向家壩工程技術(shù)特點(diǎn)

godwww 2010-12-09

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向家壩工程技術(shù)特點(diǎn)

http://www. (2008-12-30 15:26) 中國三峽總公司網(wǎng)站

                                   向家壩水電站簡介

1 工程概況
    向家壩水電站是金沙江下游梯級(jí)電站開發(fā)中最末的一個(gè)梯級(jí)電站，是我國“西電東送”工程的骨干電源點(diǎn)，壩址位于四川省宜賓縣與云南省水富縣交界的峽谷出口處。電站開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，同時(shí)改善上、下游通航條件，兼顧灌溉，結(jié)合防洪、攔沙，并且具有對(duì)上游梯級(jí)電站進(jìn)行反調(diào)節(jié)等綜合作用。
向家壩水電站工程樞紐主要由擋水建筑物、泄洪消能建筑物、沖排沙建筑物、左岸壩后引水發(fā)電系統(tǒng)、右岸地下引水發(fā)電系統(tǒng)、通航建筑物及灌溉取水口等組成。大壩為混凝土重力壩，壩頂高程384O米，最大壩高162米，壩頂長度896.26米。電站水庫正常蓄水位380.00米，死水位370米，總庫容51.63億立方米，調(diào)節(jié)庫容9.03億立方米，為不完全季調(diào)節(jié)水庫。兩岸電站廠房各安裝4臺(tái)75萬千瓦的機(jī)組，總裝機(jī)容量600千瓦，多年平均發(fā)電量307.47億千瓦時(shí)，灌溉面積375.48萬畝。
    工程于2004年4月開始籌建，2006年11月26日正式開工，計(jì)劃于2008年12月截流，2012年10月首批機(jī)組發(fā)電，2015年6月工程全面竣工?？偣て?年6個(gè)月。）

2 工程導(dǎo)流
    本工程采用第一期先圍左岸、第二期圍右岸的分期導(dǎo)流方式。
    其導(dǎo)流程序?yàn)椋旱谝黄谙葒蟀叮谧蟀稙┑厣闲拗黄谕潦瘒?，在一期基坑中進(jìn)行左岸非溢流壩段、沖沙孔壩段的施工，并在非溢流壩及沖沙孔壩段內(nèi)共留設(shè)6個(gè)10米×14米(寬×高)的導(dǎo)流底孔及寬115米的缺口；同時(shí)在一期基坑中進(jìn)行二期混凝土縱向圍堰、上下游引泄水渠等項(xiàng)目的施工，由束窄后的右側(cè)主河床泄流及通航；
    第二期圍右岸，待導(dǎo)流底孔和缺口具備泄水條件后，拆除一期土石圍堰的上、下游橫向部分，于2008年12月下旬進(jìn)行右側(cè)主河床截流；在二期基坑中進(jìn)行右岸非溢流壩、泄水壩段、消力池、左岸壩后廠房及升船機(jī)等建筑物的施工，由左岸非溢流壩段和沖沙孔壩段內(nèi)留設(shè)的6個(gè)導(dǎo)流底孔及高程280米、寬115米的缺口泄流。泄水壩段、右岸非溢流壩段及左岸壩后廠房等自身具備擋水度汛條件后，于2011年11月開始加高左岸非溢流壩段缺口，由6個(gè)導(dǎo)流底孔和10個(gè)永久中孔泄流。2012年10月下閘封堵導(dǎo)流底孔，水庫蓄水。
2 工程技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)
2.1 大壩深淺層抗滑穩(wěn)定
    向家壩水電站擋水大壩為重力壩，最大壩高162米。壩址區(qū)基巖主要為三迭系上統(tǒng)須家河組河湖沼澤相砂巖，壩基存在構(gòu)造成因和原生沉積形成的軟弱夾層，局部巖體完整性相對(duì)較差，巖層傾向下游，大壩深淺層抗滑穩(wěn)定為工程關(guān)鍵技術(shù)問題？？弧？
    中國水電顧問集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院自1999年開始，歷時(shí)10年，在調(diào)查分析類似已建工程的基礎(chǔ)上，采用多種方法，聯(lián)合國內(nèi)多家知名科研院所對(duì)該課題進(jìn)行了深入全面的分析和研究，并針對(duì)不同部位的特點(diǎn)提出了綜合處理方案。該專題通過歷次咨詢、審查，已確定設(shè)計(jì)方案，通過采取工程處理措施，確保大壩穩(wěn)定安全。
2.2 高水頭、大單寬流量泄洪消能
    向家壩水電站最大泄洪流量為48660立方米每秒，最大下泄總功率約4000萬千瓦，消力池內(nèi)最大單寬流量為225立方米每秒，消力池入池流速達(dá)42米每秒。泄洪建筑物布置在河床中部，其前沿寬度僅248米，設(shè)計(jì)為12個(gè)表孔、10個(gè)中孔、表中孔相間布置型式。泄洪建筑物具有高水頭、大流量、大單寬、高含沙的特點(diǎn)；另外，由于下游緊鄰城市，需解決下游霧化問題。多年來中南設(shè)計(jì)院與國內(nèi)知名科研院所合作，開展了大量科研試驗(yàn)工作，并借鑒已建工程的成功經(jīng)驗(yàn)，通過深入研究，采用帶跌坎的底流消能方式，消能效果和各項(xiàng)指標(biāo)滿足工程安全和環(huán)境保護(hù)要求。
2.3 世界跨度最大的地下廠房
    右岸地下廠房安裝4臺(tái)單機(jī)容量80萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組，廠房開挖寬度33.4米，高度85.5米，機(jī)組單機(jī)容量和廠房跨度均為世界之最。
    經(jīng)過多年地質(zhì)勘探查明，地下洞室群所處圍巖屬Ⅱ類，地應(yīng)力處于中低量級(jí)，地質(zhì)環(huán)境良好。目前主廠房已開挖至第Ⅷ層，地下洞室群各主要洞室圍巖變形量值均在設(shè)計(jì)控制范圍之內(nèi)。
2.4 采用變頂高尾水隧洞替代尾水調(diào)壓室
    根據(jù)右岸地下引水發(fā)電系統(tǒng)布置，按傳統(tǒng)設(shè)計(jì)尾水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置調(diào)壓室，但由于含煤地層T33的影響，設(shè)置尾水調(diào)壓室工程投資和風(fēng)險(xiǎn)較大，根據(jù)右岸地下廠房運(yùn)行特點(diǎn)，經(jīng)研究決定采用變頂高尾水洞代替尾水調(diào)壓室。
    中南設(shè)計(jì)院與科研院所、高校合作，對(duì)機(jī)組在各種過渡過程中的水力參數(shù)和機(jī)組運(yùn)行特性進(jìn)行物理模型試驗(yàn)和數(shù)值分析，其成果經(jīng)多次專家咨詢和評(píng)審，研究證明變頂高尾水隧洞布置方式在各種過渡過程工況下，控制參數(shù)均滿足設(shè)計(jì)規(guī)范或規(guī)程要求，可以替代尾水調(diào)壓井(室)。變頂高尾水隧洞方案在水力過渡過程中相對(duì)收斂較快，調(diào)節(jié)品質(zhì)比調(diào)壓井(室)好，且可避免調(diào)壓室開挖對(duì)廠房區(qū)圍巖的損傷，減少地下開挖工程量，減少水頭損失。
2.5 一級(jí)垂直升船機(jī)
    向家壩水電站地處金沙江常年通航河段，通航建筑物設(shè)計(jì)為一級(jí)垂直升船機(jī)，其提升高度達(dá)114.2米，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)船隊(duì)為2×500噸一頂二駁船隊(duì)，年貨運(yùn)量112萬噸。經(jīng)多年的調(diào)研、科學(xué)論證，并借鑒國內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn)，決？ ú捎萌？膠獬萋峙郎?螺母柱保安式升船機(jī)，其規(guī)模和技術(shù)條件復(fù)雜程度均屬世界最高水平。
2.6 世界規(guī)模最大的沉井群
    向家壩水電站采用第一期先圍左岸、第二期圍右岸的分期導(dǎo)流方式。由于河床覆蓋層深厚，設(shè)計(jì)在一期大壩右側(cè)上游布置10個(gè)尺寸為23米×17米的沉井，沉井群在二期縱向圍堰大壩上游段堰基開挖期間作為擋墻保證一期圍堰的穩(wěn)定，后期作為二期縱向圍堰堰體的一部分，承擔(dān)二期導(dǎo)流期間的擋水任務(wù)。沉井最大下沉深度達(dá)57米，所處部位覆蓋層組成復(fù)雜，分為砂卵礫石層、粉細(xì)砂層、含崩（塊）石的砂卵礫石層，沉井群距一期圍堰堰腳最小距離僅12.1米，下沉過程需嚴(yán)格控制對(duì)周圍土體的拉裂影響。沉井間間距僅2.0米，沉井下沉過程中需嚴(yán)格控制其偏斜度。
    沉井下沉次序、分節(jié)高度、出渣設(shè)備選型與布置、排水方案、各地層下沉控制措施及各種異常情況的處理方案等均為本工程沉井施工技術(shù)的難點(diǎn)。在參建各方的共同努力下，沉井施工取得圓滿成功。
2.7 國內(nèi)規(guī)模最大的人工砂石系統(tǒng)和長距離帶式輸送機(jī)
    向家壩水電站主體工程混凝土總量1221萬立方米，共需混凝土骨料3200萬噸，骨料料源由太平灰?guī)r料場(chǎng)提供。砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)規(guī)模為：每小時(shí)處理能力3000噸，每小時(shí)生產(chǎn)能力2400噸，規(guī)模為國內(nèi)之最。砂石系統(tǒng)采用分散布置方式，半成品加工區(qū)布置在太平料場(chǎng)附近，成品加工區(qū)布置在壩區(qū)馬延坡，半成品與成品加工區(qū)之間直線距離約30公里，經(jīng)多種運(yùn)輸方案綜合比較后，決定采用長距離帶式輸送機(jī)輸送線輸送半成品骨料方案。輸送線可長期連續(xù)輸送骨料，具有輸送能力大、運(yùn)行可靠性高、環(huán)境影響小、投資省等特點(diǎn)。
    向家壩帶式輸送機(jī)具有長距離（5條輸送機(jī)總長31.3公里，最大單機(jī)長8.3公里）、變傾角（其中1條輸送機(jī)兩端高中間低）、高帶速、大運(yùn)量、主要布置在隧洞內(nèi)（皮帶洞總長29.3公里）等技術(shù)特點(diǎn)，該輸送線總輸送量達(dá)到3200萬噸，為國內(nèi)最長的帶式輸送機(jī)。

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