水布垭水电站

1、水布垭水电站工程概况水布垭水电站工程概况中国中国三峡三峡集团公司集团公司 内容提要：内容提要：-一、一、工程概况工程概况二、主要建筑物二、主要建筑物三、技术问题专题研究三、技术问题专题研究四、水布垭水电站修建历程四、水布垭水电站修建历程四四、水布垭水电站、水布垭水电站 - 修建历程修建历程四、水布垭水电站四、水布垭水电站 - 修建历程修建历程四四四四水布垭水电站全貌水布垭水电站全貌一、工程概况一、工程概况 水布垭水利枢纽坝址位于巴东县境内，上距恩施市水布垭水利枢纽坝址位于巴东县境内，上距恩施市117km117km，下距隔河岩水利枢，下距隔河岩水利枢纽纽92km92km，是清江梯级开发的龙头枢纽

2、。水库正常蓄水位，是清江梯级开发的龙头枢纽。水库正常蓄水位400m400m，相应库容，相应库容43.1243.12亿亿立方米，总库容立方米，总库容45.845.8亿立方米，装机容量亿立方米，装机容量184184万千瓦万千瓦(4 (44646万千瓦万千瓦) )，是以发电、，是以发电、防洪、航运为主，并兼顾其他的水利枢纽工程。据初步测算，水布垭水电站投防洪、航运为主，并兼顾其他的水利枢纽工程。据初步测算，水布垭水电站投产后，将显著增加清江下游已建隔河岩和高坝洲两座电站的调峰调频能力，届产后，将显著增加清江下游已建隔河岩和高坝洲两座电站的调峰调频能力，届时清江流域的时清江流域的3 3座电站（水布垭、

3、隔河岩、高坝洲）将可承担华中电网座电站（水布垭、隔河岩、高坝洲）将可承担华中电网10%10%左右左右的调峰任务，清江流域成为华的调峰任务，清江流域成为华中电网清洁、可中电网清洁、可靠的调峰调频电源基地。其靠的调峰调频电源基地。其水库是长江中下游防洪体系的重要组成部分，水库是长江中下游防洪体系的重要组成部分，水布垭水库预留的水布垭水库预留的5 5亿立方米防洪库容与隔河亿立方米防洪库容与隔河岩水库已预留的岩水库已预留的5 5亿立方米防洪库容联合调度亿立方米防洪库容联合调度运行，可有效减轻荆江河段的防洪压力，提高运行，可有效减轻荆江河段的防洪压力，提高长江中下游地区的防洪标准。长江中下游地区的防洪标

4、准。 水布垭水利枢纽工程为一等大型水利水电工水布垭水利枢纽工程为一等大型水利水电工程。主体建筑物有：混凝土面板堆石坝、河岸程。主体建筑物有：混凝土面板堆石坝、河岸式溢洪道、右岸地下式电站厂房和放空洞等。式溢洪道、右岸地下式电站厂房和放空洞等。 根据坝址处的地形地质条件、水文特征和枢纽总体布置，以及面板堆石坝的施工特点，施工导流采用围堰一次拦断河床，隧洞导流，枯水期围堰挡水，汛期淹没基坑的方式。工程计划总工期8.5年。2000年以前为筹建期，2001年2002年为施工准备期。2003年2007年为主体工程施工期，2007年7月2009年6月底为工程完建期。2002年10月26日，水布垭水电站在充

5、分准备下完成各项施工形象进度，成功实施截流。主要工程量主要工程量: 土石方开挖2516.5万m3，大坝填筑大坝填筑( (包括上游铺盖包括上游铺盖) )1526万m3,混凝土158.1万m3，钢筋6.42万t，固结灌浆26.2万m，帷幕灌浆39.2万m2，金属结构制作与安装10760t。 经济指标经济指标: 按1998年价格水平测算，工程静态总投资88亿元，动态总投资123.969亿元。水布垭水电站投产期上网电价经测算为0.38元/kWh。如果把清江梯级3个电站捆在一起联合测算，则还贷期上网电价0.37元/kWh;水布垭水电站工程由湖北省清江水电投资公司和华中电力集团投资合建，投资比例为各50%

6、，由湖北清江水电开发有限责任公司负责工程建设。 二、主要建筑物二、主要建筑物 1 1、混凝土面板堆石坝、混凝土面板堆石坝 混凝土面板堆石坝混凝土面板堆石坝最大最大坝高坝高233m233m，为，为目前目前世界上世界上最高的面板坝，坝顶高程最高的面板坝，坝顶高程409m409m，坝轴线长，坝轴线长660m660m，坝，坝顶宽度顶宽度12m12m。坝顶设。坝顶设钢筋混钢筋混凝土凝土防浪墙，墙顶高程防浪墙，墙顶高程410.2m410.2m，墙高，墙高5.2m5.2m。大坝。大坝上游坝坡上游坝坡1:1.41:1.4，下游坝面，下游坝面设置设置“之之”字形马道，马字形马道，马道宽道宽4.5m4.5m，下游

7、综合坝坡，下游综合坝坡1:1.41:1.4。混凝土面板浇筑混凝土面板浇筑 大坝填筑量包括上游铺盖在内共大坝填筑量包括上游铺盖在内共15261526万万立方米。面板厚立方米。面板厚0.3m0.3m1.1m1.1m，受压区面板宽，受压区面板宽16.0m16.0m，受拉区宽，受拉区宽8.0m8.0m，面板面积，面板面积13.8413.84万平万平方米。趾板采用坝前设标准板，下接防渗板方米。趾板采用坝前设标准板，下接防渗板的结构型式，标准板宽的结构型式，标准板宽6m6m8m8m，厚，厚0.6m0.6m1.2m1.2m。防渗板宽。防渗板宽4m4m12m12m，趾板与基岩间设，趾板与基岩间设有锚筋联接。周

8、边缝结构在高程有锚筋联接。周边缝结构在高程275m275m以下采以下采用底、中、顶三道止水，高程用底、中、顶三道止水，高程275m275m以上取消以上取消中部止水，设底、顶两道止水；面板垂直缝中部止水，设底、顶两道止水；面板垂直缝设有底、顶两道止设有底、顶两道止水水。混凝土面板施工混凝土面板施工混凝土面板水下检查混凝土面板水下检查水布垭大坝水布垭大坝下游坝面下游坝面水布垭大坝水布垭大坝溢洪道溢洪道泄槽下游立视下游立视施工中的施工中的水布垭电站水布垭电站 2、溢洪道 （1）引水渠。引水渠底高程350.0m，底宽90.0m，轴线长890.32m。引水渠横断面为复式，两侧边坡坡比为：覆盖层1:1.5

9、，上部龙潭组页岩为1:1.0，每15m高设一级宽3.0m的马道；下部茅口组灰岩为直立式，每15m高设一级宽4.5m的马道。（2）控制段）控制段。控制段由6个溢流坝段和4个非溢流坝段组成，坝轴线全长163.0m，坝顶高程407.0m。溢流坝段设5个孔口尺寸为14.0m21.8m的表孔，堰顶高程378.2m。每个表孔均设有平板检修闸门槽和弧形工作门各一道，平板检修门由坝顶门机操作，弧形工作门由设在闸墩下游侧的液压启闭机操作。溢流坝段从上游至下游分别布置有：防浪墙、人行道、坝顶公路、门机轨道、电缆廊道、启闭机房等。为满足溢流坝段（38号）坝基131号剪切带深层抗滑稳定要求，每个坝段坝基下均设两个3.

10、0m3.5m的阻滑桩，阻滑桩桩深26m。（3）泄槽段。泄槽段轴线呈直线，泄槽底板纵坡由一坡度i=0.1584的斜坡段，上接溢流坝的反弧段，下接y=0.1584x+0.0046x2的抛物线段，再接1:1.2的陡坡段组成。泄槽总宽度92m，由纵向隔墙将泄槽分为5个区，即5个表孔各成一区，总泄洪宽度80m，隔墙宽3m。挑流鼻坎采用阶梯式窄缝挑坎，鼻坎长度即收缩段长度30m，收缩比为0.250.20。反弧段半径R=35.0m，挑角-10。泄槽设3道跌坎式掺气槽。 （4）下游防冲段。下游防冲段采用防淘墙加混凝土护岸的结构型式。防淘墙墙底最低高程160m，顶高程200m，最大墙高40m，高程200m以上为

11、混凝土护坡。防淘墙采用钢筋混凝土结构，墙厚3m，混凝土标号采用R90300号，二级配，在墙体正面和背面均布有纵横向钢筋。为确保墙体自身的稳定，墙后在高程178、186、196m设置三排预应力锚索，锚索间距为3.0m，平均长度40m，单索设计吨位2000KN。3、电站厂房 右岸地下电站为引水式。电站建筑物包括：引水渠、进水口、引水隧洞、主厂房、安装场、母线洞、右岸地下尾水洞、尾水平台、尾水渠、500KV变电所、交通洞、通风洞和厂外排水洞等。引水隧洞采用一机一洞，平均洞长387.9m，圆形断面内径为8.56.9m；地下厂房尺寸为165.5m21.5m51.47m（长宽高），安装高程189.0m；尾

12、水洞亦采用一机一洞，平均洞长313.18m，圆形断面内径为11.5m。定子吊装定子吊装GIS室室引水式地下电站，布置于坝址NE30河段的右岸山体内，电站安装4台混流式水轮发电机组，单机容量460MW，总装机容量1840MW。保证出力312MW，多年平均发电量39.85亿kWh。工程总投资为123.9694亿元。水布垭水布垭引水式地下电站引水式地下电站水布垭水布垭水电站发电庆典水电站发电庆典4、放空洞 放空洞布置在右岸地下电站的右侧，主要作用有水库放空，中、后期导流和施工期向下游供水等。由引水渠、有压洞（含喇叭口）、事故检修闸门井、工作闸门室、无压洞、交通洞、通气洞及出口段（含挑流鼻坎）等组成。

13、有压洞长530.24m，洞径11.0m，有压洞底板为平底，底高程250.0m。工作闸门室长25.86m，洞室开挖宽度为22.326.16m，长14.3m，高52.96m，闸室内设一扇孔口尺寸为6.0m7.0m的偏心铰式弧形工作门。无压洞段长532.63m，底板坡度为i=0.20.042，洞室净空尺寸为7.2m12.0m，为城门洞形。截流合拢截流合拢堆石坝坝体填筑施工堆石坝坝体填筑施工已建成的已建成的水布垭水布垭堆石面板坝堆石面板坝水布垭水布垭水电站首次泄洪水电站首次泄洪三、技术问题专题研究三、技术问题专题研究 水布垭水利枢纽两岸地形陡峻，库首近坝地段水布垭水利枢纽两岸地形陡峻，库首近坝地段及坝

14、区环境地质问题比较复杂，坝址区环境地及坝区环境地质问题比较复杂，坝址区环境地质条件较差，有较多的危岩体广泛分布，在这质条件较差，有较多的危岩体广泛分布，在这种地形地质条件下，修建种地形地质条件下，修建230230多米高的大坝，长多米高的大坝，长江委设计院进行了多项专江委设计院进行了多项专题技术问题研究，主要有：题技术问题研究，主要有： 1 1、混凝土面板堆石坝与心、混凝土面板堆石坝与心墙堆石坝两种坝型的比选研墙堆石坝两种坝型的比选研究。究。大坝和挤压边墙施工大坝和挤压边墙施工 国外已有多座国外已有多座200m300m左右的心墙堆石左右的心墙堆石坝建设经验，在中国建设坝建设经验，在中国建设227

15、m的高心墙堆石坝的高心墙堆石坝还属首次，通过大量的筑坝材料室内还属首次，通过大量的筑坝材料室内试验试验，现场，现场碾压试验以及坝体应力应变，水力劈裂和渗流控碾压试验以及坝体应力应变，水力劈裂和渗流控制等分析研究论证，在采取适当工程措施后技术制等分析研究论证，在采取适当工程措施后技术上是可行的。上是可行的。 混凝土混凝土面板堆石坝在国内均有较快发展，但面板堆石坝在国内均有较快发展，但要修建当今世界最高的要修建当今世界最高的233m的砼面板堆石坝具的砼面板堆石坝具有一定的难度，通过筑坝材料特性，堆石体变形有一定的难度，通过筑坝材料特性，堆石体变形控制，坝体应力应变分析，面板砼的防裂与耐久控制，坝体

16、应力应变分析，面板砼的防裂与耐久性，周边缝的止水性，周边缝的止水材料材料和和结构结构型式等研究表明，型式等研究表明，在采取适当的工程措施后技术上是可行的。在采取适当的工程措施后技术上是可行的。 2、滑坡治理 库首近坝地段大坝上游河段9km范围内分布有18个滑坡组成的滑坡群体，总方量8342万立方米，5个危岩体总方量357万 立方米，1个稳定性差的斜坡，方量为385万立方米。坝后滑坡，在大坝下游分布有大岩淌、马岩湾、台子上、古树包四个大滑坡，设计研究分别采用开挖减载，地下地表排水，前缘护坡、抗滑支挡等措施。右岸峡口马崖高陡自然边坡，坡高达360余米，岩性为上硬下软，且上部硬岩中还夹有多层软弱夹层

17、，处理措施为卸荷开挖，边坡锚固，坡面喷护，排水坡脚护岸等。 3、软岩成洞问题 由于坝型为当地材料坝，故地下洞室相对较多，坝址区岩体中的软层甚多，如泥盆系写经寺组，二迭系马鞍组与栖霞组极薄层含泥质生物碎屑灰岩、泥岩、泥灰岩及页岩等均属软岩。软岩大多遭受了不同程度的剪切破坏，工程性状较差，加之产状平缓，软岩成洞问题突出。 4、志留系强风化页岩作为防渗材料的问题志留系强风化页岩作为防渗材料的问题 志留系砂页岩具有明显的垂直风化分带性，风化程度划分为全风化带，强风化上带、下带、弱风化及微风化带。经研究全风化带可直接作为防渗材料上坝，而强风化下带及弱、微风化带不能作为防渗材料。 5、消能型式研究 溢洪道下游消能区位于坝址峡谷出口大崖沱深潭，左有大岩淌滑坡，右有马崖高陡边坡和马岩湾滑坡，河床岩层主要是泥盆系上统写经寺组和志留系砂页岩，抗冲能力低，而本工程泄洪量大，万年一遇时最大下泄流量达18280立方米/秒，相应单宽流量为181 立方米/秒，汛期水头在171m-180m以上，经计算、试验、分析综合考虑，最后选择分区陡槽接窄缝式排坎消能方案，消能区保护采用防淘墙方案。四、水布垭水电站四、水布垭水电站 - 修建历程修建历程（1