石泉水電(dian)站位(wei)于陜(shan)西(xi)石泉縣漢(han)江上(shang)游,是漢(han)江上(shang)游河段梯(ti)級開發(fa)的(de)第(di)2個梯(ti)級電(dian)站,是陜(shan)西(xi)電(dian)網的(de)主要調峰電(dian)廠。水電(dian)站擴機工程屬陜(shan)西(xi)省“九五(wu)”重(zhong)點建設(she)項(xiang)目,“二十項(xiang)興(xing)陜(shan)項(xiang)目”工程之一(yi)。控制流(liu)域面積24000平方(fang)公(gong)里(li),多年平均(jun)流(liu)量(liang)372立(li)方(fang)米/秒(miao),設(she)計(ji)洪(hong)水流(liu)量(liang)21500立(li)方(fang)米/秒(miao)。總(zong)庫(ku)容(rong)為(wei)4.4億立(li)方(fang)米,設(she)計(ji)灌(guan)溉面積0.4萬畝,裝機容(rong)量(liang)13.5萬千(qian)瓦。以發(fa)電(dian)為(wei)主,兼有灌(guan)溉、防洪(hong)、漁(yu)業等(deng)綜合效益。
工程概況
石泉水力發電廠位于漢江上游陜西省石泉縣境內,是70年代漢江上游建成的首(shou)座(zuo)中型水(shui)電(dian)廠。 電(dian)廠于(yu)(yu)1971年動工,1973年第一臺機組發(fa)電(dian),到1975年3臺單(dan)機容(rong)量為4.5萬千瓦(wa)的水(shui)力機組全(quan)部投(tou)(tou)產發(fa)電(dian),總裝(zhuang)機容(rong)量達(da)到13.5萬千瓦(wa),設(she)計年均發(fa)電(dian)量6.5億(yi)千瓦(wa)時。工程總投(tou)(tou)資(zi)1.94億(yi)元,已于(yu)(yu)1981年收回全(quan)部投(tou)(tou)資(zi)。現有職工人數602人。
石泉水電(dian)站(zhan)擴機(ji)工程(cheng)屬陜(shan)西省“九五”重點建設(she)項(xiang)目。“二十(shi)項(xiang)興陜(shan)項(xiang)目”工程(cheng)之(zhi)一。1998年(nian)9月29日主體工程(cheng)全(quan)面開工,2000年(nian)8月23日首臺機(ji)組發電(dian),2002年(nian)1月通過工程(cheng) 竣工安全(quan)鑒定。
所在河流(liu)為(wei)(wei)漢水,控制流(liu)域(yu)面(mian)積24000平(ping)方(fang)公里,多年平(ping)均(jun)流(liu)量(liang)(liang)372立方(fang)米/秒,設計(ji)洪水流(liu)量(liang)(liang)21500立方(fang)米/秒。總庫(ku)容為(wei)(wei)4.4億立方(fang)米,設計(ji)灌溉面(mian)積0.4萬(wan)畝(mu),裝機容量(liang)(liang)13.5萬(wan)千瓦。主(zhu)(zhu)壩(ba)(ba)(ba)壩(ba)(ba)(ba)型為(wei)(wei)混凝土(tu)空腹重力壩(ba)(ba)(ba),最(zui)大壩(ba)(ba)(ba)高65米,壩(ba)(ba)(ba)頂長度353米,壩(ba)(ba)(ba)基巖(yan)石(shi)為(wei)(wei)石(shi)英片巖(yan)。壩(ba)(ba)(ba)體工程量(liang)(liang) 37萬(wan)立方(fang)米,主(zhu)(zhu)要泄(xie)洪方(fang)式為(wei)(wei)壩(ba)(ba)(ba)頂溢(yi)流(liu)。
建筑設計
錨索加固工程
石泉水(shui)(shui)電站二期工程發(fa)(fa)電廠房為岸邊式,機(ji)(ji)坑開挖深度約 42米(mi)。在(zai)(zai)機(ji)(ji)坑開挖過程中,邊坡(po)表層發(fa)(fa)生了2 次崩(beng)塌性(xing)(xing)破(po)壞,在(zai)(zai)廠房和邊坡(po)之(zhi)間形(xing)成(cheng)一個(ge)“月(yue)牙”形(xing)空缺。根據(ju)崩(beng)塌后揭露的地質構造(zao)特性(xing)(xing),分析(xi)了高邊坡(po)的崩(beng)塌機(ji)(ji)理(li)(li)。在(zai)(zai)此(ci)基礎上(shang),擬定加(jia)固方(fang)案,并用極限平(ping)衡法優化出合理(li)(li)的錨(mao)索錨(mao)固力,用二維接觸非(fei)線性(xing)(xing)有(you)限元分析(xi)邊坡(po)巖體與混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)框(kuang)架之(zhi)間的相互(hu)作(zuo)用;根據(ju)數值仿(fang)真計算結果,作(zuo)出了在(zai)(zai)“月(yue)牙”形(xing)空缺處修(xiu)建混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)框(kuang)架結構的邊坡(po)綜合治理(li)(li)加(jia)固方(fang)案,其目(mu)的是利(li)用混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)框(kuang)架結構的適度變形(xing)所產生的彈(dan)性(xing)(xing)抗(kang)力來增加(jia)邊坡(po)坡(po)腳的穩定性(xing)(xing)。石泉壩址控(kong)制漢江流(liu)域面積2.34萬平(ping)方(fang)公(gong)里,多年(nian)平(ping)均(jun)流(liu)量(liang)341立(li)方(fang)米(mi)/秒。工程按百年(nian)一遇洪(hong)水(shui)(shui)設計,500年(nian)一遇洪(hong)水(shui)(shui)校核(he)。水(shui)(shui)庫(ku)正常蓄水(shui)(shui)位410米(mi),庫(ku)容(rong)(rong)3.24億立(li)方(fang)米(mi),有(you)效庫(ku)容(rong)(rong)2.27億立(li)方(fang)米(mi),為不(bu)完全(quan)季調節水(shui)(shui)庫(ku)。
Ⅱ等2級工程
大(da)壩(ba)(ba)為(wei)混凝土空腹重力(li)壩(ba)(ba)及(ji)實體重力(li)壩(ba)(ba),最大(da)壩(ba)(ba)高5米,壩(ba)(ba)頂高程416米,壩(ba)(ba)頂全(quan)長352米,壩(ba)(ba)頂寬16米。電站廠房(fang)為(wei)壩(ba)(ba)后式,安裝3臺4.5萬(wan)千(qian)瓦混流式水(shui)輪發電機組,總裝機容量13.5萬(wan)千(qian)瓦;1998年又在下游尾(wei)水(shui)左(zuo)岸(an)安裝2臺4.5萬(wan)千(qian)瓦機組,為(wei)短(duan)洞(dong)引水(shui)岸(an)邊式廠房(fang),1洞(dong)2機,利用石泉大(da)壩(ba)(ba)棄(qi)水(shui)發電,電站總裝機容量22.5萬(wan)千(qian)瓦。
大壩改造工程
工程規劃
2006年(nian)10月12日(ri),石(shi)泉(quan)(quan)水(shui)電(dian)(dian)站大(da)(da)壩(ba)監測系統(tong)完(wan)善及(ji)三(san)(san)期(qi)自(zi)動(dong)化改(gai)造工(gong)程(cheng)(cheng)設(she)計(ji)(ji)(ji)方(fang)案(an)審(shen)查(cha)會(hui)在陜西電(dian)(dian)力科(ke)(ke)學研究院召開。西北(bei)勘測設(she)計(ji)(ji)(ji)研究院、西安理工(gong)大(da)(da)學水(shui)電(dian)(dian)學院、原西北(bei)電(dian)(dian)力試驗研究院特邀專(zhuan)(zhuan)(zhuan)家,發電(dian)(dian)公司安全生(sheng)產部、石(shi)泉(quan)(quan)電(dian)(dian)廠有(you)關(guan)部門負責(ze)人(ren)和(he)技(ji)術人(ren)員(yuan)、陜西電(dian)(dian)力科(ke)(ke)學研究院水(shui)電(dian)(dian)技(ji)術研究所的(de)專(zhuan)(zhuan)(zhuan)家參加了(le)會(hui)議。石(shi)泉(quan)(quan)水(shui)電(dian)(dian)廠首先向(xiang)與會(hui)人(ren)員(yuan)介(jie)紹了(le)石(shi)泉(quan)(quan)大(da)(da)壩(ba)監測系統(tong)完(wan)善及(ji)自(zi)動(dong)化改(gai)造工(gong)程(cheng)(cheng)總體(ti)規(gui)劃,以及(ji)一(yi)期(qi)、二期(qi)工(gong)程(cheng)(cheng)已完(wan)成(cheng)(cheng)的(de)項目及(ji)三(san)(san)期(qi)工(gong)程(cheng)(cheng)計(ji)(ji)(ji)劃實施的(de)項目情(qing)況、石(shi)泉(quan)(quan)大(da)(da)壩(ba)觀(guan)測系統(tong)現狀及(ji)存在問題;陜西電(dian)(dian)力科(ke)(ke)學研究院水(shui)電(dian)(dian)技(ji)術研究所向(xiang)會(hui)議專(zhuan)(zhuan)(zhuan)家詳細(xi)介(jie)紹了(le)石(shi)泉(quan)(quan)大(da)(da)壩(ba)觀(guan)測系統(tong)三(san)(san)期(qi)工(gong)程(cheng)(cheng)擬(ni)實施9個(ge)項目的(de)設(she)計(ji)(ji)(ji)方(fang)案(an),并(bing)闡述了(le)這些項目實施的(de)可行性、合理性,并(bing)就產品性價比進(jin)行了(le)詳細(xi)說(shuo)明。與會(hui)人(ren)員(yuan)對(dui)電(dian)(dian)力科(ke)(ke)學研究院提交的(de)《石(shi)泉(quan)(quan)水(shui)電(dian)(dian)站大(da)(da)壩(ba)監測系統(tong)三(san)(san)期(qi)自(zi)動(dong)化改(gai)造工(gong)程(cheng)(cheng)設(she)計(ji)(ji)(ji)報告》進(jin)行討論并(bing)達(da)成(cheng)(cheng)共識,認為石(shi)泉(quan)(quan)大(da)(da)壩(ba)三(san)(san)期(qi)自(zi)動(dong)化改(gai)造及(ji)完(wan)善工(gong)程(cheng)(cheng)設(she)計(ji)(ji)(ji)方(fang)案(an)在充分(fen)考慮石(shi)泉(quan)(quan)擴機工(gong)程(cheng)(cheng)對(dui)大(da)(da)壩(ba)及(ji)建(jian)筑物的(de)影(ying)響的(de)前提下,認真仔(zi)細(xi)研究及(ji)實地查(cha)看(kan)后(hou)精心設(she)計(ji)(ji)(ji)而成(cheng)(cheng)的(de),規(gui)劃設(she)計(ji)(ji)(ji)到位、測點(dian)布置合理、設(she)備選型較先進(jin),是比較成(cheng)(cheng)功的(de)設(she)計(ji)(ji)(ji)方(fang)案(an)。
工程概況
1989年(nian)按(an)現行設(she)計規范對(dui)石(shi)泉水(shui)電(dian)站大(da)(da)壩(ba)進行安(an)全復核,復核結果表明當(dang)大(da)(da)壩(ba)宣泄(xie)千年(nian)一遇洪水(shui)時,左右非溢流壩(ba)段的(de)壩(ba)踵產生拉應(ying)(ying)力(li)。為(wei)此決定采用以大(da)(da)噸(dun)(dun)(dun)位預(yu)(yu)應(ying)(ying)力(li)錨索為(wei)主、基(ji)礎灌漿消除(chu)揚壓力(li)為(wei)輔的(de)加固方案。經過(guo)設(she)計計算,需在壩(ba)頂安(an)設(she)30束(shu)預(yu)(yu)應(ying)(ying)力(li)錨索,錨索分6000kN和8000kN兩種,總噸(dun)(dun)(dun)位176.52MN。采用如此規模的(de)預(yu)(yu)應(ying)(ying)力(li)錨索加固壩(ba)體,在國內(nei)尚屬首次。局科(ke)研(yan)所于(yu)1994年(nian)6月(yue)開始,到1995年(nian)7月(yue)30日完成(cheng)29束(shu)600噸(dun)(dun)(dun) 級、1束(shu)800噸(dun)(dun)(dun)級預(yu)(yu)應(ying)(ying)力(li)錨索的(de)施工,有(you)7束(shu)錨索中做了試驗。
施工情況
在大(da)壩頂(ding)面鉆(zhan)(zhan)(zhan)深度最大(da)達75米(mi)(mi)錨(mao)索(suo)孔(kong),既要確保鉆(zhan)(zhan)(zhan)孔(kong)的(de)垂(chui)直度,又不(bu)能破壞(huai)壩體。鉆(zhan)(zhan)(zhan)孔(kong)使(shi)用(yong) SGZ-Ⅲ鉆(zhan)(zhan)(zhan)機,鋼粒鉆(zhan)(zhan)(zhan)進(jin)。鉆(zhan)(zhan)(zhan)孔(kong)中對(dui)鉆(zhan)(zhan)(zhan)機采取特殊固(gu)(gu)定措施(shi),并使(shi)用(yong)變徑鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)和長鉆(zhan)(zhan)(zhan)具,使(shi)得孔(kong)斜均(jun)小于3‰。錨(mao)孔(kong)位于基(ji)巖(yan)的(de)部分還進(jin)行了帷幕(mu)和固(gu)(gu)結(jie)灌漿。錨(mao)索(suo)索(suo)體每束(shu)(shu)分別由33根或(huo)43高根鋼絞(jiao)線組成,長度為43.5~77 米(mi)(mi),重量為1.5~3.2噸。下束(shu)(shu)前,對(dui)束(shu)(shu)體按(an)設計(ji)要求進(jin)行了臨時和長期防(fang)腐(fu)處(chu)理。臨時處(chu)理主要是對(dui)處(chu)于錨(mao)孔(kong)水(shui)中的(de)束(shu)(shu)體,用(yong)石灰(hui)水(shui)(pH值大(da)于12)浸泡。長期防(fang)腐(fu)是用(yong)專(zhuan)門配(pei)制的(de)防(fang)腐(fu)漆涂在鋼絞(jiao)線上。下束(shu)(shu)時,用(yong)專(zhuan)門設計(ji)的(de)下束(shu)(shu)車替代大(da)型吊車和汽車,放束(shu)(shu)入孔(kong)。
錨(mao)孔(kong)(kong)內錨(mao)固段注漿(jiang)(jiang)漿(jiang)(jiang)液為(wei)(wei)早強(qiang)(qiang)、高(gao)強(qiang)(qiang)、微膨脹漿(jiang)(jiang)液,要(yao)求28天(tian)的(de)強(qiang)(qiang)度為(wei)(wei)500#。通過試驗確定漿(jiang)(jiang)液的(de)水灰比(bi)為(wei)(wei)0.34,使用525號中熱硅酸鹽大壩水泥(ni),另加(jia)適量的(de)外加(jia)劑。為(wei)(wei)確保錨(mao)根(gen)長度,采用按孔(kong)(kong)徑估算漿(jiang)(jiang)量、注漿(jiang)(jiang)時實測漿(jiang)(jiang)面和漿(jiang)(jiang)體初凝后(hou)取樣等(deng)方法(fa),綜合確定實際灌漿(jiang)(jiang)長度,并達(da)到設計要(yao)求。
在錨根段漿(jiang)體待凝14天、混凝土墊座澆筑1個(ge)月后,開始錨索張(zhang)拉(la)。張(zhang)拉(la)時,先用YCW-20Q型千斤(jin)頂進行預調,再用YCW-650和(he)YKD-600型千斤(jin)頂串(chuan)聯進行整束張(zhang)拉(la),這樣可以(yi)解決長錨索變形大、張(zhang)拉(la)困難的問題,而且獲得的數(shu)據更加精(jing)確(que)。
在(zai)錨(mao)(mao)索施(shi)工中,還在(zai)7根(gen)錨(mao)(mao)索中做了(le)錨(mao)(mao)固可靠性(xing)、錨(mao)(mao)固安(an)全(quan)(quan)度、群錨(mao)(mao)效(xiao)應(ying)、外錨(mao)(mao)頭墊座混(hun)凝土(tu)承壓、錨(mao)(mao)固效(xiao)果、錨(mao)(mao)索體內鋼絞線受力不均勻性(xing)等試(shi)驗,還在(zai)束體上貼應(ying)變片(pian)測定預應(ying)力。其目的是(shi)確保能安(an)全(quan)(quan)有(you)效(xiao)地(di)施(shi)加預應(ying)力,并監測錨(mao)(mao)索在(zai)施(shi)工和運行中的情況。
施工規劃
2007年8月28日 ,隨著石泉(quan)(quan)電(dian)站(zhan)大(da)(da)(da)壩監(jian)測(ce)(ce)系(xi)統(tong)(tong)自動(dong)化工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)觀測(ce)(ce)孔(kong)造孔(kong)施工(gong)(gong)(gong)完(wan)成,不僅(jin)展示(shi)了水電(dian)三局(ju)基礎工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)分局(ju)在大(da)(da)(da)口徑(jing)觀測(ce)(ce)孔(kong)鉆孔(kong)方面(mian)的(de)實力,也標(biao)志著石泉(quan)(quan)水電(dian)站(zhan)大(da)(da)(da)壩監(jian)測(ce)(ce)系(xi)統(tong)(tong)更新(xin)改造工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)大(da)(da)(da)口徑(jing)雙金(jin)屬標(biao)鉆孔(kong)獲得成功。 該工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)共有兩個觀測(ce)(ce)孔(kong),施工(gong)(gong)(gong)部位分別位于石泉(quan)(quan)電(dian)站(zhan)大(da)(da)(da)壩右岸壩頭和左岸下(xia)游修(xiu)配廠,設計孔(kong)深分別為(wei)25米和20米,施工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)期(qi)60天(tian),合(he)同金(jin)額(e)29.7萬元。 基礎工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)分局(ju)于5月18日進(jin)點(dian),投入設備5臺套(tao),施工(gong)(gong)(gong)人(ren)(ren)(ren)員9人(ren)(ren)(ren),管理人(ren)(ren)(ren)員2人(ren)(ren)(ren)。經過緊張的(de)前(qian)期(qi)準備工(gong)(gong)(gong)作,于5月27日正式開(kai)工(gong)(gong)(gong)。
該工程是(shi)石泉電站大(da)壩監測自(zi)動化系(xi)統更新改造(zao)總體規(gui)劃的(de)重(zhong)要組成部分(fen),工程量雖小(xiao),但工期緊,質(zhi)量要求(qiu)嚴,技術含(han)量高,首先(xian)是(shi)大(da)口(kou)徑,開孔(kong)孔(kong)徑達到(dao)275毫米,終孔(kong)孔(kong)徑達到(dao)225毫米。其(qi)次,孔(kong)斜率(lv)要求(qiu)較高,千米孔(kong)斜率(lv)控制(zhi)在1米以下(xia)。
基(ji)礎工(gong)(gong)(gong)(gong)程(cheng)分局工(gong)(gong)(gong)(gong)會主席、石泉施(shi)工(gong)(gong)(gong)(gong)項目負(fu)責人王勇(yong)社介紹(shao)說,施(shi)工(gong)(gong)(gong)(gong)前期,由于(yu)設計不(bu)合理,孔位離(li)邊墻(qiang)較近,無法施(shi)工(gong)(gong)(gong)(gong),經過(guo)與甲方協商,后對施(shi)工(gong)(gong)(gong)(gong)方案(an)進(jin)行了修改,確(que)保了施(shi)工(gong)(gong)(gong)(gong)正(zheng)常進(jin)行。施(shi)工(gong)(gong)(gong)(gong)中參戰人員先(xian)后克服了材料不(bu)到(dao)位、資(zi)金不(bu)到(dao)位、運輸工(gong)(gong)(gong)(gong)具不(bu)到(dao)位等困難,嚴把安全(quan)關(guan)(guan)、質量關(guan)(guan),始終(zhong)保持著較快的施(shi)工(gong)(gong)(gong)(gong)進(jin)度(du)。
施工要求
為了(le)(le)保(bao)證施(shi)工(gong)(gong)(gong)質量,施(shi)工(gong)(gong)(gong)人(ren)員(yuan)嚴(yan)(yan)格(ge)按照技(ji)術要求施(shi)工(gong)(gong)(gong),開(kai)工(gong)(gong)(gong)前以及施(shi)工(gong)(gong)(gong)過(guo)程中多(duo)(duo)次召(zhao)開(kai)技(ji)術交底會,由于孔(kong)(kong)斜(xie)率(lv)要求較高,施(shi)工(gong)(gong)(gong)人(ren)員(yuan)每班至少進行兩次測斜(xie),并(bing)及時采取糾斜(xie)措(cuo)施(shi),使孔(kong)(kong)斜(xie)率(lv)控制在1‰以內(nei)。在鉆孔(kong)(kong)階段(duan),有效孔(kong)(kong)徑達(da)不到設計要求,有可(ke)能造成廢(fei)孔(kong)(kong)。同時,由于汛期(qi)地下水位變化較大,孔(kong)(kong)內(nei)滲(shen)水嚴(yan)(yan)重,要保(bao)證孔(kong)(kong)內(nei)無滲(shen)漏,難以控制。為了(le)(le)解(jie)(jie)決這一(yi)難題,施(shi)工(gong)(gong)(gong)人(ren)員(yuan)采用了(le)(le)多(duo)(duo)種方案處理,均效果不理想,后使用先進的堵漏材料,加之多(duo)(duo)年的施(shi)工(gong)(gong)(gong)經驗,順(shun)利解(jie)(jie)決了(le)(le)這一(yi)施(shi)工(gong)(gong)(gong)技(ji)術難題。
安全檢查
2008年5月(yue)16日,檢(jian)(jian)查(cha)組對(dui)對(dui)石泉水(shui)(shui)電站大(da)(da)壩安(an)全進(jin)行(xing)了檢(jian)(jian)查(cha)。受(shou)四川(chuan)地(di)(di)震影響出現壩體(ti)裂縫(feng)、滲(shen)(shen)水(shui)(shui)和泄水(shui)(shui)設施、附(fu)屬工程等不同程度受(shou)損,雖然石泉境(jing)內各水(shui)(shui)電站大(da)(da)壩安(an)全沒有受(shou)到地(di)(di)震影響,但也積極(ji)做(zuo)好各類抗震措(cuo)施,認真(zhen)檢(jian)(jian)查(cha),做(zuo)到有備無患,防(fang)御(yu)災(zai)害發生。檢(jian)(jian)查(cha)結果表(biao)明,未出現壩體(ti)裂縫(feng)、滲(shen)(shen)水(shui)(shui)和泄水(shui)(shui)的現象。
為確保(bao)水(shui)庫、水(shui)電(dian)站大壩安全(quan),做好(hao)防大汛、抗大災的(de)各(ge)項準備工作(zuo),確保(bao)了水(shui)庫安全(quan)度(du)汛,確保(bao)生產安全(quan),為地方經濟和(he)社會發展(zhan)做出了新的(de)貢(gong)獻。
運行效益
電(dian)(dian)站安裝3臺(tai)4.5萬(wan)千瓦混(hun)流式水輪發電(dian)(dian)機組,總裝機容量13.5萬(wan)千瓦;
1998年又在下游尾水(shui)左岸安裝2臺4.5萬(wan)千瓦機(ji)組(zu),為(wei)短(duan)洞(dong)引水(shui)岸邊式廠房,1洞(dong)2機(ji),利用石泉(quan)大壩棄水(shui)發(fa)電(dian),電(dian)站總裝機(ji)容(rong)量(liang)(liang)(liang)22.5萬(wan)千瓦。控制流域面積(ji)24000平(ping)方(fang)公(gong)里,多年平(ping)均流量(liang)(liang)(liang)372立(li)方(fang)米/秒,設計(ji)洪(hong)(hong)水(shui)流量(liang)(liang)(liang)21500立(li)方(fang)米/秒。總庫容(rong)為(wei)4.4億立(li)方(fang)米,設計(ji)灌(guan)溉面積(ji)0.4萬(wan)畝,裝機(ji)容(rong)量(liang)(liang)(liang)13.5萬(wan)千瓦。以發(fa)電(dian)為(wei)主,兼有灌(guan)溉、防洪(hong)(hong)、漁業等(deng)綜(zong)合效益。