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簡介

隔河巖水電站位于中國湖北長陽縣長江支流的清江干流上，下距清江河口62km，距長陽縣城9km，混凝土重力拱壩，最大壩高151m。水庫總庫容31.2億立方米。水電站裝機(jī)容量120萬kW，保證出力18.7萬kW。年發(fā)電量30.4億kW·h。工程主要是發(fā)電，兼有防洪、航運(yùn)等效益。水庫留有5億立方米的防洪庫容，既可以削減清江下游洪峰，也可錯(cuò)開與長江洪峰的遭遇，減少荊江分洪工程的使用機(jī)會(huì)和推遲分洪時(shí)間。1987年1月開工，1993年6月第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電，1995年竣工。

上游電站進(jìn)水口隔河巖水電站壩址處兩岸山頂高程在500m左右，枯水期河面寬110～120m，河谷下部50～60m岸坡陡立，河谷上部右陡左緩，為不對(duì)稱峽谷。大壩基礎(chǔ)為寒武系石龍洞灰?guī)r，巖層走向與河流近乎正交，傾向上游，傾角25°～30°、巖層總厚142～175m；兩岸壩肩上部為平善壩組灰?guī)r、頁巖互層。地震基本烈度為6度，設(shè)計(jì)烈度7度。

壩址以上流域面積14430平方公里，多年平均流量403立方米/s，平均年徑流量127億立方米。實(shí)測(cè)最大洪峰流量18900立方米/s，最枯流量29立方米/s。多年平均含沙量為0.744kg/立方米，年輸沙量1020萬t。工程按千年一遇洪水22800立方米/s設(shè)計(jì)，相應(yīng)庫水位202.77m，按萬年一遇洪水27800立方米/s校核，相應(yīng)庫水位204.59m，相應(yīng)庫容37.7億立方米。正常蓄水位200m，相應(yīng)庫容34億立方米。死水位160m，興利庫容19.75億立方米。淹沒耕地1138公頃，移民26086人。

清江是長江出三峽后接納的第一條較大支流，全長423km，流域面積17000平方公里，基本上為山區(qū)。流域內(nèi)氣候溫和，雨量豐沛，平均年雨量約1400mm，平均流量440立方米/秒。開發(fā)清江，可獲得豐富的電能，還可減輕長江防洪負(fù)擔(dān)，改善鄂西南山區(qū)水運(yùn)交通，對(duì)湖北省及鄂西南少數(shù)民族地區(qū)的發(fā)展具有重要意義。

工程

隔河巖水電站廠房內(nèi)景隔河巖水電站位于湖北省長陽縣城附近的清江干流上，距葛洲壩電站約50km，距武漢約350km。電站建成后主要供電華中電網(wǎng)，并配合葛洲壩電站運(yùn)行。

壩址處多年平均流量390立方米/s，年水量123億立方米。清江含砂量較少，多年平均含砂量為0.744kg/立方米，壩址處多年平均輸砂量約1020萬t。壩址巖層為寒武系石龍洞組灰?guī)r，巖層厚148～185m，斷層及裂隙發(fā)育，又有不同程度的溶蝕洞穴存在，因此應(yīng)注意巖溶滲漏及兩岸拱座部位的穩(wěn)定問題，但經(jīng)處理后可滿足修建高壩的要求。壩址地震基本烈度為6度。庫區(qū)兩岸山體雄厚，絕大部分庫段無水庫滲漏問題，僅羅家坳河間地塊的石龍洞組灰?guī)r，存在溶隙性滲漏，通過多年地質(zhì)勘探分析，不存在貫穿分水嶺的巖溶管道，不會(huì)產(chǎn)生危害性滲漏。庫區(qū)岸坡存在不穩(wěn)定體多處，因距壩址較遠(yuǎn)，不致造成威脅工程安全，但應(yīng)注意庫岸局部失穩(wěn)對(duì)移民安置的影響。當(dāng)正常蓄水位200m時(shí)，水庫面積72平方公里，干流回水長度95km。水庫淹沒涉及長陽和巴東兩縣，絕大部分在長陽縣。按0年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)移民，遷移人口26086人；按5年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)征地，淹沒耕地約17086畝（其中水田4361畝）。

隔河巖水電站為清江干流主要梯級(jí)之一，以發(fā)電為主，兼有防洪及航運(yùn)等綜合利用效益。當(dāng)正常蓄水位200m時(shí)，庫容31.2億立方米，死水位160m時(shí)，庫容12．2億立方米，調(diào)節(jié)庫容21．8億立方米，具備年調(diào)節(jié)性能。廠房內(nèi)裝4臺(tái)單機(jī)容量30萬kW水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量120萬kW，保證出力18．7萬kW，年發(fā)電量30．4億kW·h。電站建成后將成為華中電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻骨干電站之一，與系統(tǒng)內(nèi)葛洲壩、丹江口及其他水電站補(bǔ)償調(diào)節(jié)，可發(fā)揮更大的效益。水庫正常蓄水位以下預(yù)留5億立方米防洪庫容，對(duì)提高荊江河道的防洪能力將產(chǎn)生有利的影響。目前通過壩址的貨運(yùn)量為20萬t，另有木材5萬立方米，常年可通航15～20t船只，待隔河巖及下游高壩洲建成后，可形成長約150km的5級(jí)航道直通長江。

隔河巖水電站為一等工程，樞紐由泄洪建筑物、引水式地面廠房、開敞式開關(guān)站及斜坡式升船機(jī)等組成。大壩最大壩高151m，壩頂弧長665.45m；溢流壩段布置在河床中部，壩頂表孔7孔，表孔堰頂高程181.8m，孔口尺寸為12m×18.2m；深孔孔底高程134 m，,孔口尺寸為4. 5 m X6.5m；底孔孔底高程95 m，孔口尺寸為 4.5mX6.5m。兩級(jí)垂直升船機(jī)布置在左岸，按5級(jí)航道，最大船舶噸位300t及年運(yùn)輸能力270萬t進(jìn)行設(shè)計(jì)。

隔河巖水電站對(duì)外交通采用公路交通方案。施工導(dǎo)流采用枯水期隧洞導(dǎo)流、汛期圍堰和基坑過 水的導(dǎo)流方式，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)3000立方米/s。導(dǎo)流隧洞布置在左岸，全長951m，其中進(jìn)出口明渠分別為128m和199m，洞身段624m，隧洞斷面尺寸（寬×高）13×16m。

工程由長江流域規(guī)劃辦公室設(shè)計(jì)，經(jīng)過投標(biāo)招標(biāo)選定葛洲壩工程局和鐵道部第十八工程局等施工。1986年10月主體工程開工，至1988年底導(dǎo)流工程已完工，兩岸（包括廠房高邊坡）開挖正在 進(jìn)行，并已進(jìn)行混凝土澆筑。預(yù)計(jì)1992年開始發(fā)電，1993年工程竣工。

樞紐布置

隔河巖水電站廠房外景隔河巖水電站樞紐建筑物由河床混凝土重力拱壩、泄水建筑物、右岸岸邊式廠房、左岸垂直升船機(jī)組成。

大壩壩頂高程206m，壩頂全長665.45m，壩型為"上重下拱"的重力拱壩，其封拱高程左岸為150m，河床為180m，右岸為160m，上游壩面采用鉛直圓弧面，外半徑為312m。下游壩坡：上部重力壩為1∶07；下部重力拱壩為1∶05，其間用鉛直線聯(lián)結(jié)。拱圈平面內(nèi)弧采用三心圓，靠近拱冠部位采用定圓心大半徑等厚圓拱，拱端部位采用變圓心小半徑貼角加厚，壩坡隨之漸變?yōu)?∶0.75。頂拱中心角80°。

溢流段位于壩的中部，溢流前緣長度為188m。共設(shè)7個(gè)表孔，4個(gè)深孔和2個(gè)放空兼導(dǎo)流底孔。表孔堰頂高程181.8m，尺寸為12m×18.2m。深孔孔底高程134m，尺寸為4.5m×6.5m。底孔孔底高程95m，尺寸為4.5m×6.5m。各孔口均用弧形閘門控制操作，并在其上游設(shè)檢修平板閘門。表孔在設(shè)計(jì)和校核條件下的泄洪能力分別為17060立方米/s和19000立方米/s。?

電站廠房位于右岸河灘階地上，采用隧洞引水。進(jìn)水口設(shè)在大壩上游右岸山體邊坡上，底部高程142.5m。4條直徑9.5m的隧洞接直徑8m的壓力鋼管，單機(jī)單洞，分別接至4臺(tái)30萬kW水輪發(fā)電機(jī)組。引水道總長4×599m，電站主廠房全長142m，基礎(chǔ)寬38.6m。水輪機(jī)為混流式，轉(zhuǎn)輪直徑5.74m，設(shè)計(jì)水頭103m，最大水頭121.5m，最小水頭80.7m，額定轉(zhuǎn)數(shù)136.4r/min，額定出力31萬kW，最高效率95.3%，單機(jī)最大引用流量328立方米/s。發(fā)電機(jī)為立軸三相同步半傘式，額定容量340MVA，額定功率因數(shù)0.9，額定電壓18kV。副廠房緊靠主廠房上游側(cè)，4臺(tái)主變壓器布置在廠房上游側(cè)高程100m的平臺(tái)上。出線為220kV和500kV各2回，高壓側(cè)均采用六氟化硫全封閉組合電器。

300t級(jí)垂直升船機(jī)位于左岸岸邊，總升程124m分為2級(jí)，年通過能力為340萬t。第一級(jí)與左岸重力壩相交叉，成為大壩擋水前緣的一部分，升程42m，可適合庫水位變幅40m的要求。第二級(jí)位于左岸下游河灘，升程82m，銜接中間錯(cuò)船渠和下游河道。中間錯(cuò)船渠長400m，寬30m。升船機(jī)采用全平衡鋼絲卷揚(yáng)系統(tǒng)，承船廂有效尺寸為42m×10.2m×1.7m，帶水總重量1400t。

工程施工

高邊坡處理隔河巖水電站主體建筑物工程量：挖填土石方567萬立方米，澆筑混凝土328萬立方米（其中大壩混凝土265萬立方米），金屬結(jié)構(gòu)總重25300t。

采取隧洞結(jié)合過水圍堰方式導(dǎo)流。設(shè)計(jì)導(dǎo)流流量3000立方米/s，可保證枯水期連續(xù)6個(gè)月的基坑施工期。導(dǎo)流隧洞位于左岸，長695m，斷面尺寸13m×16m，噴錨鋼筋混凝土襯砌，洞內(nèi)流速達(dá)15～20m/s。上游碾壓混凝土圍堰最大高度40m，體積近13萬立方米，過水標(biāo)準(zhǔn)為12000立方米/s。下游土石過水圍堰，頂面用10m×15m×1.5m混凝土護(hù)面，最大過堰流量7360立方米/s，隧洞在一年內(nèi)打通，碾壓混凝土圍堰在87天內(nèi)完成，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)年開工，當(dāng)年截流的快速施工。

隔河巖水電站布置高、低輻射式纜機(jī)各2臺(tái)澆筑大壩混凝土，纜機(jī)固定端設(shè)在右岸，移動(dòng)端設(shè)在左岸。低纜機(jī)月設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力每臺(tái)2.5萬立方米，高纜機(jī)月設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力每臺(tái)3.5萬立方米。206m高程以上的混凝土澆筑則用10t塔機(jī)或門機(jī)進(jìn)行。由右岸高、低2個(gè)砂石系統(tǒng)和混凝土系統(tǒng)供應(yīng)混凝土，2個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力均為360立方米/h。

在土石方開挖中，大量使用光面預(yù)裂爆破，特別是在廠房軟弱夾層和大壩底部、拱座等開挖部位，改進(jìn)了工藝，取得了良好效果。在引水隧洞施工中，使用了針梁模板全斷面混凝土襯砌，并在襯砌中成功地施加環(huán)向預(yù)應(yīng)力。

工程技術(shù)問題

(1)壩址河谷岸坡陡峻，壩基灰?guī)r呈弧形帶狀分布，壩址距頁巖太近，采用上重下拱，上部封拱高程不同的重力拱壩，適合壩址地形、地質(zhì)特點(diǎn)，改善了壩體內(nèi)應(yīng)力分布，與重力壩相比，可節(jié)省混凝土約70萬立方米。

(2)大壩最大下泄流量達(dá)23900立方米/s，上下游水位差104.7m，入水單寬流量為191.2立方米/秒；并且還存在下游頁巖抗沖能力低，拱壩泄洪引起的水流集中等問題。為適應(yīng)上述特點(diǎn)，采用表孔、深孔和底孔的3層布置，以表孔為主、深孔為輔的泄洪方式。同時(shí)采用不對(duì)稱寬尾墩結(jié)合"水墊池"的消能布置，取得了良好的消能效果。

(3)廠房引水隧洞出口高邊坡，施工期間最大坡高155～222m，永久坡高110～170m，上部為石灰?guī)r，下部為軟弱頁巖，2種巖層之間還有軟弱夾層，為了防止邊坡失穩(wěn)，采用分區(qū)、逐級(jí)下挖的施工方法，以及采用混凝土置換軟弱夾層、系統(tǒng)錨桿結(jié)合噴混凝土、深層預(yù)應(yīng)力錨索、排水系統(tǒng)等加固措施和加強(qiáng)監(jiān)測(cè)的手段，使這一復(fù)雜問題得到了滿意的解決。

(4)壩基巖溶及順河斷裂構(gòu)造發(fā)育，防滲帷幕線長達(dá)1.5km，帷幕灌漿總進(jìn)尺達(dá)22萬m，最大孔深達(dá)130m，最大月灌漿進(jìn)尺達(dá)1萬～2萬m且灌漿工藝復(fù)雜，這一問題的解決，為巖溶地區(qū)帷幕灌漿施工提供了新的經(jīng)驗(yàn)。