水电站

龙羊峡的水电站

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  始建于1976年的龙羊峡水电站,位于青海共和县境内的黄河上游,是黄河上游青藏高原第一及巨型水库,“黄金水电走廊”的龙头,控制着黄河上游65%的水量和主要洪水来源,号称“天上黄河第一坝”。也是黄河流经青海大草原后,进入黄河峡谷区的第一峡口,峡口只有30米宽,坚硬的花岗岩两壁直立近200米高,是建立大坝的宝地。大坝之上广阔的草原又是蓄存河水的良好湖区。大坝高178米,为我国第一高坝,水库总容积247亿立方米。巨大的库容调节了黄河枯水期的水量,发电量也仅次于葛州坝和白山水电站。

  龙羊峡水电站位于青海省共和县和贵南县交界处的黄河干流上,是黄河上游已规划河段的第一个梯级。坝址区位于青藏高原,库区海拔高程2600~3000m。坝址以上流域面积131420km2,约占黄河流域面积的18%。多年平均流量650m3/S。 工程以发电为主,兼有防洪、灌溉、防凌、养殖、旅游等综合效益。电站装机容量128万kW,保证出力58.98万kW,年发电量59.42亿kW·h。经龙羊峡水库调蓄后,可将洪峰下泄流量控制在4000~6000m3/S,并可提高刘家峡、盐锅峡、八盘峡水电站及兰州市等防洪标准。与刘家峡水库联调,除可满足黄河上游河口镇以上127亿m3及河口镇以下250亿m3的工农业城镇用水外,还可提高已建成的刘家峡、盐锅峡、八盘峡、青铜峡4个水电站的保证出力25.48万kW,年发电量5.13亿kW·h。工程枢纽由主坝,左、右岸重力墩和副坝,泄水建筑物及电站厂房等组成。

  主坝为定圆心等半径混凝土重力拱坝,最大坝高178m,底宽80m,坝顶宽度18.5~23m(其中实体厚度15m)。根据运行要求,泄水建筑物按不同高程分4层布置,即表孔溢洪道、中孔、深孔、底孔泄水道。泄水建筑物在进口或坝后均设有弧形工作闸门、检修门和事故检修闸门。考虑两岸坝肩稳定,电站主厂房位于坝址下游约60~70m,呈斜直一字形布置,安装间为半窑洞式地下结构,位于主厂房左端,主厂房采用坝后封闭式结构。厂房内装有4台单机32万kW的水轮发电机。厂房总长142.5m,宽51m(不含尾水平台),高61.42m。水轮机采用单机单管引水方式。

  工程于1976年2月开始施工准备,集团公司水电四局施工,1979年底截流,1986年10月下闸蓄水,1987年9月第1台机组发电,1989年6月第4台机组投入运行,1992年工程全部竣工。 龙羊峡水电站混凝土重力拱坝高178m,发电厂房位于坝后。导流方式为一次断流围堰、隧洞导流,隧洞断面尺寸为15mXl8m。原设计上游为溢流式混凝土拱形围堰,1979年因截流日期拖后,难以按期完成混凝土拱形围堰,将其改为混凝土心墙土石围堰,并将挡水标准由十年一遇洪水提高到二十年一遇洪水,并以五十年一遇洪水作为校核标准。1980年又在围堰右端增设了非常溢洪道,1981年又据水情预报将上游围堰加高7m。当年汛期实际发生接近二百年一遇的洪水,上游水位逼近加高后的堰顶,围堰蓄洪量高达11亿m3,严重威胁工程和下游的安全,由于奋力抢险和非常溢洪道的及时分洪才战胜了洪水,转危为安,如果事前没有预防措施,其后果将难以设想。

  与龙羊峡水电站成为鲜明对照的是岩滩水电站。该工程采用明渠导流,原设计上下游为不过水土石围堰,开工后改为碾压混凝土整体重力式围堰,挡水标准为全年五年一遇洪水,围堰建成后的当年8月,发生有水文记录以来的最大洪水,漫堰流量达4000m3/s。如果仍为不过水的土石围堰,而挡水标准又低于实际发生的大洪水,一旦漫顶溃决,将产生严重后果,可见不过水的高土石围堰风险相对较大。

  龙羊峡水电站上游堆石围堰高53m,堰顶长85m(见图1)。堰址处水深较浅(小于10m),覆盖层不太厚(约13m),且枯水期较长,有条件干地施工,并清除心墙部位覆盖层,因此采用现浇混凝土心墙,墙高49m,顶端厚0.96m,底部厚1.94m,高混凝土垫座与基岩连接,为适应堰体变形,用竖直伸缩缝与水平铰接缝将心墙分成12mXl2m的方块并配置双向构造钢筋。该围堰共运用5年,观测数据表明堰体及心墙变位微小,情况正常,1981年还遭遇了超设计标准洪水的严峻考验,实际拦洪库容达11亿m3。 综合2002年8月西北勘测设计研究院技术人员会同电厂相关人员现场调查的情况,并结合图纸等相关资料进行分析研究,初步认为产生渗漏的原因可概括为施工、运行等方面。

  施工方面;施工过程中受到各种因素的制约,特别是受人为因素的影响,混凝土不可避免地存在薄弱环节,这些导致产生渗漏的根本原因,主要分为以下几类:(1)混凝土裂缝:基岩及老混凝土的约束裂缝;基岩不平整引起的裂缝;寒潮引起的裂缝。(2)混凝土未振捣密实,局部产生蜂窝、架空。(3)混凝土浇筑新老接触面处理不好。(4)止水片接头不良,埋设不当以及本身缺陷(砂眼等)。(5)接缝灌浆没有做或灌浆不密实。(6)机组运行振动,使伸缩缝、施工缝等开裂。(7)预埋管件的焊缝缺陷。

  运行方面;电站运行期间受到物理、化学因素影响,使原来的防渗设施失效引起的渗漏。如:止水片的损坏、混凝土的开裂、给排水管路焊缝的开裂等。23渗漏水对混凝土的危害水工混凝土渗漏将使建筑物内部产生较大的渗透压力,有时可能影响建筑物的稳定。如有侵蚀性水,会产生侵蚀性破坏,使混凝土的强度降低。即使渗漏水不具有侵蚀性,长期渗漏会使混凝土中的Ca(HO)2的浓度降低。如果水泥结石中的Ca(HO)2不断从水泥结石中溶出而浓度降低时,硅酸盐水化物中的氧化钙也会逐渐溶出。如果水工混凝土渗漏水愈来愈多,则其内部孔隙会增多增大,使结构疏松,强度降低,长期流水不止,加剧恶性循环,最终可能使整个建筑物遭到严重破坏。据调查,由裂缝引起的各种不利结果中,渗漏水占60%。因此,在建筑物运行期间要经常检查渗漏情况,发现问题要积极研究对策和及时处理。 水工建筑物渗漏程度的分类(1)无润水———无潮湿痕迹,无渗水;(2)润水———有潮湿痕迹,但无渗水现象;(3)渗水———以一滴一滴的滴水形成渗水;(4)漏水———以缓慢连续流水形式渗水;(5)喷水———以压力水柱形式喷涌。渗漏水的形式可分为“点”、“线”、“面”式三种。如预留管、灌浆管等为点式渗漏,裂缝、伸缩缝、施工缝等为线式渗漏,由于蜂窝麻面及混凝土酥松引起的为面式渗漏。

  渗漏的处理原则:建筑物渗漏处理一般是在迎水面封堵,这样可以直接阻止渗漏,并防止建筑物本身的侵蚀和熔融,降低渗透压力。但也可根据具体情况在背水面截堵,以减少或消除渗漏水和改造工作环境。龙羊峡厂房为厚壁钢构式结构,墙内钢筋布置密集,水机和电气管路多,因此墙面不宜打孔、灌浆。其基本原则以排为主,以截、堵为副。尤其是水库蓄水后上游封堵是不可能的,所以渗漏处理主要是背水面截堵。综合上述,渗漏处理原则基本为:(1)润水情况不做处理;(2)渗水、漏水情况须做内部压力化学灌浆处理,裂缝处开槽、止水处理;(3)喷水情况须进一步查明具体原因,进行深部根治。 影响水工建筑物安全运行的因素很多,其中渗漏水是一个方面,我们既要顾全大局,从多角度、多方面抓,又要抓重点,抓薄弱环节。只有这样,才能为水工建筑物的安全提供保障;此外还要不断积累经验,才能及时发现和及时处理水工建筑物存在的缺陷,确保水工建筑物的安全运行。

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