隔河岩水电站（水力发电工程）

简介

隔河岩水电站

上游电站进水口隔河岩水电站坝址处两岸山顶高程在500m左右，枯水期河面宽110～120m，河谷下部50～60m岸坡陡立，河谷上部右陡左缓，为不对称峡谷。大坝基础为寒武系石龙洞灰岩，岩层走向与河流近乎正交，倾向上游，倾角25°～30°、岩层总厚142～175m；两岸坝肩上部为平善坝组灰岩、页岩互层。地震基本烈度为6度，设计烈度7度。

坝址以上流域面积14430平方公里，多年平均流量403立方米/s，平均年径流量127亿立方米。实测最大洪峰流量18900立方米/s，最枯流量29立方米/s。多年平均含沙量为0.744kg/立方米，年输沙量1020万t。工程按千年一遇洪水22800立方米/s设计，相应库水位202.77m，按万年一遇洪水27800立方米/s校核，相应库水位204.59m，相应库容37.7亿立方米。正常蓄水位200m，相应库容34亿立方米。死水位160m，兴利库容19.75亿立方米。淹没耕地1138公顷，移民26086人。

清江是长江出三峡后接纳的第一条较大支流，全长423km，流域面积17000平方公里，基本上为山区。流域内气候温和，雨量丰沛，平均年雨量约1400mm，平均流量440立方米/秒。开发清江，可获得丰富的电能，还可减轻长江防洪负担，改善鄂西南山区水运交通，对湖北省及鄂西南少数民族地区的发展具有重要意义。^[1]

工程

隔河岩水电站

坝址处多年平均流量390立方米/s，年水量123亿立方米。清江含砂量较少，多年平均含砂量为0.744kg/立方米，坝址处多年平均输砂量约1020万t。坝址岩层为寒武系石龙洞组灰岩，岩层厚148～185m，断层及裂隙发育，又有不同程度的溶蚀洞穴存在，因此应注意岩溶渗漏及两岸拱座部位的稳定问题，但经处理后可满足修建高坝的要求。坝址地震基本烈度为6度。库区两岸山体雄厚，绝大部分库段无水库渗漏问题，仅罗家坳河间地块的石龙洞组灰岩，存在溶隙性渗漏，通过多年地质勘探分析，不存在贯穿分水岭的岩溶管道，不会产生危害性渗漏。库区岸坡存在不稳定体多处，因距坝址较远，不致造成威胁工程安全，但应注意库岸局部失稳对移民安置的影响。当正常蓄水位200m时，水库面积72平方公里，干流回水长度95km。水库淹没涉及长阳和巴东两县，绝大部分在长阳县。按0年一遇洪水标准移民，迁移人口26086人；按5年一遇洪水标准征地，淹没耕地约17086亩（其中水田4361亩）。

隔河岩水电站厂房外景

隔河岩水电站为一等工程，枢纽由泄洪建筑物、引水式地面厂房、开敞式开关站及斜坡式升船机等组成。大坝最大坝高151m，坝顶弧长665.45m；溢流坝段布置在河床中部，坝顶表孔7孔，表孔堰顶高程181.8m，孔口尺寸为12m×18.2m；深孔孔底高程134 m，,孔口尺寸为4. 5 m X6.5m；底孔孔底高程95 m，孔口尺寸为 4.5mX6.5m。两级垂直升船机布置在左岸，按5级航道，最大船舶吨位300t及年运输能力270万t进行设计。

隔河岩水电站对外交通采用公路交通方案。施工导流采用枯水期隧洞导流、汛期围堰和基坑过 水的导流方式，导流标准3000立方米/s。导流隧洞布置在左岸，全长951m，其中进出口明渠分别为128m和199m，洞身段624m，隧洞断面尺寸（宽×高）13×16m。

工程由长江流域规划办公室设计，经过投标招标选定葛洲坝工程局和铁道部第十八工程局等施工。1986年10月主体工程开工，至1988年底导流工程已完工，两岸（包括厂房高边坡）开挖正在 进行，并已进行混凝土浇筑。预计1992年开始发电，1993年工程竣工。

枢纽布置

隔河岩水电站厂房内景

大坝坝顶高程206m，坝顶全长665.45m，坝型为"上重下拱"的重力拱坝，其封拱高程左岸为150m，河床为180m，右岸为160m，上游坝面采用铅直圆弧面，外半径为312m。下游坝坡：上部重力坝为1∶07；下部重力拱坝为1∶05，其间用铅直线联结。拱圈平面内弧采用三心圆，靠近拱冠部位采用定圆心大半径等厚圆拱，拱端部位采用变圆心小半径贴角加厚，坝坡随之渐变为1∶0.75。顶拱中心角80°。^[1]

溢流段位于坝的中部，溢流前缘长度为188m。共设7个表孔，4个深孔和2个放空兼导流底孔。表孔堰顶高程181.8m，尺寸为12m×18.2m。深孔孔底高程134m，尺寸为4.5m×6.5m。底孔孔底高程95m，尺寸为4.5m×6.5m。各孔口均用弧形闸门控制操作，并在其上游设检修平板闸门。表孔在设计和校核条件下的泄洪能力分别为17060立方米/s和19000立方米/s。

电站厂房位于右岸河滩阶地上，采用隧洞引水。进水口设在大坝上游右岸山体边坡上，底部高程142.5m。4条直径9.5m的隧洞接直径8m的压力钢管，单机单洞，分别接至4台30万kW水轮发电机组。引水道总长4×599m，电站主厂房全长142m，基础宽38.6m。水轮机为混流式，转轮直径5.74m，设计水头103m，最大水头121.5m，最小水头80.7m，额定转数136.4r/min，额定出力31万kW，最高效率95.3%，单机最大引用流量328立方米/s。发电机为立轴三相同步半伞式，额定容量340MVA，额定功率因数0.9，额定电压18kV。副厂房紧靠主厂房上游侧，4台主变压器布置在厂房上游侧高程100m的平台上。出线为220kV和500kV各2回，高压侧均采用六氟化硫全封闭组合电器。

300t级垂直升船机位于左岸岸边，总升程124m分为2级，年通过能力为340万t。第一级与左岸重力坝相交叉，成为大坝挡水前缘的一部分，升程42m，可适合库水位变幅40m的要求。第二级位于左岸下游河滩，升程82m，衔接中间错船渠和下游河道。中间错船渠长400m，宽30m。升船机采用全平衡钢丝卷扬系统，承船厢有效尺寸为42m×10.2m×1.7m，带水总重量1400t。

工程施工

上游电站进水口

采取隧洞结合过水围堰方式导流。设计导流流量3000立方米/s，可保证枯水期连续6个月的基坑施工期。导流隧洞位于左岸，长695m，断面尺寸13m×16m，喷锚钢筋混凝土衬砌，洞内流速达15～20m/s。上游碾压混凝土围堰最大高度40m，体积近13万立方米，过水标准为12000立方米/s。下游土石过水围堰，顶面用10m×15m×1.5m混凝土护面，最大过堰流量7360立方米/s，隧洞在一年内打通，碾压混凝土围堰在87天内完成，实现了当年开工，当年截流的快速施工。^[2]

隔河岩水电站布置高、低辐射式缆机各2台浇筑大坝混凝土，缆机固定端设在右岸，移动端设在左岸。低缆机月设计生产能力每台2.5万立方米，高缆机月设计生产能力每台3.5万立方米。206m高程以上的混凝土浇筑则用10t塔机或门机进行。由右岸高、低2个砂石系统和混凝土系统供应混凝土，2个系统的生产能力均为360立方米/h。

在土石方开挖中，大量使用光面预裂爆破，特别是在厂房软弱夹层和大坝底部、拱座等开挖部位，改进了工艺，取得了良好效果。在引水隧洞施工中，使用了针梁模板全断面混凝土衬砌，并在衬砌中成功地施加环向预应力。^[1]

工程技术问题

(1)坝址河谷岸坡陡峻，坝基灰岩呈弧形带状分布，坝址距页岩太近，采用上重下拱，上部封拱高程不同的重力拱坝，适合坝址地形、地质特点，改善了坝体内应力分布，与重力坝相比，可节省混凝土约70万立方米。

(2)大坝最大下泄流量达23900立方米/s，上下游水位差104.7m，入水单宽流量为191.2m2/s；并且还存在下游页岩抗冲能力低，拱坝泄洪引起的水流集中等问题。为适应上述特点，采用表孔、深孔和底孔的3层布置，以表孔为主、深孔为辅的泄洪方式。同时采用不对称宽尾墩结合"水垫池"的消能布置，取得了良好的消能效果。

(3)厂房引水隧洞出口高边坡，施工期间最大坡高155～222m，永久坡高110～170m，上部为石灰岩，下部为软弱页岩，2种岩层之间还有软弱夹层，为了防止边坡失稳，采用分区、逐级下挖的施工方法，以及采用混凝土置换软弱夹层、系统锚杆结合喷混凝土、深层预应力锚索、排水系统等加固措施和加强监测的手段，使这一复杂问题得到了满意的解决。

(4)坝基岩溶及顺河断裂构造发育，防渗帷幕线长达1.5km，帷幕灌浆总进尺达22万m，最大孔深达130m，最大月灌浆进尺达1万～2万m且灌浆工艺复杂，这一问题的解决，为岩溶地区帷幕灌浆施工提供了新的经验。^[1]