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天生橋水電站

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天生橋水電站是一級電站,位於廣西隆林各族自治縣原祥播鄉、椏杈鎮與貴州省安龍縣德臥鎮接壤處南盤江的雷公灘段峽谷上。

天生橋水電站由分期建設、連續施工的二級水電站組成。總裝機容量252萬千瓦,年平均發電量134.45億千瓦時。裝機容量為120萬千瓦,年發電量52億千瓦小時。二級電站裝機容量132萬千瓦,年發電量50.5億千瓦小時。第一台機組於1992年發電。

基本內容

中文名:天生橋水電站

壩高:180米

類型:水電站

施工管理

天生橋水電站 施工

天生橋水電站由國家和廣東廣西貴州四方集資,中國南方電力聯營公司代表業主單位進行施工管理。

天生橋一級站設計壩高180米,總庫容108億立方米,裝機容量120萬千瓦,年平均發電量52.45億千瓦時,昆明勘測設計研究院於1982年6月承擔該電站的勘測設計工作,同年12月完成選壩報告,1984年5月完成可行性研究報告,1986年9月完成初步設計報告,並經原水電部審查批准。美國哈扎公司、巴西諮詢工程師團、工程特別諮詢團為該電站諮詢、評估後,對工程設計給予了充分肯定和良好評價。工程於1991年立項,同年6月導流隧洞開工,1994年底實現截流,1997年底下閘蓄水,1998年底首台機組併網發電。

二級電站攔河壩位於天生橋峽谷下游,廠壩間河道長14.5公里,落差181米。天生橋水電站首台22萬千瓦機組於1993年1月建成發電,到2000年底,一、二級電站10台機組全部建成投產。

基本概況

天生橋水電站壩址左岸屬貴州安龍縣,右岸屬廣西隆林縣,上游距南盤江支流黃泥河上的魯布革水電站約90km,下游距天生橋Ⅱ級水電站7km。電站東北向距貴陽市的直線距離為240km,西距昆明市250km。天生橋Ⅰ級水電站以發電為主,裝機容量120萬kW,保證出力40.52萬kW,多年平均發電量52.26億kW·h。電站建成後,還可提高下游天生橋Ⅱ級、岩灘和大化水電站的保證出力88.89萬kW,增加年發電量40.77億kW·h。庫區淹沒耕地4539hm2,遷移人口4.43萬人。工程於1991年4月正式開工,1994年12月25日截流,1998年12月第一台機組發電。

壩址以上集水面積50139km2,壩址多年平均徑流量193億m3,多年平均流量612m3/s;多年平均懸移質輸沙量1578萬t,推移質輸沙量70萬t。主體工程按千年一遇洪水設計,相應流量20900m3/s,庫水位782.87m,相應泄流量15282m3/s;按可能最大洪水校核,入庫流量28500m3/s,相應庫水位789.86m,相應下泄流量21750m3/s。水庫系山區峽谷型水庫,正常蓄水位780m,死水位731m,總庫容102.57億m3,有效庫容58億m3,具有不完全多年調節能力。電站最大工作水頭143m,最小工作水頭83m,設計水頭126.65m。

大壩座落在由石灰岩、砂岩、泥岩及泥灰岩組成的岩層上。壩址區地震基本烈度為6度,設計烈度為7度。

樞紐布置

天生橋水電站 全景

工程由混凝土面板堆石壩、右岸放空隧洞及開敞式溢洪道、左岸引水系統及廠房等建築物組成。

混凝土面板堆石壩,壩頂高程791m,防浪牆頂高程792m(牆高4.7m,露出壩頂1m),最大壩高178m,壩頂長1137m,壩頂寬12m,上下游壩坡均為1∶1.4。

溢洪道布置在右岸埡口處,全長1665m,其中引渠長1122m,引渠底寬120m,底部高程745m,引渠最大泄流量21750m3/s,最大流速3.8m/s。渠道兩側為垂直邊坡,每隔22m設12m寬的馬道,不襯砌。引渠後緊接溢流堰,堰頂高程760m,設5孔弧形閘門,孔口寬13m、高20m。堰後為陡槽,槽長538m,中間設隔牆將陡槽分左、右兩槽。左槽3孔,淨寬47m,右槽淨寬30m。槽後接挑流鼻坎,挑角45°,半徑50m。泄槽用鋼筋混凝土襯砌,設有5道摻氣槽。

放空隧洞置於右岸壩肩,進口底坎高程660m,全長1062.17m,前段為有壓隧洞,長557.67m,圓形斷面,內徑9.6m;後段為無壓隧洞,長489.5m,方形斷面,寬×高為8m×11m。距進口339.17m處設事故閘門井,井高131m,內徑11m,內設6.8m×9m事故平板定輪閘門,距進口560.67m有壓隧洞末端為工作閘門室,設弧形工作門,尺寸為6.4m×7.5m。

引水道進口布置在壩上游左岸,進口尺寸長98m,寬27.5m,高79.5m,內設16扇攔污柵,1扇檢修門及4扇事故門。進水口底板高程711.0m。引水道由4條內徑9.6m、長551.49~652.86m的低壓隧洞及其後的4條內徑7~8.2m、長185m的高壓鋼管組成。

廠房為壩後地面式,順河向布置,長145m,寬26m,高67m,內設4台單機容量為30萬kW的混流式水輪發電機組,水輪機機型HLA330-LJ-530。變壓器布置在上游側副廠房屋頂上,發電機和變壓器之間採用單獨單元結線。

該電站樞紐布置的主要原則:充分利用壩址有利的地形、地質條件,避開不利因素;儘量利用建築物的開挖料築壩,降低工程造價;方便施工和運行管理。在右岸埡口巨厚層塊狀灰岩地區布置開敞式溢洪道,其開挖料作為壩體填築料大部分可直接上壩,運距短,對大壩施工無干擾;右岸上游1號沖溝地形適宜於布置放空隧洞;左岸岩層傾向山里,有利於地面開挖工程,且成洞條件相對較右岸好,宜於引水發電系統和大斷面導流隧洞的布置。

樞紐調度

天生橋二級水電站是一座高水頭引水式水電站。壩上游庫容很小,泥沙會很快淤到壩前,樞紐的首要任務是處理庫內淤積問題。水庫調度的原則應當是,在減少庫區淤積、減少進洞沙量、確保運行安全的前提下,充分滿足發電需要。天生橋一級水電站建成後,二級水電站泥沙問題將得到緩解,進一步考慮提高發電要求,調整運行方式。天生橋二級水電站初設階段規定的正常蓄水位是645.0m,汛期限制水位637.0m.根據天然河道來水來沙條件及樞紐的防排沙要求,參考水庫淤積計算及模型試驗資料,制定的調度方式即:

(1)枯水期,河道流量小於800m3/s時,壩前水庫水位壅高到設計蓄水位645.0m運行;

(2)初汛期,河道平均流量為800m3/s左右,壩前水位降到640.0m運行;

(3)汛期頭場洪水漲峰階段,壩前水位穩定在640.0m,隨着落峰再逐漸降到637.0m運行;

(4)以後各次漲落峰時均穩定在637.0m運行。但當流量小於800m3/s時,壩前水位仍壅高到645.0m運行。

這種調度方式能使庫區床面在較長時間內控制在較低高程,同時又能緩衝頭場洪水溯源沖刷的勢頭,減少進洞的沙量。

安全監測

水電站 模型

內部變形監測

(l)觀測點布置 大壩布置有3個觀測斷面,0+630斷面為河床中部最大斷面,右岸0十438斷 面在1/2壩高處,左岸0十918斷面位於地形突變部位。在觀測斷面的665、692、725、758m高程,共布置有沉降測點50個,水平位移測點31個。

(2)觀測儀器 壩體內部垂直位移觀測採用水管式沉降儀,水平位移觀測採用引張線式水平位 移計。天生橋大壩安裝的垂直、水平位移計管線最大長度達350m,堪稱世界第一。

面板撓度監測

面板撓度觀測通常採用埋設測斜儀導管的方法,用活動式測斜儀觀測導管的撓度變形。大壩面板坡長305m,如採用活動式測斜儀則存在以下問題:測繩太長可能產生測頭下放困難;採用測頭下放的輔助牽引裝置,又耽心輔助牽引裝置一旦發生故障,很難檢修;觀測耗費時間很長,也難以實現觀測的自動化等。承建單位的巴西專家,根據辛戈壩的經驗,建議採用電平器進行面板撓度觀測,經參建各方認真研究,這一建議得到了採納。電平器是一種固定式測斜儀,觀測精度高,根據電平器觀測的測點傾角變化可計算面板的撓度曲線。天生橋大壩3個觀測斷面的面板上游共布置64

個電平器來觀測面板撓度變形。

接縫監測

(1)周邊縫 沿周邊縫布置有12組三向測縫計,觀測縫面開度、沉降和切向位移相對變化。

(2)垂直縫 在面板垂直伸縮縫的張性縫區、張性縫和壓性縫過渡區,跨縫布置單向測縫計24 支,用來觀測縫面開合變化。

(3)面板脫空觀測 大壩一期面板澆筑後,檢查發現面板頂部與墊層料間有大面積脫空,決定在二期面板布置2組二向測縫計,觀測面板和墊層料接觸縫面的法向和切向變形;在三期面板布置7組觀測面板脫空變形的二向測縫計。

表面變形監測

在壩體上、下游壩面和壩頂,共布置視準線8條,其中布置在一、二期面板頂部的視準線為施 工期臨時測線,水平位移觀測採用視準線法,垂直位移用水準儀觀測。

滲流壓力監測

(1)壩體滲流壓力 在距趾板「X」線下游3m的墊層料區基礎面,布置有坑埋式滲壓計13支,用來觀測周邊縫後壩體的滲壓。

(2)壩基滲流壓力 在趾板灌漿帷幕前後,布置有鑽孔式滲壓計21支,觀測壩基滲壓,了解帷幕阻滲效果。

(3)繞壩滲流水位 在左、右岸壩肩,共布置16個鑽孔測壓管觀測繞壩滲流水位。

滲流量監測

大壩下游布置了1個滲流匯集系統。在下游壩腳設置1道截水牆,攔截壩體滲水,使滲流匯集,通過布置在右岸的引渠流向下游,在引渠設置量水堰觀測壩體滲流。在右岸壩肩排水系統的2個洞口布置了觀測壩肩滲流量的量水堰。

壓力監測

大壩0十630斷面4個不同高程的面板與墊層料接觸面,布置有觀測接觸土壓力的土壓力計;在壩體過渡料中部和壩軸線處,布置有觀測平面應力變化的土壓力計。大壩共布置土壓力計28支。

混凝土面板應力和溫度監測

大壩面板布置了應力應變觀測剖面6個,溫度觀測剖面4個,有應變計84支、無應力計15支、鋼筋計55支、溫度計27支,共計181支儀器,用來觀測面板的應力、應變和溫度變化。

地震反應監測

大壩設置了遙測微震台網,記錄壩區和庫區地震情況;在壩體和基岩布置強震儀監測壩體的地震反應。

[1] 百色市經濟委員會 http://www.gxbssjw.gov.cn/index.php3?

[2] 電力資料網 http://www.52data.cn/fdzl/qt/200801/31876.html[1]

參考文獻

  1. 天生橋水電站的位置業百科網,2020-09-18