位于湖南省沅陵县沅水支流酉水河上。枢纽工程属一等工程,以发电为主,兼有防洪、灌溉、航运、过木和养鱼等综合效益。其主要建筑物有:混凝土空腹重力坝、坝内厂房、溢洪道、放空兼泄洪底孔、灌溉涵管和过船、过木筏道等。坝体混凝土工程量约117万立方米。它是我国第一座空腹重力拱坝。
中文名称 | 凤滩水电站 | 总装机容量 | 81.5万kW |
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平均发电量 | 20.43亿kW·h | 地址 | 中国湖南省沅陵县 |
性质 | 发电为主 |
枢纽建筑物包括混凝土空腹拱坝、放空兼泄洪底孔,坝内厂房和过船过木筏道。
坝顶高程221.5m,坝顶弧长488m,为定圆心定半径拱。大坝共分27个坝段,拱冠左侧为厂房坝段,位于枯水河槽,最大坝高112.5m,最大底宽60.44m;拱冠右侧为溢流坝段,位于河床礁石滩上,最大坝高106.5m,最大底宽59.5m;两岸为非溢流坝段。坝内空腹沿坝轴线长255.8m。厂房坝段空腹高40.1m,宽20.5m。溢流坝段空腹宽28m,坝前腿宽20m,坝后腿宽11.5m。空腹断面为椭圆曲线,椭圆长轴基本上与荷载的合力平行,向上游倾斜。为便于施工,空腹拱顶由一个两心圆曲线组成,空腹高度控制在约1/3坝高,顶点高程139.1m。采用空腹重力拱坝除了能协调泄洪与厂房布置的矛盾,节省工程量外,其本身特点是改善了坝体应力,使超载能力增大,有利于坝基排水和混凝土散热降温。
溢洪道布置在8~12号坝段(厂房坝段)和12~20号坝段(溢流坝段)上。溢洪道净宽182m,堰顶高程193m,共有13孔,装有宽14m、高13.13m的弧形钢闸门,最大单宽流量170立方米/秒。为了减少水流及回流淘刷坝脚,坝下采用了两岸混凝土护坡和河床护坦等措施。为了防止下泄量大时出现水流集中,下游冲刷加剧现象,并考虑下游水垫浅、地质条件不利、抗冲能力低的情况,采用高低坎空中碰击消能方式,6孔高坎,7孔低坎,相间布置,挑坎高差达28m。低挑坎为连续式,高挑坎为舌式扩散型。泄洪时形成上下两层水流,在横向和纵向(空中)碰撞,强烈扰动,扩散掺气,消能效果良好。 在右岸21号坝段设有一个放空兼泄水底孔,矩形进水口,断面尺寸为6m×12m,进口底坎高程145m,进口设平板事故检修门,出口设弧形工作门,断面尺寸6m×7m。死水位时泄量为812立方米/秒;校核洪水时,可辅助溢洪道宣泄流量1280立方米/秒。
坝内式厂房布置在9~12号坝段空腹内,厂房长85m,宽20.5m,高40.1m,装有4台10万kW混流式发电机组。水轮机为HL702-LJ-410型,转轮直径4.1m。引水系统采用深井式引水道,单机单管引水,进水口布置在9~12号坝段的溢流坝闸墩首部,4根直径5.6m的压力钢管沿上游面垂直下降,然后水平穿过坝体。主厂房右侧布置220kV开关站及2台220kV自耦变压器。第一副厂房和110kV变电开关站布置在左岸非溢流坝后。
船、筏道布置于右岸非溢流坝段,沿右岸山坡布置,采用双重垂直桥吊加斜面升船机的综合方案。上游通航水位205~170m,下游通航水位114.2~117.36m。可通过50t级船只,年过坝能力为木材10万t,货物10万t。2条直径1.6m的灌溉引水管布置在右岸21~22号坝段内,引用流量为8立方米/秒。
工程总量为土石方开挖61万立方米,混凝土浇筑122.8万立方米,钢筋及钢材用量2.03万t。 采用二期施工,第一期由明渠导流,第二期由坝体导流底孔过流。在空腹封拱和厂房拱顶施工时采用预制拱肋和拱架,其跨度达15.35m,重量分别3.85t和9t,按双铰拱设计,用10t门机吊装就位于大坝伸出的牛腿上,上铺预制板后进行拱顶混凝土浇筑。 施工过程中发生过围堰被冲毁和副厂房进水、发电机被淹等事故。1980年8月4日大坝下泄12500立方米/秒时,冲坏了下游两岸公路。
凤滩水电站位于中国湖南省沅陵县、沅水支流酉水下游,距沅陵县45km。混凝土空腹重力拱坝,最大坝高112.5m,校核洪水位时总库容17.33亿m,1970年10月开工,1978年5月第一台机组发电,1979年完工。老厂装机容量40万kW,保证出力10.3万kW,多年平均发电量20.43亿kW·h,2004年左岸扩机两台20万kW机组投运,随后进行老厂2号机组增容工程,总装机容量达到81.5万kW。以发电为主,兼顾防洪、航运、灌溉、养殖等。
常规水电站 需要人员不间断的巡视维护 。自动化水电站以计算机监控系统为基础的综合自动化;使水电站逐步实现少人值班,最终达到无人值班(或少人值守)。
在同一条洞子里,作这样的区分是为了适应不同地质条件的。
龙滩水电站计划分两期开发,主体工程之一的拦河重力坝也将分两期施工:初期建设时,正常蓄水位375米,坝顶高程382米,最大坝高192 米,坝顶长735.5米,后期正常蓄水位400米,坝顶高程406.5米...
凤滩水电站空腹重力拱坝于1977年下闸蓄水。运行至1981年,从两岸排水洞内可见一些泌出的黑色胶体物质,1982年陆续增多。为研究泌出物质的组分和来源,及其是否与采用的氰凝化学防渗帷幕灌浆材料有关,曾进行了红外光谱分析、微生物化验、化学分析和光谱半定量分析,获得了大量资料。查清了泌出物是一种黑色含细菌铁锰质胶体。主要是由于地下水活动,将岩体中的微量铁、锰质氧化溶解淋滤析出;泌出物中未见氰凝成份、与采用氰凝化灌无联系,所含细菌是在排水洞中的温湿环境下繁衍生成,是污染造成的。因此,泌出物质对坝肩岩体稳定无甚影响。
文章通过对湖南省西部电网及凤滩水电站历史和现状的分析,提出了凤滩水电站扩建工程接入系统设计方案,并对湖南西部大环网进行了初步研究,为湖南省西部水电资源的大开发打下了初步基础。
沿坝轴线方向设有较大空腹的拱坝。一般这种坝型较厚,常为 重力拱坝 ,故又称空腹重力拱坝。
20世纪60年代葡萄牙修建了高 87m的本波斯塔空腹拱坝。采用这种坝型的主要原因是考虑坝顶溢流,还可节约坝身混凝土体积的11.8%。中国于1977年建成凤滩水电站空腹拱坝,坝高112.5m,为当时世界上同类型坝中最高者。空腹内布置厂房,并在坝顶设置溢洪道。空腹拱坝是一种新兴坝型,在坝体下部设一较大空腔,其水平宽度及竖直高度均约为坝体剖面宽高的1/3左右。这样对悬臂梁及水平拱系统的刚度均有削弱,相对而言梁系统削弱较少,而对空腹部位的水平拱则削弱较多,使空腹以上梁承担荷载减少,而以下则增加。只要空腹设置得当,拱梁应力及稳定均能满足要求。
中国自20世纪50年代开始到60年代中期,先后在许多大中型工程上进行过水流形态观测,如梅山水库、陡河水库、修文水电站、丰满水电站、新丰江水电站等都进行过多次的观测,取得了极其宝贵的资料。20世纪末,一些大型枢纽如乌江渡水电站、刘家峡水电站、凤滩水电站、葛洲坝水利枢纽、岩滩水电站、白山水电站、二滩水电站及小浪底水利枢纽等工程的流态观测,在观测手段或内容方面都达到了世界先进水平。
根据这些资料提出了改善工程管理运用的措施,保证了工程的安全运行,同时也验证了室内试验的成果。随着观测项目不断增加,中国在观测仪器方面也不断改进,自动记录的电测仪器越来越多。世界其他国家对大型工程的水流形态观测也比较重视,如20世纪50年代苏联的古比雪夫水电站、伏尔加格勒水电站以及后来的布拉茨克水电站,70年代到90年代日本的新城羽水电站、西班牙的阿尔门德拉溢洪道、美国的莫西洛克拱坝、巴西的伊泰普水电站等工程,都进行过较为完善的水流形态观测 。2100433B