石泉水(shui)電(dian)站位于陜(shan)西(xi)石泉縣漢江上游(you),是(shi)漢江上游(you)河段(duan)梯級(ji)開發的(de)第2個梯級(ji)電(dian)站,是(shi)陜(shan)西(xi)電(dian)網的(de)主要調(diao)峰電(dian)廠。水(shui)電(dian)站擴(kuo)機工(gong)程屬陜(shan)西(xi)省“九五(wu)”重點(dian)建設項目(mu),“二十項興陜(shan)項目(mu)”工(gong)程之(zhi)一。控制流(liu)(liu)域面積(ji)24000平(ping)方公(gong)里,多年平(ping)均流(liu)(liu)量(liang)372立(li)方米/秒,設計洪水(shui)流(liu)(liu)量(liang)21500立(li)方米/秒。總庫容(rong)為4.4億立(li)方米,設計灌(guan)溉(gai)面積(ji)0.4萬(wan)(wan)畝,裝機容(rong)量(liang)13.5萬(wan)(wan)千瓦(wa)。以發電(dian)為主,兼有灌(guan)溉(gai)、防洪、漁業等綜(zong)合(he)效益(yi)。
工程概況
石泉水力發電廠位于漢江上游陜西省石泉縣境內,是70年代漢江上游建成的(de)首座中型(xing)水電(dian)廠。 電(dian)廠于1971年(nian)動工,1973年(nian)第一臺(tai)(tai)機組發電(dian),到1975年(nian)3臺(tai)(tai)單機容量(liang)為(wei)4.5萬千瓦(wa)的(de)水力機組全部(bu)投產發電(dian),總(zong)裝機容量(liang)達到13.5萬千瓦(wa),設計年(nian)均發電(dian)量(liang)6.5億千瓦(wa)時。工程總(zong)投資(zi)1.94億元,已于1981年(nian)收回(hui)全部(bu)投資(zi)。現有(you)職工人數602人。
石泉水電(dian)(dian)站擴機工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)屬陜西省“九五”重點建設項(xiang)(xiang)目(mu)。“二(er)十項(xiang)(xiang)興陜項(xiang)(xiang)目(mu)”工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)之一。1998年9月29日(ri)主體工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)全(quan)面開(kai)工(gong)(gong),2000年8月23日(ri)首臺機組(zu)發電(dian)(dian),2002年1月通(tong)過工(gong)(gong)程(cheng)(cheng) 竣工(gong)(gong)安全(quan)鑒定。
所在(zai)河流(liu)為漢水,控制流(liu)域面(mian)積24000平(ping)方(fang)(fang)公里(li),多年(nian)平(ping)均流(liu)量(liang)(liang)372立(li)方(fang)(fang)米/秒,設(she)(she)計洪(hong)水流(liu)量(liang)(liang)21500立(li)方(fang)(fang)米/秒。總(zong)庫容(rong)為4.4億立(li)方(fang)(fang)米,設(she)(she)計灌溉面(mian)積0.4萬畝(mu),裝(zhuang)機容(rong)量(liang)(liang)13.5萬千瓦(wa)。主壩(ba)壩(ba)型為混凝土空腹重力壩(ba),最大(da)壩(ba)高65米,壩(ba)頂(ding)長度353米,壩(ba)基(ji)巖石(shi)為石(shi)英片巖。壩(ba)體(ti)工程(cheng)量(liang)(liang) 37萬立(li)方(fang)(fang)米,主要泄洪(hong)方(fang)(fang)式為壩(ba)頂(ding)溢(yi)流(liu)。
建筑設計
錨索加固工程
石泉水(shui)電站(zhan)二期工程(cheng)發(fa)電廠(chang)房(fang)為岸(an)邊(bian)(bian)式,機(ji)坑(keng)(keng)開(kai)挖深度約(yue) 42米。在機(ji)坑(keng)(keng)開(kai)挖過程(cheng)中(zhong),邊(bian)(bian)坡(po)(po)(po)(po)表層發(fa)生(sheng)了2 次(ci)崩塌性(xing)(xing)破(po)壞(huai),在廠(chang)房(fang)和邊(bian)(bian)坡(po)(po)(po)(po)之間形(xing)成一個“月(yue)牙”形(xing)空缺(que)。根(gen)(gen)據(ju)崩塌后(hou)揭(jie)露的(de)(de)地(di)質構造(zao)特性(xing)(xing),分(fen)析了高邊(bian)(bian)坡(po)(po)(po)(po)的(de)(de)崩塌機(ji)理(li)(li)。在此(ci)基(ji)礎上,擬定加(jia)固(gu)(gu)方(fang)(fang)(fang)案,并用(yong)極限(xian)平(ping)衡(heng)法優化出合理(li)(li)的(de)(de)錨(mao)索錨(mao)固(gu)(gu)力,用(yong)二維接觸非線(xian)性(xing)(xing)有限(xian)元分(fen)析邊(bian)(bian)坡(po)(po)(po)(po)巖體與混凝土(tu)框架(jia)之間的(de)(de)相(xiang)互作用(yong);根(gen)(gen)據(ju)數值(zhi)仿真計算結(jie)(jie)果,作出了在“月(yue)牙”形(xing)空缺(que)處修建混凝土(tu)框架(jia)結(jie)(jie)構的(de)(de)邊(bian)(bian)坡(po)(po)(po)(po)綜(zong)合治理(li)(li)加(jia)固(gu)(gu)方(fang)(fang)(fang)案,其目的(de)(de)是(shi)利用(yong)混凝土(tu)框架(jia)結(jie)(jie)構的(de)(de)適度變形(xing)所產(chan)生(sheng)的(de)(de)彈性(xing)(xing)抗(kang)力來增加(jia)邊(bian)(bian)坡(po)(po)(po)(po)坡(po)(po)(po)(po)腳的(de)(de)穩定性(xing)(xing)。石泉壩址控制(zhi)漢(han)江流域面積2.34萬(wan)平(ping)方(fang)(fang)(fang)公里,多年平(ping)均流量341立方(fang)(fang)(fang)米/秒。工程(cheng)按百年一遇(yu)洪(hong)(hong)水(shui)設計,500年一遇(yu)洪(hong)(hong)水(shui)校核。水(shui)庫(ku)(ku)正常(chang)蓄水(shui)位410米,庫(ku)(ku)容3.24億立方(fang)(fang)(fang)米,有效庫(ku)(ku)容2.27億立方(fang)(fang)(fang)米,為不(bu)完全季調(diao)節水(shui)庫(ku)(ku)。
Ⅱ等2級工程
大(da)壩為混(hun)凝土空腹重力(li)壩及實體重力(li)壩,最大(da)壩高(gao)5米(mi),壩頂(ding)高(gao)程(cheng)416米(mi),壩頂(ding)全(quan)長352米(mi),壩頂(ding)寬16米(mi)。電(dian)站廠房為壩后式(shi),安(an)(an)裝(zhuang)3臺4.5萬千瓦混(hun)流式(shi)水輪發(fa)(fa)電(dian)機組,總(zong)裝(zhuang)機容(rong)量13.5萬千瓦;1998年又(you)在下游尾水左岸安(an)(an)裝(zhuang)2臺4.5萬千瓦機組,為短洞引水岸邊式(shi)廠房,1洞2機,利用石(shi)泉大(da)壩棄水發(fa)(fa)電(dian),電(dian)站總(zong)裝(zhuang)機容(rong)量22.5萬千瓦。
大壩改造工程
工程規劃
2006年10月12日,石(shi)(shi)泉(quan)水(shui)(shui)電(dian)(dian)(dian)站大(da)壩監測(ce)(ce)(ce)系統(tong)完(wan)(wan)善及三(san)期(qi)(qi)自(zi)(zi)動化改(gai)(gai)造(zao)工(gong)程(cheng)(cheng)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)方(fang)案審查會(hui)(hui)在(zai)陜(shan)西(xi)(xi)(xi)電(dian)(dian)(dian)力科學(xue)(xue)研(yan)(yan)究院召(zhao)開。西(xi)(xi)(xi)北勘(kan)測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)研(yan)(yan)究院、西(xi)(xi)(xi)安(an)理工(gong)大(da)學(xue)(xue)水(shui)(shui)電(dian)(dian)(dian)學(xue)(xue)院、原(yuan)西(xi)(xi)(xi)北電(dian)(dian)(dian)力試驗研(yan)(yan)究院特(te)邀專家(jia)(jia),發電(dian)(dian)(dian)公司安(an)全生產部(bu)、石(shi)(shi)泉(quan)電(dian)(dian)(dian)廠(chang)有(you)關部(bu)門負責人(ren)(ren)和(he)技術人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)、陜(shan)西(xi)(xi)(xi)電(dian)(dian)(dian)力科學(xue)(xue)研(yan)(yan)究院水(shui)(shui)電(dian)(dian)(dian)技術研(yan)(yan)究所(suo)的(de)(de)專家(jia)(jia)參加了會(hui)(hui)議。石(shi)(shi)泉(quan)水(shui)(shui)電(dian)(dian)(dian)廠(chang)首先向與會(hui)(hui)人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)介紹了石(shi)(shi)泉(quan)大(da)壩監測(ce)(ce)(ce)系統(tong)完(wan)(wan)善及自(zi)(zi)動化改(gai)(gai)造(zao)工(gong)程(cheng)(cheng)總(zong)體規劃(hua),以及一期(qi)(qi)、二期(qi)(qi)工(gong)程(cheng)(cheng)已完(wan)(wan)成的(de)(de)項目及三(san)期(qi)(qi)工(gong)程(cheng)(cheng)計(ji)(ji)劃(hua)實施的(de)(de)項目情況、石(shi)(shi)泉(quan)大(da)壩觀測(ce)(ce)(ce)系統(tong)現狀(zhuang)及存(cun)在(zai)問題;陜(shan)西(xi)(xi)(xi)電(dian)(dian)(dian)力科學(xue)(xue)研(yan)(yan)究院水(shui)(shui)電(dian)(dian)(dian)技術研(yan)(yan)究所(suo)向會(hui)(hui)議專家(jia)(jia)詳細(xi)介紹了石(shi)(shi)泉(quan)大(da)壩觀測(ce)(ce)(ce)系統(tong)三(san)期(qi)(qi)工(gong)程(cheng)(cheng)擬實施9個項目的(de)(de)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)方(fang)案,并(bing)闡述了這些(xie)項目實施的(de)(de)可行(xing)性、合理性,并(bing)就(jiu)產品性價比進(jin)行(xing)了詳細(xi)說明。與會(hui)(hui)人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)對電(dian)(dian)(dian)力科學(xue)(xue)研(yan)(yan)究院提(ti)(ti)交的(de)(de)《石(shi)(shi)泉(quan)水(shui)(shui)電(dian)(dian)(dian)站大(da)壩監測(ce)(ce)(ce)系統(tong)三(san)期(qi)(qi)自(zi)(zi)動化改(gai)(gai)造(zao)工(gong)程(cheng)(cheng)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)報告》進(jin)行(xing)討論(lun)并(bing)達成共識,認為石(shi)(shi)泉(quan)大(da)壩三(san)期(qi)(qi)自(zi)(zi)動化改(gai)(gai)造(zao)及完(wan)(wan)善工(gong)程(cheng)(cheng)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)方(fang)案在(zai)充分考(kao)慮石(shi)(shi)泉(quan)擴機(ji)工(gong)程(cheng)(cheng)對大(da)壩及建筑物的(de)(de)影(ying)響的(de)(de)前提(ti)(ti)下,認真仔細(xi)研(yan)(yan)究及實地查看后精心設(she)(she)(she)計(ji)(ji)而成的(de)(de),規劃(hua)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)到(dao)位、測(ce)(ce)(ce)點布(bu)置(zhi)合理、設(she)(she)(she)備(bei)選型較先進(jin),是比較成功的(de)(de)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)方(fang)案。
工程概況
1989年按現行設(she)計(ji)規范對(dui)石泉水電站(zhan)大壩進行安(an)全復(fu)核(he),復(fu)核(he)結果表明當大壩宣泄千(qian)年一遇洪水時,左右非(fei)溢流(liu)壩段的壩踵產生拉(la)應(ying)(ying)力。為此(ci)決定采(cai)用以大噸(dun)位預(yu)(yu)應(ying)(ying)力錨(mao)索為主、基礎灌(guan)漿消除揚壓力為輔的加固方案(an)。經過設(she)計(ji)計(ji)算(suan),需在壩頂安(an)設(she)30束預(yu)(yu)應(ying)(ying)力錨(mao)索,錨(mao)索分6000kN和(he)8000kN兩(liang)種,總噸(dun)位176.52MN。采(cai)用如此(ci)規模的預(yu)(yu)應(ying)(ying)力錨(mao)索加固壩體,在國(guo)內尚屬首次(ci)。局科研所于1994年6月開始,到1995年7月30日完成29束600噸(dun) 級(ji)(ji)、1束800噸(dun)級(ji)(ji)預(yu)(yu)應(ying)(ying)力錨(mao)索的施(shi)工,有7束錨(mao)索中做了試驗(yan)。
施工情況
在(zai)大壩頂面鉆(zhan)深度(du)最大達75米錨索孔(kong)(kong),既要確保鉆(zhan)孔(kong)(kong)的(de)(de)垂直(zhi)度(du),又不能破(po)壞壩體(ti)。鉆(zhan)孔(kong)(kong)使(shi)用(yong)(yong) SGZ-Ⅲ鉆(zhan)機,鋼(gang)粒鉆(zhan)進。鉆(zhan)孔(kong)(kong)中對鉆(zhan)機采取特殊(shu)固定措施(shi),并使(shi)用(yong)(yong)變徑鉆(zhan)桿和(he)長(chang)鉆(zhan)具,使(shi)得孔(kong)(kong)斜均小于3‰。錨孔(kong)(kong)位于基巖的(de)(de)部分還進行(xing)了帷幕和(he)固結灌(guan)漿。錨索索體(ti)每束(shu)分別由(you)33根或43高(gao)根鋼(gang)絞(jiao)線組成,長(chang)度(du)為(wei)43.5~77 米,重(zhong)量為(wei)1.5~3.2噸。下束(shu)前,對束(shu)體(ti)按(an)設計要求進行(xing)了臨時和(he)長(chang)期防(fang)腐(fu)處(chu)理。臨時處(chu)理主(zhu)要是對處(chu)于錨孔(kong)(kong)水中的(de)(de)束(shu)體(ti),用(yong)(yong)石灰水(pH值大于12)浸泡。長(chang)期防(fang)腐(fu)是用(yong)(yong)專(zhuan)門配制的(de)(de)防(fang)腐(fu)漆涂在(zai)鋼(gang)絞(jiao)線上。下束(shu)時,用(yong)(yong)專(zhuan)門設計的(de)(de)下束(shu)車替代大型吊車和(he)汽(qi)車,放(fang)束(shu)入孔(kong)(kong)。
錨孔(kong)內錨固段(duan)注(zhu)漿(jiang)漿(jiang)液為(wei)早強(qiang)、高(gao)強(qiang)、微(wei)膨脹漿(jiang)液,要求28天的(de)(de)強(qiang)度為(wei)500#。通過試驗確定漿(jiang)液的(de)(de)水(shui)灰比(bi)為(wei)0.34,使(shi)用525號(hao)中熱硅酸鹽(yan)大壩水(shui)泥(ni),另加適(shi)量(liang)的(de)(de)外加劑。為(wei)確保錨根長度,采用按(an)孔(kong)徑估算漿(jiang)量(liang)、注(zhu)漿(jiang)時實測漿(jiang)面和漿(jiang)體初凝后取樣等方法(fa),綜合確定實際灌(guan)漿(jiang)長度,并(bing)達到設計要求。
在(zai)錨根段漿體(ti)待凝(ning)14天、混凝(ning)土(tu)墊座澆筑1個月后(hou),開始錨索(suo)張拉(la)。張拉(la)時,先用YCW-20Q型千斤(jin)頂進行預調,再(zai)用YCW-650和YKD-600型千斤(jin)頂串聯(lian)進行整束張拉(la),這樣可以(yi)解決(jue)長(chang)錨索(suo)變(bian)形(xing)大、張拉(la)困難(nan)的問題(ti),而且獲得的數據更(geng)加(jia)精確。
在(zai)錨(mao)索(suo)施工(gong)中,還(huan)在(zai)7根錨(mao)索(suo)中做了(le)錨(mao)固可靠性(xing)、錨(mao)固安全(quan)度、群(qun)錨(mao)效(xiao)應(ying)、外錨(mao)頭墊座混凝(ning)土(tu)承(cheng)壓(ya)、錨(mao)固效(xiao)果(guo)、錨(mao)索(suo)體內鋼絞線(xian)受力不均勻性(xing)等試驗,還(huan)在(zai)束體上貼應(ying)變(bian)片測(ce)定預(yu)(yu)應(ying)力。其目的是確(que)保能安全(quan)有效(xiao)地施加(jia)預(yu)(yu)應(ying)力,并監測(ce)錨(mao)索(suo)在(zai)施工(gong)和運行中的情況。
施工規劃
2007年(nian)8月(yue)28日 ,隨著(zhu)石(shi)泉電(dian)站大壩監測(ce)系(xi)統自動化工(gong)(gong)(gong)程(cheng)觀測(ce)孔(kong)(kong)造孔(kong)(kong)施(shi)(shi)工(gong)(gong)(gong)完成,不僅展示了(le)水電(dian)三局基(ji)礎工(gong)(gong)(gong)程(cheng)分(fen)(fen)局在大口徑觀測(ce)孔(kong)(kong)鉆孔(kong)(kong)方面的(de)實(shi)力(li),也(ye)標志著(zhu)石(shi)泉水電(dian)站大壩監測(ce)系(xi)統更新改造工(gong)(gong)(gong)程(cheng)大口徑雙金(jin)屬(shu)標鉆孔(kong)(kong)獲得(de)成功。 該工(gong)(gong)(gong)程(cheng)共有兩個觀測(ce)孔(kong)(kong),施(shi)(shi)工(gong)(gong)(gong)部位分(fen)(fen)別(bie)位于石(shi)泉電(dian)站大壩右(you)岸壩頭和(he)左岸下游(you)修配廠,設計(ji)孔(kong)(kong)深分(fen)(fen)別(bie)為25米(mi)和(he)20米(mi),施(shi)(shi)工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)期(qi)60天,合同金(jin)額29.7萬元。 基(ji)礎工(gong)(gong)(gong)程(cheng)分(fen)(fen)局于5月(yue)18日進點,投入設備5臺套,施(shi)(shi)工(gong)(gong)(gong)人(ren)(ren)員9人(ren)(ren),管(guan)理(li)人(ren)(ren)員2人(ren)(ren)。經過緊張的(de)前期(qi)準備工(gong)(gong)(gong)作,于5月(yue)27日正式開工(gong)(gong)(gong)。
該工程是石(shi)泉(quan)電站大(da)壩監(jian)測自動(dong)化系統更(geng)新改造總體規劃的重要組成部分(fen),工程量雖小,但工期緊,質量要求嚴,技術含量高,首(shou)先是大(da)口徑,開孔(kong)孔(kong)徑達(da)到275毫米,終(zhong)孔(kong)孔(kong)徑達(da)到225毫米。其次,孔(kong)斜率要求較高,千米孔(kong)斜率控制在1米以下。
基(ji)礎(chu)工(gong)程分局工(gong)會主席、石泉施(shi)(shi)工(gong)項目負責人王(wang)勇社介紹說,施(shi)(shi)工(gong)前期(qi),由于設(she)計不(bu)合理,孔(kong)位(wei)(wei)(wei)離(li)邊(bian)墻較(jiao)近,無法施(shi)(shi)工(gong),經(jing)過與甲(jia)方協商,后(hou)對施(shi)(shi)工(gong)方案進(jin)行了修改,確保了施(shi)(shi)工(gong)正(zheng)常進(jin)行。施(shi)(shi)工(gong)中參戰人員先(xian)后(hou)克服了材料(liao)不(bu)到(dao)(dao)位(wei)(wei)(wei)、資金不(bu)到(dao)(dao)位(wei)(wei)(wei)、運輸工(gong)具不(bu)到(dao)(dao)位(wei)(wei)(wei)等困難,嚴把安全(quan)關、質量關,始終(zhong)保持著較(jiao)快的施(shi)(shi)工(gong)進(jin)度。
施工要求
為(wei)了(le)保證施(shi)(shi)工質量(liang),施(shi)(shi)工人員(yuan)嚴格按照技(ji)(ji)術(shu)要求施(shi)(shi)工,開工前以(yi)及施(shi)(shi)工過程中多(duo)次(ci)召開技(ji)(ji)術(shu)交底會,由于孔斜率(lv)要求較(jiao)高,施(shi)(shi)工人員(yuan)每班(ban)至少進行兩(liang)次(ci)測斜,并及時(shi)采(cai)取糾(jiu)斜措施(shi)(shi),使孔斜率(lv)控制(zhi)(zhi)在1‰以(yi)內(nei)(nei)。在鉆(zhan)孔階(jie)段(duan),有效孔徑達不到設(she)計(ji)要求,有可能造成(cheng)廢孔。同時(shi),由于汛期地下水位變(bian)化較(jiao)大,孔內(nei)(nei)滲水嚴重,要保證孔內(nei)(nei)無滲漏,難以(yi)控制(zhi)(zhi)。為(wei)了(le)解決(jue)這一難題,施(shi)(shi)工人員(yuan)采(cai)用了(le)多(duo)種(zhong)方案處(chu)理(li),均效果不理(li)想,后使用先(xian)進的堵漏材料,加之(zhi)多(duo)年的施(shi)(shi)工經驗,順(shun)利解決(jue)了(le)這一施(shi)(shi)工技(ji)(ji)術(shu)難題。
安全檢查
2008年5月(yue)16日(ri),檢查組(zu)對對石(shi)泉(quan)水(shui)電站大壩安全(quan)(quan)進行了(le)檢查。受(shou)四(si)川地(di)震影(ying)響(xiang)出現(xian)壩體裂縫、滲水(shui)和泄水(shui)設(she)施、附屬(shu)工程等不同程度受(shou)損,雖然石(shi)泉(quan)境內各(ge)水(shui)電站大壩安全(quan)(quan)沒有受(shou)到地(di)震影(ying)響(xiang),但也積極做好各(ge)類抗震措施,認真(zhen)檢查,做到有備無患(huan),防(fang)御災害發生。檢查結果表明,未出現(xian)壩體裂縫、滲水(shui)和泄水(shui)的現(xian)象。
為確保水庫(ku)、水電站大(da)壩安全(quan),做(zuo)好(hao)防大(da)汛、抗大(da)災的各項準備工作,確保了(le)水庫(ku)安全(quan)度汛,確保生產安全(quan),為地方經濟和社會發(fa)展做(zuo)出了(le)新的貢獻。
運行效益
電站安(an)裝(zhuang)3臺4.5萬(wan)(wan)千瓦混流式水輪發電機(ji)組,總裝(zhuang)機(ji)容(rong)量13.5萬(wan)(wan)千瓦;
1998年又(you)在下游尾(wei)水左(zuo)岸(an)安裝2臺4.5萬(wan)千瓦(wa)(wa)機(ji)組,為(wei)(wei)短洞(dong)(dong)引水岸(an)邊式廠房,1洞(dong)(dong)2機(ji),利用石泉大壩棄水發電,電站(zhan)總裝機(ji)容(rong)量(liang)22.5萬(wan)千瓦(wa)(wa)。控制流域面積24000平(ping)方(fang)(fang)(fang)公里(li),多年平(ping)均流量(liang)372立方(fang)(fang)(fang)米/秒,設(she)(she)計洪(hong)(hong)水流量(liang)21500立方(fang)(fang)(fang)米/秒。總庫容(rong)為(wei)(wei)4.4億(yi)立方(fang)(fang)(fang)米,設(she)(she)計灌(guan)溉面積0.4萬(wan)畝,裝機(ji)容(rong)量(liang)13.5萬(wan)千瓦(wa)(wa)。以發電為(wei)(wei)主,兼有灌(guan)溉、防(fang)洪(hong)(hong)、漁業等(deng)綜合效(xiao)益。