作用
水布埡水利樞紐工程由長江水利委員會長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院勘測、設(shè)計,壩址位于巴東縣境內(nèi),上距恩施市117km,下距隔河巖水利樞紐92km,是清江梯級開發(fā)的龍頭樞紐。水庫正常蓄水位400m,相應(yīng)庫容43.12億立方米,總45.8億立方米庫容,裝機容量1600MW,是以發(fā)電、防洪、航運為主,并兼顧其他的水利樞紐工程。據(jù)初步測算,水布埡電站投產(chǎn)后,將顯著增加清江下游已建隔河巖和高壩洲兩座電站的調(diào)峰調(diào)頻能力,屆時清江流域的3座電站(水布埡、隔河巖、高壩洲)將可承擔(dān)華中電網(wǎng)10%左右的調(diào)峰任務(wù),清江流域成為華中電網(wǎng)清潔、可靠的調(diào)峰調(diào)頻電源基地。水布埡水庫是長江中下游防洪體系的重要組成部分,水布埡水庫預(yù)留的5億立方米防洪庫容與隔河巖水庫已預(yù)留的5億立方米防洪庫容聯(lián)合調(diào)度運行,可有效減輕荊江河段的防洪壓力,提高長江中下游地區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)。
主體建筑
簡介
水布埡水利樞紐工程為一等大型水利水電工程。主體建筑物有:混凝土面板堆石壩、河岸式溢洪道、右岸地下式電站廠房和放空洞等。水布埡水利樞紐混凝土面板堆石壩為目前世界上最高的面板壩,壩頂高程409m,壩軸線長660m,最大壩高233m,壩頂寬12m。大壩上游壩坡1:1.4,下游平均壩坡1:1.4。大壩填筑量包括上游鋪蓋在內(nèi)共1526萬立方米。面板厚0.3m-1.1m,受壓區(qū)面板寬16.0m,受拉區(qū)寬8.0m,面板面積13.84萬平方米。趾板采用壩前設(shè)標(biāo)準(zhǔn)板,下接防滲板的結(jié)構(gòu)型式,標(biāo)準(zhǔn)板寬6m-8m,厚0.6m-1.2m。防滲板寬4m-12m,趾板與基巖間設(shè)有錨筋聯(lián)接。周邊縫結(jié)構(gòu)在高程275m以下采用底、中、頂三道止水,高程275m以上取消中部止水,設(shè)底、頂兩道止水;面板垂直縫設(shè)有底、頂兩道止水。
環(huán)境
河岸式溢洪道布置在左岸,由引水渠、控制段、泄槽段(含挑流鼻坎)和下游防沖段組成。下游防沖段采用防淘墻的結(jié)構(gòu)型式。放空洞布置在右岸,其主要作用為水庫放空,中、后期導(dǎo)流和施工期向下游供水等。由引水渠、有壓洞(含喇叭口)、事故檢修閘門井、工作閘門室、無壓洞、交通洞、通氣洞以及出口段(含挑流鼻坎)等組成。有壓洞長530.24m,洞徑11.0m-9.0m。無壓洞段長532.63m,底板坡度為i=0.2-0.055,洞室凈空尺寸為7.2m×12.0m,為城門洞型。
引水式地下電站,布置于壩址NE30°河段的右岸山體內(nèi),電站安裝4臺混流式水輪發(fā)電機組,單機容量400MW,總裝機容量1600MW。保證出力310MW,每年平均發(fā)電量39.2×108KW·H。電站建筑物包括:引水渠、進水口、引水隧洞、主廠房、安裝場、母線洞、尾水洞、尾水平臺、尾水渠、500kV變電所、交通洞、通風(fēng)洞和廠外排水洞等。引水隧洞采用一機一洞,平均長387.9m,圓形斷面內(nèi)徑為8.5m-6.9m;地下廠房尺寸為168.5m×23m×67m(長×寬×高),裝機高程187.2m;尾水洞亦采用一機一洞,平均長313.18m,圓形斷面內(nèi)徑為11.3m。
專題研究
簡介
水布埡水利樞紐兩岸地形陡峻,庫首近壩地段及壩區(qū)環(huán)境地質(zhì)問題比較復(fù)雜,壩址區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件較差,有較多的危巖體廣泛分布,在這種地形地質(zhì)條件下,修建230多米高的大壩,長江委設(shè)計院進行了多項專題研究,主要有:
研究
砼面板堆石壩與心墻堆石壩兩種壩型的比選研究
國外已有多座200m-300m左右的心墻堆石壩建設(shè)經(jīng)驗,在中國建設(shè)227m的高心墻堆石壩還屬首次,通過大量的筑壩材料室內(nèi)試驗,現(xiàn)場碾壓試驗以及壩體應(yīng)力應(yīng)變,水力劈裂和滲流控制等分析研究論證,在采取適當(dāng)工程措施后技術(shù)上是可行的。
砼面板堆石壩在國內(nèi)均有較快發(fā)展,但要修建當(dāng)今世界最高的233m的砼面板堆石壩具有一定的難度,通過筑壩材料特性,堆石體變形控制,壩體應(yīng)力應(yīng)變分析,面板砼的防裂與耐久性,周邊縫的止水材料和結(jié)構(gòu)型式等研究表明,在采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧┖蠹夹g(shù)上是可行的。
滑坡治理
庫首近壩地段大壩上游河段9km范圍內(nèi)分布有18個滑坡組成的滑坡群體,總方量8342萬立方米,5個危巖體總方量357萬 立方米,1個穩(wěn)定性差的斜坡,方量為385萬立方米。壩后滑坡,在大壩下游分布有大巖淌、馬巖灣、臺子上、古樹包四個大滑坡,設(shè)計研究分別采用開挖減載,地下地表排水,前緣護坡、抗滑支擋等措施。右岸峽口馬崖高陡自然邊坡,坡高達360余米,巖性為上硬下軟,且上部硬巖中還夾有多層軟弱夾層,處理措施為卸荷開挖,邊坡錨固,坡面噴護,排水坡腳護岸等。
軟巖成洞問題
由于壩型為當(dāng)?shù)夭牧蠅危实叵露词蚁鄬^多,壩址區(qū)巖體中的軟層甚多,如泥盆系寫經(jīng)寺組,二迭系馬鞍組與棲霞組─極薄層含泥質(zhì)生物碎屑灰?guī)r、泥巖、泥灰?guī)r及頁巖等均屬軟巖。軟巖大多遭受了不同程度的剪切破壞,工程性狀較差,加之產(chǎn)狀平緩,軟巖成洞問題突出。
志留系強風(fēng)化頁巖作為防滲材料的問題
志留系砂頁巖具有明顯的垂直風(fēng)化分帶性,風(fēng)化程度劃分為全風(fēng)化帶,強風(fēng)化上帶、下帶、弱風(fēng)化及微風(fēng)化帶。經(jīng)研究全風(fēng)化帶可直接作為防滲材料上壩,而強風(fēng)化下帶及弱、微風(fēng)化帶不能作為防滲材料。
消能型式研究
溢洪道下游消能區(qū)位于壩址峽谷出口大崖沱深潭,左有大巖淌滑坡,右有馬崖高陡邊坡和馬巖灣滑坡,河床巖層主要是泥盆系上統(tǒng)寫經(jīng)寺組和志留系砂頁巖,抗沖能力低,而本工程泄洪量大,萬年一遇時最大下泄流量達18280立方米/秒,相應(yīng)單寬流量為181 立方米/秒,汛期水頭在171m-180m以上,經(jīng)計算、試驗、分析綜合考慮,最后選擇分區(qū)陡槽接窄縫式排坎消能方案,消能區(qū)保護采用防淘墻方案。
歷史發(fā)展
簡介
根據(jù)壩址處的地形地質(zhì)條件、水文特征和樞紐總體布置,以及面板堆石壩的施工特點,施工導(dǎo)流采用圍堰一次攔斷河床,隧洞導(dǎo)流,枯水期圍堰擋水,汛期淹沒基坑的方式。工程計劃總工期8.5年。2000年以前為籌建期,2001年-2002年為施工準(zhǔn)備期。2003年-2007年為主體工程施工期,2007年7月-2009年6月底為工程完建期。2002年10月26日,水布埡水電站在充分準(zhǔn)備下完成各項施工形象進度,成功實施截流。
勘測設(shè)計概況
從流域規(guī)劃到預(yù)可行性研究,再到可研階段壩址選擇,長江委人付出了幾代人的努力。從1954年開始長江水利委員會就對清江流域的綜合利用與開發(fā)進行了研究,于1964年提出了《清江流域規(guī)劃報告》。1986年又提出了《清江流域規(guī)劃補充報告》,推薦恩施以下清江干流最上一級以水布埡壩址為代表的三級梯級開發(fā)方案。1993年底,對流域規(guī)劃進行了補充修訂,提出了《清江流域規(guī)劃報告(1993年修訂)》。該報告于1994年1月通過審查,1994年2月,湖北省人民政府會同原電力工業(yè)部審查批復(fù)了《清江流域規(guī)劃報告》(1993年修訂);1994年12月,湖北省人民政府會同原電力工業(yè)部審查批復(fù)了湖北清江水布埡水電站預(yù)可行性研究報告;1995年9月,湖北省人民政府會同原電力工業(yè)部審查批復(fù)了湖北清江水布埡水電站壩址選擇報告;1999年4月,湖北省人民政府會同國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會審查批復(fù)了湖北清江水布埡水電站可行性研究報告(等同初步設(shè)計)。