中国水电之最

第21卷第5期贵州水力发电GUIZHOU WATER POWER2007年10月·专稿·中国水电之最郑治(中国水电顾问集团贵阳期测设计研究院,贵州贵阳550002)摘要:文章综合了中国水电已建和在建工程的技术指标,这些指标在国内或国际都达到了先进和领先水平,其中包括坝工、泄洪消能、地下工程、基础处理、压力管道、厂房、供输电、危岩体等,内容广泛,可供水电建者参考。关键词:水利水电工程;坝工;隧洞;厂房;基础;压力管道;技术指标中图分类号:Tv23文献标志码:D文章编号:1007-0133(2007)05001-05“黄河之水天上来”、“不尽长江滚滚来”。豪(7)施工导流流量11600m/s,围堰挡水发电迈的诗句描述了中国江河的雄伟。保堰洪水最大下泄流量75250m3/s,是世界上施200年1)月25日,中国发布了最新的水力工期流量最大的水利水电工。的用水买13-m,资源复查成果:水力资源理论蕴藏量近7亿kW,(8)双线平行布置五级连续技术可开发量54亿kW,经济可开发量4亿kW,主体结构总长1621m,闸室有效长度280m、宽水力资源居世界第1位。34m,年单向通航能力500万t,是世界上通航规中国水电创造了多个世界之最,也正在进行着模最大、水头最高的内河船闸。世界最大规模的水电工程建设。毋庸讳言,中国是(9)单线一级垂直升船机闸室120m×18mx世界的水电第一大国,其水电工程技术已达国际领3.5m(长x宽x水深),提升高度83m,最大过先水平。船吨位为3000t级,单向年通过能力为350万t1三峡工程之最是世界上规模最大、难度最高的垂直升船机。(10)水库移民120万之众,安置工作是世界(1)装机容量2240万kW,是世界上最大的上最为艰巨的移民建设工程。水电站。(11)大江截流水深60m,是世界大江截流水(2)总库容393亿m3,防洪库容215亿m3,深之最,最大抛石强度达19400m3/d防洪效益最为显著。通过水库调洪可有效控制长江洪水,保护长江中下游荆江地区1500万人口、2小浪底工程之最15.33万hm2土地。(1)小浪底水利枢纽具有防洪、防凌、减淤(3)混凝土重力坝坝高185m、坝长239m、供水、灌溉、发电、旅游等综合效益,是世界上运泄洪坝段长483m;电站安装32台70万kW的水用调度要求最严格、最复杂的水利水电工程。轮发电机组(不计电源电站);工程设计的双线五(2)小浪底地下厂房长200m、宽21m、高46级船闸和升船机,是世界上规模最大的水利枢纽工m,是世界上在砂页岩和泥化夹层中修建的最大的程地下厂房。(4)土石方开挖量10259万m3,土石方填筑(3)工程改建3条导流洞为泄洪洞,内压为量2933万m3,混凝土浇筑量2714.6万m;钢筋140m水头,洞内设三级孔板消能,过流能力为制作安装35.43万t,钢材28.08万t,是世界上工1600m3/s,是世界上最大规模的内部消能工,其程量最大的水利水电工程孔板中心距离为43.5m,环形孔板内径和洞径之(5)工程于200年浇筑混凝土548.17万m3,比为0.69。月浇筑量最高达55万m3,创造了混凝土浇筑的世中国煤化工界纪录,是世界上施工难度最大的水利水电工程(6)泄洪能力为10250m3/,是世界上泄洪能收日CNMHG作者简介:郑治(194-),男,浙江省青田县人,高级工程师力最大的水利水电枢纽。(教授级),院闢总工程师,长期从事水工建筑物设计及技术管理工作第21卷第5期贵州水力发电2007年10月3溪洛渡工程之最录,预应力锚索在边坡加固中被大量采用。(6)由于沟谷深切、地形陡峻,施工布置困在建的金沙江溪洛渡水电站是中国继三峡工程难,且两岸边坡岩体卸荷裂隙发育,深度达100之后建设的又一个1000万kW级以上的巨型水电160m,开挖和锚固工程量巨大;另外,主体工程站,该水电站在建设中遇到了一道道世界级难题,量大,开挖2000万m3以上,拱坝混凝土量838并创造了一个个奇迹:万m3,混凝土施工仓面大(最大1825m2)、强度(1)在高地震区建设278m高混凝土拱坝,刷高(月浇筑最高20万m3,年高峰量为179万m3),新了二滩拱坝240m和英古里拱坝272m的纪录高峰期持续时间长(3年以上)、施工干扰大(坝身(2)溪洛渡水电站在左右岸地下厂房内各安装孔洞廊道多,金属结构和抗震钢筋量大)。总之,9台单机70万kW的水轮发电机组,总装机容量达各项施工指标均列世界同类工程前茅,施工技术难120万kW。地下厂房长4303m宽219m、高度具有世界水平。75.1m,加上导流洞、泄洪洞、引水发电隧洞、尾水洞、交通洞、主变洞、灌浆洞、排水洞,其地下5锦屏一级水电站工程之最洞室的规模和复杂性当属世界之最。(1)混凝土双曲薄拱坝坝高305m,刷新了小(3)水库下泄洪水的功率达1000kW,刷湾大坝坝高292m的纪录,其设计理论和施工技新了目前世界上高拱坝泄洪功率最大的二滩水电站术、方法、水平、安全评价标准,均属中国创避。3900万kW的纪录;由导流洞改建的洞塞式内部2)坝址位于深山峡谷,地质条件复杂,勘察消能工,承受水头200m,通过流量2800m3/s,技术要求高将刷新小浪底工程孔板洞的纪录。(3)泄洪消能技术当属世界领先水平。(4)溪洛渡水电站送电至华中和华东地区,采用直流输电,距离分别为1100km和1800km,如(4)高拱坝筑坝材料的碱骨料反应研究属世界先进水平。此远距离大容量直流输电为国内首次、世界少见。(5)受峡谷地形限制,施工总布置、施工方法4小湾工程之最和技术、交通运输方式需进行特殊研究,同属世界(1)小湾工程拱坝为抛物线型变厚度双曲拱先进水平。坝,坝高292m,坝顶中心弧长89279m,拱冠梁6龙滩工程之最底宽72.91m,顶宽12m,厚高比0.25,柔度系数12.7,它刷新了溪洛渡的纪录。大坝位于高地震(1)世界最高的碾压混凝土重力坝,坝高区,按Ⅷ度地震设防,水平加速度0.308g,跨缝216.5m,坝顶长836.5m,坝体混凝土量736万设置阻尼器或跨缝钢筋,坝工设计和抗震措施研究属世界之最(2)地下厂房长385m、宽28.5m、高74.4(2)小湾工程坝址山高谷窄,泄洪落差居世界前列226.26m,泄洪量20683m3/s,下泄功率46000(3)提升高度最高的升船机,全长1650m,MW,水流雾化严重,泄洪消能设计当居世界同类最大提升高度179m,分两级提升,分别为885m工程前列。和90.5m。(3)引水发电系统釆用单元供水方式,主「房7李家峡工程之最长326m、宽29.5m、高65.5m;尾水调压室为2个,直径32m,高88.99m。小湾水电站地下洞室(1)安装5台单机容量为40万kW的机组,群的规模位于世界前列。是世界上最大的双排机组电站厂房。其中4号机组(4)小湾水电站安装6台单机容量为70万kW发电机采用内循环蒸发冷却技术,是世界上首台容的机组,水头高达251m,水头变幅87m,电站承量最大的发电机蒸发冷却机组。担调峰、调频和事故备用的任务,机组运行条件苛(2)工程坝址左岸的山体单薄,断裂构造发刻,其设计和制造难度很大,位居世界前列育中国煤化工断层交汇,工程(5)小湾水电站坝址河谷深切,自然边坡高达地质CNMH<曲海拱坝建成后1000余m,开挖边坡高达700m,刷新了贵州南盘水库水运行正常,说明中国在复杂地基上修建高江天生桥二级水电站厂房380m高边坡治理的纪拱坝的技术处于世界领先水平。中国水电之最2007年第5期8碾压混凝土之最水工程,最长的盘道岭隧洞长15.72km;由万家寨水库至太原的引水工程中,南干线7号隧洞长中国已建成碾压混凝土坝59座、在建38座,42.9km雄居世界之首。碾压混凝土重力坝最高的是广西龙(4)二滩工程泄洪洞水流速度近50m/s,曾发滩大坝,最大坝高达216.5m;其次为贵州北盘江生空蚀破坏。光照水电站大坝,坝高为200.5m。拱坝最高的是(5)在建的雅砻江锦屏二级水电站4条引水发贵州大花水水电站大坝,最大坝高134.5m。自电隧洞,平均长约16.7km,内径11.2-12.6m,94年贵州普定拱坝(坝高75m)居世界首位以来,单洞引用流量465m3/s。隧洞一般理深1500碾压混凝土坝高纪录不断被刷新。2000m,最大埋深2525m,围岩最大主应力为釆用碾压混凝土筑坝最多的是贵州省,有1470.1MPa,最小主应力为30.1MPa,有强烈岩爆座;其次为福建省和广东省,有10痤;第3是四隧洞岩溶地下水发育,开挖过程中易出现高水头川省和广西壮族自治区,有8座。可喜的是在西北大流量的突水,其水压超过10.2MPa,突发涌水高寒、干燥、地震区建成了石门子(坝髙lI0m)和流量达67m3/s。该隧洞规模、设计理论、施工技龙首(坝高80m)RCC薄拱坝。术与方法,当属世界之最中国碾压混凝土坝普遍采用RCC模式,以变(6)辽宁大伙房水库输水隧洞采用全断面掘进态混凝土和二级配碾压混凝土防渗。碾压混凝土重机施工,长207485m,洞径8.0m,属国内之最。力坝采用宽尾墩和台阶坝面联合消能是中国的知识11调压井之最产权,Y型宽尾墩以云南大朝山为最,单宽流量为193.6m3/s·m;X型宽尾墩在贵州乌江索风营水电(1)中国已建调压塔直径最大的是四川岷江福站首先采用,单宽流量245m3/s·m,现推广应用在堂电站,直径为35m贵州乌江思林水电站,单宽流量361.8m3/s·m(2)中国已建调压井直径最大的是四川岷江太9混凝土面板堆石坝之最平驿电站,大井直径26.2m、高68m。(3)中国已建工程尾水调压井规模最大的是云自贵州南盘江天生桥一级水电站面板堆石坝南大朝山水电站,井长217m、宽21m、高71m(高178m)创纪录以来,贵州乌江洪家渡而板坝坝4)中国已建气垫式调压井有3座:a.四川省高179.5m,贵州清水江三板溪面板坝坝高186m,火溪河自一里水电站;b.瓦斯河小天都水电站;连连刷新纪录。中国湖北清江水布垭面板坝坝高c.金汤河金康水电站。其中规模最大的是小天都233m,是世界上同类坝型中最高的。根据2005年水电站气垫调压井,容积20000m3;运行情况最统计资料,中国已建和在建的混凝土面板堆石坝坝好的是金康水电站。高大于30m的巳达169座。(5)中国在建工程调压井规模最大的是四川雅10水工隧洞之最2砻江锦屏二级水电站,有4座调压井,井径为27m;穹顶开挖直径为36m,高为l47m;尾水调压(1)贵州猫跳河五级红林水电站引水隧洞是室长350.92m、宽13m、高6m。20世纪60~70年代中国在岩溶地区修建的大型隧(6)中国拟建的云南金沙江两家人水电站上游洞,长5071m,内径6.0m。该隧洞也是中国采用调压井直径达37m以上国产全断面掘进机(TBM)开挖的第1条隧洞,挖掘直径68m,2年内掘进了20912压力管道之最(2)中国20世纪80~90年代修建的贵州南盘(1)中国压力管道设计水头最高的是广西天湖江天生桥二级水电站3条引水隧涧,平均长98水电站,为180m。km,内径8.7~9.8m,穿过了多个岩溶发育洞段,(2)明管HD值最大的是西藏羊卓雍湖,为采用TM(直径10.8m)开挖,遇溶洞充填黏土和2100m2,承受水头1000m;地下埋管HD值最大流沙、涌水,改为钻爆法开挖;穿过溶涧时采用管的是燕埋抽水茶能由法为2482m2,承受桥、挖孔桩、拱桥、钢衬等措施,开挖时曾多次出水头中国煤化工大的是青海龙羊现岩爆。该隧洞是中国已建工程中最为复杂、施工峡水CNMH〔头为1714m;坝难度最大的工程。后背管HD值最大的是三峡水电站,为1730m2(3)中国已建的青海大通河至甘肃秦王川的调承受水头为1395m;外包钢筋混凝土管HD值最3第21卷第5期贵州水力发电2007年10月大的是南盘江天生桥一级水电站,为1435m2,承(3)新疆下板地坝基覆盖层最大深度149受水头为175m;岔管HD值最大的是山西西龙池采用上墙下幕的垂直防渗方案,防渗墙槽孔深度达抽水蓄能电站,达3552m2。102m,当属国内最大深度(3)管径最大的是三峡水电站,为124m。(4)金沙江向家坝水电站一期围堰混凝土防渗(4)月牙肋岔管国内应用最多,其中西藏羊卓墙防渗面积51788m2,墙厚0.8m,最大深度81.8雍湖抽水蓄能电站压力管道最大管壁厚度为60m,工期5个月。组织了137台冲击钻、6台抓斗、mm,最大肋板厚度为150mm。1台液压槽机同时施工,最大施工强度达到钻孔13厂房之最15661m2/月,成墙23820m2/月,超过尼尔基水库14000m2/月和三峡二期下游围堰8103m2/月的三峡电站厂房分左岸电站厂房、右岸电站厂强度房、右岸地下电站厂房。左岸电站厂房有14个机5)贵州红枫水电站于上个世纪50年代修建组段和3个安装场,总长64.7m,厂房宽38m、大坝采用木斜墙防渗,是中国惟一的1座。上世纪高84.3m;右岸电站厂房有12个机组段和2个安80年代防渗改造,采用膏状浓浆(由水泥、粉煤装场,总长584.2m,厂房宽38m、高84.3m;右灰、黏土、赤泥等混合而成)灌注堆石坝坝体空岸地下厂房布置6台70万kW机组,厂房长329.5隙形成防渗帷幕替代腐朽的木斜墙,获得成功,填m、宽31m、髙86.3m。补了国内外空白。该项技术在其后的围堰、覆盖层显然,地面厂房规模最大当属三峡左岸电站,病险水库的防渗处理中得到广泛的应用。而地下厂房规模最大当属溪洛渡水电站,其次为龙(6)上个世纪70年代岩溶地区的乌江渡水电滩水电站(见前述)。锦屏二级水电站厂房安装8站釆用小口径钻孔、孔口封闭、孔内循环、无塞高台单机容量60万kW的发电机组,地下厂房长压灌浆成功以来,孔口封闭灌浆法已成为中国灌浆332.44m、宽28.3m、高72.2m,位居第三工程的主要方法。该方法对重要工程复杂地基处理14抽水蓄能电站之最可获得良好效果,在国际上也保持着优势地位。(7)贵州猫跳河四级窄巷口水电站坝址覆盖层(1)中国目前最大的抽水蓄能电站是浙江天荒深达30多m,设计采用“桥上拱”的形式,即不坪电站,安装有6台单机容量为30万kW的发电开挖覆盖层,在其上修建基础拱桥,将双曲拱坝坐机组,承受水头为88m,电站地下厂房长200m、落在基础拱桥上,拱坝将水荷载通过基础拱桥传给宽21m、高46m;其次是台湾的明潭抽水蓄能电两岸地基,构思新颖,是世界上惟一的3。站,安装有6台单机27.5万kW的发电机组,总(8)四川瀑布沟水电站坝高186m,坝基覆盖装机1650MW,地下厂房长149m、宽20.7m、高层深达75m以上,覆盖层内既有架空,还夹有砂44.6m。层透镜体,釆用土石心墙坝,其防渗土料试验和选2)承受内水压力最大的是山西省西龙池抽水用、坝基覆盖层的防渗处理方式和防渗墙的构造研蓄能电站,其蜗壳承受内水压力为10.15MPa。岔究,为当今世界高土石坝建设的先进水平。管PD值3552m2,公切球直径4.1m,采用800(9)黄河龙羊峡水电站装机4台,单机容量MPa调度钢制造,最大管壁厚度62mm,采用月牙320万kW,重力拱坝高178m,其左右坝肩地质结肋岔管,按围岩分担内水压力20%设计,肋板厚构复杂,断层纵横交错,软弱夹层又厚又多,裂隙150mm发育,是一个不适宜建拱坝的坝肩岩体。设计与施15基础处理之最工中采用开挖、洞塞(传力、连接、置换)、锚固、灌浆(水泥灌浆和化学灌浆)、排水等措施,建成(1)河北黄壁庄水库副坝混凝土防渗墙长度了高拱坝,可谓复杂地质条件下修建拱坝之典范。860m,防渗面积271481m2,浇筑混凝土(10)贵州东风水电站拱坝坝基深槽填塘、导流283822m,当属世界之最。隧洞和导流底孔封堵采用外掺氧化镁混凝土技术达(2)四川冶勒水电站坝基和岸坡混凝土防滲墙国际领先水平。即将有害物质氧化镁通过配合比试分上下2段施工,上段在地面,下段在开挖的隧洞验将V中国煤化工坊裂的有益物质,中施工,与连接处进行水泥灌浆。防渗墙总深度140简化CNMHG省了工程投资m,防渗面积5500mn2,其中下墙深度达8485m、此技木应用于项基和涧到堵混凝土中。墙厚1.0m,系国内防渗墙单墙的最大深度。(11)防渗帷幕灌浆量最大的是湖北清江水布4郑治:中国水电之最2007年第5期垭水库,为34.6万m;其次是贵州乌江东风水库,们水电站,总装机1960kW;1912年,云南石龙达32.15万m坝水电站建成,装机480kW;新中国成立时,全16MgO混凝土快速筑拱坝技术国水电装机容量仅163万kW;之后用了55年时间,2004年9月26日中国水电装机达到了1亿利用轻烧MgO水化过程中的延迟性微膨胀作kW,至2005年装机达到11652万kW,成为世界用补偿混凝土降温过程中的收缩,全坝不分横縫以第一水电大国,这不能不令国人自豪。但这一成就快速浇筑拱坝技术,首先在广东长沙拱坝上实现,来之不易,新中国成立后,国家先后提出过“水该工程仅用100d时间就浇筑了高55m的拱坝;主火辅”、“水火并举”、“优先开发水电”、“大力随后在广东坝美拱坝(高53m)和贵州沙老河拱坝开发水电”、“积极开发水电”等方针,虽大大促(高624m)、三江拱坝(高71.5m)、落脚河拱坝进了水电的发展,但由于水电投资大、工期长、移高81m)均应用全坝掺M0不分横缝快速浇筑技民难,这些方针并未完全落到实处,致使今日水电术,均已下闸蓄水发电,安全运行在电网中的比例只占22.9%。中国采用微膨胀混凝土浇筑拱坝技术居世界领中国水电在短短50多年的时间登上世界水电先水平。第一大国之位,是水电先驱、水电伟人、水电智者17超高压交流输电技术之功劳,也是数十万水电建设者和百万计的水电移民的贡献,他们四海为家,或远离故乡,或默默无黄河拉西瓦电站采用750V电压等级向西北闻,虽不为史册所记传,但其功劳是不可磨灭的。电网输电,具有输电距离远、送电容量大的特点。水电为国人带来了福祉,也为国人提供了改造自该电站采用的750kV主交压器、SF6GlS和管道母然、认识事物的文本线设备与运行保护系统,都达到了国际先进水平。中国计划于2010年水电装机达1.8亿kW,水18危岩体加固之最电开发达33%;至2020年水电装机达3亿kW,水电开发达55%。设想一下那时将是一个什么样乌江索风营水电站右坝肩和发电洞进水口上方的局面?200~300m的Dr2危岩体,长约160m,宽30~50伟哉,中国!m,高约180m,体积78.5万m,坐落在软岩之參考文献上。该软岩的风化变形导致危体开裂、坐滑,新开[1]彭源长.屹立潮头[J中国电业,200,(6):2裂缝宽度0.2~1.5m,严重威胁进水口和大坝安全,其规模和处理技术均超过三峡水库的链子崖。[2]张有天.水工地下结构[M]J19结语3】郑洽,猫跳河红林水电站发电洞衬砌设计的反思[].水电站设计,1994,10(4):38-391908年,中国台湾省在日本统治下建成竹仔必一贵阳科水书店畅销新书现代投资项目管理手册水轮发电机故障处理与检修(修订)投资项目可行性研究报告編写范例水电站大坝安全监督管理法规手册建设工程监理与相关服务收费标准计算岩体力学与工程建设工程监理与相关服务收费标准使用手册水利水电地基与基础工程技术建设项目经济评价方法与参数(第二版)电力岩石工程处理与实践建设项目经济评价案例岩石力学数值计算方法中华人民共和国劳动合同法释义岩质边坡稳定分析——原理、方法、程序电气设备手册土质边坡稳定分析——原理、方法、程序电力设备选型手册水力计算手册水力发电企业生产安全设施配暹标准电力计算手册水利水电工程造价管理系统(概估算版,报价版)水利水电工程施工手册GBs0501-2007水利工程工程量清单计价规范工程地质手册(第四版)SL379-2007水工挡土墙没计规范高混凝土面板堆石坝新技术中国煤化工小型水电站机电设计图集中小型水利水电工程设计图集CNMHG技术水利水电工程安全评价与加固国内外水利永电工程混凝土裂缝及其防治技术研究贵阳科水书店地址:贵阳市西湖巷28号(贵州省水利厅1楼;网址:hp:∥/w. 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