隔河岩升船机.docVIP

隔河岩水电站是清江梯级开发的启动工程，位于清江下游湖北省长阳土家族自治县境内。枢纽工程由大坝、发电厂房和升船机三大建筑物组成。大坝为混凝土重力拱坝，最大坝高151米，坝顶长653．5米，坝顶高程206米，正常蓄水位为200米，总库容３４亿立方米。电厂为引水式发电厂房，安装四台30万千瓦水轮发电机组，设计年发电量30.4亿千瓦时，通航建筑物为两级垂直升船机，最大提升高度122米，可通过300吨级轮船，年单向通过能力为170万吨。 隔河岩水工程由国家与湖北省合资建设，1987年1月开始前期准备施工，1987年12月实现工程截流，1988年1月开始主体工程施工，1993年6月首台机组发电，1994年11月四台机组全部投产，1998年4月整个工程除升船机外，通过国家竣工验收。 隔河岩水利枢纽在1998年长江抗洪中，发挥了重大作用。长江第六次洪峰使沙市水位创下45．30米的历史最高纪录，隔河岩大坝超限度地拦蓄洪水，使荆江水位下降20—30厘米，避免了荆江分洪， 坝体总布置 大坝正常蓄水位200m，坝顶高程206m，建基面最低高程55m，最大坝高151m，全长653.3m共分30个坝段，自右至左：1—6坝段为重力坝；7—22坝段上部为重力坝，下部为重力拱坝，称道为“上重下拱”的重力拱坝，且拱坝封拱灌浆不在同一高程，右岸封拱高程160m，河床180m，左岸150m，其中11—18坝段为溢流坝段，设有7个12mXl8。2m的表孔，4个4.5mX6.5m的深孔，2个4.5mX6.5m的底孔，表孔和深孔用来渲泄千年一遇设计洪水流量22800m3／s，万年校孩洪水流量27800m3／s，二个底孔在施工期用于二期导流，完建后用于放空水库和排砂；23—26坝段为重力墩；27坝段为过坝建筑物；28—30坝段为重力坝 坝型比较 曾比较过重力坝与拱坝两种坝型，从泄洪条件以及左岸地形相对较低且岩性较弱宜修建重力坝，因以下几个原因没有采用重力坝而采用了重力拱坝：①建坝基岩石龙洞灰岩由于产状关系在河谷地表出露成一弧形带状，为了不使重力坝坝基座落在乎善坝纽的页岩上，重力坝轴线宜为弧形或折线形，这无疑与拱坝轴线相近；②由于河谷岸坡陡峻，为满足重力坝的侧向稳定，坝体横缝必须灌浆，结构上相当于拱形重力坝；③重力坝底宽大，坝址距石牌页岩较近，由于石牌页岩变形模量远低于石龙洞灰岩，当页岩承受坝址应力后将产生较大变形，并使上覆石龙洞灰岩产生较大的拉应力对坝基应力十分不利；④重力拱坝底宽小，可避开对石牌页岩的影响，同时发挥拱的作用可将部分荷载传到两岸，可明显改善坝基应力，且拱坝比重力坝节省砼70万m3；⑤拱坝溢流向心问题可以采用不对称宽尾墩形式解决，水工模型试验表明这种形式效果良好。 （3）拱坝体形设计 由于左岸地形平缓低矮，在左岸坝肩设置重力墩，重力墩由4个坝段组成，将高程150m以下的横缝进行灌浆成整体承受拱坝推力，在150m高程以上横缝不灌浆成为重力坝。 经方案比较重力拱坝体形最终选定为“上重下拱”的重力拱坝，其封拱高程左岸为150m，河床为180m，右岸为160m，上游面采用铅直园弧面，外半径为312m。下游坝坡：上部重力坝1:0.7，下部重力拱坝1:05，其间用铅直线联结，拱圈平面内弧采用三心园，拱冠部位采用定园心大半径等厚园拱，拱端部位采用变园心小半径贴角加厚坝坡随之变为1:o.75，顶拱中心角800。采用以上体形主要有以下几点理由：①由于河谷宽高比较大，同时要求坝身泄大流量洪水，坝体宜采用重力拱坝；②重力墩左端为过坝建筑物，从稳定及受力条件看，只宜承受150m高程以下拱的推力；③河床封拱高程180m，左岸150m，右岸160m，相当于一个斜拱，它可使河床部位重力坝高度由56m降至26m，同时可改善应力状况，比150m平拱方案最大拉应力可减小25％一30％，满足规范要求；④采用近乎椭园的三心拱园既可改善水流的向心问题，又能减小拱座的拉应力值。 （4）坝体应力分析 应力分析着重研究“上重下拱”的结构特点，通常采用的拱梁分载法辅以三维有限元法和石膏模型试验，考虑到上部重力坝对下部斜拱的影响，同时考虑到等效温度荷载的作用，经水利部规划院、长科院、北京水科院、清华大学等单位进行计算得出基本一致的规律。应力最不利情况发生在与温升荷载组合情况下，这与过去通常认为拱坝应力最不利情况发生在温降情况有所不同（见表1）。通过单项荷载成果分析表明，等效温差在温度荷载中起了重要作用，温升产生的等效温差最为不利。各家成果中都反映了最大主拉应力发生在上部拱座附近，这与通常的拱坝大多数发生在坝高的三分之一处有所不同。这主要是上部重力坝作用在顶拱所致。 （5）抗滑稳定分析 拱坝的安全在很大程度上取决于拱座的抗滑稳定，但拱座的稳定问题非常复杂，它涉及到拱的推力、地形、地质是否清楚，特别是对有关