向家坝工程技术特点

向家坝工程技术特点 http://www.ctgpc.com.cn (2008-12-30 15:26) 中国三峡总公司网站
向家坝水电站简介
1 工程概况
向家坝水电站是金沙江下游梯级电站开发中最末的一个梯级电站，是我国“西电东送”工程的骨干电源点，坝址位于四川省宜宾县与云南省水富县交界的峡谷出口处。电站开发任务以发电为主，同时改善上、下游通航条件，兼顾灌溉，结合防洪、拦沙，并且具有对上游梯级电站进行反调节等综合作用。
向家坝水电站工程枢纽主要由挡水建筑物、泄洪消能建筑物、冲排沙建筑物、左岸坝后引水发电系统、右岸地下引水发电系统、通航建筑物及灌溉取水口等组成。大坝为混凝土重力坝，坝顶高程384O米，最大坝高162米，坝顶长度896.26米。电站水库正常蓄水位380.00米，死水位370米，总库容51.63亿立方米，调节库容9.03亿立方米，为不完全季调节水库。两岸电站厂房各安装4台75万千瓦的机组，总装机容量600千瓦，多年平均发电量307.47亿千瓦时，灌溉面积375.48万亩。
工程于2004年4月开始筹建，2006年11月26日正式开工，计划于2008年12月截流，2012年10月首批机组发电，2015年6月工程全面竣工。总工期9年6个月。）
2 工程导流
本工程采用第一期先围左岸、第二期围右岸的分期导流方式。
其导流程序为：第一期先围左岸，在左岸滩地上修筑一期土石围堰，在一期基坑中进行左岸非溢流坝段、冲沙孔坝段的施工，并在非溢流坝及冲沙孔坝段内共留设6个10米×14米(宽×高)的导流底孔及宽115米的缺口；同时在一期基坑中进行二期混凝土纵向围堰、上下游引泄水渠等项目的施工，由束窄后的右侧主河床泄流及通航；
第二期围右岸，待导流底孔和缺口具备泄水条件后，拆除一期土石围堰的上、下游横向部分，于2008年12月下旬进行右侧主河床截流；在二期基坑中进行右岸非溢流坝、泄水坝段、消力池、左岸坝后厂房及升船机等建筑物的施工，由左岸非溢流坝段和冲沙孔坝段内留设的6个导流底孔及高程280米、宽115米的缺口泄流。泄水坝段、右岸非溢流坝段及左岸坝后厂房等自身具备挡水度汛条件后，于2011年11月开始加高左岸非溢流坝段缺口，由6个导流底孔和10个永久中孔泄流。2012年10月下闸封堵导流底孔，水库蓄水。
2 工程技术特点和难点
2.1 大坝深浅层抗滑稳定
向家坝水电站挡水大坝为重力坝，最大坝高162米。坝址区基岩主要为三迭系上统须家河组河湖沼泽相砂岩，坝基存在构造成因和原生沉积形成的软弱夹层，局部岩体完整性相对较差，岩层倾向下游，大坝深浅层抗滑稳定为工程关键技术问题？ ？弧？
中国水电顾问集团中南勘测设计研究院自1999年开始，历时10年，在调查分析类似已建工程的基础上，采用多种方法，联合国内多家知名科研院所对该课题进行了深入全面的分析和研究，并针对不同部位的特点提出了综合处理方案。该专题通过历次咨询、审查，已确定设计方案，通过采取工程处理措施，确保大坝稳定安全。
2.2 高水头、大单宽流量泄洪消能
向家坝水电站最大泄洪流量为48660立方米每秒，最大下泄总功率约4000万千瓦，消力池内最大单宽流量为225立方米每秒，消力池入池流速达42米每秒。泄洪建筑物布置在河床中部，其前沿宽度仅248米，设计为12个表孔、10个中孔、表中孔相间布置型式。泄洪建筑物具有高水头、大流量、大单宽、高含沙的特点；另外，由于下游紧邻城市，需解决下游雾化问题。多年来中南设计院与国内知名科研院所合作，开展了大量科研试验工作，并借鉴已建工程的成功经验，通过深入研究，采用带跌坎的底流消能方式，消能效果和各项指标满足工程安全和环境保护要求。
2.3 世界跨度最大的地下厂房
右岸地下厂房安装4台单机容量80万千瓦的水轮发电机组，厂房开挖宽度33.4米，高度85.5米，机组单 机容量和厂房跨度均为世界之最。
经过多年地质勘探查明，地下洞室群所处围岩属Ⅱ类，地应力处于中低量级，地质环境良好。目前主厂房已开挖至第Ⅷ层，地下洞室群各主要洞室围岩变形量值均在设计控制范围之内。
2.4 采用变顶高尾水隧洞替代尾水调压室
根据右岸地下引水发电系统布置，按传统设计尾水系统应设置调压室，但由于含煤地层T33的影响，设置尾水调压室工程投资和风险较大，根据右岸地下厂房运行特点，经研究决定采用变顶高尾水洞代替尾水调压室。
中南设计院与科研院所、高校合作，对机组在各种过渡过程中的水力参数和机组运行特性进行物理模型试验和数值分析，其成果经多次专家咨询和评审，研究证明变顶高尾水隧洞布置方式在各种过渡过程工况下，控制参数均满足设计规范或规程要求，可以替代尾水调压井(室)。变顶高尾水隧洞方案在水力过渡过程中相对收敛较快，调节品质比调压井(室)好，且可避免调压室开挖对厂房区围岩的损伤，减少地下开挖工程量，减少水头损失。
2.5 一级垂直升船机
向家坝水电站地处金沙江常年通航河段，通航建筑物设计为一级垂直升船机，其提升高度达114.2米，设计标准船队为2×500吨一顶二驳船队，年货运量112万吨。经多年的调研、科学论证，并借鉴国内外成功经验，决？ ú捎萌？胶獬萋峙郎?螺母柱保安式升船机，其规模和技术条件复杂程度均属世界最高水平。
2.6 世界规模最大的沉井群
向家坝水电站采用第一期先围左岸、第二期围右岸的分期导流方式。由于河床覆盖层深厚，设计在一期大坝右侧上游布置10个尺寸为23米×17米的沉井，沉井群在二期纵向围堰大坝上游段堰基开挖期间作为挡墙保证一期围堰的稳定，后期作为二期纵向围堰堰体的一部分，承担二期导流期间的挡水任务。沉井最大下沉深度达57米，所处部位覆盖层组成复杂，分为砂卵砾石层、粉细砂层、含崩（块）石的砂卵砾石层，沉井群距一期围堰堰脚最小距离仅12.1米，下沉过程需严格控制对周围土体的拉裂影响。沉井间间距仅2.0米，沉井下沉过程中需严格控制其偏斜度。
沉井下沉次序、分节高度、出渣设备选型与布置、排水方案、各地层下沉控制措施及各种异常情况的处理方案等均为本工程沉井施工技术的难点。在参建各方的共同努力下，沉井施工取得圆满成功。
2.7 国内规模最大的人工砂石系统和长距离带式输送机
向家坝水电站主体工程混凝土总量1221万立方米，共需混凝土骨料3200万吨，骨料料源由太平灰岩料场提供。砂石加工系统生产规模为：每小时处理能力3000吨，每小时生产能力2400吨，规模为国内之最。砂石系统采用分散布置方式，半成品加工区布置在太平料场附近，成品加工区布置在坝区马延坡，半成品与成品加工区之间直线距离约30公里，经多种运输方案综合比较后，决定采用长距离带式输送机输送线输送半成品骨料方案。输送线可长期连续输送骨料，具有输送能力大、运行可靠性高、环境影响小、投资省等特点。
向家坝带式输送机具有长距离（5条输送机总长31.3公里，最大单机长8.3公里）、变倾角（其中1条输送机两端高中间低）、高带速、大运量、主要布置在隧洞内（皮带洞总长29.3公里）等技术特点，该输送线总输送量达到3200万吨，为国内最长的带式输送机。