闪长岩为主，有少量细晶花岗岩脉及辉绿岩脉穿插，隧洞沿线山体雄厚，地势陡峻。以三岔河沟F3断层带为界，西侧为辉绿色致密块状石英闪长岩，东侧为混杂状石英闪长岩，具混合岩化变质特征。此外，区内尚有冰（水）碛、洪积、崩坡积和残积等松散堆积层分布，尤以三岔河沟内冰（水）碛堆积厚达74~210 m，宽600~1 000 m，对引水线路布置起控制作用。洞线布置研究了绕避三岔河沟底覆盖层由基岩内过沟（绕沟方案）和洞线由沟底覆盖层内通过（跨沟方案）的两种方案，以主洞适当增长和兼顾施工支洞布置为原则，从施工技术难度、动能经济指标和工程量等角度考虑，确定洞线采用绕沟方案。
取水口采用岸坡竖井式，位于坝轴线上游左岸约500 m处，在
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