龍灘水電站

龍灘水電站：是僅次于三峽電站的全國第二大水電站，位于廣西天峨縣城上游15公里處，是“西電東送”的標志性工程，是西部大開發(fā)的重點工程。電站2001年7月1日開工建設(shè)，2009年底全部投產(chǎn)建成。設(shè)計蓄水位400米，壩高216.5米，壩頂長度是836米，庫容273億立方米，裝機容量630萬千瓦，年發(fā)電量187億千瓦時。

龍灘水電站創(chuàng)造了中國世界紀錄協(xié)會多項世界紀錄，電站擁有三項世界之最：一是最高碾壓混泥土大壩，壩高為216.5米，壩頂長836米；二是最大的地下廠房，主廠房藏于山腹中，廠房長為388.5米、寬28.5米、高74.4米；三是提升最高的升船機，最高提升高度179米，全長1700米。

龍灘水電站 工程概況

龍灘水電工程位于紅水河上游的廣西天峨縣境內(nèi)，距天峨縣城15公里。壩址以上流域面積98，500平方公里，占紅水河流域面積的71%，其裝機容量占紅水河可開發(fā)容量的35-40%，是國內(nèi)在建的僅次于長江三峽的特大型水電工程。龍灘水電工程規(guī)劃總裝機容量630萬千瓦，安裝9臺70萬千瓦的水輪發(fā)電機組，年均發(fā)電量187億千瓦時，相應(yīng)水庫正常蓄水位400米，總庫容273億立方米，防洪庫容70億立方米，分兩期建設(shè)。一期建設(shè)裝機容量490萬千瓦，安裝7臺70萬千瓦的水輪發(fā)電機組，年均發(fā)電量156.7億千瓦時，相應(yīng)水庫正常蓄水位378米，總庫容162億立方米，防洪庫容50億立方米。工程建成后，50%以上的電力送往廣東，作為廣東“十一五”期間的電源點納入電力電量平衡。

龍灘水電工程主要由大壩、地下發(fā)電廠房和通航建筑物三大部分組成。它的建設(shè)將創(chuàng)造三項世界之最：最高的輾壓混凝土大壩(最大壩高216.5米，壩頂長836.5米，壩體混凝土方量736萬立方米)；規(guī)模最大的地下廠房(長388.5米，寬28.5米，高74.4米)；提升高度最高的升船機(全長1650多米，最大提升高度179米；分兩級提升，其高度分別為88.5米和90.5米)。

樞紐布置

碾壓混凝土重力壩方案的研究始于1990年2月。起初，著重研究的是大壩采用碾壓混凝士的技術(shù)可能性和經(jīng)濟合理性。在原常態(tài)混凝士壩的壩體布置和壩體斷面不變的情況下，用碾壓混凝土代替內(nèi)部常態(tài)混凝土，上下游均用常態(tài)混凝土包裹，碾壓混凝土的高度控制在120米、150米或160米等范圍內(nèi)，建基面上是很厚的常態(tài)混凝土墊層。分析結(jié)果認為，龍灘重力壩采用碾壓混凝士是完全可行的和經(jīng)濟的，壩體碾壓混凝土量越多，施工速度越快，經(jīng)濟效益越顯著，但按上述指導思想設(shè)計的碾壓混凝土壩在膠凝材料用量、總投資和工期上，與常態(tài)混凝土重力壩差別不大，因此，建議調(diào)整樞紐布置，改進壩體斷面和壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其適應(yīng)于碾壓混凝土大倉面快速施工的要求。

原常態(tài)混凝土重力壩的總體布置是河床壩段布置泄水建筑物，右岸布置通航建筑物，發(fā)電廠房布置在河床溢流壩后，部分在左岸地下。由于河床壩段泄水孔口與發(fā)電引水系統(tǒng)重疊，壩體孔洞密集，施工干擾大，后期渡汛存在一定風險，不適應(yīng)碾壓混凝土筑壩的要求，使大規(guī)模采用碾壓混凝土受到限制。因此，要調(diào)整樞紐布置，其原則是簡化壩體結(jié)構(gòu)，使廠房引水系統(tǒng)與泄水建筑物分離，使大壩采用碾壓混凝土的部位相對集中。在設(shè)計院對樞紐布置方案進行大量比較研究的基礎(chǔ)上，1992年12月，原能源部委托水利水電規(guī)劃設(shè)計總院在北京主持專題會議，最終審定龍灘水電站廠房布置采用全地下廠房方案。該方案無壩后廠房，壩體結(jié)構(gòu)簡單，施工干擾小，最符合大壩采用碾壓混凝土的壩體布置要求，從而為大規(guī)模采用碾壓混凝土創(chuàng)造了條件。

大壩的斷面設(shè)計

樞紐布置尤其是壩體布置確定之后，擴大壩體碾壓混凝土范圍的唯一途徑是盡量提高碾壓混凝土壩的高度。然而世界范圍內(nèi)正在建設(shè)中的碾壓混凝土壩的最大高度僅150米，為了更多、更高、更快地應(yīng)用碾壓混凝土筑壩技術(shù)，"龍灘碾壓混凝土重力壩結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工方法研究"被列為國家"八五"攻關(guān)的專題，經(jīng)開展科研攻關(guān)和設(shè)計研究，已取得一些重大突破。

大壩斷面設(shè)計原則遵循現(xiàn)行重力壩設(shè)計規(guī)范，特別強調(diào)碾壓混凝土層面上的應(yīng)力和穩(wěn)定，在基本荷載工況下滿足如下條件：任一層面上的抗剪斷安全系數(shù)K'≥3．0；層面上任一點的垂直應(yīng)力σn≥0．0；層面上任一點的應(yīng)力不超出相應(yīng)部位混凝土的容許應(yīng)力。

由于分期建設(shè)，大壩的斷面分為初期斷面和最終斷面，初期斷面設(shè)計既要盡量減少初期建設(shè)時的壩體混凝土工程量，又要為后期加高創(chuàng)造必要的和有利的條件。經(jīng)多方案對比和初設(shè)審查會議確定：大壩加高方式為平行后幫式（貼坡式）。重力壩的斷面設(shè)計選擇了若干典型斷面，以建基面的應(yīng)力和穩(wěn)定要求為約束條件，以壩體混凝土總量最小為目標函數(shù)，采用優(yōu)化設(shè)計方法求得兩期斷面的幾何參數(shù)。然后根據(jù)層面揚壓力計算假定和層面穩(wěn)定要求，反算出不同高程的碾壓混凝土層面設(shè)計要求的抗剪斷強度參數(shù)。

對于上面給定的斷面，大壩碾壓混凝土高度越高，設(shè)計要求的層面抗剪斷強度參數(shù)也越高。而選擇層面抗剪斷強度參數(shù)的設(shè)計值又取決于碾壓混凝土配合比、氣溫條件、層間間歇時間、層面處理的工藝和質(zhì)量控制等因素，是一個十分復雜的問題，關(guān)鍵是膠凝材料含量、層間間歇時間和氣溫條件。根據(jù)已經(jīng)完成的現(xiàn)場碾壓和原位抗剪斷試驗成果并考慮大壩實際施工時使用合理的碾壓混凝土配合比，采用先進的設(shè)備和工藝，精心施工和嚴格控制質(zhì)量，龍灘大壩在給定的設(shè)計體形下完全可以實現(xiàn)從底到頂?shù)娜叨饶雺骸?/p>

壩體應(yīng)力及穩(wěn)定復核

壩體應(yīng)力及穩(wěn)定分析，結(jié)合"八五"攻關(guān)，采用多種計算方法進行計算，并對基本參數(shù)進行了敏感性分析。

對壩體應(yīng)力而言，無論是高壩應(yīng)力條件還是由于分期建設(shè)帶來的不利影響，均屬局部強度要求問題，對大壩體形參數(shù)的選擇不起控制作用。如大壩加高時，后幫混凝土的溫降對壩踵應(yīng)力的不利作用，可以通過提高該區(qū)域混凝土的抗拉強度和減少后幫混凝土溫升等措施來解決。

對壩體穩(wěn)定而言，沿壩體內(nèi)碾壓混凝土層面的抗滑穩(wěn)定問題顯得尤為突出。由于已往的設(shè)計經(jīng)驗不多，對荷載計算、選擇層面抗剪（斷）強度參數(shù)、計算公式以及安全系數(shù)（或者安全度）等問題做過較多的探索。綜合分析的結(jié)論是，龍灘大壩采用全高度碾壓，膠凝材料用量200千克/立方米左右，結(jié)合現(xiàn)場試驗成果分析，沿層面抗滑穩(wěn)定安全性是有保證的。即使由于施工不慎，c'值降低較多，大壩的整體穩(wěn)定仍有相當高的安全度

壩體的結(jié)構(gòu)設(shè)計

除了壩體體形之外，對維持大壩穩(wěn)定起重要作用的還有壩體結(jié)構(gòu)，如碾壓混凝土層面結(jié)構(gòu)和強度、材料分區(qū)、防滲排水結(jié)構(gòu)、分縫與止水結(jié)構(gòu)。合理的壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計，不僅應(yīng)保證大壩安全，而且應(yīng)方便施工。

碾壓混凝土層面結(jié)構(gòu)和強度，應(yīng)結(jié)合混凝土配合比設(shè)計、施工方法和施工工藝的研究，確保沿層面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足設(shè)計要求。對于壩體底部層面建議向上游傾斜2。左右，以利于提高大壩的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。壩體碾壓混凝土的分區(qū)從底到頂分成三個區(qū)域，每個區(qū)域根據(jù)施工條件、壩體應(yīng)力和穩(wěn)定條件提出主要性能指標要求。防滲排水結(jié)構(gòu)除要求壩體本身有較高的防滲性能外，上游面還應(yīng)設(shè)置單獨的防滲面層，緊接壩體防滲體后設(shè)置排水廊道和排水孔，并考慮河床壩段底部一些碾壓混凝土層面上設(shè)排水孔與基礎(chǔ)排水廊道相貫通，以確保壩體內(nèi)部碾壓混凝土層面上的揚壓力低于設(shè)計值。壩體碾壓混凝土橫縫根據(jù)壩體結(jié)構(gòu)和溫控要求確定，壩體的防裂措施和溫控標準尚在研究之中。

壩體止水設(shè)計，吸取常規(guī)混凝土重力壩橫縫止水設(shè)計的經(jīng)驗教訓，對止水結(jié)構(gòu)布置及其與上游防滲結(jié)構(gòu)和壩基巖體中的防滲帷幕的連接給予了足夠的重視，從而可以保證整個上游面的不透水性能。

水能設(shè)計

龍灘水電站是廣西壯族自治區(qū)紅水河一級開發(fā)方案中的第四級，壩址流域面積98500平方公里，占該河總流域面積的71%，壩址多年平均徑流量5l7億立方米。

1、正常蓄水位

龍灘是我國能源規(guī)劃戰(zhàn)略項目之一，在河流規(guī)劃階段，電力部曾于1979年4月下文指示：龍灘正常蓄水位研究范圍為375～440米。在可行性研究階段，以375米、 400米、 440米三個方案進行了．比較分析。 1985年5月水電部受國家計委委托主持召開了龍灘可研報告審查會，由于會議對水位意見不一致，在會議紀要上報后，國家計委一直未作批復。在初設(shè)階段，由于對水位仍不能取得一致意見， 1988年6月由廣西、廣東、貴州、原能源部、原能源投資公司五方領(lǐng)導出面協(xié)商后，簽訂了一份建設(shè)龍灘的意向書，其中明確載人"按正常蓄水位400米設(shè)計，375米建設(shè)"的意見。在此基礎(chǔ)上，于1990年8月在京審查了龍灘初設(shè)報告，并在審查紀要中引用了對水位的上述意見。從此以后，在研究龍灘設(shè)計、施工和運行時都出現(xiàn)了一個前期與后期（或近期與遠期）的問題。

龍灘前、后期總庫容分別為162.1億立方米與272.7億立方米，興利調(diào)節(jié)庫容分別為l11.5億立方米與205.3億立方米，前期為年調(diào)節(jié)水庫，后期則跨入多年調(diào)節(jié)。

龍灘前、后期裝機容量分別為490萬千瓦630萬千瓦，分別占紅水河十級總?cè)萘康?5%與40%；年發(fā)電量分別為156.7億千瓦時與187.1千瓦時。約占十級總發(fā)電量的30%。經(jīng)龍灘對梯級補償調(diào)節(jié)后（含天生橋一級水電站的作用），可使其下游6級的保證出力由77萬千瓦增至220.6萬千瓦與254．9萬千瓦，年發(fā)電量分別增加約28%和38%。

2、裝機容量 龍灘裝機容量是根據(jù)梯級徑流補償調(diào)節(jié)成果按電力電量平衡方法確定的，設(shè)計水平年為2010年。

龍灘是華南地區(qū)最大的電站，對系統(tǒng)的作用較大，因此，著重對龍灘供電不同地區(qū)和不同組合的電源點等情況，進行了裝機容量分析論證，以便綜合選定合理的裝機容量。這樣，即使將來供電地區(qū)有變化，龍灘仍能適應(yīng)，正常發(fā)揮應(yīng)有的作用。所以，對龍灘的供電范圍研究了供華南、供華南和華中（華中華南聯(lián)網(wǎng)），供華南時又考慮了有無香港和澳門，供華南和華中時又考慮了有無三峽電站，有無已建的幾個水電站擴機等等。綜合以上各種情況，龍灘400米方案裝機容量變化在450萬～600萬千瓦之間，最后權(quán)衡利弊，遠近結(jié)合，全面兼顧，并結(jié)合選定的單機容量60萬千瓦，選定龍灘最終裝機規(guī)模為60X9萬千瓦=540萬千瓦。根據(jù)同樣原則和方法，選定近期375米時裝機容量為60X7萬千瓦=420萬千瓦。

防洪規(guī)劃

根據(jù)《珠江流域規(guī)劃報告》審定意見，龍灘水庫要為下游擔負防洪任務(wù)，防護區(qū)包括黔江、潯江和西江兩岸，以及西、北江三角洲，總范圍涉及廣西與廣東共27個縣市，總防護人口約1050萬人，總防護耕地約44.7萬公頃。目前防護區(qū)現(xiàn)有堤防抗洪能力只有5年～20年一遇洪水不等。

根據(jù)規(guī)劃，將來絕大部分防護區(qū)的堤防抗洪能力將提高至20年一遇洪水，下游防洪標準控制站梧州市20年一遇洪水流量為44600立方米/秒。龍灘為下游攔洪時，根據(jù)梧州市來水情況控制泄流6000立方米/秒 與4000立方米/秒，使梧州市流量不超過44600立方米/秒。根據(jù)洪水演算分析結(jié)果，龍灘400米水位時，預留70億立方米防洪庫容，可使絕大部分防護區(qū)的防洪標準提高至50年一遇洪水；375米水位時，因發(fā)電限制，預留50億立方米防洪庫容，可使下游防洪標準提高至40年一遇洪水。防洪庫容預留時間為每年5月～7月，8月底水庫允許蓄水至正常蓄水位。

龍灘防護區(qū)范圍廣，工農(nóng)業(yè)較發(fā)達，防洪設(shè)施除堤防外，只有興建大型防洪水庫，而能提供大防洪庫容且行之有效的水庫首推龍灘，因此。龍灘工程也是西江水系的一個戰(zhàn)略性防洪工程。

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文章來源：百度百科、互動百科

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