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碧口水电站


碧口水电站

Bikou Hydropower Station


概  述

  碧口水电站位于中国甘肃文县、嘉陵江支流白龙江上,距昭化公路里程约105km。壤土心墙土石混合坝,最大坝高101.8m,校核洪水位时水库总库容5.21亿m3,装机容量30万kW,保证出力7.8万kW,多年平均发电量14.63亿kW·h。以发电为主,兼有防洪、灌溉、过木等效益。1969年5月开工,1976年3月第1台机组发电,1997年6月竣工。
  坝址基岩为绢云母石英千枚岩和变质凝灰岩。河床宽120m,覆盖层一般厚25m,最厚34m。
  坝址以上流域面积2.6万km2,多年平均流量225m3/s,年径流量86.72亿m3,实测最大洪水流量3260m3/s,调查历史最大洪水流量5810m3/s,多年平均悬移质输沙量2460万t,多年平均含沙量2.64kg/m3,实测最大含沙量227kg/m3。工程按500年一遇洪水流量7630m3/s设计,相应库水位703.3m;按5000年一遇洪水流量9950m3/s校核,相应库水位708.8m;相应库容5.21亿m3,水库正常蓄水位704m3,相应库容4.5亿m3;死水位685m,相应库容2.29亿m3;调节库容2.21亿m3;水库汛期限制水位695m,防洪库容1.91亿m3。水库淹没耕地312km2,迁移人口2366人。

枢纽布置
  枢纽主要由拦河坝、泄洪隧洞、排沙洞、过木道,灌溉引水隧洞及发电厂房等组成。
  拦河坝为壤土心墙土石混合坝,坝顶长297.36m,宽8m。坝顶上设置"L"形钢筋混凝土防浪墙。心墙由重、中粉质壤土与粉质粘土填筑;坝壳由砂石砾石填筑;心墙与坝壳之间,上下游两侧均设置反滤层。坝基河床砂砾石冲积层采用1.3m厚的防渗墙,最大墙深41m,顶部插入壤土心墙,底部嵌入基岩。防渗墙下基岩透水性较大的局部地段,采用孔距为4m的单排帷幕灌浆。为了补救大坝填筑质量不好产生的隐患,在653m高程以下,坝轴线下游12m处又增设了一道厚0.8m的防渗墙,最大墙深68.5m。
  泄洪建筑包括右岸溢洪道和左、右岸泄洪洞。溢洪道为岸边单孔开敞式,最大泄量2310m3/s,孔口尺寸宽15m,高16m,堰顶高程691m。泄水槽长288.601m,宽15m,由纵坡0.01的缓坡弯道段和纵坡0.355的陡坡段组成。下游采用挑流消能,单宽流量145m3/(s·m),最大流速39m/s。溢洪道全长392.84m。
  右岸泄洪洞由导流洞改建而成,由进水塔、斜井段、反弧段、缓平段和消能挑流鼻坎组成,全长602.741m。上游段为改建的龙抬头式,断面尺寸10.0m×11.5m;下游缓平段是与导流洞的结合段,断面尺寸13.0m×11.5m,水流为明流;最大平均流速35.7m/s;出口为倾斜式扩散扭曲斜鼻坎,由原导流洞水平段改建而成。最大泄洪流量2290m3/s。
  左岸泄洪洞全长856.671m,由进水塔、有压段、无压段和消能挑流鼻坎组成。有压段为圆形断面,洞径10.5m;无压段为城门形,断面尺寸10m×12m。最大泄洪流量1710m3/s,最大流速34m/s。
  排沙洞进口紧靠电站进水口左侧。进水口底板高程636.152m,比电站进水口底板低25m。全长685m,由进口段、检修闸门井、有压段,工作闸门室,明流段和消能挑流鼻坎组成。弧形工作闸门尺寸4.0m×3.15m,工作水头70m。有压段为圆形断面,洞径4.4m;明流段的前部为城门形,断面尺寸5.0m×4.8m,后部为渠槽式。最大泄洪量300m3/s。排沙洞对排除进水口前泥沙和异重流排沙效果均很明显。据1979~1984年的实测资料,年平均排沙比为30%~40%,最大达64%。
  灌溉引水管的进水口置于溢洪道引渠入口底板之下,底部高程682.6m,管道全长1400m,管径0.8m,引水流量1m3/s,灌溉面积590hm2
  过木道采用纵向原木联合运输机,布置在大坝右端。首部建筑物座落在坝体上游坡面上,过坝顶经下游坝面沿右岸山坡入河,出口处距电站尾水渠末端约100m。3条联合运输机并列呈直线布置,中心距6m,各长420.2m。每条由上游2台沉浮式、坝顶1台转动固定式和下游1台固定式传动装置,通过链条滚轮联动,设计年过木能力为50万m3。但现已停用。
  左岸发电引水建筑物包括进水口、引水隧洞、调压井和压力管道。进水口为岸塔式,底板高程661m,由拦污栅段、检修闸门井及其连通段组成。拦污栅分6孔,过栅后合而为一。引水隧洞全长444.2m,由渐变段、主洞、叉管和支洞组成。主洞长356.1m,洞径10.5m,最大引水流量480m3/s,最大流速5.6m/s。调压井开挖尺寸长46.7m,宽12m,高79.25m,是和快速闸门井相结合的地下阻抗式钢筋混凝土建筑物。对应3条引水支洞,从调压井引出3条压力管道,洞径6m,钢筋混凝土衬砌。
  地面厂房位于坝后左岸,主厂房长83m、宽20m,高46.82m,内装3台单机容量10万kW的水轮发电机组。水轮机为HL702-LJ-410型,转轮直径4.1m,额定转速150r/min。设计水头73m,最大水头86.2m,最小水头57.5m,单机最大引用流量160m3/s。发电机为Ts854/210-40悬式空冷型,额定电压13.8kV。220kV和110kV开关站设在下游尾水渠右岸台地上,副厂房在主厂房右侧。
工程施工
  主体工程量:土石方明挖342万m3,石方洞挖47.62万m3,土石方填筑440万m3,混凝土浇筑54.1万m3,金属结构安装9515t。最高年填筑强度150万m3,填筑工期5年。
  采用隧洞导流。土石坝施工时用振动碾碾压。地下洞室软弱围岩使用喷锚支护。
  左岸泄洪隧洞施工时发生冒顶性大塌方,地面形成漏斗,塌方高度一般为60m,最大高度100m,塌方体积达4万m3。处理措施包括:塌方体固结灌浆;边墙和顶拱开挖及时衬砌;核心岩体开挖后对底板进行衬砌;回填灌浆和围岩固结灌浆。总计耗用水泥2000t,钢材500t,钢筋混凝土近1000m3,断续历时达5~6年之久。
作者:佚名  来源:互联网 
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