迪诺维克抽水蓄能电站上水库

​Dinorwic Pumped-storage Station

地下建筑物所处地层岩层单一稳定。厂房主要洞室位于由紫色、红色和灰兰色寒武系板岩构成的背斜内，褶曲和断层发育。板岩有时与粗砂岩条带互层。有粗玄岩脉侵入，厚达7米，产状趋于直立。

3.1 地下洞室开挖 地下开挖量共135万立方米，为了保证岩体的稳定采取了以下方法和措施:

(1)仔细控制开挖形状和开挖方法。如施工最复杂的地下厂房，采取了顶部导洞往下开挖，逐渐形成台阶的方法。

(2)根据地质条件，采取合适的支护方法。包括:①岩石锚杆。岩石锚杆是主要加固措施，锚杆最小长度为8米，预加应力30t或60t，孔内填水泥浆。②为保证接近岩面的中小尺寸的块体稳定，用锚栓作为次一级加固措施，锚栓为直径25mm的高强钢筋。长3~6米，施加10~15t拉力，孔内填树脂水泥浆。③为防止岩面松动，采用钢丝网作为三级加固措施，插筋长1.5~3米，或12米。④为保持开挖表面的完整，广泛使用喷射混凝土，厚度25~300mm不等。在处于临界状态的岩体表面，加设各种规格的钢丝网。⑤采用钢制拱肋或混凝土衬砌等重型支护。

(3)设置排水孔和排水洞，以防止在张开的不连续面内水压力升高。

3.2 沥青混凝土面板施工 上水库堆石坝的沥青混凝土面板自上而下由4部分组成:①沥青乳胶喷层;②沥青整平胶结层，最小厚度6cm，骨料最大粒径19mm;③密实的沥青混凝土层，最小厚度8cm，最大粒径19mm，碾压后孔隙率不得超过3%，任何部位渗透系数都不得低于10cm/s;④封闭层(沥青和填料的混合物3.5kg/m)。

沥青混凝土面板各层均严格按设计要求进行摊铺，结合层和压实沥青混凝土的碾压表面凹凸误差严格控制在±25mm范围内，长度不超过10米，各层的突然凹凸不超过5mm。

该电站上库及其大坝施工共花了48个月，下库及其大坝施工共72个月，隧洞和洞室开挖34个月，电站机组设备安装用了34个月。总建设工期为8年，总造价4.5亿英镑，其中土建工程费用占60%，机电设备费用占40%。

主要建筑物包括上库、下库、低压引水隧洞、高压隧洞、地下厂房。

上库[马切林莫尔(Marchlyn Mawr)]和下库[莱恩贝利斯(Llyn Peris)]间距离约2800米，形成平均发电水头517.9米。

上库由马切林莫尔冰湖扩建而成。最高蓄水位634米，最低运行水位600米，水位变幅34米。满载抽水，6h即可将上库充满。在湖东北侧的冰碛坝上修建了1座沥青混凝土面板防渗堆石坝，包括冰碛坝在内最大坝高69米，坝顶高程636米，坝顶长600米。上、下游坡度均为1∶2，坝体填筑方量150万立方米。上库集水面积小，但位于暴雨集中区。

井式溢洪道设在大坝右侧靠岸处，堰顶高程634米，用于排泄暴雨洪水，洪水泄入马切林莫尔河道内。

下库是利用莱恩贝利斯湖扩大而成。下库最高蓄水位106.25米，最低运行水位92m，水位变幅14米，有效库容0.07亿立方米。在该湖出口处建筑一座小坝。

泄水隧洞长2.2公里，将原流入该库的天然径流绕过下库直接引入下游河道。

低压引水隧洞的进水口为一扇形封闭式钢筋混凝土侧向进水结构物。在40m宽的前池倾斜护坦下游设置了一个扩散段，在进水口前缘顶部及扩散段设有预制混凝土防涡梁和分流隔墩。闸门井设于进水口下游约150米处，井深66米。闸门井内设有一扇定轮工作门和一扇滑动平板检修门，闸门尺寸分别为8.2米×10.75米和8.67米×10.75米。

低压引水隧洞全长1695米，底部纵坡为4%。从进水口到闸门井段，断面宽8米，高10.5米，顶部呈拱形，用钢筋混凝土衬砌;从闸门井至高压竖井段为内径10.5米的混凝土衬砌压力圆管，隧洞最大输水流量390立方米/秒，流速为4.5米/秒。

调压竖井直径30米，高65米，上室面积60米×40米，深14米。高压竖井与调压井通过直径10米的阻尼管连接。

高压输水竖井高443米，直径9.5米，用混凝土衬砌。底部接长446米、直径9.5米、纵坡1∶10的高压输水隧洞，隧洞后接长88米、直径9.5米的叉洞，叉洞分成6条直径3.8米的混凝土衬砌高压隧洞，高压隧洞后接钢板衬砌的长170米的高压管道，内径由3.3米渐变至2.5米。最大流速在高压竖井中为5米/秒，高压隧洞中为5.5米/秒，高压管道中(主阀处)为13.2米/秒。

6条直径3.75~4.5米，长69米的尾水管，然后合并3条直径8.25米，长380~400米的尾水隧洞，用混凝土衬砌，洞内最大流速2.4米/秒。

尾水隧洞以1∶7.5的反坡延续至出水口。出水口为一钢筋混凝土结构物，包括3孔矩形扩散段，扩散段内设有一分流墩。

主要地下洞室包括主阀廊道、主厂房、变压器室、母线廊道、尾水管阀廊道等。主阀廊道设于厂房上游侧，与厂房平行，尺寸为8.1米×147米×18.6米(宽×长×高)，装有6台直径2.5米的回转型主阀。主厂房尺寸为23.5米×179.25米×51.3米，装有6台混流式可逆机组。变压器设于主厂房下游侧，平行于厂房轴线，尺寸为23.5米×161.0米×17米。变压器室内设有6台400/18kV主变压器和400kV开关站等设备。尾水管阀室尺寸为9.2米×172.7米×19.68米，装有6个蝴蝶阀型尾水管阀。

水泵水轮机为立轴混流单级可逆式。转轮直径3.796米，重量25000kg，转速500r/min，有24个导叶。水轮机工况时:最大出力31.7万千瓦，相应净水头535.8米，最大净水头537.5米，平均净水头513.4米，最小净水头487.9米，额定发电流量65立方米/秒。水泵工况时:最大扬程545米，最小扬程495米，设计扬程523米，额定抽水量50立方米/米，最大输入功率31.8万千瓦。水泵水轮机的比转数为107m-kV，吸出高度-60米。

发电电动机为立轴、凸极、空气冷却型、转子重量445t，定子重量282t，总高18米，发电机输出功率33万kVA，电动机输入功率31.2万kVA。

机组可在10s内由空转增荷至130万千瓦，在15s内达到最大出力180万千瓦;能在90s内从水泵满载抽水转到满载发电。