天荒坪抽水蓄能电站

站址区年平均降水量1846mm，多年平均水面蒸发量933.1mm，多年平均径流量2450万立方米，保证率99%的枯水年年径流量约为1000万立方米，流入水库的水量足以补偿蒸发和渗漏的水量损失，上水库无径流来源。下水库百年一遇洪水为537立方米/秒，千年一遇洪水为860立方米/秒，可能最大洪水(PMF)为1280立方米/秒。

下库坝址河床窄，岸坡陡，整个边坡稳定。覆盖层和强风化岩石仅局部分布，厚度不大。基岩坚硬，构造简单，无控制边坡稳定的结构面。输水系统基岩风化浅，无不良地质作用。基岩为流纹质熔凝灰岩，坚硬完整，耐风化，后期有规模较大的花岗斑岩侵入，新鲜坚硬，与围岩接触良好。地下厂房地段为均质、新鲜岩体，厂房围岩质量良好。上下库之间以1428m的输水道相连接 。

枢纽主要建筑物上、下水库、输水系统、地下厂房洞室群、开关站等，均位于大溪左岸，左岸山体雄厚，地形高差700m左右。上下水库库底的天然高差约590m，筑坝形成水库后平均水头570m，最大发电毛水头610m，上下2个水库的水平距离约1km，输水道长度与平均发电水头之比为2.5。主要机电设备有6台30万kW立轴可逆混流式水泵水轮机/发电电动机组、6台340MVA三相绕组强迫油循环水冷式主变压器。

上水库：利用天然洼地挖填而成，集水面积很小,径流、洪水均可忽略。设计最高蓄水位905.2m，总库容885万立方米；设计最低蓄水位863m，死库容50万立方米。水库由主坝和4座副坝围筑而成。主副坝均为沥青混凝土面板土石坝。主坝最大坝高72m，坝顶长503m。副坝最大坝高9.334m，4座副坝总长822.3m。水库库岸及库底均用沥青混凝土防渗。

输水系统：输水系统设在大溪左岸的山体内，其组成部分主要有上库进出水口和闸门井、斜井式高压管道、钢筋混凝土岔管、压力支管、尾水隧道和下库进出口等。2条高压混凝土管道倾角58°，内径7m，降到225.0m高程后各分岔为3条内径3.2m的支管。6条尾水隧洞内径均为4.4m。输水系统除支管段设钢衬外，其它均用钢筋混凝土衬砌，岔管也为钢筋混凝土结构。

地下厂房洞室群：地下厂房洞室群主要有主副厂房及安装场、主变室、母线廊道、尾水闸门洞以及其它一些用于交通、通风、排水的洞室和竖井。

地下厂房布置在输水系统中部，其上部有300多米厚的山体覆盖。主厂房长200m、宽21m、高46m，采用型式新颖的岩壁吊车梁。主变洞位于主厂房下游,与主厂房平行布置，长166m、宽17m、高21m。另考虑地下洞群的排水要求，在主厂房洞的底部设有一条长1000余米的自流排水洞。

开关站：500kV开关站布置在下库左岸尾水隧洞出口上方的地面上，高程350.2m，面积110m×35m，采用GIS设备。500kV开关站左侧有35kV降压站，右侧布置中控楼。

下水库：坝址集水面积25.5平方公里，多年平均年径流量2　450万立方米，枯水年也能保证抽水蓄能电站用水。设计最高蓄水位344.5m，相应库容877万立方米；最低蓄水位295m，死库容72万立方米。按百年一遇洪水537立方米/秒设计；千年一遇洪水860立方米/秒校核，相应库水位344.5m。坝为混凝土面板堆石坝，最大坝高96m，坝顶长230m，坝顶高程351.2m。左岸设开敞式无闸门侧堰溢洪道，堰长60m，堰顶高程344.5m。右岸有由施工导流隧洞改建的供水及放空水库的隧洞，最大放水流量19.64立方米/秒。下水库上游库尾设有拦沙坝，高21m，顶长57m，其河 床段31m为溢流坝。

电站枢纽主要包括上水库和下水库、输水系统、中央控制楼和地下厂房等部分组成。据说天荒坪本来叫天篁坪，因为地势开阔，气候宜人，玉皇大帝常常在此游玩而得名，上水库也因此被称为天篁湖。整个上水库是利用天荒坪与搁天岭山峰间的洼地挖填而成，呈梨形状，也像一个巨大的运动场，蓄水之后，碧波荡漾，湖面面积达28公顷，是一个昼夜水位高低变幅达29米多的动态湖泊，形似“天池”，具有极大观赏性。下水库位于海拔350米的半山腰，是由大坝拦截太湖支流西苕溪而成，有“两岸青山出平湖”之美称，当地人称“龙潭湖” 。

天荒坪抽水蓄能电站位于浙江省湖州市安吉县境内。电站以及独特的山区风貌，优越的地理位置，较高的知名度和良好的社会效益，而享誉海内外。电站前期准备工作于1992年6月启动，1994年3月1日正式动工，1998年1月第一台机组投产，总工期八年，于2000年12月底全部竣工投产。天荒坪电站雄伟壮观，堪称世纪之作，是我国已建和在建的同类电站单个厂房装机容量最大、水头最高的一座；也是亚洲最大、名列世界第二的抽水蓄能电站，电站主要设备均从国外引进。电站枢纽主要包括上水库和下水库、输水系统、中央控制楼和地下厂房等部分组成。

电站下库位于海拔350米的半山腰，是由大坝拦截太湖支流西苕溪而成。有“两岸青山出平湖”之美称，当地人称“龙潭湖”。主厂房是电 站的心脏。在天荒坪电站上下水库间的大山中凿有长达22公里的洞室群，大小洞室45个，构成电站主、副厂房区。整个地下厂房全长200米，宽22米，高47米，6台30万千瓦机组一字排开，构成壮观的地下厂房景观。

电站上水库位于海拔908米的高山之巅，是利用天荒坪和搁天岭两座山峰间的千亩田洼地开挖填筑而成，并有主坝和四座副坝及库岸围筑，整个上水库呈梨形。平均水深42.2米，库容量885万立方米，相 当于一个西湖。

根据对主要工程项目工程量的统计，主体工程土石方明挖584.1万立方米，土石方填筑569万立方米，石方洞挖70.9万立方米，混凝土29.8万立方米，喷混凝土1.5万立方米，沥青混凝土5.74万立方米，金属结构安装6418.0t。

上水库的主副坝均采用土石坝，其迎水面、库底和库岸均铺设适应不均匀沉陷能力较强的沥青混凝土防渗护面。沥青混凝土护面为简式结构，由3层构成：表层为封闭层(厚2mm)，中间为防渗层(厚100mm)，下层为整平胶结层(厚80～100mm)，上库进/出水口部位岩体的相对隔水顶板高于上库设计最高蓄水位，故施以喷锚处理，不采取其他的防渗措施。上水库不设泄流设施。沥青混凝土防渗护面下部设置碎石排水垫层(厚60～90cm)等排水设施。完整的排水系统可安全地将渗过沥青混凝土护面的水引入在库底布置的排水廊道，并可利用排水廊道有效地回收渗水以利重复使用 。

主要完成人：马洪琪、尚明华、熊训邦、李鹏程、王良生、陈恒敬、朱镜方

主要完成单位：中国水利水电第十四工程局、天荒坪抽水蓄能电站工程建设公司

作为一种特殊类型的水电站，抽水蓄能电站对电价制度有着特殊要求。然而，我国尚还没有专门针对抽水蓄能电站的电价制度出台。

1.我国抽水蓄能电站的电价实践

广州抽水蓄能电站(简称广蓄)采用的是一部制电价制度，在投入电网运行一年后就出现了亏损。为此，从1995年开始，“广蓄”与广东电网协议，由后者租赁经营，避免了电站的经营风险。天荒坪抽水蓄能电站采用两部制的电价制度，由于考虑了容量电价，保证了电站的基本生存。但是，电站在辅助服务方面的收费缺乏标准，所以仍然无法解决辅助服务价值补偿的问题。

2.国外抽水蓄能电站的电价实践

在电力市场机制比较完善的英国，迪诺威格抽水蓄能电站可以同其他电源一样参与市场竞争。对辅助服务采取制定合同协议收费的方式进行，收费标准为直接成本加上电网补贴。因此，该抽水蓄能电站能够凭借优质、多样的服务在竞争中立足。南非的扎肯斯堡抽水蓄能电站以提供容量服务为主。容量收入来自于固定备用、约定备用以及调相。电站和系统内的其他机组一同参与竞争以获得提供约定备用服务的机会。1994年电站的收入中，容量收入占57.2%，电量收入占42.8% 。

序

前言

水工篇

第一章挡水建筑物

案例一 天荒坪抽水蓄能电站上水库沥青混凝土防渗护面产生裂缝原因分析

案例二 某抽水蓄能电站上水库廊道补强加固处理

案例三 某抽水蓄能电站下水库大坝面板裂缝处理

案例四 某抽水蓄能电站施工支洞混凝土浇筑不振捣造成返工处理

案例五 某抽水蓄能电站上水库进出水口设计开挖线的反思

案例六 某抽水蓄能电站下水库基础灌浆工程量成倍增长原因与分析

第二章 输水建筑物

案例七 某抽水蓄能电站施土支洞排水管涌水原因分析与处理

案例八 某抽水蓄能电站7号施土支洞渗水处理

案例九 十三陵抽水蓄能电站2号水道首次例行放空检查总结

案例十 天荒坪抽水蓄能电站高压输水系统运行异常涌水的分析2100433B